[發明專利]帶有直流電平漂移消除電路的可見光通信接收機專用芯片

在審

• 申請號: 201711004517.8
• 申請日: 2017-10-24
• 公開（公告）號: CN107846194A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 毛陸虹;韓東群
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H03F1/26
• 分類號: H03F1/26;H03F1/48;H03F3/04;H03F3/45;H04B10/116
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 杜文茹

技術領域

本發明涉及一種可見光通信接收機專用芯片。特別是涉及一種帶有直流電平漂移消除電路的可見光通信接收機專用芯片。

背景技術

近年來，隨著電子科技的高速發展，智能設備的用戶總數和普及率逐年大幅度增加，隨之增長的是人們對高速寬帶多媒體通信的需求。此時傳統射頻通信出現頻譜資源緊張的態勢，加之電磁輻射干擾等因素的局限,以及人們日益重視輻射對身體健康的影響，促使產生了一種能夠拓寬頻譜的資源，通過綠色節能的LED燈為傳輸基站的通信方式可見光通信。

傳統射頻識別技術已經廣泛應用于各個行業和領域，其具有的體積小、壽命長、可重復使用等優點使其大規模使用于定位及物品長期跟蹤管理。但大部分射頻系統工作時，需要或產生很強的電磁輻射，這些電磁污染會對周圍的人們和環境造成潛在危害。在某些特殊的場所中的應用，例如醫院、飛機、精密儀器應用都有非常大的局限性。在大量危險品的存放和管理中也禁止有大量的電磁輻射，例如在對帶有金屬的易爆物管理中，也是不適宜使用射頻技術的。

針對上述射頻技術中的缺點，可以看出利用可見光進行的數據傳輸的技術的研究方向十分有意義，運用其技術所開發的產品也具有很好的市場前景。而在可見光通信系統中，接收機作為其通過接收光信號，將光信號轉變為電信號再進行處理，對數據傳輸的速率，穩定程度以及正確與否起到了十分重要的作用。

對可見光通信中接收機的研究在近兩年來剛剛興起，但由于接收器件特性差異較大，系統整體結構所含模塊較多，之間相互影響較為復雜，現有的研究主要是基于其可行性方面的研究，接收機搭建所用的也都是商用分立器件以實現功能，鮮少有集成設計的光接收機模擬芯片。因此，設計用于可見光通信系統的整體獨立接收機專用集成電路處于創新研發階段，該方面還鮮有報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠實現在可見光光照環境下高數據速率接收機功能的帶有直流電平漂移消除電路的可見光通信接收機專用芯片。

本發明所采用的技術方案是：一種帶有直流電平漂移消除電路的可見光通信接收機專用芯片，包括有依次串聯連接的：將經過光探測器得到的電流信號轉化為電壓信號并進行放大的低功耗跨阻抗放大器、用于改善光接收機的整體帶寬性能的后均衡電路、用于將前級放大器輸出的電壓信號放大的三級限幅放大器、雙端轉單端電路以及用作信號判決的反向器，所述反向器的輸出端構成可見光通信接收機專用芯片輸出端，還設置有起到反饋調節作用以穩定電路直流工作點的直流電平偏移消除電路，所述直流電平偏移消除電路的輸入端連接所述多級限幅放大器的輸出端，所述直流電平偏移消除電路的輸出端連接所述后均衡電路的輸入端。

所述的光探測器包括有連接在所述低功耗跨阻抗放大器的正向輸入端的第二光電二極管，以及連接在所述低功耗跨阻抗放大器的反向輸入端的第一光電二極管。

所述的低功耗跨阻抗放大器包括有：第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管和第四MOS管，所述第一MOS管和第二MOS管的漏極均連接VDD電源，所述第一MOS管和第二MOS管的柵極各通過一個電阻連接VDD電源，所述第一MOS管和第二MOS管的源極分別構成輸出端連接所述后均衡電路的輸入端，所述第一MOS管的源極還分別連接所述第三MOS管的漏極以及第三電阻的一端，所述第三MOS管的源極接地，所述第三電阻的另一端與所述第三MOS管的柵極共同連接光探測器的輸出端，所述第二MOS管的源極還分別連接所述第四MOS管的漏極以及第四電阻的一端，所述第四MOS管的源極接地，所述第四電阻的另一端與所述第四MOS管的柵極共同連接光探測器的輸出端。

所述三級限幅放大器中的第一級放大電路和第二級放大電路結構相同，均是以二極管形式連接的MOS管為負載的基本差分放大器，所述三級限幅放大器中的第三極放大電路包括有：第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管和第八MOS管，所述第五MOS管和第六MOS管的漏極均連接VDD電源，所述第五MOS管和第六MOS管的柵極各通過一個電阻連接VDD電源，所述第五MOS管和第六MOS管的源極分別構成輸出端分別連接所述雙端轉單端電路的輸入端和直流電平偏移消除電路的輸入端，所述第五MOS管的源極還分別連接所述第七MOS管的漏極以及第二電容的一端，所述第七MOS管的源極通過接地電流接地，所述第二電容的另一端與所述第八MOS管的柵極共同連接第二級放大電路的輸出端，所述第六MOS管的源極還分別連接所述第八MOS管的漏極以及第一電容的一端，所述第八MOS管的源極通過接地電流接地，所述第一電容的另一端與所述第七MOS管的柵極共同連接第二級放大電路的輸出端。