[发明专利]用于检测信号损失的多路复用积分放大器

说明书

一种信号损失电路，其具有多路复用器和耦合到多路复用器第一输入的光电二极管。参考信号发生器耦合到多路复用器的第二输入。放大器耦合到多路复用器的输出。分离器包括耦合到放大器输出的多路复用器的输入。第一电容器耦合到分离器的第一输出。第二电容器耦合到分离器的第二输出。比较器具有耦合到分离器第一输出的第一输入以及耦合到分离器第二输出的第二输入。

技术领域

本发明一般涉及半导体器件，更具体地说，涉及使用多路复用积分放大器(multiplexed integrating amplifier)检测信号损失。

背景技术

半导体器件在现代电子产品中很常见。半导体器件的电子元件的数量和密度各不相同。分立半导体器件通常包含一种类型的电子元件，例如发光二极管(LED)、光电二极管、小信号晶体管、电阻器、电容器、电感器或功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。集成半导体器件通常包含数百至数百万个电子元件。集成半导体器件的示例包括微控制器、微处理器、电荷耦合器件(CCD)、太阳能电池和数字微镜器件(DMD)。

半导体器件执行广泛的功能，例如信号处理、高速计算、发送和接收电磁信号、控制电子设备、将太阳光转换为电能以及为电视显示器创建视觉投影。半导体器件存在于娱乐、通信、电力转换、网络、计算机和消费产品领域。半导体器件也可用于军事应用、航空、汽车、工业控制器和办公设备。

光纤通常用于在彼此远离的半导体器件之间传输信号。使用发光二极管(LED)、激光二极管或其他电子可控光源产生进入光纤的光波。光纤将光波从光源设备引导到目标设备。目标设备包括光电二极管，光电二极管将光信号转换为电信号以进行处理。通常使用雪崩光电二极管(APD)以及跨阻放大器(TIA)放大电信号以供半导体器件使用。

图1a示出了简化的光接收器电路。从光纤接收光信号并将光信号指向光电二极管20。在一些实施例中，光电二极管20是雪崩光电二极管。光电二极管20调节电流源24,电流源24从电压源26吸取电流到接地节点28，从而控制传送到跨阻抗放大器(TIA)30的输入信号。跨阻放大器30输出差分对信号作为跨阻放大器输出40，跨阻放大器输出40耦合到收发器以进行进一步处理。

图1b示出了用于光学系统的收发器电路的一部分。跨阻抗放大器输出40耦合到接收器限幅放大器(RLA)50的输入端。接收器限幅放大器50将恒定功率输出信号60输出到其他收发器逻辑，该逻辑将信号转换为数字数据。为了确定输入信号何时丢失，收发器包括信号损失(LOS)电路。

在过去，信号损失电路由参考信号发生器70组成，参考信号发生器70将参考信号72输出到信号损失放大器74。参考信号72是类似于跨阻放大器输出40的信号，其大约是适合于输入到接收器限幅放大器50的最小幅度水平。参考信号72作为阈值工作，通常为5毫伏(mV)峰峰电压。信号损失放大器74尽可能地与接收器限幅放大器50相同。比较器78用于比较接收器限幅放大器50和信号损失放大器74的输出。如果数据输出信号60的幅度低于信号损失放大器74的输出幅度，则比较器78使信号损失信号80有效以通知系统信号损失。

光接收器主数据通路中的接收器限幅放大器50通常包括大的放大器级并能吸收大电流。由于接收器限幅放大器50位于主数据路径中，所以无法中断数据流以检查信号损失。因此，提供第二个相同的放大器74以进行信号损失比较。在不中断主数据路径的情况下,两个相同的放大器允许参考信号与接收的数据进行比较，但是在光学接收器芯片上需要大量空间并且显著增加总电流消耗。而且，比较器78表示接收器限幅放大器50的显著负载，因此降低了接收器限幅放大器的性能。因此，需要一种具有减小电路占用面积要求和电流要求的信号损失电路。

附图说明

图1a和1b示出了具有现有技术的信号损失检测电路的光纤接收器；

图2a-2e示出了具有多路积分放大器的信号损失电路；

图3示出了用于多路复用的信号损失电路的多级放大器；