光信號(hào)檢測電路和光接收的制造方法
【專利摘要】光信號(hào)檢測電路(10)包括：放大電路(11)，對電信號(hào)(Tout)進(jìn)行差分放大，并輸出差分輸出信號(hào)(Aout)，其中電信號(hào)(Tout)與光信號(hào)(Pin)的脈沖序列相對應(yīng)；以及比較器(12)，將差分輸出信號(hào)(Aout)的正相信號(hào)的電壓值與負(fù)相信號(hào)的電壓值相比較，并輸出與比較結(jié)果相對應(yīng)的脈沖狀比較輸出信號(hào)(Cout)。放大電路(11)包括電流相加電路(11E)，根據(jù)來自外部調(diào)整電壓源(Vadj)的調(diào)整電壓值，調(diào)整DC負(fù)載電流，以產(chǎn)生差分輸出信號(hào)(Aout)的正相信號(hào)(Aout+)和負(fù)相信號(hào)(Aout-)，并調(diào)整正相信號(hào)(Aout+)的DC偏置與負(fù)相信號(hào)(Aout-)的DC偏置。
【專利說明】光信號(hào)檢測電路和光接收機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信技術(shù)，更具體地，涉及能夠正確檢測光信號(hào)輸入有/無的光信號(hào)檢測技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在接收光信號(hào)并獲得由電信號(hào)形成的接收輸出的光接收機(jī)中，使用對光信號(hào)輸入的有/無進(jìn)行確定的光信號(hào)檢測電路(SD:信號(hào)檢測)來防止光接收機(jī)在不存在光信號(hào)的情況下輸出不希望的噪聲。光信號(hào)檢測電路產(chǎn)生對是否接收到具有足夠強(qiáng)度的光信號(hào)加以表示的光信號(hào)檢測信號(hào)，從而檢測通信錯(cuò)誤或執(zhí)行靜噪(squelch)控制，以在無信號(hào)狀況下切斷從限幅放大器(limiting amplifier) LA輸出的噪聲。
[0003]圖9是示出了常規(guī)光接收機(jī)的結(jié)構(gòu)的框圖(參見，例如專利文獻(xiàn)I)。在光接收機(jī)200中，光電二極管F1D將由脈沖序列形成的光信號(hào)Pin光電轉(zhuǎn)換成光電流信號(hào)Iin。用作前置放大器的跨阻抗放大器TIA放大光電流信號(hào)Iin，并輸出電信號(hào)Tout。從跨阻抗放大器TIA輸出的電信號(hào)Tout輸入到用作后置放大器的限幅放大器LA。限幅放大器LA放大電信號(hào)Tout，并輸出接收輸出Rout，該接收輸出Rout相對于多種強(qiáng)度的光信號(hào)Pin具有預(yù)定振幅。通常在限幅放大器LA的后續(xù)級(jí)上設(shè)置例如⑶R(時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù))等波形整形電路或時(shí)序調(diào)整電路，以從接收輸出Rout中包括的數(shù)據(jù)信號(hào)中提取時(shí)鐘信號(hào)，或?qū)⑿盘?hào)波形整形為易于作為數(shù)字信號(hào)處理的波形。
[0004]跨阻抗放大器TIA被AC耦接至光信號(hào)檢測電路20。電信號(hào)Tout的正相信號(hào)Tout+和負(fù)相信號(hào)Tout-經(jīng)由對應(yīng)的耦合電容器C輸入至光信號(hào)檢測電路20。光信號(hào)檢測電路20包括:比較器21，僅在接收到電信號(hào)Tout時(shí)才輸出比較輸出信號(hào)Cout ；以及SR鎖存器22，保持比較輸出信號(hào)Cout并將其轉(zhuǎn)換為由DC信號(hào)形成的光信號(hào)檢測信號(hào)SD。SR鎖存器22根據(jù)復(fù)位信號(hào)RESET取消對光信號(hào)檢測信號(hào)SD的保持。例如，在以PON系統(tǒng)為代表的突發(fā)通信中，PON控制IC可以在突發(fā)分組接收結(jié)束時(shí)輸出復(fù)位信號(hào)RESET。
[0005]例如，光信號(hào)檢測信號(hào)SD用于靜噪控制，并且在從接收到復(fù)位信號(hào)RESET —直到接收到下一突發(fā)信號(hào)的時(shí)間期間關(guān)閉靜噪。這使得能夠防止從限幅放大器LA輸出噪聲。當(dāng)接收到下一突發(fā)信號(hào)時(shí)，可以開啟靜噪以返回正常接收狀態(tài)。
[0006]圖10是示出了根據(jù)相關(guān)技術(shù)的光信號(hào)檢測電路中使用的比較器21的結(jié)構(gòu)的電路圖。比較器21包括初級(jí)偏置電路21A、初級(jí)放大電路21B、初級(jí)射極跟隨器電路21C以及次級(jí)放大電路2ID。
[0007]初級(jí)偏置電路21A被AC耦合至跨阻抗放大器TIA，包括電阻器R21和R22以及電阻器R23和R24，這些電阻器對電源電勢Vcc進(jìn)行分壓。初級(jí)偏置電路21A向電信號(hào)Tout的正相信號(hào)Tout+和負(fù)相信號(hào)Tout-分別給予DC偏置，電信號(hào)Tout的DC分量被對應(yīng)的耦合電容器C切除。經(jīng)偏置的正相信號(hào)Tout+和負(fù)相信號(hào)Tout-分別輸入至初級(jí)放大電路21B的差分晶體管對Q21和Q22。
[0008]初級(jí)放大電路21B對電信號(hào)Tout的正相信號(hào)Tout+和負(fù)相信號(hào)Tout-進(jìn)行差分放大，并經(jīng)由初級(jí)射極跟隨器電路21C將它們輸出至次級(jí)放大電路21D。
[0009]在初級(jí)放大電路21B中，當(dāng)使差分晶體管對Q21和Q22的負(fù)載電阻器R25和R26具有不同值時(shí)，初級(jí)放大電路21B的輸出的DC電平具有偏移電壓。
[0010]如果輸入至初級(jí)放大電路21B的正相信號(hào)Tout+和負(fù)相信號(hào)Tout-的振幅較小，那么由于偏移電壓，晶體管Q21的反相輸出與晶體管Q22的非反相輸出不交叉，即，初級(jí)放大電路21B不形成差分信號(hào)。在這種情況下，接收來自初級(jí)放大電路21B的非反相輸出和反相輸出的次級(jí)放大電路21D不輸出脈沖狀的比較輸出信號(hào)Cout。
[0011]另一方面，如果輸入的正相信號(hào)Tout+和負(fù)相信號(hào)Tout-的振幅足夠大,則無論是否存在偏移電壓，晶體管Q21的反相輸出與晶體管Q22的非反相輸出都交叉。在這種情況下，對應(yīng)于該交叉的高電平和低電平交替地出現(xiàn)在從次級(jí)放大電路2ID輸出的比較輸出信號(hào)Cout中ο
[0012]SR鎖存器22保持比較輸出信號(hào)Cout。因此，例如在開始接收光信號(hào)Pin的同時(shí)，輸出高電平作為表不光信號(hào)輸入有/無的光信號(hào)檢測信號(hào)SD。SR鎖存器22的特征在于一旦檢測到高電平作為比較輸出信號(hào)Cout，就保持并輸出該電平作為光信號(hào)檢測信號(hào)SD。因此，可以實(shí)現(xiàn)對信號(hào)接收即刻響應(yīng)的高速光信號(hào)檢測電路20。
[0013]相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)
[0014]專利文獻(xiàn)
[0015]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開N0.2009-044228
【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]發(fā)明要解決的問題
[0017]在光信號(hào)檢測電路20中，需要調(diào)整比較器21對光信號(hào)Pin輸入的有/無的檢測靈敏度，使得比較器21僅在來自跨阻抗放大器TIA的電信號(hào)Tout包括具有預(yù)定值以上的振幅的顯著脈沖時(shí)才輸出比較輸出信號(hào)Cout。
[0018]這是由于如下原因。如果檢測靈敏度過高，則在無突發(fā)信號(hào)的區(qū)段中將混合噪聲錯(cuò)誤地檢測為顯著脈沖。另一方面，如果檢測靈敏度過低，則即使在輸入突發(fā)信號(hào)時(shí)也會(huì)發(fā)生檢測延遲。
[0019]此外，當(dāng)溫度或電源電勢Vcc變化時(shí)，光電二極管ro或跨阻抗放大器TIA的特性改變，則電信號(hào)Tout的振幅也改變。結(jié)果，比較器21的檢測靈敏度受到溫度或電源電勢Vcc的影響。因此，有必要根據(jù)溫度或電源電勢Vcc調(diào)整比較器21的檢測靈敏度。
[0020]作為調(diào)整比較器21的檢測靈敏度的裝置，可以假設(shè)如下裝置:根據(jù)溫度或電源電勢Vcc，在外部自動(dòng)調(diào)整比較器21中設(shè)置的放大電路的負(fù)載電阻值。
[0021]圖11示出了用于調(diào)整比較器的檢測靈敏度的電路的結(jié)構(gòu)示例。在這種情況下，用于靈敏度調(diào)整的可變電阻器Radj并聯(lián)連接至比較器21中次級(jí)放大電路21D的負(fù)載電阻器R29和R30中的負(fù)載電阻器R29。即，可變電阻器Radj的一端連接至次級(jí)放大電路21D的晶體管Q25的集電極端子，另一端連接至電源電勢Vcc。晶體管Q25和負(fù)載電阻器R29用于放大從初級(jí)射極跟隨器電路21C輸出的初級(jí)輸出信號(hào)Fout的負(fù)相信號(hào)Fout-。
[0022]當(dāng)改變可變電阻器Radj的電阻值時(shí)，由負(fù)載電阻器R29和可變電阻器Radj的組合電阻形成的晶體管Q25的負(fù)載電阻值改變，并且從晶體管Q25的集電極端子輸出的比較輸出信號(hào)Cout的DC電平和振幅改變。
[0023]例如，SR鎖存器22基于在輸入端子S處的閾值電壓與比較輸出信號(hào)Cout的脈沖振幅之間的比較結(jié)果，來確定對比較輸出信號(hào)Cout的鎖存的有/無。由此，當(dāng)相對于SR鎖存器22的閾值電壓調(diào)整比較輸出信號(hào)Cout的脈沖振幅時(shí)，結(jié)果調(diào)整了比較器21的檢測靈敏度。
[0024]但是，由于晶體管Q25的負(fù)載電阻值是負(fù)載電阻器R29和可變電阻器Radj的組合電阻值，所以無法在可變電阻器Radj與檢測靈敏度之間獲得線性。因此，難以準(zhǔn)確地調(diào)整光信號(hào)檢測靈敏度。
[0025]此外，為了獲得具有足夠幅度的振幅的比較輸出信號(hào)Cout，還可以將差分放大電路連接至上述次級(jí)放大電路21D的后續(xù)級(jí)。從次級(jí)放大電路21D中包括的晶體管Q25和Q26的集電極端子獲得的反相輸出和非反相輸出輸入至布置在后續(xù)級(jí)的該差分放大電路。
[0026]當(dāng)向該電路結(jié)構(gòu)應(yīng)用圖11所示的檢測靈敏度調(diào)整示例時(shí),次級(jí)放大電路21D不但調(diào)整DC電平還調(diào)整對應(yīng)于負(fù)相信號(hào)Fout-的晶體管Q25輸出信號(hào)的振幅。另一方面，對應(yīng)于正相信號(hào)Fout+的晶體管Q26輸出信號(hào)的振幅沒有調(diào)整。因此，具有不同振幅的正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)輸入至布置在后續(xù)級(jí)的差分放大電路。結(jié)果，無法獲得比較器21的檢測靈敏度與溫度或電源電勢Vcc之間的線性，并難以準(zhǔn)確調(diào)整光信號(hào)的檢測靈敏度。
[0027]提出了本發(fā)明以解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠準(zhǔn)確調(diào)整光信號(hào)檢測靈敏度的光信號(hào)檢測技術(shù)。
[0028]解決問題的手段
[0029]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的光信號(hào)檢測電路是基于對脈沖序列形成的光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換而獲得的差分電信號(hào)來檢測光信號(hào)輸入的有/無的光信號(hào)檢測電路，包括:放大電路，對經(jīng)由耦合電容器輸入的電信號(hào)進(jìn)行差分放大，并輸出電信號(hào)中振幅等于或大于基準(zhǔn)值的脈沖，作為差分放大輸出信號(hào)；比較器，將放大輸出信號(hào)的正相信號(hào)的電壓值與負(fù)相信號(hào)的電壓值相比較，并輸出比較結(jié)果作為比較輸出信號(hào)；以及模擬保持電路，通過脈沖狀的比較輸出信號(hào)中包括的脈沖對保持電容器充電，并使放電電阻器去除通過充電獲得的DC電壓，從而產(chǎn)生根據(jù)光信號(hào)輸入的有/無而變化的保持輸出信號(hào)，所述放大電路具有電流相加電路，所述電流相加電路根據(jù)來自外部調(diào)整電壓源的調(diào)整電壓值，調(diào)整用于對放大輸出信號(hào)的正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)進(jìn)行差分放大的DC負(fù)載電流，從而調(diào)整正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)的DC偏置。
[0030]換言之，根據(jù)本發(fā)明的光信號(hào)檢測電路包括:放大電路，對電信號(hào)的正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)進(jìn)行差分放大，并輸出差分輸出信號(hào)，其中所述電信號(hào)包括與光信號(hào)的脈沖序列相對應(yīng)的脈沖；比較器，將差分輸出信號(hào)的正相信號(hào)的電壓值與負(fù)相信號(hào)的電壓值相比較，并輸出與比較結(jié)果相對應(yīng)的脈沖狀比較輸出信號(hào)；以及保持電路，基于脈沖狀比較輸出信號(hào)，輸出表示光信號(hào)的輸入有/無的光信號(hào)檢測信號(hào)，所述放大電路包括:第一和第二負(fù)載電阻器，一端連接至電源電勢Vcc,并分別產(chǎn)生差分輸出信號(hào)的正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)；以及電流相加電路，根據(jù)來自外部調(diào)整電壓源的調(diào)整電壓值，調(diào)整流入所述第一和第二負(fù)載電阻器中至少一個(gè)的DC負(fù)載電流，并調(diào)整差分輸出信號(hào)的正相信號(hào)的DC偏置與負(fù)相信號(hào)的DC偏置之間的差。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的光接收機(jī)包括:光電轉(zhuǎn)換兀件，將脈沖序列形成的光信號(hào)光電轉(zhuǎn)換并輸出光電流信號(hào)；跨阻抗放大器，放大光電流信號(hào)并輸出包括與脈沖序列相對應(yīng)的脈沖的電信號(hào)；限幅放大器，放大電信號(hào)并輸出接收輸出，接收輸出包括具有預(yù)定振幅的脈沖；以及光信號(hào)檢測電路，基于所述電信號(hào)檢測光信號(hào)的輸入有/無，光信號(hào)檢測電路包括:放大電路，對電信號(hào)的正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)進(jìn)行差分放大，并輸出差分輸出信號(hào)；比較器，將差分輸出信號(hào)的正相信號(hào)的電壓值與負(fù)相信號(hào)的電壓值相比較，并輸出與比較結(jié)果相對應(yīng)的脈沖狀比較輸出信號(hào)；以及保持電路，基于脈沖狀比較輸出信號(hào)，輸出表不光信號(hào)的輸入有/無的光信號(hào)檢測信號(hào)，所述放大電路包括:第一和第二負(fù)載電阻器，一端連接至電源電勢Vcc,并分別產(chǎn)生差分輸出信號(hào)的正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)；以及電流相加電路，根據(jù)來自外部調(diào)整電壓源的調(diào)整電壓值，調(diào)整流入第一和第二負(fù)載電阻器中至少一個(gè)的DC負(fù)載電流，并調(diào)整差分輸出信號(hào)的正相信號(hào)的DC偏置與負(fù)相信號(hào)的DC偏置之間的差。
[0032]根據(jù)本發(fā)明，電流相加電路調(diào)整流入第一和第二負(fù)載電阻器中至少一個(gè)的DC負(fù)載電流，從而調(diào)整差分輸出信號(hào)的正相信號(hào)的DC偏置與負(fù)相信號(hào)的DC偏置之間的差，即偏移電壓。此時(shí)，正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)的振幅不會(huì)由于調(diào)整正相信號(hào)的DC偏置與負(fù)相信號(hào)的DC偏置之間的差而改變。因此，可以準(zhǔn)確調(diào)整光信號(hào)檢測靈敏度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的光接收機(jī)和光信號(hào)檢測電路的結(jié)構(gòu)的框圖；
[0034]圖2是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的光接收機(jī)和光信號(hào)檢測電路中使用的比較器和放大電路的結(jié)構(gòu)示例的電路圖；
[0035]圖3是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的光接收機(jī)和光信號(hào)檢測電路中使用的保持電路的改型的框圖；
[0036]圖4是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的光接收機(jī)和光信號(hào)檢測電路中使用的放大電路的主要部分的電路圖；
[0037]圖5是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的光信號(hào)檢測電路的操作的時(shí)序圖；
[0038]圖6是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的光信號(hào)檢測電路中使用的放大電路的結(jié)構(gòu)示例的電路圖；
[0039]圖7是示出了根據(jù)第三實(shí)施例的光接收機(jī)和光信號(hào)檢測電路的結(jié)構(gòu)的框圖；
[0040]圖8是示出了根據(jù)第四實(shí)施例的光信號(hào)檢測電路中使用的放大電路的結(jié)構(gòu)示例的電路圖；
[0041]圖9是示出了常規(guī)光接收機(jī)的結(jié)構(gòu)的框圖；
[0042]圖10是示出了根據(jù)相關(guān)技術(shù)的光信號(hào)檢測電路中使用的比較器的結(jié)構(gòu)的電路圖；以及
[0043]圖11是示出了比較器中光信號(hào)檢測靈敏度調(diào)整的示例的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
[0045][第一實(shí)施例]
[0046]首先參照圖1描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光接收機(jī)和光信號(hào)檢測電路。圖1是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的光接收機(jī)和光信號(hào)檢測電路的結(jié)構(gòu)的框圖。[0047]光接收機(jī)100是將經(jīng)由光纖接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并輸出該電信號(hào)的通信設(shè)備。光接收機(jī)100用在例如FTTH(光纖到戶)系統(tǒng)中采用的Ρ0Ν(無源光網(wǎng)絡(luò))方法中在局側(cè)容納多個(gè)用戶的OLT (光線路終端)中。
[0048]光接收機(jī)100包括光電二極管PD、跨阻抗放大器TIA、限幅放大器LA和光信號(hào)檢測電路10作為主要電路部件。
[0049]光電二極管F1D是對脈沖序列形成的光信號(hào)Pin進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并輸出光電流信號(hào)Iin的光電轉(zhuǎn)換元件。
[0050]跨阻抗放大器TIA放大光電流信號(hào)Iin并輸出電信號(hào)Tout，電信號(hào)Tout包括與光信號(hào)Pin的脈沖序列對應(yīng)的脈沖。
[0051]限幅放大器LA放大從跨阻抗放大器TIA輸出的電信號(hào)Tout,并輸出接收輸出Rout，接收輸出Rout包括具有預(yù)定振幅的脈沖。限幅放大器LA相對于多種強(qiáng)度的光信號(hào)Pin輸出具有預(yù)定振幅的接收輸出Rout。
[0052]光信號(hào)檢測電路10基于從跨阻抗放大器TIA輸出的電信號(hào),檢測光信號(hào)輸入的有/無。
[0053]在光接收機(jī)100中，經(jīng)由光纖到達(dá)的脈沖序列所形成的光信號(hào)Pin由光電二極管ro接收并轉(zhuǎn)換為光電流信號(hào)Iin。用作前置放大器的跨阻抗放大器TIA放大光電流信號(hào)Iin并輸出電信號(hào)Tout。電信號(hào)Tout輸入至用作后置放大器的限幅放大器LA以及光信號(hào)檢測線路10。
[0054]限幅放大器LA通常由多級(jí)放大電路形成。為了調(diào)整電平，前級(jí)的放大電路和后級(jí)的放大電路通常經(jīng)由射極跟隨器電路連接。因此，輸入級(jí)是放大電路或射極跟隨器電路。在圖1所示示例中，來自跨阻抗放大器TIA的電信號(hào)Tout經(jīng)由差分射極跟隨器電路EF輸入至主放大電路組MA。
[0055]跨阻抗放大器TIA的輸出端子與限幅放大器LA的輸入端子通過AC耦合或DC耦合相連。
[0056]注意，雖然圖1中未示出，但是通常在限幅放大器LA的后續(xù)級(jí)處設(shè)置例如⑶R等波形整形電路或時(shí)序調(diào)整電路。這些電路從接收輸出Rout中包括的數(shù)據(jù)信號(hào)中提取時(shí)鐘信號(hào)或?qū)⑿盘?hào)波形整形為易于作為數(shù)字信號(hào)處理的波形。
[0057][光信號(hào)檢測電路]
[0058]另一方面，光信號(hào)檢測電路10是相對于跨阻抗放大器TIA與限幅放大器LA并聯(lián)連接的電路部分，基于來自跨阻抗放大器TIA的電信號(hào)檢測光信號(hào)Pin輸入的有/無。
[0059]光信號(hào)檢測電路10經(jīng)由耦合電容器C而AC耦合至跨阻抗放大器TIA。
[0060]光信號(hào)檢測電路10包括放大電路11、比較器12、模擬保持電路13和輸出緩沖器14作為主要電路部件。
[0061]放大電路11對來自跨阻抗放大器TIA的電信號(hào)Tout的正相信號(hào)Tout+和負(fù)相信號(hào)Tout-進(jìn)行差分放大，并輸出差分輸出信號(hào)Aout。放大電路11輸出的輸出信號(hào)(差分輸出信號(hào))Aout具有與來自跨阻抗放大器TIA的電信號(hào)Tout之中具有預(yù)定值以上的振幅的顯著脈沖對應(yīng)的差分屬性，如稍后所述。
[0062]來自跨阻抗放大器TIA的正相信號(hào)Tout+和負(fù)相信號(hào)Tout-經(jīng)由用于AC耦合的耦合電容器C輸入至放大電路11。耦合電容器C的電容是根據(jù)接收信號(hào)的比特率而優(yōu)化的。例如，當(dāng)比特率是IOGbps時(shí)，電容優(yōu)選的是大約IpF以下。
[0063]比較器12接收從放大電路11輸出的差分輸出信號(hào)Aout的正相信號(hào)Aout+和負(fù)相信號(hào)Aout-,將差分輸出信號(hào)Aout的正相信號(hào)Aout+的電壓值和負(fù)相信號(hào)Aout-的電壓值相比較，并輸出對應(yīng)于比較結(jié)果的脈沖狀比較輸出信號(hào)Cout。該比較輸出信號(hào)Cout是單相(單端)信號(hào)。當(dāng)來自跨阻抗放大器TIA的電信號(hào)Tout包括振幅為預(yù)定值以上的顯著脈沖時(shí)，比較輸出信號(hào)Cout包括脈沖信號(hào)。
[0064]注意，稍后參照圖2描述放大電路11和比較器12的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的詳情。
[0065][保持電路]
[0066]模擬保持電路13和輸出緩沖器14構(gòu)成保持電路，該保持電路基于脈沖狀比較輸出信號(hào)Cout,輸出表不光信號(hào)Pin輸入有/無的光信號(hào)檢測信號(hào)SD。
[0067]模擬保持電路13包括由比較器12輸出的脈沖狀比較輸出信號(hào)Cout充電的保持電容器Cl.!、以及與保持電容器Ch并聯(lián)的放電電阻器Rh。模擬保持電路13使放電電阻器Rh去除由保持電容器Ch保持的電荷,從而輸出根據(jù)光信號(hào)Pin輸入的有/無而變化的保持輸出信號(hào)Hout。
[0068]在本實(shí)施例中，模擬保持電路13包括陽極端子與比較器12的輸出端子連接的二極管Dh，如圖1所示。保持電容器Ch的一個(gè)端子連接至二極管Dh的陰極端子，保持電容器Ch的另一端子連接至地電勢GND。類似地，放電電阻器Rh的一個(gè)端子連接至二極管Dh的陰極端子，放電電阻器Rh的另一端子連接至地電勢GND。
[0069]利用這種結(jié)構(gòu)，二極管Dh從比較器12輸出的比較輸出信號(hào)Cout中包括的脈沖之中，僅提取比保持電容器Ch上的電壓高出二極管Dh結(jié)電壓的脈沖。在模擬保持電路13中，利用經(jīng)二極管Dh整流的脈沖對保持電容器Ch充電。另一方面，放電電阻器Rh去除保持電容器Ch中保持的電荷，彼此并聯(lián)的保持電容器Ch和放電電阻器Rh上的電壓被輸出作為保持輸出信號(hào)Hout。
[0070]從比較器12輸出的比較輸出信號(hào)Cout中包括的脈沖對應(yīng)于由脈沖序列形成的光信號(hào)的輸入的有/無。因此，模擬保持電路13的保持輸出信號(hào)Hout是根據(jù)光信號(hào)Pin輸入的有/無而改變的模擬DC電壓信號(hào)。更具體地，在有光信號(hào)Pin的情況下，從比較器12輸入的脈沖對保持電容器Ch充電，保持輸出信號(hào)Hout的電勢隨時(shí)間流逝而上升。在失去光信號(hào)Pin的情況下，從比較器12輸入的脈沖停止。因此,保持電容器Ch放電,保持輸出信號(hào)Hout的電勢隨時(shí)間流逝而降低。
[0071]輸出緩沖器14通過例如閾值處理，將模擬保持電路13產(chǎn)生的模擬DC電壓所形成的保持輸出信號(hào)Hout整形為在一般邏輯門中使用的數(shù)字邏輯信號(hào)，并輸出表示光信號(hào)Pin輸入有/無的光信號(hào)檢測信號(hào)SD。
[0072]在本實(shí)施例中，基于從比較器12輸出的脈沖狀比較輸出信號(hào)Cout來輸出表示光信號(hào)Pin輸入有/無的光信號(hào)檢測信號(hào)SD的保持電路由模擬保持電路13和輸出緩沖器14構(gòu)成，從而自發(fā)地輸出表示失去光信號(hào)Pin的光信號(hào)檢測信號(hào)SD。
[0073]考慮到對作為電信號(hào)Tout+或Tout-輸入的突發(fā)信號(hào)的開始進(jìn)行檢測的響應(yīng)速度與對連續(xù)相同符號(hào)的容限之間的平衡，來確定由模擬保持電路13的保持電容器Ch和放電電阻器Rh決定的時(shí)間常數(shù)，其中所述容限是為了防止電路錯(cuò)誤地將突發(fā)信號(hào)中包括的連續(xù)相同符號(hào)區(qū)段確定為信號(hào)失去。[0074]原則上，模擬保持電路13的保持輸出信號(hào)Hout在接收光信號(hào)Pin時(shí)保持高電平，并在光信號(hào)失去時(shí)改變到低電平。因此，光信號(hào)檢測信號(hào)SD的邏輯也可以符合這一原則。此時(shí)，例如如果光信號(hào)檢測信號(hào)SD應(yīng)該通過高電平指示信號(hào)失去，則將邏輯配置為在保持輸出信號(hào)Hout處于低電平時(shí)將光信號(hào)檢測信號(hào)SD改變到高電平。
[0075]注意，作為根據(jù)本實(shí)施例的保持電路的改型，可以使用施密特觸發(fā)反相器14A來取代輸出緩沖器14，如圖3所示。
[0076]相比于比較輸出信號(hào)Cout的變化，從模擬保持電路13輸出的保持輸出信號(hào)Hout的電平變化較慢。因此，如果基于一個(gè)邏輯電平來切換輸出的電平，則可能發(fā)生所謂的顫動(dòng)(Chattering)，使得輸出邏輯電平在閾值附近振蕩。
[0077]使用施密特觸發(fā)反相器14A使得可以在保持輸出信號(hào)Hout的輸出電平不是足夠低時(shí)防止SD指示，并在SD指示之后，僅在模擬保持電路13輸出了足夠高的電勢時(shí)才取消SD指示。
[0078]這種遲滯也可以通過使用運(yùn)算放大器的遲滯比較器來實(shí)現(xiàn)，遲滯比較器可以用于取代施密特觸發(fā)反相器14A。然而，由于運(yùn)算放大器的轉(zhuǎn)換速率(最大響應(yīng)速度)一般較低，為lOOV/ms，所以表示SD響應(yīng)的斷言/去斷言時(shí)間不希望地變得過長，以致無法實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)。此外，當(dāng)使用遲滯比較器時(shí)，需要單獨(dú)地輸入?yún)⒖茧妷骸?br> [0079][放大電路和比較器]
[0080]下面參照圖2和4，詳細(xì)描述根據(jù)本實(shí)施例的光信號(hào)檢測電路10中使用的放大電路11和比較器12的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
[0081]圖2是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的光信號(hào)檢測電路10中使用的放大電路11和比較器12的結(jié)構(gòu)示例的電路圖。圖4是示出了放大電路11的主要部分的電路圖。
[0082]本發(fā)明的光信號(hào)檢測電路向正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)給予DC偏置差，并基于是否能夠驅(qū)動(dòng)后續(xù)級(jí)的比較器電路來確定接收信號(hào)的有/無。因此，為調(diào)整檢測靈敏度，重要的是通過放大電路11僅改變檢測目標(biāo)信號(hào)的DC偏置。
[0083]放大電路11包括:一端連接至電源電勢Vcc的第一負(fù)載電阻器R9和第二負(fù)載電阻器R10，分別產(chǎn)生差分輸出信號(hào)Aout的正相信號(hào)Aout+和負(fù)相信號(hào)Aout-;以及電流相加電路11E，根據(jù)來自外部調(diào)整電壓源的調(diào)整電壓值Vadj，調(diào)整流入第一負(fù)載電阻器R9和第二負(fù)載電阻器RlO中至少一個(gè)的DC負(fù)載電流，并由此調(diào)整差分輸出信號(hào)Aout的正相信號(hào)Aout+的DC偏置和負(fù)相信號(hào)Aout-的DC偏置之間的差。
[0084]更具體地，放大電路11包括初級(jí)偏置電路11A、初級(jí)放大電路(前放大電路)11B、初級(jí)射極跟隨器電路11C、次級(jí)放大電路(后放大電路)11D、電流相加電路IlE以及次級(jí)射極跟隨器電路11F。這些電路集成在半導(dǎo)體芯片上。
[0085]初級(jí)偏置電路IlA包括由上拉到電源電勢Vcc(第一電源電勢)的電阻元件Rl和R3以及下拉到地電勢GND(第二電源電勢)的電阻元件R2和R4形成的電阻分壓電路。初級(jí)偏置電路IlA向經(jīng)由I禹合電容器C輸入的電信號(hào)Tout的正相信號(hào)Tout+和負(fù)相信號(hào)Tout-分別給予根據(jù)電阻元件Rl和R3的電阻比以及電阻元件R2和R4的電阻比的DC偏置。實(shí)際上，使電阻元件Rl和R3的電阻比以及電阻元件R2和R4的電阻比相等，從而向電信號(hào)Tout的正相信號(hào)Tout+和負(fù)相信號(hào)Tout-給予相等的DC偏置。
[0086]初級(jí)放大電路IlB是對電/[目號(hào)Tout的正相/[目號(hào)Tout+和負(fù)相/[目號(hào)Tout-進(jìn)行差分放大并輸出初級(jí)輸出信號(hào)的放大電路。
[0087]初級(jí)放大電路IlB是例如包括如下元件的差分放大電路:形成差分對的晶體管Ql和Q2、連接在電源電勢Vcc與晶體管Ql的集電極端子之間的電阻元件R5、連接在電源電勢Vcc與晶體管Q2的集電極端子之間的電阻元件R6、在晶體管Ql和Q2的發(fā)射極端子之間串聯(lián)的電阻元件R7和R8、以及連接在地電勢GND與電阻元件R7和R8的節(jié)點(diǎn)之間的恒流源II。
[0088]電阻元件R5和R6對應(yīng)于構(gòu)成初級(jí)放大電路IlB的差分放大電路的負(fù)載電阻器。在第一實(shí)施例中，在電阻元件R5和R6中設(shè)定不同電阻值。因此，可以在晶體管Ql和Q2的集電極端子的差分輸出(即，初級(jí)輸出信號(hào)的正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào))之間提供偏移電壓。
[0089]初級(jí)射極跟隨器電路IlC是阻抗調(diào)整電路，其具有比初級(jí)放大電路IlB的輸出阻抗低的輸出阻抗，并輸出來自初級(jí)放大電路IlB的初級(jí)輸出信號(hào)。
[0090]初級(jí)射極跟隨器電路IlC可以例如由如下元件形成:兩個(gè)晶體管Q3和Q4，其基極端子連接至初級(jí)放大電路IlB的差分晶體管Ql和Q2的集電極端子，集電極端子連接至電源電勢Vcc ；以及恒流源12和13，連接在地電勢GND與晶體管Q3和Q4的發(fā)射極端子之間。
[0091]初級(jí)射極跟隨器電路IlC具有比初級(jí)放大電路IlB的輸出阻抗低的輸出阻抗，并輸出初級(jí)放大電路IlB的初級(jí)輸出信號(hào)的正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)，正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)分別輸入至晶體管Q3和Q4的基極端子。下文中將經(jīng)由初級(jí)射極跟隨器電路IlC輸出的初級(jí)放大電路IlB的初級(jí)輸出信號(hào)稱為“初級(jí)輸出信號(hào)Fout”。
[0092]次級(jí)放大電路IID是對初級(jí)輸出信號(hào)Fout的正相信號(hào)Fout+和負(fù)相信號(hào)Fout-進(jìn)行差分放大并輸出差分輸出信號(hào)Nout的放大電路。
[0093]次級(jí)放大電路IlD是例如由如下元件形成的差分放大電路:形成差分對的晶體管Q5和Q6、連接在電源電勢Vcc與晶體管Q5的集電極端子之間的電阻元件R9(第一負(fù)載電阻器)、連接在電源電勢Vcc與晶體管Q6的集電極端子之間的電阻元件R10(第二負(fù)載電阻器)、以及連接在地電勢GND與晶體管Q5和Q6的發(fā)射極端子的節(jié)點(diǎn)之間的恒流源14。次級(jí)放大電路IlD對輸入至晶體管Q5和Q6的基極端子的初級(jí)輸出信號(hào)Fout的正相信號(hào)Fout+和負(fù)相信號(hào)Fout-進(jìn)行差分放大，并輸出次級(jí)放大信號(hào)Nout。
[0094]電路相加電路IlE是如下電路:根據(jù)來自外部調(diào)整電壓源的調(diào)整電壓值Vadj，調(diào)整流入次級(jí)放大電路IlD的第一負(fù)載電阻器R9和第二負(fù)載電阻器RlO中至少一個(gè)的DC負(fù)載電流，并由此調(diào)整差分輸出信號(hào)Aout的正相信號(hào)Aout+的DC偏置與負(fù)相信號(hào)Aout-的DC偏置之間的差，即偏移電壓。
[0095]電路相加電路IlE包括例如:晶體管Q7(第一晶體管)，其集電極端子(第一輸入/輸出端子)連接至次級(jí)放大電路IlD的第一負(fù)載電阻器R9的另一端子(即，次級(jí)放大電路IlD的晶體管Q5的集電極端子)，其基極端子(控制端子)接收預(yù)定電壓值Vset;第二晶體管Q8，其集電極端子連接至第二負(fù)載電阻器RlO的另一端子(即，晶體管Q6的集電極端子)，其基極端子接收調(diào)整電壓值Vadj，其發(fā)射極端子連接至第一晶體管Q7的發(fā)射極端子(第二輸入/輸出端子)，第二晶體管Q8與第一晶體管Q7 —起形成差分對；以及恒流源15，連接至第一晶體管Q7的發(fā)射極端子(第二輸入/輸出端子)與第二晶體管Q8的發(fā)射極端子之間的節(jié)點(diǎn)。
[0096]更具體地，電路相加電路IlE可以由如下元件形成:晶體管Q7(第一晶體管)，其集電極端子連接至晶體管Q5的集電極端子(正相信號(hào)Nout+);晶體管Q8(第二晶體管)，與第一晶體管Q7 —起形成差分對，其集電極端子連接至晶體管Q6的集電極端子(負(fù)相信號(hào)Nout-);恒流源15，連接在地電勢GND與晶體管Q7和Q8的發(fā)射極端子的節(jié)點(diǎn)之間；設(shè)定電壓源Vset，連接在地電勢GND與晶體管Q7的基極端子之間；以及調(diào)整電壓源Vadj，外部連接在地電勢GND與晶體管Q8的基極端子之間。
[0097]電路相加電路IlE將與調(diào)整電壓源Vadj和設(shè)定電壓源Vset之差對應(yīng)的電流加到流入次級(jí)放大電路IID的負(fù)載電阻器R9和RlO的DC負(fù)載電流上。當(dāng)流入次級(jí)放大電路IID的負(fù)載電阻器R9和RlO的DC負(fù)載電流由電路相加電路IlE增大時(shí)，次級(jí)放大信號(hào)Nout的正相信號(hào)Nout+和負(fù)相信號(hào)Nout-的DC偏置降低。
[0098]在電路相加電路IlE中，恒流源15公共連接至形成差分對的晶體管Q7和Q8的發(fā)射極端子。因此，拉入晶體管Q7和Q8的總電流具有預(yù)定幅度。根據(jù)設(shè)定電壓源Vset與調(diào)整電壓源Vadj之間的電壓差，分配拉入晶體管Q7和Q8的電流。
[0099]因此，可以通過調(diào)整調(diào)整電壓源Vadj，來調(diào)整次級(jí)放大信號(hào)Nout的正相信號(hào)Nout+的DC偏置的減小量與負(fù)相信號(hào)Nout-的DC偏置的減小量之間的差，即，偏移電壓的幅度。
[0100]次級(jí)射極跟隨器電路IlF是由如下元件形成的阻抗調(diào)整電路:晶體管Q9和Q10，其集電極端子連接至電源電勢Vcc ;以及恒流源16和17，分別連接在地電勢GND與晶體管Q9和QlO的發(fā)射極端子之間。次級(jí)射極跟隨器電路IlF輸出次級(jí)放大電路IlD的次級(jí)放大信號(hào)Nout的負(fù)相信號(hào)Nout-和正相信號(hào)Nout+，作為包括負(fù)相信號(hào)Aout-和正相信號(hào)Aout+的差分輸出信號(hào)Aout，其中負(fù)相信號(hào)Nout-和正相信號(hào)Nout+輸入晶體管Q9和QlO的基極端子。
[0101]注意，初級(jí)射極跟隨器電路IlC和次級(jí)射極跟隨器電路IlF是基于電路實(shí)現(xiàn)需求而設(shè)置來調(diào)整輸出阻抗的，并非是為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而不可或缺的。
[0102]比較器12是例如由如下元件形成的電壓比較電路:兩個(gè)MOSFET Ml和M2，其漏極端子連接至電源電勢Vcc，其柵極端子彼此連接，兩個(gè)MOSFET Ml和M2形成差分對；M0SFETM3，其柵極端子接收正相信號(hào)Aout+，其漏極端子連接至MOSFET Ml的源極端子以及MOSFETMl和M2的柵極端子；M0SFET M4，其柵極端子接收負(fù)相信號(hào)Aout-，其漏極端子連接至MOSFET M2的源極端子；以及恒流源18，連接在地電勢GND與MOSFET M3和M4的源極端子的節(jié)點(diǎn)之間。
[0103]比較器12比較從放大電路11的次級(jí)射極跟隨器電路IlF輸出的差分輸出信號(hào)Aout的正相信號(hào)Aout+的電壓值與負(fù)相信號(hào)Aout-的電壓值，并從MOSFET M4的漏極端子輸出表示比較結(jié)果的單相(單端)比較輸出信號(hào)Cout。
[0104]注意，在第一實(shí)施例中，描述了這樣的示例，其中使用所謂的BiCMOS電路技術(shù)，使得由雙極晶體管形成放大電路11，并且由CM0SFET形成比較器12。然而，本發(fā)明不限于此。例如，放大電路11可以部分或全部地由MOSFET形成。
[0105][根據(jù)第一實(shí)施例的光信號(hào)檢測電路的操作]
[0106]下面參照圖1到4描述根據(jù)該實(shí)施例的光信號(hào)檢測電路10的操作。
[0107]從跨阻抗放大器TIA輸入的突發(fā)信號(hào)(電信號(hào)Tout)作為差分波形經(jīng)由耦合電容器C輸入至放大電路11，并且由初級(jí)放大電路IlB差分放大。此時(shí)，由于將根據(jù)基準(zhǔn)值的不同電阻值設(shè)定為電阻元件R5和R6的電阻值，所以在初級(jí)輸出信號(hào)Fout的負(fù)相信號(hào)Fout-的DC偏置與正相信號(hào)Fout+的DC偏置之間提供了與該基準(zhǔn)值相對應(yīng)的偏移電壓。
[0108]將由此獲得的初級(jí)輸出信號(hào)Fout經(jīng)由初級(jí)射極跟隨器電路IlC輸入至次級(jí)放大電路11D，并進(jìn)行差分放大。
[0109]電流相加電路IlE將與設(shè)定電壓源Vset和調(diào)整電壓源Vadj之間的電勢差對應(yīng)的電流加到次級(jí)放大電路IlD中的電阻元件R9(第一負(fù)載電阻器)和電阻元件RlO (第二負(fù)載電阻器)的DC負(fù)載電流上。例如，當(dāng)使調(diào)整電壓源Vadj的調(diào)整電壓值小于設(shè)定電壓源Vset的設(shè)定電壓值時(shí)，根據(jù)電壓值之差，流入電阻元件R9的DC負(fù)載電流的增加量變得大于流入電阻元件RlO的DC負(fù)載電流的增加量。因此，正相信號(hào)Nout+的DC偏置變得低于負(fù)相信號(hào)Nout-的DC偏置。
[0110]經(jīng)由次級(jí)射極跟隨器電路11F，將經(jīng)過電流相加電路IlE的DC偏置調(diào)整的次級(jí)放大信號(hào)Nout輸出，作為差分輸出信號(hào)Aout。
[0111]差分輸出信號(hào)Aout的正相信號(hào)Aout+與負(fù)相信號(hào)Aout-之間的偏移電壓，即，信號(hào)之間的交疊程度，根據(jù)電流相加電路IlE的設(shè)定電壓源Vset和調(diào)整電壓源Vadj之間的電壓差而變化。
[0112]此后，由比較器12檢測差分輸出信號(hào)Aout的交叉時(shí)段。從比較器12向模擬保持電路13輸出具有與交叉時(shí)段對應(yīng)的脈沖的比較輸出信號(hào)Cout。
[0113]此時(shí)，當(dāng)相比于偏移電壓，差分輸出信號(hào)Aout的振幅具有足夠幅度時(shí)，差分輸出信號(hào)Aout的正相信號(hào)Aout+與負(fù)相信號(hào)Aout-交叉。因此，比較器12根據(jù)正相信號(hào)Aout+的電勢與負(fù)相信號(hào)Aout-的電勢反轉(zhuǎn)的時(shí)段，輸出脈沖狀比較輸出信號(hào)Cout。
[0114]相反，當(dāng)相比于偏移電壓，差分輸出信號(hào)Aout的振幅不具有足夠幅度時(shí)，差分輸出信號(hào)Aout的正相信號(hào)Aout+與負(fù)相信號(hào)Aout-不交叉。因此，比較器12不輸出脈沖狀比較輸出信號(hào)Cout。
[0115]如上所述，根據(jù)第一實(shí)施例的光信號(hào)檢測電路，調(diào)整電流相加電路IlE的調(diào)整電壓源Vadj的調(diào)整電壓值，從而調(diào)整差分輸出信號(hào)Aout的正相信號(hào)Aout+的DC偏置與負(fù)相信號(hào)Aout-的DC偏置之間的差，S卩，偏移電壓。這改變兩個(gè)信號(hào)之間的交疊程度，并由此改變兩個(gè)信號(hào)的交叉時(shí)段。因此，可以調(diào)整光信號(hào)Pin的檢測靈敏度。
[0116]S卩，可以通過調(diào)整調(diào)整電壓源Vadj的調(diào)整電壓值，來調(diào)整光信號(hào)Pin的檢測靈敏度。因此，當(dāng)電信號(hào)Tout包括振幅為預(yù)定值以上的顯著脈沖時(shí)，比較器12輸出脈沖狀比較輸出信號(hào)Cout。另一方面，即使在無突發(fā)信號(hào)的區(qū)段中混入了振幅小于該值的噪聲，也可以避免將噪聲錯(cuò)誤地檢測為顯著脈沖。
[0117]此時(shí)，正相信號(hào)Aout+的DC偏置與負(fù)相信號(hào)Aout-的DC偏置相對于調(diào)整電壓源Vadj的調(diào)整電壓值線性地變化。當(dāng)調(diào)整電壓值改變時(shí)，正相信號(hào)Aout+與負(fù)相信號(hào)Aout-的DC偏置改變，然而信號(hào)的振幅不變。因此，當(dāng)根據(jù)溫度或電源電勢Vcc在外部執(zhí)行自動(dòng)調(diào)整時(shí)，可以準(zhǔn)確地調(diào)整正相信號(hào)Aout+與負(fù)相信號(hào)Aout-的DC偏置。
[0118]將由比較器12如此產(chǎn)生的比較輸出信號(hào)Cout輸入至模擬保持電路13。在比較輸出信號(hào)Cout中包括的脈沖之中，其間電壓比保持電容器Ch的DC電壓高出二極管結(jié)電壓的信號(hào)區(qū)段中的脈沖被二極管Dh提取出來，并對保持電容器Ch充電。
[0119]由于被光信號(hào)Pin的突發(fā)信號(hào)之中振幅等于或大于基準(zhǔn)值的脈沖充電，所以保持電容器Ch的DC電壓的電壓值(即，保持輸出信號(hào)Hout)增大。在無突發(fā)信號(hào)的信號(hào)失去區(qū)段、突發(fā)信號(hào)中無脈沖信號(hào)的連續(xù)相同符號(hào)區(qū)段、以及振幅小于基準(zhǔn)值的脈沖區(qū)段中，由于受到放電電阻器Rh的放電，電壓值減小。注意，在無突發(fā)信號(hào)的信號(hào)失去區(qū)段中，由于比較輸出信號(hào)Cout被施加有DC偏置，所以保持輸出信號(hào)Hout的電壓不降低直至地電勢GND。
[0120]如上所述，考慮到對突發(fā)信號(hào)的開始進(jìn)行檢測的響應(yīng)速度與對連續(xù)相同符號(hào)的容限之間的平衡，來決定保持電容器Ch和放電電阻器Rh的時(shí)間常數(shù)，其中所述容限是為了防止電路錯(cuò)誤地將突發(fā)信號(hào)中包括的連續(xù)相同符號(hào)區(qū)段確定為信號(hào)失去。
[0121]當(dāng)輸入突發(fā)信號(hào)時(shí)，由于突發(fā)信號(hào)中包括的脈沖，在比定義為響應(yīng)時(shí)間的IOOns短的時(shí)間中，保持輸出信號(hào)Hout從無突發(fā)信號(hào)的低電平改變到指示有突發(fā)信號(hào)的高電平。當(dāng)突發(fā)信號(hào)中包括的連續(xù)相同符號(hào)區(qū)段已到來時(shí)，由于脈沖失去，保持輸出信號(hào)Hout的電平降低，但是僅在與連續(xù)相同符號(hào)區(qū)段對應(yīng)的大約13ns期間保持在指示有突發(fā)信號(hào)的高電平，即，在閾值Hth以上。
[0122]因此，當(dāng)輸入突發(fā)信號(hào)時(shí)，可以在預(yù)定響應(yīng)時(shí)間內(nèi)輸出表示檢測到光信號(hào)Pin的光信號(hào)檢測信號(hào)SD。即使突發(fā)信號(hào)中包括連續(xù)相同符號(hào)區(qū)段，也可以保持并輸出表示檢測到光信號(hào)Pin的光信號(hào)檢測信號(hào)SD，而不會(huì)錯(cuò)誤地輸出表示信號(hào)失去的光信號(hào)檢測信號(hào)SD0
[0123]圖5是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的光信號(hào)檢測電路的操作的時(shí)序圖。
[0124]在這種情況下，假設(shè)包括光信號(hào)檢測電路10的光接收機(jī)100所應(yīng)用的系統(tǒng)是10G-EP0N。作為突發(fā)信號(hào)輸入的電信號(hào)Tout是比特率為IOGbps的PN7信號(hào)。突發(fā)信號(hào)具有大約IOmV的振幅(作為差分信號(hào)，具有大約20mV的振幅)。IOmV的振幅對應(yīng)于針對一般跨阻抗放大器TIA的最小接收靈敏度(大約-30dBm)的輸出振幅。在這種情況下，假設(shè)噪聲在信號(hào)失去區(qū)段中混入突發(fā)信號(hào)，并且噪聲振幅是大約2mV。
[0125]突發(fā)信號(hào)包括例如130比特的連續(xù)相同符號(hào)區(qū)段，即，大約13ns，并且檢測突發(fā)信號(hào)的開始的響應(yīng)時(shí)間是IOOns以下。模擬保持電路13的保持電容器Ch的電容值是lpF，并且放電電阻器Rh的電阻值是25k Ω。注意，電源電勢Vcc是3.3V，并且地電勢GND是0V。
[0126]向次級(jí)放大信號(hào)Nout的正相信號(hào)Nout+和負(fù)相信號(hào)Nout-添加大約0.2V的DC偏置。如圖3所示，使用施密特觸發(fā)反相器14A取代輸出緩沖器14。
[0127]如圖5所示，在連續(xù)相同符號(hào)區(qū)段中，來自比較器12的比較輸出信號(hào)Cout停止。然而，由于模擬保持電路13的下垂(放電)時(shí)間，保持輸出信號(hào)Hout不將施密特觸發(fā)反相器14A的邏輯反轉(zhuǎn)。因此，光信號(hào)檢測信號(hào)SD保持低電平，并持續(xù)指示信號(hào)檢測狀態(tài)。
[0128]此后，在突發(fā)關(guān)狀態(tài)下，模擬保持電路13的保持輸出信號(hào)Hout開始降低。在開始之后大約55ns，光信號(hào)檢測信號(hào)SD改變到高電平，以指示信號(hào)失去。
[0129]使用施密特觸發(fā)反相器14A，當(dāng)保持輸出信號(hào)Hout達(dá)到大約0.76V時(shí)，光信號(hào)檢測信號(hào)SD從低電平改變到高電平。相反，當(dāng)保持輸出信號(hào)Hout達(dá)到大約1.76V時(shí)，光信號(hào)檢測信號(hào)SD從高電平改變到低電平。
[0130]通過向光信號(hào)檢測信號(hào)SD的確定邏輯提供IV的遲滯，可以防止由于連續(xù)相同符號(hào)或噪聲輸入導(dǎo)致的操作錯(cuò)誤。
[0131]根據(jù)相關(guān)技術(shù)，需要幾百ns到幾ms的響應(yīng)時(shí)間來檢測LOS (信號(hào)失去)。然而，根據(jù)本實(shí)施例的光信號(hào)檢測電路10，盡管IOGbps的高信號(hào)比特率，光信號(hào)檢測信號(hào)SD也在大約55ns內(nèi)指示LOS。信號(hào)檢測更快，并且在大約18ns內(nèi)指示該檢測。
[0132]這種響應(yīng)靈活性是將光信號(hào)檢測電路10用作傳感器而非警報(bào)的重要特性。例如，10G-EP0N的物理層的前導(dǎo)碼長度的國際標(biāo)準(zhǔn)是1，200nsο 18ns的響應(yīng)時(shí)間短得多。因此，可以從睡眠狀態(tài)自發(fā)地檢測信號(hào)接收，并可以使用信號(hào)接收來發(fā)布觸發(fā)以激活電路。
[0133][第一實(shí)施例的效果]
[0134]如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，在光信號(hào)檢測電路10中,對經(jīng)由稱合電容器C輸入的電信號(hào)Tout的正相信號(hào)Tout+和負(fù)相信號(hào)Tout-進(jìn)行差分放大并輸出差分輸出信號(hào)Aout的放大電路11包括電流相加電路HE。根據(jù)來自外部調(diào)整電壓源Vadj的調(diào)整電壓值，調(diào)整流入第一負(fù)載電阻器R9和第二負(fù)載電阻器RlO (分別產(chǎn)生差分輸出信號(hào)Aout的正相信號(hào)Aout+和負(fù)相信號(hào)Aout-)的DC負(fù)載電流，從而調(diào)整正相信號(hào)Aout+的DC偏置和負(fù)相信號(hào)Aout-的DC偏置之間的差。
[0135]更具體地，電流相加電路IlE具有:第一晶體管Q7，其集電極端子連接至用于放大差分輸出信號(hào)Aout的正相信號(hào)Aout+的第一負(fù)載電阻器R9的一個(gè)端子，其基極端子接收來自設(shè)定電壓源Vset的設(shè)定電壓值；第二晶體管Q8，與第一晶體管一起形成差分對，其集電極端子連接至用于放大差分輸出信號(hào)Aout的負(fù)相信號(hào)Aout-的第二負(fù)載電阻器RlO的一個(gè)端子，其基極端子接收來自調(diào)整電壓源Vadj的調(diào)整電壓值；以及恒流源15，連接至第一晶體管Q7與第二晶體管Q8的發(fā)射極端子之間的節(jié)點(diǎn)。
[0136]差分輸出信號(hào)Aout的正相信號(hào)Aout+的DC偏置與負(fù)相信號(hào)Aout-的DC偏置相對于調(diào)整電壓源Vadj的調(diào)整電壓值線性地變化。當(dāng)改變調(diào)整電壓值時(shí)，正相信號(hào)Aout+與負(fù)相信號(hào)Aout-的DC偏置得到調(diào)整，然而這些信號(hào)的振幅不變。因此，當(dāng)根據(jù)溫度或電源電勢Vcc在外部執(zhí)行自動(dòng)調(diào)整時(shí)，可以準(zhǔn)確地調(diào)整正相信號(hào)Aout+與負(fù)相信號(hào)Aout-的DC偏置。因此可以準(zhǔn)確檢測光信號(hào)Pin。
[0137]在本實(shí)施例中，在光信號(hào)檢測電路10中，在經(jīng)由耦合電容器C從跨阻抗放大器TIA輸入的差分電信號(hào)Tout之中，放大電路11輸出振幅為預(yù)定值以上的顯著脈沖，作為差分輸出信號(hào)Aout。比較器12比較差分輸出信號(hào)Aout的正相信號(hào)Aout+的負(fù)相信號(hào)Aout-的電壓值，并輸出比較結(jié)果作為比較輸出信號(hào)Cout。模擬保持電路13用比較輸出信號(hào)Cout中包括的脈沖對保持電容器充電，并通過放電電阻器Rh去除由于充電而獲得的DC電壓，從而產(chǎn)生根據(jù)光信號(hào)輸入有/無而變化的保持輸出信號(hào)Hout。因此，電路可以在無需例如復(fù)位信號(hào)等外部控制信號(hào)的情況下自發(fā)地操作，并正確檢測光信號(hào)輸入的有/無。
[0138]由于不需要從光信號(hào)檢測電路10外部輸入例如復(fù)位信號(hào)等控制信號(hào)，所以該電路可以容易地應(yīng)用于不具備輸出此類控制信號(hào)的功能的光接收機(jī)，并且可以獲得較高通用性。此外，由于可以從光接收機(jī)中去除用于輸出此類控制信號(hào)的電路單元，所以可以實(shí)現(xiàn)成本降低。
[0139]在本實(shí)施例中，模擬保持電路13對突發(fā)信號(hào)中包括的脈沖進(jìn)行累積，從而檢測光信號(hào)輸入的有/無。因此，即使當(dāng)在光信號(hào)Pin失去時(shí)輸入噪聲，也可以避免由此導(dǎo)致的任何操作錯(cuò)誤，并且可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的光信號(hào)檢測操作。
[0140]此外，在本實(shí)施例中，模擬保持電路13由如下元件構(gòu)成:二極管Dh，對比較輸出信號(hào)Cout中包括的脈沖進(jìn)行整流；保持電容器Ch，對經(jīng)整流的脈沖進(jìn)行累積；以及放電電阻器Rh，去除通過充電獲得的DC電壓。因此，可以非常小的電路規(guī)模來產(chǎn)生根據(jù)光信號(hào)輸入的有/無而變化的保持輸出信號(hào)?？梢钥紤]到對突發(fā)信號(hào)的開始進(jìn)行檢測的響應(yīng)速度與對連續(xù)相同符號(hào)的容限之間的平衡，根據(jù)目標(biāo)FTTH系統(tǒng)來決定保持電容器Ch和放電電阻器Rh的時(shí)間常數(shù)，其中所述容限是為了防止電路錯(cuò)誤地將突發(fā)信號(hào)中包括的連續(xù)相同符號(hào)區(qū)段確定為號(hào)失去。
[0141]在本實(shí)施例中，放大電路11具有級(jí)聯(lián)的兩個(gè)差分放大電路。兩個(gè)差分放大電路之中，在位于前級(jí)的初級(jí)放大電路IIB中，分別與負(fù)相信號(hào)Fout-和正相信號(hào)Fout+對應(yīng)并具有根據(jù)基準(zhǔn)值的不同電阻值的兩個(gè)負(fù)載電阻器R5和R6對負(fù)相信號(hào)和正相信號(hào)進(jìn)行差分放大，從而在負(fù)相信號(hào)的DC偏置與正相信號(hào)的DC偏置之間施加根據(jù)基準(zhǔn)值的偏移電壓。位于初級(jí)放大電路IlB之后的次級(jí)放大電路IlD對負(fù)相/[目號(hào)Fout-和正相/[目號(hào)Fout+進(jìn)行差分放大，并輸出差分輸出信號(hào)。因此，即使當(dāng)光信號(hào)Pin失去時(shí)輸入了噪聲，也可以去除振幅小于基準(zhǔn)值的脈沖。
[0142]注意，在本發(fā)明中，初級(jí)放大電路IIB的兩個(gè)負(fù)載電阻器R5和R6可以具有相同電阻值。在這種情況下，同樣可以通過電流相加電路IlE的DC負(fù)載電流調(diào)整來調(diào)整靈敏度。
[0143]在本實(shí)施例中，可以連接鎖存電路來取代輸出緩沖器14?？梢灶A(yù)期，相比于直接將鎖存電路連接至比較器輸出的結(jié)構(gòu)，該鎖存電路幾乎不會(huì)受到噪聲影響。然而，即使當(dāng)保持輸出信號(hào)已改變到低電平時(shí)，鎖存輸出也不改變。因此，單獨(dú)需要復(fù)位信號(hào)。雖然單獨(dú)需要復(fù)位信號(hào)，但是使用鎖存電路使得可以避免導(dǎo)致確定結(jié)果很難固定的“顫動(dòng)”。
[0144][第二實(shí)施例]
[0145]下面參照圖6描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的光信號(hào)檢測電路10。圖6是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的光信號(hào)檢測電路中使用的放大電路的結(jié)構(gòu)示例的電路圖。
[0146]在第一實(shí)施例中，已經(jīng)描述了如下情況:放大電路11的初級(jí)偏置電路IlA向電信號(hào)Tout的正相信號(hào)Tout+和負(fù)相信號(hào)Tout-提供由使用電阻元件Rl到R4的電阻分壓電路產(chǎn)生的DC偏置。
[0147]在第二實(shí)施例中，將描述如下情況:放大電路11具有次級(jí)偏置電路11G，并且初級(jí)射極跟隨器電路IlC和次級(jí)偏置電路IlG是DC斷開的。
[0148]注意，除了放大電路11之外的其他電路與第一實(shí)施例中的相同，并由相同附圖標(biāo)記指示，將省略對它們的詳細(xì)描述。
[0149]如圖6所示，在根據(jù)本實(shí)施例的光信號(hào)檢測電路中使用的放大電路11包括:初級(jí)偏置電路11A，向電信號(hào)Tout的正相信號(hào)Tout+和負(fù)相信號(hào)Tout-提供DC偏置；初級(jí)放大電路11B，對經(jīng)偏置的正相信號(hào)Tout+和負(fù)相信號(hào)Tout-進(jìn)行差分放大，并輸出初級(jí)輸出信號(hào)Fout ;初級(jí)射極跟隨器電路11C，具有比初級(jí)放大電路IlB的輸出阻抗低的輸出阻抗，并輸出來自初級(jí)放大電路的初級(jí)輸出信號(hào)Fout ;次級(jí)偏置電路11G，通過耦合電容器Cll和C12與初級(jí)射極跟隨器電路IlC相AC耦合，向經(jīng)由耦合電容器Cll和C12輸入的初級(jí)輸出信號(hào)Fout的正相信號(hào)Fout+和負(fù)載信號(hào)Fout-提供DC偏置，并輸出這些信號(hào)；次級(jí)放大電路11D，對由次級(jí)偏置電路IlG進(jìn)行DC偏置的初級(jí)輸出信號(hào)Fout的正相信號(hào)Fout+和負(fù)載信號(hào)Fout-進(jìn)行差分放大，并輸出差分輸出信號(hào)Aout ;以及電流相加電路11E，根據(jù)來自外部調(diào)整電壓源Vadj的調(diào)整電壓值，調(diào)整流入次級(jí)放大電路IlD的負(fù)載電阻器R9和RlO的DC負(fù)載電流，并調(diào)整差分輸出信號(hào)Aout的正相信號(hào)Aout+的DC偏置和負(fù)相信號(hào)Aout-的DC偏置之間的差，即偏移電壓。[0150]在本實(shí)施例中，初級(jí)偏置電路IlA由如下元件構(gòu)成:上拉到電源電勢Vcc的電阻元件RlI，下拉到地電勢GND的電阻元件R12，連接在由電阻元件Rll和R12形成的電阻分壓電路的中點(diǎn)與晶體管Ql的基極端子之間的電阻元件R13，以及連接在所述中點(diǎn)與晶體管Q2的基極端子之間的電阻元件RH。初級(jí)偏置電路IlA向經(jīng)由耦合電容器C從跨阻抗放大器TIA輸入的電信號(hào)Tout的正相信號(hào)Tout+和負(fù)相信號(hào)Tout-分別給予根據(jù)電阻元件RlI和R12的電阻比的DC偏置。
[0151]次級(jí)偏置電路IlG由如下元件構(gòu)成:上拉到電源電勢Vcc的電阻元件R15，下拉到地電勢GND的電阻元件R16，連接在由電阻元件Rl5和R16形成的電阻分壓電路的中點(diǎn)與晶體管Q5的基極端子之間的電阻元件R17，連接在所述中點(diǎn)與晶體管Q6的基極端子之間的電阻元件R18，連接在晶體管Q4的發(fā)射極端子與晶體管Q5的基極端子之間的耦合電容器Cll,以及連接在晶體管Q3的發(fā)射極端子與晶體管Q6的基極端子之間的耦合電容器C12。次級(jí)偏置電路IlG向分別經(jīng)由耦合電容器Cll和C12從初級(jí)射極跟隨器電路IlC輸入的初級(jí)輸出信號(hào)Fout的負(fù)相信號(hào)Fout-和正相信號(hào)Fout+給予根據(jù)分壓電阻器R15和R16的電阻比的DC偏置。
[0152]由于光信號(hào)檢測電路10的放大電路11放大弱信號(hào)，所以電信號(hào)Tout的正相信號(hào)Tout+的DC偏置和負(fù)相信號(hào)Tout-的DC偏置之間的差的幅度，即，偏移電壓,很大程度影響檢測靈敏度。因此，如果電阻分壓電路中包括的電阻元件的電阻值變化，則可能失去電信號(hào)Tout的正相信號(hào)Tout+的DC偏置和負(fù)相信號(hào)Tout-的DC偏置之間的平衡。
[0153]在本實(shí)施例中，如圖6所示，初級(jí)偏置電路IlA分別經(jīng)由電阻元件R13和R14向電信號(hào)Tout+和Tout-給予由電阻元件Rll和Rl2的集合形成的電阻分壓電路產(chǎn)生的DC偏置。這使得可以抑制電信號(hào)Tout的正相信號(hào)Tout+的DC偏置和負(fù)相信號(hào)Tout-的DC偏置之間的平衡由于電阻元件的變化而失去。注意，在該電路結(jié)構(gòu)中，由于電信號(hào)Tout的正相信號(hào)Tout+和負(fù)相信號(hào)Tout-是經(jīng)由電阻元件R13和R14而短路的，所以電阻元件R13和R14優(yōu)選地具有足夠大的電阻值，例如IOkQ以上。
[0154]在本實(shí)施例中，次級(jí)偏置電路IIG將初級(jí)射極跟隨器電路IIC與次級(jí)放大電路IID相AC耦合，并類似初級(jí)偏置電路11A，分別經(jīng)由電阻元件R17和R18向初級(jí)輸出信號(hào)Fout的正相信號(hào)Fout+和負(fù)載信號(hào)Fout-提供由電阻元件R15和R16的集合形成的一個(gè)電阻分壓電路產(chǎn)生的DC偏置。
[0155]這使得可以抑制由于初級(jí)放大電路IlB引起的初級(jí)輸出信號(hào)Fout的正相信號(hào)Fout+的DC偏置和負(fù)相信號(hào)Fout-的DC偏置之間的平衡失去。注意，在該電路結(jié)構(gòu)中，由于初級(jí)輸出信號(hào)Fout的正相信號(hào)Fout+和負(fù)相信號(hào)Fout-是經(jīng)由電阻兀件R17和R18而短路的，所以電阻元件R17和R18優(yōu)選地具有足夠大的電阻值，例如IOkQ以上。
[0156][第二實(shí)施例的效果]
[0157]如上所述，根據(jù)該實(shí)施例，在初級(jí)射極跟隨器電路IlC與次級(jí)放大電路IlD之間設(shè)置次級(jí)偏置電路11G。分別經(jīng)由耦合電容器Cll和C12將來自初級(jí)射極跟隨器電路IlC的初級(jí)輸出信號(hào)Fout的負(fù)相信號(hào)Fout-和正相信號(hào)Fout+輸入至次級(jí)放大電路11D。
[0158]即使當(dāng)初級(jí)放大電路IlB中包括的元件具有變化時(shí)，也去除了輸入至次級(jí)放大電路IlD的初級(jí)輸出信號(hào)Fout的正相信號(hào)Fout+和負(fù)相信號(hào)Fout-的DC分量。因此，可以抑制由于兀件間變化引起的初級(jí)輸出信號(hào)Fout的正相信號(hào)Fout+的DC偏置和負(fù)相信號(hào)Fout-的DC偏置之間的平衡失去。
[0159]此外，在初級(jí)偏置電路IIA和次級(jí)偏置電路IIG的每一個(gè)中，使用一個(gè)電阻分壓電路(分泄電阻)，并且將該電阻分壓電路分壓得到的電壓經(jīng)由高電阻分別施加至輸入信號(hào)的正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)。
[0160]由于這可以抑制偏置電路中偏移的產(chǎn)生，所以即使當(dāng)初級(jí)偏置電路IlA的增益較大時(shí)，也可以執(zhí)行穩(wěn)定和準(zhǔn)確的靈敏度調(diào)整。
[0161][第三實(shí)施例]
[0162]下面將參照圖7描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的光信號(hào)檢測電路10B。
[0163]在第一和第二實(shí)施例中，例示了如下情況:在光信號(hào)檢測電路10中，模擬保持電路13保持從比較器12輸出的脈沖狀比較輸出信號(hào)Cout，并且輸出緩沖器14基于保持輸出信號(hào)Hout產(chǎn)生光信號(hào)檢測信號(hào)SD。在第三實(shí)施例中，描述如下示例:取代模擬保持電路13和輸出緩沖器14,使用鎖存電路13A作為保持電路,其基于比較輸出信號(hào)輸出表不光信號(hào)Pin有/無的光信號(hào)檢測信號(hào)SD。
[0164]注意，除了保持電路由鎖存電路13A形成之外，光信號(hào)檢測電路IOB和光接收機(jī)100中包括的其他電路與第一實(shí)施例中的相同并由相同附圖標(biāo)記指示，將省略對其的詳細(xì)描述。
[0165]在本實(shí)施例中，光信號(hào)檢測電路IOB具有在比較器12的后續(xù)級(jí)上的鎖存電路13A。鎖存電路13A例如由SR鎖存器構(gòu)成，保持從比較器12輸出的脈沖狀比較輸出信號(hào)Cout，并輸出該信號(hào)作為光信號(hào)檢測信號(hào)SD。通過外部輸入的復(fù)位信號(hào)RESET來取消光信號(hào)檢測信號(hào)SD0
[0166]對比較器12獲得的脈沖狀比較輸出信號(hào)Cout中包括的脈沖信號(hào)進(jìn)行保持的鎖存電路13A連續(xù)輸出高電平，作為比較輸出信號(hào)Cout，直至輸入復(fù)位信號(hào)RESET。因此，例如緊接在光信號(hào)Pin的接收開始之后，鎖存電路13A連續(xù)輸出高電平，作為比較輸出信號(hào)Cout。
[0167]根據(jù)本實(shí)施例的光信號(hào)檢測電路IOB中包括的放大電路11和比較器12的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中的相同。
[0168]因此,如第一實(shí)施例中一樣，光信號(hào)檢測電路IOB的放大電路11具有電流相加電路11E。根據(jù)來自外部調(diào)整電壓源Vadj的調(diào)整電壓值，調(diào)整用于對差分輸出信號(hào)Aout的正相信號(hào)Aout+和負(fù)相信號(hào)Aout-進(jìn)行差分放大的DC負(fù)載電流，以調(diào)整正相信號(hào)Aout+的DC偏置和負(fù)相信號(hào)Aout-的DC偏置。
[0169]因此，即使對于使鎖存電路13A鎖存比較輸出信號(hào)Cout的電路結(jié)構(gòu)，在根據(jù)溫度或電源電勢Vcc執(zhí)行外部調(diào)整時(shí)，也可以正確調(diào)整正相信號(hào)Aout+的DC偏置和負(fù)相信號(hào)Aout-的DC偏置，如同使模擬保持電路13保持比較輸出信號(hào)Cout的電路結(jié)構(gòu)一樣。這使得可以高精確度檢測光信號(hào)Pin。
[0170][第四實(shí)施例]
[0171]下面參照圖8描述根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的光信號(hào)檢測電路。
[0172]光信號(hào)檢測電路包括放大電路11和比較器12，如第一實(shí)施例中一樣。如圖8所示，放大電路11包括初級(jí)偏置電路11A、初級(jí)放大電路11B、初級(jí)射極跟隨器電路11C、次級(jí)放大電路11D、電流相加電路IlH和次級(jí)射極跟隨器電路HF。
[0173]在第一實(shí)施例中，在光信號(hào)檢測電路10的放大電路11中設(shè)置的電流相加電路IlE包括形成差分對的兩個(gè)晶體管Q7和Q8。晶體管Q7和Q8的集電極端子連接至次級(jí)放大電路IlD的晶體管Q5和Q6的集電極端子。另一方面，在根據(jù)本實(shí)施例的光信號(hào)檢測電路中使用的放大電路11的電流相加電路IlH包括與次級(jí)放大電路IlD的晶體管Q5和Q6之一的集電極端子連接的電流源19，電流源19的電流值根據(jù)來自外部調(diào)整電壓源Vadj的調(diào)整電壓值而調(diào)整。
[0174]注意，除電流相加電路IlH之外的其他電路與第一實(shí)施例中的相同并由相同附圖標(biāo)記指示，將省略對其的詳細(xì)描述。
[0175]在本實(shí)施例中，電流相加電路IlH中包括的電流源19連接至次級(jí)放大電路IlD的晶體管Q6的集電極端子。電流源19將預(yù)定電流僅加到流入次級(jí)放大電路IlD的負(fù)載電阻器R9和RlO之中的負(fù)載電阻器RlO的DC負(fù)載電流上。因此，在次級(jí)放大電路的差分輸出信號(hào)Aout的正相信號(hào)Aout+和負(fù)相信號(hào)Aout-之中，由負(fù)載電阻器RlO產(chǎn)生的負(fù)相信號(hào)Aout-的DC偏置減小。
[0176]可以根據(jù)來自外部調(diào)整電壓源Vadj的調(diào)整電壓值，調(diào)整向流入負(fù)載電阻器RlO的DC負(fù)載電流添加的電流的幅度。因此，可以通過調(diào)整負(fù)相信號(hào)Aout-的DC偏置，來調(diào)整正相號(hào)Aout+和負(fù)相信號(hào)Aout-之間的差，即，偏移電壓。
[0177][實(shí)施例的擴(kuò)展]
[0178]以上參照實(shí)施例描述了本發(fā)明。然而，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例。在不背離本發(fā)明范圍的前提下可以對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)進(jìn)行本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解的多種改變和修改。也可以任意地組合實(shí)施例。
[0179]附圖標(biāo)記的說明
[0180]100...光接收機(jī)，PD...光電二極管，TIA...跨阻抗放大器，LA...限幅放大器，EF...射極跟隨器電路，MA...主放大電路組，10...光信號(hào)檢測電路，11...放大電路，11A...初級(jí)偏置電路，11B...初級(jí)放大電路，11C...初級(jí)射極跟隨器電路，11D...次級(jí)放大電路，11E，11H...電流相加電路，IlF...次級(jí)射極跟隨器電路，IlG...次級(jí)偏置電路，12...比較器，13...模擬保持電路，13A...鎖存電路，14...輸出緩沖器，C，Cll,C12...1禹合電容器，Dh...二極管，Ch...保持電容器，Rh...放電電阻器，Rs...可變電阻器，Q1-Q10...晶體管，R1-R18...電阻元件，11-19...恒流源，Pin...光信號(hào)，Iin...光電流信號(hào)，Tout...電信號(hào)，Tout+...正相信號(hào)，Tout-...負(fù)相信號(hào)，F(xiàn)out...初級(jí)輸出?目號(hào)，F(xiàn)out+...正相彳目號(hào)，F(xiàn)out-...負(fù)相彳目號(hào)，Nout...次級(jí)放大彳目號(hào)，Nout+...正相/[目號(hào)，Nout-...負(fù)相信號(hào)，Aout...差分輸出信號(hào)，Aout+...正相信號(hào)，Aout-...負(fù)相信號(hào)，Cout...比較輸出信號(hào)，Hout...保持輸出信號(hào)，SD...光信號(hào)檢測信號(hào)，Rout...接收輸出，Vcc...電源電勢，GND...地電勢，Vset...設(shè)定電壓源，Vadj...調(diào)整電壓源
【權(quán)利要求】
1.一種光信號(hào)檢測電路，包括: 放大電路，對電信號(hào)的正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)進(jìn)行差分放大，并輸出差分輸出信號(hào)，其中所述電信號(hào)包括與光信號(hào)的脈沖序列相對應(yīng)的脈沖； 比較器，將差分輸出信號(hào)的正相信號(hào)的電壓值與負(fù)相信號(hào)的電壓值相比較，并輸出與比較結(jié)果相對應(yīng)的脈沖狀比較輸出信號(hào)；以及 保持電路，基于脈沖狀比較輸出信號(hào)，輸出表示光信號(hào)的輸入有/無的光信號(hào)檢測信號(hào)， 所述放大電路包括: 第一和第二負(fù)載電阻器，所述第一和第二負(fù)載電阻器的一個(gè)端子連接至電源電勢，并分別產(chǎn)生差分輸出信號(hào)的正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)；以及 電流相加電路，根據(jù)來自外部調(diào)整電壓源的調(diào)整電壓值，調(diào)整流入所述第一和第二負(fù)載電阻器中至少一個(gè) 的DC負(fù)載電流,并調(diào)整差分輸出信號(hào)的正相信號(hào)的DC偏置與負(fù)相信號(hào)的DC偏置之間的差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號(hào)檢測電路，其中，所述電流相加電路包括:電流源，與所述第一和第二負(fù)載電阻器之一的另一端子連接，并具有要根據(jù)所述調(diào)整電壓值來控制的電流值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號(hào)檢測電路，其中，所述電流相加電路包括: 第一晶體管，具有與所述第一和第二負(fù)載電阻器之一的另一端子連接的第一輸入/輸出端子、以及接收所述調(diào)整電壓值的控制端子； 第二晶體管，具有與所述第一和第二負(fù)載電阻器中另一個(gè)的另一端子連接的第一輸入/輸出端子、接收預(yù)定電壓值的控制端子、以及與所述第一晶體管的第二輸入/輸出端子連接的第二輸入/輸出端子，第二晶體管與所述第一晶體管一起形成差分對；以及 恒流源，連接至所述第一晶體管的第二輸入/輸出端子與所述第二晶體管的第二輸入/輸出端子的節(jié)點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號(hào)檢測電路，其中，所述保持電路包括: 模擬保持電路，包括要通過所述脈沖狀比較輸出信號(hào)充電的保持電容器、以及與所述保持電容器并聯(lián)連接的放電電阻器，所述模擬保持電路通過所述放電電阻器去除所述保持電阻器中保持的電荷，從而輸出根據(jù)光信號(hào)的輸入有/無而變化的保持輸出信號(hào)；以及輸出緩沖器，將保持輸出信號(hào)整形成數(shù)字邏輯信號(hào)并輸出光信號(hào)檢測信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光信號(hào)檢測電路，其中，所述輸出緩沖器包括:施密特觸發(fā)反相器，基于遲滯特性，對所述模擬保持電路獲得的保持輸出信號(hào)進(jìn)行整形，并輸出保持輸出信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號(hào)檢測電路，其中，所述保持電路包括:鎖存電路，鎖存所述脈沖狀比較輸出信號(hào)，并輸出光信號(hào)檢測信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光信號(hào)檢測電路，其中，所述放大電路還包括: 初級(jí)放大電路，對電信號(hào)的正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)進(jìn)行差分放大，并輸出初級(jí)輸出信號(hào); 阻抗調(diào)整電路，具有比所述初級(jí)放大電路的輸出阻抗低的輸出阻抗，并輸出來自所述初級(jí)放大電路的初級(jí)輸出信號(hào)；次級(jí)偏置電路，通過耦合電容器與所述阻抗調(diào)整電路AC耦合，向經(jīng)由耦合電容器輸入的初級(jí)輸出信號(hào)的正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)中每一個(gè)提供DC偏置,并輸出正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)；以及 次級(jí)放大電路，對經(jīng)次級(jí)偏置電路DC偏置的初級(jí)輸出信號(hào)的正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)進(jìn)行差分放大，并輸出差分輸出信號(hào)， 所述次級(jí)放大電路包括分別產(chǎn)生差分輸出信號(hào)的正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)的所述第一和第二負(fù)載電阻器。
8.一種光接收機(jī)，包括: 光電轉(zhuǎn)換元件，將脈沖序列形成的光信號(hào)光電轉(zhuǎn)換并輸出光電流信號(hào): 跨阻抗放大器，放大光電流信號(hào)，并輸出包括與所述脈沖序列相對應(yīng)的脈沖的電信號(hào); 限幅放大器，放大電信號(hào)，并輸出接收輸出，所述接收輸出包括具有預(yù)定振幅的脈沖；以及 光信號(hào)檢測電路，基于所述電信號(hào)檢測光信號(hào)的輸入有/無， 所述光信號(hào)檢測電路包括: 放大電路，對電信號(hào)的正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)進(jìn)行差分放大，并輸出差分輸出信號(hào)；比較器，將差分輸出信號(hào)的正相信號(hào)的電壓值與負(fù)相信號(hào)的電壓值相比較，并輸出與比較結(jié)果相對應(yīng)的脈沖狀比較輸出信號(hào)；以及 保持電路，基于脈沖狀比較輸出信號(hào)，輸出表示光信號(hào)的輸入有/無的光信號(hào)檢測信號(hào)， 所述放大電路包括: 第一和第二負(fù)載電阻器，所述第一和第二負(fù)載電阻器的一個(gè)端子連接至電源電勢，并分別產(chǎn)生差分輸出信號(hào)的正相信號(hào)和負(fù)相信號(hào)；以及 電流相加電路，根據(jù)來自外部調(diào)整電壓源的調(diào)整電壓值，調(diào)整流入所述第一和第二負(fù)載電阻器中至少一個(gè)的DC負(fù)載電流,并調(diào)整差分輸出信號(hào)的正相信號(hào)的DC偏置與負(fù)相信號(hào)的DC偏置之間的差。
【文檔編號(hào)】H04B10/69GK103460624SQ201280006341
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年1月25日
【發(fā)明者】小泉弘, 野河正史, 大友祐輔 申請人:日本電信電話株式會(huì)社