CN102638734A - 高速突发光接收机前端电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可工作在突发模式或连续模式的光接收机前端电路，包括：光电转换电路，将接收到的光信号转换为电流信号；增益可调的反相宽带跨阻放大器，将所述光电转换电路输出的弱电流信号放大为后级电路可以处理的电压信号；跟随电路，隔离后级电路对前述跨阻放大器输出的影响；快速响应的负峰检测电路，检测反相跨阻放大器的输出负峰值，此峰值与输入光功率峰值成线性关系；比较器，将前述负峰检测结果与预设值比较并放大，生成自动增益控制信号；快速响应的阈值提取电路；单双端转换器。所述电路可以在极短的时间（<20ns）内完成增益调整与阈值提取，尤其适用于突发模式的光传输系统。

Description

高速突发光接收机前端电路

技术领域

本发明涉及高速光通信系统等中使用的接收机前端电路。尤其适用于无源光网络中接收来自多个光网络终端用户的突发传输的时分复用信号，亦适用于传统的连续模式光传输。

背景技术

无源光网络(PON)作为一种新兴的覆盖最后一公里的宽带接入光纤技术，其在光分支点不需要节点设备，仅需一个简单的无源光分支器即可，因此具有节省光缆资源、带宽资源共享、节省机房投资、设备安全性高、建网速度快、综合建网成本低等优点。随着用户对网络带宽的需求与日俱增，EPON系统亦将不能够满足5年后的网络需求，无源光网络升级到更高速率的10G-EPON或X-GPON系统成为必然的趋势。

无源光网络采用了时分复用的方式实现了点到多点拓扑结构。在光链路终端(OLT)侧的接收装置，接收到的是来自不同网络用户的光突发信号。由于不同用户的光设备存在差异，以及不同长度的光传输路径导致了不同的衰减，光接收机接收到的信号强度不同，接收到的信号动态范围＞20dB。因此，需要要求光接收机能够快速的为从不同幅度的数据调整增益，并建立起合适的阈值电平，提供给后续的处理电路。对于速率为10Gbit/s的无源光网络，增益调整与阈值电平提取的时间应该在100ns以内完成，并且此增益与阈值应该只于输入信号的最大光功率有关，而与传输的码型无关。

在公开的突发模式接收机电路中，通常使用以下两种方式实现阈值提取：其一为通过RC滤波电路获得输入信号的平均光功率，这种方法的建立时间较长，且阈值电平会受到极端码型的影响；另一种方法是基于二极管的单向导电性实现峰值检测电路，但是在超高速通信中，二极管的寄生电容作用远远超过了单向导电作用，使得这一方法无法适用。

发明内容

技术问题：本发明的目的是设计并实现一种具有自动增益控制与阈值提取功能的突发模式光接收机前端电路。此电路可用于10G-EPON及X-GPON系统上行信道传输，要求光接收机可接收的信号速率从1Gbit/s直到10Gbit/s，增益控制与阈值提取的响应时间＜40ns。

技术方案：为解决以上技术问题，本发明提供了一种可工作在突发模式或连续模式的宽带光接收机前端电路，并且能在20ns内完成自动增益控制与阈值提取。

本发明的高速突发光接收机前端电路包括：第一光电转换器，用于将接收到的光信号转换为电流信号；第一反相跨阻放大器，将所述光电转换电路输出的弱电流信号放大为后级电路可以处理的电压信号；第一跟随器，隔离后级电路对前述跨阻放大器输出的影响；快速响应的负峰检测电路，检测第一跟随器输出电压的负峰值；比较器，将前述负峰检测结果与预设值比较并放大，生成自动增益控制信号；阈值提取电路；单转双电路；第二光电转换器，始终工作在暗电流状态；第二反相跨阻放大器；第二跟随器；第二负峰检测电路；

第一光电转换器，第一反相跨阻放大器，第一跟随器串联连接，第一跟随器输出的电压同时送入第一负峰检测电路与单转双电路，第一负峰检测电路的检出结果为第一跟随器输出电压的负峰值；

第二光电转换器，第二反相跨阻放大器，第二跟随器串联连接，第二跟随器的输出电压送入第二负峰检测电路，检出结果为参考电平；

阈值提取电路对参考电平与第一跟随器输出电压的负峰值取均值，得到阈值电平；

第二跟随器的输出电压与提取出的阈值电平送入单转双电路，输出差分电压信号。

其中，第一反相跨阻放大器、第二反相跨阻放大器包括：调节共源共栅结构输入级，由第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管以及第四PMOS管、第五PMOS管构成；主放大电路，由第六NMOS管、第七NMOS管、第九NMOS管以及第八PMOS管构成；可调节反馈回路，由第一电阻、第二电阻、第十NMOS管构成和第十一PMOS管构成；共源共栅结构输入级与主放大电路相级联，可调节反馈回路跨接在主放大电路的输出节点与输入节点之间，具体连接方式为：

第一NMOS管的栅级连接第二NMOS管的漏极，第一NMOS管的源极为与电流的输入节点，并同时与第二NMOS管的栅极、第三NMOS管的漏极相连；第一NMOS管的漏极连接PMOS管第四PMOS管的漏极；第一NMOS管的漏极同时为RGC输入电路的输出节点；第二NMOS管的源极接地，漏极连接第五PMOS管的漏极；第三NMOS管的栅极连接偏置电压Vb2，源极接地；第四PMOS管、第五PMOS管的栅极均连接至第一偏置电压Vb1，源极均连接至电源电压；

第六NMOS管的栅极为主放大器的输入节点，连接第一NMOS管的漏极，第六NMOS管的漏极连接电源电压，第六NMOS管的源极同时连接至第七NMOS管的漏极与第九NMOS管的栅极；第七NMOS管的源极接地，栅极连接第二偏置电压Vb2；第八PMOS管的栅极接偏置电压Vb1，源极接电源电压，漏极接第九NMOS管的漏极；第九NMOS管的源极接地，栅极接第六NMOS管的漏极，漏极接第八PMOS管的漏极，第九NMOS管的漏极为主放大器的输出节点；

第十NMOS管的源极连接主放大器的输出节点即第九NMOS管的漏极，漏极连接第二电阻的负端；第一电阻连接第十NMOS管的栅极与漏极，构成有源电感；第二电阻连接第一电阻与主放大器的输入节点即第六NMOS管的栅极；

第十一PMOS管以有源电阻模式与第二电阻并联连接，源极接在第二电阻的负端，漏极接在第二电阻的正端，栅极接增益控制信号。

第一负峰检测电路、第二负峰检测电路包括：一个误差放大器，一个差分放大器，一个充放电电路，两个参数不同的源极跟随器和一个复位开关；

误差放大器由第十二NMOS管、第十三NMOS管、第三电阻、第四电阻、第五电阻构成，第十二NMOS管的源极与第十三NMOS管的源极以及第五电阻的正端相连接，第五电阻的负端接地，第十二NMOS管的栅极接输入信号，第十三NMOS管的栅极接反馈信号，第十二NMOS管的漏极经串接第三电阻后连接到电源，第十三NMOS管的漏极经串接第四电阻后连接到电源电压，第十二NMOS管的漏极与第十三NMOS管的漏极为误差放大器的输出，定义误差放大器的增益为A_v；

差分放大器由第十四NMOS管、第十五NMOS管、第十六NMOS管构成；第十四NMOS管的栅极连接到第四偏置电压Vb4，源极连接至地，漏极与第十五NMOS管的源极和第十六NMOS管的源极相连接；第十五NMOS管的栅极连接至第十三NMOS管的漏极，漏极连接到电源；第十六NMOS管的栅极连接至第十二NMOS管的漏极，漏极连接RC充放电电路中第六电阻的负端，定义当差分对的电流全部流经第十四NMOS管所在支路时，第十四NMOS管的过驱动电压为VOV；

充电电路由第六电阻、第一电容构成：第六电阻的负端连接差分放大器中第十六NMOS管的漏极，正端连接第一电容的负极，第一电容的正极连接电源电压；

第十七NMOS管与第十八NMOS管构成一个源极跟随器，第十七NMOS管的栅极接第十六NMOS管的漏极，漏极接电源电压，源极接第十八NMOS管的漏极并作为反馈信号连接至前述第十三NMOS管的栅极，第十八NMOS管的源极接地，栅极接偏置第四偏置电压；第十九NMOS管与第二十NMOS管构成另一个源极跟随器，第十九NMOS管的栅极接第二十NMOS管的漏极，漏极接电源电压，源极接第二十NMOS管的漏极并作为检测结果送出，第二十NMOS管的源极接地，栅极接偏置第四电压Vb4；设置第十九NMOS管与第二十NMOS管的宽长比小于第十七NMOS管与第十八NMOS管的宽长比，使得当源跟随器在预设的偏置电压下工作时，有V_GS，8-V_GS，6＝Vov/Av；

复位开关为第二十一PMOS管构成；其栅极连接复位信号；源极与漏极跨接在第一电容的两端。

有益效果：基于CMOS工艺设计并实现了可工作在突发模式或连续模式的宽带光接收机前端电路。所述电路可以用于接收速率从1Gbit/s到10Gbit/s的光信号，放大器增益在连续可调，最大跨阻增益为62dBΩ，最小增益50dBΩ。基于差分放大器对最高速率为10Gb/s的输入信号进行了功率检测，并相应调整了增益和阈值电平，响应时间小于20ns。电路中没有使用无源电感，芯片布局紧凑。

附图说明

图1是无源光网络上行信道拓扑与传输信号示意图；

图2是本发明突发模式光接收机前端电路结构框图；

图3是本发明中设计的增益可调宽带跨阻放大器；

图4为本发明中设计的快速响应的负峰检测电路。

具体实施方式

联系附图叙述本发明的具体实施方式：

完整的光接收机前端电路结构框图如图2所示，第一光电转换二极管PD1将接收到的光信号转换为弱电流，提供给反相跨阻放大器A1；反相跨阻放大器将光电流转换成可被后级电路处理的电压信号；跟随器A3将放大器的输出传递给后级，并且隔离后级电路输入阻抗对放大器的影响。根据输入光信号的特点，当输入信号为‘0’电平时，光电流值为接近于0的暗电流值，此时跟随器A3输出为最大值Vmax；而当输入信号为‘1’电平时，光电流值为最大，其值正比于输入光强度，此时跟随器A3输出的电压为最小值Vmin，其值与接收光强度成线性关系。负峰检测电路将此最小值Vmin检出并储存，与预设电平做比较后，即生成自动增益控制信号AGC。光电二极管PD2、跟随器A4、负峰检测电路X6与前述的PD1、跟随器A3、负峰检测电路A5具有同样的电路结构、物理参数以及偏置电路，区别在于PD2始终工作在暗电流状态。因此负峰检测电路X6的输出值等于Vmax。最佳阈值电平通过下式取得。

$V_{\mathrm{TH}}=\frac{1}{2}(V_{\max }+V_{\min })$

将跟随器A3的输出信号以及阈值电平送入单转双电路X9，得到差分的输出电压信号Out+和Out-。

图3是本发明的第一反相跨阻放大器A1与第二反相跨阻放大器A2，该放大器具有宽带、增益可变的优点，这些优点是通过设计了可调节的反馈回路以及引入了有源电感技术实现的。

放大器的输入端采用调节型共源共栅(RGC)结构，具体的连接方式是：

第一NMOS管M1的栅级连接第二NMOS管M2的漏极，第一NMOS管M1的源极为光电流的输入节点，并同时与第二NMOS管M2的栅极、第三NMOS管M3的漏极相连；第一NMOS管M1的漏极连接PMOS管第四PMOS管M4的漏极，第一NMOS管M1的漏极同时为RGC输入电路的输出节点；第二NMOS管M2的源极接地，漏极连接第五PMOS管M5的漏极；第三NMOS管M3的栅极连接偏置电压Vb2，源极接地；第四PMOS管M4、第五PMOS管M5的栅极均接偏置电压Vb1，源极均接电源电压VDD；

第二NMOS管M2与第五PMOS管M5对输入进行了正反馈，增益为g_m2·R_on，5，因此电路的输入阻抗从从R_on，3降低为原来的1/(1+g_m2·R_on，5)，从而使得输入极点频率升高，不再是整个放大器的主极点，提高了带宽。RGC输入电路同时提供了1+g_m2·R_on，5的电流增益。

第六NMOS管M6、第七NMOS管M7、第九NMOS管M9与第八PMOS管M8构成了放大器的主要部分。具体的连接方式为：

第六NMOS管M6的栅极为主放大器的输入节点，连接第一NMOS管M1的漏极，第六NMOS管M6的漏极连接电源电压，第六NMOS管M6的源极同时连接第七NMOS管M7的漏极与第九NMOS管M9的栅极；第七NMOS管M7的源极接地，栅极接第二偏置电压Vb2；第八PMOS管M8的栅极接第一偏置电压Vb1，源极接电源电压，漏极接第九NMOS管M9的漏极；第九NMOS管M9的源极接地，栅极接第六NMOS管M6的源极，漏极接第八PMOS管M8的漏极，第九NMOS管M9的漏极为主放大器的输出节点。

本发明揭示了一种可调节的反馈回路，包括由第一电阻R1、第二电阻R2、第十NMOS管M10和第十一PMOS管M11，具体的连接方式为：

第十NMOS管M10的源极连接主放大器的输出节点即第九NMOS管M9的漏极，漏极连接第二电阻R2的负端；第一电阻R1连接第十NMOS管M10的栅极与漏极，构成有源电感；第二电阻R2连接第一电阻R1与主放大器的输入节点即第六NMOS管M6的栅极；第十一PMOS管M11以有源电阻和形式与第二电阻R2并联连接，源极接在第二电阻R2的负端，漏极接在第二电阻R2的正端，栅极接增益控制信号AGC。

当V_AGC减小时，第十一PMOS管M11的导通电阻也减小，整个增益可调宽带跨阻放大器的跨阻增益可近似为

Z_T＝(1+g_m2·R_on，5)·(R_on，1//(R2//R_on，1+R1))。

本发明所设计的第一负峰检测电路X5与第二负峰检测电路X6电路图如附图4所示。该负峰检测电路的连接方式是：

第十二NMOS管M12的源极与第十三NMOS管M13的源极以及第五电阻R5的正端相连接，第五电阻R5的负端接地，第十二NMOS管M12的栅极接输入信号Sig_in，第十三NMOS管M13的栅极接反馈信号VFB，第十二NMOS管M12的漏极串联第三电阻R3后连接到电源VDD，第十三NMOS管M13的漏极串联第四电阻R4后连接到电源电压VDD。

第十四NMOS管M14的栅极连接到第四偏置电压Vb4，源极连接至地，漏极与第十五NMOS管M15的源极和第十六NMOS管M16的源极相连接；第十五NMOS管M15的栅极连接至第十三NMOS管M13的漏极，漏极连接到电源VDD；第十六NMOS管M16的栅极连接至第十二NMOS管M12的漏极，漏极连接RC充放电电路中第六电阻R6的负端，定义差分对的电流全部流经第十四NMOSM14管所在支路时，第十四NMOS管M14上的过驱动电压为V_OV。

第六电阻R6的负端连接差分放大器中第十六NMOS管M16的漏极，正端连接第一电容C1的负极，第一电容C1的正极连接电源电压。开关PMOS管M21栅极连接复位信号/RST，源极与漏极跨接在电容C1的两端。

第十七NMOS管M17的栅极接第十六NMOS管M16的漏极，漏极接电源电压，源极接第十八NMOS管M18的漏极并作为反馈信号VFB连接至第十三NMOS管M13的栅极，第十八NMOS管M18的源极接地，栅极接第四偏置电压Vb4；第十九NMOS管M19的栅极接第二十NMOS管M20的漏极，漏极接电源电压，源极接第二十NMOS管M20的漏极并作为检测结果NPD送出，第二十NMOS管M20的源极接地，栅极接第四偏置电压Vb4。

所述负峰检测电路的工作原理是：

第十二NMOS管M12、第十三NMOS管M13、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5构成误差放大器。输入信号Sig_in与反馈信号V_FB的差值被放大A_v＝g_m1，2·R_1，2倍后送至第十五NMOS管M15、第十六NMOS管M16的栅极。本发明中，误差放大器的尾电流源退化成第三电阻R3，可以拓展误差放大器的输入范围，并抵消后级源跟随电路的非线性效应。

第十五NMOS管M15、第十六NMOS管M16构成一对差分对，第十四NMOS管M14为此差分对提供电流。流经第十五NMOS管M15的电流方向已确定，只能沿从第十五NMOS管M15的漏级到源极的方向。流经第十六NMOS管M16的电流亦然。第四电阻R4阻值较小，开关PMOS管M21用于复位信号，当它开启时，即/RST电压值接近0V时，开关PMOS管M21的导通电阻很低，此时有：

V_DD-I₃·(R₄+Ron₂₁)-V_t6＞v_in。

当开关PMOS管M21管关断，且

V_GS，15-V_GS，16＝V_D，12-V_D，13＜V_ov/A_v时

有电流I_D，16流经第十六NMOS管和与之串联的第一电容C1，第一电容C1放电，第十六NMOS管的漏极电压下降。

$\left\{\begin{array}{c}{I}_{D,15}=\frac{1}{2}{\mathrm{\&mu;}}_n{C}_{\mathrm{ox}}{\left(\frac{W}{L}\right)}_{\mathrm{15,16}}{(V_{D,13}-V_{D,14}-V_t)}^2\\ I_{D,16}=\frac{1}{2}{\mathrm{\&mu;}}_n{C}_{\mathrm{ox}}{\left(\frac{W}{L}\right)}_{\mathrm{15,16}}{(V_{D,12}-V_{D,14}-V_t)}^2\\ I_{D,15}+I_{D,16}=I_{D,14}\end{array}\right.$

当V_GS，15-V_GS，16＝V_D，12-V_D，13≥V_ov/A_v时，电流I_D，14全部流经第十五NMOS管，流经第十六NMOS管M16与第一电容C1的电流为0，第十六NMOS管的漏极电压不变。

当M10管导通时，第十六NMOS管的漏极电压高于输入信号Sig_in_n.负峰检测电路复位。

第一电容C1，第四电阻R4，与寄生电阻构成二阶RC滤波器，提高RC电路的响应速度。

第十七NMOS管M17与第十八NMOS管M18构成一个源极跟随器；第十九NMOS管M19与第二十NMOS管M20构成另一个源极跟随器，设置第十九NMOS管M19与第二十NMOS管M20的宽长比小于第十七NMOS管M17与第十八NMOS管M18的宽长比，使得当源跟随器在预设的偏置电压下工作时，有V_GS，19-V_GS，17＝V_ov/A_v。

本发明所设计的光接收机前端电路中引入了一个工作在暗电流状态的光电二极管PD2，和后继的第二反相跨阻放大器A2、跟随电路A4、负峰检测电路X6，由这些电路检测出的参考信号值相当于跟随器A3输出信号的最大值Vmax，此最大值与对负峰检测电路X5所检测得到的跟随器A3输出信号的最小值Vmin取平均后，可提取出针对输入信号的最佳阈值电平V_TH。将跟随器A3的输出结果与最佳阈值电平V_TH送入单转双电路(X9)，得到差分的电压输出信号Out+和Out-即为整个高速突发光接收机前端电路的输出信号。

Claims (3)

1.一种高速突发光接收机前端电路，其特征在于包括：第一光电转换器(PD1)，用于将接收到的光信号转换为电流信号；第一反相跨阻放大器(A1)，将所述光电转换电路输出的弱电流信号放大为后级电路可以处理的电压信号；第一跟随器(A3)，隔离后级电路对前述跨阻放大器输出的影响；快速响应的负峰检测电路(X5)，检测第一跟随器(A3)输出电压的负峰值Vmin；比较器(X8)，将前述负峰检测结果Vmin与预设值比较并放大，生成自动增益控制信号AGC；阈值提取电路(X7)；单转双电路(X9)；第二光电转换器(PD2)，始终工作在暗电流状态；第二反相跨阻放大器(A2)；第二跟随器(A4)；第二负峰检测电路(X6)；

第一光电转换器(PD1)，第一反相跨阻放大器(A1)，第一跟随器(A3)串联连接，第一跟随器(A3)输出的电压同时送入第一负峰检测电路(X5)与单转双电路(X9)，第二负峰检测电路(X5)的检出结果为负峰值Vmin；

第二光电转换器(PD2)，第二反相跨阻放大器(A2)，第二跟随器(A4)串联连接，第二跟随器(A4)的输出电压送入第二负峰检测电路(X6)，检出结果为参考电平Vmax；

阈值提取电路(X7)对Vmax与Vmin取均值，得到阈值电平V_TH；

第二跟随器(A4)的输出电压与提取出的阈值电平送入单转双电路(X9)，得到差分的输出电压信号Out+和Out-。

2.如权利要求1所述的高速突发光接收机前端电路，其特征在于第一反相跨阻放大器(A1)、第二反相跨阻放大器(A2)包括：调节共源共栅结构输入级，由第一NMOS管(M1)、第二NMOS管(M2)、第三NMOS管(M3)以及第四PMOS管(M4)、第五PMOS管(M5)构成；主放大电路，由第六NMOS管(M6)、第七NMOS管(M7)、第九NMOS管(M9)以及第八PMOS管(M8)构成；可调节反馈回路，由第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第十NMOS管(M10)和第十一PMOS管(M11)构成；共源共栅结构输入级与主放大电路相级联，可调节反馈回路跨接在主放大电路的输出节点与输入节点之间，具体连接方式为：

第一NMOS管(M1)的栅级连接第二NMOS管(M2)的漏极，第一NMOS管(M1)的源极为光电流的输入节点，并同时与第二NMOS管(M2)的栅极、第三NMOS管(M3)的漏极相连；第一NMOS管(M1)的漏极连接PMOS管第四PMOS管(M4)的漏极，第一NMOS管(M1)的漏极同时为RGC输入电路的输出节点；第二NMOS管(M2)的源极接地，漏极连接第五PMOS管(M5)的漏极；第三NMOS管(M3)的栅极连接偏置电压V_b2，源极接地；第四PMOS管(M4)、第五PMOS管(M5)的栅极均接偏置电压V_b1，源极均接电源电压VDD；

第六NMOS管(M6)的栅极为主放大器的输入节点，连接第一NMOS管(M1)的漏极，第六NMOS管(M6)的漏极连接电源电压，第六NMOS管(M6)的源极同时连接第七NMOS管(M7)的漏极与第九NMOS管(M9)的栅极；第七NMOS管(M7)的源极接地，栅极接第二偏置电压V_b2；第八PMOS管(M8)的栅极接第一偏置电压Vb1，源极接电源电压，漏极接第九NMOS管(M9)的漏极；第九NMOS管(M9)的源极接地，栅极接第六NMOS管(M6)的源极，漏极接第八PMOS管(M8)的漏极，第九NMOS管(M9)的漏极为主放大器的输出节点；

第十NMOS管(M10)的源极连接主放大器的输出节点即第九NMOS管(M9)的漏极，漏极连接第二电阻(R2)的负端；第一电阻(R1)连接第十NMOS管(M10)的栅极与漏极，构成有源电感；第二电阻(R2)连接第一电阻(R1)与主放大器的输入节点即第六NMOS管(M6)的栅极；第十一PMOS管(M11)以有源电阻的形式与第二电阻(R2)并联连接，源极接在第二电阻(R2)的负端，漏极接在第二电阻(R2)的正端，栅极接增益控制信号AGC。

3.如权利要求1所述的高速突发光接收机前端电路，其特征是第一负峰检测电路(X5)、第二负峰检测电路(X6)包括：一个误差放大器，一个差分放大器，一个充放电电路，两个参数不同的源极跟随器和一个复位开关；

误差放大器由第十二NMOS管(M12)、第十三NMOS管(M13)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)构成：第十二NMOS管(M12)的源极与第十三NMOS管(M13)的源极以及第五电阻(R5)的正端相连接，第五电阻(R5)的负端接地，第十二NMOS管(M12)的栅极接输入信号(Sig_in)，第十三NMOS管(M13)的栅极接反馈信号(V_FB)，第十二NMOS管(M12)的漏极串联第三电阻(R3)后连接到电源(VDD)，第十三NMOS管(M13)的漏极串联第四电阻(R4)后连接到电源电压(VDD)，第十二NMOS管(M12)的漏极与第十三NMOS管(M13)的漏极为误差放大器的输出，定义误差放大器的增益为A_v；

差分放大器由第十四NMOS管(M14)、第十五NMOS管(M15)、第十六NMOS管(M16)构成；第十四NMOS管(M14)的栅极连接到第四偏置电压Vb4，源极连接至地，漏极与第十五NMOS管(M15)的源极和第十六NMOS管(M16)的源极相连接；第十五NMOS管(M15)的栅极连接至第十三NMOS管(M13)的漏极，漏极连接到电源(VDD)；第十六NMOS管(M16)的栅极连接至第十二NMOS管(M12)的漏极，漏极连接RC充放电电路中第六电阻(R6)的负端，定义差分对的电流全部流经第十四NMOS(M14)管所在支路时，第十四NMOS管(M14)上的过驱动电压为V_OV；

充电电路由串联连接的第六电阻(R6)、第一电容(C1)构成：第六电阻(R6)的负端连接差分放大器中第十六NMOS管(M16)的漏极，正端连接第一电容(C1)的负极，第一电容(C1)的正极连接电源电压；

第十七NMOS管(M17)与第十八NMOS管(M18)构成一个源极跟随器，第十七NMOS管(M17)的栅极接第十六NMOS管(M16)的漏极，漏极接电源电压，源极接第十八NMOS管(M18)的漏极并作为反馈信号(VFB)连接至第十三NMOS管(M13)的栅极，第十八NMOS管(M18)的源极接地，栅极接第四偏置电压Vb4；第十九NMOS管(M19)与第二十NMOS管(M20)构成另一个源极跟随器，第十九NMOS管(M19)的栅极接第二十NMOS管(M20)的漏极，漏极接电源电压，源极接第二十NMOS管(M20)的漏极并作为检测结果(NPD)送出，第二十NMOS管(M20)的源极接地，栅极接第四偏置电压Vb4；设置第十九NMOS管(M19)与第二十NMOS管(M20)的宽长比小于第十七NMOS管(M17)与第十八NMOS管(M18)的宽长比，使得当源跟随器在预设的偏置电压下工作时，有V_GS，8-V_GS，6＝Vov/Av；

复位开关为开关PMOS管(M21)，其栅极连接复位信号/RST，源极与漏极跨接在电容C1的两端。

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