光电收发器中用于放大信号的放大设备制造技术

电

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电收发器中用于放大信号的放大设备


[0001]本专利技术一般涉及光通信领域。更具体地，本专利技术涉及收发器内用于放大信号进行光通信的放大设备。

技术介绍

[0002]在用于光通信的发射器中，使用宽带驱动放大器以提高高速数字源的电平，以便提供足够的功率来正确驱动电光调制器。在这方面，高速数字源和驱动放大器之间需要交流(alternating current，AC)耦合连接，以对来自高速数字源的直流(direct current，DC)电压进行去耦合。
[0003]具有集成交流耦合的驱动放大器备受关注，因为其大大减小了模块尺寸、组件数量和成本。最近，更新后的IEEE 802.3bs标准要求低截止频率在300KHz以下，而不是旧标准中的1MHz。因此，获得具有集成输入交流耦合和扩展低截止频率的驱动放大器是有利的，因为这些放大器使得光模块能够符合新标准。
[0004]图1示出了现有技术中为实现交流耦合而采用的驱动放大器100的典型方案。该方案包括由3个元件组成的RC放大器：用于向驱动器输入提供正确偏置电压的电阻R
G 101；用于对来自高速数字源的直流电压去耦合的电容C
G 103；以及用于为高速数字源提供正确匹配阻抗的电阻R
1 105。
[0005]图1中的驱动放大器100的低截止频率ω
LCF
可以通过下式来估计：
[0006][0007]其中，R
G
和C
G
分别表示电阻101的电阻值和电容103的电容值。r/>[0008]根据上式，低截止频率可以通过增加电容值或电阻值来扩展(即降低)。通过增加电容C
G
的电容值来扩展低截止频率还会降低驱动放大器的高截止频率ω
HCF
，因此降低驱动放大器本身支持的最大数据速率。这种不希望的效应是由于真实的集成金属
‑
绝缘体
‑
金属(metal
‑
insulator
‑
metal，MIM)电容所具有的寄生电容造成的。
[0009]图2示出了与图1类似的驱动放大器200的方案，其中，电容201 CG通过集成MIM电容实现。MIM电容由顶板203和底板205两块金属板组成，两块金属板之间夹有绝缘材料(氧化物)。
[0010]底板205和顶板203之间的电容实现了电容CG 201。然而，集成驱动放大器还具有接地金属板207，该接地金属板207与MIM电容的底板205产生不希望的对地电容效应。这种不希望的电容效应可以由电容CB 209表示，并且其与MIM电容面积成比例。
[0011]寄生电容CB 209如下式所示影响驱动放大器的高截止频率ω
HCF
：
[0012][0013]其中，R1表示电阻R1的电阻，C
B
表示电容CB的电容，R
s
表示高速数字源的输出阻抗，C
GS
表示放大器模块211的输入电容。
[0014]为了扩展低截止频率，必须增加MIM电容的面积，从而增加电容CG值。然而，MIM电容面积的增加也会增加电容CB的值，从而导致高截止频率ω
HCF
降低。
[0015]现有技术方案中的另一种可能的解决方案是增加电阻R
G
的值。然而，这会导致驱动放大器的可靠性问题。事实上，构成驱动放大器的放大器模块的真实晶体管会遭受从输出到输入的漏电流。该漏电流流过电阻，在放大器模块的输入端产生直流电压，从而增加放大器模块本身的输出电流。
[0016]结果，构成放大器模块的晶体管的沟道温度升高，导致可靠性和寿命风险。总而言之，为了扩展低截止频率而增加电阻会降低驱动放大器的可靠性裕度和使用寿命。
[0017]此外，先前的工作不允许在不降低驱动放大器本身的最大数据速率或使用寿命的情况下扩展驱动放大器的低截止频率。
[0018]综上所述，仍然需要一种改进的放大器设备，以更有效地放大具有直流信号分量的信号。

技术实现思路

[0019]本专利技术的目的是提供一种放大器设备，其解决现有技术的缺陷。例如，一个目的是提供一种用于放大信号并滤除信号的直流分量的放大器设备。
[0020]前述目的和其他目的通过独立权利要求的主题来实现。根据从属权利要求、描述和附图，其他实施形式是显而易见的。
[0021]一般而言，本专利技术涉及一种用于放大信号并滤除信号的直流分量的集成驱动放大器设备。本专利技术的实施例允许扩展集成有AC耦合组件的驱动放大器的低截止频率，而不降低驱动放大器本身的高截止频率或可靠性裕度。
[0022]更具体地，根据第一方面，本专利技术涉及一种用于放大信号的放大设备，其中，该信号具有DC分量。放大设备包括：耦合滤波电路，具有用于接收输入信号的输入端和用于输出滤波输出信号的输出端，其中，耦合滤波电路用于至少衰减输入信号的DC信号分量以获得滤波输出信号。耦合滤波电路包括：第一电容电路，将上述输入端连接到上述输出端，第一电容电路包括第一电容；第二电容电路，与第一电容电路并联连接，第二电容电路包括第二电容、第一电阻、以及第二电阻，上述第二电容、第一电阻、以及第二电阻串联连接。耦合滤波电路还包括电阻电路，电阻电路连接到上述输入端和上述输出端，电阻电路包括连接到上述输入端的第三电阻以及连接到上述输出端的第四电阻。放大设备还包括放大电路，放大电路连接到上述输出端，用于放大滤波信号以获得放大滤波信号。
[0023]因此，提供了一种改进的放大设备，允许放大信号并且滤除信号的DC分量。
[0024]在第一方面的另一可能实施方式中，第二电容电路并联连接到第一电容电路的第一电容。
[0025]在第一方面的另一可能实施方式中，第一电容电路仅由第一电容组成。
[0026]在第一方面的另一可能实施方式中，第二电容连接在第一电阻和第二电阻之间，第一电阻直接连接到输入端，第二电阻直接连接到输出端。
[0027]因此，降低了放大设备的低截止频率，而不影响高截止频率。
[0028]在第一方面的另一可能实施方式中，第二电容电路仅由第二电容、第一电阻、以及第二电阻组成。
[0029]因此，降低了放大设备的低截止频率，而不影响高截止频率。
[0030]在第一方面的另一可能实施方式中，电阻电路的第三电阻被布置为将输入端耦合到参考电位，特别是地电位，和/或电阻电路的第四电阻被布置为将输出端耦合到参考电位，特别是地电位。
[0031]因此，输入端和/或输出端可以分别连接到参考电位。
[0032]在第一方面的另一可能实施方式中，放大电路包括场效应管或由场效应管构成，场效应管具有栅极端，其中，输出端连接到上述栅极端。
[0033]因此，从输出端输出的滤波数字信号可以被放大。
[0034]在第一方面的另一可能实施方式中，放大设备还包括另一耦合滤波电路，该另一耦合电路的构成与上述耦合滤波电路相同，上述耦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于放大信号的放大设备(300)，所述放大设备(300)包括：耦合滤波电路(301)，具有用于接收输入信号的输入端(315)和用于输出滤波输出信号的输出端(317)，其中，所述耦合滤波电路(301)用于至少衰减所述输入信号的DC信号分量以获得所述滤波输出信号，其中，所述耦合滤波电路(301)包括
‑
第一电容电路，将所述输入端(315)连接到所述输出端(317)，所述第一电容电路包括第一电容(303)；
‑
第二电容电路，与所述第一电容电路并联连接，所述第二电容电路包括第二电容(305)、第一电阻(307)、以及第二电阻(309)，所述第二电容(305)、所述第一电阻(307)、以及所述第二电阻(309)串联连接；以及
‑
电阻电路，连接到所述输入端(315)和所述输出端(317)，所述电阻电路包括连接到所述输入端(315)的第三电阻(311)以及连接到所述输出端(317)的第四电阻(313)；以及放大电路(321)，连接到所述输出端(317)，所述放大电路(321)用于放大所述滤波信号以获得放大滤波信号。2.根据权利要求1所述的放大设备(300)，其中，所述第二电容电路并联连接到所述第一电容电路的所述第一电容(303)。3.根据前述权利要求中任一项所述的放大设备(300)，其中，所述第一电容电路仅由所述第一电容(303)组成。4.根据前述权利要求中任一项所述的放大设备(300)，其中，所述第二电容(305)连接在所述第一电阻(307)和所述第二电阻(309)之间，所述第一电阻(307)直接连接到所述输入端(315)，所述第二电阻(309)直接连接到输出端(317)。5.根据前述权利要求中任一项所述的放大设备(300)，其中，所述第二电容电路仅由所述第二电容(305)、所述第一电阻(307)、以及所述第二电阻(309)组成。6.根据前述权利要求中任一项所述的放大设备(300)，其中，所述电阻电路的所述第三电阻(311)被布置为将所述输入端(317)耦合到参考电位，特别是地电位，和/或其中，所述电阻电路的所述第四电阻(313)被布置为将所述输出端(317)耦合到参考电位，特别是地电位。7.根据前述权利要求中任一项所述的放大设备(300)，其中，所述放大电路包括场效应管或由场效应管构成，所述场效应管具有栅极端，其中，所述输出端(317)连接到所述栅极端。8.根据前述权利要求中任一项所述的放大设备(300)，还包括另一耦合滤波电路(701)，所述另一耦合电路(701)的构成与所述耦合滤波电路(301)相同，所述耦合滤波电路(301)和所述另一耦合滤波电路(701)被布置用于差模操作。9.根据权利要求8所述的放大设备(300)，包括另一放大电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼奥，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：