[实用新型]应用于跨阻放大电路的光电流监控电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及光通信领域，尤其涉及光电流监控电路。

背景技术

在现代的光纤通信应用中，需要对光纤传输的光脉冲功率进行实时监控，以实现对通信故障的智能诊断。实现对接收光功率的监控，可以通过对光电二极管的光电流进行监控，进而倒推换算光功率大小。这个领域，对接收组件中光电二极管的光电流进行监控具有以下难点：

首先，监控光电流小：精确监控到接收光功率通常需要灵敏度很高的电路。以1.25Gbps应用为例，这样的传输率需要监控到-30dBm以下光功率，换算下来为光电流为1μA级，要实现对μA级电流的精确监控，是设计监控电路的难点之一。

其次，监控光电流动态范围宽：监控电路需要监控的光功率从-30dBm至0dBm左右，变化达30dB，对应光电流为1μA-1mA左右，变化达1000倍。确保在这么宽的范围内都能够实现对光电流的精确监控是设计监控电路的难点之一，用通常的电流镜或者电阻取样的方式往往做不到如此宽的范围。

再者，监控损耗问题：光电二极管后级需要接入TIA(跨阻放大器)由于TIA是高速、低噪声的电路，因此引入的光电流监控装置不能影响到TIA的带宽、低噪声特性，必须有足够好的隔离状态，这也是监控电路设计的难点之一。

因此，就有需求，使得光电流监控装置从以上提及的灵敏度、范围和噪声的角度满足高速光纤传输的环境。

传统的光电流监测电路如图1所示，该方案使用了BiCMOS工艺，相对于CMOS工艺来说，电路实现的成本比较高。并且该电路中Q1和Q2为二极管连接方式的三极管，通过Q1和Q2发射极的电流可以表示为：

IE=IS(θUBE/UT-1)]]>

上式中IE为发射极电流，IS为反相饱和电流，UBE为三极管的基极-发射极电压。放大器A2的输入失调电压会引起Q1和Q2发射极电压的失配，由于Q1和Q2的发射极电流与UBE呈指数关系变化，Q1和Q2发射极电压的微小失配就会引起发射极电流较大的失配，严重影响光电流镜像的精度。

实用新型内容

本实用新型所要解决的主要技术问题是提供光电流监测电路，解决由于UBE的不一致性导致的镜像电流的失配。

为了解决上述的技术问题，实用新型提供了应用于跨阻放大电路的光电流监控电路，包括：

一镜像取样电路，该镜像电路包括并联连接的第一支路和第二支路；所述第一支路包括第一PMOS管P1和电阻R1，所述第二支路包括第二PMOS管P2和电阻R2；所述第一PMOS管P1、第二PMOS管P2的源极与VDD相连；第一PMOS管P1、第二PMOS管P2的栅极相连；电阻R1的两端分别与第一PMOS管P1的源极和漏极连接，电阻R2的两端分别与第二PMOS管P2的源极和漏极连接；

以及第一调整模块和第二调整模块，所述第一调整模块和第二调整模块分别包括一调整端、一固定参考电压的输入端和一钳位端，其钳位端与第一PMOS管的漏极连接，第一调整模块与第一PMOS管构成第一负反馈环路；

所述第二调整模块与第三PMOS管构成第二负反馈环路；所述第二负反馈环路使得第一PMOS管和第二PMOS管的漏极电压近似相同。

在一较佳实施例中:所述第一调整模块包括第一放大器OPA1，其输出端为所述第一调整模块的调整端，负极输入端为所述第一调整模块的钳位端，正极输入端为所述固定参考电压的输入端。

在一较佳实施例中:所述第一放大器OPA1的输出端分别与第一PMOS管P1、第二PMOS管P2的栅极连接。

在一较佳实施例中:所述第二调整模块包括第二放大器OPA2，其输出端与第三PMOS管的栅极连接，其负极输入端与所述第二PMOS管的漏极、以及第三PMOS管的源极分别连接，其正极输入端与第一PMOS管的漏极连接。

在一较佳实施例中:所述电阻R1与第一PMOS管漏极的连接端通过一滤波电容C0接地。