[发明专利]在光接收机中使用的TIA的过载电流校正方法和电路

说明书

本发明公开了光通信技术领域中的一种在光接收机中使用的TIA的过载电流校正方法和电路。方法的步骤包括：获取伪差分跨阻放大电路输出的两路交流电压信号；通过输出的两路交流电压信号得到电流过载信号值；将电流过载信号值与预设的参考电压值作比较，当电流过载信号值大于预设的参考电压值时，将伪差分跨阻放大电路的一个输入端的电流部分分流到另一个输入端。本发明的有益效果是，在高速电路和系统中，将伪差分TIA交流电流分流到虚拟GND点，而不是物理的GND点，减少了电路中的元器件，降低了电路元器件布局的难度；保持了TIA的稳定，并保持TIA带宽不变；从虚拟GND的角度将MOS器件的并联电容减半，从而降低寄生电容。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种在光接收机中使用的TIA的过载电流校正方法和电路。

背景技术

在现有光通信技术中，光发射机采用DP-QPSK、QAM等方式对光信号进行调制，光接收机接收到光信号后，将光信号进行解调，获取通信信息，跨阻放大器(TIA)作为光接收机前端的一个关键组成部分，近年来成为研究的重点，其作用是将从光电探测器输出的电流转换为电压，并进行放大。在进行跨阻放大器设计时，需要有尽可能小的输入电流噪声；可以与数据传输速度相匹配的带宽和足够大的增益。专利《一种跨阻放大器》(公开号CN106656061A)公开了一种伪差分跨阻放大器，其输入端输入光电流信号，其输出端为分别输出正极电压信号和负极电压信号，负电容两端分别连接伪差分跨阻放大器的两个输出端，负电阻两端分别连接伪差分跨阻放大器的两个输出端，提高了放大器的增益和带宽，进而有效的提高了跨阻放大器的噪声性能。

在长距离的地铁100G-600G光信号的传输中，采用上述伪差分跨阻放大器遇到的问题在于，伪差分跨阻放大器输入端的光电流信号有电流过载的情况。

现有技术中，为了防止输入电流过载，采用在TIA的反馈电阻上并联MOSFET晶体管的方式(如图2所示)或者在TIA输入端并联MOSFET晶体管的方式(如图3所示)来实现过载电流的分流。然而，在差分TIA电路(如图4所示)和伪差分TIA电路(如图5所示)结构中，由于器件的增加，如果直接采用上述方式来防止输入电流过载，会造成电路设计复杂，功耗增加等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服了现有技术中所存在的上述不足，基于伪差分放大电路，提供一种在光接收机中使用的TIA的过载电流校正方法和电路。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种光接收机中TIA的过载电流校正方法，步骤包括：

获取伪差分跨阻放大电路输出的两路极性相反的交流电压信号；

通过输出的两路极性相反的交流电压信号得到电流过载信号值；

将电流过载信号值与预设的参考电压值作比较，当电流过载信号值大于预设的参考电压值时，将伪差分跨阻放大电路的一个输入端的电流分流到另一个输入端。

控制跨接在伪差分跨阻放大电路两个输入端之间的MOSFET晶体管的导通，当MOSFET晶体管导通时，MOSFET晶体管实现了伪差分跨阻放大电路的一个输入端的电流至少部分分流到另一个输入端。

电流过载信号值为峰值差分参数，峰值差分参数获取方式为：得到伪差分跨阻放大电路输出的正极电压信号的正极峰值和负极电压信号的负极峰值；将正极峰值和负极峰值相减，得到峰值差分参数。

峰值差分参数与预设的参考电压值作比较，当峰值差分参数大于预设的参考电压值时，输出第一控制电压到MOSFET晶体管的栅极，开启MOSFET晶体管，若峰值差分参数小于参考电压值，输出第二控制电压到MOSFET晶体管的栅极，关闭MOSFET晶体管。

峰值差分参数与预设的参考电压值作比较采用差分峰值检测器和比较器实现，