[实用新型]大动态范围低噪声光接收模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种短波模拟光电通信领域，特别涉及一种用于短波模拟光通信领域中光-电转换的大动态范围低噪声光接收模块。

背景技术

在模拟光接收机中，光接收模块前置放大器的性能，决定了可接收信号的信噪比与信号的动态范围。常用前置放大器主要是利用运放搭建的跨阻放大器，因此跨阻放大器性能主要取决于三方面：运放的参数性能、反馈网络的搭建、以及输出端的匹配，尤其是宽带应用中，抑制噪声与改善平坦度是电路设计的重点，也是难点。

发明内容

鉴于现有技术存在的现状，本实用新型提供了一种在跨阻放大器设计与应用中改善宽带信号幅度平坦度以及信号信噪比的方案，并且可以满足超过100dB的大动态范围射频信号的传输的大动态范围低噪声光接收模块。

本实用新型为实现上述目的，所采取的技术方案是：一种大动态范围低噪声光接收模块，其特征在于：包括光电二极管PD、反馈电阻Rf、反馈电容Cf、去耦电容C+、去耦电容C-、隔直电容Cout、运算放大器OPA，反馈电阻Rf与反馈电容Cf并联，作为反馈网络跨接在运算放大器OPA的反相输入端管脚-IN和输出端管脚OUT之间，运算放大器OPA的同相输入端管脚+IN接地，光电二极管PD的P极管脚接偏压Vbias-，光电二极管PD的N极管脚接运算放大器OPA反向输入端管脚-IN，光电二极管PD的G极管脚接地，运算放大器的供电端管脚+Vs、运算放大器的供电端管脚-Vs分别接电源正、电源负，并且在供电管脚与地之间用去耦电容C+、去耦电容C-连接。

本实用新型的有益效果是：通过改变反馈电容的容值改善带内平坦度指标，而利用输出端串接隔直电容的方法来祛除了直流分量所产生的噪声因素，而由于这两个指标的改善而牺牲掉的电路增益利用适当增大反馈电阻来补偿，从而达到大动态范围，低噪声的目的。

附图说明

图1为本实用新型电路原理图并作为摘要附图。

图2为本实用新型应用例框图。

图3为电容Cf＝1PF的曲线图。

图4为电容Cf＝10PF的曲线图。

图5为电容Cf＝20PF的曲线图。

图6为电容Cf＝30PF的曲线图。

图7为电容Cf＝40PF的曲线图。

图8为电容Cout＝0PF的曲线图。

图9为电容Cout＝1PF的曲线图。

图10为电容Cout＝10PF的曲线图。

图11为电容Cout＝20PF的曲线图。

图12为电容Cout＝30PF的曲线图。

图13为电容Cout＝40PF的曲线图。

具体实施方式

如图1所示，大动态范围低噪声光接收模块，包括光电二极管PD、反馈电阻Rf、反馈电容Cf、去耦电容C+、去耦电容C-、隔直电容Cout、运算放大器OPA，反馈电阻Rf与反馈电容Cf并联，作为反馈网络跨接在运算放大器OPA的反相输入端管脚-IN和输出端管脚OUT之间，运算放大器OPA的同相输入端管脚+IN接地(GND)，光电二极管PD的P极管脚接偏压Vbias-，光电二极管PD的N极管脚接运算放大器OPA反向输入端管脚-IN，光电二极管PD的G极管脚接地(GND)，运算放大器的供电端管脚+Vs、运算放大器的供电端管脚-Vs分别接电源正(+5v)、电源负(-5v)，并且在供电管脚与地之间用去耦电容C+、去耦电容C-连接。

首先利用光电二极管将光信号转换为电流信号，然后利用跨阻放大器实现电流-电压转换，并且对信号进行放大，最后在跨阻放大器的输出管脚处串接隔直电容以改善噪声性能。

如图2所示，1614光发射模块接收射频信号，并通过光纤发射给接收模块光信号，光接收模块将输出信号通过射频接口输出给频谱分析仪。

在跨阻放大器中，输入噪声电流对电路噪声的影响是比较大的，因此在选用运放时需要选用输入噪声电流较小的运算放大器。本发明采用FET输入的低输入噪声电流运算放大器作为光接收模块的核心器件。并且在设计过程中用另一款运算放大器作比较进行测试。两款运放噪声参数分别如下表：