[发明专利]基于双闭环的APD反向偏置电压控制电路以及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信技术，尤其涉及一种基于双闭环的APD反向偏置电压控制电路以及控制方法。

背景技术

目前的国内市场以及国际市场，高带宽、高速率和多种业务融合的光纤通信方向已经开始应用；在众多的解决方案中，光纤到户(FTTH)的出现便被认为是宽带接入的终极解决方案。国内市场已经大面积应用。

在光纤通信系统中，激光探测器被广泛应用于各种光模块或光端机中，比如应用于设置在光纤通信系统的接入网系统的中心局OLT（Optical Line Terminator，光线路终端）设备中，或者应用于设置在局端的ONU（optical net unit，光网络单元）光模块中，用以进行光信号的探测与接收。

如图1所示，激光探测器中通常包括：ROSA（Receiver Optical Subassembly，光接收组件）和限幅放大电路；ROSA中包括：光电二极管和TIA（Tranimpedance Amplifier，跨阻放大器）；光电二极管在探测到光信号后，输出相应的响应电流Ipd；一般而言，光电二极管探测的光信号的功率越强，则输出的Ipd越大。

光电二极管具体可以是APD（Avalanche Photo Diode，雪崩光电二极管），也可以是PIN光电二极管（在P、N结之间加进一个接近本征材料的I区，形成PIN结构的半导体光电探测器）。

APD可以比PIN更好的满足光信号的探测与接收的需求。但APD最佳工作条件下需要的反向偏置电压值较高，且对反向偏置电压的精度和稳定性非常敏感，偏离最佳工作电压可使APD性能变差或不可逆的损坏。因此对APD施加稳定性好，精度高且受控的反向偏置电压是APD正常工作的关键。

目前，现有的APD偏压电路如图2所示，其工作原理为：

控制电路输出控制电压到升压电路，升压电路对接收的控制电压进行升压，输出较高电压；现有技术中有多种具体的升压电路，此处不一一介绍；此外，升压电路也可采用集成的升压芯片来实现。

如果，升压电路输出的电压还达不到APD正常工作的电压的要求，则使用倍压电路对升压电路输出的电压进行倍压后，输出更高的电压。通常升压芯片具有反馈功能，集成有反馈电路，可以将升压芯片输出端的电压进行反馈，以调节、保持升压芯片输出端的电压的稳定。

倍压电路输出的电压经电流镜像电路输出到APD，为APD提供反向偏置电压。现有技术中有多种具体的电流镜像电路，此处不一一介绍；此外，电流镜像电路也可采用集成的电流镜像芯片来实现。

然而，在实际应用中，本发明的发明人发现现有技术的APD偏压电路为APD提供反向偏置电压有时会出现与设定值发生较大偏差，也就是现有技术的APD偏压电路输出的电压稳定性不好。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于双闭环的APD反向偏置电压控制电路以及控制方法，用以为APD提供更为稳定的反向偏置电压。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于双闭环的APD反向偏置电压控制电路，包括：控制电路、反向偏置电压提供电路、电流镜像电路、反馈电路；

其中，所述反向偏置电压提供电路的输入端与所述控制电路的输出端相连，所述反向偏置电压提供电路根据加载于其输入端的电压输出为所述雪崩光电二极管APD提供的反向偏置电压；

所述电流镜像电路的输入端与所述反向偏置电压提供电路的输出端相连，所述电流镜像电路的第一输出端与所述APD相连；所述反向偏置电压提供电路输出的电压通过所述电流镜像电路加载于所述APD，作为所述APD的反向偏置电压；

反馈电路的输入端与所述电流镜像电路的第一输出端相连，反馈电路的输出端与所述控制电路的输入端相连，用于将所述APD的反向偏置电压反馈到所述控制电路；

所述控制电路根据反馈电路的输出端输出的电压以及预先设定的电压值，调整其输出端输出的电压。

其中，所述反向偏置电压提供电路包括：升压电路；所述升压电路的输入端作为所述反向偏置电压提供电路的输入端，所述升压电路的输出端作为所述反向偏置电压提供电路的输出端。

或者，所述反向偏置电压提供电路包括：串联连接的升压电路和倍压电路；所述升压电路的输入端作为所述反向偏置电压提供电路的输入端，所述倍压电路的输出端作为所述反向偏置电压提供电路的输出端，所述升压电路的输出端与所述倍压电路的输入端相连。

其中，所述反馈电路为分压电路。