CN217590811U - 千兆光电转换电路及光纤收发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光电转换管理领域，尤其涉及一种千兆光电转换电路及光纤收发器，本实用新型通过获取光信号，并根据所述光信号生成电流信号，并根据所述电流信号生成电压信号，以向负载提供电能，从而实现光电转换，且由于电路没有无效输出，光电转换效率较高，避免了现有技术中无法高效率进行光电转换的技术问题。

Description

千兆光电转换电路及光纤收发器

技术领域

本实用新型涉及光电转换管理领域，尤其涉及一种千兆光电转换电路及光纤收发器。

背景技术

近年来，由于能源的枯竭，迫使人们不断寻求一种可再生且提取简便的能源，例如：光能，但是，若想要将光能转换为人们经常使用的电能，中间需要复杂且繁琐的步骤，且无法做到高效率的光电转换。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种千兆光电转换电路及设备，旨在避免现有技术中无法高效率进行光电转换的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种千兆光电转换电路，所述千兆光电转换电路包括：光电转换电路与电压转换电路，所述光电转换电路的输出端与所述电压转换电路的输入端相连；

所述光电转换电路，用于获取光信号，并根据所述光信号生成电流信号；

所述电压转换电路，用于接收所述电流信号，并根据所述电流信号生成电压信号，以向负载提供电能。

可选地，所述电压转换电路包括：运算放大器、第一电容、第一电阻、第二电阻以及第三电阻；

其中，所述第一电容的第一端分别与所述第一电阻的第一端、光电转换电路的输出端以及所述运算放大器的反向输入端连接，所述第二电容的第二端与所述运算放大器的正向输入端连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端以及所述第三电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端接地，所述第三电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接。

可选地，所述光电转换电路包括：光敏二极管；

其中，所述光敏二极管的阳极与外接电源连接，所述光敏二极管的阴极与所述运算放大器的反向输入端连接。

可选地，所述千兆光电转换电路还包括：补偿电路，所述补偿电路分别与光电转换电路的输入端以及所述电压转换电路的输出端连接；

所述补偿电路，用于提高所述电压转换电路的低通截止频率，以使所述电压转换电路处于稳定工作状态。

可选地，所述补偿电路包括：第二电容；

其中，所述第二电容的第一端分别与所述光敏二极管的阴极以及所述运算放大器的反向输入端连接，所述第二电容的第二端分别与所述运算放大器的输出端以及所述第三电阻的第二端连接。

可选地，所述千兆光电转换电路还包括：升压电路，所述升压电路的输入端与所述运算放大器的输出端连接；

所述升压电路，用于接收所述电压转换电路转化的电压信号；

所述升压电路，还用于对所述电压信号进行升压，获得升压信号，以向负载提供运行电压。

可选地，所述升压电路包括：第一电感、电源、第二二极管、第一开关以及第三电容；

其中，所述第一电感的第一端分别与所述运算放大器的输出端以及所述电源的阳极连接，所述第一电感的第二端分别与所述第二二极管的阳极以及第一开关的第一端连接，所述第二二极管的阴极与所述第三电容的第一端连接，所述第一开关分别与所述电源的阴极以及所述第三电容的第二端连接。

可选地，所述电压转换电路还包括：电压调节电路；所述电压调节电路的输入端分别与所述光敏二极管的阴极以及所述运算放大器的反向输入端连接，所述电压调节电路的输出端与所述第一电阻的第二端连接；

所述电压调节电路，用于控制电流信号转换电压信号的转换倍数。

可选地，所述电压调节电路包括：第四电阻、第五电阻以及第二开关；

其中，所述第四电阻的第一端分别与所述第五电阻的第一端以及所述运算放大器的反向输入端连接，所述第四电阻的第二端与所述第二开关的第二端连接，所述第五电阻与所述第二开关的第一端连接。

本实用新型公开了一种千兆光电转换电路，所述千兆光电转换电路包括：光电转换电路与电压转换电路，所述光电转换电路的输出端与所述电压转换电路的输入端相连；所述光电转换电路，用于获取光信号，并根据所述光信号生成电流信号；所述电压转换电路，用于接收所述电流信号，并根据所述电流信号生成电压信号，以向负载提供电能，本实用新型通过获取光信号，并根据所述光信号生成电流信号，并根据所述电流信号生成电压信号，以向负载提供电能，从而实现光电转换，且由于电路没有无效输出，光电转换效率较高，避免了现有技术中无法高效率进行光电转换的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型千兆光电转换电路第一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型千兆光电转换电路第一实施例的电路示意图；

图3为本实用新型千兆光电转换电路第二实施例的结构示意图；

图4为本实用新型千兆光电转换电路第二实施例的电路示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	光电转换电路	Q1	运算放大器
20	电压转换电路	D1	光敏二极管
				30	补偿电路	D2	第二二极管
40	升压电路	L1	第一电感
				50	电压调节电路	K1、K2	第一开关、第二开关
R1～R5	第一电阻至第五电阻
				C1～C3	第一电容至第三电容

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参考图1、图2，图1为本实用新型千兆光电转换电路第一实施例的结构示意图；图2为本实用新型千兆光电转换电路第一实施例的电路示意图；

本实用新型公开了一种千兆光电转换电路，其特征在于，所述千兆光电转换电路包括：光电转换电路10与电压转换电路20，所述光电转换电路10的输出端与所述电压转换电路20的输入端相连；

需要说明的是，由于光电转换电路10在采集到光信号后，将光能转化为电流信号，但是对于常规负载或者处理电路而言，需要的是电压信号，因此在本实施例中还需要经过光电转换电路10获得的电流信号经过电压转换电路20获得电压信号，以便于后续进行信号处理或者支持电路的正常运行。

其中，所述光电转换电路10，用于获取光信号，并根据所述光信号生成电流信号；

所述电压转换电路20，用于接收所述电流信号，并根据所述电流信号生成电压信号，以向负载提供电能。

易于理解的是，在本实施例中，电压转换电路20还可以对转换完成的电压信号进行放大，光电转换电路10接收到光信号时，将光信号转换为电流信号，且由于该电流信号较小，导致转换得到的电压信号也较小，通过对电压信号进行放大，方便后续进行测量或者进一步地数信号处理。

本实施例通过获取光信号，并根据所述光信号生成电流信号，并根据所述电流信号生成电压信号，以向负载提供电能，从而实现光电转换，且由于电路没有无效输出，光电转换效率较高，避免了现有技术中无法高效率进行光电转换的技术问题。

基于本实用新型千兆光电转换电路第一实施例，提出本实用新型千兆光电转换电路第二实施例，参考图3、图4，图3为本实用新型千兆光电转换电路第二实施例的结构示意图；图4为本实用新型千兆光电转换电路第二实施例的电路示意图。

在本实施例中，所述电压转换电路20包括：运算放大器Q1、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3；

其中，所述第一电容C1的第一端分别与所述第一电阻R1的第一端、光电转换电路10的输出端以及所述运算放大器Q1的反向输入端连接，所述第二电容C2的第二端与所述运算放大器Q1的正向输入端连接，所述第一电阻R1的第二端分别与所述第二电阻R2的第一端以及所述第三电阻R3的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端接地，所述第三电阻R3的第二端与所述运算放大器Q1的输出端连接。

值得说明的是，由于电压转换电路需要将电流转换为电压信号，且还可以对电压信号进行放大，通过运算放大器Q1与电阻的组合，得到电流电压转换电路。

在具体实现中，第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3组成一个T型反馈网络，提高电阻有效值范围，减小电阻偏差带来的影响，以提高电流转换至电压的灵敏度。

其中，所述光电转换电路10包括：光敏二极管C1；

其中，所述光敏二极管C1的阳极与外接电源连接，所述光敏二极管C1的阴极与所述运算放大器Q1的反向输入端连接。

易于理解的是，光敏二极管是由一个PN结组成的半导体器件，也具有单方向导电特性，且光电二极管是在反向电压作用下工作的，若没有光照时，反向电流极其微弱，有光照时，反向电流迅速增大到几十微安，且光的强度越大，反向电流也越大，通过光照强度的变化，以实现光敏二极管C1的电流变化，从而实现光电转换。

在具体实现中，将光敏二极管C1的阴极与运算放大器Q1的反向输入端连接，在存在光信号时，光敏二极管C1产生可以检测出来的光电流，并通过运算放大器Q1的反向输入端，传输至电压转换电路20。

可以理解是，在本实施例中，外接电源可以是10V的电压电源，本实施例对此不做具体限制。

所述千兆光电转换电路还包括：补偿电路30，所述补偿电路30分别与光电转换电路10的输入端以及所述电压转换电路20的输出端连接；

所述补偿电路30，用于提高所述电压转换电路20的低通截止频率，以使所述电压转换电路20处于稳定工作状态。

易于理解的是，由于第一电容C1与第一电阻R1、第二电阻R2以及第三电阻R3在进行电流电压转换时产生噪声零点，可能会影响电路的稳定工作，在本实施例中通过增加一个补偿电路30，以补偿电路30稳定工作信号带宽。

其中，所述补偿电路30包括：第二电容C2；

其中，所述第二电容C2的第一端分别与所述光敏二极管C1的阴极以及所述运算放大器Q1的反向输入端连接，所述第二电容C2的第二端分别与所述运算放大器Q1的输出端以及所述第三电阻R3的第二端连接。

在本实施例中，所述千兆光电转换电路还包括：升压电路40，所述升压电路40的输入端与所述运算放大器Q1的输出端连接；

所述升压电路40，用于接收所述电压转换电路20转化的电压信号；

所述升压电路40，还用于对所述电压信号进行升压，获得升压信号，以向负载提供运行电压。

可以理解的是，由于经过转换得到的电压信号虽然进过一定的放大，但是还是不够负载或者处理电路的正常运行，因此，在电压转换电路20输出电压信号时，还可以通过升压电路40对电压信号进行升压，获得升压信号，以提供使得负载或者处理电路稳定运行的升压信号。

其中，所述升压电路40包括：第一电感L1、电源、第二二极管C2、第一开关K1以及第三电容C3；

其中，所述第一电感L1的第一端分别与所述运算放大器Q1的输出端以及所述电源的阳极连接，所述第一电感L1的第二端分别与所述第二二极管C2的阳极以及第一开关K1的第一端连接，所述第二二极管C2的阴极与所述第三电容C3的第一端连接，所述第一开关K1分别与所述电源的阴极以及所述第三电容C3的第二端连接。

此外，为了控制电压转换电路20的电压转换倍数，以实现效率更高的电压转换，所述电压转换电路20还包括：电压调节电路50；所述电压调节电路50的输入端分别与所述光敏二极管C1的阴极以及所述运算放大器Q1的反向输入端连接，所述电压调节电路50的输出端与所述第一电阻R1的第二端连接；

所述电压调节电路50，用于控制电流信号转换电压信号的转换倍数。

其中，所述电压调节电路50包括：第四电阻R4、第五电阻R5以及第二开关K2；

其中，所述第四电阻R4的第一端分别与所述第五电阻R5的第一端以及所述运算放大器Q1的反向输入端连接，所述第四电阻R4的第二端与所述第二开关K2的第二端连接，所述第五电阻R5与所述第二开关K2的第一端连接。

可以理解的是，通过并联不同阻值的电路，以实现电压转换的不同倍数，例如：第四电阻R4与第五电阻R5可以分别为10千欧与5千欧，本实施例对此不做具体限制。

此外，本实用新型还提供了一种光纤收发器，所述光纤收发器包括如上述内容的千兆光电转换电路。

由于本光纤收发器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

应当理解的是，以上仅为举例说明，对本实用新型的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本实用新型对此不做限制。

需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本实用新型的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。

另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本实用新型任意实施例所提供的千兆光电转换电路，此处不再赘述。

此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种千兆光电转换电路，其特征在于，所述千兆光电转换电路包括：光电转换电路与电压转换电路，所述光电转换电路的输出端与所述电压转换电路的输入端相连；

所述光电转换电路，用于获取光信号，并根据所述光信号生成电流信号；

所述电压转换电路，用于接收所述电流信号，并根据所述电流信号生成电压信号，以向负载提供电能。

2.如权利要求1所述的千兆光电转换电路，其特征在于，所述电压转换电路包括：运算放大器、第一电容、第一电阻、第二电阻以及第三电阻；

其中，所述第一电容的第一端分别与所述第一电阻的第一端、光电转换电路的输出端以及所述运算放大器的反向输入端连接，所述第一电容的第二端与所述运算放大器的正向输入端连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电阻的第一端以及所述第三电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端接地，所述第三电阻的第二端与所述运算放大器的输出端连接。

3.如权利要求2所述的千兆光电转换电路，其特征在于，所述光电转换电路包括：光敏二极管；

其中，所述光敏二极管的阳极与外接电源连接，所述光敏二极管的阴极与所述运算放大器的反向输入端连接。

4.如权利要求3所述的千兆光电转换电路，其特征在于，所述千兆光电转换电路还包括：补偿电路，所述补偿电路分别与光电转换电路的输入端以及所述电压转换电路的输出端连接；

所述补偿电路，用于提高所述电压转换电路的低通截止频率，以使所述电压转换电路处于稳定工作状态。

5.如权利要求4所述的千兆光电转换电路，其特征在于，所述补偿电路包括：第二电容；

其中，所述第二电容的第一端分别与所述光敏二极管的阴极以及所述运算放大器的反向输入端连接，所述第二电容的第二端分别与所述运算放大器的输出端以及所述第三电阻的第二端连接。

6.如权利要求5所述的千兆光电转换电路，其特征在于，所述千兆光电转换电路还包括：升压电路，所述升压电路的输入端与所述运算放大器的输出端连接；

所述升压电路，用于接收所述电压转换电路转化的电压信号；

所述升压电路，还用于对所述电压信号进行升压，获得升压信号，以向负载提供运行电压。

7.如权利要求6所述的千兆光电转换电路，其特征在于，所述升压电路包括：第一电感、电源、第二二极管、第一开关以及第三电容；

其中，所述第一电感的第一端分别与所述运算放大器的输出端以及所述电源的阳极连接，所述第一电感的第二端分别与所述第二二极管的阳极以及第一开关的第一端连接，所述第二二极管的阴极与所述第三电容的第一端连接，所述第一开关分别与所述电源的阴极以及所述第三电容的第二端连接。

8.如权利要求7所述的千兆光电转换电路，其特征在于，所述电压转换电路还包括：电压调节电路；所述电压调节电路的输入端分别与所述光敏二极管的阴极以及所述运算放大器的反向输入端连接，所述电压调节电路的输出端与所述第一电阻的第二端连接；

所述电压调节电路，用于控制电流信号转换电压信号的转换倍数。

9.如权利要求8所述的千兆光电转换电路，其特征在于，所述电压调节电路包括：第四电阻、第五电阻以及第二开关；

其中，所述第四电阻的第一端分别与所述第五电阻的第一端以及所述运算放大器的反向输入端连接，所述第四电阻的第二端与所述第二开关的第二端连接，所述第五电阻与所述第二开关的第一端连接。

10.一种光纤收发器，其特征在于，所述光纤收发器包括如权利要求1-9任一项所述的千兆光电转换电路。

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