[发明专利]一种传输速率25Gbps高速光接收机

说明书

本发明涉及光纤通信技术，具体涉及一种传输速率25Gbps高速光接收机，包括输入光电流信号，包括跨阻放大器、Dummy、第一级限幅放大器、第二级限幅放大器、输出缓冲级和直流偏移消除电路；跨阻放大器分别连接输入光电流信号、Dummy和第一级限幅放大器，Dummy连接第一级限幅放大器，第一级限幅放大器连接第二级限幅放大器，第二级限幅放大器分别连接输出缓冲级和直流偏移消除电路，直流偏移消除电路分别与跨阻放大器和Dummy连接。该接收机的输入采用了伪差分的形式，减小了共模噪声，消除了由于内引线耦合产生的扰乱，提高了电路的灵敏度与稳定性；并获得了较大的输出摆幅；且电路在输入电流较大时仍能保持一个较小的直流偏移，使得电路的动态范围有所增大。

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，尤其涉及一种传输速率25Gbps高速光接收机。

背景技术

光纤通信带宽大，通信容量大，抗干扰性能好，综合成本低，是通信发展的必然方向。随着云存储、大数据、物联网等多样化通信需求的发展，光纤通信的带宽不断提高，高速光纤系统的研制已经迫在眉睫。在典型的光纤信系统中，光发射机负责光信号的产生、发射，光纤信道负责光信号的传输，光接收机则负责光信号的接收，包括光电转换、电信号处理以及数据信号恢复。作为光纤通信的关键模块，光接收机对于整个光纤通信系统有着重要的影响。

光接收机主要分为三类。第一类是光电子器件光接收机，通常由解复用器件与探测器阵列集成，构成多通道波分复用光接收机。第二类是混合集成光接收机，通常在不同的衬底上分别制造信号处理芯片和光电探测器，然后通过金属引线或者倒装焊进行键合，这也是目前广泛采用的集成方式。第三类则是单片集成光接收机，通常将光电探测器和信号处理芯片集成在一起，即芯片内互联。

光接收机的设计一般包括跨阻放大器、后级放大器、输出缓冲器以及辅助电路。光接收机通常需要一个足够大的带宽以满足数据传输的需求，但是带宽过大通常会增大噪声的积累，影响光接收机的灵敏度；光接收机在设计时通常也会采用一些增大带宽的技术，例如电容简并技术、电感峰化技术等，但这类技术通常会使得增益-带宽曲线有一个较大的尖峰。限幅放大器与自动增益控制是最常用的两类光接收机结构，通常限幅放大器结构拥有较好的输出摆幅，而自动增益控制结构拥有较好的线性度。所以，在设计光接收机时，需要对增益、带宽、噪声、灵敏度、功耗、线性度、动态范围等进行折中。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高了增益带宽并减小噪声，拥有较好的灵敏度以及较大的输出摆幅，还扩展了电路的动态范围的光接收机。

为实现上述的目的，本发明采用的技术方案是：一种传输速率25Gbps高速光接收机，包括输入光电流信号，包括跨阻放大器、Dummy、第一级限幅放大器、第二级限幅放大器、输出缓冲级和直流偏移消除电路；跨阻放大器分别连接输入光电流信号、Dummy和第一级限幅放大器，Dummy连接第一级限幅放大器，第一级限幅放大器连接第二级限幅放大器，第二级限幅放大器分别连接输出缓冲级和直流偏移消除电路，直流偏移消除电路分别与跨阻放大器和Dummy连接。

在上述的传输速率25Gbps高速光接收机中，跨阻放大器电路包括晶体管Q₁、Q₂、电阻R₁、R₂、反馈电阻R_F；晶体管Q₁基极与反馈电阻R_F相连，并接入输入电流I_in，发射极接地，集电极与电阻R₁与晶体管Q₂的基极相连；电阻R₁另一端接输入电压V_CC；晶体管Q₂发射极与电阻R₂和反馈电阻R_F相连，集电极接入输入电压V_CC，基极输出正向电压信号V_OUTN1；电阻R₂另一端接地。