[發明專利]眼圖交叉點調整電路

有效

• 申請號: 201710487396.0
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107425924B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 林安;李景虎;涂航輝
• 申請（專利權）人: 廈門億芯源半導體科技有限公司
• 主分類號: H04B10/69
• 分類號: H04B10/69;H03K3/017
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

眼圖交叉點調整電路，屬于光纖通訊集成電路下限幅放大器技術領域，本發明為解決跨阻放大器(TIA)輸出數字信號存在的占空比失真，最終影響接收機整體性能的問題。本發明包括預放大電路和電壓?電流調整單元，參考電壓V_REF為預放大電路提供直流工作點，跨阻放大器TIA輸出的數字信號通過交流耦合電容后保留交流小信號，交流小信號經過預放大電路幅值放大并輸出待調整數字信號電壓，電壓?電流調整單元在芯片外部調整電壓VTHP、芯片外部調整電壓VTHN的控制下，輸出控制指令給預放大電路，以控制承載差模小信號數字電壓的直流電平大小，進而控制差模小信號數字電壓繪制眼圖的交叉點位置。

技術領域

本發明屬于光纖通訊集成電路下限幅放大器技術領域，涉及對跨阻放大器輸出的占空比失真的數字電壓信號進行調整的電路結構。

背景技術

在光纖通訊集成電路的接收端，需要將光信號通過光電二極管(PD)轉換為電流信號，再通過跨阻放大器(TIA)將電流信號轉換為電壓信號，如圖1所示。因為跨阻放大器(TIA)內部結構的原因，它輸出的一系列數字電壓信號在時域上累積形成眼圖的眼交叉點位置不處于0mV準線，而是處于準線之上或者之下，即占空比失真。占空比失真將不利于信號的長距離傳輸并降低接收機的靈敏度。因此在跨阻放大器(TIA)下一級模塊限幅放大器(LA)中置入眼交叉點調整電路，將眼交叉點位置拉回0mV準線位置，最終保證數字信號的占空比為50％。

圖2是數字信號時域疊加形成的眼圖。圖2的 (a)中，0mV準線正好穿過數字信號高電平與低電平的中點，即占空比為50％。在時域平面上，截取相同時間長度的數字信號片段例如t1-t2、t2-t3、t3-t4、t4-t5、疊加形成眼圖，在占空比為50％的時候，眼圖的交叉點P正好穿過0mV準線，如圖2的 (b)所示。

當0mV準線低于數字信號高低電平與低電平的中點，即出現占空比失真，高電平脈沖時間軸寬度大于低電平脈沖時間軸寬度，最終數字信號所疊加形成的眼圖交叉點將會位于0mV準線之上。這種占空比失真會傳遞較多的高電平準信號，測試時將會依此占空比比例關系驗證信號誤碼，屏蔽及其極限值。

當0mV準線高于數字信號高低電平與低電平的中點，即出現占空比失真，高電平脈沖時間軸寬度小于低電平脈沖時間軸寬度，最終數字信號所疊加形成的眼圖交叉點將會位于0mV準線之下。這種占空比失真會傳遞較多的低電平準信號，容易造成接收端不易從其中抽取頻率，導致無法同步，進而產生同步損失。

實際應用中，跨阻放大器(TIA)輸出的數字信號會出現占空比失真的問題，如果不采用電路對其進行調整，將會影響接收機的性能。

發明內容

本發明目的是為了解決跨阻放大器(TIA)輸出數字信號存在的占空比失真，最終影響接收機整體性能的問題，提供了一種眼圖交叉點調整電路。

本發明所述眼圖交叉點調整電路，包括預放大電路和電壓-電流調整單元，

參考電壓V_REF為預放大電路提供直流工作點，跨阻放大器TIA輸出的數字信號通過交流耦合電容后保留交流小信號，交流小信號經過預放大電路幅值放大并輸出待調整數字信號電壓，該待調整數字信號電壓用于輸出給電壓-電流調整單元以及限幅放大器中后級放大器；

電壓-電流調整單元在芯片外部調整電壓VTHP、芯片外部調整電壓VTHN的控制下，輸出控制指令給預放大電路，以控制承載差模小信號數字電壓的直流電平大小，進而控制差模小信號數字電壓繪制眼圖的交叉點位置；

當跨阻放大器輸出的數字信號繪制的眼圖交叉點與0mV準線重合時，控制芯片外部調整電壓VTHP、VTHN的電壓值相等；

當跨阻放大器輸出的數字信號繪制的眼圖交叉點在0mV準線上方時，保持芯片外部調整電壓VTHN電壓值不變，調節芯片外部調整電壓VTHP逐漸調低，以使差模小信號數字電壓繪制眼圖的交叉點下移，直至到達0mV準線，停止調節芯片外部調整電壓VTHP；