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用于光模塊中apd器件升壓調節(jié)的數模轉換電路的制作方法

文檔序號:9864790閱讀:1866來源:國知局
用于光模塊中apd器件升壓調節(jié)的數模轉換電路的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及模擬/數字混合信號集成電路設計領域,具體設及用于光模塊中ATO器 件升壓調節(jié)的數模轉換電路。
【背景技術】
[0002] 雪崩二極管(APD)是光通信領域的通用二極管,常用于為了實現(xiàn)高接收靈敏度的 光模塊接收器件中,它的特點是要在高壓下才能產生雪崩效應,從而提高器件的靈敏度。 APD的理想工作電壓通常為20-70V,為了滿足高壓要求通常要搭配升壓忍片及外圍電路實 現(xiàn),目前調試APD電壓的方法是給ATO器件輸入光信號,調節(jié)APD電壓,監(jiān)控光模塊的接收靈 敏度,當靈敏度達到最高時,對應的ATO電壓即為理想電壓。
[0003] 傳統(tǒng)的Aro升壓調節(jié)電路如圖1所示,采用升壓忍片(DC-DC Converter)加外圍電 路的方式實現(xiàn),其調節(jié)原理為:升壓忍片的FB管腳輸出一個固定電壓化B,大約在1.2V左右, APD電巧
通過更換R1與R2的電阻阻值實現(xiàn)ATO電壓的調節(jié),但受限于光 模塊的面積和APD電壓對于精度也有一定要求,相差1-2V,靈敏度有較大差異,使得換接電 阻調節(jié)ATO電壓的方式操作起來不方便,影響了光模塊的調試效率。
[0004] 有鑒于此,急需提供一種便捷的、提高光模塊調試效率的ATO器件升壓調節(jié)電路。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題是如何設計一種便捷的、提高光模塊調試效率的APD 器件升壓調節(jié)電路。
[0006] 為了解決上述技術問題,本發(fā)明所采用的技術方案是提供一種用于光模塊中APD 器件升壓調節(jié)的數模轉換電路,所述數模轉換電路集成于光收發(fā)忍片中,用于包括所述光 收發(fā)忍片、跨阻放大器、升壓忍片、第一電阻和第二電阻的光模塊中,
[0007] 所述升壓忍片的FB管腳接所述第二電阻的一端,并經所述第一電阻接其ATO管腳 和所述跨阻放大器,作為所述跨阻放大器的供電電壓,所述第二電阻的另一端接地;
[000引所述跨阻放大器的輸出端接所述光收發(fā)忍片的輸入端,所述光收發(fā)忍片中的數模 轉換電路管腳接所述升壓忍片的FB管腳,所述數模轉換電路對應的電流的方向可為電流沉 SINK模式,即電流從所述數模轉換電路管腳輸入,也可為電流源SOURCE模式,即電流從所述 數模轉換電路管腳輸出。
[0009] 在上述技術方案中,包括:
[0010] 第一 PM0S管~第五PM0S管組成的共源共柵偏置電流鏡,其中:所述第一 PM0S管的 源極接電源,柵極接漏極,并連接所述第四、第五PM0S管的柵極;所述第二PM0S管的源極接 電源,柵極接所述第SPM0S管的柵極和所述第四PM0S管的漏極,漏極接所述第四PM0S管的 源極;所述第^PMOS管的源極接電源,漏極接所述第五PM0S管的源極;所述第四PM0S管的漏 極接傳輸口;所述第五PM0S管的漏極接第六PM0S管的源極;
[0011] 所述傳輸口由第一NMOS管與第屯PMOS管組成,所述第一NMOS管與所述第屯PMOS管 的柵極分別接一對反向信號SINKB和SINK;
[0012]反相器,由第四NM0S管與第八PM0S管組成,提供反向信號SINKB和SINK;
[0013] 所述第六PM0S管為一個獨立的PM0S開關,漏極接第二NM0S管的漏極,作為所述數 模轉換電路的輸出端,柵極接所述第二NM0S管的柵極,并連接所述信號SINK;
[0014] 所述第二NM0S管為一個獨立的NM0S開關,源極接N個NM0S管;
[001日]第SN10S管與所述N個NM0S管組成的SINK模式電流鏡構成了 N位數模轉換電路的 輸出電流,所述第Ξ醒0S管的柵極接漏極,并連接所述N個醒0S管的柵極,所述第Ξ醒0S管 的源極接地;所述N個NM0S管的源極接地,漏極分別接對應的N個NM0S開關的源極;
[0016] 所述N個醒0S開關用于實現(xiàn)所述數模轉換電路的位數選擇功能,其柵極分別由N位 邏輯信號控制,漏極接入所述傳輸口。
[0017] 在上述技術方案中,當所述信號SINK為邏輯高電平時,所述信號SINKB為邏輯低電 平,所述傳輸口關斷,所述第二醒0S管導通,受所述N位邏輯信號控制的所述SINK模式電流 鏡構成的N位數模轉換電路的輸出電流從所述光收發(fā)忍片中的所述數模轉換電路管腳輸 入。
[0018] 在上述技術方案中,當所述信號SINK為邏輯低電平時,所述信號SINKB為邏輯高電 平,所述傳輸口導通,所述第二NM0S管關斷,所述第六PM0S管導通,受所述N位邏輯信號控制 的所述SINK模式電流鏡構成的N位數模轉換電路的輸出電流流過傳輸口,再經過所述共源 共柵偏置電流鏡轉換為SOURCE模式電流源,然后流經所述第六PM0S管,從所述光收發(fā)忍片 中的所述數模轉換電路管腳輸出。
[0019] 本發(fā)明可W在不更改第一電阻和第二電阻阻值的情況下,只需要配合軟件更改N 位數模轉換電路對應的D1~化寄存器位及位數選擇SINK寄存器位,即可實現(xiàn)ATO電壓在20 ~70V的調節(jié),大大提高了光模塊調試效率。
【附圖說明】
[0020] 圖1為傳統(tǒng)的ATO升壓調節(jié)電路;
[0021] 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種用于光模塊中APD器件升壓調節(jié)的數模轉換電路 集成于光收發(fā)忍片中的功能框圖;
[0022] 圖3為本發(fā)明實施例提供的一種用于光模塊中APD器件升壓調節(jié)的數模轉換電路 的電路圖。
【具體實施方式】
[0023] 本發(fā)明提供了一種內置于光收發(fā)忍片(Transceiver 1C)的數模轉換電路設計,搭 配軟件實現(xiàn)了便捷的對AH)器件的升壓調節(jié),克服了在光模塊上更換第一電阻R1與第二電 阻R2的阻值帶來的光模塊調試效率低下的問題,適用于光模塊收發(fā)集成電路。
[0024] 下面結合說明書附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做出詳細的說明。
[0025] 如圖2所示,為本發(fā)明實施例提供的一種用于光模塊中APD器件升壓調節(jié)的數模轉 換電路集成于光收發(fā)忍片中的功能框圖,該數模轉換電路DAC集成于光收發(fā)忍片中,用于包 括光收發(fā)忍片、跨阻放大器TIA、升壓忍片(DC-DC Convener)、第一電阻R1和第二電阻R2的 光模塊中,升壓忍片的FB管腳接第二電阻R2的一端,并經第一電阻R1接其Aro管腳和跨阻放 大器TIA,作為跨阻放大器TIA的供電電壓,第二電阻R2的另一端接地;跨阻放大器TIA的輸 出端接光收發(fā)忍片的輸入端RXIP/RXIN,光收發(fā)忍片中的DAC管腳接升壓忍片的FB管腳,數 模轉換電路DAC對應的電流的方向可為電流沉SINK模式,即電流從DAC管腳輸入,也可為電 流源SOURCE模式,即電流從DAC管腳輸出。
[0026] 相較于傳統(tǒng)的ATO升壓調節(jié)電路,本發(fā)明增加了一個數模轉換電路DAC,該數模轉 換電路DAC集成于光模塊的光收發(fā)忍片中,具有位數選擇功能,即數模轉換電路DAC電流的 方向可為電流沉(SINK)模式,也可為電流源(SOURCE)模式,SINK模式是數模轉換電路DAC電 流流入DAC管腳,SOURCE模式是數模轉換電路DAC電流流出DAC管腳。運樣設計的原因是考慮 到在選定第一電阻R1和第二電阻R2之后,所需的理想ATO電壓有往大調也有往小調的可能, 如果數模轉換電路DAC電流設計為一個固定的流向,如SINK模式,根據圖2可得,APD電壓
.Μ,因為Idac > 0,所WVapd只能往大調。
[0027] 本發(fā)明將數模轉換電路DAC電流設計為極性可選,奶
通過配合軟件調節(jié)數模轉換電路DAC對應的數模轉換電路DAC電流Idac設定寄存器,及調節(jié) 數模轉換電路DAC電流Idac位數控制寄存器,可W靈活的調節(jié)APD電壓。除此之外,因為Idac是 由寄存器控制,其調節(jié)步徑由數模轉換電路DAC的位數及滿量程決定,可W做到很小,可W 實現(xiàn)ATO電壓小步徑的調節(jié),運就解決了 ATO電壓對于精度的要求。同時,本發(fā)明不額外增加 光模塊應用中的元器件,提高了光模塊的調試效率。
[0028] 其中,本發(fā)明實施例提供的一種用于光模塊中APD器件升壓調節(jié)的數模轉換電路 DAC的電路圖如圖3所示,該電路包括電源VDD、5個PM0S管組成的共源共柵偏置電流鏡、N+1 個醒0S管組成的SINK模式電流鏡、N個醒0S
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