[发明专利]一种差分A-C耦合方式光信号接收电路

说明书

技术领域

本发明涉及光通信领域，特别涉及一种光接收器，具体指一种差分光接收电路。

背景技术

千兆比特无源光网络（GPON：Gigabit-Capable Passive Optical Network) 技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准，具有大覆盖范围，用户接口丰富,高带宽，高效率等众多优点，被大多数运营商视为实现接入网业务宽带化，综合化改造的理想技术。同所有无源光网络（PON：Passive Optical Network）系统一样, GPON由光网络单元（ONU ：Optical Network Unit) 、光线路终端(OLT: optical line terminal）和无源光分配网组成。OLT 为接入网提供网络侧与核心网之间的接口,通过光分配节点与各ONU 连接。OLT 具有集中带宽分配、控制各ONU、实时监控、运行和维护管理PON 系统的功能，OLT将网络信号发送给用户端ONU，也接收来自户端ONU的信号。是PON 系统的核心功能设备。

而OLT的光收发模块，一般包括光接收和光发射两个通道，发射使用连续信号，而接收的为突发信号；相应的，用户端ONU的光收发模块，发射使用突发信号，而接收的为连续信号。这两个信号使用不同的波长在同一根光纤中相向传播，相互之间不会发生串扰。实际工作中由于每个用户端ONU发光强度和距离OLT的远近不同，可能造成OLT在接收时产生由于信号衰减情况不同，造成的强度差异而引起的信号突发接收的误判，直接影响系统的可靠性，OLT光突发接收问题一直是GPON的发展的关键技术之一。

目前很多OLT中的光接收器件在互阻放大器（TIA）和限幅放大器（LA）中使用单端直流耦合，这种耦合方法能耗高、电路复杂、成本也很高，单端也造成了系统灵敏度低，不仅如此，这种单端直流耦合方法也受到互阻放大器（TIA）输出共模电压的限制。由于上述缺点限制了相应产品的产量和效率，限制了GPON的应用和进一步推广。

而采用交流耦合方式的各种光突发接收模块中，在互阻放大器（TIA）和限幅放大器（LA）中使用电容耦合，可以避免TIA输出共模电压的影响，同时为了解决电容充放电的时间过长而引起的误码情况，一般在两电容之间引入开关，加快电路响应速度，以保证对突发包中直流电平的探测灵敏度。但是传统的交流耦合设计一般是简单的将两电容间短路来实现电容快速放电，这样的设计虽然在一定程度上达到了电容快速放电的效果，但是在快速建立判决电平和恢复系统协议正确码型之间到达更好的兼顾效果，却并不容易，此外传统的交流耦合方法中简单的将两电容间短路的方式，不能根据系统需要灵活的调整时间常数，动态范围较窄。这些都影响了光突发接收甚至高速无源光网络的发展。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种差分A-C耦合方式光信号接收电路，能够通过简单的电路结构实现快、慢两种时间常数。在“快时间常数”内，可以在突发光信号的包头快速的捕捉到该信号的共模电压，建立判决门限电压；而“慢时间常数”内，可以正确的恢复PRBS或72最大连续码（72CID）等ITUT G984.2要求的码型。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

 一种差分A-C耦合方式光信号接收电路，包括前置放大器，第一耦合电容C1，第二耦合电容C2，第一可变电阻、第二可变电阻，参考电压电路和限幅放大器；信号经过所述前置放大器后被分成正、负两路，其中正路信号经过第一耦合电容C1与限幅放大器的正输入端IN+相连接，负路信号经过第二耦合电容C2与限幅放大器的负输入端IN-相连接。

所述第一可变电阻与第二可变电阻串联，串联后的第一可变电阻端接入所述限幅放大器的正输入端IN+，串联后的第二可变电阻端接入所述限幅放大器的负输入端IN-，串联后的第一可变电阻和第二可变电阻之间为参考电压点；所述参考电压电路为第一可变电阻和第二可变电阻之间的参考电压点提供参考电压V_ref。

所述参考电压电路包括第一电阻R1和第二电阻R2，其中第一电阻R1与第二电阻R2串联，串联后的两端头分别接入所述前置放大器的正、负输出端；所述R1与R2中间通过导线连接到第一、第二可变电阻之间的参考电压点。R1=R2，电路接收的信号经过所述前置放大器后被分成两路，前置放大器两输出端的共模电压分别为V1、V2，则参考电压值V_ref =（V1+V2）/2，这样的参考电压电路设计以及A-C电容耦合方式避免了因为两个共模电压V1、V2电压值差异过大而引起的误码情况。