本發(fā)明涉及跨阻放大器，特別涉及一種跨阻放大器及光模塊。

背景技術(shù)：

1、目前國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商積極推進(jìn)下一代光接入網(wǎng)50g?pon(optical?access?network)的標(biāo)準(zhǔn)制定和樣機(jī)研發(fā)進(jìn)程，進(jìn)而也要求相關(guān)的光模塊廠家研制50g?pon光模塊以及相關(guān)的光/電芯片廠家研制并提供面向50g?pon標(biāo)準(zhǔn)要求的50gbps/25gbps光芯片、電芯片。在pon系統(tǒng)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，olt表示局端光模塊；onu表示終端光模塊；splitter表示分光器；olt發(fā)送給onu的下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是以廣播連續(xù)形式發(fā)送的，各onu通過(guò)連續(xù)光接收機(jī)收到下行信號(hào)后，根據(jù)配對(duì)的id來(lái)判斷此業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是否屬于自己；onu發(fā)送給olt的上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)則是以時(shí)分復(fù)用方式發(fā)送的，在onu注冊(cè)過(guò)程中olt會(huì)給各個(gè)上線的onu分配發(fā)送上行信號(hào)的時(shí)間段。

2、對(duì)于50g?pon?olt側(cè)的光接收機(jī)而言，由于各個(gè)onu發(fā)送的上行光信號(hào)是以不同的時(shí)間段區(qū)分的，故olt收到的光信號(hào)在時(shí)域是突發(fā)的，也就是一段一段的突發(fā)光信號(hào)數(shù)據(jù)包，相鄰?fù)话l(fā)光信號(hào)數(shù)據(jù)包間有一小段時(shí)間的保護(hù)期(guardtime，此時(shí)間段內(nèi)無(wú)數(shù)據(jù)信號(hào))。這就要求olt側(cè)的光信號(hào)接收機(jī)必須具有接收突發(fā)光信號(hào)數(shù)據(jù)包的能力。

3、在光信號(hào)接收機(jī)的前端，通常需要探測(cè)器pd(photodiode)和跨阻放大器tia(transimpedance?amplifier)配合來(lái)實(shí)現(xiàn)將輸入光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。而對(duì)于olt的光信號(hào)接收機(jī)，則必須采用突發(fā)模式跨阻放大器來(lái)接收突發(fā)光信號(hào)。但是，現(xiàn)有突發(fā)模式跨阻放大器主要采用模擬電路閉環(huán)反饋方案，其主要存在以下問(wèn)題：一是，不支持輸入電流大小急劇變化(如從最小近10ua變?yōu)樽畲髱譵a)的突發(fā)信號(hào)傳輸，在這種情況下的突發(fā)響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，約需數(shù)百ns；二是，其輸出的模擬控制信號(hào)從初始態(tài)到穩(wěn)定態(tài)是漸變的、耗時(shí)長(zhǎng)，而且在穩(wěn)定態(tài)也會(huì)隨著輸入電流信號(hào)的變化而存在一定范圍的波動(dòng)。這導(dǎo)致，在50g?pon中采用現(xiàn)有的突發(fā)模式跨阻放大器，不僅將導(dǎo)致較長(zhǎng)的突發(fā)響應(yīng)時(shí)間，進(jìn)而明顯增加了pon系統(tǒng)開(kāi)銷，降低了pon系統(tǒng)的突發(fā)吞吐量，而且在接收25gbps及更高速的突發(fā)信號(hào)時(shí)，難以輸出較好質(zhì)量的信號(hào)，進(jìn)而難以滿足50g?pon?olt對(duì)上行突發(fā)光信號(hào)的快速響應(yīng)需求；。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種跨阻放大器及光模塊，以解決如下技術(shù)問(wèn)題：現(xiàn)有跨阻放大器在25gbps及更高速速率下應(yīng)對(duì)大動(dòng)態(tài)范圍的突發(fā)光信號(hào)時(shí)，突發(fā)響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，輸出信號(hào)存在波動(dòng)且質(zhì)量不佳，難以滿足50g?pon?olt對(duì)接收上行突發(fā)光信號(hào)時(shí)的快速突發(fā)響應(yīng)要求。

2、第一方面，提供了一種跨阻放大器，包括：前端電路、多階濾波和穩(wěn)壓電路、差分放大緩沖電路和反饋控制電路；

3、所述前端電路與光探測(cè)器連接、所述多階濾波和穩(wěn)壓電路以及所述差分放大緩沖電路連接，其用于將光探測(cè)器的輸出光生電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)；

4、所述多階濾波和穩(wěn)壓電路與所述反饋控制電路和所述差分放大緩沖電路連接，其用于對(duì)所述前端電路的輸出信號(hào)進(jìn)行處理并輸出均值信號(hào)至所述反饋控制電路和所述差分放大緩沖電路；

5、所述反饋控制電路與所述前端電路連接，其用于根據(jù)外部復(fù)位信號(hào)以及所述多階濾波和穩(wěn)壓電路的輸出信號(hào)控制所述前端電路，使所述前端電路的輸出信號(hào)跟隨光探測(cè)器的輸入光信號(hào)的突變而變化。

6、一些實(shí)施例中，所述前端電路包括電流抽取單元、單端反相放大器、可變反饋電阻，所述電流抽取單元和所述單端反相放大器的輸入端與光探測(cè)器連接，所述單端反相放大器的輸出端與所述多階濾波和穩(wěn)壓電路以及所述差分放大緩沖電路連接，所述可變反饋電阻的輸入端和輸出端對(duì)應(yīng)與所述單端反相放大器的輸出端和輸入端連接，所述電流抽取單元的控制端和所述可變反饋電阻的控制端與所述反饋控制電路連接；

7、所述反饋控制電路用于根據(jù)外部復(fù)位信號(hào)和所述多階濾波和穩(wěn)壓電路的輸出信號(hào)控制所述電流抽取單元的控制端和所述可變反饋電阻的控制端，使所述單端反相放大器的輸出端的輸出信號(hào)跟隨所述光探測(cè)器的輸入光信號(hào)的突變而變化。

8、一些實(shí)施例中，所述多階濾波和穩(wěn)壓電路包括多階濾波器和穩(wěn)定器，所述多階濾波器的輸入端與所述單端反相放大器的輸出端連接，所述多階濾波器的第一輸出端與所述穩(wěn)定器的輸入端連接，所述多階濾波器的第二輸出端與所述反饋控制電路的輸入端連接，所述穩(wěn)定器的輸出端與所述差分放大緩沖電路連接。

9、一些實(shí)施例中，所述反饋控制電路包括依次連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字邏輯控制電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、負(fù)載電路、跨阻增益控制信號(hào)產(chǎn)生電路；

10、所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于根據(jù)外部復(fù)位信號(hào)對(duì)所述多階濾波器的輸出信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到多位數(shù)字信號(hào)并輸出至所述數(shù)字邏輯控制電路；

11、所述數(shù)字邏輯控制電路用于將多位數(shù)字信號(hào)按預(yù)設(shè)邏輯算法處理后輸出至數(shù)模轉(zhuǎn)換器；

12、所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于將數(shù)字邏輯控制電路處理后的多位數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到相對(duì)應(yīng)的模擬電流信號(hào)，并輸出至所述負(fù)載電路；

13、所述負(fù)載電路用于將數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的模擬電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)，并輸出至所述電流抽取單元的控制端和所述跨阻增益控制信號(hào)產(chǎn)生電路；

14、所述跨阻增益控制信號(hào)產(chǎn)生電路用于將模擬電壓信號(hào)處理后輸出至所述可變反饋電阻的控制端。

15、一些實(shí)施例中，所述數(shù)字邏輯控制電路包括比較參考值設(shè)置單元、數(shù)字比較邏輯單元和控制處理單元，所述比較參考值設(shè)置單元與所述數(shù)字比較邏輯單元連接，所述數(shù)字比較邏輯單元與所述控制處理單元連接，所述控制處理單元與所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接；

16、所述比較參考值設(shè)置單元的輸出端用于輸出參考基準(zhǔn)值至所述數(shù)字比較邏輯單元的參考基準(zhǔn)值輸入端；

17、所述數(shù)字比較邏輯單元用于將所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入的多位數(shù)字信號(hào)與所述數(shù)字比較邏輯單元輸入的參考基準(zhǔn)值比較后，輸出比較結(jié)果至所述控制處理單元；

18、所述控制處理單元用于將比較結(jié)果按預(yù)設(shè)邏輯算法處理后輸出至所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器。

19、一些實(shí)施例中，所述多階濾波器為二階低通濾波器或n階低通濾波器，n為大于2的整數(shù)。

20、一些實(shí)施例中，所述電流抽取單元采用mos管。

21、一些實(shí)施例中，所述差分放大緩沖電路包括依次連接的第一差分放大器、第二差分放大器和輸出緩沖器；

22、所述第一差分放大器用于將所述前端電路的輸出信號(hào)和所述多階濾波和穩(wěn)壓電路的輸出信號(hào)進(jìn)行放大并轉(zhuǎn)換成一對(duì)差分信號(hào)后輸出至所述第二差分放大器；

23、所述第二差分放大器用于將所述第一差分放大器輸出的差分信號(hào)再次放大后輸出至所述輸出緩沖器；

24、所述輸出緩沖器用于將所述第二差分放大器輸出的差分信號(hào)傳輸?shù)娇缱璺糯笃鞯牟罘州敵龆瞬⑻峁┳杩蛊ヅ洹?/p>

25、一些實(shí)施例中，所述跨阻放大器還包括：

26、校正電路，所述校正電路的輸入端與所述輸出緩沖器的差分輸出端連接，所述校正電路的輸出端與所述第一差分放大器的差分控制端連接，所述校正電路用于根據(jù)外部復(fù)位信號(hào)對(duì)所述輸出緩沖器的差分輸出信號(hào)進(jìn)行校正。

27、第二方面，提供了一種光模塊，包括前述的跨阻放大器。

28、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種跨阻放大器及光模塊，所述跨阻放大器設(shè)有多階濾波和穩(wěn)壓電路和反饋控制電路，當(dāng)光探測(cè)器的輸入光信號(hào)發(fā)生大范圍突變時(shí)，光探測(cè)器的輸出光生電流信號(hào)也會(huì)隨之發(fā)生突變，反饋控制電路根據(jù)外部復(fù)位信號(hào)以及多階濾波和穩(wěn)壓電路的輸出信號(hào)控制前端電路，通過(guò)閉環(huán)反饋控制，使前端電路的輸出信號(hào)跟隨光探測(cè)器的輸入光信號(hào)的突變而快速響應(yīng)并迅速穩(wěn)定下來(lái)，進(jìn)而保障跨阻放大器的差分放大緩沖電路的差分輸出電壓實(shí)時(shí)快速跟隨光探測(cè)器的輸入光信號(hào)的變化而變化，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的超高速、大動(dòng)態(tài)范圍突發(fā)信號(hào)傳輸，可減小50g?pon系統(tǒng)開(kāi)銷，提高50g?pon系統(tǒng)的突發(fā)吞吐量，有效地解決了50g?pon?olt對(duì)接收上行突發(fā)光信號(hào)時(shí)的快速突發(fā)響應(yīng)技術(shù)難題。