[發(fā)明專利]基于雙閉環(huán)的APD反向偏置電壓控制電路以及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310030198.3
• 申請(qǐng)日: 2013-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN103135651A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李煥功
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島海信寬帶多媒體技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G05F1/565
• 分類號(hào): G05F1/565
• 代理公司: 北京市京大律師事務(wù)所 11321
• 代理人: 黃啟行;方曉明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖通信技術(shù)，尤其涉及一種基于雙閉環(huán)的APD反向偏置電壓控制電路以及控制方法。

背景技術(shù)

目前的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)以及國(guó)際市場(chǎng)，高帶寬、高速率和多種業(yè)務(wù)融合的光纖通信方向已經(jīng)開始應(yīng)用；在眾多的解決方案中，光纖到戶(FTTH)的出現(xiàn)便被認(rèn)為是寬帶接入的終極解決方案。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)已經(jīng)大面積應(yīng)用。

在光纖通信系統(tǒng)中，激光探測(cè)器被廣泛應(yīng)用于各種光模塊或光端機(jī)中，比如應(yīng)用于設(shè)置在光纖通信系統(tǒng)的接入網(wǎng)系統(tǒng)的中心局OLT（Optical?Line?Terminator，光線路終端）設(shè)備中，或者應(yīng)用于設(shè)置在局端的ONU（optical?net?unit，光網(wǎng)絡(luò)單元）光模塊中，用以進(jìn)行光信號(hào)的探測(cè)與接收。

如圖1所示，激光探測(cè)器中通常包括：ROSA（Receiver?Optical?Subassembly，光接收組件）和限幅放大電路；ROSA中包括：光電二極管和TIA（Tranimpedance?Amplifier，跨阻放大器）；光電二極管在探測(cè)到光信號(hào)后，輸出相應(yīng)的響應(yīng)電流Ipd；一般而言，光電二極管探測(cè)的光信號(hào)的功率越強(qiáng)，則輸出的Ipd越大。

光電二極管具體可以是APD（Avalanche?Photo?Diode，雪崩光電二極管），也可以是PIN光電二極管（在P、N結(jié)之間加進(jìn)一個(gè)接近本征材料的I區(qū)，形成PIN結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體光電探測(cè)器）。

APD可以比PIN更好的滿足光信號(hào)的探測(cè)與接收的需求。但APD最佳工作條件下需要的反向偏置電壓值較高，且對(duì)反向偏置電壓的精度和穩(wěn)定性非常敏感，偏離最佳工作電壓可使APD性能變差或不可逆的損壞。因此對(duì)APD施加穩(wěn)定性好，精度高且受控的反向偏置電壓是APD正常工作的關(guān)鍵。

目前，現(xiàn)有的APD偏壓電路如圖2所示，其工作原理為：

控制電路輸出控制電壓到升壓電路，升壓電路對(duì)接收的控制電壓進(jìn)行升壓，輸出較高電壓；現(xiàn)有技術(shù)中有多種具體的升壓電路，此處不一一介紹；此外，升壓電路也可采用集成的升壓芯片來實(shí)現(xiàn)。

如果，升壓電路輸出的電壓還達(dá)不到APD正常工作的電壓的要求，則使用倍壓電路對(duì)升壓電路輸出的電壓進(jìn)行倍壓后，輸出更高的電壓。通常升壓芯片具有反饋功能，集成有反饋電路，可以將升壓芯片輸出端的電壓進(jìn)行反饋，以調(diào)節(jié)、保持升壓芯片輸出端的電壓的穩(wěn)定。

倍壓電路輸出的電壓經(jīng)電流鏡像電路輸出到APD，為APD提供反向偏置電壓。現(xiàn)有技術(shù)中有多種具體的電流鏡像電路，此處不一一介紹；此外，電流鏡像電路也可采用集成的電流鏡像芯片來實(shí)現(xiàn)。

然而，在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)的APD偏壓電路為APD提供反向偏置電壓有時(shí)會(huì)出現(xiàn)與設(shè)定值發(fā)生較大偏差，也就是現(xiàn)有技術(shù)的APD偏壓電路輸出的電壓穩(wěn)定性不好。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種基于雙閉環(huán)的APD反向偏置電壓控制電路以及控制方法，用以為APD提供更為穩(wěn)定的反向偏置電壓。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種基于雙閉環(huán)的APD反向偏置電壓控制電路，包括：控制電路、反向偏置電壓提供電路、電流鏡像電路、反饋電路；

其中，所述反向偏置電壓提供電路的輸入端與所述控制電路的輸出端相連，所述反向偏置電壓提供電路根據(jù)加載于其輸入端的電壓輸出為所述雪崩光電二極管APD提供的反向偏置電壓；

所述電流鏡像電路的輸入端與所述反向偏置電壓提供電路的輸出端相連，所述電流鏡像電路的第一輸出端與所述APD相連；所述反向偏置電壓提供電路輸出的電壓通過所述電流鏡像電路加載于所述APD，作為所述APD的反向偏置電壓；

反饋電路的輸入端與所述電流鏡像電路的第一輸出端相連，反饋電路的輸出端與所述控制電路的輸入端相連，用于將所述APD的反向偏置電壓反饋到所述控制電路；

所述控制電路根據(jù)反饋電路的輸出端輸出的電壓以及預(yù)先設(shè)定的電壓值，調(diào)整其輸出端輸出的電壓。

其中，所述反向偏置電壓提供電路包括：升壓電路；所述升壓電路的輸入端作為所述反向偏置電壓提供電路的輸入端，所述升壓電路的輸出端作為所述反向偏置電壓提供電路的輸出端。

或者，所述反向偏置電壓提供電路包括：串聯(lián)連接的升壓電路和倍壓電路；所述升壓電路的輸入端作為所述反向偏置電壓提供電路的輸入端，所述倍壓電路的輸出端作為所述反向偏置電壓提供電路的輸出端，所述升壓電路的輸出端與所述倍壓電路的輸入端相連。

其中，所述反饋電路為分壓電路。