[发明专利]直流恢复与直流监视电路

说明书

技术领域

本发明属于光通讯领域和集成电路设计领域，特别涉及一种直流恢复与直流监视电路。 

背景技术

光纤通信是以光为信息载体，光纤作为传输媒介的一种通信方式，光纤通信涉及到光网络、光电器件和微电子电路等领域，其中微电子电路是连接光网络与用户终端的接口，是目前光通信产业发展的瓶颈。应用于光通信网络的微电子集成电路主要包括前置放大器、限幅放大器、时钟和数据恢复电路、分接器和复接器等。其中前置放大器与光电探测器件直接相连，光电探测器件将输入的光信号转变成电流，这个电流信号经过前置的跨阻放大器放大得到相应的电压信号。由于前置放大器要求低噪声和高带宽，因此前置放大器一般采用跨阻放大器设计。前置放大器接收到的电流信号是一个包含着直流成分的电流信号，这个直流电流流过跨阻放大器会导致跨阻放大器的输入和输出的共模电压存在较大的压差，因而在后级放大器会产生较大的失真，影响到后级信号的处理。为此，这里设计了一个直流恢复电路，该直流恢复电路可以将输入电流信号的直流分量旁路掉，只有交流电流流过跨阻放大器，确保跨阻放大器的输入和输出信号在相同的共模电平上，以最小化失真。而且，为了对网络的光功率进行监视，需要对光电探测器件的直流电流进行探测和监视，因此直流恢复电路一般与监视电路共同出现。 

目前在高速光通信用的跨阻放大器中，都存在着直流恢复与监视电路模块。但是其直流恢复电流与输入的直流光电流并不是精确的相等，其监视电流与输入光电流的误差一般是10％左右。由于监视电流精度的限制，现有芯片的监视功能只能作光一致用，无法做光功率监视用。而且，其监视电流一般是通过在电源与监视点之间接入电阻以电流源的形式获得，或者是通过在监视点与地电位之间接入电阻以电流沉的方式获得。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种直流恢复与直流监视电路。确保输入的直流电流完全流过直流恢复电路而不会流过跨阻放大器，在高频段，不会对信号进行衰减。 

本发明的技术方案是： 

一种直流恢复与直流监视电路，其特征在于：跨阻放大器连接直流恢复电路，跨阻放大器连接直流监视电路，直流恢复电路和直流监视电路都应用了积分器原理，直流监视电路还包含一个威尔逊电流镜；跨阻放大器，将流过光电探测器的电流转换成电压进行输出；直流恢复电路，用于旁路流过光电探测器的直流电流；直流监视电路，对流过光电探测器的直流电流进行监视；积分器，为所述的直流监视电路和直流恢复电路提供高的低频增益；所述威尔逊电流镜，对直流监视电路得到的直流电流进行高精度复制，为采用电流沉和电流源结构对光电流进行监视提供必要条件；所述的直流恢复电路，其主要由积分器、低通滤波器和直流恢复晶体管构成，该低通滤波器取跨阻放大器输入信号的直流电压分量PINA_DC，并把这个电压分量给到积分器的同相输入端；积分器的反相输入端经过电阻R2与跨阻放大器输出端相连，且经过一电容与该积分器的输出端相连接，在低频时提供较大增益，高频时增益很小；积分器的输出连接到直流恢复电路输出晶体管M1的栅极，M1的源极接地，漏极与光电探测器的电流输入端相连，形成了负反馈，保证跨阻放大器的输出和输入端的电压相等，所有直流电流都流过直流恢复电路而不会流过跨阻放大器，PINA_DC是跨阻放大器输入信号PINA经过一个由电阻R1和电容C1组成的低通滤波器后的直流电压分量，其中信号PINA输入到电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端接地，电阻R1与电容C1的连接点处输出直流电压分量PINA_DC，由于电阻R1上没有直流通路，因此电阻R1上的直流压降为零，PINA与PINA_DC两点的直流电压相等，即直流恢复电路输出晶体管M1的漏极电压与PINA_DC电压是相等的； 

所述直流监视电路与直流恢复电路共用同一积分器，该积分器的输出分别接在直流监视电路输出晶体管M7的栅极和直流恢复电路的输出晶体管M1的栅极上，保证两个晶体管的栅极电压相等，同时直流监视电路输出晶体管M7的源极和直流恢复电路输出晶体管M1的源极均接地，保证两个晶体管的源级电压也相等，这样就确保直流恢复电路输出晶体管和直流监视电路的输 出晶体管栅源电压的相等；