FR3029041A1

FR3029041A1 - Recepteur optique muni d'un bloc de controle de seuil

Info

Publication number: FR3029041A1
Application number: FR1461432A
Authority: FR
Inventors: Robert Polster; Jimenez Jose-Luis Gonzalez
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA; Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2016-05-27
Also published as: US9584226B2; US20160149648A1; EP3026833B1; EP3026833A1

Abstract

L'invention concerne un récepteur optique comprenant : une photodiode (102) couplée à l'entrée d'un amplificateur à transimpédance (308) de telle sorte que l'amplificateur à transimpédance reçoit le courant (IPD) de la photodiode ; un premier comparateur (112, 838) adapté à comparer une tension de sortie (VOUT) de l'amplificateur à transimpédance (308) à une tension de seuil (VTH) ; et un bloc de contrôle de seuil (314) pour générer la tension de seuil (VTH), le bloc de contrôle de seuil (314) comprenant au moins un condensateur couplé à la sortie (110) de l'amplificateur à transimpédance (308) par l'intermédiaire d'au moins un commutateur.

Description

B13604 - DD15444ST 1 RECEPTEUR OPTIQUE MUNI D'UN BLOC DE CONTROLE DE SEUIL Domaine La présente description concerne le domaine des communications optiques, et en particulier un récepteur optique et un procédé d'étalonnage d'un récepteur optique.

Art antérieur Les liaisons optiques assurent des débits ,de transmission de données élevés à faible puissance, et présentent ainsi une solution viable pour remplacer des interconnexions en cuivre ordinaires entre des circuits intégrés. La réception optique est basée sur la capture, en utilisant une photodiode, d'un signal lumineux qui est en général codé de façon numérique, et qui peut avoir un niveau de puissance aussi faible que 10 pW. Le dispositif photosensible génère par exemple un petit courant qui est transformé par le récepteur optique en un signal de tension numérique. Le niveau de puissance du signal optique reçu peut varier dans le temps, et par conséquent, afin de recevoir correctement le signal transmis, un étalonnage du récepteur optique est en général nécessaire. Toutefois, un problème avec les solutions existantes pour étalonner le récepteur optique est qu'elles ont tendance à être complexes et consommatrices de surface de puce et d'énergie, lentes à converger vers un niveau 3029041 B13604 - DD15444ST 2 approprié et/ou trop influencées par le signal de données transmis. Résumé Un objet de modes de réalisation de la présente 5 description est de résoudre au moins plusieurs problèmes de l'art antérieur. Selon un aspect, on prévoit comprenant une photodiode couplée à ficateur à transimpédance de telle sorte partiellement un ou un récepteur optique l'entrée d'un ampli-que l'amplificateur à 10 transimpédance reçoit le courant de la photodiode un premier comparateur adapté à comparer une tension de sortie de l'amplificateur à transimpédance à une tension de seuil; et un bloc de contrôle de seuil pour générer la tension de seuil, le bloc de contrôle de seuil comprenant au moins un condensateur 15 couplé à la sortie de l'amplificateur à transimpédance par l'intermédiaire d'au moins un commutateur. Selon un mode de réalisation, le bloc de contrôle de seuil est adapté à générer la tension de seuil en contrôlant ledit au moins un commutateur pour échantillonner la tension de 20 sortie de l'amplificateur à transimpédance une ou plusieurs fois. Selon un mode de réalisation, ledit au moins un condensateur du bloc de contrôle de seuil comprend : un premier condensateur couplé à un premier noeud, le premier noeud étant couplé par un premier commutateur à la sortie de l'amplificateur à transimpédance ; un deuxième condensateur couplé à un deuxième noeud, le deuxième noeud étant couplé par un deuxième commutateur à la sortie de l'amplificateur à transimpédance, un troisième commutateur étant couplé entre les premier et deuxième noeuds ; et un circuit de commande agencé pour contrôler les premier, deuxième et troisième commutateurs. Selon un mode de réalisation, pendant une phase d'étalonnage du récepteur optique, la photodiode reçoit un signal optique qui est à l'état haut pendant une première 35 période de temps et à l'état bas pendant une deuxième période de 3029041 B13604 - DD15444ST temps avant ou après la première période de temps, le circuit de commande étant agencé pour : fermer le premier commutateur pendant la première période de temps pour amener la tension sur le premier noeud au niveau de la tension de sortie de 5 l'amplificateur à transimpédance, puis ouvrir le premier commutateur avant la fin de la première période de temps ; et fermer le deuxième commutateur pendant la deuxième période de temps pour amener la tension sur le deuxième noeud au niveau de la tension de sortie de l'amplificateur à transimpédance, puis 10 ouvrir le deuxième commutateur avant la fin de la deuxième période de temps. Selon un mode de réalisation, pendant une phase d'étalonnage du récepteur optique, la photodiode reçoit un signal optique qui alterne entre des niveaux haut et bas avec 15 une période tp, et le circuit de commande est agencé pour : contrôler le premier commutateur pour échantillonner la tension de sortie de l'amplificateur à transimpédance à un premier instant ; et contrôler le deuxième commutateur pour échantillonner la tension de sortie de l'amplificateur à trans20 impédance à un deuxième instant, les premier et deuxième instants étant séparés d'un intervalle de temps égal à (N+0.5)tp, où N est un entier positif. Selon un mode de réalisation, le bloc de contrôle de seuil comprend en outre : un quatrième commutateur couplé entre 25 la sortie de l'amplificateur à transimpédance et un noeud intermédiaire ; un cinquième commutateur couplé entre le noeud intermédiaire et le premier noeud ; et un sixième commutateur couplé entre le noeud intermédiaire et le deuxième noeud. Selon un mode de réalisation, le bloc de commande est 30 en outre adapté à contrôler, pendant une période de transmission de données, les quatrième, cinquième et sixième commutateurs pour coupler la sortie de l'amplificateur à transimpédance aux premier et deuxième noeuds. Selon un mode de réalisation, le premier comparateur a 35 une première entrée couplée à la sortie de l'amplificateur à 3029041 B13604 - DD15444ST 4 transimpédance et une deuxième entrée couplée au deuxième noeud, le récepteur optique comprenant 'en outre : un deuxième comparateur ayant une première entrée couplée à la sortie de l'amplificateur à transimpédance et une deuxième entrée couplée 5 au premier noeud. Selon un autre aspect, on prévoit un système de transmission optique comprenant : le récepteur optique susmentionné ; et un émetteur optique agencé pour générer, pendant une phase d'étalonnage du récepteur optique, un signal optique qui 10 alterne entre des niveaux haut et bas. Selon un autre aspect, on prévoit un procédé d'étalonnage d'une tension de seuil d'un premier comparateur d'un récepteur optique, le procédé comprenant : convertir, par un amplificateur à transimpédance, le courant d'une photodiode en 15 une tension de sortie ; et générer, par un bloc de contrôle de seuil, une tension de seuil, le bloc de contrôle de seuil comprenant au moins un condensateur couplé à la sortie de l'amplificateur à transimpédance par l'intermédiaire d'au moins un commutateur.

20 Selon un mode de réalisation, la génération de la tension de seuil comprend le contrôle d'au moins un commutateur pour échantillonner la tension de sortie de l'amplificateur à transimpédance une ou plusieurs fois. Selon un mode de réalisation, la tension de seuil est 25 générée pendant une phase d'étalonnage' du récepteur optique pendant laquelle la photodiode reçoit un signal optique qui est haut pendant une première période de temps et bas pendant une deuxième période de temps avant ou après la première période temps, et la génération de la tension de seuil comprend : fermer 30 un premier commutateur, couplé par l'intermédiaire d'un premier noeud à un premier condensateur, pendant la première période temps pour amener la tension sur le premier noeud au niveau de la tension de sortie de l'amplificateur à transimpédance ; ouvrir le premier commutateur avant la fin de la première période de temps ; fermer un deuxième commutateur, couplé par 3029041 B13604 - DD15444ST 5 l'intermédiaire d'un deuxième noeud à un deuxième condensateur, pendant la deuxième période de temps pour amener la tension sur le deuxième noeud au niveau de la tension de sortie de l'amplificateur à transimpédance ; et ouvrir le deuxième 5 commutateur avant la fin de la deuxième période de temps, Selon un mode de réalisation, la tension de seuil est générée pendant une phase d'étalonnage du récepteur optique pendant laquelle la photodiode reçoit un signal optique qui alterne entre des niveaux haut et bas avec une période tp, et la 10 génération de la tension de seuil comprend : contrôler un premier commutateur, couplé par l'intermédiaire d'un premier noeud à un premier condensateur, pour échantillonner la tension de sortie de l'amplificateur à transimpédance à un premier instant ; et contrôler un deuxième commutateur, couplé par 15 l'intermédiaire d'un deuxième noeud à un deuxième condensateur, pour échantillonner la tension de sortie de l'amplificateur à transimpédance à un deuxième instant, les premier et deuxième instants étant séparés par un intervalle égal à (N+0,5)tp, où N est un entier positif.

20 Selon un mode de réalisation, la génération de la tension de seuil comprend en outre, après les premier et deuxième instants, le contrôle d'un troisième commutateur pour coupler entre eux les premier et deuxième noeuds. Brève description des dessins 25 Les caractéristiques et avantages susmentionnés, et d'autres, apparaîtront clairement avec la description détaillée suivante de modes de réalisation, donnés à titre illustratif et non limitatif, en faisant référence aux dessins joints dans lesquels : 30 la figure 1 illustre schématiquement un exemple de récepteur optique comportant une source de courant variable ; la figure 2 est un chronogramme illustrant des exemples de signaux dans le circuit de la figure 1 ; 3029041 B13604 - DD15444ST la figure 3 illustre schématiquement un système de transmission optique selon un mode de réalisation de la présente description ; la figure 4 illustre schématiquement un amplificateur 5 à transimpédance de la figure 3 plus en détail selon un exemple de réalisation ; la figure 5 illustre schématiquement un bloc de contrôle de seuil de la figure 3 plus en détail selon un mode de réalisation de la présente description ; 10 la figure 6 illustre schématiquement un bloc de contrôle de seuil de la figure 3 plus en détail selon un autre exemple de réalisation de la présente description ; la figure 7 est un chronogramme illustrant des signaux dans le circuit de la figure 6 selon un exemple de réalisation ; 15 et la figure 8 illustre schématiquement le bloc de contrôle de seuil de la figure 6 plus en détail selon un exemple de réalisation. Description détaillée 20 Dans la présente description, le terme "connecté" est utilisé pour désigner une connexion directe entre deux éléments, alors que le terme "couplé" est utilisé pour désigner une connexion entre deux éléments qui peut être directe, ou peut se faire via un ou plusieurs autres composants comme des résis- 25 tances, des condensateurs, ou des transistors. En outre, tel qu'il est utilisé ici, le terme "sensiblement" est utilisé pour désigner une plage de +/- 10 pourcent de la valeur en question. La figure 1 illustre schématiquement un récepteur optique 100. Un récepteur optique ayant de nombreux éléments en 30 commun avec le récepteur optique 100 de la figure 1 est décrit dans la publication de M. Nakamura et al. intitulée "1.25-Gb/s Burst-Mode Receiver ICs With Quick Response for PON Systems", IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 40, No. 12, Décembre 2005.

3029041 B13604 - DD15444ST 7 Le récepteur optique 100 comprend une photodiode 102 ayant sa cathode couplée à une tension d'alimentation VDD, et son anode couplée à un noeud 104. La photodiode 102 est polarisée par une source de courant variable 106, qui est 5 couplée entre le noeud 104 et la masse, et conduit la portion en courant 'continu Ipc du signal de sortie de photodiode li)D. Le noeud 104 est aussi couplé à l'entrée d'un amplificateur à transimpédance (TIA) 108. En particulier, le TIA reçoit la différence de courant AI entre le courant Ipp conduit par la 10 photodiode 102 et le courant Ipc conduit par la source de courant variable 106. La sortie 110 du TIA 108 est couplée à l'entrée positive d'un comparateur 112, qui est par exemple un amplificateur de détection. L'entrée négative du comparateur 112 est 15 couplée à un bloc de contrôle de seuil (TCB) 114, qui génère une tension de seuil VTH fournie au comparateur 112. Une entrée du TCB 114 est couplée à la sortie 110 du TIA 108. Le TCB 114 fournit aussi une tension de commande VC à la source de courant variable 106.

20 Le fonctionnement du circuit de la figure 1 va mainte- nant être décrit en faisant référence aux chronogrammes de la figure 2. La figure 2 illustre un exemple du courant de photodiode Ipp, du courant IDC conduit par la source de courant 25 variable 106, de la tension VOUT au niveau de la sortie du TIA 108, et de la tension de seuil VTH. La figure 2 illustre une première phase de transmission de données 202 pendant laquelle le signal optique transmis au récepteur optique 100 alterne entre des niveaux haut 30 et bas, et par exemple correspond à une séquence de bits "10101010101...". Là source de courant 106 conduit initialement un courant relativemént faible, et le courant de photodiode, qui a une forme d'onde carrée correspondant au signal optique transmis, est ainsi aussi initialement à un niveau relativement 3029041 B13604 - DD15444ST bas. La tension de sortie VOUT du TIA 108 est par conséquent initialement aussi relativement basse. Dans le circuit de la figure 1, le TCB 114 règle, en utilisant la tension de commande Vo, le courant IDo afin de 5 polariser le TIA 108 dans une, certaine plage de fonctionnement préférée. Ainsi, dans l'exemple de la' figure 2, le TCB 114 contrôle par exemple la source de courant variable 106 afin d'augmenter le courant de photodiode Ipp, et d'augffienter aussi la tension de polarisation du TIA 108. Le courant IDo est par 10 exemple augmenté jusqu'à qu'il converge vers un niveau Is auquel la tension de sortie VOUT du TIA 108 a atteint un niveau moyen souhaité. La tension de seuil VTH est générée sur la base de la tension de sortie VOUT du TIA 108, et converge par exemple vers un niveau Vs, qui est autour du point intermédiaire entre les 15 niveaux haut et bas de la tension de sortie VOUT. Le TCB 114 contrôle par exemple les niveaux de IDo et de VTH en utilisant un filtre passe-bas ayant une fréquence de coupure telle que les transitions à relativement haute fréquence se trouvant dans la tension de sortie VOUT du TIA 108, 20 lorsqu'elles correspondent au signal de données transmis, sont éliminées par filtrage. Toutefois, comme cela est présenté sur le côté droit en figure 2, si pendant la phase de transmission de données ultérieure le signal de données comprend des séquences de 25 plusieurs 1 ou 0, cela peut entraîner que le TCB 114 décale les niveaux du courant IDo et de la tension de seuil VTH. Si le décalage crête AVTH dans la tension de seuil VTH dépasse un certain niveau, cela peut provoquer des erreurs dans le décodage du signal de données par le comparateur 112.

30 Ainsi, un problème est que, si le filtre passe-bas du TCB 114 dans le circuit de la figure 1 a une fréquence de coupure relativement haute, la tension de seuil VTH est susceptible de dériver lorsque le signal de données-comprend des séquences de quelques 0 ou quelques 1. Dans l'autre cas, si le 35 filtre passe-bas du TCB 114 a une fréquence de coupure relati- 3029041 B13604 - DD15444ST 9 vement basse, le courant IDo et la tension de seuil VTH vont être lentes à se stabiliser aux niveaux Is et VS respectivement. La figure 3 illustre schématiquement un système de transmission optique 300 comprenant un récepteur optique 301.

5 Certains éléments du récepteur optique 301 sont identiques à ceux du récepteur optique 100 de la figure 1, et ont été notés avec les mêmes références numériques et ne seront pas décrits de nouveau en détail. Dans le récepteur optique 301, plutôt que de 10 comprendre la source de courant variable 106 pour conduire la portion en courant continu du signal de photodiode Ipp, le TIA 108 est remplacé par un TIA 308, qui conduit la totalité de courant de photodiode Ipp, en d'autres termes, la portion en courant continu IDo et la portion en courant alternatif AI du 15 signal de la photodiode. Ainsi, le noeud 104 est seulement couplé à l'entrée du TIA 308. En outre, le TCB 114 de la figure 1 est remplacé en figure 3 par un bloc de contrôle de seuil 314 pour générer la tension de seuil VTH du comparateur 112, et ne génère plus la tension de commande Vo pour contrôler une source 20 de courant variable. Le système de transmission optique 300 de la figure 3 comprend aussi par exemple un émetteur optique (OPTICAL TRANSMITTER) 316, qui génère le signal optique. Le signal optique est par exemple transmis par l'intermédiaire d'un guide 25 d'onde optique 318 à la photodiode 102 du récepteur 301. La distance séparant les côtés d'émission et de réception, et la longueur du guide d'onde optique 318, vont dépendre de l'application particulière, et pourraient par exemple n'être que de quelques millimètres ou être beaucoup plus grandes. Un exemple 30 d'application du système de transmission optique 300 est uh'è transmission de données entre des coeurs de processeurs dans une architecture de calcul à coeurs multiples. L'émetteur optique 316 reçoit par exemple le signal de données D à transmettre sur la liaison optique, et un signal 35 d'étalonnage CS à transmettre sur la liaison optique pendant une 3029041 B13604 - DD15444ST 10 ou plusieurs phases d'étalonnage du récepteur optique 301. Le système de transmission optique 300 est par exemple capable de transmissions de données à un débit binaire pouvant aller jusqu'à 10 Gb/s par comparateur sur le côté récepteur.

5 La figure 4 illustre schématiquement le TIA 308 de la figure 3 plus en détail selon un exemple de réalisation. Le TIA 308 comprend par exemple un inverseur constitué de transistors 402 et 404 couplés par letirs noeuds de conduction principaux entre une tension d'alimentation VDD et la masse. Le 10 transistor 402 est par exemple un transistor PMOS, et le transistor 404 est par exemple un transistor NMOS. Un noeud intermédiaire entre les transistors 402, 404 correspond au noeud de sortie 110 du TIA 308 et fournit la tension de sortie VOUT- Le noeud 110 est couplé par l'intermédiaire d'une résistance 406 15 au noeud d'entrée 104 du TIA 308. Le noeud d'entrée 104 est aussi couplé aux noeuds de commande des transistors 402, 404. En fonctionnement, le TIA 308 de la figure 4 fonctionne comme un inverseur push-pull avec une contre-réaction positive assurée par la résistance 406. La partie en courant 20 continu IDo du courant d'entrée est conduite par la résistance 406 puis par le transistor 404. La tension de sortie VOUT sur le noeud de sortie 110 du TIA 308 est fonction des signaux de courant IDC et AI. Les figures 5 et 6 illustrent schématiquement le TCB 25 314 de la figure 3 plus en détail selon des variantes de réalisation. Dans l'exemple de la figure 5, le TCB 314 comprend un condensateur 502 couplé entre la masse et un noeud 504. Le noeud 504 est à son tour couplé à la sortie 110 du TIA 308 par 30 l'intermédiaire d'une résistance 506 et d'un commutateur 508 couplés en série. Le commutateur 508 est contrôlé par un signal S. En fonctionnement, le condensateur 502 et la résistance 506 forment un filtre RC qui est par exemple couplé à la 35 sortie 110 du TIA 308 seulement pendant une phase d'étalonnage 3029041 B13604 - DD15444ST 11 du récepteur optique. Par exemple, pendant la phase d'étalonnage, l'émetteur optique 316 émet un signal qui alterne entre des niveaux haut et bas, par exemple au débit binaire, de sorte que la séquence transmise est par exemple "101010101010...". La 5 résistance de la résistance 506 et la capacité du condensateur 502 sont par exemple choisies de telle sorte que la fréquence de coupure du filtre soit relativement haute, et la tension sur le noeud 504 converge ainsi relativement rapidement vers une valeur moyenne entre les niveaux haut et bas. La phase d'étalonnage 10 peut par conséquent être relativement courte, et avant la phase de transmission de données, le commutateur 508 est par exemple ouvert de telle sorte que le condensateur 502 est isolé de la sortie 110 du TIA 308, et la tension de seuil VTH reste à un niveau stable.

15 Dans l'exemple de la figure 6, le TCB 314 comprend deux condensateurs 602 et 604, qui ont par exemple sensiblement la même capacité. Le condensateur 602 est couplé entre la masse et un noeud 606, qui est à son tour couplé à la sortie 110 du TIA 308 20 par l'intermédiaire d'un commutateur 608 contrôlé par un signal Si. Le condensateur 604 est couplé entre la masse et un noeud 610, qui est à son tour couplé à la sortie 110 du TIA 308 par l'intermédiaire d'un commutateur 612 contrôlé par un signal S2. Un commutateur 614 contrôlé par un signal S3 est couplé entre 25 les noeuds 606 et 610. Un bloc de commande (CTRL) 616 génère par noeud 610 par exemple exemple les signaux Si, S2 et S3. Le fournit la tension de seuil VTH. Dans un exemple de fonctionnement du circuit de la figure 6, pendant la phase d'étalonnage, l'émetteur optique 316 30 émet un signal qui est haut pendant une période de temps correspond à une pluralité de uns binaires et bas pendant une autre période de temps correspondant à une pluralité de zéros binaires. Ces périodes de temps pourraient être dans un ordre quelconque. Pendant l'une de ces périodes de temps, le commu- 35 tateur 608 est fermé de telle sorte que la tension sur le noeud 3029041 B13604 - DD15444ST 12 606 converge rapidement vers un niveau de tension VO correspondant au niveau zéro binaire, et le commutateur 608 est alors ouvert de nouveau pour mémoriser cette tension sur le noeud 606. Pendant les autres périodes de temps, le commutateur 612 est 5 fermé de sorte que la tension sur le noeud 610 converge rapidement vers un niveau de tension V1 correspondant à un niveau un binaire, et le commutateur 612 est alors ouvert de nouveau pour mémoriser cette tension sur le noeud 610. Ainsi, chacune des périodes de temps est par exemple suffisamment 10 longue pour que la tension aux bornes du condensateur 602 ou 604 s'établisse à un niveau correspondant à la tension de sortie du TIA. Le commutateur 614 est ensuite fermé de sorte que la tension sur les noeuds 606, 610 s'égalise à un niveau sensiblement à mi-chemin entre VO et Vl.

15 On va maintenant décrire plus en détail une variante de fonctionnement du circuit de la figure 6 en faisant référence au chronogramme de la figure 7. La figure 7 illustre des exemples de la tension de sortie VOUT du TIA 308, dés tensions sur les noeuds 606 et 610 20 respectivement, et des signaux Si, S2 et S3. Pendant une phase d'étalonnage 702, un signal est par exemple émis par l'émetteur optique 316, et ainsi la tension de sortie VOUT a par exemple une forme d'onde sensiblement carrée, dans laquelle chacune des impulsions haute et basse a par 25 exemple une durée d'un seul bit. Initialement, le signal S1 est activé, et les signaux S2 et S3 sont bas, de sorte que seul le commutateur 608 est conducteur. Le commutateur 608 est par exemple dimensionné pour avoir une résistance RON telle que, avec le condensateur 602, un 30 filtre RC est formé. Comme cela est représenté par la courbe en trait plein 606 en figure 7, la constante de temps de ce filtre RC est telle que la tension sur le noeud 606 monte relativement rapidement jusqu'au niveau du signal de sortie VOUT, puis commence à osciller avec le signal VOUT- 3029041 B13604 - DD15444ST 13 A un instant tl, le signal S1 est amené à l'état bas de sorte que le commutateur 608 est ouvert. Ainsi, le condensateur 602 est isolé de la sortie 110 du TIA 308, et le niveau de tension mémorisé par le condensateur 602 est maintenu sur le noeud 606. Le signal S2 est ensuite activé, de sorte que seul le commutateur 612 est conducteur. Le commutateur 612 est par exemple dimensionné pour avoir une résistance RON telle que, avec le condensateur 604, un filtre RC est formé. Comme cela est 10 représenté par la courbe en trait en pointillés 610 en figure 7, la constante de temps de ce filtre RC est telle que la tension sur le noeud 610 monte relativement rapidement jusqu'au niveau du signal de sortie VOUT, puis commence à osciller avec le signal VOUT- 15 A un instant t2, le signal S2 est amené à l'état bas de sorte que le commutateur 612 est ouvert. Ainsi, le condensateur 604 est isolé de la sortie 110 du TIA 308, et le niveau de tension mémorisé par le condensateur 604 est maintenu sur le noeud 610.

20 Le signal S3 est ensuite activé de sorte que les noeuds 606 et 610 sont couplés ensemble, et la tension de seuil VTH devient égale à la moyenne des tensions maintenues par les condensateurs 602 et 604. Le commutateur 614 est par exemple dimensionné pour assurer une égalisation relativement rapide des 25 charges entre les condensateurs 602 et 604. Les instants t1 et t2 sont par exemple choisis pour tomber en des points, pendant la période du signal de tension VOUT, ayant une différence de phase de 180°. En d'autres termes, le signal VOUT ayant une période d'oscillation tp, les instants 30 tl et t2 sont par exemple séparés d'un intervalle de temps tI égal à (N+0.5)tp, où N est un entier positif supérieur ou égal à 1. La tension mémorisée sur le noeud 606 va avoir une erreur inconnue par rapport au niveau de tension intermédiaire 35 entre les niveaux de tension haut et bas du signal VOUT- 3029041 B13604 - DD15444ST 14 Toutefois, la tension mémorisée sur le noeud 610 va avoir la même amplitude d'erreur que la tension sur le noeud 606, mais avec le signe opposé. Par conséquent, en moyennant la charge maintenue par chaque condensateur, les erreurs sont s'annuler, 5 et la tension résultante sur les noeuds 606 et 610 va être égale au niveau de tension médian entre les niveaux de tension haut-et bas du signal VOUT- Dans l'exemple de la figure 7, les instants t1 et t2 sont alignés avec les transitions de bits du signal VOUT, mais 10 cela n'est qu'une option, et les instants pourraient tomber à un autre temps. En effet, seule la position temporelle relative de t1 et t2 compte. En outre, bien que dans le mode de réalisation de la figure 7, le signal S2 soit amené à l'état haut seulement après 15 que le signal Si soit passé à l'état bas, dans des variantes de réalisation, le signal S2 pourrait passer à l'état haut en même temps que le signal Si, ou à tout instant pendant que le S1 est haut. Toutefois, les fronts descendants des signaux S1 et S2 restent par exemple espacés de l'intervalle t1.

20 La figure 8 illustre schématiquement le TCB 314 de la figure 6 plus en détail selon un exemple de réalisation. Le TCB 314 comprend par exemple un transistor NMOS 802 mettant en oeuvre le commutateur 608 et qui est contrôlé au niveau de sa grille par le signal Si, et un transistor NMOS 804 25 mettant en oeuvre le commutateur 612 et qui est contrôlé au niveau de sa grille par le signal S2. Le commutateur 614 est par exemple mis en oeuvre par un transistor PMOS 806 contrôlé au niveau de sa grille par l'inverse S3 du signal S3 et un transistor NMOS 808 contrôlé au niveau de sa grille par le 30 signal S3, les transistors 806 et 808 étant couplés en parallèle entre eux entre les noeuds 606, 610. Dans certains modes de réalisation, des transistors supplémentaires, chacun ayant sa source et son drain connectés ensemble, sont inclus pour assurer une compensation pour le 35 passage d'horloge. Par exemple, des transistors NMOS 810 et 812 3029041 B13604 - DD15444ST 15 sont couplés de chaque côté du transistor 802, et sont contrôlés au niveau de leurs grilles par l'inverse S1 du signal S1. De façon similaire, des transistors NMOS 814 et 816 sont par exemple couplés de chaque côté du transistor 804, et sont 5 contrôlés au niveau de leurs grilles par l'inverse S2 du signal S2. Des transistors PMOS 818 et 820 sont par exemple couplés de chaque côté du transistor 806, et sont contrôlés au niveau de leurs grilles par le signal S3. Des transistors NMOS 822 et 824 sont par exemple couplés de chaque côté du transistor 808 et 10 sont contrôlés au niveau de leurs grilles par l'inverse S3 du signal S3. Le circuit de la figure 8 comprend aussi par exemple trois commutateurs formés respectivement par un transistor NMOS 826 couplé entre la sortie 110 du TIA 308 et un noeud 15 intermédiaire 828 et contrôlé au niveau de sa grille par un signal S4, un transistor NMOS 830 couplé entre le noeud intermédiaire 828 et le noeud 606 et contrôlé au niveau de sa grille par un signal S5, et un transistor NMOS 832 couplé entre le noeud intermédiaire 828 et le noeud 610 et aussi contrôlé au 20 niveau de sa grille par le signal S5. Dans certains modes de réalisation, les transistors 830 et 832 comprennent aussi une compensation de passage d'horloge assurée par des transistors NMOS 834 et 836, ayant chacun leur source et leur drain connectés ensemble, et chacun étant contrôlé au niveau de sa 25 grille par l'inverse S5 du signal S5. Le transistor 834 est par exemple couplé entre le transistor 830 et le noeud 606, et le transistor 836 est par exemple couplé entre le transistor 832 et le noeud 610. En fonctionnement, les signaux S4 et S5 sont par 30 exemple activés par le bloc de commande 616 de la figure 6 pendant une phase de transmission de données afin de compenser une dérive graduelle dans la puissance du signal optique transmis. Par exemple, cette dérive graduelle est le résultat de changements progressifs de température, de l'activation ou de la 35 désactivation de circuits voisins, et/ou de fluctuations de la 3029041 B13604 - DD15444ST 16 puissance laser. Les transistors 830 et 832 assurent par exemple une certaine résistance, qui, lorsqu'elle est. combinée avec les capacités des condensateurs 602 et 604, réalise un filtre RC ayant une fréquence de coupure relativement basse.

5 La figure 8 illustre aussi un exemple dans lequel il y a un total de quatre comparateurs 838, 840, 842 et 844, qui fonctionnent par exemple de façon entrelacée dans le temps, ce qui permet d'augmenter le débit binaire de transmission de la liaison optique d'un facteur quatre par rapport à l'utilisation 10 d'un seul comparateur. Les comparateurs 838 et 840 ont par exemple chacun leur entrée positive couplée à la sortie 110 du TIA 308, et leur entrée négative couplée au noeud 610. Les comparateurs 842 et 844 ont par exemple chacun leur entrée positive couplée à la sortie 110 du TIA 308, et leur entrée 15 négative couplée au noeud 606. Bien sûr, dans des variantes de réalisation, on pourrait utiliser davantage de comparateurs pour augmenter encore plus le débit binaire de transmission, ou on pourrait utiliser seulement les comparateurs 838 et 842 afin de doubler le débit de transmission de données par rapport à un 20 seul comparateur. Un avantage des modes de réalisation décrits ici est qu'ils procurent une solution d'une complexité relativement faible pour un étalonnage rapide de la tension de seuil du comparateur du récepteur optique. En outre, en utilisant la 25 solution à deux condensateurs de la figure 6, on peut réaliser un étalonnage précis particulièrement rapidement, par exemple en utilisant aussi peu que 6 bits d'étalonnage. Avec la description ainsi faite d'un mode de réalisation illustratif, diverses altérations, modifications et amélio30 rations apparaîtront facilement à l'homme de l'art. Par exèmple, il apparaîtra clairement à l'homme de l'art-que la'tension d'alimentation VDD dans les divers modes de réalisation pourrait avoir un niveau quelconque, par exemple entre 1 et 3 V, et que, plutôt que d'être à 0 V, la tension de 35 masse pourrait aussi être considérée comme une tension d'alimen- 3029041 B13604 - DD15444ST 17 tation qui pourrait avoir un niveau quelconque, comme un niveau négatif. En outre, il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que, dans tous les modes de réalisation décrits ici, certains ou 5 la totalité des transistors NMOS pourraient être remplacés par des transistors PMOS et/ou certains ou la totalité des transistors PMOS pourraient être remplacés par des transistors NMOS. En outre, bien qu'on ait décrit ici des transistors basés sur la technologie MOS, on pourrait utiliser d'autres techno10 logies de transistors dans des variantes de réalisation, comme la technologie bipolaire. En outre, il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que les divers éléments décrits en relation avec les divers modes de réalisation pourraient être combinés, dans des 15 variantes de réalisation, selon des combinaisons quelconques.

Claims

REVENDICATIONS1. Récepteur optique comprenant : une photodiode (102) couplée à l'entrée d'un amplificateur à transimpédance (308) de telle sorte que l'amplificateur à transimpédance reçoit le courant (Tm) de la 5 photodiode ; un premier comparateur (112, 838) adapté à comparer une tension de sortie (VOUT) de l'amplificateur à transimpédance (308) à une tension de seuil (VTH) ; et un bloc de contrôle de seuil (314) pour générer la 10 tension de seuil (VTH), le bloc de contrôle de seuil (314) comprenant au moins un condensateur (502, 602, 604) couplé à la sortie (110) de l'amplificateur à transimpédance (308) par l'intermédiaire d'au moins un commutateur (508, 608, 612).
2. Récepteur optique selon la revendication 1, dans 15 lequel le bloc de contrôle de seuil (314) est adapté à générer la tension de seuil (VTH) en contrôlant ledit au moins un commutateur (508, 608, 612) pour échantillonner la tension de sortie (VOUT) de l'amplificateur à transimpédance (308) une ou plusieurs fois. 20
3. Récepteur optique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit au moins un condensateur (502, 602, 604) du bloc de contrôle de seuil (308) comprend : un premier condensateur (602) couplé à un premier noeud (606), le premier noeud (606) étant couplé par un premier 25 commutateur (608) à la sortie de l'amplificateur à transimpédance (308) ; un deuxième condensateur (604) couplé à un deuxième noeud (610), le deuxième noeud (610) étant couplé par un deuxième commutateur (612) à la sortie de l'amplificateur à 30 transimpédance (308), un troisième commutateur (614) étant couplé entre les premier et deuxième noeuds ; et un circuit de commande (616) agencé pour contrôler les premier, deuxième et troisième commutateurs. 3029041 B13604 - DD15444ST 19
4. Récepteur optique selon la revendication 3, dans lequel, pendant une phase d'étalonnage du récepteur optique, la photodiode (102) reçoit un signal optique qui est à l'état haut pendant une première période de temps et à l'état bas pendant une deuxième période de temps avant ou après la première période de temps, et dans lequel le circuit de .commande (616) est agencé pour : fermer le premier commutateur (608) pendant la première période de temps pour amener la tension sur le premier 10 noeud (606) au. niveau de la tension de sortie de l'amplificateur à transimpédance (308) puis ouvrir le premier commutateur (608) avant la fin de la première période de temps ; et fermer le deuxième commutateur (612) pendant la deuxième période de temps pour amener la tension sur le deuxième 15 noeud (610) au niveau de la tension de sortie de l'amplificateur à transimpédance (308) puis ouvrir le deuxième commutateur (612) avant la fin de la deuxième période de temps.
5. Récepteur optique selon la revendication 4, dans lequel, pendant une phase d'étalonnage du récepteur optique, la 20 photodiode (102) reçoit un signal optique qui alterne entre des niveaux haut et bas avec une période tp, et dans lequel le circuit de commande (616) est agencé pour : contrôler le premier commutateur (608) pour échantillonner la tension de sortie de l'amplificateur à transimpédance 25 (308) à un premier instant (t1) ; et contrôler le deuxième commutateur (612) pour échantillonner la tension de sortie de l'amplificateur à transimpédance (308) à un deuxième instant (t2), les premier et deuxième instants étant séparés d'un intervalle de temps (tI) égal à 30 (N+0.5)tp, où N est un entier positif.
6. Récepteur optique selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel le bloc de contrôle de seuil (314) comprend en outre 3029041 B13604 - DD15444ST 20 un quatrième commutateur (826) couplé entre la sortie (110) de l'amplificateur à transimpédance (308) et un noeud intermédiaire (828) ; un cinquième commutateur (830) couplé entre le noeud 5 intermédiaire (828) et le premier noeud (606) ; et un sixième commutateur (832) couplé entre le noeud intermédiaire (828) et le deuxième noeud (610).
7. Récepteur optique selon la revendication 6, dans lequel le bloc de commande (616) est en outre adapté à 10 contrôler, pendant une période de transmission de données, les quatrième, cinquième et sixième commutateurs (826, 830, 832) pour coupler la sortie (110) de l'amplificateur à transimpédance (308) aux premier et deuxième noeuds (606, 610).
8. Récepteur optique selon l'une quelconque des 15 revendications 1 à 7, dans lequel le premier comparateur (112, 838) a une première entrée couplée à la sortie (110) de l'amplificateur à transimpédance (308) et une deuxième entrée couplée au deuxième noeud (610), le récepteur optique comprenant en outre 20 un deuxième comparateur (842) ayant une première entrée couplée à la sortie (110) de l'amplificateur à transimpédance (308) et une deuxième entrée couplée au premier noeud (606).
9. Système de transmission optique comprenant : 25 le récepteur optique de l'une quelconque des revendi- cations 1 à 8 ; et un émetteur optique (316) agencé pour générer, pendant une phase d'étalonnage du récepteur optique, un signal optique qui alterne entre des niveaux haut et bas. 30
10. Procédé d'étalonnage d'une tension de seuil d'un premier comparateur (112, 838) d'un récepteur optique, le procédé comprenant : convertir, par un amplificateur à transimpédance (308), le courant (Ipp) d'une photodiode (102) en une tension de 35 sortie (VOUT) ; et 3029041 B13604 - DD15444ST 21 générer, par un bloc de contrôle de seuil (314), une tension de seuil (VTH), le. bloc de contrôle de seuil (314) comprenant au moins un condensateur (502, 602, 604) couplé à la sortie de l'amplificateur à transimpédance (308) par l'inter- médiaire d'au moins un commutateur (508, 608, 612).
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel-la génération de la tension de seuil (VTH), comprend le contrôle d'au moins un commutateur (508, 608, 612) pour échantillonner la tension de sortie (VOUT) de l'amplificateur à transimpédance (308) une ou plusieurs fois.
12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, dans lequel la tension de seuil (VTH) est générée pendant une phase d'étalonnage du récepteur optique pendant laquelle la photodiode (102) reçoit un signal optique qui est haut pendant une première période de temps et bas pendant une deuxième période de temps avant ou après la première période temps, et la génération de la tension de seuil (VTH) comprend : fermer un premier commutateur (608), couplé par l'intermédiaire d'un premier noeud (606) à un premier conden- sateur (602), pendant la première période temps pour amener la tension sur le premier noeud (606) au niveau de la tension de sortie de l'amplificateur à transimpédance (308) ; ouvrir le premier commutateur (608) avant la fin de la première période de temps ; fermer un deuxième commutateur (612), couplé par l'intermédiaire d'un deuxième noeud (610) à un deuxième condensateur (604), pendant la deuxième période de temps pour amener la tension sur le deuxième noeud (610) au niveau de la tension de sortie de l'amplificateur à transimpédance (308) ; et ouvrir le deuxième commutateur (612) avant la fin de la deuxième période de temps.
13. Procédé selon la revendication 10 ou 11, dans lequel la tension de seuil (VTH) est générée pendant une phase d'étalonnage du récepteur optique pendant laquelle la photodiode (102) reçoit un signal optique qui alterne entre des niveaux 3029041 B13604 - DD15444ST 22 haut et bas avec une période tp, et la génération de la tension de seuil (VTH) comprend : contrôler un premier commutateur (608), couplé par l'intermédiaire d'un premier noeud (606) à un premier conden- 5 sateur (602), pour échantillonner la tension de sortie (VouT) de l'amplificateur à transimpédance (308) à un premier instant (ti) ; et contrôler un deuxième commutateur (612), couplé par l'intermédiaire d'un deuxième noeud (610) à un deuxième conden- 10 sateur (604), pour échantillonner la tension de sortie (VOUT) de l'amplificateur à transimpédance (308) à un deuxième instant (t2), les premier et deuxième instants étant séparés par un intervalle (t1) égal à (N+0,5)tp, où N est un entier positif.
14. Procédé selon la revendication 12 ou 13, dans 15 lequel la génération de la tension de seuil (VTH) comprend en outre, après les premier et deuxième instants : contrôler un troisième commutateur (614) pour coupler entre eux les premier et deuxième noeuds (606, 610).