[发明专利]一种低噪声宽带光纤跨阻放大器

权利要求书

1.一种低噪声宽带光纤跨阻放大器，其特征在于：包括输入级(100)，与该输入级对应的伪输入级(200)，与输入级（100）和伪输入级（200）相连接的宽带放大单元(300)，宽带输出级(400)以及直流消除环路（500）；所述的输入级(100)由NPN管Q1、NPN管Q2、NPN管Q3、NPN管Q4，电阻R₁、电阻R₂，电容C₁、电容C₂，以及二极管D1、二极管D2、二极管D3组成；所述的伪输入级(200)电路结构与输入级（100）结构完全相同；所述的宽带放大单元(300)由二极管D4、D5和典型的Cherry-Hooper放大器（3001）组成；所述的宽带输出级（400）由NPN管Q5、NPN管Q6、NPN管Q7、NPN管Q8、NPN管Q9、NPN管Q10，电阻R3、R4组成；所述的直流消除环路（500）由两个相同的低通滤波器LPF（5001），一个误差放大器ERR_AMP（5002）和一个NPN管Q11组成；在输入级（100）中，光电流信号I_in输入到Q1的基极，Q1的发射极接GND1，Q1的集电极接Q2的发射极，Q2的基极连接直流偏置Ve，集电极为输入级（100）的输出out1,其一方面通过R₁连接至VDD1，另一方面连接至Q3的基极，Q3的集电极通过电阻R₂连接至VDD1，Q3的发射极连接二极管D3的阳极，D3的阴极又分三条支路，第一条支路通过C₁连接至GND1；第二条支路通过C₂、D1、D2组成的并联网络反馈回输入端I_in，该并联网络的结构为C₂一端连接D1的阴极和D2的阳极，另一端连接D1的阳极和D2的阴极；第三条支路连接至Q4的集电极，Q4的发射极接GND1，基极接偏置电压Vb；在宽带放大单元(300)中，输入级电路（100）的输出out1分别连接D4的阳极、D5的阴极，以及Cherry-Hooper放大器（3001）的正输入端；D4的阴极、D5的阳极，以及Cherry-Hooper放大器（3001）的负输入端则与伪输入级（200）的输出out2相连；在宽带输出级（400）中，上一级宽带放大单元（300）的正输出端连接Q5的基极，负输出端连接Q6的基极，Q5的集电极与Q6的集电极连接至VDD2，Q5的发射极一方面连接至Q7的集电极，另一方面连接至Q8的基极，Q6的发射极一方面连接至Q7的集电极，另一方面连接至Q9的基极，Q7的基极连接偏置电压Va，发射极连接至GND2，Q8的集电极一方面通过电阻R3连接至VDD2，另一方面构成整体电路的负输出端OUT-，其发射极一方面连接Q10的集电极，另一方面通过LPF（5001）组成的低通网络连接至误差放大器ERR_AMP（5002）的正输入端，Q9的集电极一方面通过电阻R4连接至VDD2，另一方面构成整体电路的正输出端OUT+，其发射极一方面连接至Q10的集电极，另一方面通过LPF（5001）组成的低通网络连接至误差放大器ERR_AMP（5002）的负输入端，Q10的发射极连接至GND2，基极接偏置电压Vc；在直流消除环路（500）中，误差放大器ERR_AMP（5002）的输出连接Q11的基极，Q11的发射极接GND2，集电极连接至整体电路的输入端I_in。

2.根据权利要求1所述的一种低噪声宽带光纤跨阻放大器，其特征在于：所述的输入级(100)采用的反馈形式是电容反馈，其通过电容C₁、C₂构成从输出到输入的反馈通路。

3.根据权利要求1所述的一种低噪声宽带光纤跨阻放大器，其特征在于：所述的输入级（100）和伪输入级（200）构成伪差分的形式，增强电路的抗干扰能力，抑制共模干扰。

4.根据权利要求1所述的一种低噪声宽带光纤跨阻放大器，其特征在于：使用限幅二极管D1、D2、D4、D5，增加电路可靠性，保护电路。

5.根据权利要求1所述的一种低噪声宽带光纤跨阻放大器，其特征在于：输入级(100)和伪输入级（200）用一组VDD和GND，而电路其余部分采用另一组VDD和GND，进行衬底隔离，降低了噪声。

6.根据权利要求1所述的一种低噪声宽带光纤跨阻放大器，其特征在于：宽带输出级（400）由两级构成，第一级Q5、Q6起到隔离宽带放大单元（300）与整体电路输出的作用；第二级将Q8、Q9的集电极作为整体电路输出，发射极作为DC消除环路的输入，既对电路输出进行了简单放大，又将输出与后面的DC消除环路隔离开，避免跨阻放大器后续负载对其产生干扰。