Studio e simulazione di un circuito di pilotaggio per trasduzione elettro-ottica per applicazioni satellitari

Si sono esposti prima i pregi ed i difetti di ognuno delle due grandi famiglie di trasduttori ottici. L'elemento a cui si demanda la trasduzione per questo progetto è un diodo laser. Oggigiorno esistono molte varianti di laser, ognuno dei quali si distingue principalmente per tecnica realizzativa, lunghezza d'onda e quindi qualità cromatiche, dispersione cromatica e corrente di soglia. Date le caratteristiche del circuito richiesto, la scelta è stata orientata verso un dispositivo a basso rumore, controllabile in temperatura con una lunghezza d’onda di 1550nm ed una discreta efficienza. Il componente definitivamente adottato è il PGT20321.
Si tratta di un laser di tipo DFB. Questa lunghezza d'onda lo colloca nella banda dell'infrarosso adatto quindi per comunicazioni ottiche. Il componente scelto offre prestazioni altissime per una moltitudine di applicazioni con un bassissimo consumo di potenza. Può essere adattato per comunicazioni dalla Gigabit Ethernet a comunicazioni satellitari, dalle propagazioni guidate in fibra ottica a quelle nello spazio libero, per comunicazioni semplici o multiplate secondo le tecniche WDM o TDM. Tale laser può supportare “data rates” oltre i 2.7 Gbps.
Un altro vantaggio di tale laser è costituito dalla presenza al suo interno di un dispositivo TEC (thermoelectric cooler): in pratica una micro cella Peltier per il controllo della temperatura e di un fotodiodo per il monitoraggio del fascio ottico d’uscita.
In entrata si interfaccia con connessioni di tipo sbilanciato, come già detto in precedenza e l'impedenza di ingresso è 25Ω, due fattori che hanno portato inconvenienti topologici e difficoltà progettuali, mentre la possibilità di usufruire di una TEC nativa e di un fotodiodo di monitoraggio anch'esso integrato permette di risparmiare sui costi realizzativi ed una notevole integrazione di tutto il dispositivo di cui si sta trattando. Oltre al meccanismo TEC si dispone di un termistore sempre integrato nel TOSA, il che rende possibile il controllo della temperatura in modo autonomo con l'ausilio di un driver realizzato ad hoc.
Dal punto di vista costruttivo, in ingresso il TOSA si interfaccia con nove pin, due dei quali provvedono al pilotaggio della TEC, altri due rappresentano i terminali del resistore, mentre gli altri quelli del diodo laser del fotodiodo e l'ingresso di bias. In particolare il diodo laser ha due connessioni al catodo, una per la corretta polarizzazione ed una per il segnale, per l'anodo allo stesso modo, si hanno due pin diversi ma destinati alla connessione a terra. Il laser condivide questi due terminali con il catodo del fotodiodo il quale anodo invece ha una sua connessione indipendente. La presenza di due morsetti ground per lo stesso terminale ed uno solamente per il segnale suggerisce una possibile adozione di una connessione a struttura coplanare.