[實用新型]在PINA端檢測平均光功率的電路

有效

• 申請號: 201520205968.8
• 申請日: 2015-04-08
• 公開（公告）號: CN204559577U
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 陳偉
• 申請（專利權）人: 廈門優迅高速芯片有限公司
• 主分類號: H04B10/075
• 分類號: H04B10/075
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 楊依展

技術領域

本實用新型涉及光通信領域，尤其涉及一種檢測平均光功率的電路。

背景技術

在現代的光纖通信應用中，需要對光纖傳輸的光脈沖功率進行實時監控，以實現對通信故障的智能診斷。實現對接收光功率的監控，可以通過對光電二極管的光電流進行監控，進而倒推換算光功率大小。這個領域，對接收組件中光電二極管的光電流進行監控具有以下難點：

首先，監控光電流小：精確監控到接收光功率通常需要靈敏度很高的電路。以1.25Gbps應用為例，這樣的傳輸率需要監控到-30dBm以下光功率，換算下來為光電流為1μA級，要實現對μA級電流的精確監控，是設計監控電路的難點之一。

其次，監控光電流動態范圍寬：監控電路需要監控的光功率從-30dBm至0dBm左右，變化達30dB，對應光電流為1μA-1mA左右，變化達1000倍。確保在這么寬的范圍內都能夠實現對光電流的精確監控是設計監控電路的難點之一，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，監控損耗問題：光電二極管后級需要接入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，這也是監控電路設計的難點之一。

為了實現對平均光功率的監測，傳統技術如圖1所示，需要一個鏡像TIA，其消耗電流與TIA一模一樣，而TIA為了提高速度，減小噪聲功耗通常較大。檢測精度取決于環路增益A_LG的絕對值大小，當很小時，gm₅gm₆值都會非常小，使得|A_LG|非常小，從而檢測精度較低。50模塊即運放的輸入端直接接在20模塊的輸入端，會形成電容負載，從而增加20模塊TIA信號通道的等效輸入噪聲，同時降低帶寬，從而使靈敏度劣化。

實用新型內容

本實用新型所要解決的主要技術問題是提供在PINA端檢測平均光功率的電路，功耗低，檢測精度高。

為了解決上述的技術問題，本實用新型提供了在PINA端檢測平均光功率的電路，包括：輸入端為柵極的跨阻前端放大電路和負反饋網絡；

輸入端為柵極的跨阻前端放大電路將PINK端輸入的電流I_PD轉化為電壓信號V_OUT輸出，并且在PINK端產生電壓信號V_PINA；

所述負反饋網絡包括第一運放I0和第二運放I1；所述電壓信號V_OUT輸入第二運放I1的負極輸入端；所述電壓信號V_PINA輸入第一運放I0的正極輸入端；所述第一運放I0的負極輸入端與第二運放I1的正極輸入端之間連接第一電阻，其阻值與跨阻R_f相同。

在一較佳實施例中：所述電壓信號V_PINA和電壓信號V_OUT與第一運放I0、第二運放I1之間分別設有第一RC濾波電路和第二RC濾波電路。

在一較佳實施例中：所述第一運放I0的輸出端與第一MOS管M1的柵極連接，所述第一MOS管M1的源極與第一運放I0的負極輸入端連接，漏極與電流輸出端MON連接。

在一較佳實施例中：所述第二運放I1的輸出端與第二MOS管M0的柵極連接，所述第一MOS管M0的源極接地。

在一較佳實施例中：所述第一電阻和跨阻R_f的兩端分別與第三MOS管Mf、第四MOS管Mf’并聯；第三MOS管Mf與第四MOS管Mf’擁有相同的寬長比。

在一較佳實施例中：所述第一MOS管M1、第二MOS管M0、第三MOS管Mf、第四MOS管Mf’為NMOS管。

在一較佳實施例中：所述第一運放I0、第二運放I1的功耗遠小于跨阻前端放大電路的功耗。

在一較佳實施例中：所述第一運放I0、第二運放I1的環路增益遠大于1。

相較于現有技術，本實用新型的技術方案具備以下有益效果：

1.本實用新型提供了在PINA端檢測平均光功率的電路，由于電路中的功耗除了跨阻放大電路本身外，還來自第一運放I0與第二運放I1；而運放的功耗可以做得非常低，遠遠小于TIA本身的功耗。因此，相較于傳統技術，大大降低了功耗。

2.本實用新型提供了在PINA端檢測平均光功率的電路，兩個環路的增益|A_LG0|與|A_LG1|都很大，因此在小信號時檢測精度得到提高。