【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电气隔离领域，尤其涉及一种高速光调制信号隔离器以及电气隔离方法。
技术介绍
1、电气隔离指的是将两个信号系统进行电气上的隔离，去除直接的电气连接，而是通过类似于光或电磁感应的形式在两个信号系统之间传输信号。电气隔离被广泛应用于工业控制、汽车电子以及医疗电子设备等存在高电压或者高噪声的场景中。
2、在现有的技术中，可以在两个信号系统上分别安装信号转换模块，一端的信号转换模块将电信号转换为光信号，并通过光纤将光信号传输至另一端的信号转换模块，另一端的信号转换模块再将光信号转换为电信号，从而实现电气隔离。
3、然而，上述方案存在功耗高、占用体积大以及成本高的缺点。
技术实现思路
1、本申请提供了一种高速光调制信号隔离器以及电气隔离方法，用于在支持较高的信号传输速率的同时，实现较小的隔离器尺寸、较低的功耗以及较少的成本。
2、本申请第一方面提供了一种高速光调制信号隔离器：
3、其内部包括电光转换模块、光电转换模块以及光传输介质，电光转换模块包括高速电光转换调制器，光电转换模块包括高速光电探测器。高速电光转换调制器，用于将目标电压信号调制到光源上，以得到光信号。光传输介质，用于光信号传输至高速光电探测器。高速光电探测器，用于根据光信号产生电流信号。
4、本申请中，高速光调制信号隔离器中包括高速光电探测器以及高速电光转换调制器，因此隔离器内部就能够实现电信号到光信号的转换，以及光信号到电信号的转换，从而在支持较高的信号传输速
5、在一种可能的实现方式中，电光转换模块还包括第一信号调优器以及驱动器，光电转换模块还包括互阻放大器、限幅放大器以及第二信号调优器。第一信号调优器，用于对接收到的第一电压信号进行数据时钟恢复以及信号补偿优化以得到目标电压信号，并将目标电压信号传输至所述驱动器。驱动器，用于将目标电压信号传输至高速电光转换调制器。互阻放大器，用于将电流信号转换为第二电压信号，并将第二电压信号传输至限幅放大器。限幅放大器，用于对所第二电压信号进行放大以及整形，以得到第三电压信号，并将第三电压信号传输至第二信号调优器。第二信号调优器，用于对第三电压信号进行信号补偿优化以及编码。
6、在一种可能的实现方式中，电光转换模块与光电转换模块采用不同的电源供电。
7、本申请中，电光转换模块与光电转换模块采用不同的电源供电，避免了由于相同电源供电所带来的干扰，实现两端信号的电气隔离。
8、在一种可能的实现方式中，第一信号调优器以及第二信号调优器为时钟数据恢复(clock and data recovery，cdr)芯片或数字信号处理(digital signal processing，dsp)芯片。
9、在一种可能的实现方式中，高速电光转换调制器为马赫-增德尔(mach-zehndermodulator，mzm)调制器、环形调制器(ring modulator，ring)调制器或电吸收(electro-absorption modulator，eam)调制器。
10、在一种可能的实现方式中，高速电光转换调制器的材料为硅。
11、在一种可能的实现方式中，高速电光转换调制器的材料为铌酸锂。
12、在一种可能的实现方式中，高速光电探测器为p型半导体-杂质-n型半导体(positive-intrinsic-negative，pin)探测器、雪崩二极管(avalanche photodiode，apd)探测器或金属-导体-金属(metal-semiconductor-metal，msm)探测器。
13、在一种可能的实现方式中，光传输介质为光波导。
14、在一种可能的实现方式中，光传输介质为光纤。
15、在一种可能的实现方式中，电光转换模块、光电转换模块以及光波导设置于同一硅基衬底上。
16、本申请第二方面提供了一种电气隔离方法：
17、高速光调制信号隔离器将目标电压信号调制到光源上，以得到光信号。高速光调制信号隔离器根据光信号产生电流信号。
18、本申请中，由高速光调制信号隔离器将电信号转换为光信号，以及将光信号转换为电信号，从而无需依靠额外的设备就能实现电气隔离。
19、在一种可能的实现方式中，高速光调制信号隔离器还会对接收到的第一电压信号进行数据时钟恢复以及信号补偿优化，以得到目标电压信号。高速光调制信号隔离器还会将电流信号转换为第二电压信号，高速光调制信号隔离器还会对第二电压信号进行放大以及整形，以得到第三电压信号。高速光调制信号隔离器还会对第三电压信号进行信号补偿优化以及编码。
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1.一种高速光调制信号隔离器，其特征在于，所述高速光调制信号隔离器的内部包括电光转换模块、光电转换模块以及光传输介质，所述电光转换模块包括高速电光转换调制器，所述光电转换模块包括高速光电探测器；
2.根据权利要求1所述的高速光调制信号隔离器，其特征在于，所述电光转换模块还包括第一信号调优器以及驱动器，所述光电转换模块还包括互阻放大器、限幅放大器以及第二信号调优器；
3.根据权利要求1或2所述的高速光调制信号隔离器，其特征在于，所述电光转换模块与所述光电转换模块采用不同的电源供电。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的高速光调制信号隔离器，其特征在于，所述第一信号调优器以及所述第二信号调优器为时钟数据恢复CDR芯片或数字信号处理技术DSP芯片。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的高速光调制信号隔离器，其特征在于，所述高速电光转换调制器为马赫-增德尔MZM调制器、环形调制器Ring调制器或电吸收EAM调制器。
6.根据权利要求5所述的高速光调制信号隔离器，其特征在于，所述高速电光转换调制器的材料为硅。
7.根据
8.根据权利要求6或7所述的高速光调制信号隔离器，其特征在于，所述高速光电探测器为P型半导体-杂质-N型半导体PIN探测器、雪崩二极管APD探测器或金属-导体-金属MSM探测器。
9.根据权利要求8所述的高速光调制信号隔离器，其特征在于，所述光传输介质为光波导。
10.根据权利要求8所述的高速光调制信号隔离器，其特征在于，所述光传输介质为光纤。
11.根据权利要求9所述的高速光调制信号隔离器，其特征在于，所述电光转换模块、所述光电转换模块以及所述光波导设置于同一硅基衬底上。
12.一种电气隔离方法，其特征在于，包括：
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种高速光调制信号隔离器，其特征在于，所述高速光调制信号隔离器的内部包括电光转换模块、光电转换模块以及光传输介质，所述电光转换模块包括高速电光转换调制器，所述光电转换模块包括高速光电探测器；
2.根据权利要求1所述的高速光调制信号隔离器，其特征在于，所述电光转换模块还包括第一信号调优器以及驱动器，所述光电转换模块还包括互阻放大器、限幅放大器以及第二信号调优器；
3.根据权利要求1或2所述的高速光调制信号隔离器，其特征在于，所述电光转换模块与所述光电转换模块采用不同的电源供电。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的高速光调制信号隔离器，其特征在于，所述第一信号调优器以及所述第二信号调优器为时钟数据恢复cdr芯片或数字信号处理技术dsp芯片。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的高速光调制信号隔离器，其特征在于，所述高速电光转换调制器为马赫-增德尔mzm调制器、环形调制器ring调制器或电吸收eam调制器。
【专利技术属性】
技术研发人员：翟厚明，段建宏，赵战伟，汤宇翔，
申请(专利权)人：北京华为数字技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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