[发明专利]一种用于示波器的多带宽光口采样电路

说明书

本发明公开了一种用于示波器的多带宽光口采样电路。该多带宽光口采样电路包括：光电转换单元OE，低通滤波器，多带宽采样保持单元，增益平衡补偿单元，信号处理单元，接口板卡单元，时基电路单元，系统电源。其中，低通滤波器、多带宽采样保持单元以及增益平衡补偿单元均为经过专门设计优化后的电路，三者相互配合实现以低成本、高精度地对10GHz以内的非归零编码光信号进行采样以完成对相关光通讯系统的眼图测量。本发明提供的技术方案适用于实现一种用于对光通讯系统进行眼图测量的低成本的光口采样示波器。

技术领域

本发明涉及光通讯系统的光信号采样电路领域，具体涉及一种应用在示波器上，支持高精度采样频率高达10GHz的非归零编码光信号，以实现对相关光通讯系统进行眼图测量的低成本多带宽光口采样电路。

背景技术

眼图是用一个示波器跨接在接收滤波器的输出端，然后调整示波器扫描周期，使示波器水平扫描周期与接收码元的周期同步时示波器显示的图形。从眼图上可以观察出相关系统的本身特性的优劣，进而根据眼图对接收滤波器的特性加以调整，以减小码间串扰，改善系统的传输性能。眼图包含了丰富的信息，体现了数字信号整体的特征；例如，通过眼图可以观察出相关系统本身带来的码间串扰影响、噪声影响等。因而眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的核心。

在光通讯领域中，采用示波器对光通信设备进行眼图测量以便确认光通信系统整体的性能优劣是业内主流的做法。而实现对光通讯系统的眼图测量，不仅要求相应示波器的光口采样电路的采样带宽足够宽（采样带宽高达10GHz）、采样信号的群延时波动小，而且要求光口采样电路本身的静态误差小以对光通讯系统眼图的测量具有最佳的动态增益范围。

目前的10GHz光口采样示波器为了实现对10GHz以下波特率的光模块或光通讯系统光信号的采样，进而完成眼图测量及码型锁定，通常在采用计数方式的精密时基来定位码型锁定时序并设置特定的系统频响特性来优化眼图测量，然后采用软件动态增益调整的方式进行眼图测量结果的显示。上述对光模块或光通讯系统光信号采样的实现方式为行业内的通用技术路线。基于该通用技术路线实现的系统复杂度和成本都很高。

发明内容

为了满足对光通讯系统或光模块进行眼图测量，带来的对示波器的信号采样电路的性能要求并兼顾实现成本，本发明提供一种实现成本低，且能够对高精度采样光信号的多带宽光口采样电路。该多带宽光口采样电路对光信号采样的静态误差小，用于示波器对光通讯系统进行眼图测量具有良好的动态增益范围。

本发明提供一种用于示波器的多带宽光口采样电路。所述多带宽光口采样电路包括：光电转换单元OE，低通滤波器，多带宽采样保持单元，增益平衡补偿单元，信号处理单元，接口板卡单元，时基电路单元以及系统电源。

所述光电转换单元OE，用于将待采样光信号转换成电信号后，输出到所述低通滤波器。所述低通滤波器，用于对所述光电转换单元OE输出的电信号按照选择的工作带宽进行滤波后，以差分信号的形式输出到所述多带宽采样保持单元。

所述多带宽采样保持单元，用于按照配置工作带宽对所述差分信号进行放大后采样以获得相应的采样信号，并将所述采样信号输出到所述增益平衡补偿单元。所述增益平衡补偿单元，用于对所述多带宽采样保持单元输出的采样信号中的静态误差进行消除，并将消除所述静态误差后的采样信号进行增益补偿后，输出到所述信号处理单元进行计算处理以产生示波器的显示数据。所述静态误差指所述多带宽采样保持单元在无输入信号或输入信号为0V的情况下输出的静态差分信号。所述信号处理单元，还用于通过所述接口板卡单元与示波器进行交互，以将所述显示数据发送至所述示波器进行显示。所述系统电源，用于为所述多带宽光口采样电路的各部分供电。所述时基电路单元，用于提供所述多带宽光口采样电路所需要时钟信号。

进一步地，所述低通滤波器的带宽大于10GHz,且其在10GHz范围内的群延时波动小于2%。