本发明专利技术涉及一种光器件中的可变增益跨阻放大器。所述跨阻放大器（TIA）具有改良的电信号接收动态范围，并用于将雪崩光电二极管（APD）的电流信号转换为电压信号。所述TIA输入和输出端之间设置有电阻元件，其中所述电阻元件的阻值可调节所述TIA的电阻值和/或阻抗值，且还有一个开关控用于制或确定所述电阻元件的阻值。当所述APD接收的光信号功率大于预定值时，所述阻值变小而所述TIA的增益则变大。当光信号功率小于预定值时，所述电阻值变大。所述TIA的增益根据接收光信号的强度自动调节，以便获得更大的动态工作范围。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有增大动态范围的跨阻放大器（TIA）及其光器件
本专利技术涉及光通信器件领域。更具体地说，本专利技术的实施例适用于在光器件中扩大跨阻放大器(TIAs)动态范围的电路。
技术介绍
光收发器以光的形式通过光链路，比如光纤链路，发送和接收数据。光发射器包括用于驱动激光器或二极管(比如，发光二极管[LED])的激光器驱动电路，以便在光纤链路上根据接收的电信号制造光脉冲。光接收器包括用于接收光信号的光敏二极管或具有高增益特性的雪崩二级管，所述光信号随后被转换为电流信号。因此，光收发器(i)可将光信号转换为模拟和/或数字电信号，且(ii)还可将电信号转换为光信号。光学收发器模块的接收器(RX)部分通常包括至少一个光电二极管或光电检测器、至少一个互阻放大器(TIA)以及至少一个线性放大器(LA)。其中，TIA的一个或多个晶体管的尺寸和偏压会影响电路噪音的强度。通过确定TIA的晶体管的尺寸和偏压来影响用于给定处理技术的TIA的带宽。为了实现互阻放大器更大的增益和灵敏度，通常要增加反馈电阻的阻抗。一般来说，TIA的增益是固定不变的，这样就造成了：如果TIA增益大，能够满足低输入光功率的灵敏度要求，但当输入光功率过大时TIA会过载或饱和；如果TIA增益小，能够满足大输入光功率的过载要求，但当输入光功率过小时TIA灵敏度会偏低。为了改进TIA的性能，中国专利技术专利申请CN1523753A中公开了一种利用反馈电阻网络动态控制TIA增益的设计。该设计中，通过开关控制并联电阻的阻值动态改变TIA的增益强度。此外能够同时兼顾TIA的过载和灵敏度特性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种具有动态增益的互阻放大器，以及使用该互阻放大器的光器件。在一个实施例中，具有改良动态范围的TIA可包括电流放大器，用于从接收电流生成放大电压，其中所述电流放大器具有参考电压输入端，另一输入端及输出端；值可调(比如，可调节的电阻值和/或阻抗)阻抗器(比如，阻抗器件)，设置在所述TIA输入和输出端之间，和开关，用于确定或控制所述阻抗器的可调值。当接收光信号(比如，生成接收电流的来源)的功率大于预定值时，所述阻抗器的电阻值减小，而当接收光信号的功率小于预定值时，所述阻抗器的电阻值增大。举例来说，所述阻抗器可以是或包括诸如能提供阻抗(比如，在TIA的输入和/输出端)的感应器或电阻器。所述参考电压可由微控制器(MCU)或其他处理器或逻辑电路确定和/或提供。在本专利技术的优选实施例中，所述阻抗器包括N个平行电阻器(比如，在所述TIA输入和输出端之间并联设置的)，其中至少一个第一电阻器连接所述TIA的输入和输出端，且至少一个第二电阻器有一端与所述TIA的输入和输出端中其一连接而另一端与所述开关连接。N为大于或等于2的整数。举例来说，N＝2。而且，所述开关可由控制电压(比如，V_CTR)启动或关闭。此外，所述第一电阻器和第二电阻器都具有在1:5to1:10间的电阻值比率，这样能有效保证开关从一个设置(或范围)切换至另一个时，用于TIA的至少两个增益范围内存在增益重叠区，且重叠区足够大到在增益范围间没有间隙，同时又使该设计的两种增益范围覆盖最大化。所述TIA还包括迟滞电路，用于通过将输入电压与至少一个预定值比较调整所述控制电压(比如，在所述迟滞电路的输出端)，所述预定值包括可由多个迟滞电阻器(比如，R4，R5和Rf)配置的高和低预定值。当所述迟滞电路上的输入电压大于所述高预定值时，来自所述迟滞电路的控制电压打开或启动所述开关，而当所述迟滞电路上的输入电压小于所述高预定值时，所述控制电压关闭或禁用所述开关。所述迟滞电路可包括放大器和多个迟滞电阻器。所述放大器具有第一输入端，第二输入端和输出端。所述多个迟滞电阻器包括连接在所述放大器输入和输出端之间的第三电阻器(比如，Rf)，与所述放大器第二输入端串联的第四电阻器(比如，R4)，和连接在第一参考电压和所述第一输入端之间的第五电阻器(比如，R5)。所述放大器可用于接收电流镜的输出，并因此可在光器件中将所述电流镜与升压电路连接。所述高和低预定值可由所述迟滞电路的第三，四和五迟滞电阻器(即，R4，R5和Rf)确定。本专利技术还提供了一种包含所述TIA和一种光电二极管的光收发器，其中所述电流放大器的输入端与所述光电二极管连接。而且，在所述光收发器中，所述TIA的开关由控制电压(比如，V_CTR)开启或关闭。所述TIA还可包括迟滞电路，用于通过将输入电压与至少一个预定值比较调整所述控制电压(比如，在所述迟滞电路的输出端)，所述预定值包括可由所述迟滞电路中的多个迟滞电阻器(比如，R4，R5和Rf)配置的高和低预定值(比如，在迟滞水平的控制下)。当流向所述迟滞电路的输入电压大于所述高预定值时，来自所述迟滞电路的控制电压启动或打开所述开关，而当流向所述迟滞电路的输入电压小于所述低预定值时，所述控制电压则禁用或关闭所述开关。所述光电二极管还与电流镜连接，可能，一次串联至激发电路。所述电流镜的一端(比如，输出)与进入所述迟滞电路的输入(比如，与电阻器一起提供输入电压)相连接。本专利技术还提供了一种接收信号强度指示器(RSSI)，包括所述TIA和迟滞电路。所述迟滞电路的一输入端接收或连接参考电压，同时另一输入端连接(或接受输出自)模拟放大电路。所述模拟放大电路的一输入端连接光电二极管和光接收器。本专利技术还提供了一种包含所述RSSI的光接收器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：当输入光功率在高位时，可以通过调节阻抗元件的阻值，减小互阻放大器的收益，使得过载的互阻放大器失真得以改善；当输入光功率在低位时，可以通过调节阻抗元件的阻值，增大互阻放大器的收益，使得互阻放大器具有较高的收益，用于保证较宽输出电压摆幅，改进其灵敏性。附图说明图1为本专利技术实施例的第一电路图。图2为本专利技术实施例的第二电路图。图3所示为本专利技术实施例的迟滞电路产生的效果和/或缓冲功能的图表。图4为本专利技术实施例的包含TIA的典型收发器。图5是为跨阻放大器选择增益范围和/或在光接收器中由接收光信号放大电信号的典型方法流程图。具体实施方式本专利技术的各种实施例都会有详细的参照。参照的例证会在附图中得到阐释。本专利技术会用随后的实施例说明，但本专利技术不仅限于这些实施例的说明。相反的，本专利技术还意欲涵盖，可能包括在本专利技术的主旨和值域内的备选方案，修订条款和等同个例。而且，在下文对本专利技术的详细说明中，指定了很多特殊细节，以便对本专利技术的透彻理解。但是，对于一个所属
的专业人员来说，本专利技术没有这些特殊细节也可以实现的事实是显而易见的。在其他实例中，都没有详尽说明公认的方法，程序，部件和电路，以避免本公开的各方面变得含糊不清。无论如何，我们都应该记住所有这些及类似的术语都与适当的物理量和/或信号有关，并且它们仅仅是适用于这些量和/或信号的符号而已。除非有特别说明和/或否则就如下所述一样显而易见，用贯穿本申请的论述术语诸如“操作”，“计算”，“判定”或者诸如此类的涉及电脑或数据处理系统的动作或步骤，或类似装置(如，电气，光学或量子计算，处理装置或电路)来处理或转换数据表示物理量(如，电子)都是允许的。这类术语涉及，在电路，系统或构造(比如，寄存器，存储器，其他这样的信息存储，传输或显本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带动态范围的跨阻放大器，包括：电流放大器，用于相应于接收光信号功率从接收电流生成放大的电压信号，其中所述电流放大器具有参考电压输入端，输入端和输出端；和设置于所述电流放大器输入和输出端之间的阻抗器，其中所述阻抗器具有用于调节所述TIA电阻值和/或阻抗值的电阻值；一个或多个开关，用于确定所述阻抗器的阻值；其中当接收光信号的功率大于第一预定值时，所述阻抗器的阻值等于第一阻值，当接收光信号的功率低于第一预定值时，所述阻抗器的阻值为第一阻值且大于所述第一阻值。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种带动态范围的跨阻放大器，包括：电流放大器，用于相应于接收光信号功率从接收电流生成放大的电压信号，其中所述电流放大器具有参考电压输入端，输入端和输出端；和设置于所述电流放大器输入和输出端之间的阻抗器，其中所述阻抗器具有用于调节所述TIA电阻值和/或阻抗值的电阻值；一个或多个开关，用于确定所述阻抗器的阻值；其中当接收光信号的功率大于第一预定值时，所述阻抗器的阻值等于第一阻值，当接收光信号的功率低于第一预定值时，所述阻抗器的阻值为第二阻值且大于所述第一阻值；还包括迟滞电路，所述迟滞电路包括a)带第一输入端，第二输入端和一个输出端的放大器；b)连接在所述第一输入端和输出端之间的第三电阻器，c)与所述放大器第二输入端串联的第四电阻器；和d)第五电阻器，用于将参考电压连接到所述放大器的第一输入端；所述迟滞电路用于通过将输入电压与至少一个预定值比较调节控制电压，所述控制电压用于启动或关闭所述开关，所述至少一个预定值包含高预定值和低预定值；所述输入电压为与光电二极管接收光信号产生的电流相对应的电压。2.如权利要求1所述的跨阻放大器，其特征在于，所述阻抗器包含N个并联设置于所述电流放大器输入和输出端之间的N个电阻器，N为大于等于2的整数。3.如权利要求2所述的跨阻放大器，其特征在于，所述阻抗器包括（i）第一电阻器，与所述电流放大器输入和输出端分别连接，和（ii）第二电阻器，与所述电流放大器输入和输出端其中之一连接，和所述一个或多个开关中的第一开关，与所述第二电阻器的第一端和所述电流放大器输入和输出端其中另一个连接。4.如权利要求2所述的跨阻放大器，其特征在于，N=2。5.如权利要求3所述的跨阻放大器，其特征在于，所述第一电阻器的阻值为第一电阻值，所述第二电阻器的阻值为第二电阻值，且第一和第二电阻值的比率在1:5和1:10间。6.一种光收发器，包含如权利要求1所述的跨阻放大器，和微控制器、处理器或逻辑电路，用于在参考电压...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋旭，宋媛，张书源，许远忠，
申请(专利权)人：索尔思光电成都有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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