CN102662105B - 确定交流或交流耦合信号中直流偏压的电路,架构,装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了确定交流或交流耦合信号中直流电平的方法，电路，架构，装置和算法。方法一般包括禁用交流或交流耦合信号；对禁用的交流或交流耦合信号采样，来获取交流或交流耦合信号的直流值；和利用交流或交流耦合信号的采样直流值，计算直流电平。本发送器通常包括电吸收调制激光器（EML）；光电检测器；信号源，用于向EML提供交流或交流耦合信号；和微控制器或微处理器，用于（i）控制信号源，（ii）从光电检测器接收信息，并且（iii）在预定长度时间内停用信号源。电路，架构和装置通常包括体现一个或多个此处公开的发明概念的个体。

Description

确定交流或交流耦合信号中直流偏压的电路,架构,装置和方法

技术领域

本发明通常涉及在电子电路中测量交流或交流耦合信号的直流成分和/或交流信号检测电路的直流偏压。更具体地说，本发明的实施例适用于确定交流或交流耦合信号的直流电平和/或交流信号确定和/或处理电路的直流偏压，和计算基于直流电平的至少一个参数值的方法，电路，架构，装置和算法。

背景技术

在接收交流信号的电路中（“交流耦合电路），复波（即，包含交流和直流分量的波）的直流成分是具有不变极性的电流成分。即，直流成分是一个平均值，且交流成分在这个值上交替，脉动或波动。将不带直流成分的交流波形（即，平均值为零的交流波形）视为直流平衡波形。在非直流平衡波形中，由于直流偏压可以引入用于抑制直流成分并平衡波形，因此使准确的直流成分确定变得特别重要。直流平衡波形用在交流耦合电路（比如，光或电通信和/或存储电路）中防止连接的系统和成组件出现电压失衡。

在某一交流耦合电路（比如，光检测器，光发送器等等）中，交流耦合电路本身会将偏移状态直流电平引入。比如，在光检测器中，暗电流会引入有害直流电平。暗电流是检测器未暴露给光或光信号时流经检测器的电流。有害直流电平的引入会增加交流信号的直流分量。准确确定直流电平对于最大可能性地避免电压失衡问题是非常重要的。直流电平的准确确定对消光比（ER）有严格要求的光或电通信电路（比如，光发送器）也是非常重要的。

消光比是交流信号的最大功率与最小功率的比值。在许多交流耦合系统中，在没有交流信号时最小零等级功率P0近似于交流耦合电路的断开功率（比如，POFF）。消光比通常用分贝或百分数表示，并且可以通过公式[1]计算。公式[1]：

ER = (P1 – POFF) / (P0 – POFF)           [1]

其中POFF代表断开功率，P1代表交流信号最大功率，而P0则代表交流信号的最小功率。最小或零等级功率P0通常非常近似于断开功率POFF（比如，交流耦合电路泄露的功率）。因此，在公式[1]中使用不准确的POFF值会导致分母得计算值与实际值产生非常大的差距，生成错误的ER值。

在交流或交流耦合信号中确定直流电平或直流分量（比如，断开功率POFF）的常规方法可包括使用直流探针，信号塞，或者用于镜像或或直接测量直流分量的附加电路。但是，此类方法可能会错误地将断开功率（比如，POFF）确定为与零等级功率（P0）的值相同，产生错误的ER值（比如，利用公式[1]计算出得ER值）。即，此类方法和电路不一定总是准确地检测到交流耦合电路自己引入的交流耦合信号的直流电平。此类方法会给接收的交流信号的信号质量带来不利的影响，这种影响在高频或高数据率的系统中特别严重，会导致错误的直流电平确定。此外，此类技术会给包含交流耦合电路的产品增加不必要的复杂性。因此，尽管直流耦合设计方案可以极大地简化直流分量或直流偏压的测量，但是此类设计也给系统的交流性能增加更高的复杂性。

比如，利用直流探针确定直流电平会产生由直流探针内部电路导致的错误直流电压测量。直流探针中内部二极管的正向压降（比如，0.7伏左右）会把电压的准确测量限定在小于或大致等于二极管正向压降的水平上。此外，由于额外负载（比如，阻抗）或噪音被引入到了交流耦合电路中，利用信号塞或附加电路（比如，直流反馈电路）的直流分量测量会降低测量的准确性。

本“背景”部分仅提供技术背景信息。本“背景”中的陈述不认为是在此“背景”部分中披露的主体构成相对于本申请内容的现有技术，且本“背景”部分的任何部分，包括本“背景”部分，都不能视作允许本申请的任何部分构成相对于本申请内容的现有技术。

发明内容

本发明实施例涉及方法，电路，架构，装置和算法，用于确定(i)交流信号或交流耦合信号的直流电平或成分，和/或(ii)交流信号检测和/或处理电路的直流偏压。方法通常包括禁用交流耦合信号，对禁用的交流耦合信号采样，以获得交流耦合信号的采样直流值，和利用交流耦合信号的采样直流值来计算直流电平。

在各种实施例中，禁用交流耦合信号包括禁止调制交流或交流耦合信号，或切断对交流信号源的供电。此类实施例与确定交流或交流耦合信号的直流电平一致。或者，禁用交流耦合信号包括切断交流耦合信号或执行用于切断交流耦合信号的指令（比如，在微处理器或微控制器中）。此类实施例与在交流信号检测和/或处理电路中确定直流偏压一致。在其他实施例中，方法还可以包括在对禁用的交流耦合信号至少一次采样后，且在禁用的交流耦合信号到达共模电压之前，启用交流耦合信号。

电路通常包括信号源，用于提供交流信号或交流耦合信号；信号检测器，用于接收交流或交流耦合信号并提供关于交流或交流耦合信号的信息；和微处理器或微控制器，用于（i）控制信号源，（ii）接收来自信号检测器的信息，和（iii）在预定时间长度内禁用信号源。电路可能包括在光或光电发送器或收发器中。在此条件下，信号源可以是用于激光二极管的驱动器（比如，用于电吸收调制激光器，即EML），而信号检测器可以包含光电检测器。

在各种实施例中，电路包括耦合于信号源和信号检测器间的开关，其中开关由微处理器或控制器管理。此外，信号检测器可能包括模数转换器（ADC）,并且可以耦合到微处理器或微控制器上和用于向微控制器或微处理器提供信息。而且，在各种实施例中，微控制器或微处理器用于确定接收自信号检测器信息的直流电平，成分或偏移。计算出的直流电平，成分或偏移用于确定电路的一个或多个参数（比如消光比）。比如，利用交流耦合信号的取样直流值，根据上述公式式[1]可以计算出消光比。架构和/ 或系统通常包括有体现此处披露的一个或多个发明概念的电路。

本发明优选确定准确或精确的直流电平或成分，适用于光和/或电子电路。所述光和/或电子电路需要对交流耦合电路输出有准确或精确的直流电平判定。比如，本发明可以用于电路和/或性能参数（比如，消光比）的准确判定，所述电路和/或性能参数需要准确或精确的直流电平判定。本发明的所有优点将在以下各种实施例的描述中充分体现出来。

附图说明

图1举例说明了确定交流或交流耦合信号的直流电平或成分的典型电路。

图2举例说明了图1中典型交流信号源的典型输出。

图3是如本发明所述确定直流电平或成分的典型方法的流程图。

图3举例说明了确定交流信号检测器直流偏压的典型电路。

图5中A到C举例说明了可用于图4中典型电路的典型开关。

图6根据本发明举例说明了直流偏压确定期间交流信号源的典型输出。

图7是如本发明所述的第一典型接收器。

图8是如本发明所述的第二典型收发器。

具体实施例

本发明的各种实施例都会有详细的参照。参照的例证会在附图中得到阐释。本发明会用随后的实施例说明，但本发明不仅限于这些实施例的说明。相反的，本发明还意欲涵盖，可能包括在由附加权利要求规定的本发明的主旨和范围内的备选方案，修订条款和等同个例。而且，在下文对本发明的详细说明中，指定了很多特殊细节，以便对本发明的透彻理解。但是，对于一个所属技术领域的技术人员来说，本发明没有这些特殊细节也可以实现的事实是显而易见的。在其他实例中，都没有详尽说明公认的方法，程序，部件和电路，以避免本公开的各方面变得含糊不清。

同样地，为了方便起见，虽然术语“交流信号”，“交流耦合信号”和“交流或交流耦合信号”通常是可交换的并且可以交替使用，且使用这些术语中任何一个也就涵盖了其他，除非上下文清楚地在其它方面做出了说明。同样，为了简便，术语“连接到”，“与…耦合”，“耦合到”和“与…相通”可以交替使用，（指连接的，耦合的和/或相通元件间的间接或者直接的关系，除非术语的上下文的用法在其他方面明白地做出了说明），但是赋予他们的含义通常是在此类技术上公认的。

本发明涉及方法，电路，架构，装置和算法，用于确定交流或交流耦合信号的直流电平或成分和/或测量交流信号检测器和/或处理器的直流偏压。方法通常包括禁用交流耦合信号，对禁用的交流耦合信号取样以获得交流耦合信号的取样直流值，和利用交流耦合信号的取样直流值计算直流电平，成分或偏移。在各种实施例中，电路通常包括信号源，用于提供交流信号或交流耦合信号；信号检测器，用于接收交流或交流耦合信号；和微处理器或微控制器，用于（i）控制信号源，（ii）接收来自信号检测器的信息，和（iii）在预定长度时间内禁用信号源。架构和/或系统（比如，收发器或发送器）通常包括本电路和/或体现此处披露的发明概念的任何电路。

本发明和电路可用于准确地确定交流或交流耦合信号的直流电平成分，和交流信号检测器和/或处理器的直流偏压。许多光或光电通信电路（比如，光发送器）中重要通信信号都是非零直流成分或直流电平的交流或交流耦合信号。比如，本方法和电路可用于准确地确定交流耦合电路输出的直流电平（比如，光发送器中的驱动器）。通过准确地确定直流电平，确定用于光和/或电子电路的准确参数值，且电路可以更高效地运行。比如，本方法和电路可用于准确地计算光发送器的ER值，且可以按照需要或预期调节发送器的交流耦合电路（比如，通过微处理器和ADC），维持或改进交流或交流耦合信号的信号完整度。本方法和电路同样可以测量或确定接收交流或交流耦合信号的信号检测器/处理器的直流偏压。本发明特别优选用于高频或高数据率系统中，在所述高频或高数据率系统中，错误的直流电平或成分测量或判定会显著地影响如消光比之类的重要性能参数的计算。

本发明各方面都会用以下典型的实施例详细地说明。

确定交流或交流耦合信号中直流电平的典型电路

图1是第一典型电路100，用于确定交流信号或交流耦合信号的直流电平或成分。如图所示，电路100包括交流信号源110，电容器120，模数转换器（ADC）或信号检测元件130和系统控制器/信号处理电路150。交流信号源110实质上可以是任何用于生成交流信号的电路。比如，交流信号源110可以是驱动电路，用于输出交流信号运送数据或偏置电流，可以是提供交流电的电源，用于提供调制信号的调制器等。特别在系统包括光发送器时，驱动电路可以包含诸如EML激光驱动器，DML激光驱动器之类的激光驱动电路。交流信号源110用于向电容器120提供交流信号115。电容器120反映电容量，并可以包含单电容器或另外的电容装置或电路（比如，电容器的列阵）。电容器120（可选）可以向信号检测器（比如，信号检测元件）和/或ADC130提供滤波或平整后的交流信号125。

信号检测元件130可以是常见的交流信号检测器或用于对交流信号采样并确定采样交流信号值的其他电路。周期性地对交流信号采样或对交流信号采样回应一个或多个控制信号。比如，信号检测器可以包括模数转换器，且还包括在一些实施例中存储交流信号值的一个或多个锁存器。ADC130的输出位宽至少是两位（比如，2到8，12，14或16位）。

信号检测元件130用于将模拟交流信号转换为数字信号。执行取样来提供表示交流信号125的数字或多位二进制信号135（比如，与模拟交流信号125量级相称的，有二进制代码值的数字信号135），适用于利用系统控制/信号处理电路150的处理。在各种实施例中，信号检测器/ADC130可以对交流信号115或125进行每秒一到一百万次的采样（比如，10-1000Hz；在两个例子中，任取50或100次每秒）。或者，信号检测元件130可以用于，在没有对交流信号125取样的情况下，直接输出交流信号125的数字值。

系统控制/信号处理电路150处理数字信号135并向交流信号源110提供一个或多个控制信号155。在各种实施例中，系统控制/信号处理电路150可以是微处理器，微控制器，数字信号处理器，FPGA或ASIC。由系统控制/信号处理电路150提供的控制信号155包括用于在正常操作（比如，提高最大功率等级，降低频率，等等）期间调节交流信号源110输出的控制信号，和/或用于禁用交流信号115调制或用于停用来自交流信号源110的交流信号输出的禁用信号。在一个实施例中，控制信号155包括用于在预定量时间内禁用交流信号源110的输出装置（比如，缓冲器，输出驱动器，电源或电流槽）的信号。

根据一个或多个预定条件（比如，超过某阀值，诸如交流信号115/125可接受的变化度，这类阈值是由系统控制/信号处理电路150中的软件确定或定义的）激活禁用信号155。或者，可以根据一个或多个外部控制信号（比如，由外部主机或控制电路提供等提供的信号）激活禁用信号155。总之，在预定最短时间内，向交流信号源110提供至少一个禁用信号155。所述预定最短时间足够实现准确的交流信号155直流电平或成分判定。下面图2-3对直流电平确定有更详细的说明。

确定交流或交流耦合信号的直流分量的典型方法

图2中，图表200是波形201，代表典型持续或基本持续交流信号（比如，图1中来自交流信号源110的交流耦合信号115）基于时间的功率。如图2所示，波形201上有最大功率（比如，功率P1）212和最小功率（比如，零等级功率P0）214。图2中，提供波形201的交流信号源在时间222上接收禁用信号（比如，图1中一个或多个来自系统控制/信号处理电路150的信号155），用于禁用典型交流信号调制或断开提供给交流信号源的功率。因此，波形201显示的交流信号功率在时间222上开始降低，并且降低持续时间223那么长直到时间224停止，该时间224是交流信号在时间223上达到断开功率等级216（比如，POFF）的时间。时间223的持续长度取决于交流信号源110接收禁用信号时交流信号115的功率等级。比如，当功率等级在时间222处于功率等级212水平上时，交流信号达到断开功率216需要的时间持续长度可以比图2所示的还高（比如，大于持续时间223的时间周期）。如图所示，断开功率216（比如，POFF）具有小于最小功率等级214（比如，P0）的值。

在时间224上，波形201代表的交流信号功率等级在功率等级216保持一个持续时间或时间周期225的时长，直到时间226停止。在禁用的交流信号源110输出开始增加并达到共模或其他交流驱动电压等级前（比如，时间226到228所示的波形201），在时间周期225内确定交流信号201的直流电平。此共模电压不代表交流信号（比如，图1所示交流信号125）的准确直流电平。但是，在时间周期225内，可以（比如，通过信号检测元件/ADC130和系统控制150）准确地估算或测量功率等级216（比如，功率POFF）。当再次激活交流信号源110时（比如，停用禁用信号时）,表示交流信号的波形201就恢复到持续的交流输出波形，与交流信号源110在时间222上接收禁用信号前的情况类似。

因此，用本电路可以关闭交流信号源110的输出115，从而实现对交流信号源110输出的交流或交流耦合信号的直流电平准确判定。准确的直流电平判定可以用于准确地确定或计算交流信号115的参数值（比如，消光比）。比如，可以根据上述公式[1]利用从波形201得到的值来确定交流信号115的消光比。

如图3所示，流程图250举例说明了确定交流或交流耦合信号（比如，交流信号源提供的信号）的直流电平或成分的方法。如图所示，方法从225开始，并且在260禁用或停用交流信号源的输出。在一个实施例中，方法包括通过禁用信号（比如，如图1上所述的信号155）禁用交流信号源的输出。比如，禁用信号可以禁用提供给交流信号源110的功率（比如，禁用向交流信号源110提供操作电压的电压电源），或者禁用交流信号源110内的电路，诸如交流信号源110内的输出缓冲器或驱动器之类的，在关闭时，关闭了交流信号源110的输出。或者，可以通过断开(比如，断开)图4-5所述的开关来关闭交流信号源的输出。

在270对禁用的交流信号源的输出采样。通过用于对交流信号输出检测和采样的检测元件（比如，图1中的ADC130）对输出采样。在一个实施例中，方法还包括向控制电路（比如，微处理器或微控制器）提供数字形式的采样交流信号。控制电路用于确定例如：交流信号源最大功率等级（比如，图2所述功率等级212），交流信号源最小功率等级（比如，图2所述功率等级214），和在其范围内确定交流信号的直流电平或成分的时间持续长度（比如，测量视窗）。

比如，控制电路能指定或确定何时第一时间持续长度开始（比如，何时启用禁用信号）和结束（比如，何时禁用的交流信号功率等级已经降低到负峰值，通常代表断开等级）。因此，控制电路在第一时间持续长度后确定何时第二时间持续长度（比如，直流电平或成分测量视窗）开始（比如，在图2功率等级216上）。此外，通过确定何时交流信号等级或电压开始增强（比如，图2时间226）至共模或其他不代表交流耦合信号的准确直流电平的交流驱动电压（比如，从图2中时间226到228），或通过允许预定周期的时间流逝（可用通过常规定时电路确定），控制电路确定何时直流成分测量视窗（比如，图2中时间持续长度225）终止。

在280确定交流信号的直流电平或成分。比如，通过测量可以确定直流成分。在各种实施例中，可以把外部测量装置（比如，万用表，毫伏计或其他电压传感器，示波器，等等）电连到交流耦合电路和/或交流信号源，以准确测量禁用的交流信号的直流电平或成分。或者，利用信号处理电路（比如，图1系统控制/信号处理电路150）准确地测量直流成分。比如，信号处理电路能确定直流电平或成分测量视窗，随后在直流电平或成分测量视窗中确定直流电平或成分，且利用负峰值检测器随后确定禁用交流信号源时（比如，在测量视窗操作期间）交流信号的功率等级（比如，负峰值功率等级）。信号处理电路也能利用计时器或检压器来确定合适直流电平或成分测量视窗何时到期。

在290启用或激活交流信号源（比如，与图1相对应的如上所述的交流信号源110）。在一个实施例中，该方法包括通过提供一个或多种电压或把一个或多个电源连接到交流信号源来激活交流信号源。在其他使用开关关闭交流信号源输出的实施例中，打开开关重新将交流信号源连接到ADC或信号检测器（比如，图1中ADC130）。方法在295终止。

确定交流耦合电路中直流电平的第二典型电路

图4举例说明了典型电路300，用于确定接收和/或处理交流或交流耦合信号的电路的直流偏压（比如，直流电压等级）。如图所示，电路300包括交流信号源110，电容器120（可选），ADC或信号检测元件130，系统控制器/信号处理电路150（所述各部件如图1所述）和开关340。如图所示，信号源110向开关340提供交流信号115。开关340接收交流信号115和一个或多个控制和/或禁用信号355（下文会详细阐述），并提供信号342和345。电容器120（或其他诸如由电容阵列提供的电容）从开关340接收信号（比如，信号345）并向信号检测元件或模数转换器（ADC）130提供滤波或平整后的信号347。与图1所述的信号检测器/ADC130类似，信号检测元件130用于将接收的模拟交流信号（比如，信号347）转换到适用于系统控制/系统处理电路150处理的数字信号135。

系统控制器150向开关340提供一个或多个信号355。由系统控制器150提供的信号355包括接通开关340的禁用信号。此外，系统控制器150向交流信号源110提供一个或多个信号356（比如，一个或多个反馈信号）。信号356可用于提供数据或其他信息（比如，一个或多个控制信号），用于调节常规操作期间交流信号源110的输出（比如，提高最大功率等级，降低频率，等等）。可以根据一个或多个预定条件（比如，超过诸如交流信号345或347可接受变化度之类的阈值，此类阈值是由系统控制/系统处理电路150中的软件5确定或规定的）和/或一个或多个外部控制信号（比如，由外部主机或控制电路提供的信号，等等）激活禁用信号355和/或反馈信号356。在一个实施例中，禁用信号355用于在预定量时间内关闭或断开开关340。

如图所示，开关340接收交流信号源110的输出（比如，交流信号115）并向电容器120提供交流信号345。或者，将输出345直接提供给信号检测器/ADC130。开关340的接通（和随后的断开）取决于一个或多个条件（比如，由系统控制器150中软件所规定的阈值或条件性事件）或外部控制信号（比如，来自主机，网络其他装置，等等的信号）。比如，在预定量时间（比如，图2中时间持续长度）内使开关340处于接通状态，比如时间量足够让系统控制器150确定断开功率等级（比如，POFF），或精确的直流电平（比如，由光检测器中的暗电流引起的）或获得在交流耦合电路中交流信号的直流成分的其他测量结果（比如，通过万用表，毫伏表或其他电压传感器，示波器，等等）。

交流耦合电路引入的直流电平的判定或测量结果（比如，直流偏压）可以用来准确地计算由交流耦合电路接收的交流或交流耦合信号参数。比如，如下图6所述，可以根据上述公式[1]利用信号检测器130的输出确定交流信号345的消光比。

此外，开关340基本上可以是任何用于(在第一端)接通和断开交流信号115并（在第二端）提供交流信号345的开关。比如，开关340可以是图5A中原理图所示的开关。如图5A所示，开关340接收交流输入信号115，且当闭合时，在第三端提供基本上为交流输出信号345和作为交流信号345复制品的附加交流信号342。可以从交流耦合电路向可选电路（未显示）下传交流信号342（比如，信号OUT）。如图5A所示，在一些实施例中，输出信号342和345源于相同节点。在输出信号342和345源于不同节点的实施例中，当开关340接收到禁用信号时，开关340就将交流信号342和345一起关闭，或者从提供交流信号345转换为提供交流信号342（或反之亦然）。

如图5B所示，开关340可以包括晶体管（比如，双极面结型晶体管或BJT）。所述晶体管340的第一集电极/发射极终端，用于接收交流信号115；控制终端351，用于接收信号355；和第二集电极/发射极终端，用于提供交流信号342和345。或者，如图5C所示，开关340包含多个晶体管（比如，MOSFET370和375），其中每个晶体管370和375的第一（或常规）源/漏端接收交流信号115，门端372和377用于接收禁用信号355，而每个晶体管370和375的第二源/漏端用于分别提供交流信号342和345。

如图6所示，图表500所示是接收采样交流信号（比如，图4中交流信号345或347）的ADC（比如，图4中的信号检测元件130）的输出。图6中采样数据点为交流信号的最大功率等级（比如，带有近似幅值A的功率等级501）和最小功率等级（比如，带有幅值B的功率等级503）。如图所示，在时间510（比如，通过图4所示开关340）停止向ADC（比如，电连于交流耦合电路的ADC）提供接收的交流信号，以便确定由交流耦合电路（比如，信号检测器/ADC130）引入的直流偏压。当断开或停用交流信号源时，最大和最小功率等级501和503减小，并且在512处于功率等级C上（比如，断开功率等级）合并，保持不变到时间514为止。因此，时间持续长度516（即，时间512和514间的时间周期）提供测量视窗，而在此期间，在禁用的交流信号源输出开始变化到共模或其他交流驱动电压前，（比如，在时间514之后）可以准确测量或确定由交流耦合电路引入到采样交流信号的直流偏压（比如，具有幅值C的直流偏压）。

在时间持续期间516，可以通过微处理器或微控制器（比如，图4中的系统控制150）或用于测量电压等级的外部装置（比如，万用表，毫伏表或示波器）准确地确定或测量直流成分（比如，具有幅值C的）。此外，如上所述，准确的直流电平判定结果可用于准确计算交流或交流耦合信号参数（比如，消光比）。因此，通过断开或停用交流信号，可以在随后的时间持续内准确确定或测量交流耦合电路引入的直流成分。

第一典型收发器

图7是用于准确确定交流或交流耦合信号中直流电平的收发器600的典型实施例。如图所示，收发器600包括接收器光学组件（ROSA）670，放大器680（比如，限幅放大器），电子接口660，激光驱动器（或模块）640，控制电路（比如，微处理器或微控制器）610，激光偏置电流控制电路650，ADC630和发射器光学组件（TOSA）620。在一个实施例中，TOSA620包括激光二极管622，电吸收（EA）调幅器624和光敏二极管626。在各种实施例中，TOSA620包括直调激光器（DML），点吸收调制激光器（EML）或分布反馈激光二极管（DFB-LD）。此外，可以对激光偏置电流控制电路提供给TOSA620的偏置电流进行脉冲宽度调制（PWM），将其程序化向激光器等提供额定功率和/或温度范围。而且，激光驱动器640可用于向上述任何一种不同类型的激光器（比如，DML， EML， DFB-LD等等）提供驱动电流。

如图所示，ROSA670包括跨阻抗放大器（TIA）674和发光二极管（PD；比如，p型/本征/n型[PIN]发光二极管）672。ROSA670用于接收光输入信号IN（比如，来自如光纤电缆之类的光信号介质）和向限幅放大器680提供电信号675。限幅放大器680用于放大和限制电信号675的电压（比如，在预定电压范围内），和向电子接口660提供放大的电信号685。

通过一条或多条总线将电子接口660耦合到控制电路610，并且在收发器600和外部主机（未显示）间传送在数据和/或控制信号（比如，电信号685或来自与收发器600通信中的电子装置的其他信号）。控制电路610用于控制和/或管制收发器的各种功能（比如，经过激光驱动器640的数据，激光偏置电流控制电路650允许的电流量等）。控制电路610也用于控制（i）激光驱动器640提供的调制幅值（比如，通过电子接口660提供的数据信号的幅值）和/或（ii）通过放大器680的电信号675放大。

此外，控制电路610用于接收信号检测器和/或模数转换器（ADC）630的输出（比如，信号635）。ADC630从TOSA620接收信号625。在一个实施例中，模拟交流信号是从光敏二极管626接收而来的。因此信号625可以是光输出信号OUT的电当量。在另一个实施例中，模拟交流信号是从激光驱动器640接收而来的。在可选的实施例中，信号625因此就可以是数据信号621的复制品。

控制电路610也可用于确定或计算来自信号635提供的信息中的预定信息（比如，最大光功率，零等级光功率或其他参数值）。控制电路610可用于在预定时间或为回应外部控制信号通过一个或多个（控制）信号613关闭激光驱动器640的输出。在一个实施例中，向激光驱动器640提供信号613以禁用交流信号621的调制。将激光驱动器640的输出在预定量时间内禁用，以便交流信号621的零等级功率在对直流电平测量或判定充足的时间内保持稳定（比如，图6中的近似幅值C）。当已经确定了激光驱动640的输出621的直流电平时，就可以（比如，利用上述公式[1]）计算消光比。

在一些实施例中，当消光比已经准确计算出，控制电路610就将计算的消光比与预定消光比相比较，而当两消光比不等或计算的消光比不在预定消光比范围内，就向激光驱动器640提供一个或多个额外的控制信号613。比如，为了使激光驱动器640的输出621处在值预定范围内而将一个或多个信号613用于调节激光驱动器640的一个或多个性能特性。在一个实施例中，信号613可用于提高或降低信号621的最大或最小功率等级，以便使计算的消光比与预定消光比相同或处于预定消光比的范围内。然而，本发明不局限于仅计算消光比和使交流耦合电路的性能特性与预定消光比或消光比值的范围一致。本发明则可应用于交流信号的其他特性或参数值的计算，交流信号的其他特性或参数值的计算适用于其他应用中的监控和/或调节电路特性。

因此，通过禁用交流信号，可以准确地在随后的测量或判定时间内确定或测量交流或交流耦合信号的直流电平或成分。

第二典型收发器

图8举例说明了确定交流或交流耦合电路（比如，接收和/或处理交流信号的电路）中直流偏压的收发器700。如图所示，收发器700包括图7中收发器600的电路基本相同的电路，其中具有与下图8 所示的相同标识号的结构基本上与图7所示的那些结构相同。具体地说，收发器700包括接收器光学组件（ROSA）670，放大器680（比如，限幅放大器），电子接口660，激光驱动器（或模块）640，控制电路（比如，微处理器或微控制器）610，激光偏置电流控制电路650，ADC630和发射器光组件（TOSA）620。收发器700还包括开关740，用于电连接和断开TOSA620的输入和激光驱动器640的输出721。

具体地说，开关740用于从控制电路610接收交流信号721（来自激光驱动器640的）和信号715（如下所述的）。与图4和5A-5C中的控制信号355相似，信号715用于断开和闭合开关740。当开关740闭合时，就向TOSA620提供交流信号745（可以是交流信号721电当量）。当开关740断开时，将激光驱动器640的输出（比如，交流信号721）从TOSA620断电，并且TOSA620的输入745会有高阻抗状态存在。

控制电路610从ADC630接收输出信号735。如上所述，信号735是模拟/交流信号725的数字表现形式。正常操作期间，信号725可以是光信号OUT的电当量，但当开关740断开时，信号725代表（i）ADC630或（ii）TOSA620（更具体地说，激光二极管622和光敏二极管626）的直流偏压。控制电路610可用于根据信号735提供的信息确定或计算预定参数值（比如，最大光功率，零等级光功率等）。与图7配置相似的，通过一个或多个（控制）信号713，控制电路610也可用于调节激光驱动器640的输出，回应信号735提供的信息与计算参数的相应预定值间的偏差。而且，控制电路610可用于确定何时向开关740提供信号715。根据外部信息（比如，从与收发器700通信的电子装置接收的控制信号）或预定条件（比如，值预设范围外计算参数值的偏移；来自计时电路的输出，用于在预定间隔断开开关740，以便可以周期性地确定或测量交流耦合电路的直流偏压；等。）确定是否提供信号715。

开关740可在预定量时间内保持断开，。所述预定时间足够保持交流耦合电路的零等级功率(比如，在图6所述的近似幅值C上)和/ 或测量或确定交流信号725的直流电平。直流偏压的测量包括电连到控制电路610的外部测量装置（比如，万用表，毫伏表，示波器等）的使用。当已经确定了交流耦合电路引入的直流偏压时，就可以计算出电路的消光比或其他特性值（比如，利用上述公式[1]）。

因此，通过断开或停用交流信号，在随后的测量或判定时段持续内可以准确确定或测量交流耦合电路引入的直流分量。

结论

因此，本发明提供了方法，电路，架构，装置和算法，用于确定交流或交流耦合信号中的直流电平和/或交流信号检测和/或处理电路中的直流偏压，并基于直流电平计算一个或多个参数值。对本发明的特殊实施例的上述描述是为了更好的图解和描述本发明。他们不是详细的，也不会用公开的确切形式限制本发明，而很明显根据上述教义许多修改和变更都是合理的。为了最好地说明本发明的原理和它的实际应用，本文选取并描述了实施例，以便使所属技术领域的其他专业人员能够最佳地利用本发明和各种更改过的不同实施例适用于预期的特殊用途。即，本发明的范畴是由此处添加的权利要求和它们的等价物规定的。

Claims (19)

1.一种用于确定(i)交流信号中的直流电平或成分或(ii)接收交流信号的交流耦合电路的直流偏压的方法，包括：禁用所述交流信号；采样所述禁用的交流信号来获取所述禁用的交流信号的采样直流值；和从所述交流信号的采样直流值获取所述直流电平，成分或偏移；在所述禁用的交流信号接近共模电压前，在对所述禁用的交流信号至少采样一次后启用所述交流信号。 

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：禁用所述交流信号包含关闭所述交流信号。 

3.根据权利要求2所述的方法，还包括在为微处理器或微控制器中执行指令，其特征在于：所述指令用于关闭所述交流信号。 

4.根据权利要求1所述的方法，其中对所述禁用的交流信号采样包含将所述禁用的交流信号的模拟值转换为数字值。 

5.根据权利要求1所述的方法，还包括计算或确定所述交流信号的特性或参数值。 

6.根据权利要求5所述的方法，还包括，在禁用所述交流信号前，对所述交流信号采样来获取所述交流信号的采样交流值。 

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述特性或参数值是所述交流信号的消光比，且所述方法还包括计算至少来自第一和第二采样采样交流值的消光比和所述交流信号的直流电平，成分或偏移。 

8.一种确定交流或交流耦合信号中直流电平的电路包括：信号源，其用于提供交流信号；信号检测器，其用于接收交流信号和提供关于交流信号的信息；和微控制器或微处理器，其用于(i)控制信号源，(ii)接收来自信号检测器的信息，和(iii)在预定长度时间内停用信号源。 

9.一种确定交流或交流耦合信号中直流电平的光或光电发送器或收发器， 包括：权利要求8所述的电路和激光二极管，该激光二极管用于直接或间接从交流信号提供光学信号。 

10.一种确定交流或交流耦合信号中直流电平的发送器包括：信号源，其用于提供交流信号；激光二极管，其用于直接或间接从交流信号输出光信号；信号检测器，其用于接收交流信号或光信号；和微控制器或微处理器，其用于(i)控制所述信号源，(ii)从所述信号检测器接收关于交流信号的信息，和(iii)在预定长度时间内停用所述信号源。 

11.根据权利要求10所述的发送器，其特征在于：所述微控制器或微处理器用于停用所述信号源的输出或断开所述信号源的电源。 

12.根据权利要求11所述的发送器，还包括耦合在所述信号源和激光二极管间的开关，所述开关由所述微控制器或微处理器控制。 

13.根据权利要求10所述的发送器，其特征在于：信号检测器包括模数转换器ADC，其用于将所述信息转换为数字信号。 

14.根据权利要求13所述的发送器，其特征在于：所述微处理器或微控制器用于确定所述交流信号的直流电平或成分，或源自所述数字信号的所述信号检测器的直流偏压。 

15.根据权利要求14所述的发送器，所述信号检测器包括光电检测器用于将光信号转换为模拟电信号，而所述模数转换器将所述模拟电信号转换为所述数字信号。 

16.根据权利要求10所述的发送器，其特征在于：所述信号源包含激光驱动电路。 

17.一种确定交流或交流耦合信号中直流电平的收发器包括：权利要求10所述的发送器；光电二极管(PD)，其用于将外部光信号转换为电信号；和放 大器，其用于放大所述电信号。 

18.根据权利要求17所述的收发器，其特征在于：所述放大器包括跨抗阻放大器和/或限幅放大器。 

19.根据权利要求17所述的收发器，还包括电子接口，用于在所述收发器和外部主机间传送数据和控制信号。