CN103209029B - 具有电源功率控制的激光传送装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有电源功率控制的激光传送装置及其方法。具有功率控制的激光传送方法包括：产生输出电流，其中输出电流具有由传输数据及传输致能信号及由第一控制码及第二控制码所决定的调整电平，并且光信号是响应输出电流而产生，接着，基于光电二极管电流与第一参考电流之间的比较结果产生第一决策信号，及基于光电二极管电流与第二参考电流之间的比较结果产生第二决策信号，其中光电二极管电流是依照光信号而产生，最后，响应第一决策信号及第二决策信号产生第一控制码及第二控制码。

Description

具有电源功率控制的激光传送装置及其方法
技术领域
本发明关于激光传送器，特别是一种具有电源功率控制的激光传送装置及其方法。
背景技术
突发模式激光传送器（Burstmodelasertransmitter）广泛地应用于千兆位元无源光纤网路（gigabitpassiveopticalnetwork；GPONs）。图1为现有技术的突发模式激光传送器100的功能区块图。激光传送器100包含激光驱动器110、激光二极管120、光纤130、光电二极管（MPD）140及自动功率控制（AutomaticPowerControl；APC）单元150。激光驱动器110用以接收传输数据TXD、传输致能信号TE、偏压电流IBIAS、调变电流IMOD，输出一输出电流IO。激光二极管120用以接收此输出电流IO并发射一光信号。光纤（opticalfiber）130用以接收此光信号。光电二极管140用以接收从激光二极管120而来的光信号的一部分，并输出一光电二极管电流IPD。自动功率控制单元150用以接收光电二极管电流IPD、传输数据TXD及传输致能信号TE，输出偏压电流IBIAS及调变电流IMOD。
于此，VDD代表供电节点。图1为现有技术的突发模式激光传送器100的时序图。当传输致能信号TE为未拉起（de-asserted）时，突发模式激光传送器100禁能，且输出电流IO为零；于此，激光二极管120亦无发射出光信号。当传输致能信号TE为拉起（asserted）时，突发模式激光传送器100致能，并且输出电流IO会以下述的方法依照偏压电流IBIAS及调变电流IMOD通过传输数据TXD而调整：若传输数据TXD为“0”时，输出电流IO等于偏压电流IBIAS；反之，输出电流IO则等于偏压电流IBIAS和调变电流IMOD的总和（即，IBIAS＋IMOD）。在此，激光二极管120发射出的光信号会由传输数据TXD调整，以致使当传输数据TXD为“0”时，光强度与第一电平P0相等；反之，光强度与第二电平P1相等。其中，第一电平P0及第二电平P1通过激光二极管120的转换特性分别对应于偏压电流IBIAS及偏压电流IBIAS和调变电流IMOD的总和。并且，激光二极管120的转换特性会随温度而变化。因此，当突发模式激光传送器100致能时，激光二极管120发射出的光信号照射至光电二极管140，并且造成光电二极管140传送光电二极管电流IPD，以致使光电二极管电流IPD经由光电二极管140的转换特性而对应于光强度。
在理想状态下，当光强度为第一电平P0时，光电二极管电流IPD与第一电流IPD0相等；当光强度为第二电平P1时，光电二极管电流IPD与第二电流IPD1相等。于此，自动功率控制单元150接收光电二极管电流IPD。当传输数据TXD为“0”时，自动功率控制单元150比较光电二极管电流IPD与第一参考电流。若光电二极管电流IPD大于第一参考电流，则表示偏压电流IBIAS太大而需要降低。反之，则表示偏压电流IBIAS太小而需要升高。此外，当传输数据TXD为“1”时，自动功率控制单元150比较光电二极管电流IPD与第二参考电流。若光电二极管电流IPD大于第二参考电流，则表示偏压电流IBIAS和调变电流IMOD的总和太大而需要降低。反之，则表示偏压电流IBIAS和调变电流IMOD的总和太小而需要升高。偏压电流IBIAS及调变电流IMOD以封闭回圈的方式进行调整，以使得传输数据TXD为“0”时的光电二极管电流IPD等于第一参考电流，以及传输数据TXD为“1”时的光电二极管电流IPD等于第二参考电流。第一参考电流及第二参考电流1是依照激光二极管120的特性、光电二极管140的特性及温度的结合所决定，以致使当光电二极管电流IPD与第一参考电流（第二参考电流）相等时，光强度相等于第一电平P0（第二电平P1）。然事实上，光电二极管140通常具有非常高的寄生电容，以致于光电二极管电流IPD总是无法精确地追踪光强度。只有在传输数据TXD为连续“1”或连续“0”的位元字串之后，光电二极管电流IPD可能会较精确地追踪光强度。请参照图1，在此范例中，只有在传输数据TXD为连续“1”或连续“0”的位元字串之后，实际的光电二极管电流IPD才可能会较接近第一电流IPD0（或第二电流IPD1）的电平。再者，光电二极管140的高寄生电容使其具挑战性去实施高速比较电路（用以比较光电二极管电流IPD与第一参考电流或比较光电二极管电流IPD与第二参考电流）。
因此，在光电二极管的高寄生电容特性下，突发模式激光传送器的有效地自动功率控制装置及方法为一亟待需求的议题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有电源功率控制的激光传送装置，用于解决上述的问题。
本发明提出一种具有电源功率控制的激光传送装置，包含激光驱动器、电流切割器及功率控制电路。激光驱动器用以接收传输数据、第一控制码、第二控制码及输出输出电流。电流切割器用以接收光电二极管电流、第一参考电流及第二参考电流，并基于光电二极管电流与第一参考电流的比较结果输出第一决策信号，及基于光电二极管电流与第二参考电流的比较结果输出第二决策信号。功率控制电路用以响应第一决策信号及第二决策信号输出第一控制码及第二控制码。
在一实施例中，一种具有功率控制的激光传送方法，包含：产生输出电流，其中输出电流具有由传输数据及传输致能信号及由第一控制码及第二控制码所决定的调整电平，并且光信号是响应输出电流而产生，接着，基于光电二极管电流与第一参考电流之间的比较结果产生第一决策信号，及基于光电二极管电流与第二参考电流之间的比较结果产生第二决策信号，其中光电二极管电流是依照光信号而产生，最后，响应第一决策信号及第二决策信号产生第一控制码及第二控制码。
附图说明
图1为现有技术的激光传送装置的功能区块图及其时序图。
图2为根据本发明一实施例的激光传送装置的功能区块图。
图3为激光驱动器的一实施例的示意图。
图4为电流切割器的一实施例的示意图。
图5为转阻放大器的一实施例的示意图。
图6为差动放大器的一实施例的示意图。
图7为均值器的一实施例的示意图。
图8为运行检测电路的一实施例的示意图及其时序图。
图9为取样栓锁电路的一实施例的示意图。
图10为验证电路的一实施例的示意图。
其中，附图标记说明如下：
100突发模式激光传送器；
110激光驱动器；
120激光二极管；
130光纤；
140光电二极管；
150自动功率控制单元；
VDD供电节点；
IO输出电流；
IPD光电二极管电流；
IBIAS偏压电流；
IMOD调变电流；
IPD0第一电流；
IPD1第二电流；
P0第一电平；
P1第二电平；
200激光传送装置；
210激光驱动器；
220激光二极管；
230光电二极管；
240第一电流源；
250第二电流源；
260本地振荡器；
270电流切割器；
280功率控制电路；
TXD传输数据；
TE传输致能信号；
PDD光电二极管数据信号；
IPD光电二极管电流；
IO输出电流；
D0第一决策信号；
V0第一验证信号；
D1第二决策信号；
V1第二验证信号；
CBIAS第一控制码；
CMOD第二控制码；
IREF0第一参考电流；
IREF1第二参考电流；
300激光驱动器；
310第一电流模式数字模拟转换器；
320第二电流模式数字模拟转换器；
303-304第一差动对；
301-302第二差动对；
I1第一输出电流；
I2第二输出电流；
I3第三输出电流；
I4第四输出电流；
305第二上拉电阻；
306第一上拉电阻；
307电感；
TEB传输致能信号反相值；
TXDE逻辑信号；
TXDEB逻辑信号反相值；
400电流切割器；
410电流比较器；
411第一转阻放大器；
412第二转阻放大器；
413第三转阻放大器；
414第一加总放大器；
415第二加总放大器；
416第一均值器；
417第二均值器；
420第一符号检测电路；
430第二符号检测电路；
440运行结束检测电路；
441第一与门与非门；
442第二与门与非门；
443非门；
450第一运行检测电路；
460第二运行检测电路；
E0第一错误信号；
E1第二错误信号；
RLEN运行长度参数；
SMP0第一取样信号；
SMP1第二取样信号；
S0第一差动信号；
S1第二差动信号；
END0第一运行结束信号；
END1第二运行结束信号；
VPD光电二极管电压；
VREF0第一参考电压；
VREF1第二参考电压；
500转阻放大器；
510电流源；
IB偏压电流；
520第一晶体管；
530电阻；
R电阻值；
VB偏压电压；
600差动放大器；
610电流源；
620NMOS差动对；
630电阻对；
S0+第一差动信号的第一端；
S0-第一差动信号的第二端；
700均值器；
710电流源；
720NMOS差动对；
730衰降电路；
740电阻对；
E0+第一错误信号的第一端；
E0-第一错误信号的第二端；
800检测电路；
810计数电路；
811寄存器；
812数字比较器；
813加法器；
814多工器；
820数据触发器；
CNT计数值；
CNT_NXT下一计数值；
FULL_CNT逻辑信号；
900取样栓锁器；
910动态比较器；
911-913第二晶体管；
914-917第三晶体管；
920SR栓锁器；
921-922与门与非门；
1000验证电路；
1010数据触发器；
1020检测电路；
1030异或非门；
SMP0d单元周期延迟；
D0d延迟二元决策信号
具体实施方式
以下的详细描述参照所附图式，通过图式说明，揭示本发明各种可实行的实施例。所记载的实施例明确且充分揭示，使所属技术领域中技术人员能据以实施。不同的实施例间并非相互排斥，某些实施例可与一个或一个以上的实施例进行合并而成为新的实施例。因此，下列详细描述并非用以限定本发明。
图2为根据本发明一实施例的激光传送装置200的功能区块图。请参照图2，激光传送装置200包含激光驱动器210、激光二极管220、光电二极管230、第一电流源240、第二电流源250、电流切割器270及功率控制（APC）电路280。
激光驱动器210用以接收传输数据TXD、传输致能信号TE、第一控制码CBIAS及第二控制码CMOD，并输出一输出电流IO，其中输出电流IO具有调整电平，此调整电平系由传输数据TXD、传输致能信号TE、第一控制码CBIAS及第二控制码CMOD所决定。
激光二极管220电连接于激光驱动器210，激光二极管220用以依照输出电流IO发射光信号。光电二极管230用以响应激光二极管220的光信号而输出光电二极管电流IPD。第一电流源240用以输出第一参考电流IREF0。第二电流源250用以输出第二参考电流IREF1。
电流切割器270电连接于光电二极管230、第一电流源240及第二电流源250，电流切割器270用以接收光电二极管电流IPD、第一参考电流IREF0及第二参考电流IREF1，并且，依照本地时脉信号CK、光电二极管数据信号PDD及传输致能信号TE同时输出决策信号（D0，D1）与验证信号（V0，V1）。
在此实施例中，决策信号包括有第一决策信号D0及第二决策信号D1；验证信号包括有第一验证信号V0及第二验证信号V1。其中，第一验证信号V0用以验证第二决策信号D1，及第二验证信号V1用以验证第二决策信号D1。并且，第一决策信号D0、第一验证信号V0、第二决策信号D1及第二验证信号V1是基于由传输致能信号TE、光电二极管数据信号PDD及本地时脉信号CK所决定的时间而更新。
在一些实施例中，电流切割器270基于光电二极管电流IPD与第一参考电流IREF0的比较结果输出第一决策信号D0，及基于光电二极管电流IPD与第二参考电流IREF1的比较结果输出第二决策信号D1。
功率控制电路280电连接于电流切割器270及激光驱动器210，功率控制电路280根据本地时脉信号CK的时间，响应决策信号(D0、D1)及验证信号（V0、V1），并输出第一控制码CBIAS及第二控制码CMOD至激光驱动器210。
在一些实施例中，第一控制码CBIAS及第二控制码CMOD是响应第一决策信号D0、第一验证信号V0、第二决策信号D1及第二验证信号V1而产生。
当第一验证信号V0为高电平（high）时，代表已验证光电二极管电流IPD的电流电平检测为传输数据TXD的“0”的连续运行。此时，若第一决策信号D0为0（1），表示光电二极管电流IPD低于（高于）第一参考电流IREF0，并建议偏压电流IBIAS必需增加（减少）。当第二验证信号V1为高电平时，代表已验证光电二极管电流IPD的电流电平检测为传输数据TXD的“1”的连续运行。此时，若第二决策信号D1为0（1），表示光电二极管电流IPD低于（高于）第二参考电流IREF1，并且建议偏压电流IBIAS和调变电流IMOD的总和（IBIAS＋IMOD）必需增加（减少）。因此，由激光二极管220所发出光信号的强度因而是以封闭回圈的方式控制，以致使当传输数据TXD是1（0）时，光电二极管电流IPD约等于第二参考电流IREF1（第一参考电流IREF0）。
在一些实施例中，激光传送装置200还具有本地振荡器260，本地振荡器260电连接于电流切割器270及功率控制电路280，并且本地振荡器260用以产生本地时脉信号CK。由于，本地时脉信号CK源自于本地振荡器260自振荡，因此本地时脉信号CK的时间未追踪传输数据TXD的时间。换句话说，本地时脉信号CK不同步于传输数据TXD。
然本发明不以此为限，在一些实施例中，本地时脉信号CK的时脉速率可约等于传输数据TXD的数据速率。在一些实施例中，本地时脉信号CK与传输数据TXD同步，即本地时脉信号CK的时脉速率可相等于传输数据TXD的数据速率。在一些实施例中，本地时脉信号CK的时脉速率与传输数据TXD的数据速率之间的比率约为有理数。
图3为适用于体现图2的激光驱动器210的激光驱动器300的一实施例的示意图。请参照图3，激光驱动器300包含第一电流模式数字模拟转换器（current-mode；DAC）310、第二电流模式数字模拟转换器320、第一差动对303-304和第二差动对301-302。
第一电流模式数字模拟转换器310电连接于第一差动对303-304，且第一电流模式数字模拟转换器310用以依照第一控制码CBIAS输出偏压电流IBIAS至第一差动对303-304。
第二电流模式数字模拟转换器320电连接于第二差动对301-302，且第二电流模式数字模拟转换器320用以依照第二控制码CMOD输出调变电流IMOD至第二差动对301-302。
第一差动对303-304包含二晶体管，并用以接收偏压电流IBIAS及依照传输致能信号TE的值及传输致能信号的逻辑反相TEB（参照图示中的非门333）输出第一输出电流I1及第二输出电流I2。
第二差动对301-302包含二晶体管，并用以接收调变电流IMOD及依照逻辑信号TXDE的值及逻辑信号的逻辑反相TXDEB（参照图示中的非门332）输出第三输出电流I3及第四输出电流I4。
其中，如图3所示的第一输出电流I1、第二输出电流I2、第三输出电流I3、第四输出电流I4、偏压电流IBIAS及调变电流IMOD的电流方向系为说明的用意，本发明不以此为限，电路实际运作时的电流方向是由高电位流向低电位的电流值为正值，而若说明的电流方向由低电位指向高电位则实际电流值为负值。电流方向表示与实际电流值为正值或负值的关系为本领域的技术人员所熟知，故于此不再赘述。
于此，参照图3中的与门331，逻辑信号TXDE是由传输数据TXD及传输致能信号TE以逻辑与门（ANDgate）运算后得之。
输出电流IO为第一输出电流I1与第三输出电流I3相加的结果，且输出电流IO耦接于激光二极管220。在一些实施例中，在第一输出电流I1与第三输出电流I3相加前，具有电感307插设在第一输出电流I1的路径中以缓和第一差动对303-304与第二差动对301-302耦合所产生的高频。
当传输致能信号TE为拉起（asserted）且传输数据TXD为“0”时，输出电流IO大致上相等于偏压电流IBIAS。当传输致能信号TE为拉起且传输数据TXD为“1”时，输出电流IO大致上相等于偏压电流IBIAS与调变电流IMOD的总和。当传输致能信号TE为未拉起（de-asserted）时，输出电流IO大致上为零。
第二输出电流I2耦接至第一上拉电阻306的一端，而第四输出电流I4耦接至第二上拉电阻305的一端。第一电流模式数字模拟转换器310可由使用多个电流源的输出总和而实现，并且各电流源是由第一控制码CBIAS中各自对应的位元所致能。第二电流模式数字模拟转换器320可由使用多个电流源的输出总和而实现，并且各电流源是由第二控制码CMOD中各自对应的位元所致能。于此，由于第一电流模式数字模拟转换器310及第二电流模式数字模拟转换器320的运作与原理为本领域的技术人员所熟知，故于此不再赘述。
图4是适用于体现图2的电流切割器270的电流切割器400的一实施例的示意图。请参照图4，电流切割器400包含电流比较器410、第一符号检测电路420、第二符号检测电路430、运行结束检测电路440、第一运行检测电路450及第二运行检测电路460。
电流比较器410耦接于第一符号检测电路420及第二符号检测电路430，电流比较器410用以接收光电二极管电流IPD、第一参考电流IREF0及第二参考电流IREF1，且输出第一错误信号E0至第一符号检测电路420，及输出第二错误信号E1至第二符号检测电路430。第一错误信号E0用以表示光电二极管电流IPD与第一参考电流IREF0之间的差。第二错误信号E1用以表示光电二极管电流IPD与第二参考电流IREF1之间的差。
运行结束检测电路440耦接于第一运行检测电路450及第二运行检测电路460，且运行结束检测电路440用以接收光电二极管数据信号PDD及传输致能信号TE，而输出第一运行结束信号END0至第一运行检测电路450，及输出第二运行结束信号END1至第二运行检测电路460。也就是说，第一运行结束信号END0及第二运行结束信号END1依照光电二极管数据信号PDD及传输致能信号TE所产生。
在一些实施例中，第一运行结束信号END0用以指示于光电二极管数据信号PDD中“0”的运行结束。第二运行结束信号END1用以指示于光电二极管数据信号PDD中“1”的运行结束（end-of-run）。
第一运行检测电路450耦接于第一符号检测电路420，且第一运行检测电路450还可具有第一计数器（图中未显示）用以接收第一运行结束信号END0及第一运行长度参数RLEN，而输出第一取样信号SMP0至第一符号检测电路420。其中，第一计数器可依照第一运行结束信号END0及第一运行长度参数RLEN而运作。
第二检测电路460耦接于第二符号检测电路430，且第二检测电路460还可具有第二计数器（图中未显示）用以接收第二运行结束信号END1及第二运行长度参数RLEN，而输出第二取样信号SMP1至第二符号检测电路430。其中，第二计数器可依照第二运行结束信号END1及第二运行长度参数RLEN而运作。
其中，第一符号检测电路420用以利用由第一取样信号SMP0所决定的时间依照第一错误信号E0的取样输出第一决策信号D0，及第二符号检测电路430用以利用由第二取样信号SMP1所决定的时间依照第二错误信号E1的取样输出第二决策信号D1。
换言之，第一符号检测电路420用以根据本地时脉信号CK所提供的时间及第一取样信号SMP0，并取样第一错误信号E0以产生第一决策信号D0及第一验证信号V0。第二符号检测电路430用以根据本地时脉信号CK所提供的时间及第二取样信号SMP1，并取样第二错误信号E1以产生第二决策信号D1及第二验证信号V1。
在一些实施例中，第一符号检测电路420依照第一取样信号SMP0所决定的时间以双重取样为依据，及第二符号检测电路430依照第二取样信号SMP1所决定的时间以双重取样为依据。
电流比较器410比较光电二极管电流IPD与第一参考电流IREF0，及比较光电二极管电流IPD与第二参考电流IREF1，比较方式如下述。其中，电流比较器410可具有多个转阻放大器（411-413）。于此，使用第一转阻放大器（TIA）411将电流模式的光电二极管电流IPD转换成电压模式的光电二极管电压VPD。使用第二转阻放大器412将第一参考电流IREF0转换成第一参考电压VREF0。使用第三转阻放大器413将第二参考电流IREF1转换成第二参考电压VREF1。并且，使用第一加总放大器414使光电二极管电压VPD与第一参考电压VREF0相减以产生第一差动信号S0。使用第二加总放大器415使光电二极管电压VPD与第二参考电压VREF1相减以产生第二差动信号S1。使用第一均值器416均值化第一差动信号S0以产生第一错误信号E0，以及使用第二均值器417均值化第二差动信号S1以产生第二错误信号E1。
图5是适用于体现图4中转阻放大器（411、412或413）的转阻放大器500的一实施例的示意图。
请参照图5，转阻放大器（transimpedanceamplifier）500接收一输入电流（如光电二极管电流IPD、第一参考电流IREF0或第二参考电流IREF1），且输出一输出电压（如光电二极管电压VPD、第一参考电压VREF0或第二参考电压VREF1）。转阻放大器500包含电流源510、第一晶体管520及作为负载的电阻530。其中，第一晶体管520可为NMOS晶体管。
电流源510用以建立偏压电流IB。第一晶体管520通过偏压电压VB动作，且第一晶体管520是设置为耦接偏压电流IB的共闸极放大器。由于转阻放大器500为本领域所熟知且为本领域技术人员不言自明，故于此不再赘述。
举例来说，通过使用图5的转阻放大器500来体现图4的第一转阻放大器411。于此，阻抗是为电阻530的电阻值R。在光电二极管电流IPD中电流差（ΔI，图中未显示）的改变会导致阻抗与电流差的乘积改变，而导致光电二极管电压VPD的改变。因此，转阻放大器500具有阻抗的增益（即，转阻值）。
在一些实施例中，本领域的技术人员所熟知其他形式的转阻放大器500亦可用来体现图4中第一转阻放大器411、第二转阻放大器412及第三转阻放大器413中的任一者。要注意的是，第一转阻放大器411、第二转阻放大器412及第三转阻放大器413并不需以相同的电路实施。也就是说，只要适当地设置第一转阻放大器411、第二转阻放大器412及第三转阻放大器413各自的增益以致使光电二极管电压VPD、第一参考电压VREF0及第二参考电压VREF1的值维持相同于在第一转阻放大器411、第二转阻放大器412及第三转阻放大器413以相同电路实施时的值，则第一转阻放大器411、第二转阻放大器412及第三转阻放大器413是可以不同电路来实现。相较于时变的光电二极管电流IPD，在关注的运作期间，第一参考电流IREF0及第二参考电流IREF1为大致上非时变。
为了节省功率消耗，可以一因子缩小第一参考电流IREF0（第二参考电流IREF1），但亦要以相同因子增大转阻放大器412（转阻放大器413）的增益，以造成相同的第一参考电压VREF0（第二参考电压VREF1）。举例来说，由图5的电路架构构成的转阻放大器500的增益可透过减半偏压电流IB和减半第一晶体管520的宽度，此二因子中之一者来增大，但是同时要倍增电阻530的电阻值R。虽然倍增增益会降低转阻放大器的速度，不过由于第二转阻放大器412及第三转阻放大器413的输入为大致上非时变的，因此对于第二转阻放大器412及第三转阻放大器413而言仍可接受。
图6是适用于体现图4中第一加总放大器414的差动放大器600的一实施例的示意图。请参照图6，差动放大器600包含电流源610、NMOS差动对620及电阻对630。由于差动放大器600为本领域所熟知且为本领域技术人员不言自明，故于此不再赘述。
在此实施例中，第一差动信号S0是以包含第一端S0+及第二端S0-的差动信号实现。图4的第二加总放大器415亦可利用图6的相同电路架构来实现；此时，只需要将第一参考电压VREF0以第二参考电压VREF1取代，且将第一差动信号S0以第二差动信号S1取代。
均值器为用以接收输入信号，且输出一输出信号以致修正输入信号的失真的电路。关于图4的第一均值器416及第二均值器417，欲修正的失真是源自于因在光电二极管230的大电容负载而导致光电二极管电压VPD中高频成分的大量损失。为了修正此失真，高频成分的提升是必需的。
图7是适用于体现图4的第一均值器416的均值器700的一实施例的示意图。请参照“图7”，均值器700包含一对电流源710、NMOS差动对720、一对电阻740及源衰降电路730。源衰降电路730包含一电阻电容并联电路。源衰降电路730造成较小的高频成分的衰减，因而相对提升较高频成分。由于均值器700的结构与运作系为本领域所熟知且为本领域熟知技艺者所了解，故于此不再赘述。均值器700亦可有效地利用以实现图4的第二均值器417；此时，只需以第二差动信号S1代替第一差动信号S0，且以第二错误信号E1代替第一错误信号E0。
请再参阅图2，光电二极管数据信号PDD为约代表光电二极管电流IPD的波形的二位元信号。要注意的是，光电二极管电流IPD响应激光二极管220所发射的光信号而产生。于此，激光二极管220是响应输出电流IO而激发出光信号，并且输出电流IO是响应传输数据TXD而调整。因此，光电二极管电流IPD是依照传输数据TXD进行调整，因而可根据传输数据TXD产生光电二极管数据信号PDD。
在一些实施例中，由于光电二极管电流IPD是依照传输数据TXD进行调整，因而传输数据TXD可代表光电二极管电流IPD的波形，所以传输数据TXD是可直接用以作为光电二极管数据信号PDD。
在另一些实施例中，激光传送装置200还可具有延迟缓冲电路（图中未显示）用以接收传输数据TXD及输出光电二极管数据信号PDD，其中传输数据TXD的延迟用以作为光电二极管数据信号PDD。其中，传输数据TXD的延迟是经由缓冲电路而实现。此延迟是用以模拟自传输数据TXD的改变到对应改变光电二极管电流IPD的电路延迟。
在一些实施例中，光电二极管数据信号PDD是使用下述步骤而获得。使图4中的光电二极管电压VPD与平均电压（VAV）相减而产生调整后的电压信号（即，调整后的光电二极管电压VPD）。均值化经调整后的电压信号以提升其中的高频成分，而产生均值化电压信号（即，均值化光电二极管电压VPD）。接着，放大均值化电压信号至饱和而产生光电二极管数据信号PDD。此时，平均电压是光电二极管电压VPD的平均的估计值。
在一些实施例中，平均电压是第一参考电压VREF0及第二参考电压VREF1之间的中间的电压电平。在上述用以产生光电二极管数据信号PDD的任一实施例中，光电二极管电流IPD中二位元“0”（或“1”）的连续运行是对应于在光电二极管数据信号PDD中相同长度的二位元“0”（或“1”）的连续运行，因此光电二极管数据信号PDD通常表示用以检测在连续“0”（或“1”）的运行发生时光电二极管电流IPD的电平的较佳时间。如现有所述，在二位元“0”（或“1”）的连续运行后，光电二极管电流IPD及对应的电压将决定合适于位准检测，并忽视于光电二极管的大电容负载。
请参照图4，运行结束检测电路440包含第一与门与非门（NANDgate）441、第二与门与非门442及非门443，以致于每当传输致能信号TE为未拉起或光电二极管数据信号PDD为“1”时，第一运行结束信号END0为拉起，以及每当传输致能信号TE为未拉起或光电二极管数据信号PDD为“0”时，第二运行结束信号END1为拉起。当传输致能信号TE为未拉起时，激光传送装置（200）未被致能，因此应无“0”的运行也无“1”的运行。当传输致能信号TE为拉起时，在光电二极管数据信号PDD从“1”转变为“0”时检测“1”的运行结束，并且于光电二极管数据信号PDD从“0”转变为“1”时检测“0”的运行结束。
图4的第一运行检测电路450用于检测光电二极管数据信号PDD中“0”位元的连续运行。图8为适用于体现图4的第一运行检测电路450的运行检测电路800的一实施例的示意图及其时序图。于此实施例中，运行长度参数RLEN等于4。运行检测电路800包含计数电路810及数据触发器（DFF）820。
计数电路810包含寄存器811、数字比较器812、加法器813及多工器814。寄存器811耦接于比较器812、加法器813及多工器814，且寄存器811储存计数值CNT。当第一运行结束信号END0为拉起时，寄存器811重新设定，且计数值CNT重设为0。当第一运行结束信号END0为未拉起时，在本地时脉信号CK的上升边缘计数值CNT更新为下一计数值CNT_NXT。
下一计数值CNT_NXT为多工器814的输出。数字比较器812比较计数值CNT与运行长度参数RLEN，且输出指示满计数情况的逻辑信号FULL_CNT。若计数值CNT相等于运行长度参数RLEN，则逻辑信号FULL_CNT为拉起。反之，若计数值CNT不相等于运行长度参数RLEN，则逻辑信号FULL_CNT为未拉起。逻辑信号FULL_CNT是用于控制多工器814。当逻辑信号FULL_CNT为拉起时，多工器814选择“1”作为下一计数值CNT_NXT的值。否则，多工器814选择“计数值CNT+1”（来自加法器813的输出）作为下一计数值CNT_NXT的值。在这些方法中，计数电路810回圈计数从1到运行长度参数RLEN直到第一运行结束信号END0为拉起。
数据触发器820是用以于本地时脉信号CK的上升边缘取样满计数信号（即，逻辑信号FULL_CNT），以输出第一取样信号SMP0。如时序图所示，当计数电路810顺利地计数至运行长度参数RLEN（在此实施例中为4）时，形成第一取样信号SMP0中的一周期脉波。
运行检测电路800亦适用于体现图4的第二运行检测电路460。此时，只需以第二运行结束信号END1代替第一运行结束信号END0，且以第二取样信号SMP1代替第一取样信号SMP0。不过，要注意的是，第二运行检测电路460使用的运行长度参数RLEN不需与第一运行检测电路450使用相同的值。
请再参阅“图4”，利用第一符号检测电路420执行两个功能：检测功能及验证功能。检测功能为检测第一错误信号E0的极性，其结果为第一决策信号D0。验证功能是指示检测是否有效，其结果为第一验证信号V0。第一决策信号D0是1（0），其指示第一错误信号E0为正（负）。第一验证信号V0是1（0），其指示决策是有效的（无效的）。
检测功能可以图9所示的取样栓锁电路900实现。请参照“图9”，取样栓锁电路900包含动态比较器910及SR栓锁器920。动态比较器910包含三个第二晶体管911-913及四个第三晶体管914-917，其用以接收第一错误信号E0，及输出逻辑信号R及逻辑信号S。
当第一取样信号SMP0为逻辑0时，逻辑信号R及逻辑信号都为1（或供电节点VDD的电压，逻辑高电平）。当第一取样信号SMP0为逻辑1时，通过逻辑信号R及逻辑信号S表示并检测第一错误信号E0的极性：若第一错误信号E0为正（即，第一错误信号E0的第一端E0+高于第一错误信号E0的第二端E0-），则逻辑信号S为“1”且逻辑信号R为“0”；反之，逻辑信号S则为“0”而逻辑信号R则为“1”。于此，由于动态比较器910的结构与运作为本领域所熟知且为本领域技术人员所了解，故于此不再赘述。
SR栓锁器920包含二个与门与非门921-922。二个与门与非门921-922用以接收逻辑信号R和逻辑信号S，且输出第一决策信号D0。同样地，由于SR栓锁器920的结构与运作为本领域所熟知，故于此不再赘述。于一实施例，第二晶体管911-913为NMOS晶体管，及于一实施例，第三晶体管914-917为PMOS晶体管（P型金氧半场效晶体管）。
图10是适用于体现验证功能的验证电路1000的一实施例的示意图。请参阅“图10”，验证电路1000包括数据触发器1010、检测电路1020及异或非门（XNOR）1030。数据触发器1010耦接于检测电路1020，且数据触发器1010用以依照本地时脉信号CK取样第一取样信号SMP0，以产生第一取样信号SMP0的一单元周期延迟SMP0d至检测电路1020。检测电路1020耦接于异或非门1030，且检测电路1020用以依照由第一取样信号SMP0的一单元周期延迟SMP0d所提供的时间检测第一错误信号E0，以产生一个延迟二元决策信号D0d输出至异或非门1030。异或非门1030用以执行第一决策信号D0及延迟二元决策信号D0d的互斥反或运算而输出第一验证信号V0。
检测电路1020可使用与图9的取样栓锁电路900相同的电路来实现。此时，仅仅需要以第一取样信号SMP0的一单元周期延迟SMP0d代替第一取样信号SMP0，且以延迟二元决策信号D0d代替第一决策信号D0。若延迟二元决策信号D0d的值相等于第一决策信号D0的值，即表示两检测是一致的，并建议于第一取样信号SMP0（时脉信号）的上升边缘后，在本地时脉信号CK的至少一时脉周期第一错误信号E0为稳态。于此，检测是视为可靠及有效的，因此第一验证信号V0为拉起。否则，则表示二个检测为不一致且因而视为不可靠及无效的。
请参照“图4”，在一实施例中，第二符号检测电路430是检测第一错误信号E0并输出第一决策信号D0及第一验证信号V0，而第一符号检测电路420是检测第二错误信号E1并输出第二决策信号D1及第二验证信号V1。于此，第二符号检测电路430是相同于第一符号检测电路420。
请参照“图2”。功率控制电路280是在本地时脉信号CK所控制的时间下，依照第一决策信号D0、第一验证信号V0、第二决策信号D1及第二验证信号V1调整第一控制码CBIAS及第二控制码CMOD（且分别等效地调整偏压电流IBIAS及调变电流IMOD）。在一些实施例中，本地时脉信号CK是以运行长度参数RLEN的因子分割成分割时脉CK’，并且功率控制电路280于分割时脉CK’的上升边缘更新第一控制码CBIAS及第二控制码CMOD。在一些实例中，第一控制码CBIAS及第二控制码CMOD是依照由C语言所述的一算法（如下）而更新。
于此，“delta”为一适合常数。在另一些实施例中，第一控制码CBIAS及第二控制码CMOD是依照由C语言所述的一算法（如下）而更新。
在又另一些实施例中，第一控制码CBIAS及第二控制码CMOD是依照由C语言所述的一算法（如下）而更新。
在一些实施例中，第一控制码CBIAS的增加可见于下列两种情况中的至少一者中：（1）第一验证信号V0为“1”且第一决策信号D0为“0”，及（2）第二验证信号V1为“1”且第二决策信号D1为“0”。第一控制码CBIAS的降低可见于下列两种情况的至少一者中：（1）第一验证信号V0为“1”且第一决策信号D0为“1”，及（2）第二验证信号V1为“1”且第二决策信号D1为“1”。第二控制码CMOD的增加可见于下列两种情况中的至少一者中：（1）第一验证信号V0为“1”且第一决策信号D0为“1”，及（2）第二验证信号V1为“1”且第二决策信号D1为“0”。第二控制码CMOD的降低可见于下列两种情况的至少一者中：（1）第一验证信号V0为“1”且第一决策信号D0为“0”，及（2）第二验证信号V1为“1”且第二决策信号D1为“1”。
在符合本发明的范畴与精神下，上述用以调整第一控制码CBIAS及第二控制码CMOD的实施例的各种变化方式皆可实施。举例来说，在一变化方式中，不同值的“delta”不同调整值（即，增加的变化量）是用以更新第一控制码CBIAS及第二控制码CMOD。在另一变化方式中，只在重复发生相同更新之后，才更新第一控制码CBIAS（或第二控制码CMOD）。
图2的本地振荡器260可使用本领域熟知的任何自振荡器来实现，例如：环状振荡器、弛张振荡器及LC振荡器等。不过，为了使自动功率控制工作更有效率，具有精确的振荡频率或振荡频率的校正的振荡器为较佳。
虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范畴内，因此本发明的保护范围当视所附的申请专利权利要求范围所界定者为准。

Claims (23)

1.一种具有电源功率控制的激光传送装置，包含：
一激光驱动器，用以接收一传输数据、一第一控制码、一第二控制码及输出一输出电流；
一电流切割器，用以接收一光电二极管电流、一第一参考电流及一第二参考电流，并基于该光电二极管电流与该第一参考电流的比较结果输出一第一决策信号，及基于该光电二极管电流与该第二参考电流的比较结果输出一第二决策信号；及
一功率控制电路，用以响应该第一决策信号及该第二决策信号输出该第一控制码及该第二控制码。
2.如权利要求1所述的激光传送装置，其中该电流切割器输出用以验证该第一决策信号的一第一验证信号及用以验证该第二决策信号的一第二验证信号，其中该第一控制码及该第二控制码是响应该第一决策信号、该第一验证信号、该第二决策信号及该第二验证信号而产生。
3.如权利要求2所述的激光传送装置，其中该第一决策信号、该第一验证信号、该第二决策信号及该第二验证信号是基于由一传输致能信号、一光电二极管数据信号及一本地时脉信号所决定的时间而更新。
4.如权利要求1所述的激光传送装置，更包含：
一本地振荡器，用以输出一本地时脉信号；
其中，基于由一传输致能信号、一光电二极管数据信号及该本地时脉信号所决定的时间更新该第一决策信号及该第二决策信号。
5.如权利要求1所述的激光传送装置，其中该电流切割器包含：
一电流比较器，用以产生一第一错误信号及一第二错误信号，其中该第一错误信号代表该光电二极管电流与该第一参考电流之间的差，且该第二错误信号代表该光电二极管电流与该第二参考电流之间的差；
一第一运行检测电路，包含：
一第一计数器，用以依照一第一运行结束信号及一第一运行长度参数，用以输出一第一取样信号；
一第二运行检测电路，包含：
一第二计数器，用以依照一第二运行结束信号及一第二运行长度参数，用以输出一第二取样信号，其中，依照一光电二极管数据信号及一传输致能信号产生该第一运行结束信号及该第二运行结束信号；
一第一符号检测电路，用以利用由该第一取样信号所决定的时间依照该第一错误信号的取样输出该第一决策信号；及
一第二符号检测电路，用以利用由该第二取样信号所决定的时间依照该第二错误信号的取样输出该第二决策信号。
6.如权利要求5所述的激光传送装置，其中该电流比较器包含多个转阻放大器。
7.如权利要求5所述的激光传送装置，其特征在于，该电流比较器包括：第一转阻放大器、第二转阻放大器、第三转阻放大器、第一加总放大器、第二加总放大器、第一均值器以及第二均值器；
其中，该第一转阻放大器将该光电二极管电流转换成光电二极管电压；第二转阻放大器将该第一参考电流转换成第一参考电压；该第三转阻放大器将该第二参考电流转换成第二参考电压；该第一加总放大器使该光电二极管电压与该第一参考电压相减以产生一第一差动信号；该第二加总放大器使该光电二极管电压与该第二参考电压相减以产生一第二差动信号；该第一均值器均值化该第一差动信号以产生该第一错误信号，以及该第二均值器均值化该第二差动信号以产生该第二错误信号。
8.如权利要求5所述的激光传送装置，其特征在于，该第一符号检测电路还配置为输出用以验证该第一决策信号的第一验证信号，该第二符号检测电路还配置为输出用以验证该第二决策信号的第二验证信号。
9.如权利要求5所述的激光传送装置，其中该第一符号检测电路依照该第一取样信号所决定的该时间以双重取样为依据，且该第二符号检测电路依照该第二取样信号所决定的该时间以双重取样为依据。
10.如权利要求3-5任一项所述的激光传送装置，更包含：
一延迟缓冲电路，用以接收该传输数据及输出该光电二极管数据信号。
11.如权利要求4所述的激光传送装置，其中该本地时脉信号的时脉速率等于该传输数据的数据速率。
12.如权利要求4所述的激光传送装置，其中该本地时脉信号与该传输数据同步。
13.如权利要求1所述的激光传送装置，还包括激光二极管、光电二极管、第一电流源、第二电流源，其中，该激光二极管用以依照该输出电流发射光信号，该光电二极管用以响应该激光二极管的光信号而输出该光电二极管电流，该第一电流源用以输出该第一参考电流，该第二电流源用以输出该第二参考电流。
14.如权利要求1所述的激光传送装置，其特征在于，激光驱动器包含:第一电流模式数字模拟转换器、第二电流模式数字模拟转换器、第一差动对和第二差动对；
该第一电流模式数字模拟转换器电连接于该第一差动对，且该第一电流模式数字模拟转换器用以依照该第一控制码输出偏压电流至该第一差动对；
该第二电流模式数字模拟转换器电连接于该第二差动对，且该第二电流模式数字模拟转换器用以依照该第二控制码输出调变电流至该第二差动对；
第一差动对包含二晶体管，并用以接收偏压电流及依照传输致能信号的值及传输致能信号的逻辑反相输出一第一输出电流；
第二差动对包含二晶体管，并用以接收调变电流及依照逻辑信号的值及逻辑信号的逻辑反相输出一第三输出电流；
该输出电流为该第一输出电流与该第三输出电流相加的和。
15.如权利要求3所述的激光传送装置，其中激光驱动器输出的该输出电流具有调整电平，该调整电平由该传输数据、该传输致能信号、该第一控制码及该第二控制码决定。
16.一种具有功率控制的激光传送方法，包含：
产生一输出电流，其中该输出电流具有由一传输数据、一传输致能信号及由一第一控制码及一第二控制码所决定的一调整电平，并且一光信号是响应该输出电流而产生；
基于一光电二极管电流与一第一参考电流之间的比较结果产生一第一决策信号；
基于该光电二极管电流与一第二参考电流之间的比较结果产生一第二决策信号，其中该光电二极管电流是依照该光信号而产生；及
响应该第一决策信号及该第二决策信号产生该第一控制码及该第二控制码。
17.如权利要求16所述的具有功率控制的激光传送方法，更包含：
产生用以验证该第一决策信号的一第一验证信号及用以验证该第二决策信号的一第二验证信号；
其中，该第一控制码及该第二控制码是响应该第一决策信号、该第一验证信号、该第二决策信号及该第二验证信号而产生。
18.如权利要求16所述的具有功率控制的激光传送方法，其中该第一决策信号及该第二决策信号基于由该传输致能信号、一光电二极管数据信号及一本地时脉信号所决定的时间而更新。
19.如权利要求18所述的具有功率控制的激光传送方法，其中该本地时脉信号的时脉速率相等于该传输数据的数据速率。
20.如权利要求18所述的具有功率控制的激光传送方法，其中该本地时脉信号与该传输数据同步。
21.如权利要求18所述的具有功率控制的激光传送方法，更包含：
根据该传输数据产生该光电二极管数据信号。
22.如权利要求16所述的具有功率控制的激光传送方法，更包含：
产生一第一错误信号，其中该第一错误信号代表该光电二极管电流与该第一参考电流之间的差；
产生一第二错误信号，其中该第二错误信号代表该光电二极管电流与该第二参考电流之间的差；
利用一第一运行检测电路产生一第一取样信号，其中该第一运行检测电路包含一第一计数器，该第一计数器是依照一第一运行结束信号及一第一运行长度参数而运作；
利用一第二运行检测电路产生一第二取样信号，其中该第二运行检测电路包含一第二计数器，该第二计数器是依照一第二运行结束信号及一第二运行长度参数而运作；
利用由该第一取样信号所决定的时间依照该第一错误信号的取样产生该第一决策信号；及
使用由该第二取样信号所决定的时间依照该第二错误信号的取样产生该第二决策信号。
23.如权利要求22所述的具有功率控制的激光传送方法，其中产生该第一错误信号和该第二错误信号包括：将该光电二极管电流转换成光电二极管电压；将该第一参考电流转换成第一参考电压；将该第二参考电流转换成第二参考电压；使该光电二极管电压与该第一参考电压相减以产生一第一差动信号；使该光电二极管电压与该第二参考电压相减以产生一第二差动信号；均值化该第一差动信号以产生该第一错误信号；以及均值化该第二差动信号以产生该第二错误信号。
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