NTC termistor optilise side jaoks

X-Meritan toodab optilise side jaoks mõeldud NTC termistorit, mida kasutatakse temperatuuri tuvastamiseks optilistes transiiverites, sealhulgas SFP, QSFP ja CFP vormitegurid. Need komponendid on paigutatud laserdioodi lähedusse või TEC juhtkontuuri sisse, et anda reaalajas temperatuuri tagasisidet. Takistuse väärtus muutub ennustatavalt temperatuuriga, võimaldades juhtahelal säilitada laseri stabiilse tööpunkti.

Täpne temperatuuri jälgimine optilistes moodulites ei ole mugavusfunktsioon. Paljude DFB laserite puhul nihkub laseri lainepikkus ligikaudu 0,1 nm Celsiuse kraadi kohta. Mõne kraadine temperatuuritriiv võib viia väljundi DWDM-süsteemides aktsepteeritavast kanaliaknast väljapoole. Optilise side NTC termistor annab tagasiside signaali, mida TEC-draiver selle triivi parandamiseks kasutab.

Kuidas NTC termistor optilises moodulis töötab

Optilise side NTC-termistor on tavaliselt ühendatud laserdioodiga samale alamkinnitusega või TEC-i külma külje külge. Laseri temperatuuri muutudes muutub termistori takistus vastavalt mittelineaarsele kõverale, mis on määratletud R25 väärtuse ja B konstandiga. Juhtahel mõõdab seda takistust, teisendab selle temperatuuriväärtuseks ja reguleerib TEC-voolu, et viia laser tagasi sihttemperatuurini.

Takistuse ja temperatuuri suhe järgib standardvõrrandit:

R(T) = R25 × exp[ B × (1/T – 1/298,15)]

Kus T on kelvinites ja B on ainekonstant. Optiliste moodulite rakenduste puhul on tavalised B25/50 väärtused vahemikus 3380 K kuni 3950 K. Valik sõltub eeldatavast töötemperatuuri vahemikust ja juhtahela nõutavast eraldusvõimest.

Tehnilised parameetrid

Allolevas tabelis on loetletud X-Meritani standardkonfiguratsioonid. Mahuprojektide jaoks on võimalikud kohandatud väärtused.

Kõik väärtused kontrollitakse tootmises. Iga partii kohta saab esitada täieliku katsearuande koos takistuse ja B väärtuse mõõtmistega.

Oluline märkus isekuumenemise kohta: NTC-d läbiv mõõtevool peab olema piisavalt madal, et termistoris hajuv võimsus ei tõstaks selle temperatuuri rohkem kui 0,1 °C. 10 kΩ NTC puhul, mille hajumistegur on 1,5 mW/°C, tähendab see, et mõõtevool peaks jääma alla ligikaudu 120 µA. Selle ületamisel loeb termistor tegelikust laseri temperatuurist kõrgemat temperatuuri, mis võib viia juhtkontuuri ülejahtumiseni.

Füüsiline projekteerimine ja paigaldus

X-Meritan tarnib optilise side jaoks mõeldud NTC termistorit palja kiibi kujul, Au või Ag elektroodidega, mis sobivad traadi ühendamiseks või keraamilistele alusalustele jootmiseks. Laastu mõõtmed on tavaliselt vahemikus 0,5 mm × 0,5 mm kuni 1,0 mm × 1,0 mm, paksusega 0,2 mm kuni 0,5 mm. See väike jalajälg võimaldab paigutada otse laserdioodi kõrvale, ilma et see mõjutaks optilist rada.

Klientidele, kes eelistavad eelmonteeritud komponenti, saab kiibi monteerida pliijuhtmetega väikesele alumiiniumoksiidi või alumiiniumnitriidi kandurile. Seda versiooni on lihtsam käsitseda käsitsi montaažiliinidel ja see lihtsustab liimimisprotsessi.

Elektroodi pind on mõeldud kas Au traadi ühendamiseks või PbSn/AuSn jootmiseks. Konkreetne metalliseerimine valitakse lähtuvalt kliendi montaažiprotsessist. Pakume andmelehti iga elektrooditüübi jaoks soovitatud sidumisparameetritega.

Reageerimisaeg ja termiline sidumine

Palja kiibi NTC termiline ajakonstant on tavaliselt alla 1 sekundi, kui see on paigaldatud õhukese termilise liimi või joodisega. Vaikses õhus, ilma paigalduseta, on ajakonstant kõrgem. Optilise mooduli rakenduste puhul peab NTC olema termiliselt ühendatud laserdioodi või TEC külmplaadiga sama pinnaga. Paks liimijoon või õhupilu aeglustab reaktsiooni ja tekitab temperatuurinihke anduri ja laseri vahel.

Soovitame paigaldada NTC-kiibi soojust juhtiva liimi või jootetoorikuga. Ühenduskihi paksus peaks olema alla 25 µm. See tagab, et NTC jälgib laseri temperatuuri minimaalse viivitusega, mis on kriitilise tähtsusega TEC juhtimisahelate jaoks, mis töötavad värskendussagedusel üle 10 Hz.

Stabiilsus ja pikaajaline triiv

Optilise side NTC termistor võib aja jooksul avaldada väikest takistuse triivi, eriti kui seda kasutatakse kõrgel temperatuuril. Meie materjali koostis ja elektroodide passiveerimine vähendavad selle triivi tasemeni, mis ei mõjuta optilise mooduli jõudlust tüüpilise 10-aastase kasutusea jooksul. Allolev tabel näitab sisemise töökindluse testimise põhjal eeldatavat triivi erinevates säilitustingimustes.

Need väärtused põhinevad kiirendatud testimisel ega ole garantiid. Tegelik triiv sõltub paigalduspingest, niiskusest ja töövoolust. Kvalifitseeritud projektide kohta saame esitada üksikasjaliku usaldusväärsuse aruande.

Tootmine ja kvaliteedikontroll

NTC kiibid on toodetud meie enda rajatises, kasutades keraamilisi töötlemismeetodeid. Tootmisvoog hõlmab pulbri ettevalmistamist, lindi valamist, elektroodide trükkimist, paagutamist, kuubikuteks lõikamist ja lõplikku elektrilist testimist. Kontrollime materjali koostist ettevõttesiseselt, mis võimaldab reguleerida B väärtust ja takistuse omadusi.

Iga partii testitakse:

● Vastupidavus temperatuuril 25 °C, kasutades täppis-konstantse temperatuuri vanni

● B väärtus, mis on arvutatud takistuse mõõtmiste põhjal 25°C ja 50°C juures

● Visuaalne kontroll suurendusega

● Isolatsioonitakistus

● Valikuline termotsükkel vastavalt kliendi soovile

Katseandmed arhiveeritakse ja neid saab teha kättesaadavaks iga saadetise puhul. Toetame ka kliendipõhiseid sissetulevaid kontrolliprotseduure.

Valikujuhend

Oma optilise mooduli jaoks õige NTC termistori valimiseks arvestage järgmiste teguritega.

1. R25 väärtus

Üldised väärtused on 10 kΩ ja 100 kΩ. Madalamad takistuse väärtused võtavad rohkem mõõtmisvoolu, kuid on müra suhtes vähem tundlikud. Suuremaid takistuse väärtusi on lihtsam mõõta lihtsate ADC-ahelatega. Valik sõltub sageli moodulis kasutatavast TEC kontrolleri IC-st. Paljud laserdraiveri ja TEC-kontrolleri kiibid on optimeeritud kindla NTC takistusvahemiku jaoks, tavaliselt 10 kΩ või 50 kΩ.

2. B väärtus

B väärtus määrab, kui palju muutub takistus ühe kraadi kohta. Kõrgem B väärtus annab suurema takistuse muutuse kraadi kohta, mis võib parandada temperatuuri eraldusvõimet. Väga kõrge B väärtus tähendab aga ka seda, et takistus muutub madalatel temperatuuridel väga kõrgeks, mis võib ületada mõõteahela sisendvahemiku. B25/50 = 3435 K on tavaline kompromiss optiliste moodulite puhul, mis töötavad vahemikus -10 °C kuni +75 °C.

3. Tolerantsus

Takistuse tolerants ja B väärtuse tolerants mõjutavad otseselt temperatuuri mõõtmise täpsust. ±1% takistuse tolerants kombineerituna ±1% B väärtuse tolerantsiga annab esialgse temperatuurivea ligikaudu ±0,3 °C temperatuuril 25 °C. DWDM-rakenduste puhul, kus lainepikkuse stabiilsus peab jääma vahemikku ±0,01 nm, võib see viga olla liiga suur. Kalibreerimise etapp mooduli püsivaras võib kompenseerida esialgset tolerantsi, kuid tolerants peab olema piisavalt tihe, et kalibreerimine jääks kehtima kogu tööpiirkonnas.

4. Pakendamine ja liimimine

NTC peab mahtuma optilise mooduli vabasse ruumi. Paljad laastud pakuvad väikseimat jalajälge, kuid nõuavad traadi ühendamist või stantsiga kinnitamist. Keraamilistele kanduritele eelmonteeritud laastud lihtsustavad kokkupanekut, kuid lisavad kõrgust. Saame pakkuda mõlemat võimalust ja nõustada teie tootmisliini jaoks parimat valikut.

5. Isekuumenemine

Mõõtevool tuleb hoida madalana. 10 kΩ NTC puhul, mille hajumistegur on 1,5 mW/°C, on 0,1°C isekuumenemise maksimaalne mõõtevool ligikaudu 120 µA. Kui teie TEC-kontroller kasutab suuremat voolu, kaaluge väiksema takistusega NTC-d või suuremat suurema hajutusteguriga kiipi.

Kui te pole kindel, milliseid parameetreid valida, esitage oma TEC-kontrolleri osanumber ja soovitud temperatuurivahemik. Võime soovitada ühilduvat NTC konfiguratsiooni.

Tüüpilised rakendused

SFP ja QSFP optilised transiiverid

Laseri temperatuuri jälgimiseks kasutatakse moodulis NTC termistore. Signaal suunatakse TEC-kontrollerisse, mis hoiab laserit fikseeritud temperatuuril, tavaliselt 25 °C või 45 °C, sõltuvalt laseri konstruktsioonist.

DWDM ja sidusad moodulid

Kitsa joonelaiuse ja lainepikkusega stabiilsete laserite puhul on NTC täpsus kriitilise tähtsusega. Juhtahel peab hoidma temperatuuri ±0,1 °C piires, et hoida lainepikkust kindlaksmääratud kanalivõrgu piires.

Laserdioodi alamkinnitused

Paljas laserdioodipakettides on NTC ühendatud laserkiibiga samasse alamkinnitusse. See tagab otsese temperatuurituvastuse ilma täiendava soojusmassita.

Telekommunikatsiooni tugijaamad ja välisseadmed

NTC termistore kasutatakse ka välistingimustes kasutatavate optiliste võimendite ja transiiverite temperatuuri jälgimise ahelates, kus ümbritseva õhu temperatuuri kõikumised võivad olla suured.

Korduma kippuvad küsimused

K: Mis vahe on R25 ja B väärtuse vahel?

V: R25 on takistus temperatuuril 25 °C. B väärtus kirjeldab, kuidas takistus muutub temperatuuriga. Mõlemad parameetrid on vajalikud takistuse arvutamiseks mis tahes muul temperatuuril. Kõrgem B väärtus tähendab, et takistus muutub antud temperatuurimuutuse korral rohkem.

K: Kuidas muuta püsivara vastupidavust temperatuuriks?

V: Lihtsaim meetod on kasutada otsingutabelit, mis on genereeritud R25 ja B väärtustest, kasutades Steinhart-Hart võrrandit või lihtsustatud B võrrandit. Paljudel TEC-kontrolleri IC-del on sisseehitatud teisendusalgoritmid. Saame pakkuda teie konkreetse NTC jaoks koefitsientide tabelit.

K: Kas ma saan DWDM-moodulis kasutada ±5% tolerantsi NTC?

V: See sõltub teie kalibreerimisprotseduurist. ±5% takistuse tolerants koos ±1% B tolerantsiga annab enne kalibreerimist temperatuurivea üle ±1 °C. Kui teie tootmisliin teostab teadaoleval temperatuuril ühekordse kalibreerimise, saab esialgse nihke eemaldada. Kuid tolerants B mõjutab endiselt kalde täpsust. DWDM-i puhul soovitame vähemalt ±1% takistust ja ±0,5% B väärtust.

K: Miks on isesoojenemine oluline, kui mõõtevool on vaid mõnisada mikroamprit?

V: Isegi väikesed voolud võivad soojendada termistori ümbritsevast temperatuurist kõrgemale. 100 µA vool läbi 10 kΩ NTC hajutab 0,1 mW. Hajumisteguriga 1,5 mW/°C põhjustab see temperatuuri tõusu 0,067°C. Rangelt kontrollitud lasermoodulis võib see nihe olla märkimisväärne. Mõõteahel peaks kasutama väikseimat praktilist voolu.

K: Kas pakute kohandatud B-väärtusi või takistuse väärtusi?

V: Jah. Saame kohandada materjali koostist, et saavutada kohandatud B väärtused vahemikus 3000 K kuni 4500 K, ja saame sõeluda kindlate takistuste väärtusi rangete tolerantsidega. Kehtivad minimaalsed tellimuste kogused.

K: Kas NTC-d saab paigaldada otse laserkiibile?

V: Tavaliselt mitte. NTC on paigaldatud alamkinnituse või TEC-i külmale küljele, mitte laseri külge. Otsene kokkupuude laserkiibiga võib põhjustada elektriprobleeme või termilise massi probleeme. Soovitame paigaldada NTC laserile võimalikult lähedale, kuid elektriliselt isoleeritult.

Võtke ühendust ja tehniline tugi

Näidiste või üksikasjaliku soovituse taotlemiseks esitage järgmine teave:

● TEC kontrolleri osa number või mõõtevool

● Laseri sihttemperatuur

● Nõutav temperatuuri täpsus

● Vaba ruumi NTC jaoks

● Paigaldusmeetod (traadi ühendamine, jootmine, epoksiid)

● Eeldatav aastane maht

Vastame ühe tööpäeva jooksul ja saame anda hindamiseks näidised.