CN201188619Y - 一种高速数字光模块接收电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种高速数字光模块接收电路，包括按照接收光信号的处理顺序连接：一光电二极管PD、一跨阻放大器TIA、一对耦合电容和一限幅放大器LA，光电二极管PD接收光信号，并将光信号转化为电流信号，该电流信号通过跨阻放大器TIA转换为电压信号并进行放大然后转换为差分信号输入到限幅放大器LA，跨阻放大器TIA和限幅放大器LA之间的差分信号通过耦合电容连接，位于跨阻放大器TIA和限幅放大器LA之间的差分信号电路中还分别串联一RC均衡电路，该RC均衡电路由一电阻R和一电容C并联形成，为进一步滤除高频噪声，两差分信号电路间还并联跨接一低通滤波电容。该电路结构简单，成本低，信号接收灵敏度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种数字光模块接收部分电路，尤其涉及千兆以上高速数字光模块接收电路。
背景技术
在目前的数字光模块中，存在一个技术问题，就是如何提高光模块的接收灵敏度，特别是对于高速数字光模块，比如千兆和2.5G SFP以及GPON ONU等光模块，灵敏度的余量不足一直困扰着模块厂家。灵敏度问题直接导致产品直通率下降，生产成本增加。
由如图1所示的现有数字光模块接收电路，主要由光电二极管PD(PIN管或者APD管)、跨阻放大器TIA、限幅放大器LA组成，光电二极管PD接收输入光信号，并将光信号转化为电流信号，该电流信号通过跨阻放大器TIA转换为电压信号并放大，然后差分输入限幅放大器LA后进行限幅放大，最后进入系统芯片进行判决。跨阻放大器TIA和限幅放大器LA之间的差分信号通过耦合电容C1连接，主要是为了去除跨阻放大器TIA直流电平对限幅放大器LA的影响，因限幅放大器LA只对跨阻放大器TIA输出的交流信号进行放大。对于该接收电路，数字光模块的接收灵敏度完全取决于光电二极管PD、跨阻放大器TIA和限幅放大器LA芯片的灵敏度。在跨阻放大器TIA的设计中，为了提高信噪比并保证一定的放大倍数，其带宽会比较窄，这样跨阻放大器TIA本身的噪声就可以得到抑制，不会输出到后级。典型的TIA带宽应该是模块的最高数字速率的0.75倍，实际芯片设计的时候最小带宽都会比这个数值小。信号在跨阻放大器TIA输出到限幅放大器LA的过程中，会通过一系列的走线，这样信号的高频成分首先会被衰减。由于跨阻放大器TIA输出信号的带宽本身就比较窄，这样导致进入限幅放大器LA的信号会出现比较大的抖动和失真，特别是在灵敏度信号附近，这时跨阻放大器TIA的带宽最窄，输出幅度只有不到10mV左右，如此微弱的信号，波形的失真会使限幅放大器LA的判决出现困难，导致灵敏度下降。
发明内容
为克服以上缺点，本实用新型提供一种结构简单、成本低、接收灵敏度高的高速数字光模块接收电路。
为达到以上发明目的，本实用新型提供一种高速数字光模块接收电路，包括按照接收光信号的处理顺序连接：一光电二极管PD、一跨阻放大器TIA、一对耦合电容和一限幅放大器LA，所述光电二极管PD接收光信号，并将光信号转化为电流信号，该电流信号通过所述跨阻放大器TIA转换为电压信号并进行放大然后转换为差分信号输入到所述限幅放大器LA，所述跨阻放大器TIA和限幅放大器LA之间的差分信号通过所述耦合电容连接，位于所述跨阻放大器TIA和限幅放大器LA之间的差分信号电路中还分别串联一RC均衡电路，该RC均衡电路由一电阻R和一电容C并联形成。
所述跨阻放大器TIA102和限幅放大器LA105之间的差分信号电路中，两差分信号电路间还并联跨接一低通滤波电容。
所述低通滤波电容位于所述RC均衡电路的前端或后端，其大小为0.1～100pF。
所述RC均衡电路中的电阻R大小1～200Ω，电容C＝1～200pF。
上述结构的接收电路，由于位于所述跨阻放大器TIA和限幅放大器LA之间的差分信号电路中还分别串联一RC均衡电路，电阻R对高频分量和低频分量的衰减都是一样的，和电阻并联的电容C相当于衰减低频分量的作用，对于高频分量衰减较小，这样信号流过RC均衡电路以后，低频分量被衰减，高频分量得到保留，从频域的角度分析，信号带宽得到扩展，避免了由于信号带宽较小引起的波形失真。同时还在两条差分信号线上并联跨接一个低通滤波电容，该电容起到了滤除高频噪声的目的。据此可以极好地改善高速数字光模块接收灵敏度，且电路结构简单、成本低。
附图说明
图1表示现有数字光模块接收电路原理图；
图2表示本实用新型高速数字光模块接收电路原理图实施例之一；
图3表示本实用新型高速数字光模块接收电路原理图实施例之二。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本实用新型最佳实施例。
由图2所示的高速数字光模块接收电路原理图，包括按照接收光信号的处理顺序连接：一光电二极管PD、一跨阻放大器TIA、一对耦合电容C1和一限幅放大器LA，光电二极管PD接收光信号，并将光信号转化为电流信号，该电流信号通过跨阻放大器TIA转换为电压信号并进行放大然后转换为差分信号输入到限幅放大器LA，所述跨阻放大器TIA和限幅放大器LA之间的差分信号通过耦合电容C1连接，而位于跨阻放大器TIA和限幅放大器LA之间的差分信号电路中还分别串联一RC均衡电路，该RC均衡电路由一电阻R和一电容C并联形成，均衡电路中的电阻R对信号的高频分量和低频分量的衰减都是一样的，但是和电阻并联的电容C相当于衰减低频分量的作用，对于高频分量衰减较小，这样信号流过RC均衡电路以后，低频分量被衰减，高频分量得到保留，从频域的角度分析，信号带宽得到扩展，避免了由于信号带宽较小引起的波形失真。其中，电阻R大小1～200Ω，电容C＝1～200pF。
由图3所示的高速数字光模块接收电路原理图，是在图2基础上在位于跨阻放大器TIA和限幅放大器LA之间的两条差分信号线路上并联跨接一个低通滤波电容C2，该电容起到了滤除高频噪声的目的。其中，低通滤波电容C2的大小为0.1～100pF。
在上述实施例中，耦合电容C1、RC均衡电路和低通滤波电容C2三者在跨阻放大器TIA和限幅放大器LA之间的两条差分信号线路上的相互位置关系比较自由灵活，如RC均衡电路位于耦合电容C1的前后均可，而低通滤波电容C2既可位于耦合电容C1、RC均衡电路之间或两者之前后均可。
Claims (4)
1、一种高速数字光模块接收电路，包括按照接收光信号的处理顺序连接：一光电二极管PD、一跨阻放大器TIA、一对耦合电容和一限幅放大器LA，所述光电二极管PD接收光信号，并将光信号转化为电流信号，该电流信号通过所述跨阻放大器TIA转换为电压信号并进行放大然后转换为差分信号输入到所述限幅放大器LA，所述跨阻放大器TIA和限幅放大器LA之间的的差分信号通过所述耦合电容连接，其特征在于，位于所述跨阻放大器TIA和限幅放大器LA之间的差分信号电路中还分别串联一RC均衡电路，该RC均衡电路由一电阻R和一电容C并联形成。
2、根据权利要求1所述的高速数字光模块接收电路，其特征在于，所述跨阻放大器TIA和限幅放大器LA之间的差分信号电路中，两差分信号电路间还并联跨接一低通滤波电容。
3、根据权利要求2所述的高速数字光模块接收电路，其特征在于，所述低通滤波电容位于所述RC均衡电路的前端或后端，其大小为0.1～100pF。
4、根据权利要求1或3所述的数字光模块接收均衡电路特征为：所述RC均衡电路中的电阻R大小1～200Ω，电容C＝1～200pF。
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