Optik Rabitə üçün NTC Termistoru

X-Meritan, SFP, QSFP və CFP forma faktorları daxil olmaqla, optik ötürücülərdə temperaturun təyin edilməsi üçün istifadə edilən Optik Əlaqə üçün NTC Termistorunu istehsal edir. Bu komponentlər real vaxt rejimində temperatur rəyini təmin etmək üçün lazer dioduna yaxın və ya TEC idarəetmə dövrəsinin içərisinə yerləşdirilir. Müqavimət dəyəri temperaturla proqnozlaşdırıla bilən şəkildə dəyişir və idarəetmə dövrəsinin sabit lazer iş nöqtəsini saxlamasına imkan verir.

Optik modullarda temperaturun dəqiq monitorinqi rahatlıq xüsusiyyəti deyil. Lazer dalğa uzunluğu bir çox DFB lazeri üçün hər dərəcə Selsi üzrə təxminən 0,1 nm dəyişir. Bir neçə dərəcə temperatur sürüşməsi çıxışı DWDM sistemlərində qəbul edilən kanal pəncərəsindən kənara çıxara bilər. Optik Əlaqə üçün NTC Termistoru TEC sürücüsünün bu sürüşməni düzəltmək üçün istifadə etdiyi əks əlaqə siqnalını təmin edir.

NTC Termistoru Optik Modulda necə işləyir

Optik Rabitə üçün NTC Termistoru adətən lazer diodu ilə eyni alt montaja və ya TEC-in soyuq tərəfinə qoşulur. Lazer temperaturu dəyişdikcə, termistorun müqaviməti R25 dəyəri və B sabiti ilə müəyyən edilmiş qeyri-xətti əyriyə uyğun olaraq dəyişir. İdarəetmə sxemi bu müqaviməti ölçür, onu temperatur dəyərinə çevirir və lazeri yenidən hədəf temperatura gətirmək üçün TEC cərəyanını tənzimləyir.

Müqavimət və temperatur arasındakı əlaqə standart tənliyə uyğundur:

R(T) = R25 × exp[ B × (1/T - 1/298.15) ]

T Kelvində, B isə maddi sabitdir. Optik modul tətbiqləri üçün 3380 K və 3950 K arasında B25/50 dəyərləri ümumidir. Seçim gözlənilən iş temperaturu diapazonundan və idarəetmə dövrəsinin tələb etdiyi qətnamədən asılıdır.

Texniki Parametrlər

Aşağıdakı cədvəldə X-Meritan-da mövcud olan standart konfiqurasiyalar verilmişdir. Həcmli layihələr üçün fərdi dəyərlər mümkündür.

Bütün dəyərlər istehsalda yoxlanılır. Müqavimət və B dəyər ölçmələri ilə tam sınaq hesabatı hər partiya üçün təqdim edilə bilər.

Öz-özünə isitmə ilə bağlı vacib qeyd: NTC vasitəsilə ölçmə cərəyanı kifayət qədər aşağı olmalıdır ki, termistorda sərf olunan güc onun temperaturunu 0,1°C-dən çox qaldırmasın. 1,5 mVt/°C dissipasiya əmsalı olan 10 kΩ NTC üçün bu, ölçmə cərəyanının təxminən 120 µA-dan aşağı qalması deməkdir. Bunun aşılması, termistorun faktiki lazer temperaturundan daha yüksək temperaturu oxumasına səbəb olur ki, bu da idarəetmə dövrəsinin həddindən artıq soyumasına səbəb ola bilər.

Physical Design and Mounting

X-Meritan optik rabitə üçün NTC Termistorunu çılpaq çip formasında, Au və ya Ag elektrodları ilə təchiz edir, naqillərin birləşdirilməsi və ya keramika alt elementlərinə lehimləmə üçün uyğundur. Çip ölçüləri adətən 0,5 mm × 0,5 mm ilə 1,0 mm × 1,0 mm, qalınlığı 0,2 mm-dən 0,5 mm-ə qədərdir. Bu kiçik ayaq izi optik yola müdaxilə etmədən birbaşa lazer dioduna bitişik yerləşdirməyə imkan verir.

Əvvəlcədən quraşdırılmış komponentə üstünlük verən müştərilər üçün çip qurğuşun naqilləri olan kiçik alüminium oksidi və ya alüminium nitrid daşıyıcısına yığıla bilər. Bu versiyanı əl ilə montaj xətlərində idarə etmək daha asandır və bağlama prosesini asanlaşdırır.

Elektrod səthi ya Au telinin bağlanması və ya PbSn/AuSn lehimlənməsi üçün nəzərdə tutulmuşdur. Xüsusi metalizasiya müştərinin montaj prosesi əsasında seçilir. Biz hər bir elektrod növü üçün tövsiyə olunan bağlama parametrləri ilə məlumat cədvəllərini təqdim edirik.

Cavab müddəti və istilik birləşmə

Çılpaq bir çip NTC-nin istilik vaxt sabiti nazik bir termal yapışqan və ya lehim təbəqəsi ilə quraşdırıldıqda adətən 1 saniyədən aşağı olur. Sabit havada, montaj olmadan, vaxt sabiti daha yüksəkdir. Optik modul tətbiqləri üçün NTC lazer diodu və ya TEC soyuq lövhəsi ilə eyni səthə termal olaraq birləşdirilməlidir. Qalın bir yapışqan xətti və ya hava boşluğu cavabı yavaşlatacaq və sensor ilə lazer arasında temperatur fərqini təmin edəcək.

NTC çipini termal keçirici yapışqan və ya lehim preformu ilə quraşdırmağı tövsiyə edirik. Bağlayıcı təbəqənin qalınlığı 25 µm-dən az olmalıdır. Bu, NTC-nin lazer temperaturunu minimal gecikmə ilə izləməsini təmin edir ki, bu da 10 Hz-dən yuxarı yeniləmə sürətlərində işləyən TEC idarəetmə dövrələri üçün vacibdir.

Sabitlik və Uzunmüddətli Drift

Optik Rabitə üçün NTC Termistoru, xüsusilə yüksək temperaturda işlədildikdə, zamanla kiçik müqavimət drifti göstərə bilər. Materialların formalaşdırılması və elektrodların passivləşdirilməsi bu sürüşməni tipik 10 illik xidmət müddəti ərzində optik modulun performansına təsir etməyəcək səviyyəyə endirir. Aşağıdakı cədvəl daxili etibarlılıq sınağına əsaslanaraq müxtəlif saxlama şəraitində gözlənilən sürüşməni göstərir.

Bu dəyərlər sürətləndirilmiş sınaqlara əsaslanır və zəmanət deyil. Faktiki sürüşmə montaj gərginliyindən, rütubətdən və əməliyyat cərəyanından asılıdır. İxtisaslı layihələr üçün ətraflı etibarlılıq hesabatı təqdim edə bilərik.

İstehsal və Keyfiyyətə Nəzarət

NTC çipləri keramika emal üsullarından istifadə etməklə öz müəssisəmizdə istehsal olunur. İstehsal axınına tozun hazırlanması, lent tökmə, elektrod çapı, sinterləmə, doğrama və son elektrik sınaqları daxildir. B dəyərini və müqavimət xüsusiyyətlərini tənzimləməyə imkan verən material tərkibinə daxili nəzarət edirik.

Hər bir partiya aşağıdakılar üçün sınaqdan keçirilir:

● Dəqiq sabit temperatur banyosundan istifadə edərək 25°C-də müqavimət

● B dəyəri 25°C və 50°C-də müqavimət ölçmələrindən hesablanmışdır

● Böyütmə altında vizual yoxlama

● İzolyasiya müqaviməti

● Müştərinin istəyinə görə isteğe bağlı istilik velosipedi

Test məlumatları arxivləşdirilir və hər bir göndərişlə əldə edilə bilər. Biz həmçinin müştəriyə xas daxil olan yoxlama prosedurlarını dəstəkləyirik.

Seçim bələdçisi

Optik modulunuz üçün düzgün NTC termistorunu seçmək üçün aşağıdakı amilləri nəzərə alın:

1. R25 dəyəri

Ümumi dəyərlər 10 kΩ və 100 kΩ-dir. Aşağı müqavimət dəyərləri daha çox ölçmə cərəyanı çəkir, lakin səs-küyə daha az həssasdır. Sadə ADC sxemləri ilə daha yüksək müqavimət dəyərlərini ölçmək daha asandır. Seçim çox vaxt modulda istifadə olunan TEC nəzarətçi IC-dən asılıdır. Bir çox lazer sürücüsü və TEC nəzarətçi çipləri xüsusi NTC müqavimət diapazonu üçün optimallaşdırılmışdır, adətən 10 kΩ və ya 50 kΩ.

2. B dəyəri

B dəyəri müqavimətin dərəcəyə görə nə qədər dəyişdiyini müəyyən edir. Daha yüksək B dəyəri dərəcəyə görə daha böyük müqavimət dəyişikliyi verir, bu da temperaturun həllini yaxşılaşdıra bilər. Bununla belə, çox yüksək B dəyəri də aşağı temperaturda müqavimətin çox yüksək olması deməkdir ki, bu da ölçmə dövrəsinin giriş diapazonunu aşa bilər. B25/50 = 3435 K -10°C ilə +75°C arasında işləyən optik modullar üçün ümumi bir kompromisdir.

3. Tolerantlıq

Müqavimət tolerantlığı və B dəyər tolerantlığı birbaşa temperaturun ölçülməsi dəqiqliyinə təsir göstərir. ±1% müqavimət tolerantlığı ±1% B dəyər tolerantlığı ilə birlikdə 25°C-də təxminən ±0,3°C başlanğıc temperatur xətasına səbəb olur. Dalğa uzunluğu sabitliyinin ±0,01 nm daxilində olması lazım olan DWDM tətbiqləri üçün bu xəta çox böyük ola bilər. Modul mikroproqramında kalibrləmə addımı ilkin dözümlülüyünü kompensasiya edə bilər, lakin tolerantlıq kifayət qədər sıx olmalıdır ki, kalibrləmə əməliyyat diapazonunda etibarlı qalsın.

4. Qablaşdırma və yapışdırma

NTC optik modulun daxilində mövcud boş yerə uyğun olmalıdır. Çılpaq çiplər ən kiçik yer izi təklif edir, lakin tel bağlanması və ya bərkidici avadanlıq tələb olunur. Keramika daşıyıcılarında əvvəlcədən quraşdırılmış çiplər montajı asanlaşdırır, lakin hündürlük əlavə edir. Biz hər iki variantı təqdim edə və istehsal xəttiniz üçün ən yaxşı seçim barədə məsləhət verə bilərik.

5. Öz-özünə isitmə

Ölçmə cərəyanı aşağı səviyyədə saxlanılmalıdır. 1,5 mVt/°C dissipasiya faktoru olan 10 kΩ NTC üçün 0,1°C özünü qızdırmaq üçün maksimum ölçmə cərəyanı təxminən 120 µA təşkil edir. TEC nəzarətçiniz daha yüksək cərəyandan istifadə edirsə, daha aşağı müqavimətli NTC və ya daha yüksək yayılma faktoru olan daha böyük çipi nəzərdən keçirin.

Hansı parametrləri seçəcəyinizə əmin deyilsinizsə, TEC nəzarət cihazınızın hissə nömrəsini və hədəf temperatur diapazonunu təqdim edin. Biz uyğun NTC konfiqurasiyasını tövsiyə edə bilərik.

Tipik Tətbiqlər

SFP və QSFP optik ötürücüləri

NTC termistorları modulun içərisində lazer temperaturunu izləmək üçün istifadə olunur. Siqnal lazeri sabit bir temperaturda, lazer dizaynından asılı olaraq adətən 25°C və ya 45°C-də saxlayan TEC nəzarətçisinə daxil olur.

DWDM və Koherent Modullar

Dar xətt genişliyi və dalğa uzunluğuna davamlı lazerlər üçün NTC dəqiqliyi vacibdir. Dalğa uzunluğunu müəyyən edilmiş kanal şəbəkəsində saxlamaq üçün idarəetmə dövrəsi temperaturu ±0,1°C daxilində saxlamalıdır.

Lazer Diod Submounts

Çılpaq lazer diod paketlərində NTC lazer çipi ilə eyni alt montaja bağlanır. Bu, əlavə istilik kütləsi olmadan birbaşa temperaturun təyin edilməsini təmin edir.

Telekommunikasiya Baza Stansiyaları və Xarici Avadanlıqlar

NTC termistorları xarici optik gücləndiricilərin və ötürücülərin temperatur monitorinqi sxemlərində də istifadə olunur, burada ətraf mühitin temperaturu dəyişmələri böyük ola bilər.

Tez-tez verilən suallar

S: R25 və B dəyəri arasındakı fərq nədir?

A: R25 25°C-də müqavimətdir. B dəyəri müqavimətin temperaturla necə dəyişdiyini təsvir edir. Hər hansı digər temperaturda müqaviməti hesablamaq üçün hər iki parametr lazımdır. Daha yüksək B dəyəri, müəyyən bir temperatur dəyişikliyi üçün müqavimətin daha çox dəyişməsi deməkdir.

S: Mikroproqramımda müqaviməti temperatura necə çevirə bilərəm?

A: Ən sadə üsul Steinhart-Hart tənliyindən və ya sadələşdirilmiş B tənliyindən istifadə edərək R25 və B dəyərlərindən yaradılmış axtarış cədvəlindən istifadə etməkdir. Bir çox TEC nəzarətçi IC-lərində daxili çevirmə alqoritmləri var. Biz sizin xüsusi NTC üçün əmsal cədvəlini təqdim edə bilərik.

S: DWDM modulunda ±5% tolerantlıq NTC istifadə edə bilərəmmi?

A: Bu, kalibrləmə prosedurunuzdan asılıdır. ±5% müqavimət tolerantlığı ±1% B tolerantlığı ilə birlikdə kalibrləmədən əvvəl ±1°C-dən yuxarı temperatur xətası ilə nəticələnir. İstehsal xəttiniz məlum temperaturda birdəfəlik kalibrləmə həyata keçirirsə, ilkin ofset çıxarıla bilər. Lakin B tolerantlığı hələ də yamacın dəqiqliyinə təsir edir. DWDM üçün ən azı ±1% müqavimət və ±0,5% B dəyərini tövsiyə edirik.

S: Ölçmə cərəyanı cəmi bir neçə yüz mikroamperdirsə, özünü qızdırmanın nə üçün əhəmiyyəti var?

A: Hətta kiçik cərəyanlar da termistoru ətrafdakı temperaturdan yuxarı qızdıra bilər. 10 kΩ NTC vasitəsilə 100 µA cərəyan 0,1 mVt-ni yayır. 1,5 mVt/°C dissipasiya əmsalı ilə bu, 0,067°C temperatur artımına səbəb olur. Sıx idarə olunan lazer modulunda bu ofset əhəmiyyətli ola bilər. Ölçmə dövrəsi ən aşağı praktik cərəyandan istifadə etməlidir.

S: Xüsusi B dəyərləri və ya müqavimət dəyərləri təqdim edirsiniz?

A: Bəli. 3000 K ilə 4500 K aralığında xüsusi B dəyərlərinə nail olmaq üçün material tərkibini tənzimləyə bilərik və sıx toleranslarla xüsusi müqavimət dəyərlərini yoxlaya bilərik. Minimum sifariş miqdarı tətbiq olunur.

S: NTC birbaşa lazer çipinə quraşdırıla bilərmi?

A: Adətən yox. NTC lazer fasetində deyil, alt montaj və ya TEC soyuq tərəfində quraşdırılmışdır. Lazer çipi ilə birbaşa təmas elektrik problemləri və ya termal kütlə problemləri yarada bilər. NTC-ni lazerə mümkün qədər yaxın, lakin elektriklə təcrid olunmuş şəkildə quraşdırmağı tövsiyə edirik.

Əlaqə və Mühəndislik Dəstəyi

Nümunələr və ya ətraflı tövsiyə tələb etmək üçün aşağıdakıları təmin edin:

● TEC nəzarətçi hissəsinin nömrəsi və ya ölçmə cərəyanı

● Hədəf lazer temperaturu

● Tələb olunan temperatur dəqiqliyi

● NTC üçün boş yer

● Quraşdırma üsulu (tel bağlama, lehimləmə, epoksi)

● Gözlənilən illik həcm

Biz bir iş günü ərzində cavab veririk və qiymətləndirmə üçün nümunələr təqdim edə bilərik.