光模块及其光模块芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种光模块及其光模块芯片，所述光模块包括：光模块芯片、激光发射光源、光电二极管和跨阻放大器TIA；其中，所述光模块芯片中集成了微控器、激光驱动电路、限幅放大电路；所述微控器通过内部总线与所述激光驱动电路、限幅放大电路通信，用以控制所述激光驱动电路和限幅放大电路。由于将光模块中通常比不可少的电路，集成到该光模块芯片中，从而减少光模块中的芯片和元件的数量，大大降低了光模块的成本；而且，由于集成度高，还可大大节约光模块的电路空间，减少电路间的干扰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤通信技木，尤其涉及一种光模块及其光模块芯片。
技术介绍
目前的国内市场以及国际市场，高带宽、高速率和多种业务融合的光纤通信方向已经开始应用；在众多的解决方案中，光纤到户(FTTH)的出现便被认为是宽带接入的终极解决方案。国内市场已经大面积应用。而在FTTH众多方案中，其中PON (无源光网络)又备受关注，成为了目前主流的光接入方式。目前PON的网络铺设越来越多。光模块作为PON网络的核心部件，其价格压力也日益増大。目前，现有技术的光模块中通常包括激光发射単元和激光接收单元，激光接收·单元包括ROSA (Receiver Optical Subassembly,光接收组件)和限幅放大电路,激光接收单元包括TOSA及其激光驱动电路；或者光模块中包括BOSA (Bidirectional OpticalSubassembly,双向光组件)，BOSA可以进行激光发射和接收。ROSA、或者BOSA中通常包括有光电ニ极管和TIA。所述光电ニ极管具体可以是应用于GPON网络的光模块中的APD (Avalanche Photo Diode，雪崩光电ニ极管)，也可以是应用于EPON网络的光模块中的PIN光电ニ极管(在P、N结之间加进ー个接近本征材料的I区，形成PIN结构的半导体光电探测器)。光电ニ极管探測到光信号后会输出相应的响应电流Ipd,TIA (Tranimpedance Amplifier,跨阻放大器)将输出相应的差分电信号；该差分信号被送到限幅放大器，限幅放大器输出相应的电信号。T0SA、或者BOSA中通常包括有激光发射光源，激光发射光源的激光驱动电路接收到电信号后，根据接收的电信号驱动激光发射光源发射特定波长的激光。此外，目前的光模块普遍具有数字诊断功能，行业内方案大多采用发射和接收ー体的芯片，另外配合ー个通用单片机来实现数字诊断功能；而且，光模块中还需要具有ー个为光电ニ极管(APD)升压的芯片用于控制光电ニ极管(APD)两端电压，以及监控光电ニ极管(APD)电流的电路。如果要满足光模块的应用，单片机最低也要8位以上、带高精度AD和DA、带内部温度传感器等等。目前市面要满足以上要求的单片机选型范围较小，价格居高不下，占据了光模快芯片方案成本的30%至50%。因此，现有技术的光模块成本较高，有降低成本的需求。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了 ー种光模块及其光模块芯片，用以降低光模块成本。根据本专利技术的ー个方面，提供了ー种光模块，包括光模块芯片、激光发射光源、光电ニ极管和跨阻放大器TIA ；其中，所述光模块芯片中集成了微控器、激光驱动电路、限幅放大电路；所述微控器通过内部总线与所述激光驱动电路、限幅放大电路通信，用以控制所述激光驱动电路和限幅放大电路；所述光电ニ极管和TIA相连，所述TIA的电信号输出端通过所述光模块芯片的外接引脚与所述限幅放大电路的电信号输入端相连，所述限幅放大电路对其电信号输入端输入的电信号进行限幅放大，限幅放大后的电信号从所述限幅放大电路的电信号输出端通过所述光模块芯片的外接引脚输出；所述激光驱动电路通过所述光模块芯片的外接引脚与所述激光发射光源相连，所述激光驱动电路的电信号输入端通过所述光模块芯片的外接引脚接收到电信号，根据从其电信号输入端输入的电信号驱动激光发射光源发射激光。进ー步，所述光模块还包括光电ニ极管电压控制电路；以及，所述光模块芯片中还集成了 PWM输出控制电路，所述微控器通过内部总线与所述PWM输出控制电路通信；以及，所述微控器中内置了 ADC器件；所述光电ニ极管电压控制电路中包括FET管、电阻R1-R5、ニ极管D1、电容Cl ； 其中,Cl与连接于R3的一端与光电ニ极管的阳极之间,R3的另一端与所述光电ニ极管的阴极相连；Rl与R2串联，R1、R2的串联电路与Cl并联；Dl的阴极与Cl和R3的连接点相连；R4跨接于FET管的栅极与漏极之间，FET管的源极通过R5与电源相连，且FET管的源极与Dl的阳极相连；所述微控器的一个电压输入端连接到Rl与R2的连接点，通过其ADC器件检测Rl或R2的分压；所述微控器根据其检测的电压输入端上的电压，通过内部总线控制所述PWM输出控制电路输出相应占空比的PWM波，该PWM波通过所述PWM输出控制电路的PWM输出端输出到FET管的栅极。根据本专利技术的另ー个方面，还提供了一种光模块芯片，包括微控器、激光驱动电路、限幅放大电路；其中，所述微控器通过内部总线与所述激光驱动电路、限幅放大电路通信，用以控制所述激光驱动电路和限幅放大电路；所述限幅放大电路的电信号输入端通过所述光模块芯片的外接引脚与TIA的电信号输出端相连；其中，所述TIA与光电ニ极管相连，所述光电ニ极管用以探测激光并产生相应电流；所述限幅放大电路对其电信号输入端输入的电信号进行限幅放大，限幅放大后的电信号从所述限幅放大电路的电信号输出端通过所述光模块芯片的外接引脚输出；所述激光驱动电路通过所述光模块芯片的外接引脚与激光发射光源相连，所述激光驱动电路的电信号输入端通过所述光模块芯片的外接引脚接收到电信号，根据从其电信号输入端输入的电信号驱动激光发射光源发射激光。进一歩，所述芯片还包括PWM输出控制电路，所述微控器通过内部总线与所述PWM输出控制电路通信；以及，所述微控器中内置了 ADC器件；所述微控器的一个电压输入端与光电ニ极管电压控制电路相连；其中，所述光电ニ极管电压控制电路包括FET管、电阻R1-R5、ニ极管Dl、电容Cl ；其中，Cl与连接于R3的一端与光电ニ极管的阳极之间，R3的另一端与所述光电ニ极管的阴极相连；Rl与R2串联，R1、R2的串联电路与Cl并联；Dl的阴极与Cl和R3的连接点相连；R4跨接于FET管的栅极与漏极之间，FET管的源极通过R5与电源相连，且FET管的源极与Dl的阳极相连；所述微控器的一个电压输入端具体连接到Rl与R2的连接点，通过其ADC器件检测Rl或R2的分压；所述微控器根据其检测的电压输入端上的电压，通过内部总线控制所述PWM输出控制电路输出相应占空比的PWM波，该PWM波通过所述PWM输出控制电路的PWM输出端输 出到FET管的栅极。本专利技术实施例提供的光模块由于将光模块中通常比不可少的电路，如激光驱动电路、限幅放大电路、PWM输出控制电路和微控制器集成到该光模块芯片中，从而減少光模块中的芯片和元件的数量,大大降低了光模块的成本；而且，由于集成度高,还可大大节约光模块的电路空间，減少电路间的干扰。进一歩，实施例提供的光模块还对现有技术中控制光电ニ极管的升压的电路进行了改进，一部分集成到光模块芯片中，另一部分控制电路在光模块芯片外，可以根据实际情况调节阻值、电容值等。附图说明图la、lb为本专利技术实施例的光模块内部电路示意图；图2为本专利技术实施例的光电ニ极管电压控制电路图；图3为本专利技术实施例的电流镜像电路图。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下參照附图并举出优选实施例，对本专利技术进ー步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本专利技术的ー个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本专利技术的这些方面。本申请使用的“模块”、“系统”等术语g在包括与计算机相关的实体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光模块，包括：光模块芯片、激光发射光源、光电二极管和跨阻放大器TIA；其中，所述光模块芯片中集成了微控器、激光驱动电路、限幅放大电路；所述微控器通过内部总线与所述激光驱动电路、限幅放大电路通信，用以控制所述激光驱动电路和限幅放大电路；所述光电二极管和TIA相连，所述TIA的电信号输出端通过所述光模块芯片的外接引脚与所述限幅放大电路的电信号输入端相连，所述限幅放大电路对其电信号输入端输入的电信号进行限幅放大，限幅放大后的电信号从所述限幅放大电路的电信号输出端通过所述光模块芯片的外接引脚输出；所述激光驱动电路通过所述光模块芯片的外接引脚与所述激光发射光源相连，所述激光驱动电路的电信号输入端通过所述光模块芯片的外接引脚接收到电信号，根据从其电信号输入端输入的电信号驱动激光发射光源发射激光。

【技术特征摘要】
1.ー种光模块，包括光模块芯片、激光发射光源、光电ニ极管和跨阻放大器TIA ； 其中，所述光模块芯片中集成了微控器、激光驱动电路、限幅放大电路；所述微控器通过内部总线与所述激光驱动电路、限幅放大电路通信，用以控制所述激光驱动电路和限幅放大电路； 所述光电ニ极管和TIA相连，所述TIA的电信号输出端通过所述光模块芯片的外接引脚与所述限幅放大电路的电信号输入端相连，所述限幅放大电路对其电信号输入端输入的电信号进行限幅放大，限幅放大后的电信号从所述限幅放大电路的电信号输出端通过所述光模块芯片的外接引脚输出； 所述激光驱动电路通过所述光模块芯片的外接引脚与所述激光发射光源相连，所述激光驱动电路的电信号输入端通过所述光模块芯片的外接引脚接收到电信号，根据从其电信号输入端输入的电信号驱动激光发射光源发射激光。2.如权利要求I所述的光模块，其特征在于，还包括光电ニ极管电压控制电路；以及，所述光模块芯片中还集成了 PWM输出控制电路，所述微控器通过内部总线与所述PWM输出控制电路通信；以及，所述微控器中内置了 ADC器件； 所述光电ニ极管电压控制电路中包括FET管、电阻R1-R5、ニ极管D1、电容Cl ； 其中,Cl与连接于R3的一端与光电ニ极管的阳极之间,R3的另一端与所述光电ニ极管的阴极相连； Rl与R2串联，R1、R2的串联电路与Cl并联； Dl的阴极与Cl和R3的连接点相连； R4跨接于FET管的栅极与漏极之间，FET管的源极通过R5与电源相连，且FET管的源极与Dl的阳极相连； 所述微控器的一个电压输入端连接到Rl与R2的连接点，通过其ADC器件检测Rl或R2的分压； 所述微控器根据其检测的电压输入端上的电压，通过内部总线控制所述PWM输出控制电路输出相应占空比的PWM波，该PWM波通过所述PWM输出控制电路的PWM输出端输出到FET管的栅极。3.如权利要求2所述的光模块，其特征在于，还包括电流镜像电路和采样电阻； 所述电流镜像电路的输入电流通路跨接于所述光电ニ极管的阴极与R3之间，所述电流镜像电路的镜像电流通路与采样电阻串联； 所述微控器通过其另一个电压输入端检测所述采样电阻上的电压，井根据检测的采样电阻上的电压计算出光电ニ极管接收光的光功率。4.如权利要求1-3任一所述的光模块，其特征在于，还包括存储器件； 所述微控器与存储器件相连，用以读取所述存储器件。5.如权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述微控器通过通信总线与其它设备进行通信，用以接收外部的其它设备发送的指令、数据，或向外部的其它设备返回数据。6.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑龙，张华，
申请(专利权)人：青岛海信宽带多媒体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：