ท่ามกลางการพัฒนาอย่างรวดเร็วของศูนย์ข้อมูล การสื่อสาร 5G และการประมวลผลแบบคลาวด์ โมดูลออปติคัลได้กลายเป็นองค์ประกอบหลักของการส่งข้อมูลความเร็วสูง โดยข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของโมดูลเหล่านี้ยังคงเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทั้งนี้ ตัวเหนี่ยวนำไฟฟ้าเป็นองค์ประกอบแบบพาสซีฟที่สำคัญในวงจรจัดการพลังงาน ดังนั้นการเลือกใช้ตัวเหนี่ยวนำจึงส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพโดยรวมของการส่งข้อมูล ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และความเสถียรในการทำงานระยะยาวของโมดูลออปติคัล
หน้าที่หลักของโมดูลออปติคัลคือการดำเนินการแปลงสัญญาณระหว่างสัญญาณไฟฟ้ากับสัญญาณแสงแบบสองทางอย่างมีประสิทธิภาพ — โดยแปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นสัญญาณแสงที่ปลายทางส่ง (Transmitting End) เพื่อส่งผ่านเส้นใยแก้วนำแสง และแปลงสัญญาณแสงกลับเป็นสัญญาณไฟฟ้าอย่างแม่นยำที่ปลายทางรับ (Receiving End) กระบวนการนี้อาศัยการทำงานร่วมกันของบล็อกฟังก์ชันต่าง ๆ หลายส่วน เช่น ไดรเวอร์เลเซอร์ (LD Driver), แอมพลิฟายเออร์แบบทรานส์อิมพีแดนซ์ (TIA), หน่วยกู้คืนสัญญาณนาฬิกาและข้อมูล (Clock and Data Recovery Unit) และไมโครคอนโทรลเลอร์ เพื่อให้มั่นใจว่าชิปที่ทำงานภายใต้ระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันจะได้รับแหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียร วงจรแปลง DC-DC จึงกลายเป็นหัวใจสำคัญของสถาปัตยกรรมระบบจ่ายไฟในโมดูลออปติคัล โดยตัวเหนี่ยวนำ (Inductor) ทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบหลักที่รับประกันความเสถียรของแหล่งจ่ายไฟและรองรับการส่งสัญญาณความเร็วสูงอย่างเชื่อถือได้
รูปที่ 1 แผนผังหลักการปฏิบัติงานของโมดูลออปติคัล
สัญญาณไฟฟ้า
สัญญาณแสง
ส่ง (Tx)
รับ (Rx)
1. บทบาทและการเลือกตัวเหนี่ยวนำ (Inductor) ในวงจรแปลง DC-DC ที่มีประสิทธิภาพ
โมดูลออปติคัลมักใช้แรงดันไฟฟ้าขาเข้า 5 V / 3.3 V และแปลงเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำลง เช่น 1.8 V และ 1.2 V ผ่านวงจรลดแรงดันแบบบัค (Buck step-down circuits) เพื่อจ่ายพลังงานให้กับชิปหลักต่าง ๆ เช่น ไดรเวอร์เลเซอร์และแอมพลิฟายเออร์แปลงกระแสเป็นแรงดัน (transimpedance amplifiers) การเลือกตัวเหนี่ยวนำ (inductor) ที่เหมาะสมสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงพลังงานได้อย่างมาก ปรับปรุงการตอบสนองต่อสภาวะชั่วคราว (transient response) ให้ดีขึ้น และเสริมสร้างความมั่นคงของระบบ
ช็อกแบบขดลวดของ CODACA ใช้ผงโลหะผสมที่พัฒนาขึ้นเองซึ่งมีการสูญเสียต่ำ มีคุณสมบัติเด่นคือการสูญเสียต่ำ ประสิทธิภาพสูง ช่วงความถี่ในการทำงานกว้าง และเสียงรบกวนแบบฮัม (buzzing noise) ต่ำมากอย่างยิ่ง โครงสร้างแบบบางพิเศษช่วยประหยัดพื้นที่บนแผงวงจร (PCB) รองรับการติดตั้งแบบหนาแน่นสูง และมีความสามารถยอดเยี่ยมในการต้านทานการอิ่มตัวภายใต้กระแสตรง (DC bias anti-saturation) สามารถจัดการกับกระแสโหลดที่เพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันได้อย่างมีประสิทธิภาพ และป้องกันไม่ให้เกิดการผันผวนของแรงดันไฟฟ้าอันเนื่องมาจากการอิ่มตัวของแกนแม่เหล็ก จึงรับประกันความมั่นคงของกำลังแสงขาออกจากไดรเวอร์เลเซอร์ และตอบสนองความต้องการที่เข้มงวดของโมดูลออปติกในด้านความถี่สูง การสูญเสียน้อย ขนาดเล็ก ความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าสูง และความน่าเชื่อถือสูง
รุ่นที่แนะนำ: CSAG, CSAC, CSAB, CSEB-H, CSEG-H, CSHB, KSTB เป็นต้น
2. การประยุกต์ใช้ในการลดเสียงรบกวนและการกรองสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI)
โมดูลออปติคัลรวมวงจรดิจิทัลความเร็วสูงและแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์-โหมดความถี่สูง ซึ่งทำให้เกิดความไวต่อการรบกวนจากสัญญาณรบกวนในย่านความถี่ตั้งแต่เมกะเฮิร์ตซ์ถึงกิกะเฮิร์ตซ์ และยังได้รับผลกระทบจากรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอกอีกด้วย การใช้เบดความถี่สูงสามารถลดสัญญาณรบกวนความถี่สูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ รักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณในการปรับเปลี่ยนเลเซอร์และการรับสัญญาณโฟโตอิเล็กทริก รวมทั้งยกระดับความสามารถในการต้านทานการรบกวนและคุณภาพการสื่อสารของระบบ
รุ่นที่แนะนำ: CPB, CFB ฯลฯ
เบดชิปเฟอร์ไรต์ CFB
โครงสร้างแบบหลายชั้น ความน่าเชื่อถือสูง
การยับยั้ง EMI ในช่วงความถี่กว้าง
เบดชิปเฟอร์ไรต์ CPB
โครงสร้างแบบหลายชั้น ความน่าเชื่อถือสูง
ขนาดกะทัดรัด รองรับกระแสไฟฟ้าสูง ความต้านทานกระแสตรงต่ำ
โมดูลออปติคัลเป็นผลิตภัณฑ์ระดับระบบแบบบูรณาการสูง ซึ่งองค์ประกอบของมันสะท้อนถึงแก่นแท้ของเทคโนโลยีอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ ตั้งแต่ชิ้นส่วนออปติคัลความแม่นยำสูง ไปจนถึงวงจรไฟฟ้าความเร็วสูง จากการควบคุมดิจิทัลอัจฉริยะ ไปจนถึงการจัดการพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ ทุกส่วนล้วนมีบทบาทที่ขาดไม่ได้ แม้ตัวเหนี่ยวนำ (inductor) จะมีขนาดเล็ก แต่ก็มีความจำเป็นอย่างยิ่งต่อการแปลงพลังงาน การลดเสียงรบกวน (noise suppression) และความมั่นคงโดยรวมของระบบ
เมื่อเทคโนโลยีการสื่อสารผ่านแสงก้าวหน้าไปสู่อัตราการส่งข้อมูลระดับ 800G, 1.6T และสูงกว่านั้น การเลือกใช้ตัวเหนี่ยวนำจะให้ความสำคัญมากยิ่งขึ้นกับคุณสมบัติ เช่น การทำงานที่ความถี่สูงพร้อมการสูญเสียต่ำ การทำให้มีขนาดเล็กลง ความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้าสูง และความน่าเชื่อถือสูง ผ่านนวัตกรรมวัสดุ การปรับปรุงโครงสร้าง และการออกแบบแบบป้องกันคลุมทั้งหมด (fully shielded design) ตัวเหนี่ยวนำของ CODACA จึงมอบโซลูชันการจัดการพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูงและมีความมั่นคงสูงสำหรับโมดูลออปติคัลรุ่นถัดไป ช่วยสนับสนุนให้ระบบการสื่อสารพัฒนาไปสู่ความเร็วสูงขึ้น การใช้พลังงานต่ำลง และขนาดเล็กลง
EN