[发明专利]一种检测宽动态范围内接收光信号强度的电路及方法

权利要求书

1.一种检测宽动态范围内接收光信号强度的电路，包括电源VDD、光电二极管、缓冲器和阈值电流源，其特征在于：所述电路还包括4个N型金属氧化物半导体场效应NMOS晶体管构成的共源共栅结构的光电流镜、4个PMOS晶体管构成的共源共栅结构的阈值电流镜；

所述电源VDD与光电二极管的负极相连，光电二极管的正极与光电流镜的输入端相连，光电流镜的输出端接地；所述电源VDD还与阈值电流镜的输入端相连，阈值电流镜的输出端与阈值电流源的正极相连，阈值电流源的负极接地；所述光电流镜的输入端、阈值电流镜的输出端、缓冲器的输入端两两相连，光电流镜、阈值电流镜和缓冲器之间的共同节点为vcmp。

2.如权利要求1所述的检测宽动态范围内接收光信号强度的电路，其特征在于：所述光电流镜包括4个NMOS管：MN1、MN2、MN3和MN4；光电二极管的正极与MN3的漏极D相连，外界的光电流直流偏置电压VBN接入至MN3和MN4的栅极G，MN3的源极S与MN1的漏极D相连；MN4的漏极D与节点vcmp相连，MN4的源极S与MN2的漏极D相连；MN1和MN2的源极S均接地。

3.如权利要求1所述的检测宽动态范围内接收光信号强度的电路，其特征在于：所述阈值电流镜包括4个PMOS管：MP1、MP2、MP3和MP4；外界的阈值直流偏置电压VBP接入至MP3和MP4的栅极G，MP3的漏极D与阈值电流源相连，MP3的源极S与MP1的漏极D相连；MP4的漏极D与节点vcmp相连，MP4的源极S与MP2的漏极D相连；MP1、MP2的源极S均与电源VDD相连。

4.如权利要求1至3任一项所述的检测宽动态范围内接收光信号强度的电路，其特征在于：所述缓冲器选用施密特触发器。

5.一种基于权利要求1至4任一项所述电路的检测宽动态范围内接收的光信号强度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在阈值电流源上设定检测阈值电流I_TH，转到S2；

S2：将光电二极管接收的光电流I_ROP经过光电流镜后，光电流镜从节点vcmp下拉1个与I_ROP电流强度相同的光镜像电流I_{ROP_M}；阈值电流源输出检测阈值电流I_TH至阈值电流镜，得到1个与I_TH电流强度相同的阈值镜像电流I_{TH_M}，转到S3；

S3：将I_ROP和I_TH进行比较，若I_ROP＞I_TH，即I_{ROP_M}>I_{TH_M}，转到S4，若I_ROP＜I_TH，即I_{ROP_M}小于I_{TH_M}，转到S5；

S4：vcmp节点的电压降低，降低后的电压经过缓冲器整形后，缓冲器产生告警指示信号LOS＝0(即不发出告警)，结束；

S5：vcmp节点的电压升高，升高后的电压经过缓冲器整形后，缓冲器产生告警指示信号LOS＝1(即发出告警)，结束。

6.如权利要求5所述的检测宽动态范围内接收的光信号强度的方法，其特征在于，S3中所述将I_ROP和I_TH进行比较时，若I_ROP＝I_TH，即I_{ROP_M}＝I_{TH_M}，则判断是否存在上一次的告警指示信号，若是，缓冲器显示上一次的告警指示信号，结束；否则缓冲器显示预先默认设置的告警指示信号，结束。

7.如权利要求5所述的检测宽动态范围内接收的光信号强度的方法，其特征在于，S1还包括以下步骤：预先设置光电流镜直流偏置电压VBN、以及阈值电流镜直流偏置电压VBP。