TWI750216B - 具分散式架構之驅動器 - Google Patents

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克利斯汀諾 巴扎尼
馬提歐 特洛伊阿尼
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美商Macom技術方案控股公司
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Abstract

一種用於一光學信號產生器之分散式驅動器具有一第一放大器單元,該第一放大器單元具有經組態以接收並放大一輸入信號以形成一第一經放大信號之一或多個放大器。一第二放大器單元具有經組態以接收並放大該輸入信號以形成一第二經放大信號之一或多個放大器。一第一導電路徑及第二導電路徑連接至該第一放大器單元及該第二放大器單元,使得與該第一導電路徑及該第二導電路徑相關聯之電感抵消與該第一放大器單元及該第二放大器單元相關聯之一電容。一可變電容器可係該第一放大器單元及/或該第二放大器單元之一部分以選擇性地調諧該分散式驅動器之該電容。一分散式偏壓電路可係該第一放大器單元及/或該第二放大器單元之一部分以加偏壓於一光學信號傳輸器。

Description

具分散式架構之驅動器
本創新係關於用於光學信號產生器之驅動器,且特定而言係關於一種用於實施具有選用分散式偏壓單元之一分散式放大器之設備及方法。
眾多裝置利用光學信號產生器來形成一光學信號。基於光學之通信系統係一種例示性使用環境,該等基於光學之通信系統利用諸如雷射、發光二極體或矽光子系統等光學信號產生器。基於光學之通信系統經由一光纖電纜而傳輸並接收表示資料之光學信號。該資料由一傳輸器處理成適合於作為一光學信號進行傳輸之一格式且此後一驅動器將資料信號放大至適合於驅動光學信號產生器之一位準。 當此等光學信號產生器之輸入回波損耗(IRL)通常並未受到良好控制時,相關聯驅動器之輸出回波損耗(ORL)係對高頻率操作之一關鍵要求,因此將驅動器之ORL與電路板阻抗匹配幫助使反射最小化且使信號品質最佳化。此在一直接調變雷射(DML)驅動器中尤其明顯,該直接調變雷射驅動器之阻抗係大約幾歐姆,從而使得將驅動器與電路板跡線之阻抗匹配係困難的且就功率耗散而言係不切實際的。另外,光學信號產生器之特性可隨時間改變,或在製造業之間改變,且甚至在由同一製造商進行的一個製造運行與下一個製造運行之間改變。鑒於輸出回波損耗要求,此等隨時間之改變或裝置之間的改變在設計及實施基於光學之通信系統時提出挑戰,此乃因隨時間之改變或裝置之間的改變使阻抗匹配及因此信號品質降級。 用以最佳化ORL之先前技術嘗試包含使用一匹配網路(其使用電阻器、電容器、電感器或其一組合)來最小化輸出回波損耗。雖然此在較低頻率下或針對帶通應用提供某種益處,但其並未解決關於包含高頻率信號之寬頻帶應用之先前技術問題。舉例而言,驅動器/雷射之一電容過高會減少或抑制在高頻率下進行之操作。因此,在此項技術中需要匹配阻抗且針對光學信號產生器(諸如一傳輸雷射或任一其他類型之光學調變器)之驅動器及偏壓系統獲得儘可能接近於理想之輸出回波損耗(ORL)。
為了克服先前技術之缺陷,一種用於一光學信號產生器之分散式驅動器包括經組態以接收一輸入信號之一驅動器輸入及經組態以將一輸出信號提供至該光學信號產生器之一輸出。揭示用於一光學信號產生器之一分散式驅動器,該分散式驅動器具有兩個或兩個以上放大器單元。該等單元具有經組態以接收該輸入信號之一放大器單元輸入、經組態以放大所接收信號以形成一經放大信號之一或多個放大器,及一放大器單元輸出。而且,此實施例之一部分係一輸入路徑,該輸入路徑連接至該放大器單元輸入以接收該輸入信號且將該輸入信號分散至該兩個或兩個以上放大器單元。該輸入路徑包含消除該兩個或兩個以上放大器單元之寄生電容之一或多個電感器。一輸出路徑連接至該兩個或兩個以上放大器單元之該放大器單元輸出以接收該經放大信號。該輸出路徑包含消除該兩個或兩個以上放大器單元之寄生電容之一或多個電感器。 預期該輸入路徑之一電感器及該輸出路徑之一電感器可與每一放大器單元相關聯。在一項實施例中,該放大器寄生電容與該輸入路徑及該輸出路徑中之該等電感器之組合形成一傳輸線,該傳輸線調諧掉該兩個或兩個以上放大器之該寄生電容。此實施例亦可包含一或多個可變電容器,該一或多個可變電容器係一或多個放大器單元之一部分,使得該等可變電容器經組態以調諧一或多個放大器單元之一電容以使輸出回波損耗最佳化。分散式驅動器進一步包含連接至每一放大器單元之一偏壓單元,使得該偏壓單元將一偏壓單元電容分散至每一放大器單元且該一或多個電感器消除該偏壓單元電容。 以另一方式闡述且在一替代實施例中,一第一放大器單元包含一第一放大器單元輸入、一或多個放大器及一第一放大器單元輸出。該第一放大器單元經組態以接收並放大該輸入信號以在該第一放大器單元輸出上形成一第一經放大信號。一第二放大器單元包含一第二放大器單元輸入、一或多個放大器及一第二放大器單元輸出。該第二放大器單元經組態以接收並放大該輸入信號以在該第二放大器單元輸出上形成一第二經放大信號。而且,此實施例之一部分係一第一導電路徑及一第二導電路徑。該第一導電路徑將驅動器輸入連接至該第一放大器單元輸入及該第二放大器單元輸入。該第一導電路徑將輸入信號攜載至該第一放大器單元及該第二放大器單元,使得該第一導電路徑之一電感抵消與該第一放大器單元及該第二放大器單元相關聯之一電容。該第二導電路徑將該驅動器輸出連接至該第一放大器單元輸出及該第二放大器單元輸出。可添加額外放大器單元,諸如各圖中所展示之四個放大器單元或受制于特定應用之任一數目個放大器單元,且可用電感器消除或調諧掉該等放大器單元之電容以使輸出回波損耗最佳化。 該第二導電路徑將該第一經放大信號及該第二放大器信號攜載至該驅動器輸出,使得該第二導電路徑之一電感抵消與該第一放大器單元及該第二放大器單元相關聯之該電容。一第一可變電容器位於該第一放大器單元中且經組態以選擇性地調諧該第一放大器單元之該電容。同樣地,一第二可變電容器位於該第二放大器單元中且經組態以選擇性地調諧該第二放大器單元之該電容。而且,此實施例之一部分係一第一偏壓單元及一第二偏壓單元。該第一偏壓單元連接至該第一放大器單元且經組態以加偏壓於該光學信號產生器,而該第二偏壓單元連接至該第二放大器單元且經組態以加偏壓於該光學信號產生器。 在一項實施例中,該第一導電路徑包含一或多個電感器且該第二導電路徑包含一或多個電感器。該分散式驅動器可經組態為一差動對。該驅動器可進一步包括具有與該第一放大器單元及該第二放大器單元相同之一組態之額外放大器單元。在一個組態中, 一或多個終端電阻器連接至該第一導電路徑且一或多個終端電阻器連接至該第二導電路徑。預期該第一偏壓單元及該第二偏壓單元不包含或需要位於一電路板上之一電感器。 本文中亦揭示一種用於一光學信號產生器之分散式驅動器,該分散式驅動器包括經組態以接收一輸入信號之驅動器輸入及經組態以將一輸出信號提供至該光學信號產生器之一輸出。一第一放大器單元經組態以接收並放大該輸入信號以形成一第一經放大信號,而一第二放大器單元經組態以接收並放大該輸入信號以形成一第二經放大信號。而且,此實施例之一部分係一第一導電路徑及一第二導電路徑。該第一導電路徑將該驅動器輸入連接至該第一放大器單元及該第二放大器單元。一電感係該第一導電路徑之一部分且其抵消該第一放大器單元及該第二放大器單元之一電容。類似地,該第二導電路徑將該驅動器輸出連接至該第一放大器單元輸出及該第二放大器單元輸出。該第二導電路徑將該第一經放大信號及該第二經放大信號提供至該驅動器輸出,使得係該第二導電路徑之一部分之一電感抵消該第一放大器單元及該第二放大器單元之該電容。 在一項實施例中,該第一導電路徑包含一或多個電感器且該第二導電路徑包含一或多個電感器。該分散式驅動器可經組態為一差動對。此驅動器可包含一第一可變電容器及一第二可變電容器,該第一可變電容器位於該第一放大器單元中且經組態以選擇性地調諧該第一放大器單元之該電容,該第二可變電容器位於該第二放大器單元中且經組態以選擇性地調諧該第二放大器單元之該電容。在一個組態中,一第一偏壓單元連接至該第一放大器單元。該第一偏壓單元經組態以加偏壓於該光學信號產生器。一第二偏壓單元連接至該第二放大器單元,使得該第二偏壓單元經組態以加偏壓於該光學信號產生器。 在一項實施例中,包含額外放大器單元。預期一或多個終端電阻器可連接至該第一導電路徑且一或多個終端電阻器可連接至該第二導電路徑。在一個變化形式中,該第一偏壓單元及該第二偏壓單元不具有位於一電路板上之一電感器。該光學信號產生器可為一雷射或任一其他類型之光學調變器。 本文中亦揭示一種用於使用一分散式放大器放大一所接收信號以用於驅動一光學信號產生器之方法。此方法包含:接收作為一光學信號在一光纖上被傳輸之一輸入信號;及然後經由具有一電感之一輸入路徑而將該輸入信號分散至兩個或兩個以上放大器單元。該輸入路徑電感消除該兩個或兩個以上放大器單元之一寄生電容。然後,使用該兩個或兩個以上放大器單元放大該輸入信號以產生經放大輸出信號並在一輸出路徑上組合來自該兩個或兩個以上放大器之該等經放大輸出信號。該輸出路徑具有消除該兩個或兩個以上放大器單元之一寄生電容之一電感。將該經放大輸出信號提供於該分散式放大器之一輸出上使得該輸出連接至該輸出路徑。 在一項實施例中,此方法進一步包含使用兩個或兩個以上偏壓單元來加偏壓於該光學信號產生器,該兩個或兩個以上偏壓單元經分散使得兩個或兩個以上放大器單元具有至少一個偏壓單元。在一個組態中,加偏壓於該光學信號產生器之步驟在不使用位於一電路板上之在積體電路晶片外部之一電感器之情況下發生。加偏壓於該光學信號產生器之該步驟將與該兩個或兩個以上偏壓單元相關聯之電容分散至該兩個或兩個以上放大器、該輸入路徑及該輸出路徑。此方法可進一步包括將一可變量之電容添加至該兩個或兩個以上放大器單元中之至少一者。調整可變電容之量以確保驅動器之輸出回波損耗(ORL)與所要輸出回波損耗匹配。 熟習此項技術者將在檢查以下各圖及詳細說明之後瞭解或變得瞭解本發明之其他系統、方法、特徵及優點。所有此等額外系統、方法、特徵及優點皆意欲包含於此說明內、在本發明之範疇內且受隨附申請專利範圍保護。
優先權主張 本申請案主張於2016年8月30日提出申請之標題為Driver with Distributed Architecture之美國臨時專利申請案第62/381,521號之優先權及權益。 為了改良效能且克服先前技術之缺陷,揭示一種供在矽技術及其他技術中使用之分散式放大器及偏壓架構。 圖1圖解說明一例示性分散式放大器之一方塊圖。展示一單端配置。雷射驅動器104包含一輸入節點108及一輸出節點112。輸入節點108接收一傳出電信號以作為一光學信號來傳輸。在一項實施例中,輸入節點經由光纖接收用於高速傳輸之資料。輸出節點112連接至一導體,諸如將輸出信號提供至一光學信號產生器之一跡線。輸出節點112與光學信號產生器之間的路徑可被定義為一傳輸線。 一第一增益級120A及一第一級電感器124連接至輸入節點108。與每一放大器單元120A相關聯之一電容(經展示為電容器132、136)係寄生的且係第一增益級之一部分,且因此並非一單獨元件。此配置透過一或多個額外增益級120B、120C、120D而重複,如所展示。在圖1中展示四個例示性增益級,但在其他實施例中,可受制於驅動光學信號產生器所需要之增益量而實施更大或更小數目個增益級。 每一放大器級(驅動器級)可包括兩個或兩個以上驅動器。該等驅動器可為單端的或差動的。如所展示,經展示為電路區塊之一個以上增益單元放大一輸入信號。在以下說明中,一電路區塊之輸入及輸出將被闡述為具有單端或差動,但相同概念及特徵可易於應用於單端或差動輸入/輸出。 如圖1所展示,一第一增益單元120A之輸入透過一第一電感器124A或一傳輸線而連接至一第二增益單元120B之輸入,第二增益單元120B之輸入透過一第二電感器124B或一傳輸線而連接至一第三增益單元120C之輸入,以此類推至第四增益單元120D及電感器123C。該等電感器可為實際元件或者係導電路徑之一部分或內建至導電路徑中之電感。最後增益單元120D之輸入直接或透過一電感器/傳輸線124D而連接至一終端元件150,如所展示。終端元件150可為一電阻器或本領域中通常已知之任一其他較複雜之結構。 第一增益單元120A之輸入節點108直接(如所展示)或透過一電感器/傳輸線而連接至一前置驅動器之輸出。第一增益單元120A之輸出透過另一電感器148A或一傳輸線而連接至第二增益單元120B之輸出,第二增益單元120B之輸出透過另一電感器148B或一傳輸線而連接至第三增益單元120C之輸出。第三增益單元120C之輸出透過另一電感器148C或一傳輸線而連接至第四增益單元120D之輸出。最後增益單元120D之輸出直接(如所展示)或透過一電感器/傳輸線而連接至輸出節點112。輸出節點112連接至光學信號產生器,諸如一雷射。在其他實施例中,可實施更大或更小數目個放大器(增益)單元。 第一增益單元120A之輸出直接(如所展示)或透過一電感器/傳輸線而連接至一終端元件140。終端電阻器140、150與第一增益單元(放大器級) 120A及最後增益單元(放大器級) 120D相關聯。在其他實施例中,可將額外電阻器放置於驅動器電路中。可基於各種設計約束及偏好(諸如功率消耗、最大操作頻率、輸入及輸出阻抗以及負載)來選擇電阻器140、150。電阻通常介於自20歐姆至100歐姆之範圍內,但由系統要求驅動及判定。信號透過增益單元120A、120B、120C、120D朝向輸出節點112傳播。 圖2圖解說明每增益單元具有多個放大器之一驅動器之一實例性實施例。與圖1相比,用相同元件符號來識別類似元件。僅詳細闡述不同於圖1的圖2之態樣。針對圖2重複並併入對圖1之論述。如所展示,在每一單元120A、120B、120C及120D (統稱為120)中提供兩個或兩個以上放大器。可提供任一數目個放大器以視需要建立增益及其他電路參數。亦預期,每一單元120可具有相同數目個放大器或不同數目個放大器。圖2中所展示之此配置可建立為單端的或呈一差動對組態。當配置為一差動配置時,該兩個或兩個以上放大器或級中之每一者包含一個差動對放大器。在其他實施例中,可包含額外差動對放大器。因此,每一增益單元120可具有四個電晶體(每差動對兩個電晶體)。每一者之輸出連接至一電感器148 (如所展示)且具有其自身之寄生電容,經展示為電容器136。此配置將針對四個所展示增益單元級120中之每一者或針對任一數目個級而重複。 在一項例示性實施方案中,增益單元包含至少兩個放大級,諸如兩個級聯式差動放大器。此配置可用於維持雷射驅動器之穩定性,此乃因其尤其在與其他技術相比在隔離方面並不那麼好之矽技術中改良增益級之輸入與輸出之間的隔離。此組態亦減少或除去振盪。與具有級聯輸出之一單增益級相比,該兩個增益級單元在不浪費電壓輸出動態(其係雷射驅動器之一關鍵規格)之情況下提供良好隔離。藉由跨越數個級或單元散佈驅動器系統(放大器),隔離與在每一增益單元係一單放大器之情況下相比係增加的。未能在增益單元之輸入與輸出之間提供足夠隔離可形成系統之不穩定性且導致振盪。另外,藉由建立一分散式系統,電容在級之間散佈,其除電感器以外亦減少電容,且允許與增益單元相關聯之電感器之值經選擇以提供與輸出負載之阻抗匹配。以另一方式陳述,藉由在如所展示之增益單元中散佈電容,電容基本上消失。 電感位於放大器之核心中或係放大器之核心之一部分。與寄生電容器組合之電感器形成一傳輸線,信號經由該傳輸線而傳播。增益單元(具有其寄生電容器)及電感器表現為由一傳輸線連接之增益級。 圖3圖解說明配置成一差動對組態之一分散式驅動器之一實例性實施例。關於圖1,用相同元件符號標示類似元件。先前所闡述之元件不再進行闡述。在此實施例中,分散式放大器經組態為一差動對。一對FET裝置370、372如所展示地配置有一電流源極380或位於FET裝置370下面之路徑。此電路組態之操作係此項技術中已知的且不在本文中進行闡述。亦展示寄生電容332、336。可在每一單元320中提供一個以上差動對。亦如所展示地在區塊中提供額外差動對380B、380C及380D。 額外電感器324A、324B、324C及324D經提供且與在圖3之底部處沿著輸入路徑之差動對之第二支腿相關聯。額外電感器348A、348B、324C及348D經提供且與在圖3之頂部處沿著輸出路徑之差動對之第二支腿相關聯。類似地,終端電阻器340及350如所展示地配置於差動對之第二支腿中。電阻器340係輸出之終端電阻器,而電阻器350係輸入之終端電阻器。操作及功能通常類似於圖1中所展示之實施例,其中差動信號提供於輸入節點108及308上。輸出節點112及312將一差動信號提供至一光學信號驅動器。 圖4圖解說明與一單端實施例中之一或多個增益單元相關聯之一可變電容器之一方塊圖。在此實施例中,用相同元件符號標示類似於圖1之元件之所圖解說明元件。針對圖4重複且併入對圖1之論述。如所展示,一可變電容器408A與第一單元120A相關聯以允許一使用者、設計者、系統或任一其他機構來調整與一單元相關聯之電容。可變電容器408A可為任一類型之電容器或能夠調整電容(如本文中所闡述或在此項技術中已知)之任一其他元件。其他單元120同樣具有可變電容器408B、408C、408D,如所展示。可變電容器可計及隨時間發生、在各裝置製造商之間發生或在一個裝置生產運行與下一個裝置生產運行之間發生之電路或光學信號產生器改變,該等改變可使得電容位準不同或改變。 圖5圖解說明與一差動組態中之一或多個增益單元相關聯之一可變電容器之一方塊圖。在圖5中所展示之差動配置中,一可變電容器508A、508B、508C及508D連接於每一級120或僅某些級之放大器輸出之間。針對圖4及圖5兩者,可程式化/可變電容器508可連接至每一增益單元120之輸入或輸出以調諧由電感器/傳輸線及增益單元形成之人造傳輸線之特性阻抗。可程式化/可變電容器之一實例可為一變容器或一平行電容器陣列(每一電容器皆與一開關(MOS開關)串聯)。可使用將可控地改變或調整電容之任一元件。電容器508可用於一單端配置(圖4)或一差動配置(圖5)中。若增益單元120之輸出係差動的,則可程式化/可變電容器508可跨越兩個差動輸出而放置,從而節省區域且減少寄生元件。可在製造(生產測試)、組態期間或在系統位準測試之後的任何時間由一使用者提供用於可變電容器之控制信號。亦預期對電容或查表之回饋控制以動態地計及系統改變及老化。舉例而言,可在外部量測信號(眼圖)之品質,且一微控制器可調整設定以使品質最佳化。 亦預期一可變電容系統之一例示性電路位準組態利用經組態為與不同值電容器串聯之開關之電晶體之多個分支。對開關之控制以使得將取決於源極及汲極處之電壓接通或關斷開關之一方式藉由將電晶體之閘極驅迫至對應於電晶體之接通狀態之一電壓且藉由透過高值電阻器調整源極及汲極電壓而發生。控制電晶體之接通及關斷切換繼而調整電容,此乃因電晶體將把更多或更少電容器連接至輸出路徑。此調整差動對組態中之輸出對中之可變電容之量,在該差動對組態中所闡述之結構連接於差動對輸出之間。在一單端組態中,可變電容建立於輸出與接地之間。與受一閘極電壓控制之電晶體相比,用以控制源極電壓及汲極電壓之高值串聯電阻在電晶體(開關)關斷時減少寄生電容。此僅係一種可能電路配置。 可變電容之使用允許分散式放大器(驅動器)之電容被調諧。舉例而言,若在製造期間電容依據所期望的改變,則可使用一或多個可變電容器來調整電容。同樣地,雷射電容可自一個製造運行至下一個製造運行而變化或在雷射依據原始設計或通常基於負載而改變之情況下變化。在一項實例性實施例中,在一差動組態中使用一個3位元可程式化NMOS開關來實施一可程式化或可變電容器。 本文中亦揭示包含一經改良偏壓電路之一光學信號產生器驅動器。圖6圖解說明一先前技術偏壓電路。此先前技術驅動器包含一偏壓電路604,該偏壓電路連接至雷射612之陰極608且提供DC電流以加偏壓於該雷射。亦展示一調變驅動器電路616。分界線640界定積體電路(晶片)與電路板之間的分離。因此,電感器620及雷射612位於電路板上。偏壓電路604通常具有一大寄生輸出電容,該大寄生輸出電容必須使用一外部鐵氧體/電感器620與輸出節點(雷射陰極608)進行隔離,否則其將負面地影響高速效能。此外部鐵氧體/電感器620係非想要的,此乃因其係大、高成本的且難以放置於其上駐存偏壓電路604之一電路板上。 圖7圖解說明具有分散式偏壓電路之一驅動器之一實例性實施例,該分散式偏壓電路允許除去或減少圖6中所展示之鐵氧體620之大小(達可經求積分之一值)。雖然以一差動對組態進行展示,但預期偏壓電路可分散在一單端電路組態中。與圖3及圖5相比,用相同元件符號來標示類似元件。將分散式電路708A、708B、708C及708D (統稱為708)添加至圖7。因此,就像驅動器單元係分散的一樣,偏壓電路708亦係分散的。偏壓電路之大寄生電容亦藉由分散偏壓電路708而被分散。因此,偏壓電路之大寄生電容散佈成兩個或兩個以上小寄生電容,且如此,可使用電感器324、348消除寄生電容,該等電感器係驅動器單元之一部分或者作為傳輸線電感或經添加電感器之一部分。此減少或除去對增加成本、空間要求及複雜性之一大的晶片外、電路板上電感器之需要。 以另一方式陳述,所提議解決方案將偏壓電路分成數個單元或電路,被稱為偏壓電路708A、708B、708C、708D。偏壓電路708連接至一增益單元320之輸出節點。在此配置中,偏壓電路708之電容被吸收至人造傳輸線(其具有電感)中,該人造傳輸線連接驅動器單元320且不需要用於電容隔離之一外部鐵氧體/電感器。預期每一增益單元或級將包含一偏壓電路。然而,在其他實施例中,並非全部驅動器單元320可經組態有偏壓電路708。此外,此實施方案允許實施驅動器所用之接腳更少一個,從而可能達成一較小的不那麼昂貴之封裝。 圖8圖解說明適合於與圖7之電路一起包含之偏壓電路之一實例性實施例。此僅係一偏壓電路之一項可能實施例且熟習此項技術者可在不背離以下申請專利範圍之範疇之情況下得出其他實施例。如所展示,偏壓單元812位於雷射612與驅動器單元808之間且連接至雷射之陰極608。偏壓單元812偏壓雷射,如此項技術中所理解。藉由利用本文中所定義之導電路徑(如驅動器單元808與雷射612之間的傳輸線及/或皮線)之經組合電感而除去或減少對大外部電感器之要求。儘管此組態可在驅動器功能跨越如上文所展示及闡述之多個單元而分散時不適合於一單個驅動器單元,但偏壓單元812可同樣係分散的且驅動器單元與雷射之間的傳輸線之電感減少對一電感器之需要或除去對該電感器之需要。藉由將偏壓分散至增益單元中,不需要先前技術之大鐵氧體電感。如在圖8中可見,此組態亦具有由於將連接至外部鐵氧體(電感器)之接腳之除去而減少一積體電路封裝上之所需要接腳計數之益處。 圖9圖解說明本文中所揭示之分散式驅動器之一實例性使用環境。此僅係一項可能實施例,且預期並理解,本文中所揭示之創新可用於除下文所揭示之環境以外的其他環境中。如所展示,一例示性光學信號傳輸器904包含一資料源908,該資料源提供用於作為一光學信號傳輸之資料。資料源908可為另一系統或裝置(晶片上或晶片外)或者一記憶體。資料源908將資料提供至一驅動器及偏壓模組912。驅動器及偏壓模組912使資料準備作為一光學信號傳輸且將該信號放大至適合於由一光學信號產生器916傳輸之一位準。在此實施例中,驅動器及偏壓模組912經組態為如上文所闡述的具有選用分散式偏壓之一分散式驅動器。 驅動器及偏壓模組912之輸出將經放大信號(在加偏壓之情況下)提供至光學信號產生器916,諸如一雷射或能夠產生用於經由一光纖電纜或其他光學信號攜載媒體而傳輸之一光學信號的任一其他類型裝置。可與本文中所揭示之驅動器一起使用之光學信號產生器係:直接調變雷射(DML)、EML (電吸收調變雷射)、VCSEL (垂直腔表面發射雷射)、LED (發光二極體)、PIC (光子積體電路)及其他光學調變器。將所產生之光學信號提供至一光纖電纜920,該光纖電纜將光學信號攜載至一遠端定位接收器924。 儘管已闡述本發明之各種實施例,但熟習此項技術者將明瞭,在本發明之範疇內之更多實施例及實施方案係可能的。另外,可以任一組合或配置主張或組合本文中所闡述之各種特徵、元件及實施例。
104‧‧‧雷射驅動器 108‧‧‧輸入節點 112‧‧‧輸出節點 120A‧‧‧第一增益級/放大器單元/第一增益單元/放大器級/增益單元/單元/第一單元 120B‧‧‧額外增益級/第二增益單元/增益單元/單元 120C‧‧‧額外增益級/第三增益單元/增益單元/單元 120D‧‧‧額外增益級/第四增益單元/最後增益單元/放大器級/增益單元/單元 124A‧‧‧第一電感器 124B‧‧‧第二電感器 124D‧‧‧電感器/傳輸線 132‧‧‧電容器 136‧‧‧電容器 140‧‧‧終端元件/終端電阻器/電阻器 148A‧‧‧電感器 148B‧‧‧電感器 148C‧‧‧電感器 150‧‧‧終端元件/終端電阻器/電阻器 308‧‧‧輸入節點 312‧‧‧輸出節點 320‧‧‧單元/增益單元/驅動器單元 324A‧‧‧額外電感器 324B‧‧‧額外電感器 324C‧‧‧額外電感器 324D‧‧‧額外電感器 332‧‧‧寄生電容 336‧‧‧寄生電容 340‧‧‧終端電阻器/電阻器 348A‧‧‧額外電感器 348B‧‧‧額外電感器 348C‧‧‧額外電感器 350‧‧‧終端電阻器/電阻器 370‧‧‧FET裝置 372‧‧‧FET裝置 380‧‧‧電流源極 380B‧‧‧額外差動對 380C‧‧‧額外差動對 380D‧‧‧額外差動對 408A‧‧‧可變電容器 408B‧‧‧可變電容器 408C‧‧‧可變電容器 408D‧‧‧可變電容器 508A‧‧‧可變電容器 508B‧‧‧可變電容器 508C‧‧‧可變電容器 508D‧‧‧可變電容器 604‧‧‧偏壓電路 608‧‧‧陰極/雷射陰極 612‧‧‧雷射 616‧‧‧調變驅動器電路 620‧‧‧電感器/外部鐵氧體/電感器/鐵氧體 640‧‧‧分界線 708A‧‧‧分散式電路/偏壓電路 708B‧‧‧分散式電路/偏壓電路 708C‧‧‧分散式電路/偏壓電路 708D‧‧‧分散式電路/偏壓電路 808‧‧‧驅動器單元 812‧‧‧偏壓單元 904‧‧‧例示性光學信號傳輸器 908‧‧‧資料源 912‧‧‧驅動器及偏壓模組 916‧‧‧光學信號產生器 920‧‧‧光纖電纜 924‧‧‧遠端定位接收器
各圖中之組件未必按比例繪製,而是重點放在圖解說明本發明之原理。在該等圖中,相似元件符號在所有不同視圖中指定對應部件。 圖1係圖解說明一分散式驅動器之一實例性實施例之一方塊圖。 圖2圖解說明用於輸入與輸出隔離及振盪減少之一個多放大器組態。 圖3圖解說明配置成一差動對組態之一分散式驅動器之一實例性實施例。 圖4圖解說明與一單端實施例中之每一增益單元或一或多個增益單元相關聯之一可變電容器之一方塊圖。 圖5圖解說明與一差動實施例中之每一增益單元或一或多個增益單元相關聯之一可變電容器之一方塊圖。 圖6圖解說明一先前技術偏壓電路。 圖7圖解說明具有分散式偏壓電路之一驅動器電路之一實例性實施例。 圖8圖解說明適合於與圖7之電路一起包含之偏壓電路之一實例性實施例。 圖9圖解說明一實例性使用環境之一方塊圖。
104‧‧‧雷射驅動器
108‧‧‧輸入節點
112‧‧‧輸出節點
120A‧‧‧第一增益級/放大器單元/第一增益單元/放大器級/增益單元/單元/第一單元
120B‧‧‧額外增益級/第二增益單元/增益單元/單元
120C‧‧‧額外增益級/第三增益單元/增益單元/單元
120D‧‧‧額外增益級/第四增益單元/最後增益單元/放大器級/增益單元/單元
124A‧‧‧第一電感器
124B‧‧‧第二電感器
124D‧‧‧電感器/傳輸線
132‧‧‧電容器
136‧‧‧電容器
140‧‧‧終端元件/終端電阻器/電阻器
148A‧‧‧電感器
148B‧‧‧電感器
148C‧‧‧電感器
150‧‧‧終端元件/終端電阻器/電阻器

Claims (22)

  1. 一種用於一光學信號產生器之分散式驅動器,其包括:兩個或兩個以上放大器單元,其具有:一放大器單元輸入,其經組態以接收輸入信號;一或多個放大器,其經組態以放大該所接收信號以形成一經放大信號;一放大器單元輸出;一輸入路徑,其連接至該放大器單元輸入以接收該輸入信號且將該輸入信號分散至該兩個或兩個以上放大器單元,該輸入路徑包含消除來自該兩個或兩個以上放大器單元之寄生電容之一或多個電感器;一輸出路徑,其連接至該兩個或兩個以上放大器單元之該放大器單元輸出以接收該經放大信號,該輸出路徑包含消除來自該兩個或兩個以上放大器單元之寄生電容之一或多個電感器;及連接至每一放大器單元之一偏壓單元,該偏壓單元將一偏壓單元電容分散至每一放大器單元使得該一或多個電感器可消除該偏壓單元電容。
  2. 如請求項1之分散式驅動器,其中該輸入路徑之一電感器及該輸出路徑之一電感器與每一放大器單元相關聯。
  3. 如請求項1之分散式驅動器,其中該放大器寄生電容與該輸入路徑及該輸出路徑中之該等電感器之組合形成一傳輸線,該傳輸線調諧掉來自該兩個或兩個以上放大器之該寄生電容。
  4. 如請求項1之分散式驅動器,其進一步包括係一或多個放大器單元之一部分之一可變電容器,該可變電容器經組態以調諧一或多個放大器單元之該電容以使輸出回波損耗最佳化。
  5. 一種用於一光學信號產生器之分散式驅動器,其包括:一驅動器輸入,其經組態以接收一輸入信號;一輸出,其經組態以將一輸出信號提供至該光學信號產生器;一第一放大器單元,其包括一第一放大器單元輸入、一或多個放大器及一第一放大器單元輸出,該第一放大器單元經組態以接收並放大該輸入信號以在該第一放大器單元輸出上形成一第一經放大信號;一第二放大器單元,其包括一第二放大器單元輸入、一或多個放大器及一第二放大器單元輸出,該第二放大器單元經組態以接收並放大該輸入信號以在該第二放大器單元輸出上形成一第二經放大信號;一第一導電路徑,其將該驅動器輸入連接至該第一放大器單元輸入及該第二放大器單元輸入,該第一導電路徑將該輸入信號攜載至該第一放大器單元及該第二放大器單元,使得該第一導電路徑之一電感抵消與該第一放大器單元及該第二放大器單元相關聯之一電容;一第二導電路徑,其將該驅動器輸出連接至該第一放大器單元輸出及該第二放大器單元輸出,該第二導電路徑將該第一經放大信號及該第二放大器信號攜載至該驅動器輸出,使得該第二導電路徑之一電感抵消與該第一放大器單元及該第二放大器單元相關聯之該電容;一第一可變電容器,其位於該第一放大器單元中且經組態以選擇性 地調諧該第一放大器單元之該電容;一第二可變電容器,其位於該第二放大器單元中且經組態以選擇性地調諧該第二放大器單元之該電容;一第一偏壓單元,其連接至該第一放大器單元,該第一偏壓單元經組態以加偏壓於該光學信號產生器,其中該第一導電路徑之該電感經組態以消除該第一偏壓單元之寄生電容;及一第二偏壓單元,其連接至該第二放大器單元,該第二偏壓單元經組態以加偏壓於該光學信號產生器,其中該第二導電路徑之該電感經組態以消除該第二偏壓單元之寄生電容。
  6. 如請求項5之分散式驅動器,其中該第一導電路徑包含一或多個電感器且該第二導電路徑包含一或多個電感器。
  7. 如請求項5之分散式驅動器,其中該分散式驅動器經組態為一差動對。
  8. 如請求項5之分散式驅動器,其進一步包括具有與該第一放大器單元及該第二放大器單元相同之一組態之額外放大器單元。
  9. 如請求項5之分散式驅動器,其進一步包括連接至該第一導電路徑之一或多個終端電阻器及連接至該第二導電路徑之一或多個終端電阻器。
  10. 如請求項5之分散式驅動器,其中該第一偏壓單元及該第二偏壓單元 不包含或需要位於一電路板上之一電感器。
  11. 一種用於一光學信號產生器之分散式驅動器,其包括:一驅動器輸入,其經組態以接收一輸入信號;一輸出,其經組態以將一輸出信號提供至該光學信號產生器;一第一放大器單元,其經組態以接收並放大該輸入信號以形成一第一經放大信號;一第二放大器單元,其經組態以接收並放大該輸入信號以形成一第二經放大信號;一第一導電路徑,其將該驅動器輸入連接至該第一放大器單元及該第二放大器單元,該第一導電路徑將該輸入信號攜載至該第一放大器單元及該第二放大器單元,使得與該第一導電路徑相關聯之一電感抵消與該第一放大器單元及該第二放大器單元相關聯之一電容;一第二導電路徑,其將該驅動器輸出連接至該第一放大器單元輸出及該第二放大器單元輸出,該第二導電路徑將該第一經放大信號及該第二經放大信號攜載至該驅動器輸出,使得與該第二導電路徑相關聯之一電感抵消與該第一放大器單元及該第二放大器單元相關聯之該電容;及連接至該第一放大器單元之一第一偏壓單元及連接至該第二放大器單元之一第二偏壓單元,該第一偏壓單元經組態以加偏壓於該光學信號產生器,該第二偏壓單元經組態以加偏壓於該光學信號產生器。
  12. 如請求項11之分散式驅動器,其中該第一導電路徑包含一或多個電感器且該第二導電路徑包含一或多個電感器。
  13. 如請求項11之分散式驅動器,其中該分散式驅動器經組態為一差動對。
  14. 如請求項11之分散式驅動器,其進一步包括一第一可變電容器及一第二可變電容器,該第一可變電容器位於該第一放大器單元中且經組態以選擇性地調諧該第一放大器單元之該電容,該第二可變電容器位於該第二放大器單元中且經組態以選擇性地調諧該第二放大器單元之該電容。
  15. 如請求項11之分散式驅動器,其進一步包括額外放大器單元。
  16. 如請求項11之分散式驅動器,其進一步包括連接至該第一導電路徑之一或多個終端電阻器及連接至該第二導電路徑之一或多個終端電阻器。
  17. 如請求項11之分散式驅動器,其中該第一偏壓單元及該第二偏壓單元不具有位於一電路板上之一電感器。
  18. 如請求項11之分散式驅動器,其中該光學信號產生器係一直接調變雷射。
  19. 一種用於使用一分散式放大器放大一輸入信號以用於驅動一光學信號產生器之方法,該方法包括:接收該輸入信號,該輸入信號作為一光學信號在一光纖上被傳輸; 經由具有一電感之一輸入路徑而將該輸入信號分散至兩個或兩個以上放大器單元,該輸入路徑具有消除該兩個或兩個以上放大器單元之一寄生電容之一電感;使用兩個或兩個以上偏壓單元來加偏壓於該光學信號產生器,該兩個或兩個以上偏壓單元經分散使得兩個或兩個以上放大器單元具有與其相關聯之多個偏壓單元;使用該兩個或兩個以上放大器單元放大該輸入信號以產生經放大輸出信號;在一輸出路徑上組合來自該兩個或兩個以上放大器之該等經放大輸出信號,該輸出路徑具有消除該兩個或兩個以上放大器單元之一寄生電容之一電感;及將該經放大輸出信號提供於該分散式放大器之一輸出上,該輸出連接至該輸出路徑。
  20. 如請求項19之方法,其中加偏壓於該光學信號產生器在不使用位於一電路板上之一電感器之情況下發生。
  21. 如請求項19之方法,其中加偏壓於該光學信號產生器將與該兩個或兩個以上偏壓單元相關聯之偏壓單元電容分散至該兩個或兩個以上放大器單元,且由該輸入路徑電感及該輸出路徑電感消除該偏壓單元電容。
  22. 如請求項19之方法,其進一步包括將一可變量之電容添加至該兩個或兩個以上放大器單元中之至少一者。
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