[發明專利]一種超寬帶光接收機模擬前端模塊

有效

• 申請號: 202210230415.2
• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN114337841B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 畢曉君;盛超帝
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H04B10/60
• 分類號: H04B10/60;H04B10/40
• 代理公司: 武漢華之喻知識產權代理有限公司 42267
• 代理人: 劉婭婷;廖盈春

本發明公開了一種超寬帶光接收機模擬前端模塊，包括：跨阻放大單元，用于將外部輸入電流信號轉換為電壓信號，并將電壓信號放大后輸出電壓放大信號；分布式放大單元，包括輸入傳輸網絡、輸入匹配負載、輸出傳輸網絡、輸出匹配負載和若干個增益單元，其中，輸入傳輸網絡用于接收電壓放大信號，并將電壓放大信號分配到各增益單元進行進一步放大；輸入匹配負載用于吸收向跨阻放大單元反射的電壓放大信號；輸出傳輸網絡用于疊加來自各增益單元輸出的放大信號并合并輸出；輸出匹配負載用于吸收來自各增益單元向輸出傳輸網絡輸出端相反方向傳輸的放大信號。本發明能有效提高光接收機模擬前端模塊的整體帶寬性能。

技術領域

本發明屬于模擬與射頻放大器領域，更具體地，涉及一種超寬帶光接收機模擬前端模塊。

背景技術

隨著云計算，4K超高清視頻等寬帶業務的快速發展，社會對通信速度的要求不斷提高，為了滿足足夠的數據吞吐能力，超高速，超大容量光纖傳輸系統不斷的更新迭代。光接收機模擬前端作為光纖通信中接收端的第一級電路，其工作速度需要與系統通信速度匹配，因此超寬帶光接收機模擬前端具有重要的研究意義。

目前大多數光接收機模擬前端采用的都是跨阻放大器級聯后級放大器的集總電路型架構，如中國發明專利CN107147448A提出的寬帶光接收機前端架構采用的就是跨阻放大器加限幅放大器加輸出緩沖器的集總電路型放大器架構，這種集總電路型架構的特點是前端電路是多個具有獨立功能的放大器電路的級聯，該方案的缺點是多級級聯的結構會影響模擬接收前端的整體帶寬，因為根據理想放大器的級聯帶寬計算方法，整體系統的級聯帶寬與級聯的單級放大器的個數的平方根成反比，因此這種集總電路型的多級放大器級聯架構難以達到100GHz以上的模擬帶寬。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種超寬帶光接收機模擬前端模塊，能有效提高光接收機模擬前端模塊的整體帶寬性能。

為實現上述目的，本發明提供了一種超寬帶光接收機模擬前端模塊，包括：

跨阻放大單元，用于將外部輸入電流信號轉換為電壓信號，并將所述電壓信號放大后輸出電壓放大信號；

分布式放大單元，包括輸入傳輸網絡、輸入匹配負載、輸出傳輸網絡、輸出匹配負載和若干個增益單元，其中，所述輸入傳輸網絡用于接收所述電壓放大信號，并將所述電壓放大信號分配到各增益單元進行進一步放大；所述輸入匹配負載用于吸收向所述跨阻放大單元反射的電壓放大信號；所述輸出傳輸網絡用于疊加來自各增益單元輸出的放大信號并合并輸出；所述輸出匹配負載用于吸收來自各增益單元向所述輸出傳輸網絡輸出端相反方向傳輸的放大信號。

相比于傳統的光接收機模擬前端模塊，本發明提供的超寬帶光接收機模擬前端模塊，采用分布式放大單元替換傳統集總電路型放大器作為后級放大電路，利用分布式放大單元的寬帶特性以及分布式放大單元的功能，即同時具備后級放大，增益調控以及輸出緩沖的功能，既可以提高單級電路帶寬，又可以降低整體系統的電路級數，達到擴展光接收機模擬前端整體帶寬的目的。

在其中一個實施例中，所述跨阻放大單元包括反相器和反饋電阻R0，所述反饋電阻R0與所述反相器并聯。

在其中一個實施例中，所述輸入傳輸網絡和所述輸出傳輸網絡均包括若干個串聯的電感，其中，所述輸入傳輸網絡中位于首端的電感的一端與所述跨阻放大單元的輸出端相連，所述輸入傳輸網絡中位于末端的電感的一端通過所述輸入匹配負載接地，所述輸入傳輸網絡中相鄰兩電感的連接點對應與各增益單元的輸入端相連；所述輸出傳輸網絡中相鄰兩電感的連接點對應與各增益單元的輸出端相連，所述輸出傳輸網絡中位于首端的電感的一端通過所述輸出匹配負載接地，所述輸出傳輸網絡中位于末端的電感的一端與外部負載相連。