一种光接收机、跨阻放大器和信号处理方法技术

本申请实施例提供了一种光接收机、跨阻放大器和信号处理方法。该光接收机包括跨阻放大器和光电探测器。跨阻放大器用于：获取第一电压，第一电压用于为跨阻放大器供电；获取第二电压，第二电压大于第一电压；向光电探测器的阴极输出第三电压，第三电压是对第二电压进行稳压处理得到的；从光电探测器的阳极接收电信号，电信号是光电探测器对光信号进行光电转换生成的；对电信号进行放大处理。本申请所揭示的光接收机，通过提升加载在光电探测器的反偏电压，保证PIN接收机在跨阻增大的情况下不影响接收灵敏度，提升系统性能。提升系统性能。提升系统性能。

【技术实现步骤摘要】
一种光接收机、跨阻放大器和信号处理方法


[0001]本申请涉及光通信领域，并且更具体地，涉及一种光接收机、跨阻放大器和信号处理方法。

技术介绍

[0002]随着高速率、大容量的光通信技术的快速发展，无源光网络(passive optical network，PON)以其节省光纤资源、易维护、易扩展等特性在光接入网中被广泛应用。
[0003]光接收机的性能主要取决于光电探测器的响应度，跨阻放大器(trans
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impedance amplifier，TIA)的等效输入噪声，以及光电探测器与TIA共同构成的接收器件(例如，光接收次模块(receiver optical subassembly，ROSA))的带宽。
[0004]在10G PON领域中，目前一般采用雪崩光电二极管(avalanche photon diode，APD)作为光电探测器，以求达到更优的性能。但由于APD存在一定的工艺复杂性，且成本较高，如何在保证光接收机性能的前提下，改进光接收的器件设计，成为本领域的研究热点。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种光接收机、跨阻放大器和信号处理方法，能够在高跨阻增益的情况下保证信号接收灵敏度，进而提升系统性能。
[0006]第一方面，提供了一种光接收机。该接收机包括跨阻放大器和光电探测器。其中，跨阻放大器用于：获取第一电压，第一电压用于为跨阻放大器供电；获取第二电压，第二电压大于第一电压；向光电探测器的阴极输出第三电压，第三电压是对第二电压进行稳压处理得到的；从光电探测器的阳极接收电信号，电信号是光电探测器对光信号进行光电转换生成的；对电信号进行放大处理，并输出放大处理后的电信号。
[0007]其中，第三电压用于为光电探测器提供反向偏置电压。
[0008]示例性的，第一电压可以是低电平。例如3.3V，或者3.3V
±
10％，或者3.3V
±
20％，具体电压数值取决于电路设计器件本身特性，本申请对此不作具体限定。
[0009]示例性的，第二电压可以是高电平。例如5V，或者5V
±
10％，或者5V
±
20％，具体电压数值取决于电路设计或者器件本身特性，本申请对此不作具体限定。
[0010]需要说明的是，本申请实施例中的高电平大与低电平，是相对比较的说法，本申请对高低电平的数值不作具体限定，保证电路正常工作且尽可能低功耗的情况即可。
[0011]示例性的，第一电压用于为跨阻放大器供电可以是：第一电压用于为跨阻放大器的信号通路模块进行放大处理供电。
[0012]可选地，第三电压可以是无需对第二电压进行稳压处理得到的。
[0013]本申请所揭示的光接收机，通过提升加载在光电探测器的反偏电压，减小结电容，进而解决接收机在高跨阻增益下带宽不足导致的接收灵敏度恶化的问题，提升系统性能。并且，通过PIN代替APD可以降低设计成本，保证高增益的跨阻放大器在使用场景所要求的动态范围内稳定工作。
[0014]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，跨阻放大器还用于进行第一判定，第一判定用于判定基准电压与预设阈值之间的大小关系，基准电压与第一电压对应；以及，跨阻放大器，具体用于在第一判定的判定结果为基准电压大于或等于预设阈值时，获取第二电压。
[0015]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，跨阻放大器还用于进行第二判定，第二判定用于判定偏置电压与预设阈值之间的大小关系，偏置电压与第一电压对应；以及，跨阻放大器，具体用于在第二判定的判定结果为偏置电压大于或等于预设阈值时，获取第二电压。
[0016]示例性的，当基准电压和偏置电压中的至少一个大于或等于预设阈值时，跨阻放大器获取第二电压，基准电压和偏置电压的取值可以取决于第一电压的取值。例如，当第一电压为3.3V，或者3.3V
±
10％，或者3.3V
±
20％，对应的，基准电压的取值通常是固定的，例如1.2V，或者1.2V
±
10％，或者1.2V
±
20％，具体基准电压数值取决于器件本身特性，本申请对此不作具体限定。另外，预设阈值一般为0.7V，蛀牙取决于器件本身特性，本申请对此不作具体限定。
[0017]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，跨阻放大器包括低电平电源管理模块、高电平电源管理模块和信号通路模块。其中，低电平电源管理模块用于控制高电平电源管理模块的供电电源，还用于为信号通路模块供电。高电平电源管理模块用于从高电平电源管理模块的第一输入端口接收第二电压，并对第二电压进行稳压处理得到第三电压，以及从高电平电源管理模块的第一输出端口输出第三电压。
[0018]在该实现方式中，高电平电源管理模块的启动由低电平电源管理模块控制，保证低电平电源先开启，高电平电源后开启的上电顺序，有效保护器件不受损坏。
[0019]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，低电平电源管理模块包括:带隙基准模块、偏置电流模块和低压差线性稳压器。其中，带隙基准模块的第一端口与外部低电平供电电源连接，用于接收第一电压。带隙基准模块的第二端口与偏置电流模块的第一端口连接，带隙基准模块的第三端口与高电平电源管理模块的第二输入端口连接，用于输出基准电压。偏置电流模块的第二端口与高电平电源管理模块的第三输入端口连接，用于输出第一偏置电流。偏置电流模块的第三端口与低压差线性稳压器的第一端口连接，用于输出第二偏置电流。低压差线性稳压器的第二端口与高电平电源管理模块的第四输入端口连接，用于输出第一偏置电压。低压差线性稳压器的第三端口与信号通路模块的第二端口连接，用于输出第二偏置电压。
[0020]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，高电平电源管理模块的第一输入端口与外部高电平供电电源连接，用于接收第二电压。
[0021]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，跨阻放大器还包括升压电路模块。其中，升压电路模块的第一端口与外部低电平供电电源连接，用于接收第一电压。升压电路模块，用于对第一电压进行升压，以生成第二电压。升压电路模块的第二端口与高电平电源管理模块的第一输入端口连接，用于输出第二电压。
[0022]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，高电平电源管理模块，还用于对光电探测器生成的电信号进行监测，并从高电平电源管理模块的第二输出端口输出电信号的接收信号强度指示(receives signal strength indication，RSSI)。
[0023]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，光电探测器为光电二极管。
[0024]示例性的，光电二极管可以是雪崩光电二极管APD，或者PIN光电二极管。
[0025]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，跨阻放大器还包括第一场效应管M1，第二场效应管M2和第三场效应管M3，M1和M2的源极同时接地，M1的栅极与带隙基准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光接收机，其特征在于，包括：跨阻放大器和光电探测器，其中，所述跨阻放大器，用于：获取第一电压，所述第一电压用于为所述跨阻放大器供电；获取第二电压，所述第二电压大于所述第一电压；向所述光电探测器的阴极输出第三电压，所述第三电压是对所述第二电压进行稳压处理得到的；从所述光电探测器的阳极接收电信号，所述电信号是所述光电探测器对光信号进行光电转换生成的；对所述电信号进行放大处理，并输出放大处理后的所述电信号。2.根据权利要求1所述的光接收机，其特征在于，所述跨阻放大器，还用于进行第一判定，所述第一判定用于判定基准电压与预设阈值之间的大小关系，所述基准电压与所述第一电压对应；以及，所述跨阻放大器，具体用于在所述第一判定的判定结果为所述基准电压大于或等于所述预设阈值时，获取所述第二电压。3.根据权利要求1或2所述的光接收机，其特征在于，所述跨阻放大器，还用于进行第二判定，所述第二判定用于判定偏置电压与预设阈值之间的大小关系，所述偏置电压与所述第一电压对应；以及，所述跨阻放大器，具体用于在所述第二判定的判定结果为所述偏置电压大于或等于预设阈值时，获取所述第二电压。4.根据权利要求1至3中任一项所述的光接收机，其特征在于，所述跨阻放大器包括低电平电源管理模块、高电平电源管理模块和信号通路模块，其中：所述低电平电源管理模块，用于控制所述高电平电源管理模块的供电电源，为所述信号通路模块供电，以及接收所述第一电压；所述高电平电源管理模块，用于从所述高电平电源管理模块的第一输入端口接收所述第二电压，并对所述第二电压进行稳压处理得到所述第三电压，以及从所述高电平电源管理模块的第一输出端口输出所述第三电压。5.根据权利要求4所述的光接收机，其特征在于，所述低电平电源管理模块包括：带隙基准模块、偏置电流模块和低压差线性稳压器，其中：所述带隙基准模块的第一端口与外部低电平供电电源连接，用于接收所述第一电压；所述带隙基准模块的第二端口与所述偏置电流模块的第一端口连接，所述带隙基准模块的第三端口与所述高电平电源管理模块的第二输入端口连接，用于输出基准电压；所述偏置电流模块的第二端口与所述高电平电源管理模块的第三输入端口连接，用于输出第一偏置电流；所述偏置电流模块的第三端口与所述低压差线性稳压器的第一端口连接，用于输出第二偏置电流；所述低压差线性稳压器的第二端口与所述高电平电源管理模块的第四输入端口连接，用于输出第一偏置电压；所述低压差线性稳压器的第三端口与所述信号通路模块的第二端口连接，用于输出第二偏置电压。6.根据权利要求4或5所述的光接收机，其特征在于，所述高电平电源管理模块的第一输入端口与外部高电平供电电源连接，用于接收所述第二电压。
7.根据权利要求4或5所述的光接收机，其特征在于，所述跨阻放大器还包括升压电路模块，其中：所述升压电路模块的第一端口与外部低电平供电电源连接，用于接收所述第一电压；所述升压电路模块，用于对所述第一电压进行升压，以生成所述第二电压；所述升压电路模块的第二端口与所述高电平电源管理模块的第一输入端口连接，用于输出所述第二电压。8.根据权利要求4至7中任一项所述的光接收机，其特征在于，所述高电平电源管理模块，还用于对所述光电探测器生成的电信号进行监测，并从所述高电平电源管理模块的第二输出端口输出所述电信号的接收信号强度指示RSSI。9.根据权利要求1至8中任一项所述的光接收机，其特征在于，所述光电探测器为光电二极管。10.一种跨阻放大器，其特征在于，所述跨阻放大器，用于：获取第一电压，所述第一电压用于为所述跨阻放大器供电；获取第二电压，所述第二电压大于所述第一电压；向所述光电探测器的阴极输出第三电压，所述第三电压是对所述第二电压进行稳压处理得到的；从所述光电探测器的阳极接收电信号，所述电信号是所述光电探测器对光信号进行光电转换生成的；对所述电信号进行放大处理，并输出放大处理后的所述电信号。11.根据权利要求10所述的跨阻放大器，其特征在于，所述跨阻放大器，还用于进行第一判定，所述第一判定用于判定基准电压与预设阈值之间的大小关系，所述基准电压与所述第一电压对应；以及，所述跨阻放大器，具体用于在所述第一判定的判定结果为所述基准电压大于或等于所述预设阈值时，获取所述第二电压。12.根据权利要求10或11所述的跨阻放大器，其特征在于，所述跨阻放大器，还用于进行第二判定，所述第二判定用于判定偏置电压与预设阈值之间的大小关系，所述偏置电压与所述第一电压对...

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