專利名稱：用于增大光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍的補償電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及光端機領(lǐng)域，特別是涉及一種用于增大光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍的補償電路。
背景技術(shù)：
在遠程光纖傳輸中，光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量主要取決于光端機的質(zhì)量。在OLT(Optical Line Terminal,光線路局端)光模塊，比如 EPON (Ethernet PassiveOpticalNetwork,以太無源光網(wǎng)絡)0LT 或 GPON (Gigabit Passive OpticalNetwork,吉比特無源光網(wǎng)絡)OLT光模塊中，接收端采用APD (Avalanche PhotoDiode,雪崩光電二極管)做光電轉(zhuǎn)換器件，突發(fā)TIA (Transimpedance Amplifer,跨阻放大器)做電流-差分電壓轉(zhuǎn)換器件。在目前以及未來一段時間可能都不會出現(xiàn)真正的突發(fā)限幅放大器，真正實現(xiàn)在幾個比特內(nèi)完成大范圍變化的輸入電壓內(nèi)的快速準確判別恢復。因此，目前這種在TIA與限放之間設(shè)計快速突發(fā)判決電路的方法，還將使用一段時間。而傳統(tǒng)的光突發(fā)接收機在接收的光強度突然變小時，就會難以達到較高的靈敏度，如何提高光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍困擾著絕大多數(shù)模塊設(shè)計者。

實用新型內(nèi)容基于此，有必要針對傳統(tǒng)的光突發(fā)接收機在光強度突然變小時突發(fā)接收靈敏度較低的問題，提供一種能夠增大光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍的補償電路。一種用于增大光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍的補償電路，所述光突發(fā)接收機包括雪崩光電二極管和跨阻放大器，所述補償電路包括:重置信號接收端，用于接收重置信號；受控開關(guān)，一端用于獲取基準電壓，另一端連接所述雪崩光電二極管的陰極，所述受控開關(guān)在所述重置信號接收端接收到所述重置信號時閉合，使所述基準電壓補償?shù)剿鲅┍拦怆姸O管的陰極。在其中一個實施例中，所述補償電路包括充電電容、第一分壓電阻、第二分壓電阻，所述第一分壓電阻和第二分壓電阻串聯(lián)連接，所述受控開關(guān)的另一端與所述第一分壓電阻和第二分壓電阻的公共端連接，所述第一分壓電阻的另一端接地，所述第二分壓電阻的另一端連接所述雪崩光電二極管的陰極；所述充電電容與所述第二分壓電阻并聯(lián)連接。在其中一個實施例中，所述補償電路包括溫度補償電阻網(wǎng)絡，所述受控開關(guān)通過所述溫度補償電阻網(wǎng)絡與所述第一分壓電阻和第二分壓電阻的公共端連接。在其中一個實施例中，所述溫度補償電阻網(wǎng)絡包括熱敏電阻、第三分壓電阻和第四分壓電阻，所述第三分壓電阻和第四分壓電阻串聯(lián)連接，所述第三分壓電阻另一端與所述受控開關(guān)連接，所述第四分壓電阻另一端與所述第一分壓電阻和第二分壓電阻的公共端連接；所述熱敏電阻與所述第四分壓電阻并聯(lián)連接，所述熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小。在其中一個實施例中，所述補償電路還包括濾波電路，所述濾波電路的輸入端用于連接升壓電路，輸出端與所述雪崩光電二極管的陰極連接。在其中一個實施例中，所述濾波電路包括濾波電阻和第一濾波電容，所述濾波電阻的一端為所述濾波電路的輸入端，另一端為所述濾波電路的輸出端且與所述第一濾波電容的一端連接，所述第一濾波電容的另一端接地。 在其中一個實施例中，所述光突發(fā)接收機包括第二濾波電容，所述第二濾波電容一端與所述雪崩光電二極管的陰極連接，另一端接地。上述用于增大光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍的補償電路，當光突發(fā)接收機接收的光強度突然變小時，即光突發(fā)接收機接收到兩個間隔的時間很短的突發(fā)包，前者光強度較大，后者光強度較小時，外部設(shè)備發(fā)送一個重置信號到重置信號接收端，受控開關(guān)閉合使補償電路獲取基準電壓，并向APD的陰極施加補償電壓，瞬時升高Aro上的偏壓，從而解決在光強度突然變小時APD偏壓上升速度慢，導致APD增益不足的問題，提高了在光強度突然變小時光突發(fā)接收機的突發(fā)接收靈敏度，增大了光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍。

圖1為一實施例中用于增大光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍的補償電路的電路原理圖；圖2為另一實施例中用于增大光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍的補償電路的電路原理圖；圖3為圖2中溫度補償電阻網(wǎng)絡的電路原理圖。
具體實施方式
由于光突發(fā)接收機接收的突發(fā)光的動態(tài)范圍較大，而且在接收較大光強度的突發(fā)光時，因為此時產(chǎn)生的光電流較大以及串接線路的電阻的存在，則到達突發(fā)接收光器件的實際工作電壓會減小，而當接收的突發(fā)光的光強度減小時，由于光電流減小，則以上的影響減弱，傳輸?shù)酵话l(fā)接收光器件的實際工作電壓較之增大。而對于光突發(fā)接收機來說，APD上所設(shè)置的電壓往往是在給定連續(xù)接收光的情況下設(shè)定的最佳偏壓點，在實際突發(fā)工作中，突發(fā)接收光強度較小的突發(fā)光時收靈敏度往往小于連續(xù)接收時的靈敏度，而此時稍增大Aro偏壓則會明顯地增大突發(fā)下的接收靈敏度，但是過載同樣將被影響而劣化。為便于描述在此可將光強度相對較大的光稱為大光，將光強度相對較小的光稱為小光。由于APD在同溫下的最佳工作偏壓點是確定的,而APD偏壓在大光、小光的接收轉(zhuǎn)換中會發(fā)生變化，這種變化卻不適合AH)所需要的最佳偏壓點，這種不適合因素主要表現(xiàn)為時間上，即接收大小光時APD電壓變化的時間快慢上。由于大光向小光轉(zhuǎn)換時，APD上的偏壓將升高，但這種上升的速度過慢，使得在接收小光時，APD上的偏壓略顯偏小，不能產(chǎn)生足夠增益，從而影響到接收小光時的靈敏度?；谏鲜鲈?，本實用新型提供一種用于增大光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍的補償電路，如圖1所示，光突發(fā)接收機100包括雪崩光電二極管APD和跨阻放大器TIA，補償電路200包括重置信號接收端reset、受控開關(guān)SW。重置信號接收端reset用于接收重置信號，重置信號由外部設(shè)備在兩個突發(fā)包之間產(chǎn)生，前者光強度較大，后者光強度較小，兩個突發(fā)包之間僅存在一個很短的時間間隙。對于GPON OLT可以使用統(tǒng)一的重置信號時序，對于EPON 0LT，重置信號將由模塊內(nèi)部進行設(shè)計產(chǎn)生。受控開關(guān)SW —端用于獲取基準電壓Vbias，另一端連接雪崩光電二極管APD的陰極，受控開關(guān)SW為模擬開關(guān)，在重置信號接收端reset接收到重置信號時閉合，使基準電壓Vbias補償?shù)窖┍拦怆姸O管APD的陰極。上述用于增大光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍的補償電路，當光突發(fā)接收機100接收的光強度突然變小時，即光突發(fā)接收機100接收到兩個間隔的時間很短的突發(fā)包，前者光強度較大，后者光強度較小時，外部設(shè)備發(fā)送一個重置信號到重置信號接收端reset，受控開關(guān)SW閉合使補償電路200獲取基準電壓Vbias，并向雪崩光電二極管APD的陰極施加補償電壓，瞬時升高雪崩光電二極管AH)上的偏壓，從而解決在光強度突然變小時雪崩光電二極管APD偏壓上升速度慢，導致雪崩光電二極管APD增益不足的問題，提高了在光強度突然變小時光突發(fā)接收機100的突發(fā)接收靈敏度，增大了光突發(fā)接收機100的接收動態(tài)范圍。在其中一個實施例中，如圖2所示，補償電路200包括充電電容C3、第一分壓電阻R7、第二分壓電阻R8，第一分壓電阻R7和第二分壓電阻R8串聯(lián)連接，受控開關(guān)SW的另一端與第一分壓電阻R7和第二分壓電阻R8的公共端連接，第一分壓電阻R7的另一端接地，第二分壓電阻R8的另一端連接雪崩光電二極管APD的陰極，充電電容C3與第二分壓電阻R8并聯(lián)連接。本實施例中第二分壓電阻R8的阻值比第一分壓電阻R7的阻值大，當受控開關(guān)Sff閉合后第二分壓電阻R8上的分壓比第一分壓電阻R7的大,充電電容C3電容選值較小，以便能夠在短時間內(nèi)完全充電。當重置信號接收端reset接收到重置信號時，受控開關(guān)SW閉合，補償電路獲取基準電壓Vbias，由于充電電容C3的保持作用，第二分壓電阻R8兩端的電壓保持不變，則將瞬時升高雪崩光電二極管AH)上的電壓，從而解決在光強度突然變小時雪崩光電二極管APD電壓上升速度慢，導致雪崩光電二極管AH)增益不足的問題，提高了在光強度突然變小時光突發(fā)接收機100的突發(fā)接收靈敏度，增大了光突發(fā)接收機100的接收動態(tài)范圍。在其中一個實施例中，如圖1和圖2所示，補償電路200還包括濾波電路210，濾波電路210的輸入端用于連接升壓電路300，輸出端與雪崩光電二極管Aro的陰極連接。升壓電路300為DC-DC (直流-直流)升壓電路，可以是DC-DC升壓IC (integrated circuit,集成電路)設(shè)計的電路，也可以是離散器件設(shè)計的電路，但是都要求其輸出的高壓紋波小，避免引起雪崩光電二極管AH)增益的變化。濾波電路210可改善光突發(fā)接收機的突發(fā)指標，本實施例中濾波電路210為一階濾波電路，包括濾波電阻R3和第一濾波電容C2，濾波電阻R3的一端為濾波電路2 10的輸入端,另一端為濾波電路210的輸出端且與第一濾波電容C2的一端連接，第一濾波電容C2的另一端接地。濾波電阻R3和第一濾波電容C2的具體參數(shù)可根據(jù)補償電路200的補償能力及光突發(fā)接收機100的實際接收指標來確定。在其中一個實施例中，如圖2所示，補償電路200還包括溫度補償電阻網(wǎng)絡220，受控開關(guān)SW通過溫度補償電阻網(wǎng)絡220與第一分壓電阻R7和第二分壓電阻R8的公共端連接。由于OLT光模塊的工作范圍比較寬泛，雪崩光電二極管APD在不同溫度下的放電瞬時需要的起始放電基點不同，溫度補償電阻網(wǎng)絡220能保證雪崩光電二極管APD電壓補償效果的一致性。如圖3所示，本實施例中溫度補償電阻網(wǎng)絡220包括熱敏電阻R6、第三分壓電阻R5和第四分壓電阻R4，第三分壓電阻R5和第四分壓電阻R4串聯(lián)連接，第三分壓電阻R5另一端(即不連接第四分壓電阻R4的一端)與受控開關(guān)SW連接，第四分壓電阻R4另一端與第一分壓電阻R7和第二分壓電阻R8的公共端連接，熱敏電阻R6與第四分壓電阻R4并聯(lián)連接。本實施例中，熱敏電阻R6為NTC (NegativeTemperature Coefficient,負溫度系數(shù))熱敏電阻，溫度上升時，阻值下降，使溫度補償電阻網(wǎng)絡220的總阻值下降，提升第一分壓電阻R7與第二分壓電阻R8的公共端電壓，反之則降低第一分壓電阻R7與第二分壓電阻R8的公共端電壓。可以理解，溫度補償電阻網(wǎng)絡220的連接關(guān)系并不是唯一的，比如也可將熱敏電阻R6與第三分壓電阻R5并聯(lián)，或?qū)⒌谌謮弘娮鑂5、第四分壓電阻R4與熱敏電阻R6串聯(lián)。此外，在圖2所示實施例中，光突發(fā)接收機11 O還包括第二濾波電容Cl，第二濾波電容Cl 一端與雪崩光電二極管APD的陰極連接，另一端接地。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求1.一種用于增大光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍的補償電路，所述光突發(fā)接收機包括雪崩光電二極管和跨阻放大器，其特征在于，所述補償電路包括: 重置信號接收端，用于接收重置信號； 受控開關(guān)，一端用于獲取基準電壓，另一端連接所述雪崩光電二極管的陰極，所述受控開關(guān)在所述重置信號接收端接收到所述重置信號時閉合，使所述基準電壓補償?shù)剿鲅┍拦怆姸O管的陰極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于增大光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍的補償電路，其特征在于，所述補償電路包括充電電容、第一分壓電阻、第二分壓電阻，所述第一分壓電阻和第二分壓電阻串聯(lián)連接，所述受控開關(guān)的另一端與所述第一分壓電阻和第二分壓電阻的公共端連接，所述第一分壓電阻的另一端接地，所述第二分壓電阻的另一端連接所述雪崩光電二極管的陰極；所述充電電容與所述第二分壓電阻并聯(lián)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于增大光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍的補償電路，其特征在于，所述補償電路包括溫度補償電阻網(wǎng)絡，所述受控開關(guān)通過所述溫度補償電阻網(wǎng)絡與所述第一分壓電阻和第二分壓電阻的公共端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于增大光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍的補償電路，其特征在于，所述溫度補償電阻網(wǎng)絡包括熱敏電阻、第三分壓電阻和第四分壓電阻，所述第三分壓電阻和第四分壓電阻串聯(lián)連接，所述第三分壓電阻另一端與所述受控開關(guān)連接，所述第四分壓電阻另一端與所述第一分壓電阻和第二分壓電阻的公共端連接；所述熱敏電阻與所述第四分壓電阻并聯(lián)連接，所述熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于增大光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍的補償電路，其特征在于，還包括濾波電路，所述濾波電路的輸入端用于連接升壓電路，輸出端與所述雪崩光電二極管的陰極連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于增大光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍的補償電路，其特征在于，所述濾波電路包括濾波電阻和第一濾波電容，所述濾波電阻的一端為所述濾波電路的輸入端，另一端為所述濾波電路的輸出端且與所述第一濾波電容的一端連接，所述第一濾波電容的另一端接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項所述的用于增大光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍的補償電路，其特征在于，所述光突發(fā)接收機包括第二濾波電容，所述第二濾波電容一端與所述雪崩光電二極管的陰極連接，另一端接地。
專利摘要本實用新型涉及一種用于增大光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍的補償電路，光突發(fā)接收機包括雪崩光電二極管和跨阻放大器，補償電路包括用于接收重置信號的重置信號接收端和用于獲取基準電壓的受控開關(guān)，受控開關(guān)連接雪崩光電二極管的陰極。當光突發(fā)接收機接收的光強度突然變小時，外部設(shè)備發(fā)送一個重置信號到重置信號接收端，受控開關(guān)閉合使補償電路獲取基準電壓，并向APD的陰極施加補償電壓，瞬時升高APD上的偏壓，從而解決在光強度突然變小時APD偏壓上升速度慢，導致APD增益不足的問題，提高了在光強度突然變小時光突發(fā)接收機的突發(fā)接收靈敏度，增大了光突發(fā)接收機的接收動態(tài)范圍。
文檔編號H04B10/69GK202978951SQ201220577560
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者王侃, 王彥偉, 郭小江, 鄧永堅 申請人:深圳市共進電子股份有限公司