[發(fā)明專(zhuān)利]一種光電流監(jiān)控裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110050429.8
• 申請(qǐng)日: 2011-03-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102185647A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林少衡
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廈門(mén)優(yōu)迅高速芯片有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04B10/08
• 分類(lèi)號(hào): H04B10/08
• 代理公司: 廈門(mén)市首創(chuàng)君合專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光電流監(jiān)控裝置。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代的光纖通信應(yīng)用中，需要對(duì)光纖傳輸?shù)墓饷}沖功率進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)對(duì)通信故障的智能診斷。實(shí)現(xiàn)對(duì)接收光功率的監(jiān)控，可以通過(guò)對(duì)光電二極管的光電流進(jìn)行監(jiān)控，進(jìn)而倒推換算光功率大小。這個(gè)領(lǐng)域，對(duì)接收組件中光電二極管的光電流進(jìn)行監(jiān)控具有以下難點(diǎn)：

首先，監(jiān)控光電流?。壕_監(jiān)控到接收光功率通常需要靈敏度很高的電路。以1.25Gbps應(yīng)用為例，這樣的傳輸率需要監(jiān)控到-30dBm以下光功率，換算下來(lái)為光電流為1μA級(jí)，要實(shí)現(xiàn)對(duì)μA級(jí)電流的精確監(jiān)控，是設(shè)計(jì)監(jiān)控電路的難點(diǎn)之一。

其次，監(jiān)控光電流動(dòng)態(tài)范圍寬：監(jiān)控電路需要監(jiān)控的光功率從-30dBm至0dBm左右，變化達(dá)30dB，對(duì)應(yīng)光電流為1μA-1mA左右，變化達(dá)1000倍。確保在這么寬的范圍內(nèi)都能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)光電流的精確監(jiān)控是設(shè)計(jì)監(jiān)控電路的難點(diǎn)之一，用通常的電流鏡或者電阻取樣的方式往往做不到如此寬的范圍。

再者，監(jiān)控?fù)p耗問(wèn)題：光電二極管后級(jí)需要接入TIA(跨阻放大器)由于TIA是高速、低噪聲的電路，因此引入的光電流監(jiān)控裝置不能影響到TIA的帶寬、低噪聲特性，必須有足夠好的隔離狀態(tài)，這也是監(jiān)控電路設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一。

因此，就有一種需求，使得光電流監(jiān)控裝置從以上提及的靈敏度、范圍和噪聲的角度滿足高速光纖傳輸?shù)沫h(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上高速光纖傳輸?shù)男枨?，本發(fā)明提出一種光電流監(jiān)控裝置，其技術(shù)方案如下：

一種光電流監(jiān)控裝置，它包括：

一鏡像電路，該鏡像電路包括兩條并聯(lián)的完全一致的第一和第二支路；所述第一支路順次包括一第一調(diào)整管(M0)的源極、漏極和兩個(gè)串聯(lián)電阻(R0和R2)所述第二支路順次包括一第二調(diào)整管(M1)的源極、漏極和兩個(gè)串聯(lián)電阻(R1和R3)；所述第一、第二調(diào)整管的源極相連接Vdd；串聯(lián)末端的兩個(gè)電阻(R2和R3)在末端相連并接地；該鏡像電路還包括一個(gè)調(diào)整模塊(P)，所述調(diào)整模塊具有一接固定參考電壓的參考輸入端、一鉗位端和一調(diào)整端，其中所述鉗位端接所述第一調(diào)整管支路的串聯(lián)電阻(R0、R2)之間，所述調(diào)整端接所述第一、第二調(diào)整管柵極；以及

一鉗位模塊(Q)，該鉗位模塊具有一輸入端、一參考端和一輸出端；其中所述輸入端接第二調(diào)整管的漏極，所述參考端接所述第一調(diào)整管漏極；

其中所述鉗位模塊的參考端與光電二極管負(fù)極連接；所述鉗位模塊的輸出端作為監(jiān)控輸出端。

作為本技術(shù)方案的優(yōu)選者，可以作以下改進(jìn)和增補(bǔ)：

一較佳實(shí)施例的所述調(diào)整模塊包括一第一誤差放大器(A1)；對(duì)于該第一誤差放大器，其負(fù)輸入端接所述調(diào)整模塊的輸入端，其正輸入端接所述調(diào)整模塊的鉗位端，其輸出端接所述調(diào)整模塊的調(diào)整端。

一較佳實(shí)施例的所述鉗位模塊包括一第二誤差放大器(A2)和一第三調(diào)整管(M2)；對(duì)于所述第二誤差放大器，其負(fù)輸入端接所述鉗位模塊的輸入端，其正輸入端接所述鉗位模塊的參考端；對(duì)于所述第三調(diào)整管，其柵極接所述第二誤差放大器的輸出端，其源極接所述鉗位模塊的輸入端，其漏極接所述鉗位模塊的輸出端。

一較佳實(shí)施例的所述光電流監(jiān)控裝置全部位于同一芯片(111)上。

一較佳實(shí)施例的所述芯片與配套的跨阻放大器、光電二極管(113)整合于一接收頭(110)之內(nèi)。

一較佳實(shí)施例的所述接收頭與一配套的發(fā)射頭(120)、限幅放大器模塊(101)安裝于同一塊印刷電路板(100)上。

本發(fā)明帶來(lái)的有益效果是：

1.調(diào)整管與調(diào)整模塊、鉗位模塊的電路結(jié)合，達(dá)成了穩(wěn)壓偏置與鏡像監(jiān)控一體化，一方面提供了光電二極管的穩(wěn)壓電路和電流源，保證光電二極管的工作狀態(tài)；另一方面輸出了不影響光電二極管的監(jiān)控電流，使其監(jiān)控精度和鏡像電路一致性及穩(wěn)定性得到保證，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)μA級(jí)的電流監(jiān)控。

2.調(diào)整管的柵極、源極電壓一致，同時(shí)鉗位模塊使調(diào)整管的漏極電壓也保持一致，使光電流檢測(cè)輸出在全范圍也可以保證足夠的精度。

3.監(jiān)控輸出端對(duì)跨阻放大器噪聲及帶寬影響小。

附圖說(shuō)明

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一線路示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例二線路示意圖；

圖3是實(shí)施例二封裝于一接收頭內(nèi)的俯視圖；

圖4是圖3所示接收頭所在的一印刷電路板布局示意圖。

具體實(shí)施方式