一种采用低成本超频高速跨阻放大器的放大方法技术

本发明专利技术提出了一种采用低成本超频高速跨阻放大器的放大方法，所述超频高速跨阻放大器包括高速通信链路、低速控制电路及电源管理单元；所述高速通信链路单元包括前置跨阻放大器、连续时间均衡器、限幅放大器、输出缓冲器；所述低速控制电路包括直流失调消除器、自动增益控制器；所述前置跨阻放大器包括前馈放大器单元和反馈电阻单元；所述反馈电阻单元搭接在所述前馈放大器单元的输出端和输入端之间。本发明专利技术通过上述设置不仅使得与低速光电二极管结合的系统带宽得到延展，确保了超频的可能性；同时也解决了工艺性能局限导致的伴生问题，保证了系统的灵敏度以及动态范围；而且采用的都是常规电路元器件，使得低成本的方案成为可能。为可能。为可能。

【技术实现步骤摘要】
一种采用低成本超频高速跨阻放大器的放大方法


[0001]本专利技术属于通信
，具体地说，涉及一种采用低成本超频高速跨阻放大器的放大方法。

技术介绍

[0002]在通信速度不断提高且保证传输质量的前提下降低光通信的成本是现代公司在市场竞争中获胜的关键。在10G PON光通信领域，为了进一步的降低通信成本首先需要从占成本比重较大的光器件入手。在光接收机前端侧，将与跨阻放大器TIA适配的雪崩型光电二极管APD从高带宽的换为更低带宽的产品是其中的一个入手方向，如将原先带宽约7GHz光电二极管换为带宽3.5GHz或更低的光电二极管。
[0003]而3.5GHz光电二极管的带宽远远低于7GHz光电二极管，在保证性能不变的前提下，如何克服采用低带宽光电二极管带来的带宽的降低，以及避免光电二极管与跨阻放大器结合系统的带宽降低而产生的码间干扰对灵敏度的影响，成为了一个难题。
[0004]除此以外，跨阻放大器本身的工艺选型也必须规避昂贵的特殊工艺如SiGe，且不能比当前传输速率下主流设计的CMOS的工艺制程更好，否则就违背了节省成本的初衷。因本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用低成本超频高速跨阻放大器的放大方法，其特征在于，包括以下操作：步骤1：构建与光电二极管连接的超频高速跨阻放大器；所述超频高速跨阻放大器包括高速通信链路、低速控制电路及电源管理单元；所述高速通信链路单元包括前置跨阻放大器、连续时间均衡器、限幅放大器、输出缓冲器；所述低速控制电路包括直流失调消除器、自动增益控制器；所述前置跨阻放大器包括前馈放大器单元和反馈电阻单元；所述反馈电阻单元搭接在所述前馈放大器单元的输出端和输入端之间；所述前馈放大器单元的输入端连接光电二极管，接收光电二极管发送来的电流信号Iin，输出端与连续时间均衡器、限幅放大器、输出缓冲器链路连接；所述输出缓冲器的输出端即为超频高速跨阻放大器的输出端；所述电流信号Iin包括直流分量和交流分量；所述直流失调消除器连接在所述前馈放大器单元的输入端和输出端；所述自动增益控制器的输入端分别连接连续时间均衡器的输出端和限幅放大器的输出端，自动增益控制器的输出端与所述反馈电阻单元和前馈放大器单元连接；所述电源管理单元分别与所述前置跨阻放大器、连续时间均衡器、限幅放大器、输出缓冲器、直流失调消除器和自动增益控制器连接；步骤2：在前置跨阻放大器和光电二极管之间设置电感L1；步骤3：在前馈放大器单元中设置电流处理单元、反相器单元、电流镜单元；所述反馈电阻单元搭接在所述反相器单元的输入端和输出端上；所述电流镜单元与所述反相器单元连接；所述反相器单元的输出端即为前置跨阻放大器与连续时间均衡器连接的输出端；所述反相器的输入端与电感L1连接；所述直流失调消除器和自动增益控制器都与所述电流处理单元连接；在反相器单元中设置链路连接的三组反相器，依次分别为第一反相器、第二反相器和第三反相器；所述第一反相器、第二反相器和第三反相器的尺寸相同；步骤4：在电流处理单元中设置搭接在电感L1的输出端的第五NMOS管；步骤5：在电流处理单元中设置搭接在反相器单元的输入端的调节单元；所述调节单元包括串联后接地的第六NMOS管、电容C4、电阻R5；步骤6：步骤6.1：使用步骤3中设置的电流镜单元为前馈放大器单元提供稳定且数值确定的电流；步骤6.2：使用步骤2中设置的电感L1来隔绝光电二极管的寄生电容和前置跨阻放大器的输入寄生电容，同时采用电感L1和光电二极管的寄生电容以及前置跨阻放大器的输入寄生电容之间进行谐振作用，从而将带宽进行一次提升；步骤6.2：使用步骤4中设置的第五NMOS管旁路处理掉电流信号Iin中的直流分量；并通过直流失调消除器接收反相器单元的输出端和输出端的信号，进行比较后反馈控制信号到电流处理单元进行调节；步骤6.3：使用步骤3中设置的三组反相器，通过三组反相器组合的方式增加开环增益并减少输入前置跨阻放大器的输入阻抗，从而将带宽进行第二次提升；步骤6.4：使用自动增益控制器连接第六NMOS管来控制电容C4作为补偿电容来保持反相器单元的稳定，同时通过自动增益控制单元连接第六NMOS管来控制电阻R5来对反相器单
元的输入端的相位进行调节；使用自动增益控制器连接反馈电阻单元，对反馈电阻单元进行跨阻增益的调节；步骤6.5：通过三组反相器将电流信号Iin中的交流分量放大为电压信号，然后通过连续时间均衡器、限幅放大器、输出缓冲器处理后输出最终的放大信号。2.如权利要求1所述的一种采用低成本超频高速跨阻放大器的放大方法，其特征在于，在所述自动增益控制器中设置两个数字输出控制通道和自动增益数字控制器；一个所述数字输出控制通道包括共模电压提取单元、阈值电压生成器和峰值探测器、迟滞比较器；两个数字输出控制通道的其中一个数字输出控制通道通过峰值探测器的两个输入端与连续时间均衡器的两个输出端连接，另一个数字输出控制通道通过峰值探测器的两个输入端与限幅放大器的两个输出端连接；在所述步骤6.4中：首先，将所述共模电压提取单元搭接在峰值探测器的两个输入端之间用于提取共模电压；然后，将所述共模电压提取单元与阈值电压生成器连接，用于将提取到的共模电压发送到阈值电压生成器通过设置差值电压生成高阈值和低阈值共两路阈值；所述高阈值和低阈值代表的为差值电压与共模电压取差后的最高值和最低值；接着，将所述阈值电压生成器与峰值探测器器连接，用于将高阈值和低阈值取差得到的信号幅度的阈值发送到迟滞比较器中；然后，在迟滞比较器中对阈值幅度和信号幅度进行比较；接着，将所述迟滞比较器与自动增益数字控制器连接；向自动增益数字控制器反馈阈值幅度和信号幅度的比较结果；最后，根据两个迟滞比较器的比较结果判断阻抗是需要增加还是减少，然后根据判断结果对第六NMOS管和反馈电阻单元进行控制调节。3.如权利要求1或2所述的一种采用低成本超频高速跨阻放大器的放大方法，其特征在于，在所述第一反相器中设置第一PMOS管和第一NMOS管；将所述第一PMOS管和第一NMOS管的栅极作为第一反相器的输入端；将第一PMOS管的和第一NMOS管的漏极作为第一反相器的输出端；将第一PMOS管的源极与所述电流镜单元连接，第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵欣，王睿，蔡之骏，雷春桃，陶蕤，毛毅，
申请(专利权)人：成都明夷电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：