TW201419774A - 具有遠離轉阻放大器之光偵測器的接收機光學總成（ｒｏａｓ）及其相關元件、電路與方法 - Google Patents

具有遠離轉阻放大器之光偵測器的接收機光學總成（ｒｏａｓ）及其相關元件、電路與方法 Download PDF

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Abstract

本文中揭示之實施例包括具有遠離差分轉阻放大器(TIA)之光偵測器的接收機光學總成(ROAs)。亦揭示相關元件、電路與方法。藉由提供遠離TIA之光偵測器，可避免與提供親密TIA之光偵測器之設計約束相關聯之額外成本，從而降低ROA之成本。就此而言，作為非限制性實例，從成本來看，根據本文中揭示之實施例之ROA允許較短距離主動式光纜應用用於消費型應用，其中增加之益處為光纖之帶寬增加及低雜訊效能。就此而言，本文中揭示之ROA提供較高輸入阻抗差分TIA電路及傳輸電路抑制或降低振鈴效應且維持足夠低之阻容(RC)時間常數用於差分TIA電路，以允許ROA之較高帶寬操作。

Description

具有遠離轉阻放大器之光偵測器的接收機光學總成(ROAS)及其相關元件、電路與方法 【相關申請案】
本申請案主張在2013年3月8日申請之美國申請案第13/790,350號及2012年10月22日申請之美國申請案第61/716,868號之優先權權利，本文依賴該等申請案之內容且該等申請案之內容全部以引用之方式併入本文中。
本揭示案之技術係關於自光纖接收光學信號且將接收之光學信號轉換為電信號之接收機光學子總成(ROSA)。
隨著互連線速度增加(諸如五(5)至十(10)每秒十億位元(Gbps)及更大)，主動式光纜(AOCs)越來越多地用作傳統銅電纜之替代物。主動式光纜允許電信號轉換為光學信號且在光纖上載送。利用光纖之益處包括極寬帶寬及對環境電子雜訊之高抗擾性。
就此而言，第1圖圖示示例性主動式光纜10。如第1圖中所示，主動式光纜10包括末端連接器12A、末端連接器12B。每一末端連接器12A、12B包括經配置以接收輸入電信號之電導體輸入端14A及經配置以提供輸出電信號之電導體輸出端14B。光電收發機16A、光電收發機16B包括在末端連接器外殼18A、末端連接器外殼18B中分別用於末端連接器12A、末端連接器12B中之每一者。光電收發機16A、光電收發機16B各自包括發射機光學子總成(TOSAs)(未圖示)，該等子總成自電導體輸入端14A接收輸入電信號且將接收之輸入電信號轉換成待在光纖16上傳輸之光學信號。光電收發機16A、光電收發機16B亦各自包括接收機光學子總成(ROSAs)(未圖示)，該等子總成將在光纖16上傳輸之光學信號轉換回電信號，該等電信號待作為輸出電信號提供於電導體輸出端14B上。
主動式光纜通常用於資料中心，以經由專用網路及公用網路兩者將語音、視訊及資料傳輸傳遞至訂戶。舉例而言，主動式光纜可支援伺服器、儲存區域網路(SANs)及/或資料中心處之其他設備之間的互連。在較遠距離處，主動式光纜可比在相同距離處使用中繼器之傳統銅電纜更便宜。與主動式光纜中之光纖的成本相比，光電元件及光纖對準元件之額外成本較不顯著。此外，較長距離主動式光纜之成本可由服務提供商攤銷在大量顧客上，該等顧客可經由相比於銅電纜之主動式光纜接收服務。
對於較短距離主動式光纜，額外元件成本佔主動式光 纜之總成本的較大比例，從而導致比具有相同較短長度之傳統銅電纜之電纜更昂貴。因此，主動式光纜通常未經設計為以較短長度用於消費型應用(例如，消費型電子裝置、個人電腦、外部硬碟機、數位攝影機及電視)。用於較短電纜距離之主動式光纜之較高成本並不視為向顧客提供足夠價值以證明相比於傳統銅電纜之增加之成本。然而，消費型應用開始需要可得益於光纖電纜之較高帶寬。因此未解決對適用於消費型應用之短距離主動式光纜之需求，該等主動式光纜得益於光纖之增加之帶寬及低雜訊操作且在商業上可行。
本文中揭示之實施例包括具有遠離轉阻放大器(TIA)之光偵測器的接收機光學總成(ROAs)。亦揭示相關元件、電路與方法。本申請案之ROA概念使用與用於習知長距離應用之習知ROSA設計相反之設計差異。例如，藉由提供遠離TIA之光偵測器，可避免與提供親密TIA之光偵測器之習知設計約束相關聯之額外成本，從而降低ROA之成本。舉例而言，可避免將光偵測器直接連接至TIA之昂貴接合裝配技術。就此而言，作為非限制性實例，從成本來看，根據本文中揭示之實施例之ROA可允許較短距離主動式光纜應用更易被接受而用於消費型應用，其中增加之益處為光纖之帶寬增加及低雜訊效能。為將遠離TIA之光偵測器提供於ROA中，避免與典型接收機光學子總成(ROSA)相關聯之設計約束。
就此而言，在本文中揭示之實施例中，差分TIA電路具有較高TIA輸入阻抗。將光偵測器耦接至ROA中之差分 TIA電路之佈線連接件經提供為阻抗控制傳輸電路。提供較高TIA輸入阻抗允許差分TIA電路吸收經由將光偵測器耦接至TIA之傳輸電路接收之電信號，以抑制或降低傳輸電路上之振鈴效應。進一步地，藉由提供將光偵測器耦接至TIA之阻抗控制傳輸電路，可減少或消除傳輸電路之電容分量，以防止或減少用於差分TIA電路之阻容(RC)時間常數，以允許較高帶寬操作。就此而言，對於高帶寬操作，光偵測器之電容可經設計為用於差分TIA電路之低RC時間常數之限制電容因數。在一個非限制性實施例中，傳輸電路諸如藉由使用電跡線或類似者阻抗匹配或實質上阻抗匹配至差分TIA電路之TIA輸入阻抗。
就此而言，在一個實施例中，提供接收機光學總成(ROA)。ROA包含安置在光學標頭封裝中之光偵測器，該光偵測器經配置以偵測輸入光學信號且將輸入光學信號轉換成輸出電信號。ROA亦包含差分轉阻放大器(TIA)電路，該差分TIA電路安置在遠離光學標頭封裝之積體電路中。差分TIA電路包含第一差分輸入節點及第二差分輸入節點，其中差分TIA電路具有至少10歐姆之TIA輸入阻抗，以降低對第一差分輸入節點及第二差分輸入節點之振鈴效應。ROA亦包含傳輸電路，該傳輸電路包含耦接至第一差分輸入節點之第一傳輸線及耦接至第二差分輸入節點之第二傳輸線。光偵測器之第一節點耦接至第一傳輸線，且光偵測器之第二節點耦接至第二傳輸線，以將光偵測器耦接至差分TIA電路以放大自光偵測器接收之輸出電信號。
在另一實施例中，提供一種裝配ROA之方法。方法包含以下步驟：將光偵測器安置在印刷電路板(PCB)上之光學標頭封裝中，該光偵測器經配置以偵測輸入光學信號且將輸入光學信號轉換成輸出電信號。方法亦包含以下步驟：將提供於積體電路中之差分TIA電路安置在遠離光學標頭封裝之PCB上，該差分TIA電路包含第一差分輸入節點及第二差分輸入節點，且該差分TIA電路具有至少10歐姆之TIA輸入阻抗，以降低對第一差分輸入節點及第二差分輸入節點之振鈴效應。方法亦包含以下步驟：將傳輸電路安置於PCB中，該步驟包含將第一傳輸線作為第一PCB跡線安置於PCB中及將第二傳輸線作為第二PCB跡線安置於PCB中。方法亦包含以下步驟：將差分TIA電路之第一差分輸入節點耦接至第一傳輸線及將差分TIA電路之第二差分輸入節點耦接至第二傳輸線。方法亦包含以下步驟：將光偵測器之第一節點耦接至第一傳輸線，及將光偵測器之第二節點耦接至第二傳輸線，以將光偵測器耦接至差分TIA電路以放大自光偵測器接收之輸出電信號。
在另一實施例中，提供另一示例性ROA。ROA包含安置在光學標頭封裝中之光偵測器，該光偵測器經配置以偵測輸入光學信號且將輸入光學信號轉換成輸出電信號。ROA亦包含差分TIA電路。差分TIA電路包含具有第一差分輸入節點及第一輸出節點之第一TIA。差分TIA電路亦包含具有第二差分輸入節點及第二輸出節點之第二TIA。ROA亦包含輸出差分TIA，該TIA具有耦接至第一TIA之第一輸出節點 之第一差分輸入節點及耦接至第二TIA之第二輸出節點之第二差分輸入節點，其中差分TIA電路經配置以抑制由第一TIA及第二TIA放大之共用雜訊。ROA亦包含差分TIA電路，該差分TIA電路具有至少10歐姆之TIA輸入阻抗，以降低對第一差分輸入節點及第二差分輸入節點之振鈴效應。ROA亦包含傳輸電路，該傳輸電路包含第一傳輸線及第二傳輸線，該第一傳輸線耦接至第一TIA之第一差分輸入節點，該第二傳輸線耦接至第二TIA之第二差分輸入節點。光偵測器之第一節點耦接至第一傳輸線，且光偵測器之第二節點耦接至第二傳輸線，以將光偵測器耦接至差分TIA電路以放大自光偵測器接收之輸出電信號。
在另一實施例中，提供一種裝配ROA之方法。方法包含以下步驟：將光偵測器安置在印刷電路板(PCB)上之光學標頭封裝中，該光偵測器經配置以偵測輸入光學信號且將輸入光學信號轉換成輸出電信號。方法亦包含以下步驟：將提供於積體電路中之差分轉阻放大器(TIA)電路安置在遠離光學標頭封裝之PCB上。差分TIA電路包含：第一TIA，該第一TIA具有第一差分輸入節點及第一輸出節點；第二TIA，該第二TIA具有第二差分輸入節點及第二輸出節點；輸出差分TIA，該輸出差分TIA具有耦接至第一TIA之第一輸出節點之第一差分輸入節點及耦接至第二TIA之第二輸出節點之第二差分輸入節點，該差分TIA電路經配置以抑制由第一TIA及第二TIA放大之共用雜訊。差分TIA電路具有至少10歐姆之TIA輸入阻抗，以降低對第 一差分輸入節點及第二差分輸入節點之振鈴效應。方法亦包含以下步驟：將傳輸電路安置於PCB中，該步驟包含將第一傳輸線作為第一PCB跡線安置於PCB中及將第二傳輸線作為第二PCB跡線安置於PCB中。方法亦包含以下步驟：將第一TIA之第一差分輸入節點耦接至第一傳輸線，及將第二TIA電路之第二差分輸入節點耦接至第二傳輸線。方法亦包含以下步驟：將光偵測器之第一節點耦接至第一傳輸線，及將光偵測器之第二節點耦接至第二傳輸線，以將光偵測器耦接至差分TIA電路以放大自光偵測器接收之輸出電信號。
將在隨後之詳細描述中闡述額外特徵及優點，並且對熟習此項技術者而言，該等額外特徵及優點將部分地自該描述顯而易見或藉由實踐本文中所述之實施例(包括隨後之詳細描述、申請專利範圍及附隨圖式)來認識到。
應理解，前文一般描述和以下詳細描述兩者呈現實施例且意欲提供用於理解本揭示案之性質與特性之概述或框架。包括附隨圖式以提供進一步理解，且附隨圖式併入本說明書中並構成本說明書之一部分。圖式圖示各種實施例，並與描述一起用以解釋所揭示概念之原理及操作。
10‧‧‧主動式光纜
12A‧‧‧末端連接器
12B‧‧‧末端連接器
14A‧‧‧電導體輸入端
14B‧‧‧電導體輸出端
16‧‧‧光纖
16A‧‧‧光電收發機
16B‧‧‧光電收發機
18A‧‧‧末端連接器外殼
18B‧‧‧末端連接器外殼
20‧‧‧接收機光纖子總成
22‧‧‧轉阻放大器
24‧‧‧光偵測器
26‧‧‧光纖連接器
28‧‧‧外殼
30‧‧‧孔
32‧‧‧光學嵌件
34‧‧‧光束
36‧‧‧逆偏壓光電二極體
38‧‧‧負輸入節點
40A‧‧‧電輸入觸點
40B‧‧‧電輸入觸點
42‧‧‧積體電路晶片
44A‧‧‧電極
44B‧‧‧電極
46A‧‧‧連接線
46B‧‧‧連接線
47‧‧‧開關電源供應器
48‧‧‧電感器
50‧‧‧通量線
52‧‧‧互連電感
54‧‧‧共用封裝
60‧‧‧接收機光學總成
62‧‧‧印刷電路板
64‧‧‧通用串列匯流排(USB)連接器
66T‧‧‧發射機光纖
66R‧‧‧接收機光纖
68‧‧‧主動式光纖USB電纜
70‧‧‧光電二極體
72‧‧‧光學標頭封裝
74‧‧‧雷射
76‧‧‧差分轉阻放大器(TIA)電路
78‧‧‧協定晶片
80‧‧‧USB連接器護套
82‧‧‧佈線連接件
84‧‧‧協定晶片封裝
87A‧‧‧差分輸入節點
87B‧‧‧差分輸入節點
88‧‧‧阻抗控制傳輸電路
88A‧‧‧第一傳輸線
88B‧‧‧第二傳輸線
89‧‧‧襯墊
90A‧‧‧節點
90B‧‧‧節點
91‧‧‧襯墊
92A‧‧‧轉阻放大器92A轉阻放大器
93A‧‧‧接合線
93B‧‧‧接合線
94‧‧‧輸出差分放大器
96A‧‧‧正輸入端子
98‧‧‧電源
100A‧‧‧負輸入端子
100B‧‧‧負輸入端子
102A‧‧‧輸出節點
102B‧‧‧輸出節點
104A‧‧‧差分輸入節點
104B‧‧‧差分輸入節點
105A‧‧‧寄生電容
105B‧‧‧寄生電容
106‧‧‧差分轉阻放大器(TIA)輸出節點
107‧‧‧電源
108‧‧‧協定電路
109‧‧‧磁場
109A‧‧‧寄生接合線電感
109B‧‧‧寄生接合線電感
110A‧‧‧補償電容器
110B‧‧‧補償電容器
112‧‧‧輸入節點
GND‧‧‧接地節點
C0‧‧‧電容
Z0‧‧‧輸入阻抗
Z1‧‧‧轉阻放大器(TIA)輸入阻抗
Z2‧‧‧傳輸阻抗
RF‧‧‧反饋電阻器
RF1‧‧‧反饋電阻器
RF2‧‧‧反饋電阻器
第1圖為示例性主動式光纜(AOC)，該AOC使用具有電導體輸入端及電導體輸出端之連接器，電光(E-O)轉換器將輸入電信號作為光學信號在光纖上轉換及傳送，及光至電(O-E)轉換器將傳送之光學信號轉換回輸出電信號；第2圖為習知接收機光學子總成(ROSA)之示意圖， 該ROSA可用於第1圖中之長距離主動式光纜中，其中ROSA包括直接附接至轉阻放大器(TIA)之光偵測器，該TIA具有低輸入阻抗以最大化帶寬效能且提供高TIA靈敏性來補償長距離光學損失；第3圖為第2圖中之習知ROSA之光偵測器及TIA的電路圖，其中光偵測器之電極直接耦接至TIA之負輸入端，以減少或消除光偵測器電極作為電流環路天線減少電感耦合雜訊且用於高TIA靈敏性之影響；第4圖為示例性接收機光學總成(ROA)之圖式，該ROA安置於印刷電路板(PCB)上作為示例性通用串列匯流排(USB)連接器之一部分，該USB連接器可用於主動式光纜中，其中ROA包括光偵測器，該光偵測器經由阻抗控制傳輸線遠離較高輸入阻抗TIA定位且耦接至較高輸入阻抗TIA；第5圖為第4圖之ROA之電路圖，該ROA使用經由阻抗控制傳輸線遠離較高輸入阻抗TIA定位之光學偵測器；及第6圖為用於第4圖中之ROA之PCB的近視圖之示意圖，圖示了PCB金屬化圖型支持經由PCB跡線傳輸線遠離TIA襯墊定位且耦接至TIA襯墊之光偵測器襯墊；
現將詳細參看實施例，該等實施例之實例圖示在附隨圖式中，在附隨圖式中圖示部分而非全部實施例。當然，概念可以許多不同形式體現且在本文中不應理解為限制；相反，提供該等實施例以使得本揭示案將滿足適用的法律要 求。在可能之處，將用相同元件符號指代相同元件或部分。
本文中揭示之實施例包括具有遠離適用於短距離應用之轉阻放大器(TIA)之光偵測器的接收機光學總成(ROAs)。亦揭示相關元件、電路與方法。另一方面，習知長距離ROSA設計使光電二極體與TIA緊密連接且該等不適用於如本文中所論述之短距離應用。藉由提供遠離TIA之光偵測器，可避免與提供親密TIA之光偵測器之設計約束相關聯之額外成本，從而降低ROA之成本。舉例而言，可避免將光偵測器直接連接至TIA之昂貴接合裝配技術。就此而言，作為非限制性實例，從成本來看，根據本文中揭示之實施例之ROA可允許較短距離主動式光纜應用更易被接受而用於消費型應用，其中增加之益處為光纖之帶寬增加及低雜訊效能，連同諸如雜訊之共模抑制的其他特徵。為在ROA中提供遠離TIA之光偵測器，避免了與習知接收機光學子總成(ROSA)相關聯之設計約束及實踐。
就此而言，在本文中揭示之實施例中，差分TIA電路具有較高TIA輸入阻抗。此外，將光偵測器耦接至ROA中之差分TIA電路之佈線連接件經提供為阻抗控制傳輸電路。在一個非限制性實施例中，傳輸電路阻抗匹配或實質上阻抗匹配至差分TIA電路之TIA輸入阻抗。提供較高TIA輸入阻抗允許差分TIA電路吸收經由將光偵測器耦接至TIA之傳輸電路接收之電信號，以抑制或降低傳輸電路上之振鈴效應。進 一步地，藉由提供將光偵測器耦接至TIA之阻抗控制傳輸電路，可減少或消除傳輸電路之電容分量，以抑制或減少用於差分TIA電路之阻容(RC)時間常數，以允許較高帶寬操作。就此而言，對於高帶寬操作，光偵測器之電容可經設計為用於差分TIA電路之低RC時間常數之限制電容因數。
在論述ROA之示例性實施例之前，該ROA包括經由阻抗控制傳輸線遠離較高輸入阻抗TIA定位之光偵測器，首先關於第2圖及第3圖論述在先前技術中經設計用於長距離通信之習知接收機光學子總成(ROSA)。對第2圖及第3圖中之ROSA之論述為說明典型ROSA設計約束，該等約束係用於較短距離主動式光纜之成本問題且由本揭示案之實施例解決。舉例而言，較短距離電纜可小於100米(作為非限制性實例)，但其他短長度亦係可能的。
就此而言，第2圖為習知接收機光學子總成(ROSA)20之示意圖。經設計用於包括第1圖中之主動式光纜10之長距離光纖的習知ROSA 20的實例揭示於美國專利第7,160,039號中。習知ROSA 20可用於第1圖中之主動式光纜10中。如下文將更詳細論述，習知ROSA 20包括具有低輸入阻抗之轉阻放大器(TIA)22及光偵測器24，該光偵測器24直接安裝至TIA 22以為高帶寬效能降低輸入電容且降低或消除TIA 22放大外來雜訊。第3圖為第2圖中之習知ROSA 20之光偵測器24的示例性電路圖。將結合下文描述第2圖之習知ROSA 20及第3圖中之習知ROSA 20之示例性TIA 22及光偵測器24的電路圖。
第2圖及第3圖中之習知ROSA 20經設計用於長距離光學信號傳輸中，以提供高帶寬操作及高TIA 22靈敏性，同時最小化外來雜訊之放大。參看第2圖，習知ROSA 20經提供為光纖連接器26之部分。光纖連接器26包括外殼28，該外殼28包括孔30。孔30經配置以收納光纖套圈(未圖示)，該光纖套圈安置於光纖(未圖示)之末端上用於接收待轉換成輸出電信號之輸入光學信號。光學嵌件32提供於孔30中。光學嵌件32經配置以光學連接至嵌入孔30中之光纖套圈的光纖。自光纖接收之輸入光學信號由光學嵌件32折射為指向光偵測器24之光束34。舉例而言，如第3圖之電路圖中所示，光偵測器24為逆偏壓光電二極體36，該逆偏壓光電二極體36藉由用交流電(AC)及直流電(DC)元件產生電輸出電流信號來回應入射光學信號。眾所周知，TIA 22在TIA 22之負輸入節點38處將來自光電二極體36之電流輸入信號轉換至具有增益之電壓輸出信號，該增益為反饋電阻器R F 之值的函數(例如，1000歐姆提供1毫安(mA)信號之103增益至1伏(V))。
參看第3圖中之電路圖，習知ROSA 20之TIA 22具有最低可能之輸入阻抗Z 0 (例如，一(1)至十(10)歐姆)，以使得TIA 22之負輸入節點38實質上短路至接地節點 GND。因此，輸入阻抗Z 0 與光電二極體36平行。光電二極體36之電容C 0 (該電容C 0 可能僅僅很少微微法拉(pF))與TIA 22之輸入阻抗Z 0 平行安置。此舉允許TIA 22在習知ROSA 20中將輸入光電信號轉換至輸出電信號時之高帶寬操作，因為在作為TIA 22之電流量測速度之臨界節點的負輸入節點38處，TIA 22之低輸入阻抗提供低阻抗Z 0 電容C 0 (Z 0 C 0 )時間常數。提供低Z 0 C 0 時間常數允許TIA 22更快地量測負輸入節點38處之電流，從而為習知ROSA 20提供更高之帶寬操作及能力。若TIA 22不具有低輸入阻抗Z 0 ，則光電二極體36之電容C 0 可僅允許與主動式光纜應用所需之千兆赫(GHz)操作相反之百萬赫(MHz)帶寬操作。
為在習知設計中提供高TIA 22靈敏性，光偵測器24之光電二極體36盡可能靠近TIA 22定位。因此，繼續參看第3圖，TIA 22之積體電路(IC)晶片42之安裝表面上的電輸入觸點40A、電輸入觸點40B直接連接至光偵測器24之相應電極44A、電極44B。舉例而言，可使用接合線經由直接接合或藉由在倒裝晶片接合製程中使用焊接凸塊提供該直接連接。此舉允許較短長度之連接線46A、連接線46B或光電二極體36之電極44A、電極44B與TIA 22之電輸入觸點40A、電輸入觸點40B之間的其他接合。以此方式，較短長度之連接線46A、連接線46B不充當電流環路天線，且因而接收及 耦接外部RF無線電信號及將或由高度敏感之TIA 22放大之其他外來雜訊，且降低效能。
舉例而言，為TIA 22供電之開關電源供應器47可具有來自電感器48之磁性GHz雜訊元件，該等元件更容易由代表性通量線50耦接至較長長度之連接線46A之互連電感52中。開關電源供應器之GHz雜訊元件在不影響ROA 20之帶寬效能的情況下防止在本實施例中一起使用開關電源供應器47與ROA 20。如第3圖中所示，光偵測器24經提供為共用封裝54之部分。習知ROSA 20亦可經氣密密封及RF屏蔽，以消除或減少連接線46A、連接線46B及耦接至外部RF無線電信號及其他電感雜訊之光電二極體36之電極44A、電極44B，以允許高TIA 22靈敏性。
因此，總而言之，為最大化第2圖及第3圖中之經設計用於長距離光學信號傳輸之習知ROSA 20的帶寬效能，TIA 22應設計為具有最低可能之輸入阻抗Z 0 。習知ROSA 20設計不欲控制阻抗。輸入阻抗Z 0 並未阻抗匹配至光偵測器24之電極44A、電極44B之阻抗，以使得TIA 22之帶寬效能直接為光電二極體36之存在於TIA 22之負輸入節點38處的電容C 0 的函數。提供低輸入TIA 22阻抗提供低Z 0 C 0 時間常數，該時間常數允許TIA 22更快地量測負輸入節點38處之電流，從而為習知ROSA 20提供更高帶寬操作。亦需要提供高TIA 22靈敏性以藉由在光電二極體36之電極44A、電極42B 與TIA 22之電輸入觸點40A、電輸入觸點40B之間提供短長度連接來補償光學信號損失。以此方式，習知設計中之光電二極體36之電極44A、電極44B不充當電流環路天線用以接收及耦接外部RF無線電信號及由高度敏感之TIA 22放大之其他電感雜訊。
另一方面，未解決對較短距離主動式光纜之需求，故消費型應用及類似者可享受光纖之帶寬增加及低雜訊操作之益處。但即使具有主動式光纜之增加之帶寬及低雜訊操作，包括習知ROSA設計之主動式光纜元件之較高成本可能不為某些消費者提供足夠增強的價值來證明較短電纜長度相比於高速銅電纜之增加的成本。因此，第2圖及第3圖之習知ROSA 20中使用之習知ROSA設計對用於較短距離主動式光纜而言成本太高。舉例而言，第2圖及第3圖中之習知ROSA 20可能要求昂貴之接合裝配技術以經由短長度連接將光偵測器24直接連接至TIA 22。可使用可能需要陶瓷載體之昂貴倒裝晶片接合。可使用昂貴線接合裝配技術，諸如，使用網狀佈線。
進一步地，第2圖及第3圖中之習知ROSA 20亦要求對光偵測器24及TIA 22之氣密密封及RF屏蔽之昂貴封裝。舉例而言，可使用具有藍寶石基板之昂貴鍍金接枝塊及微波過渡。亦必須提供氣密密封及RF屏蔽用於整個共用封裝54，因為光偵測器24及TIA 22必須彼此靠近定位以提供高TIA 22靈敏性，如上所論述。亦必須充分調整共用封裝54之大小 以容納TIA 22及光偵測器24兩者，且該共用封裝可能必須提供蓋，以允許在裝配及/或測試期間單獨存取TIA 22及光偵測器24。共用封裝54亦必須提供收納及對準光纖至光偵測器24同時仍維持氣密密封及RF屏蔽的能力。此舉可要求昂貴、精密製造共用封裝54，從而增加習知ROSA 20之成本。
另一方面，短距離主動式光纜將需要具有與至少用於短長度之高速電纜相當之成本。若可減少短距離主動式光纜中之ROSA的成本，則可減少短距離主動式光纜之總成本，從而使得較短距離主動式光纜更易被接受而用於消費型應用及類似者中，其中增加之益處為帶寬增加及低雜訊效能。
第4圖及第5圖描述適用於諸如約100米或更小之短距離應用中的一個此類ROA。就此而言，第4圖為示例性接收機光學總成(ROA)60之圖式，該ROA 60安置在印刷電路板(PCB)62上作為用於示例性通用串列匯流排(USB)連接器64之總成的部分。ROA 60可用於主動式光纜中用於在主動式光纖USB電纜68之接收機光纖66R及發射機光纖66T上提供光纖傳輸。第4圖中之主動式光纖USB電纜68為較短長度電纜，諸如，在一(1)米(m)與一百(100)米(m)之間，作為非限制性實例。ROA 60包括安置在光學標頭封裝72中之光電二極體70。光學標頭封裝72可為容納光電二極體70所需之任何殼體或封裝。光學標頭封裝72可經氣密密封且可包括導體銷，該等導體銷用於與安置於包括光 電二極體70之光學標頭封裝72中之元件介連。作為非限制性實例，光學標頭封裝72可包括小塑膠模製引線框架封裝。作為另一實例，光學標頭封裝72可包括PCB，該PCB使用PCB之側面上之金屬堡狀物安置於光學標頭封裝72之側面上，以提供表面安裝焊接。
繼續參看第4圖，本實施例中之光學標頭封裝72亦包括雷射74，該雷射74經配置以經由發射機光纖66T傳輸自輸入電信號轉換之輸出光學信號。在本實施例中，光電二極體70係單獨且遠離差分TIA電路76提供。光學標頭封裝72中之光電二極體70遠離安置在協定晶片78(諸如，積體電路(IC)晶片)中之較高輸入阻抗差分TIA電路76定位。藉由遠離定位，意謂光電二極體70及差分TIA電路76未提供於同一封裝中，亦未直接接合在一起。因此，由於前文所論述之理由，有意且設計使光學標頭封裝76中不包括轉阻放大器。換言之，TIA電路遠離光學標頭封裝定位。光學標頭封裝72在本實施例中為完全被動的，且用於將雷射74及光電二極體70成直角轉向至PCB 62，以使得可能將光纖66T、光纖66R對接耦接至PCB 62之活動區域中。
繼續參看第4圖，光學標頭封裝72中之光電二極體70遠離安置於協定晶片78中之較高輸入阻抗差分TIA電路76定位，以降低ROA 60之成本。以此方式，不需要兩個單獨IC晶片：一個單獨IC晶片用於差分TIA電路76及單獨IC 晶片用於協定晶片78。差分TIA電路76可提供於協定晶片78中，以減少IC晶片之數目及降低ROA 60之成本。換言之，除ROA 60及雷射74之外的所有主動式元件可提供於單一協定晶片78(例如，互補金屬氧化物半導體(CMOS晶片)中，以降低裝配成本。本實施例中之協定晶片78包括根據USB協定將電信號傳輸至USB連接器護套80中之USB銷(未圖示)及自USB銷接收電信號之必要電路。注意，用於協定晶片78之概念不限於USB協定，但該等概念可根據需要用於其他適當協定晶片。
繼續參看第4圖，由於光電二極體70係經提供遠離協定晶片78中之差分TIA電路76且與差分TIA電路76分離，故可針對ROA 60避免與第2圖及第3圖中之習知ROSA 20之設計約束相關聯的額外成本。舉例而言，可避免經由短長度連接將光電二極體70直接連接至差分TIA電路76的昂貴接合裝配技術。然而，如下將更詳細論述，將光電二極體70及差分TIA電路76耦接於協定晶片78中之佈線連接件82將更長，因為光學標頭封裝72與協定晶片78之間的耦接過渡彼此分離且遠離定位。舉例而言，將光電二極體70及差分TIA電路72耦接於協定晶片78中之佈線連接件82的長度可為約一(1)毫米(mm)，此長度視為遠端定位以用於高速資料傳輸。光電二極體70不必包括於氣密密封及用於協定晶片78之協定晶片封裝84中。舉例而言，將光電二極體70提 供於與差分TIA電路76分離之封裝中可允許低成本射出模製塑膠封裝用作協定晶片封裝84。因此，協定晶片封裝84不必提供收納及對準光纖66T、光纖66R至光電二極體70同時仍維持氣密密封及RF屏蔽之能力。協定晶片封裝84可由提供RF屏蔽之材料或結構組成。進一步地，協定晶片封裝84不必經充分調整大小來容納差分TIA電路76及光偵測器70兩者。第4圖中之ROA 60亦允許在裝配及/或測試期間單獨存取光電二極體70，而不必存取或打開協定晶片封裝84。
在第4圖之ROA 60中避免第2圖及第3圖中之習知ROSA 20中所使用之大部分設計考慮及技術，且使用新的設計邏輯。舉例而言，若第4圖之ROA 60中之差分TIA電路76具有如習知ROSA 20之TIA 22中所提供之低輸入阻抗，則將產生許多問題。首先，較長佈線連接件82耦接單獨光學標頭封裝72及協定晶片78將增加佈線連接件82上之電容且該佈線連接件耦接至差分TIA電路76之輸入端，因而增加阻容(RC)時間常數且降低ROA 60之帶寬效能。其次，若差分TIA電路76具有低輸入阻抗，則經由佈線連接件82自光電二極體70傳輸至差分TIA電路76之電流將在佈線連接件82上反射回至光電二極體70且反射回至差分TIA電路76等等，在佈線連接件82上提供振鈴效應，從而降低帶寬效能。舉例而言，電信號脈衝可在光電二極體70與差分TIA電路 76之間來回跳動十(10)次至十五(15)次且提供不合需要之振鈴。
因此，總而言之，大約涉及在第2圖及第3圖中之習知ROSA 20中提供低輸入阻抗TIA 22之設計考慮及技術不適用於第4圖之ROA 60。若第2圖及第3圖中之習知ROSA 20中涉及之設計考慮及技術用於第4圖之ROA 60，則由將遠離差分TIA電路76定位之光電二極體70提供於協定晶片78中實現之成本降低可能不證明降低之帶寬效能。
為解決增加之電容及在佈線連接件82上之電信號振鈴的問題，提供替代電路用於光電二極體70及差分TIA電路76。就此而言，第5圖為示例性電路，該電路可提供於第4圖之ROA 60中以考慮光電二極體70係遠離協定晶片78中之差分TIA電路76定位，同時最小化對帶寬效能之影響。在第5圖中之ROA 60中，如下將更詳細論述，差分TIA電路76具有比第2圖及第3圖之習知ROSA 20中之TIA 22的輸入阻抗Z 0 高的TIA輸入阻抗Z 1 。提供較高TIA輸入阻抗Z 1 用於差分TIA電路76，以允許差分TIA電路76吸收電信號及抑制或降低佈線連接件86上之振鈴。
此外，將光電二極體70耦接至ROA 60中之差分TIA電路76之佈線連接件86經提供為阻抗控制傳輸電路88。如下亦將更詳細論述，本實施例中之阻抗控制傳輸電路88包含第一傳輸線88A及第二傳輸線88B，以提供至光電二極體70 之節點的耦接且提供雜訊之共模抑制。傳輸線88A、傳輸線88B各自具有傳輸阻抗Z 2 。以此方式，減少或消除傳輸線88A、傳輸線88B之電容分量以抑制或減少傳輸線88，以允許較長佈線連接件86提供遠離差分TIA電路76之光電二極體70，同時提供差分TIA電路76之RC時間常數，該RC時間常數允許差分TIA電路76之較高帶寬操作。除光電二極體70之電容C 1 之外，傳輸線88A、傳輸線88B之任何電容分量作為差分TIA電路76之RC時間常數的一部分。
在該實例中，提供具有三十五(35)歐姆阻抗之傳輸線88A、傳輸線88B。在一個實施例中，傳輸線88A、傳輸線88B實施於PCB上，以使得可由PCB支援之傳輸阻抗Z 2 之範圍藉由使用具有諸如基於大小及類似者之預定阻抗的電跡線為可行的。舉例而言，傳輸線88A、傳輸線88B可製造於第4圖中之PCB 62上，以提供在十(10)歐姆與兩百(200)歐姆之間的所需傳輸阻抗Z 2 ，作為非限制性實例。在一個特定實施例中，傳輸阻抗Z 2 諸如至少十(10)歐姆。在第6圖中將提供傳輸線88A、傳輸線88B之實例圖示為用於第4圖中之ROA 60之PCB 62的近視圖。在此，用於光電二極體70之襯墊89及用於協定晶片78之襯墊91彼此遠離定位且經由作為PCB跡線提供於PCB 62中之傳輸線88A、傳輸線88B耦接。舉例而言，光電二極體70可遠離協定晶片78中之TIA電路76至少0.1mm或約0.1mm定位。可沿傳輸線88A、傳 輸線88B提供電感分量及電容分量，以控制阻抗及降低或消除電容來提供用於高帶寬操作(諸如，5Gbps或更大)之低RC時間常數。在一個實施例中，傳輸線88A、傳輸線88B之傳輸阻抗Z 2 亦阻抗匹配或實質上阻抗匹配至差分TIA電路76之較高TIA輸入阻抗Z 1 ，以在光電二極體70與差分TIA電路76之間提供最大能量轉移。實質阻抗匹配可提供傳輸線88A、傳輸線88B之傳輸阻抗Z 2 在差分TIA電路76之TIA輸入阻抗Z 1 的五十百分比(50%)內，或反之亦然。阻抗匹配最小化傳輸線88A、傳輸線88B上之任何振鈴。差分TIA電路76之TIA輸入阻抗Z 1 亦可經設計以最佳化自光電二極體70接收之光學功率量，此舉可允許需要ROSA中之低輸入阻抗TIA設計中習知之光學衰減器。
藉由在差分TIA電路76中提供較高TIA輸入阻抗Z 1 ，可能需要進一步減少差分TIA電路76之RC時間常數，以增加ROA 60之帶寬效能。就此而言，主動區域光電二極體70之大小可經選擇為較小的，以最小化光電二極體70之電容C 1 。作為非限制性實例，光電二極體70之電容C 1 可在0.6微微法拉(pf)之間(亦即，50歐姆之TIA輸入阻抗Z 1 及10Gpbs之資料速率)。提供較小光電二極體70提供較小錐體以用於接收輸入光學信號，該等輸入光學信號經由接收機光纖66R(參見第4圖)接收且因而經由較少接收到之光學功率待轉換為電信號。作為非限制性實例，光電二極體70之 孔徑可經調整大小以自約一百(100)μm改變降至約五十(50)μm以下或二十五(25)μm，以用於八十(80)μm之光纖芯。舉例而言，由光電二極體70輸出之光學功率可為0.27mA，作為非限制性實例。但在用於短距離主動式光纖USB電纜68或類似者中時，對於ROA 60，較少光學功率轉換係可接受的。在短距離主動式光纖USB電纜68中，在接收機光纖66R上可能不存在明顯光學損失。因此，對於ROA 60，由光電二極體70提供之電信號的信雜(S/N)比仍係可接受的。
繼續參看第5圖，差分TIA電路76為具有兩個差分輸入節點87A、87B之差分TIA，該等差分輸入節點87A、87B各自耦接至傳輸線88A、傳輸線88B中之傳輸線。傳輸線88A、傳輸線88B各自耦接至遠離差分TIA電路76定位之光電二極體70的各別節點90A、90B。接合線93A、接合線93B可用於將光電二極體70之節點90A、節點90B連接至傳輸線88A、傳輸線88B。此外，在本實施例中，差分TIA電路76包含驅動輸出差分放大器94之兩個單端輸入TIA 92A、92B。TIA 92B使TIA 92B之正輸入端子96B連接至接地GND，且TIA 92A使TIA 92A之正輸入端子96A連接至電源98，從而使電源98之電勢跨越光電二極體70。TIA 92A之負輸入端子100A、TIA 92B之負輸入端子100B經由連接至傳輸線88A、88B之差分輸入節點87A、87B耦接至光電二極體70，以使 光電二極體70用於逆向偏壓操作，以降低光電二極體70之固有電容，以最小化TIA 92A、TIA 92B之RC時間常數。
繼續參看第5圖，TIA 92A、TIA 92B各自之轉阻增益分別係藉由反饋電阻器R F1 、R F2 設定。在TIA 92A之負輸入端子100A、TIA 92B之負輸入端子100B處之TIA輸入阻抗Z 1 各自分別係藉由反饋電阻器R F1 、R F2 及用於TIA 92A、TIA 92B之頻率特徵的放大器增益及輸入電信號之頻率設定。在一個實施例中，TIA 92A、TIA 92B之輸入TIA阻抗Z 1 阻抗匹配或實質上阻抗匹配至傳輸線88A、傳輸線88B之傳輸阻抗Z 2 。此舉減少或抑制TIA 92A、TIA 92B與光電二極體70之間的傳輸線88A、傳輸線88B上之振鈴引起脈衝畸變。
繼續參看第5圖，輸出節點102A、輸出節點102B作為輸入端耦接至輸出差分放大器94之差分輸入節點104A、104B，以在差分TIA輸出節點106上產生代表電信號之輸出電信號，該電信號表示由光電二極體70接收之輸入光學信號。傳輸線88A、傳輸線88B上誘發之環境雜訊將在輸出差分放大器94中經由共模抑制彼此抵消或實質上彼此抵消。此情況允許差分TIA電路76高度抗擾且在需要或必要時極為接近ROA 60中之其他雜訊電路。舉例而言，環境雜訊可由由自電源107耦接至光電二極體70之寄生電容105A、寄生電容105B導致，該電源107可為開關電源供應器。第2圖及第3圖中之不使用共模抑制之習知ROSA 20可能不能用於含有開 關電源供應器之封裝或主動式光纜中。作為另一實例，由電源107中之電流提供之磁場109可電感地耦接至充當天線的傳輸線88A、傳輸線88B。差分TIA電路76之共模抑制可允許一起使用開關電源供應器與ROA 60，在不降低帶寬效能的情況下，此舉以其他方式可能係不可能的。作為另一實例，雜訊可自接收外來RF信號之傳輸線88A、傳輸線88B插入ROA 60。
繼續參看第5圖，對於ROA 60，將差分放大器提供於差分TIA電路76中係可接受的，因為即使具有兩個TIA 92A、92B之增加之雜訊底限(例如，+3dB)，ROA 60之短距離應用提供較低損失及充足光學功率位準。對於ROA 60，將差分放大器提供於具有共模抑制之差分TIA電路76中之該電路特徵結構亦可節省成本，因為光電二極體70及不延伸至協定晶片封裝84中之傳輸線88A、傳輸線88B之至少一部分不必經RF屏蔽以不受或實質上不受外來RF信號雜訊干擾。例如，歸因於差分TIA電路76在不需要ROA 60中之額外元件或特徵結構的情況下執行之共模排斥，差分TIA電路76中之差分放大器佈置允許更多雜訊存在於傳輸線88A、傳輸線88B上，以降低外來感應雜訊，諸如，RF屏蔽。將藉由輸出差分放大器94提供於差分TIA輸出節點106上之輸出電信號提供至協定電路108之輸入節點112，該協定電路108可經配 置以在差分TIA輸出節點106上將由輸出差分放大器94產生之輸出電信號轉換成所需協定(例如，USB)。
總而言之，提供TIA 92A、TIA 92B以具有不提供於第2圖及第3圖中之習知ROSA 20或其他ROSA上之固定TIA輸入阻抗Z 1 。用於ROSA之TIA通常經設計用於低輸入阻抗，以提供最低可能之輸入RC時間常數連同光電二極體電容。對於第5圖之ROA 60，有目的地忽視該等習知設計特徵，且作為一個應用實例，為了短距離主動式光纜之利益，使用非習知知識。藉由提供較高固定TIA輸入阻抗Z 1 犧牲低輸入阻抗，該TIA輸入阻抗Z 1 可阻抗匹配至傳輸線88A、傳輸線88B之傳輸阻抗Z 2 ，以遠離TIA 92A、TIA 92B定位光電二極體70，如上文所論述。為進一步降低可存在於傳輸線88A、傳輸線88B中之寄生接合線電感109A、寄生接合線電感109B之效應以進一步減少RC時間常數，可提供如第5圖中所示之補償電容器110A、補償電容器110B。補償電容器110A、補償電容器110B之電容實質上等於寄生電感109A、寄生電感109B除以TIA 92A、92B輸入阻抗。亦注意，一或多個補償電感器可提供於第5圖中之ROA 60中，以抵消或降低傳輸線88A、傳輸線88B中之電容。亦注意，傳輸線88A、傳輸線88B之電感或電容可經修改以補償過量電容或電感以試圖阻抗匹配傳輸阻抗Z 2 與TIA輸入阻抗Z 1 ，或以其他方式提供傳輸阻抗Z 2 之所需阻抗。
繼續參看第5圖，ROA 60之元件可經實體佈置，以使得實質上平衡來自安置有ROA 60之主動式光纜內之任何電壓源(包括電源107)的電容耦接，以使得由TIA 92A、TIA 92B放大之感應電壓由輸出差分放大器94撤銷。類似地，包括電源供應器107之電感通量源可定位於包括ROA 60之主動式光纜中，以使得磁通量109實質上平衡至接合線93A、接合線93B，以使得如由TIA 92A、TIA 92B放大之感應電流由輸出差分放大器94撤銷。TIA 92A、TIA 92B亦可經內部建構為相同或實質上相同，以使得來自電源供應器107在ROA 60中誘發之任何雜訊在輸出節點102A、輸出節點102B上產生待由輸出差分放大器94撤銷或實質上撤銷之相同或實質上相同之信號。
得益於前文描述及相關聯圖式中呈現的教示的實施例所屬領域之技術者將想到本文中所闡述之實施例的多種修改及其他實施例。因此，應瞭解，描述和申請專利範圍並不限於所揭示之特定實施例，且該等修改及其他實施例意欲包括在隨附申請專利範圍之範疇內。若修改及變化在隨附申請專利範圍及隨附申請專利範圍之均等物之範疇內，則實施例意欲涵蓋該等實施例之修改及變化。儘管本文中採用特定術語，但該等術語僅用於一般及描述性意義而非用於限制目的。
60‧‧‧接收機光學總成
70‧‧‧光電二極體
72‧‧‧光學標頭封裝
76‧‧‧差分轉阻放大器(TIA)電路
78‧‧‧協定晶片
84‧‧‧協定晶片封裝
87A‧‧‧差分輸入節點
87B‧‧‧差分輸入節點
88‧‧‧阻抗控制傳輸電路
88A‧‧‧第一傳輸線
88B‧‧‧第二傳輸線
90A‧‧‧節點
90B‧‧‧節點
92A‧‧‧轉阻放大器(TIA)
92A‧‧‧轉阻放大器(TIA)
93A‧‧‧接合線
93B‧‧‧接合線
94‧‧‧輸出差分放大器
96A‧‧‧正輸入端子
98‧‧‧電源
100A‧‧‧負輸入端子
100B‧‧‧負輸入端子
102A‧‧‧輸出節點
102B‧‧‧輸出節點
104A‧‧‧差分輸入節點
104B‧‧‧差分輸入節點
105A‧‧‧寄生電容
105B‧‧‧寄生電容
106‧‧‧差分轉阻放大器(TIA)輸出節點
107‧‧‧電源
108‧‧‧協定電路
109‧‧‧磁場
109A‧‧‧寄生接合線電感
109B‧‧‧寄生接合線電感
110A‧‧‧補償電容器
110B‧‧‧補償電容器
112‧‧‧輸入節點
GND‧‧‧接地節點
Z1‧‧‧轉阻放大器(TIA)輸入阻抗
Z2‧‧‧傳輸阻抗
RF1‧‧‧反饋電阻器
RF2‧‧‧反饋電阻器

Claims (37)

  1. 一種接收機光學總成(ROA)，該ROA包含：一光偵測器，該光偵測器安置在一光學標頭封裝中，該光偵測器經配置以偵測輸入光學信號且將輸入光學信號轉換為輸出電信號；一差分轉阻放大器(TIA)電路，該電路安置在遠離該光學標頭封裝之一積體電路中，該差分TIA電路包含一第一差分輸入節點及一第二差分輸入節點，且該差分TIA電路具有至少10歐姆之一TIA輸入阻抗，以降低對該第一差分輸入節點及該第二差分輸入節點之一振鈴效應；及一傳輸電路，該傳輸電路包含耦接至該第一差分輸入節點之一第一傳輸線及耦接至該第二差分輸入節點之一第二傳輸線；該光偵測器之一第一節點耦接至該第一傳輸線，且該光偵測器之一第二節點耦接至該第二傳輸線，以將該光偵測器耦接至該差分TIA電路以放大自該光偵測器接收之該等輸出電信號。
  2. 如請求項1所述之ROA，其中該差分轉阻放大器(TIA)電路遠離該光偵測器至少約1.0毫米(mm)。
  3. 如請求項1所述之ROA，其中該差分TIA電路之該TIA輸入阻抗為約35歐姆。
  4. 如請求項1所述之ROA，其中該差分TIA電路之該TIA輸入阻抗在約十(10)歐姆與兩百(200)歐姆之間。
  5. 如請求項1所述之ROA，其中該傳輸電路之一傳輸阻抗係阻抗匹配或實質上阻抗匹配至該差分TIA電路之該TIA輸入阻抗。
  6. 如請求項1所述之ROA，該ROA安置在一印刷電路板(PCB)上，其中該傳輸電路經提供為安置在該PCB中之至少一個PCB跡線。
  7. 如請求項1所述之ROA，其中該光偵測器包含一光電二極體。
  8. 如請求項1所述之ROA，該ROA進一步包含至少一個補償電容器，該至少一個補償電容器耦接至該光偵測器之該第一節點及該第二節點中之至少一者，以降低該光偵測器之寄生電感。
  9. 如請求項1所述之ROA，該ROA進一步包含至少一個補償電感器，該至少一個補償電感器耦接至該光偵測器之該第一節點及該第二節點中之至少一者，以降低該光偵測器之寄生電容。
  10. 如請求項1至請求項9中任一項所述之ROA，其中該差分TIA電路進一步包含：一第一TIA，該第一TIA含有耦接至該第一傳輸線之該第一差分輸入節點；及一第二TIA，該第二TIA含有耦接至該第二傳輸線之該第二差分輸入節點。
  11. 如請求項10所述之ROA，其中該輸出差分TIA電路進一步包含一輸出差分TIA，該輸出差分TIA具有一第一差分輸入節點及一第二差分輸入節點，該第一差分輸入節點耦接至該第一TIA之一第一輸出節點，該第二差分輸入節點耦接至該第二TIA之一第二輸出節點，該差分TIA電路經配置以抑制由該第一TIA及該第二TIA放大之共用雜訊。
  12. 如請求項1至請求項9中任一項所述之ROA，其中該差分TIA電路提供於一積體電路(IC)晶片中。
  13. 如請求項12所述之ROA，該ROA進一步包含一協定電路，該協定電路安置在該積體電路(IC)晶片中，該協定電路包含一輸入節點，該輸入節點耦接至該差分TIA電路之一輸出信號節點。
  14. 如請求項1至請求項9中任一項所述之ROA，該ROA進一步包含屏蔽差分TIA電路之一RF遮罩。
  15. 如請求項1至請求項9中任一項所述之ROA，其中該光學標頭封裝及該傳輸電路之至少一部分未經RF屏蔽。
  16. 如請求項1至請求項9中任一項所述之ROA，其中該光學標頭封裝不包括一轉阻放大器。
  17. 如請求項1至請求項9中任一項所述之ROA，該ROA安置在一主動式光纜之一主動式光纜總成中。
  18. 如請求項17所述之ROA，其中該主動式光纜不超過一百(100)米(m)長。
  19. 如請求項17所述之ROA，其中該主動式光纜總成進一步包含一開關電源供應器，該開關電源供應器經配置以供應電力至該差分TIA放大器電路。
  20. 一種裝配一接收機光學總成(ROA)之方法，該方法包含以下步驟：將一光偵測器安置在一印刷電路板(PCB)上之一光學標頭封裝中，該光偵測器經配置以偵測輸入光學信號且將輸入光學信號轉換為輸出電信號；將提供於一積體電路中之一差分轉阻放大器(TIA)電路安置在遠離該光學標頭封裝之該PCB中，該差分TIA電路包含一第一差分輸入節點及一第二差分輸入節點，且該差分TIA電路具有至少10歐姆之一TIA輸入阻抗，以降低對該第一差分輸入節點及該第二差分輸入節點之一振鈴效應；將一傳輸電路安置於該PCB中，該步驟包含將一第一傳輸線作為一第一PCB跡線安置於該PCB中且將一第二傳輸線作為一第二PCB跡線安置於該PCB中；將該差分TIA電路之該第一差分輸入節點耦接至該第一傳輸線，且將該差分TIA電路之該第二差分輸入節點耦接至該第二傳輸線；及將該光偵測器之一第一節點耦接至該第一傳輸線，及將該光偵測器之一第二節點耦接至該第二傳輸線，以將該光偵 測器耦接至該差分TIA電路以放大自該光偵測器接收之該等輸出電信號。
  21. 如請求項20所述之方法，該方法包含以下步驟：阻抗匹配或實質上阻抗匹配該TIA輸入阻抗與該傳輸電路之一傳輸阻抗。
  22. 如請求項20所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：不RF屏蔽該光學標頭封裝。
  23. 如請求項20至請求項22中任一項所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：不將一轉阻放大器提供於該光學標頭封裝中。
  24. 一種接收機光學總成(ROA)，該ROA包含：一光偵測器，該光偵測器安置在一光學標頭封裝中，該光偵測器經配置以偵測輸入光學信號且將輸入光學信號轉換為輸出電信號；一差分轉阻放大器(TIA)電路，該電路包含：一第一TIA，該第一TIA具有一第一差分輸入節點及一第一輸出節點；一第二TIA，該第二TIA具有一第二差分輸入節點 及一第二輸出節點；及一輸出差分TIA，該TIA具有一第一差分輸入節點及一第二差分輸入節點，該第一差分輸入節點耦接至該第一TIA之該第一輸出節點，該第二差分輸入節點耦接至該第二TIA之該第二輸出節點，該差分TIA電路經配置以抑制由該第一TIA及該第二TIA放大之共用雜訊；該差分TIA電路具有至少10歐姆之一TIA輸入阻抗，以降低對該第一差分輸入節點及該第二差分輸入節點之一振鈴效應；及一傳輸電路，該傳輸電路包含一第一傳輸線及一第二傳輸線，該第一傳輸線耦接至該第一TIA之該第一差分輸入節點，該第二傳輸線耦接至該第二TIA之該第二差分輸入節點；及該光偵測器之一第一節點耦接至該第一傳輸線，且該光偵測器之一第二節點耦接至該第二傳輸線，以將該光偵測器耦接至該差分TIA電路以放大自該光偵測器接收之該等輸出電信號。
  25. 如請求項24所述之ROA，其中該差分TIA電路之該TIA輸入阻抗為約35歐姆。
  26. 如請求項24所述之ROA，其中該差分TIA電路之該TIA輸入阻抗在約十(10)歐姆與兩百(200)歐姆之間。
  27. 如請求項24所述之ROA，其中該傳輸電路之一傳輸阻抗係阻抗匹配或實質上阻抗匹配至該差分TIA電路之該TIA輸入阻抗。
  28. 如請求項24所述之ROA，該ROA進一步包含一協定電路，該協定電路安置在一積體電路(IC)晶片中，該協定電路包含一輸入節點，該輸入節點耦接至該差分TIA電路之一輸出信號節點。
  29. 如請求項24至請求項28中任一項所述之ROA，其中該光學標頭封裝及該傳輸電路之至少一部分未經RF屏蔽。
  30. 如請求項24至請求項28中任一項所述之ROA，該ROA進一步包含不將一轉阻放大器提供於該光學標頭封裝中。
  31. 如請求項24至請求項28中任一項所述之ROA，該ROA安置在一主動式光纜之一主動式光纜總成中。
  32. 如請求項31所述之ROA，其中該主動式光纜總成進一步包含一開關電源供應器，該開關電源供應器經配置以供應電力至該差分TIA放大器電路。
  33. 一種裝配一接收機光學總成(ROA)之方法，該方法包含以下步驟：將一光偵測器安置在一印刷電路板(PCB)上之一光學標頭封裝中，該光偵測器經配置以偵測輸入光學信號且將輸入光學信號轉換為輸出電信號；將提供於一積體電路中之一差分轉阻放大器(TIA)電路安置於遠離該光學標頭封裝之該PCB上，該差分TIA電路包含：一第一TIA，該第一TIA具有一第一差分輸入節點及一第一輸出節點；一第二TIA，該第二TIA具有一第二差分輸入節點及一第二輸出節點；及一輸出差分TIA，該TIA具有一第一差分輸入節點及一第二差分輸入節點，該第一差分輸入節點耦接至該第一TIA之該第一輸出節點，該第二差分輸入節點耦接至該第二TIA之該第二輸出節點，該差分TIA電路經配置以抑制由該第一TIA及該第二TIA放大之共用雜訊；該差分TIA電路具有至少10歐姆之一TIA輸入阻 抗，以降低對該第一差分輸入節點及該第二差分輸入節點之一振鈴效應；及將一傳輸電路安置於該PCB中，該步驟包含將一第一傳輸線作為一第一PCB跡線安置於該PCB中及將一第二傳輸線作為一第二PCB跡線安置於該PCB中；將該第一TIA之該第一差分輸入節點耦接至該第一傳輸線，及將該第二TIA電路之該第二差分輸入節點耦接至該第二傳輸線；及將該光偵測器之一第一節點耦接至該第一傳輸線，及將該光偵測器之一第二節點耦接至該第二傳輸線，以將該光偵測器耦接至該差分TIA電路以放大自該光偵測器接收之該等輸出電信號。
  34. 如請求項33所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：阻抗匹配或實質上阻抗匹配該傳輸電路之該傳輸阻抗與該差分TIA電路之該TIA輸入阻抗。
  35. 如請求項33所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：將一協定電路提供於一積體電路(IC)晶片中，及將該協定電路之一輸入節點耦接至該差分TIA電路之一輸出信號節點。
  36. 如請求項33至請求項35中任一項所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：不RF屏蔽該光學標頭封裝。
  37. 如請求項33至請求項35中任一項所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：不將一轉阻放大器提供於該光學標頭封裝中。
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