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索尔思10G-40km光模块拆解

时间:2023-11-30 15:36:38 浏览:625

Source(索尔思)光模块在光模块领域排名前十,业务覆盖芯片、光器件与光模块,是光模块行业的黄埔军校。今天拆解的是很早之前的光模块版本XP-MR-04-CDFA, 产品规格是 SM-40km-1550-10G-C 。

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打开金属外壳,可以看到多年以前的索尔思的产品设计,用料选择十分注重品质。

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我们分析出主要的器件清单:

 MCU ADUC7020
 DACMAX5841LEUB
 LEO LTC1844ES5-3.3
 TEC MAX8521E



ADUC7020是ADI公司的32位MCU主控芯片,ARM7内核,自带12bit I/O,封装形式LFCSP-40pin;

MAX5841是MAXIM(现为ADI)的四路10bit的DAC芯片,工作电压为2.7~5.5V,封装形式是SOP-10pin;

LTC1844ES5-3.3是Linear(现为ADI)的LDO电源管理芯片,宽输入电压1.6~6.5V,低压差至150ma;

MAX8521是MAXIM(现为ADI)的TEC电源驱动器,以实现2%精度的TEC电压控制;

其他的物料,如收发组件采用AKM定制的BOSA和TOSA,被动器件采用Murata居多。

该模块原理框图如下所示:

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在10G光模块中Transceiver和MCU等主要元件的供应商屈指可数,选择不多,反而电源设计对光模块厂商来说是特别重要的一环。索尔思光模块为什么不采用低成本的分立电源方案,而使用电源模块产品?我们与行业工程师请教,讨论如下:

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光模块的电源设计,尤其是采用这种POL(Point of Load)电源模块式产品主要有以下几个方面的优势:

纹波控制

纹波是指叠加在稳定直流电压/电流上的交流分量。在光模块中,供电电压的波动会直接影响信号质量和抖动指标,一般要求纹波在10mv以下,目前解决方案主要有二种,一是加入冗型LC滤波,滤除效果相当不错,但是缺点是体积太大,在光模块这样狭小的空间中很难布局。二是采样uPOL电源模块,该模块采样DCDC和电感3D一体成型工艺,减短电流环路,有效减低纹波。

缓启动功能

光模块支持热插拔功能,而热插拔实际上会对光模块性能产生两方面的影响:

(1)在将光模块插入端口时,与金手指接触的连接器的金属针脚会出现弹跳,引起的电源信号的振荡,这种振荡可能会造成光模块接收信号的误码,所以需要通过缓启动的方式,在模块与连接器接触稳定后再给模块供电,这样就可以防止电源信号的抖动;

(2)由于在光模块中有大量的滤波电容存在,在上电的初始瞬间,这些电容因为还未充电,所以近似于短路,使得模块中会出现很大的冲击电流,这种冲击电流甚至可能烧毁模块上的部分电芯片。所以必须通过缓启动的方式来减缓模块输入电流的大小,从而抑制冲击电流。可以通过设计缓启动电路实现该功能,也可以选用具有缓启动的uPOL电源模块


这款CYNTEC电源模块具有0.8MS的缓启动时间,如下图所示:

4.png


这个模块的纹波可以做到5.2mv,基本已经做到了极致性能。

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PCB板面干净条理,可以给出80分的评价。

 4.png

光模块的市场近5年的迭代很快,也会导致元器件的成本持续优化,但是索尔思的产品设计给了我们同行工程师很多经典的参考设计。具体芯片图片如下:

 5.png

最后看一下这个光模块的全部的零件,工程师考虑的细节比较周到,值得我们同行工程师参考哦。

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