CN213783309U - 光通信转换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种光通信转换电路，包括：跨阻放大器，放大光电流并以电压形式输出；第一差分放大器，将跨阻放大器的输出信号与模拟参考信号的差值放大；第二差分放大器，放大第一差分放大器的输出信号；低通滤波器，对第二差分放大器的输出信号进行滤波；比较器，将低通滤波器的输出信号转化为数字信号；数字算法模块，基于第一计数单元根据比较器输出信号控制加减运算，并将对应加减运算的数值作为数字参考信号输出；数模转换模块，将数字信号转化为模拟信号。本实用新型采用模数结合的方式，以数字方式产生反馈控制信号，以减小RC时间常数，加快目标值建立的时间，进而大大加快响应速度，同时具有输出信号稳定、抖动小、动态范围大的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及光通信领域，特别是涉及一种光通信转换电路。
背景技术
光通信就是以光波为载波的通信，其越来越多的应用于通信领域。在光通信物理层，从光信号转成电信号的小信号恢复及电光转换处理过程中，都需要做自动增益控制(AGC)，直流分量消除(DC offset canceller)，占空比控制以实现稳定输出信号，减小抖动，扩大动态范围的目的，这些实现过程中有一个必不可少的环节就是采用模拟方式取平均值进行反馈控制，如图1所示为现有光通信转换模块的AC特性；如图2所示为现有光通信转换模块的瞬态漂移，当伪随机码PRBS中出现连续“1”时会发生瞬态偏移，电压差为VDRIFT。
为了减小传输数据流中长连"1"或"0"时漂移带来的功率代价，需要足够低的低频截止频率fLF，fLF和RC时间常数计算公式如下：
其中，PP为光功率代价(1.0116对应0.05dB)；r为连号数，SDH(SynchronousDigital Hierarchy，同步数字系列)中r＝72；B为传输数据的比特率，譬如2.5Gbps；A为放大器主回路的增益；A1为放大器反馈回路的增益。假设计算结果为fLF＝64KHz(2.5Gbps)，fLF＝257KHz(10Gbps)，而实际的选择比这更低，一般在2.5Gbps的SDH系统中fLF设置为2.5KHz，10Gbps的SDH系统中fLF设置为25KHz或更低；假设AA1＝100，则响应的RC时间常数RC＝3.2ms，电路响应时间过长，不能满足突发数据包要求的快速响应的要求。
因此，如何解决光通信转化中响应速度慢、响应时间长的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种光通信转换电路，用于解决现有技术中响应速度慢、响应时间长的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种光通信转换电路，所述光通信转换电路至少包括：
跨阻放大器，第一差分放大器，第二差分放大器，低通滤波器，比较器，数字算法模块及数模转换模块；
所述跨阻放大器接收光电检测器输出的光电流，并将所述光电流放大后以电压形式输出；
所述第一差分放大器的第一输入端连接所述跨阻放大器的输出端，第二输入端连接所述数模转换模块的输出端，将所述跨阻放大器的输出信号与所述数模转换模块提供的模拟参考信号的差值放大并输出；
所述第二差分放大器连接所述第一差分放大器的输出端，将所述第一差分放大器的输出信号放大后差分输出；
所述低通滤波器连接所述第二差分放大器的输出端，分别对所述第二差分放大器输出的差分信号进行低通滤波；
所述比较器连接所述低通滤波器的输出端，将所述低通滤波器的输出信号转化为数字信号；
所述数字算法模块连接所述比较器的输出端，基于第一计数单元根据所述比较器输出信号的电平高低控制加减运算使得所述第二差分放大器输出信号的占空比达到目标占空比，并将对应加减运算的数值作为数字参考信号输出；
所述数模转换模块连接所述数字算法模块的输出端，将所述数字参考信号转化为模拟参考信号。
可选地，所述低通滤波器包括第一低通滤波单元及第二低通滤波单元；
所述第一低通滤波单元包括第一电阻及第一电容；所述第一电阻的一端连接所述第二差分放大器的第一输出端，另一端连接所述比较器的第一输入端；所述第一电容的一端连接所述比较器的第一输入端，另一端接地；
所述第二低通滤波单元包括第二电阻及第二电容；所述第二电阻的一端连接所述第二差分放大器的第二输出端，另一端连接所述比较器的第二输入端；所述第二电容的一端连接所述比较器的第二输入端，另一端接地。
可选地，所述低通滤波器输出端的RC时间常数设置为1纳秒-99纳秒；所述低通滤波器的低通截止频率设置为10兆赫兹-99兆赫兹。
更可选地，所述比较器的带宽大于所述低通滤波器的低通截止频率。
可选地，所述光通信转换电路还包括逻辑门，所述逻辑门连接于所述比较器与所述数字算法模块之间，用于判断所述比较器输出信号的电平。
更可选地，所述逻辑门带有迟滞。
可选地，所述数字算法模块还包括第二计数单元，所述第二计数单元根据所述比较器输出信号的电平高低控制加减运算使得所述光通信转换电路的增益达到目标增益，并将对应加减运算的数值作为数字增益控制信号输出；
所述数模转换模块将所述数字增益控制信号转化为模拟增益控制信号；
所述光通信转换电路还包括并联于所述跨阻放大器的输入端和输出端之间的自动增益控制模块，所述自动增益控制模块包括第三电阻及开关管，所述第三电阻与所述开关管串联，所述开关管的控制端连接所述数模转换模块的输出端，基于所述模拟增益控制信号实现自动增益控制。
可选地，所述数字算法模块还包括第三计数单元，所述第三计数单元根据所述比较器输出信号的电平高低控制加减运算使得所述光电流中的平均分量达到零，并将对应加减运算的数值作为数字直流控制信号输出；
所述数模转换模块将所述数字直流控制信号转化为模拟直流控制信号；
所述光通信转换电路还包括连接所述跨阻放大器的输入端的直流分量消除模块，所述直流分量消除模块包括可调电流源；所述可调电流源的一端连接所述跨阻放大器的输入端，另一端接地，控制端连接所述数模转换模块，基于所述模拟直流控制信号调整流经所述可调电流源的电流，进而消除所述跨阻放大器输入端的直流分量。
如上所述，本实用新型的光通信转换电路，具有以下有益效果：
本实用新型的光通信转换电路采用模数结合的方式，以数字方式产生反馈控制信号，以此减小RC时间常数，加快目标值建立的时间，进而大大加快光通信转换电路的响应速度，同时具有输出信号稳定、抖动小、动态范围大的优点。
附图说明
图1显示为现有技术中的光通信转换模块的AC特性示意图。
图2显示为现有技术中的光通信转换模块的瞬态漂移示意图。
图3显示为本实用新型的光通信转换电路的结构示意图。
图4显示为本实用新型与现有模拟方案中两低通滤波器输出端的AC响应曲线示意图。
图5显示为本实用新型的光通信转换电路中低通滤波器的瞬态响应曲线示意图。
图6显示为本实用新型的复位信号与主通道信号的相位定时关系示意图。
图7显示为本实用新型的快速搜索法的原理示意图。
图8显示为长号的波动越过阈值点引起数字信号CMP翻转造成误判的原理示意图。
图9显示为图8中左侧椭圆框中高密度数据块的局部放大示意图。
图10显示为图8中右侧椭圆框中连号数据的局部放大示意图。
图11显示为本实用新型采用自定时方法锁定数据后避免抖动的原理示意图。
元件标号说明
1 跨阻放大器
11 核心放大器
2 第一差分放大器
3 第二差分放大器
4 低通滤波器
5 比较器
51 逻辑门
6 数字算法模块
7 数模转换模块
8 自动增益控制模块
9 直流分量消除模块
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图3～图11。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图3所示，本实施例提供一种光通信转换电路，所述光通信转换电路包括：
跨阻放大器1，第一差分放大器2，第二差分放大器3，低通滤波器4，比较器5，数字算法模块6及数模转换模块7。
如图3所示，所述跨阻放大器1接收光电检测器输出的光电流Iin，并将所述光电流Iin放大后以电压形式输出。
具体地，所述跨阻放大器1包括核心放大器11及反馈电阻Rf，所述反馈电阻Rf并联于所述核心放大器11的输入端和输出端之间。任意能将电流信号转化为电压信号的跨阻放大器结构均适用于本实用新型，在此不一一赘述。
如图3所示，所述第一差分放大器2的第一输入端(作为示例，第一输入端为反相输入端)连接所述跨阻放大器1的输出端，第二输入端(作为示例，第二输入端为正相输入端)连接所述数模转换模块7的输出端，将所述跨阻放大器1的输出信号与所述数模转换模块7提供的模拟参考信号的差值放大并输出。
如图3所示，所述第二差分放大器3连接所述第一差分放大器2的输出端，将所述第一差分放大器2的输出信号放大后差分输出，得到输出电压Vout。
如图3所示，所述低通滤波器4连接所述第二差分放大器3的输出端，分别对所述第二差分放大器3输出的差分信号进行低通滤波，以此保留直流分量。
具体地，如图3所示，所述低通滤波器4包括第一低通滤波单元及第二低通滤波单元。所述第一低通滤波单元包括第一电阻R1及第一电容C1；所述第一电阻R1的一端连接所述第二差分放大器3的第一输出端(作为示例，第一输出端为反相输出端)，另一端连接所述比较器5的第一输入端(作为示例，第一输入端为正相输入端)；所述第一电容C1的一端连接所述比较器5的第一输入端，另一端接地。所述第二低通滤波单元包括第二电阻R2及第二电容C2；所述第二电阻R2的一端连接所述第二差分放大器3的第二输出端(作为示例，第二输出端为正相输出端)，另一端连接所述比较器5的第二输入端(作为示例，第二输入端为反相输入端)；所述第二电容C2的一端连接所述比较器5的第二输入端，另一端接地。
需要说明的是，所述低通滤波器4连接的对应输入输出端口的极性可根据需要设定，通过增加反相器即可调整极性，任意可实现本实用新型的逻辑的连接方式均适用，不以本实施例为限。
具体地，所述低通滤波器4输出端(即P1、N1点)的RC时间常数设置为1纳秒-99纳秒；作为示例，设置为5纳秒、10纳秒、20纳秒、50纳秒，在此不一一赘述。所述低通滤波器4的低通截止频率设置为10兆赫兹-99兆赫兹；作为示例，设置为20兆赫兹、30兆赫兹、40兆赫兹、50兆赫兹、60兆赫兹，在此不一一赘述。
如图3所示，所述比较器5连接所述低通滤波器4的输出端，将所述低通滤波器4的输出信号转化为数字信号。
具体地，在本实施例中，所述比较器5的正相输入端连接所述第一低通滤波单元的输出端，反相输入端连接所述第二低通滤波单元的输出端，对所述第一低通滤波单元及所述第二低通滤波单元的输出信号进行比较，并输出比较结果，以此实现模数转换功能。
具体地，所述比较器5的带宽大于所述低通滤波器4的低通截止频率。
如图3所示，作为本实用新型的另一种实现方式，所述比较器5的输出端还包括一逻辑门51，用于判断所述比较器5输出信号的电平高低，所述逻辑门51基于内置标准判定所述比较器5输出信号的电平高低(也可以不设置所述逻辑门51，基于所述比较器5的输出结果作为后续电路的控制信号)。所述逻辑门51为带有迟滞或不带有迟滞的逻辑门，其中，带迟滞的逻辑门可提高判定为高电平的标准，降低判定为低电平的标准，由此提高噪声容限，减小信号的抖动。
如图3所示，所述数字算法模块6连接所述比较器5的输出端，基于所述比较器5的输出信号产生反馈控制信号。
具体地，在本实施例中，所述数字算法模块6包括第一计数单元，所述第一计数单元根据所述比较器5输出信号的电平高低控制加减运算使得所述第二差分放大器3输出信号的占空比达到目标占空比，并将对应加减运算的数值作为数字参考信号输出。所述比较器5的输出信号作为所述第一计数单元的控制信号，作为示例，当所述比较器5的输出信号为低电平时所述第一计数单元执行加法计数，当所述比较器5的输出信号为高电平时所述第一计数单元执行减法计数。
需要说明的是，本实用新型所述的“达到”是指等于或接近(与目标值的差值在预设范围内)。
如图3所示，所述数模转换模块7连接所述数字算法模块6的输出端，将所述数字算法模块6的输出信号转化为模拟信号。
作为本实用新型的另一种实现方式，所述光通信转换电路还包括自动增益控制模块8，相应地，所述数字算法模块6还包括第二计数单元。具体地，所述第二计数单元根据所述比较器5输出信号的电平高低控制加减运算使得所述光通信转换电路的增益达到目标增益，并将对应加减运算的数值作为数字增益控制信号输出。所述数模转换模块7将所述数字增益控制信号转化为模拟增益控制信号。所述自动增益控制模块8并联于所述跨阻放大器1的输入端和输出端之间，所述自动增益控制模块8包括第三电阻R3及开关管Q1，所述第三电阻R3与所述开关管Q1串联，所述开关管Q1的控制端连接所述数模转换模块7的输出端，基于所述模拟增益控制信号实现自动增益控制。作为示例，所述第三电阻R3小于所述反馈电阻Rf，且两者相差一个数量级；在实际使用中可根据需要设置所述反馈电阻Rf与所述第三电阻R3的阻值，不以本实施例为限。
作为本实用新型的另一种实现方式，所述光通信转换电路还包括直流分量消除模块9，相应地，所述数字算法模块6还包括第三计数单元。具体地，所述第三计数单元根据所述比较器5输出信号的电平高低控制加减运算使得所述光电流中的平均分量达到零，并将对应加减运算的数值作为数字直流控制信号输出。所述数模转换模块7将所述数字直流控制信号转化为模拟直流控制信号。所述直流分量消除模块9连接于所述跨阻放大器1的输入端，所述直流分量消除模块9包括可调电流源I1；所述可调电流源I1的一端连接所述跨阻放大器1的输入端，另一端接地，控制端连接所述数模转换模块7的输出端，基于所述模拟直流控制信号调整流经所述可调电流源I1的电流，通过分流所述光电流Iin中的直流分量进而消除所述跨阻放大器1输入端的直流分量。
需要说明的是，任意反馈控制信号均可基于所述数字算法模块16得到，不限于本实施例所列举的几种，可基于实际电路结构做适应性修改，在此不一一赘述。
现有光通信转换电路中采用全模拟检测和控制方式；而本实用新型的光通信转换电路中采用模数结合的方式，基于比较器对低通滤波信号进行模数转换，并基于转换到的数字信号进行数字处理得到相应的反馈控制信号。如图4所示，其中左侧曲线为现有模拟方案中两低通滤波器输出端的AC响应，可见低通截止频率为十几赫兹，其根据主电路增益A，反馈回路增益A1、连号数r及光功率代价PP确定(具体关系参见背景技术)；中间曲线及右侧曲线为本实用新型的方案中低通滤波器输出端(P1及N1点)的AC响应范围，一般低通滤波器的3dB截止频率为十几兆到几十兆不等，低通滤波器的截止频率主要由响应时间、抖动要求以及放大器、比较器增益确定，在此不一一赘述。因此，本实用新型的光通信转换电路中RC时间常数与系统(光通信转换电路)的低频截止频率无关，可以通过减小RC时间常数提高响应速度而不影响对漂移带来的功率代价的抑制。如图5所示为本实用新型的光通信转换电路中低通滤波器的瞬态响应，其中，上方曲线为P1点对应的输出信号，下方曲线为N1点对应的输出信号；图中ΔV为比较器的限幅灵敏度，在信号起始到检测到变化的判别时间最快可以达到几纳秒，此判别信号送到下一级数字处理模块作为加减计数器的加/减操作的控制信号。
本实施例通过模数结合的方式，将输出的模拟信号转化为数字信号，并基于该数字信号产生相应的数字反馈控制信号，以此加快反馈控制过程中目标值的建立，同时通过数字电路方式减小RC时间常数，进而克服响应时间过长的问题。
如图6～图11所示，本实施例的光通信转换电路的工作原理如下：
1)获取光电流，对所述光电流进行放大得到输出电压。
具体地，在本实施例中，获取光检测器输出的光电流Iin，将所述光电流Iin送入跨阻放大器1以将所述光电流放到后以电压形式输出，并对通过差分放大得到输出电压Vout。
2)对所述输出电压Vout进行低通滤波，保留所述输出电压Vout中的直流分量，并对所述直流分量Vout进行模数转换，以得到数字信号CMP。
具体地，在本实施例中，利用RC结构的低通滤波器对所述直流分量Vout进行低通滤波，并将滤波后的两路信号连接至比较器的两个输入端，由此得到数字信号CMP。
31)基于所述数字信号CMP的电平高低进行加减运算使得所述输出电压的占空比达到目标占空比，将对应加减运算的数值作为数字参考信号输出并转换为模拟参考信号，基于所述模拟参考信号调整所述输出电压的占空比。
作为本实用新型的另一种实现方式，所述光通信转换方法还包括32)基于所述数字信号CMP的电平高低进行加减运算使得系统增益达到目标增益，将对应加减运算的数值作为数字增益控制信号输出并转换为模拟增益控制信号，基于所述模拟增益控制信号调整系统增益。
作为本实用新型的又一种实现方式，所述光通信转换方法还包括33)基于所述数字信号CMP的电平高低进行加减运算使得光电流中的平均分量达到零，将对应加减运算的数值作为数字直流控制信号输出并转换为模拟直流控制信号，基于所述模拟直流控制信号消除所述光电流中的直流分量。
需要说明的是，任意反馈控制信号均可基于本实用新型的方法得到，不限于本实施例所列举的几种，在此不一一赘述。
具体地，如图6所示为复位信号与主通道信号的相位定时关系，步骤31)、32)及33)中在每个需要重新建立目标值的数据包(主通道信号，对应图6中上侧信号)之前加入复位信号(对应图6中下侧信号)，所述复位信号被同步化处理后作为计数单元的置数或清零，通过置数可减小初值与目标值的差距，加快调整量达到目标值的速度。所述复位信号的宽度T设置为大于等于1纳秒，可根据实际需要设置具体数值，在此不一一赘述。
具体地，步骤31)、32)及33)基于实施例一的数字处理模块16采用快速搜索法，通过可置数、可变模、可变步长的加减计数器实现。如图7所示，作为示例，所述快速搜索法实现加减运算的步骤包括：
3a)在时钟clock作用下以同步置数的方式设置初值和步长。
具体地，在本实施例中，当检测到所述复位信号Reset有效后设置初值和步长。
3b)以预设步长和模数根据所述数字信号CMP的电平按时钟clock节拍做相应单相加法或减法计数，并将计数数值输出；重复步骤3b)直至所述数字信号CMP的电平翻转。
具体地，在本实施例中，当所述数字信号CMP为低电平时，以预设步长和模数做加法计数以增大调整电压VM使其接近目标电压VT或增大调整电流IM使其接近目标电流IT，并将步长对应的计数值作为反馈控制信号对所述光通信转换电路进行调整，并基于调整后的输出电压Vout获取新的数字信号CMP，若所述数字信号CMP仍然为低电平，则重复步骤3b)直至所述数字信号CMP的电平翻转为高电平。
3c)基于二分法将所述步长依次减半根据所述数字信号CMP的电平按时钟clock节拍做相应的加法或减法计数，并将计数数值输出，直至二分法结束。
具体地，在本实施例中，当所述数字信号CMP为高电平时做减法计数，并将步长减半，以减小调整电压VM使其接近目标电压VT或减小调整电流IM使其接近目标电流IT(调整占空比对应的目标值，调整增益对应的目标值及调整直流分量对应的目标值为3个独立参数，可根据需要设置)，并将步长对应的计数值(QA、QB、QC分别为一组数字信号)转换为模拟控制信号(VA、VB、VZ)作为反馈控制信号对所述光通信转换电路进行调整，并基于调整后的输出电压Vout获取新的数字信号CMP；此时所述数字信号CMP跳变为低电平，则做加法计数，并将步长再次减半，以增大调整电压VM或调整电流IM；依次将步长减半通过二分法逐步接近目标电压VT或目标电流IT；当调整电压VM或调整电流IM与目标值(目标电压VT或目标电流IT的差值)小于等于最小步长1bit时判定二分法结束。
如图8所示(其中，上侧信号为数据包，下侧信号为数字信号CMP)，由于快速响应的需要由RC确定的时间常数不够大，突发数据包内的连号会存在着漂移，在信号均值偏差小的时候，长号的波动会越过阈值点引起数字信号CMP翻转造成误判引起信号输出抖动，图9为图8中左侧椭圆框中高密度数据块的局部放大图，图10为图8中右侧椭圆框中连号数据的局部放大图。作为本实用新型的一种实现方式，如图7所示，还包括3d)采用逐比特逼近法按最小步长1bit根据所述数字信号CMP的电平按时钟clock节拍的N分频做相应的加法或减法计数，通过增大检测时钟的周期保证抖动最小化，其中，N为大于等于1的自然数。作为示例，步骤3d)的时钟频率为步骤3b)及3C)时钟频率的2分频、3分频，在此不一一赘述。作为本实用新型的另一种实现方式，如图11所示，采用自定时方法锁定数据，以此避免单个突发数据包内长连号时带来的抖动和误判；具体地，采用自定时在数据从包头开始的预设时间段内对所述数字信号CMP进行检测，并在计数使能为高电平时检测所述数字信号CMP的极性并进行相应的加减计数，其它时间保持上一状态，以此避免连号数据引起的漂移，其中，包头开始的预设时间段可根据实际应用设定，在本实施例中，设定为具有开销字节的高密度数据块所在时间段。
综上所述，本实用新型提供一种光通信转换电路，包括：跨阻放大器，第一差分放大器，第二差分放大器，低通滤波器，比较器，数字算法模块及数模转换模块；所述跨阻放大器接收光电检测器输出的光电流，并将所述光电流放大后以电压形式输出；所述第一差分放大器的第一输入端连接所述跨阻放大器的输出端，第二输入端连接所述数模转换模块的输出端，将所述跨阻放大器的输出信号与所述数模转换模块提供的模拟参考信号的差值放大并输出；所述第二差分放大器连接所述第一差分放大器的输出端，将所述第一差分放大器的输出信号放大后差分输出；所述低通滤波器连接所述第二差分放大器的输出端，分别对所述第二差分放大器输出的差分信号进行低通滤波；所述比较器连接所述低通滤波器的输出端，将所述低通滤波器的输出信号转化为数字信号；所述数字算法模块连接所述比较器的输出端，基于第一计数单元根据所述比较器输出信号的电平高低控制加减运算使得所述第二差分放大器输出信号的占空比达到目标占空比，并将对应加减运算的数值作为数字参考信号输出；所述数模转换模块连接所述数字算法模块的输出端，将所述数字参考信号转化为模拟参考信号。本实用新型的光通信转换电路采用模数结合的方式，以数字方式产生反馈控制信号，以此减小RC时间常数，加快目标值建立的时间，进而大大加快光通信转换电路的响应速度，同时具有输出信号稳定、抖动小、动态范围大的优点。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种光通信转换电路，其特征在于，所述光通信转换电路至少包括：
跨阻放大器，第一差分放大器，第二差分放大器，低通滤波器，比较器，数字算法模块及数模转换模块；
所述跨阻放大器接收光电检测器输出的光电流，并将所述光电流放大后以电压形式输出；
所述第一差分放大器的第一输入端连接所述跨阻放大器的输出端，第二输入端连接所述数模转换模块的输出端，将所述跨阻放大器的输出信号与所述数模转换模块提供的模拟参考信号的差值放大并输出；
所述第二差分放大器连接所述第一差分放大器的输出端，将所述第一差分放大器的输出信号放大后差分输出；
所述低通滤波器连接所述第二差分放大器的输出端，分别对所述第二差分放大器输出的差分信号进行低通滤波；
所述比较器连接所述低通滤波器的输出端，将所述低通滤波器的输出信号转化为数字信号；
所述数字算法模块连接所述比较器的输出端，基于第一计数单元根据所述比较器输出信号的电平高低控制加减运算使得所述第二差分放大器输出信号的占空比达到目标占空比，并将对应加减运算的数值作为数字参考信号输出；
所述数模转换模块连接所述数字算法模块的输出端，将所述数字参考信号转化为模拟参考信号。
2.根据权利要求1所述的光通信转换电路，其特征在于：所述低通滤波器包括第一低通滤波单元及第二低通滤波单元；
所述第一低通滤波单元包括第一电阻及第一电容；所述第一电阻的一端连接所述第二差分放大器的第一输出端，另一端连接所述比较器的第一输入端；所述第一电容的一端连接所述比较器的第一输入端，另一端接地；
所述第二低通滤波单元包括第二电阻及第二电容；所述第二电阻的一端连接所述第二差分放大器的第二输出端，另一端连接所述比较器的第二输入端；所述第二电容的一端连接所述比较器的第二输入端，另一端接地。
3.根据权利要求1或2所述的光通信转换电路，其特征在于：所述低通滤波器输出端的RC时间常数设置为1纳秒-99纳秒；所述低通滤波器的低通截止频率设置为10兆赫兹-99兆赫兹。
4.根据权利要求3所述的光通信转换电路，其特征在于：所述比较器的带宽大于所述低通滤波器的低通截止频率。
5.根据权利要求1所述的光通信转换电路，其特征在于：所述光通信转换电路还包括逻辑门，所述逻辑门连接于所述比较器与所述数字算法模块之间，用于判断所述比较器输出信号的电平。
6.根据权利要求5所述的光通信转换电路，其特征在于：所述逻辑门带有迟滞。
7.根据权利要求1所述的光通信转换电路，其特征在于：所述数字算法模块还包括第二计数单元，所述第二计数单元根据所述比较器输出信号的电平高低控制加减运算使得所述光通信转换电路的增益达到目标增益，并将对应加减运算的数值作为数字增益控制信号输出；
所述数模转换模块将所述数字增益控制信号转化为模拟增益控制信号；
所述光通信转换电路还包括并联于所述跨阻放大器的输入端和输出端之间的自动增益控制模块，所述自动增益控制模块包括第三电阻及开关管，所述第三电阻与所述开关管串联，所述开关管的控制端连接所述数模转换模块的输出端，基于所述模拟增益控制信号实现自动增益控制。
8.根据权利要求1所述的光通信转换电路，其特征在于：所述数字算法模块还包括第三计数单元，所述第三计数单元根据所述比较器输出信号的电平高低控制加减运算使得所述光电流中的平均分量达到零，并将对应加减运算的数值作为数字直流控制信号输出；
所述数模转换模块将所述数字直流控制信号转化为模拟直流控制信号；
所述光通信转换电路还包括连接所述跨阻放大器的输入端的直流分量消除模块，所述直流分量消除模块包括可调电流源；所述可调电流源的一端连接所述跨阻放大器的输入端，另一端接地，控制端连接所述数模转换模块，基于所述模拟直流控制信号调整流经所述可调电流源的电流，进而消除所述跨阻放大器输入端的直流分量。
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