[发明专利]一种跨阻放大器的信号强度检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号强度检测电路，尤其是涉及一种跨阻放大器的信号强度检测电路。

背景技术

光接收机是光纤传输系统中的重要组成部分，其作用是将衰减后的微弱光脉冲信号经过转换处理放大，输出为差分电压信号。跨阻放大器通常作为光接收机的前置放大器。

现有跨阻放大器的信号强度检测电路，一般在光电二极管PD的负端进行取样，这样会应用环境造成一定的限制，不能适应APD应用。由于输入光电流从uA级到mA级，变化范围跨度接近40dBm，采用传统的线性取样方式，在一定程度上，降低了信号强度检测的动态范围和精度。

另外，国内外学者一直在做大量的研究，希望消除光电二极管PD中的平均光电流对跨阻放大器直流工作点的影响，来增强跨阻放大器的动态输入范围。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种可以直接取样输入光电流信号，检测准确的一种跨阻放大器的信号强度检测电路。

本发明还有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种可以在输入光电流大动态范围变化时，能够保证信号强度检测的精度满足要求的一种跨阻放大器的信号强度检测电路。

本发明最后有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种可以在输入光电流大动态范围变化时，消除了光电二极管PD中的平均光电流对跨阻放大器直流工作点的影响的一种跨阻放大器的信号强度检测电路。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种跨阻放大器的信号强度检测电路，其特征在于，包括

一光电二极管PD：输出光电流I_PD；

一输入信号强度取样及检测模块：对光电二极管PD中的输出光电流I_PD进行取样，同时从取样信号中分离出其中的高频分量I_AC和低频分量I_DC，

一耦合电容C1；

一跨阻放大器模块；所述跨阻放大器模块的输入与输出端跨接一电阻R_F，所述高频分量I_AC通过所述耦合电容C1进入到该跨阻放大器模块；所述低频分量取样出I_DC2和I_DC3两部分，就是跨阻放大器的信号强度指示，经过R_MON，转换成电压信号输出。

本发明创造性的提出的信号强度检测电路主要原理是直接取样输入光电流，从中分离出指示信号强度的低频分量。提出的这种电路结构可以在40dBm以上的光电流信号输入范围内实现高精度的信号强度检测。而且，本发明消除了光电二极管PD中的平均光电流对跨阻放大器直流工作点的影响。

在上述的一种跨阻放大器的信号强度检测电路，所述输入信号强度取样及检测模块包括依次连接的：

输入信号强度取样单元：对光电二极管PD中的输出光电流I_PD进行取样，同时从取样信号中分离出其中的高频分量和低频分量，高频分量I_AC通过耦合电容C1进入到主跨阻放大器模块，低频分量取样出I_DC2和I_DC3两部分；

以及输入信号强度检测单元；低频分量取样出I_DC2和I_DC3两部分，就是跨阻放大器的信号强度指示，经过R_MON，转换成电压信号输出。

在上述的一种跨阻放大器的信号强度检测电路，所述输入信号强度取样单元包括微小光电流取样电路和较大光电流取样电路；

所述微小光电流取样电路包括：采样电阻，滤波网络电阻和电容，运算放大器，PMOS管，NMOS管和电阻；其中，采样电阻一端连接到光电二极管PD的正极，另一端接地；滤波网络电阻一端连接到光电二极管PD的正极，另一端接电容正极；电容负极接地，滤波网络电阻和电容形成RC低通滤波；第二运算放大器输入正端与电阻和电容的公共端相连；第一PMOS管的源极接电源，栅极和漏极相连，形成二极管结构，为第一NMOS管提供电流源；第一NMOS管的漏极与第一PMOS管的漏极相连，栅极与第二运算放大器的输出端相连，源极与第二运算放大器的输入负端相连，然后接第一电阻一端，第一电阻的另一端接地；第二运算放大器、第一PMOS管、第一NMOS管以及第一电阻组成电压跟随电路，第二运算放大器输入负端的电压钳制在光电二极管PD正端的直流电压上；