CN104796152B - 数模转换器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种数模转换器，其用于将低速码流信号转换为高速码流信号后驱动数模转换芯片以实现数模转换，所述数模转换器包括一个光电复用模块，所述光电复用模块用于将多组低速码流信号转换为多路高速码流光信号并将所述多路高速码流光信号进行时序对齐后转化为多路相应的电信号以驱动所述数模转换芯片实现数模转换。该数模转换器中采用光电复用模块将低速码流信号转换为多路高速码流光信号，并将多路高速码流光信号进行时序对齐后转换为相应电信号来驱动数模转换芯片以实现数模转换，由于利用光电复用模块来实现高速码流信号的产生和时序对齐，大大减小了数模转换芯片的面积，便于提高数模转换芯片的速度和精度。
Description
技术领域
本发明涉及光电通信领域，尤其涉及一种数模转换器。
背景技术
目前，随着科学技术的不断发展，对在光收发机和任意波形发生器等系统中使用的高速数模转换(Digital-to-Analog，DAC)芯片的速度和精度要求也越来越高，在这些使用系统中，驱动DAC芯片的电码流速率通常较低，在DAC芯片内部需要集成规模庞大的多路复用电路，将多路低速的并行电码流复用成高速的串行码流后同时驱动DAC芯片实现数模转换。若干路高速串行码流之间的时序需要高度对齐才能确保DAC的性能，因此DAC芯片内部还需要设置大量的时序调整电路。
然而，串行高速码流的产生和时序调整电路占用了DAC芯片绝大多数的面积和功耗，而真正实现数模转换功能的核心电路只占用了很小的面积，比如Micram公司的2014年发布的72GS/s 6bit DAC芯片中，DAC核心电路占用的面积和功耗小于5％，高速码流的产生和时序调整电路占用的面积和功耗约为95％，导致DAC芯片面积较大，DAC芯片速度和精度的提高受到相应限制。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种能减小DAC芯片面积并提高DAC芯片速度及精度的数模转换器。
一种数模转换器，其用于将低速码流信号转换为高速码流信号后驱动数模转换芯片以实现数模转换，所述数模转换器包括一个光电复用模块，所述光电复用模块用于将多组低速码流信号转换为多路高速码流光信号并将所述多路高速码流光信号进行时序对齐后转化为多路相应的电信号以驱动所述数模转换芯片实现数模转换。
与现有技术相比，本发明提供的数模转换器中采用光电复用模块将低速码流信号转换为多路高速码流光信号，并将多路高速码流光信号进行时序对齐后转换为相应的电信号来驱动数模转换芯片以实现数模转换，由于利用光电复用模块来实现高速码流信号的产生和时序对齐，大大减小了数模转换芯片的面积，便于提高数模转换芯片的速度和精度。
附图说明
图1是本发明提供的第一实施方式的数模转换器的结构示意图。
图2是图1中光电转换器设置在数模转换芯片内的结构示意图。
图3是本发明提供的第二实施方式的数模转换器的结构示意图。
主要元件符号说明
数模转换器 100、200
光电复用模块 110、210
数模转换芯片 120、220
光学多路复用器 112、212
可变延迟线模块 114、214
光电转换模块 116、216
光电转换器 116a、216a
信号放大处理器 116b、216b
电光转换模块 211
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，其为本发明第一实施方式提供的数模转换器100，所述数模转换器100包括一个光电复用模块110及一个数模转换(Digital-to-Analog，DAC)芯片120，所述光电复用模块110用于将输入的多组低速码流信号进行相应处理以驱动所述数模转换芯片120实现数模转换。本实施方式中，各组低速码流信号包括多路低速码流信号，各路低速码流信号均为光信号。
光电复用模块110包括相对应的多个光学多路复用器112、多个可变延迟线模块114及多个光电转换模块116，所述各光学多路复用器112、所述各可变延迟线模块114及所述各光电转换模块116经光纤依次连接并分别与各组低速光码流信号相对应。
各光学多路复用器112用于分别将每组的多路低速光码流信号合并为一路对应的高速光码流信号，各可变延迟线模块114用于将各光学多路复用器112输出的各路高速光码流信号进行时序对齐，各光电转换模块116用于将各时序对齐的各路高速光码流信号转换为相应电信号输入至数模转换芯片以驱动数模转换芯片120实现数模转换。
各光电转换模块116包括一个光电转换器116a及一个对应连接的信号放大处理器116b，所述各光电转换器116a用于将经可变延迟线模块114进行时序对齐的各路高速光码流信号转换为电信号，各信号放大处理器116b对应将经各光电转换器116a转换的各路高速电码流信号进行放大处理后以驱动数模转换芯片120实现数模转换。
本实施方式中，各光电转换器116a设置在数模转换芯片120的外部，各信号放大处理器116b设置在数模转换芯片120的内部。可以理解的是，如图2所示，还可将各光电转换器116a及各信号放大处理器116b集成一个模块设置在数模转换芯片120内。
请参阅图3，其为本发明第二实施方式提供的数模转换器200，数模转换器200与本发明第一实施方式提供的数模转换器100基本相同，其区别在于光电复用模块及各路低速码流信号不同。
本实施方式中，各路低速码流信号均为电信号。本实施方式的光电复用模块210包括多个分别与多组低速电码流信号相对应的电光转换模块211、多个光学多路复用器212、多个可变延迟线模块214及多个光电转换模块216，所述各电光转换模块211用于将对应的各组低速电码流信号转换为各组低速光码流信号，所述各光学多路复用器212用于分别将相应的各组低速光码流信号合为一路对应的高速光码流信号，所述各可变延迟线模块214用于将相应的各光学多路复用器212输出的各路高速光码流信号进行时序对齐，所述各光电转换模块216用于将时序对齐的各路相应高速光码流信号转换为相应电信号以驱动数模转换芯片220实现数模转换。
本实施方式中，光电转换模块216的光电转换器216a与信号放大处理器216b与第一实施方式提供的光电转换器116a与信号放大器116b基本相同，各光电转换器216a设置在数模转换芯片220的外部，各信号放大处理器216b设置在数模转换芯片220的内部。可以理解的是，还可将各光电转换器216a及各信号放大处理器216b集成一个模块设置在数模转换芯片220内。
也就是说，在输入信号为低速光码流信号时，数模转换器100将低速光码流信号依次经光电复用模块110的光学多路复用器112、可变延迟线模块114及光电转换模块116处理为相应电信号后输出至数模转换芯片120的输入端来驱动数模转换芯片120以实现数模转换。在输入信号为低速电码流信号时，数模转换器200需先将低速电码流信号经光电复用模块210的电光转换模块211转换为低速光码流信号，再依次经光电复用模块210的光学多路复用器212、可变延迟线模块214及光电转换模块216转换为相应的电信号后输出至数模转换芯片220的输入端来驱动数模转换芯片220以实现数模转换。
本发明提供的数模转换器100、200分别利用光电复用模块110、210来实现高速码流信号的产生和时序对齐，数模转换芯片120、220内无需单独设置高速码流信号产生电路和时序对齐电路，大大减小了数模转换芯片120、220的面积，便于提高数模转换芯片120、220的速度和精度，同时，由于光纤延迟线模块114、214可以实现飞秒级的延迟，通过外部调节光纤延迟线模块114、214的延迟使高速光码流对齐，进一步提高DAC芯片的精度。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其他各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种数模转换器，其用于将低速码流信号转换为高速码流信号后驱动数模转换芯片以实现数模转换，其特征在于，所述数模转换器包括一个光电复用模块，所述光电复用模块用于将多组低速码流信号转换为多路高速码流光信号并将所述多路高速码流光信号进行时序对齐后转化为多路相应的电信号以驱动所述数模转换芯片实现数模转换。
2.如权利要求1所述的数模转换器，其特征在于，所述多组低速码流信号为光信号时，所述光电复用模块包括多个分别与所述多组低速光码流信号相对应的光学多路复用器、多个可变延迟线模块及多个光电转换模块，所述各光学多路复用器用于分别将各组低速光码流信号合并为一路对应的高速光码流信号，所述可变延迟线模块用于将所述各光学多路复用器输出的各路高速光码流信号进行时序对齐，所述各光电转换模块用于将各时序对齐的各路高速光码流信号转换为相应电信号以驱动数模转换芯片实现数模转换。
3.如权利要求1所述的数模转换器，其特征在于，所述多组低速码流信号为电信号时，所述光电复用模块包括多个分别与所述多组低速电码流信号相对应的电光转换模块、多个光学多路复用器、多个可变延迟线模块及多个光电转换模块，所述各电光转换模块用于将对应的各组低速电码流信号转换为各组低速光码流信号，所述各光学多路复用器用于分别将相应的各组低速光码流信号合为一路对应的高速光码流信号，所述各可变延迟线模块用于将相应的所述各光学多路复用器输出的各路高速光码流信号进行时序对齐，所述各光电转换模块用于将时序对齐的各路相应高速光码流信号转换为相应电信号以驱动数模转换芯片实现数模转换。
4.如权利要求2或3所述的数模转换器，其特征在于，所述各光电转换模块包括一个光电转换器及一个对应的信号放大处理器，所述光电转换器用于将经所述可变延迟线模块进行时序对齐的各路高速光码流信号转换为电信号，所述各信号放大处理器对应将经所述各光电转换器转换的各路高速电码流信号进行放大处理以驱动所述数模转换芯片实现数模转换。
5.如权利要求4所述的数模转换器，其特征在于，所述各光电转换器及相应的各信号放大处理器均设置在所述数模转换芯片内。
6.如权利要求4所述的数模转换器，其特征在于，所述各信号放大处理器和所述各光电转换器分别设置在所述数模转换芯片的内部和外部。
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