一种光接收电路制造技术

本发明专利技术提供了一种光接收电路，通过平均光电流采样电路设计，提高光电流采样精度。控制模块根据光功率大小实时切换接收电路的增益，确保不同区域的光电流都具备很高的转换精度。解决了光接收电路中，光功率过大时，光电二极管检测到的光电流过大，而造成的光电转换精度下降的问题，保证光电流检测的准确性，并根据光功率的大小实时切换跨阻放大器的增益，从而提升光信号转换成电信号的转换精度，提高光通信系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种光接收电路
本专利技术涉及电路与通信
，具体涉及一种光接收电路。
技术介绍
以光纤为网络的光纤通信系统大大推动了社会的信息化进程，其通信速率和容量正在飞速提升。光纤通信系统的长足进步推动着光接收电路的发展。光接收电路需要将光纤中长距离传输后衰减的微弱光脉冲信号进行检测和放大，并进行均衡、时钟恢复等一系列信号处理后，生成电压脉冲信号，完成信号的传输；通常是通过光电二极管完成光脉冲信号到电流脉冲信号的转换，跨阻放大器将电流脉冲信号转换为电压脉冲信号。在高速光通信系统中，接收端收到的光信号脉冲强度随通信距离、光纤损耗等因素变化，因此需要检测平均光电流，以确定接收端光功率，对应调整放大器增益，实现不同通信距离情况下光信号的高速接收，避免放大器饱和或者增益不足的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种光接收电路，解决了光接收电路中，光功率过大时，光电二极管检测到的光电流过大，而造成的光电转换精度下降的问题，保证光电流检测的准确性，并根据光功率的大小实时切换跨阻放大器的增益，从而提升光信号转换成电信号的转换精度，提高光通信系统的可靠性。为解决上述问题，本专利技术提供了一种光接收电路，包括：光电转换单元，其用于接收光信号，并产生对应于所述光信号的光电流信号和第一电压信号，其中，所述光信号的光电流信号和电压信号能够用于确定所述光信号的光功率；跨阻放大单元，用于将所述第一电压信号放大并以第二电压信号输出；控制模块，用于：当所述光信号的光功率过大时，自动减小跨阻放大器的增益；以及用于：当所述光信号的光功率较小时，自动提升跨阻放大器增益，其中，所述光功率过大指的是：相比预设的第一阈值，造成光电转换精度下降的功率阈值范围；或者，相比预设的第二阈值，造成跨阻放大单元饱和的功率阈值范围。根据本专利技术的一个实施例，所述光电转换单元还包括平均光电流检测电路，所述平均光电流检测电路用于确定一段时间内的光信号的平均光电流信号，并以此作为所述光信号的光电流信号。根据本专利技术的一个实施例，还包括：逻辑控制端口，用于控制所述光电流信号的流向，即光电流的方向，包括：电流源形式的电流、电流沉形式的电流。根据本专利技术的一个实施例，所述光电转换单元还包括光电二极管；所述平均光电流检测电路包括：第一开关单元、电流源、电容器、第一电阻器、调零单元和光电流输出单元；所述第一开关单元包括第一NMOS管和第二NMOS管，所述第一NMOS管源极和所述第二NMOS管源极分别与电源公共接地端电连接；所述第一NMOS管漏极分别与所述电流源的一端、所述第一NMOS管栅极和所述第二NMOS管栅极电连接，所述电流源另一端、所述电容器的一端、所述第一电阻器一端分别与所述电源电压电连接；所述电流源被配置为向所述第一电阻器和所述电容器提供偏置电流；所述光电流输出单元被配置输出光电流信号；所述调零单元被配置为消除输入的失调电压。根据本专利技术的一个实施例，所述调零单元包括：第一运算放大器、第二开关单元、第二电阻器、第二运算放大器、第三电阻器；所述第二开关单元包括：第一PMOS管、第二PMOS管和第三PMOS管；所述第二电阻器一端、所述第一PMOS管源极、所述第二PMOS管源极和所述第三电阻器一端分别与电源电压电连接；所述第一运算放大器的反向输入端分别与所述电容器的另一端、所述第一电阻器另一端和第二NMOS管漏极电连接；所述第一运算放大器的正向输入端分别与所述第一PMOS管漏极、所述第二电阻器的另一端、所述第二运算放大器的正向输入端、所述光电二极管的阴极电连接；所述第一运算放大器的输出端分别与所述第一PMOS管栅极和所述第二PMOS管栅极电连接；其中，所述光电二极管阳极与所述跨阻放大单元电连接；所述第二PMOS管漏极分别与所述第三PMOS管源极、所述第三电阻器另一端和所述第二运算放大器的反向输入端电连接；所述第二运算放大器的输出端与所述第三PMOS管栅极电连接，所述第三PMOS漏极与所述光电流输出单元电连接。根据本专利技术的一个实施例，所述跨阻放大单元包括：第三运算放大器、第三NMOS管、第四NMOS管、电压输出端、第一分压电阻器和第二分压电阻器，其中，所述第三运算放大器的反向输入端分别与所述第一分压电阻器一端、所述第三NMOS管漏极和所述光电二极管阳极电连接，所述第一分压电阻器另一端分别与所述第三NMOS管源极、所述第四NMOS管漏极和所述第二分压电阻器一端电连接，所述第二分压电阻器另一端分别与所述第三运算放大器输出端、第四NMOS管源极电和所述电压输出端电连接，所述电压输出端用于输出电压信号；所述第三运算放大器的正向输入端与接地端电连接；所述第三NMOS管栅极和所述第四NMOS管栅极分别连接控制模块的控制信号端，所述控制信号端用于调节流入所述第三NMOS管栅极电流和所述第四NMOS管栅极电流。根据本专利技术的一个实施例，所述第一分压电阻器的阻值大于所述第二分压电阻器阻值。根据本专利技术的一个实施例，所述光电流输出单元包括：第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管、光电流输出端、第一非门NOT1和第二非门NOT2，所述第四PMOS管源极分别与所述第三PMOS管漏极、所述第六PMOS管漏极和所述第八PMOS管漏极电连接；所述第四PMOS管漏极与所述第七PMOS管漏极电连接用于输出至所述光电流输出端，所述第四PMOS管栅极分别与所述第八PMOS管栅极、第一非门输入端和第二非门的输出端电连接；所述光电流输出端用于输出光电流信号；所述第二非门的输入端与所述逻辑控制端口电连接；所述第一非门的输出端与所述第五PMOS管栅极电连接；所述第五PMOS管的漏极分别与所述第八PMOS管源极、所述第六PMOS管栅极和所述第七PMOS管栅极电连接，所述第五PMOS管源极、第六PMOS管源极和第七PMOS管源极分别与电源公共接地端电连接。根据本专利技术的一个实施例，所述控制信号端根据所述输出光电流信号调节流入所述第三NMOS管栅极电流和所述第四NMOS管栅极电流。根据本专利技术的一个实施例，所述光接收电路根据光电流输出信号和所述光电压信号调节所述第一分压电阻器的阻值和/或所述第二分压电阻器阻值。本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：解决了光接收电路中，光功率过大时，光电二极管检测到的光电流过大，而造成的光电转换精度下降的问题，从而根据光功率大小，自动调整增益，避免放大器出现饱和现象。保证光电流检测的准确性，并根据光功率的大小实时切换跨阻放大器的增益，从而提升光信号转换成电信号的转换精度，提高光通信系统的可靠性。需要说明的是，所述光功率过大指的是：相比预设的第一阈值，造成光电转换精度下降的功率阈值范围；或者，相比预设的第二阈值，造成跨阻放大单元饱和的功率阈值范围。对此而言，第一阈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光接收电路，包括：/n光电转换单元，其用于接收光信号，并产生对应于所述光信号的光电流信号和第一电压信号，其中，所述光信号的光电流信号和电压信号能够用于确定所述光信号的光功率；/n跨阻放大单元，用于将所述第一电压信号放大并以第二电压信号输出；/n控制模块，用于：当所述光信号的光功率过大时，自动减小跨阻放大单元的增益；以及用于：当所述光信号的光功率较小时，自动提升跨阻放大单元的增益，其中，所述光功率过大指的是：相比预设的第一阈值，造成光电转换精度下降的功率阈值范围；或者，相比预设的第二阈值，造成跨阻放大单元饱和的功率阈值范围。/n

【技术特征摘要】
1.一种光接收电路，包括：
光电转换单元，其用于接收光信号，并产生对应于所述光信号的光电流信号和第一电压信号，其中，所述光信号的光电流信号和电压信号能够用于确定所述光信号的光功率；
跨阻放大单元，用于将所述第一电压信号放大并以第二电压信号输出；
控制模块，用于：当所述光信号的光功率过大时，自动减小跨阻放大单元的增益；以及用于：当所述光信号的光功率较小时，自动提升跨阻放大单元的增益，其中，所述光功率过大指的是：相比预设的第一阈值，造成光电转换精度下降的功率阈值范围；或者，相比预设的第二阈值，造成跨阻放大单元饱和的功率阈值范围。


2.根据权利要求1所述的光接收电路，其特征在于：
所述光电转换单元还包括平均光电流检测电路，
所述平均光电流检测电路用于确定一段时间内的光信号的平均光电流信号，并以此作为所述光信号的光电流信号。


3.根据权利要求1所述的光接收电路，还包括：
逻辑控制端口，用于控制所述光电流信号的流向，即光电流的方向，包括：电流源形式的电流、电流沉形式的电流。


4.根据权利要求3所述的光接收电路，其特征在于，
所述光电转换单元还包括光电二极管；
所述平均光电流检测电路包括：第一开关单元、电流源、电容器、第一电阻器、调零单元和光电流输出单元；
所述第一开关单元包括第一NMOS管和第二NMOS管，所述第一NMOS管源极和所述第二NMOS管源极分别与电源公共接地端电连接；所述第一NMOS管漏极分别与所述电流源的一端、所述第一NMOS管栅极和所述第二NMOS管栅极电连接，所述电流源另一端、所述电容器的一端、所述第一电阻器一端分别与所述电源电压电连接；
所述电流源被配置为向所述第一电阻器和所述电容器提供偏置电流；
所述光电流输出单元被配置输出光电流信号；
所述调零单元被配置为消除输入的失调电压。


5.根据权利要求4所述的光接收电路，其特征在于：
所述调零单元包括：第一运算放大器、第二开关单元、第二电阻器、第二运算放大器、第三电阻器；
所述第二开关单元包括：第一PMOS管、第二PMOS管和第三PMOS管；所述第二电阻器一端、所述第一PMOS管源极、所述第二PMOS管源极和所述第三电阻器一端分别与电源电压电连接；
所述第一运算放大器的反向输入端分别与所述电容器的另一端、所述第一电阻器另一端和第二NMOS管漏极电连接；所述第一运算放大器的正向输入端分别与所述第一PMOS管漏极、所述第二电阻器的另一端、所述第二运算放大器的正向输入端、所述光电二极管的阴极电连接；所述第一运算放大器的输出端分别与所述第一PMOS管栅极和所述第二PMOS管栅极电连接；其中，所述光电二极管阳极与所述跨阻放大单元电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭龙，谭章德，张敏，李通，郑培杰，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44