[其他]光接收器

说明书

本发明涉及一种用p-i-n（正-本-负）光电二极管作为光导纤维信息传输段光信号接收装置的以及用后接的互阻抗放大器把p-i-n光电二极管给出的光电流变换为可用电压的光接收器。

这样设计的光接收器的原理，已被例如telcom    report（电信报告）1983年第6期附刊“光通信”第21-27页的论文“电-光信号传输基础”所公知。这样构造的光接收器在市场上有多种变形。有非常昂贵的整套的高灵敏度光接收器，此外也有设计为小放大倍数的前置放大器的光接收器，这种放大器需要花费很多钱以获得有用信号，特别是在光脉冲具有较高比特率的场合下。所有市售的光接收器在结构上都自成一体，并配有适于它的插头。任何对其他型式插头的适合都势必要增添可观的附加费用。公知的光接收器的另一个缺点是，接收器中为避免漂移问题而优先采用交流方式耦合。然而，各接收级之间的交流方式耦合对于有休止态的数据通信来说，是有缺点的，因为它会造成不希望的起振状态。

本发明的任务在于，提供一个开头提到的那种方式的光接收器，该光接收器插接通用，造价合理。

按照本发明对于上述那种光接收器，解决该任务的办法是，把互阻抗放大器设计成为结构对称并具有两个互补输出端的ECL（发射极耦合逻辑）运算放大器，它除了一个反馈回路外又附加了一个负的反馈回路，同时，把两个也是设计成为结构对称、有两个互补输出端的ECL运算放大器的电压放大器连接到该互阻抗放大器之后，其中第二个电压放大器的负输出端通过反馈回路连到互阻抗放大器的正输入端。

按照本发明的光接收器与插头型式无关，可以普通插接，因为它并不以此自成一格。它由商业上通用的ECL组合件组成，因而可做得价廉物美。各级之间按直流方式耦合，这对于各数据集之间存留间隙的数据通信来说是很有优点的，由于负反馈，根据本发明制作的光接收器没有漂移问题。

按照本发明设计的一种颇具优点的光接收器，其特征在于，第一个电压放大器的负输出端通过一个在接收器处于休止态时阻断的二极管同互阻抗放大器的正输入端相连结。

由此使得第一个电压放大器的负反馈电路只在光信号较强时才起作用，从而扩大了光接收器的动态范围。

按照发明作出的其他一些颇具优点的光接收器将通过对一则实施例的说明而得到了解。

下面要依照一则如附图所示的实施例较详细地说明根据本发明设计制作的光接收器。

根据本发明的光接收器主要由p-i-n光电二极管PD和四个在其后依次连接的放大器V1至V4所组成。放大器V1至V4涉及结构对称并具有两个互补输出端的ECL运算放大器。由于ECL技术的规定，放大器的每一个输出端都相对于地电位连接一个发射极电阻RE。

输入的光信号被光电二极管PD变换为光电流，作为互阻抗放大器工作的第一个放大器V1又把光电流变成相应的电压，然后再输入放大器V2至V4作进一步放大。放大器V1连同置于反馈回路的电阻R1一起作为互阻抗放大器以尽可能小的输入电阻工作，而放大器V2和V3却只是纯粹的电压放大器。虽然放大器V4也还有附加的电压放大功能，然而，因为它是作为比较器接入电路的，所以它首先是当作光接收器的数据处理级使用的。

光接收器各放大器之间的耦合是直流方式的，因为放大器的每一个输出端各自直接同下一个放大器的输入端连结。需要处理的有用信号加到放大器V1的反相输入端上。为规定互阻抗放大器V1的工作点，正输入端通过电阻R5和互阻抗放大器V1的参考电压源连结。放大器V1的负输出端通过电阻R2和放大器V1的正输入端连结，形成负反馈。此外，放大器V3的负输出端通过电阻R3和互相抗放大器V1的正输入端连结。由于利用电阻R2和R3构成这两个负反馈回路，从而使电压放大器V3的输出不超出ECL电平的范围，同时减轻了失调电压的作用。

电压放大器V2的负输出端经过二极管D同互阻抗放大器V1的正输入端连结。该连结形成第三个负反馈回路。但是这个带有二极管D的反馈回路只在强光信号时才发生作用。由于电压放大器V2的负输出端和该电压放大器的负输入端之间通过电容器C1和与电阻R4相连的发射极电阻RE（R4的电阻值要比RE的大十倍）构成正反馈，在电压放大器V2的输出端确立了所希望的极性。也是由于该正反馈回路，在光接收器的休止态，电压放大器V2负输出端电压的绝对值要大于V2正输出端电压的绝对值。用这种方式明确定义休止态，从而二极管D在光接收器的休止态就是阻断的。可以这样理解正反馈回路，就是二极管D对于弱小光信也保持阻断。