DE10217855A1

DE10217855A1 - Verfahren zum Verarbeiten von Burstmode-Empfängersignalen und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE10217855A1
Application number: DE2002117855
Authority: DE
Inventors: Andreas Wiesbauer; Alexander Kahl; Martin Clara
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2002-04-22
Filing date: 2002-04-22
Publication date: 2003-11-13
Anticipated expiration: 2022-04-23
Also published as: DE10217855B4

Abstract

Die Erfindung schafft eine Schaltungsanordnung für Burstmode-Empfänger mit einer Empfangseinheit (101) zum Empfangen eines übertragenen Datenstroms (102) und zum Ausgeben eines elektrischen Signals (102a), das dem übertragenen Datenstrom (102) entspricht, einem Transimpedanzverstärker (103) zum Verstärken des von der Empfangseinheit (102) ausgegebenen elektrischen Signals (102a) in ein Verstärkerausgangssignal (102b) und einem Nachverstärker (104) zum Nachverstärken des von dem Transimpedanzverstärker (103) ausgegebenen Verstärkerausgangssignals (102b), wobei der Transimpedanzverstärker (103) mindestens eine Umschalteinheit (105) aufweist, die eine Umschaltung zwischen unterschiedlichen Zeitkonstanten (T1, T2) während der Verstärkung des elektrischen Signals (102a) bereitstellt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für Burstmode-Empfänger und ein Verfahren zum Verarbeiten von Burstmode-Empfängersignalen, und betrifft insbesondere eine Schaltungsanordnung zur flexiblen Einstellung einer Übergangszeit bei Burstmode-Empfängern.
Burstmode-Empfänger werden vorzugsweise in passiven optischen Netzwerken (PON = Passive Optical Network) eingesetzt, wobei Datenraten bei einer Datenübertragung über Ethernet von derzeit bis zu 1,25 Gbit/s bereitgestellt werden. Zwischen zwei aufeinanderfolgenden Datenpaketen in dem übertragenen Datenstrom kann eine zeitliche Lücke (auch als "Gap" bezeichnet"), abhängig von dem jeweiligen Übertragungsverfahren, in weiten Bereichen variieren.
Weiterhin wird eine Übergangszeit (auch als "Settling Time" bezeichnet) angegeben, die verstreicht, um nach einem Beginn eines neuen Datenpakets korrekte Daten ausgeben zu können. Typische Übergangszeiten liegen in dem Bereich von 50 Nanosekunden (ns) bis 1000 ns. Diese Übergangszeit wird durch eine Zeitkonstante - beispielsweise T = R.C - bestimmt, die in dem Burstmode-Empfänger schaltungstechnisch vorgebbar ist.
Herkömmliche Datenstromempfänger weisen aus diesem Grund stets eine Wechselstrom-gekoppelte (AC-gekoppelte) Offset- und Verstärkungsregelung für einen kontinuierlichen Betrieb auf. Für einen Burstmode-Betrieb sind diese Empfänger nicht geeignet, da Übergangszeiten lediglich in dem Bereich von 500 ns bis 1000 ns bereitgestellt werden können. Eine kürzere Regelzeitkonstante und/oder eine kürzere Kopplungszeitkonstante würde den empfangenen Datenstrom durch eine Regelung und/oder Kopplung verändern.
Ein bekanntes Verfahren, um dieses Problem zu überwinden, und um schnelle Übergangszeiten ("Settling-Zeiten") zu erhalten, besteht darin, eine Gleichspannungskopplung (DC-Kopplung) von Transimpedanzverstärker und Nachverstärker zu realisieren.
Auf diese Weise kann ein schnelles Einschwingen auch unterhalb von 100 ns bereitgestellt werden. Ein wesentlicher Nachteil dieser herkömmlichen Schaltungsanordnung besteht darin, dass eine Gleichspannungskopplung einen wesentlich höheren Schaltungsaufwand in der gesamten Burstmode- Empfängeranordnung erfordert.
Hierbei eine Funktionalität einer Wechselspannungskopplung (AC) durch einen Offsetabgleich über Digital-Analog-Umsetzer nachgebildet. Neben zusätzlichen Komponenten wie Digital- Analog-Umsetzern, spezieller Logik, Anschlusseinheiten etc. muss die herkömmliche gleichspannungsgekoppelte Burstmode- Empfängeranordnung einen höheren Dynamikbereich als eine Wechselspannungs-gekoppelte Burstmode-Empfängeranordnung aufweisen.
In der Publikation "A SiGe BiCMOS Burst-Mode 155 Mb/s Receiver for PON" von S. Brigati et al. Italtel, IFX, BMR for APON @ ESSCIRC 2001, ist ein derartiger herkömmlicher Burstmode- Empfänger für passive optische Netzwerke (PON = Passive Optical Network) beschrieben.
Nachteilig bei dieser Empfängeranordnung ist, dass eine aufwendige und kostenintensive Schaltungsanordnung bereitgestellt werden muss, welche unzweckmäßigerweise äußerst störanfällig ist. Weiterhin wird in der oben genannten Publikation eine Amplituden- bzw. -Verstärkungs-Regelung in dem eingesetzten Transimpedanzverstärker durch eine nichtlineare Kennlinie des Transimpedanzverstärkers ersetzt, was zu dem Nachteil führt, dass niedrige Versorgungsspannungen nicht mehr verwendet werden können.
Ein weiterer herkömmlicher Ansatz zur Bereitstellung kurzer Übergangszeiten besteht darin, die Pegel von logischen 0- Signalen und 1-Signalen mit analogen Abtast- und Halteschaltungen in Echtzeit innerhalb eines Bits zu messen. Hierdurch können innerhalb der ersten wenigen Bits der Datenstromübertragung ein korrekter Offset sowie eine korrekte Verstärkungseinstellung bestimmt werden.
Diese Einstellungen sind in den Publikationen "An Instantaneous Response CMOS Optical Receiver IC with Wide Dynamic Range and Extremely High Sensitivity Using Feed-Forward Auto-Bias Adjustment" von Makoto Nakamura et al. JSSC 95, "Burst mode receiver with peak detection", "Novel cell-AGC technique for Burst-Mode CMOS Preamplifier with Wide Dynamic Range and High Sensitivity for ATM-PON System", S. Yamashita et al. ESSCIRC 2001, "Novel Cell AGC . . .". - TIA mit Burst-Mode Gain Regelung offenbart. Ein Nachteil der in den Publikationen von Makoto Nakamura et al und S. Yamashita et al vorgestellten Schaltungsanordnungen besteht darin, dass der Offset in vielen Fällen nur mit unzureichender Auflösung ermittelbar ist, wodurch Empfindlichkeitsverluste von bis zu 3 dB entstehen können.
Bei den oben erwähnten herkömmlichen Schaltungsanordnungen und Verfahren zum Empfangen von Burstmode-Empfängersignalen wird vorausgesetzt, dass sich die Pegel innerhalb einer Burst-Dauer nicht mehr ändern. Dies ist insbesondere bei hohen Temperaturen in unterschiedlichen optischen Netzwerkeinheiten (ONU = Optical Network Unit) nicht gegeben, wodurch bei hohen Temperaturen ein weiterer Empfindlichkeitsverlust von bis zu einigen dB in nachteiliger Weise entsteht.
Weiterhin erfordern die oben vorgestellten herkömmlichen Verfahren Steuersignale und gegebenenfalls auch Signale zur Datenübertragung, welche zusätzliche Anschlusseinheiten bei den Transimpedanzverstärkern erfordern. Dies führt unzweckmäßigerweise zu erhöhten Herstellkosten und einer erhöhten Komplexität.
Weiterhin ist es nachteilig, dass eine Auslegungs-Robustheit verringert wird, weil die zusätzlichen Steuersignale getaktet und digital sind. Somit können die oben genannten Gleichspannungs-gekoppelten Schaltungsanordnungen in der Praxis unzweckmäßigerweise nicht eingesetzt werden, obwohl kurze Übergangszeiten im Bereich einiger Nanosekunden erreicht werden können.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Wechselspannungs-gekoppelte Schaltungsanordnung vorzusehen, bei der kurze Übergangszeiten kostengünstig und flexibel einstellbar sind, wobei ein einfacher Aufbau eines eingesetzten Transimpedanzverstärkers aufrechterhalten wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schaltungsanordnung für Burstmode-Empfänger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Ferner wird die Aufgabe durch ein im Patentanspruch 14 angegebenes Verfahren gelöst.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, eine Umschaltung zwischen unterschiedlichen Zeitkonstanten während des Empfangs und der Verstärkung eines übertragenen Datenstroms in einer Wechselspannungs-gekoppelten Schaltungsanordnung vorzusehen.
Es ist somit ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass eine Verstärkungsregelung und auch eine Kopplung zwischen dem Transimpedanzverstärker und den Nachverstärkern in herkömmlicher Weise ausgeführt werden kann, außer dass am Anfang eines Bursts eine kurze Zeitkonstante für die Dauer von ca. 20 bis 50 Bits eingestellt wird, und dass anschließend auf eine größere Zeitkonstante umgestellt werden kann.
Somit ist es vorteilhaft, dass keine aufwendige Implementierung eines Nachverstärkers in Kauf genommen werden muss. Der Nachverstärker kann durch die vorgeschlagene Schaltungsanordnung in einem langsamen Betriebsmodus ("slow mode") betrieben werden. Dies ermöglicht eine kostengünstige Realisierung mit schaltungstechnischen Lösungen nach dem Stand der Technik. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der Nachverstärker vollständig kompatibel zu Nachverstärkern mit kontinuierlichem Betriebsmodus ist.
Es ist weiterhin von Vorteil, dass das erfindungsgemäße Verfahren durch eine kontinuierliche Regelung von Verstärkung und Offset äußerst robust ist. Bevorzugtermaßen entsteht kein Empfindlichkeitsverlust der Wechselspannungs-gekoppelten Schaltungsanordnung.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung für Burstmode- Empfänger weist im Wesentlichen auf:

a) eine Empfangseinheit zum Empfangen eines übertragenen Datenstroms und zum Ausgeben eines elektrischen Signals in Abhängigkeit von dem übertragenen Datenstrom;
b) einen Transimpedanzverstärker zum Verstärken des von der Empfangseinheit ausgegebenen elektrischen Signals, wodurch ein Verstärkerausgangssignal erhalten wird; und
c) einen Nachverstärker zum Nachverstärken des von dem Transimpedanzverstärker ausgegebenen Verstärkerausgangssignals, wobei der Transimpedanzverstärker mindestens eine Umschalteinheit aufweist, die eine Umschaltung zwischen unterschiedlichen Zeitkonstanten während der Verstärkung des elektrischen Signals bereitstellt.

Ferner weist das erfindungsgemäße Verfahren zum Verarbeiten von Burstmode-Empfängersignalen die folgenden Schritte auf:

a) Empfangen eines übertragenen Datenstroms in einer Empfangseinheit;
b) Ausgeben eines dem übertragenen Datenstrom entsprechenden elektrischen Signals aus der Empfangseinheit;
c) Verstärken des von der Empfangseinheit ausgegebenen elektrischen Signals in ein Verstärkerausgangssignal mittels eines Transimpedanzverstärkers; und
d) Nachverstärken des von dem Transimpedanzverstärker ausgegebenen Verstärkerausgangssignals mittels eines Nachverstärkers,

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist der Transimpedanzverstärker mindestens eine Verstärkungsregelungseinheit auf, die eine Verstärkungsregelung in Abhängigkeit von einem Pegel des Verstärkerausgangssignals bereitstellt. In vorteilhafter Weise wirkt die Verstärkungsregelungseinheit auf eine in dem Transimpedanzverstärker angeordnete Verstärkereinheit, beispielsweise eine Operationsverstärkereinheit, und bildet somit eine Regelschleife.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die Verstärkungsregelungseinheit eine Pegelerfassungseinheit zur Erfassung des Pegels des Verstärkerausgangssignals auf, wodurch der Verstärkungsregelungseinheit ein Eingangssignal bereitgestellt wird, mit welchem eine Verstärkungsregelung durchgeführt werden kann.
Gemäß noch einer weitern bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die Verstärkungsregelungseinheit eine Verstärkungssteuereinheit zur Steuerung einer Verstärkung des Transimpedanzverstärkers auf, wobei die von der Verstärkungssteuereinheit ausgegebenen Steuersignale in vorteilhafter Weise direkt auf Verstärkereinheiten innerhalb des Transimpedanzverstärkers wirken.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist der Transimpedanzverstärker mindestens eine Operationsverstärkereinheit auf, die durch die Verstärkungsregelungseinheit angesteuert wird.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der übertragene Datenstrom ein optischer Datenstrom.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der übertragene Datenstrom aus aufeinanderfolgenden Datenpaketen ausgebildet.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die Empfangseinheit ein lichtempfindliches Empfangselement auf, so dass in vorteilhafter Weise ein optischer Datenstrom mit einer hohen Datenübertragungsrate empfangen werden kann.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird als das lichtempfindliche Empfangselement in der Empfangseinheit eine PIN-Diode bereitgestellt, welche in vorteilhafter Weise hohe Datenraten aufnehmen und in ein elektrisches Signal umsetzen kann.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weisen die Regelschleifen der Verstärkungs- bzw. Offsetregelung des Nachverstärkers eine geringere Zeitkonstante als diejenigen des Transimpedanzverstärkers auf. Somit können Offset- und Verstärkungsregelungen in dem Nachverstärker mit herkömmlichen Komponenten ausgeführt werden, d. h. diese können in einem langsamen Modus ("slow mode") betrieben werden.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Umschalteinheit aus Schaltern, Widerstandselementen und Kondensatoren aufgebaut.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird die mindestens eine Zeitkonstante von Verstärkungs- und/oder Offsetregelungen des Transimpedanzverstärkers durch das Produkt von dem Widerstandswert der Widerstandselemente und dem Kapazitätswert der Kondensatoren gemäß T = R.C festgelegt.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der Transimpedanzverstärker in der Empfangseinheit integriert ausgebildet, so dass zweckmäßigerweise ein optoelektronisches Modul, vorzugsweise ein bidirektionales Modul (BIDI) bereitgestellt wird.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird der mindestens einen Umschalteinheit ein externes Umschaltsignal über einen Umschaltanschluss des Transimpedanzverstärkers zugeführt, so dass eine Umschaltung (Fast/Superfast-Umschaltung) von einer externen Schaltungseinheit (einem externen Chip) in vorteilhafter Weise ausgeführt werden kann.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird durch die Umschalteinheit ein Umschalten des Transimpedanzverstärkers zwischen einer ersten und einer zweiten Zeitkonstante ausgeführt, wobei die erste Zeitkonstante kürzer als die zweite Zeitkonstante ist.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird die mindestens eine Zeitkonstante in Abhängigkeit von Widerstandselementen und Kondensatoren vorgegeben.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird während der ersten Bits des übertragenen Datenstroms ein Rechtecksignal bzw. eine 0-1-Folge bereitgestellt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung für Burstmode-Empfänger in einer Blockbild-Darstellung mit den drei wesentlichen Blöcken Empfangseinheit, Transimpedanzverstärker und Nachverstärker.
In der in Fig. 1 gezeigten Schaltungsanordnung für Burstmode-Empfänger wird ein übertragener Datenstrom 102 einer Empfangseinheit 101 zugeführt, welche ein Empfangselement 113 aufweist. Dieses Empfangselement ist bei hohen Datenübertragungsraten (beispielsweise 1,25 Gbit/s) als ein lichtempfindliches bzw. optisches Empfangselement ausgelegt. Auf diese Weise können Datenströme in unterschiedlichen passiven optischen Netzen in ein elektrisches Signal 102a umgesetzt werden.
Das elektrische Signal 102a wird schließlich einem Transimpedanzverstärker 103 zugeführt, welcher mindestens eine steuerbare Verstärkereinheit 107 aufweist. Vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, ist die Verstärkereinheit 107 als ein Operationsverstärker ausgebildet. Im Rückkopplungszweig der Verstärkereinheit 107 sind zwei parallel geschaltete Widerstandselemente ausgebildet, von welchen ein Widerstandselement durch eine Verstärkungsregelungseinheit 106 variiert wird. Auf diese Weise wird die gesamte Verstärkung des Transimpedanzverstärkers 103 variiert. Das Ausgangssignal der Verstärkereinheit 107 wird einer Wandlereinheit 108 zugeführt, welcher an einem zweiten Eingangsanschluss eine Vorspannung über eine Vorspanneinheit 109 zugeführt wird. Die Wandlereinheit wandelt "single-ended"-Signale aus der Verstärkereinheit 107 in differentielle Signale.
Auf diese Weise ist es möglich, einen Offset eines Verstärkerausgangssignals 102b variabel vorzugeben. Das Ausgangssignal der Wandlereinheit 108 wird abgegriffen und der Verstärkungsregelungseinheit 106 zugeführt. Die Verstärkungsregelungseinheit 106 besteht aus einer Verstärkungssteuereinheit 106a und einer Pegelerfassungseinheit 106b. Die Pegelerfassungseinheit 106b erfasst den an den Ausgang der Wandlereinheit 108 anliegenden Pegel und wirkt über die Verstärkungssteuereinheit 106a auf den Rückkoppelzweig der Operationsverstärkereinheit 107, so dass eine Verstärkungsregelungsschleife bereitgestellt wird.
Erfindungsgemäß erfolgt eine Anbindung eines dem Transimpedanzverstärker 103 folgenden Nachverstärkers 104 mittels einer Wechselspannungskopplung (AC-Kopplung). Dies ist in Fig. 1 durch die beiden Kondensatoren C dargestellt. In einer erfindungsgemäßen Umschalteinheit 105 wird eine Umschaltung zwischen unterschiedlichen Zeitkonstanten bereitgestellt. In dem in Fig. 1 gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen Zeitkonstanten dargestellt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass eine Umschaltung zwischen mehr als zwei unterschiedlichen Zeitkonstanten möglich ist. Durch die Umschaltung wird eine Zeitkonstante adaptiv vorgegeben. Hierbei ergibt sich die Zeitkonstante näherungsweise durch das Produkt des Widerstandswerts der (parallel geschalteten) Widerstandelemente und des Kapazitätswerts der Kondensatoren C.
Die jeweilige Zeitkonstante berechnet sich zu: T = R.C.
In Fig. 1 ist erkennbar, dass bei einem Umlegen des Schalters S eine Verringerung der Zeitkonstante bereitgestellt wird. Das Umlegen eines Schalters wird in diesem Ausführungsbeispiel durch ein externes Umschaltsignal 114 bereitgestellt, das einem Umschaltanschluss 115 des Transimpedanzverstärkers 103 zugeführt wird.
Weiterhin ist in Fig. 1 gezeigt, dass eine Umschalteinheit 105 ebenfalls in der Verstärkungssteuereinheit 106a der Verstärkungsregelungseinheit 106 bereitgestellt ist. Bei einem Umschalten der AC-Ausgangskopplung erfolgt gleichzeitig ein Umschalten der Verstärkungsregelung, um einen konstanten Pegel des Verstärkerausgangssignals 102b aufrecht zu erhalten. Dieses Verstärkerausgangssignal 102b wird schließlich dem Nachverstärker 104 zugeführt. Der Nachverstärker ist in herkömmlicher Weise aufgebaut und soll deswegen nur kurz beschrieben werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der Nachverstärker aus mindestens einer Differenzverstärkereinheit 110, wobei die hintereinander geschalteten Differenzverstärkereinheiten 110 über eine Offsetregelungseinheit 112 gesteuert werden. Die Offsetregelungseinheit 112 besteht aus einer Offseterfassungseinheit 112b, welche einen Offset am Ausgang der hintereinander geschalteten Differenzverstärkereinheiten 110 erfasst, wobei der erfasste Offset der Offsetsteuereinheit 102a zugeführt wird, um eine Offsetsteuerung der ersten der hintereinander geschalten Differenzverstärkereinheiten 110 bereitzustellen.
Eine weitere Offsetregelstufe besteht aus zwei Differenzverstärkereinheiten 110 und einem Schwellwertdetektor 111, wobei das Ausgangssignal des Schwellwertdetektors 111 der zweiten Offseterfassungseinheit 112b, welche in der zweiten Offsetregelungseinheit 112 integriert ist, zugeführt wird. Weiterhin enthält die zweite Offsetregelungseinheit 112 ebenfalls eine Offsetsteuereinheit 112a, welche auf die erste Differenzverstärkereinheit 110 der zweiten Verstärkerstufe des Nachverstärkers 104 einwirkt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann bei einem Empfang eines übertragenen Datenstroms, der aus einzelnen Datenpaketen aufgebaut ist, bei Beginn eines Bursts eine kurze Zeitkonstante T1 eingestellt werden, wobei die kurze Zeitkonstante für beispielsweise ca. 20 bis 50 Bits erhalten bleibt. Anschließend wird auf eine größere zweite Zeitkonstante T2 umgestellt.
Es ist vorteilhaft, wenn, um eine optimale Funktionalität zu erreichen, ein Rechtecksignal während der ersten Bits empfangen wird, d. h. eine 0-1-Folge während der ersten Bits bereitgestellt wird. Der übertragene Datenstrom weist Datenraten von bis zu 1,25 Gbit/s auf.
Das Ausgangssignal des Nachverstärkers 104 wird schließlich dekodiert und weiterverarbeitet. Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens ist es möglich, herkömmliche Nachverstärker 104 einzusetzen, welche mit einem vorangehenden Transimpedanzverstärker 103 Wechselspannungs-gekoppelt sind.
Auf diese Weise werden Übergangszeiten zwischen aufeinanderfolgenden Datenpakten in dem übertragenen Datenstrom 102 in einem Bereich zwischen 50 ns und 1000 ns ermöglicht. Auf diese Weise wird eine kostengünstige und flexible Realisierung einer Einstellung von Übergangszeiten bei Burstmode- Empfängern erreicht, welche hohe Datenraten, insbesondere mit optischen Empfangseinheiten, empfangen und weiterverarbeiten.
Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Auch ist die Erfindung nicht auf die genannten Anwendungsmöglichkeiten beschränkt. Bezugszeichenliste 101 Empfangseinheit
102 Übertragener Datenstrom
102a Elektrisches Signal
102b Verstärkerausgangssignal
103 Transimpedanzverstärker
104 Nachverstärker
105 Umschalteinheit
106 Verstärkungsregelungseinheit
106a Verstärkungssteuereinheit
106b Pegelerfassungseinheit
107 Verstärkereinheit
108 Wandlereinheit
109 Vorspanneinheit
110 Differenzverstärkereinheit
111 Schwellwertdetektor
112 Offsetregelungseinheit
112a Offsetsteuereinheit
112b Offseterfassungseinheit
113 Empfangselement
114 Umschaltsignal
115 Umschaltanschluss

Claims

1. Schaltungsanordnung für Burstmode-Empfänger, umfassend:

a) eine Empfangseinheit (101) zum Empfangen eines übertragenen Datenstroms (102) und zum Ausgeben eines elektrischen Signals (102a) in Abhängigkeit von dem übertragenen Datenstrom (102);

b) einen Transimpedanzverstärker (103) zum Verstärken des von der Empfangseinheit (102) ausgegebenen elektrischen Signals (102a) in ein Verstärkerausgangssignal (102b); und

c) einen Nachverstärker (104) zum Nachverstärken des von dem Transimpedanzverstärker (103) ausgegebenen Verstärkerausgangssignals (102b),

dadurch gekennzeichnet,
dass

a) der Transimpedanzverstärker (103) mindestens eine Umschalteinheit (105) aufweist, die eine Umschaltung zwischen unterschiedlichen Zeitkonstanten (T1, T2) während der Verstärkung des elektrischen Signals (102a) bereitstellt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Transimpedanzverstärker (103) mindestens eine Verstärkungsregelungseinheit (106) aufweist, die eine Verstärkungsregelung in Abhängigkeit von einem Pegel des Verstärkerausgangssignals (102b) bereitstellt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsregelungseinheit (106) eine Pegelerfassungseinheit (106b) zur Erfassung des Pegels des Verstärkerausgangssignals (102b) aufweist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsregelungseinheit (106) eine Verstärkungssteuereinheit (106b) zur Steuerung einer Verstärkung des Transimpedanzverstärkers (103) aufweist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Transimpedanzverstärker (103) mindestens eine Operationsverstärkereinheit (107) aufweist, die durch die Verstärkungsregelungseinheit (106) angesteuert wird.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der übertragene Datenstrom (102) ein optischer Datenstrom ist.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der übertragene Datenstrom (102) aus aufeinanderfolgenden Datenpaketen ausgebildet ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit (101) ein lichtempfindliches Empfangselement (113) aufweist.

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das lichtempfindliche Empfangselement (113) als eine PIN-Diode bereitgestellt ist.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Regelschleifen der Verstärkungs- und/oder Offsetregelung des Nachverstärkers (104) eine geringere Zeitkonstante als diejenigen des Transimpedanzverstärkers aufweisen.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinheit (105) aus Schaltern (S), Kondensatoren (C), Widerstandselementen (R) und/oder CMOS-Transistoren aufgebaut ist.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Zeitkonstante (T) des Transimpedanzverstärkers (103) durch T = R.C festgelegt ist.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Transimpedanzverstärker (103) in der Empfangseinheit (101) integriert ausgebildet ist.

14. Verfahren zum Verarbeiten von Burstmode- Empfängersignalen, mit den Schritten:

a) Empfangen eines übertragenen Datenstroms (102) in einer Empfangseinheit (101);

b) Ausgeben eines dem übertragenen Datenstrom (102) entsprechenden elektrischen Signals (102a) aus der Empfangseinheit (101);

c) Verstärken des von der Empfangseinheit (102) ausgegebenen elektrischen Signals (102a) in ein Verstärkerausgangssignal (102b) mittels eines Transimpedanzverstärkers (103); und

d) Nachverstärken des von dem Transimpedanzverstärker (103) ausgegebenen Verstärkerausgangssignals (102b) mittels eines Nachverstärkers (104),

dadurch gekennzeichnet,
dass

a) in dem Transimpedanzverstärker (103) mittels mindestens einer Umschalteinheit (105) zwischen unterschiedlichen Zeitkonstanten (T1, T2) während der Verstärkung des elektrischen Signals (102a) umgeschaltet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens einen Umschalteinheit (105) ein externes Umschaltsignal (114) über einen Umschaltanschluss (115) des Transimpedanzverstärkers (103) zugeführt wird.

16. Verfahren nach einem oder beiden der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinheit (105) ein Umschalten des Transimpedanzverstärkers (103) zwischen einer ersten (T1) und einer zweiten Zeitkonstante (T2) ausführt, wobei die erste Zeitkonstante (T1) kürzer als die zweite Zeitkonstante (T2) ist.

17. Verfahren nach den Ansprüchen 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Zeitkonstante (T, T1, T2) in Abhängigkeit von Widerstandselementen (R) und Kondensatoren (C) vorgegeben wird, wobei gilt T = R.C.

18. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der übertragene Datenstrom (102) mit Datenraten von 1,25 Gbit/s bereitgestellt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Übergangszeit zwischen aufeinanderfolgenden Datenpaketen in dem übertragenen Datenstrom (102) in einem Bereich zwischen 50 ns und 1000 ns vorgegeben wird.

20. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass während der ersten Bits des übertragenen Datenstroms (102) ein Rechtecksignal bzw. eine 0-1-Folge bereitgestellt wird.