[发明专利]高速突发光接收机前端电路

权利要求书

1.一种高速突发光接收机前端电路，其特征在于包括：第一光电转换器(PD1)，用于将接收到的光信号转换为电流信号；第一反相跨阻放大器(A1)，将所述光电转换电路输出的弱电流信号放大为后级电路可以处理的电压信号；第一跟随器(A3)，隔离后级电路对前述跨阻放大器输出的影响；快速响应的负峰检测电路(X5)，检测第一跟随器(A3)输出电压的负峰值Vmin；比较器(X8)，将前述负峰检测结果Vmin与预设值比较并放大，生成自动增益控制信号AGC；阈值提取电路(X7)；单转双电路(X9)；第二光电转换器(PD2)，始终工作在暗电流状态；第二反相跨阻放大器(A2)；第二跟随器(A4)；第二负峰检测电路(X6)；

第一光电转换器(PD1)，第一反相跨阻放大器(A1)，第一跟随器(A3)串联连接，第一跟随器(A3)输出的电压同时送入第一负峰检测电路(X5)与单转双电路(X9)，第二负峰检测电路(X5)的检出结果为负峰值Vmin；

第二光电转换器(PD2)，第二反相跨阻放大器(A2)，第二跟随器(A4)串联连接，第二跟随器(A4)的输出电压送入第二负峰检测电路(X6)，检出结果为参考电平Vmax；

阈值提取电路(X7)对Vmax与Vmin取均值，得到阈值电平V_TH；

第二跟随器(A4)的输出电压与提取出的阈值电平送入单转双电路(X9)，得到差分的输出电压信号Out+和Out-。

2.如权利要求1所述的高速突发光接收机前端电路，其特征在于第一反相跨阻放大器(A1)、第二反相跨阻放大器(A2)包括：调节共源共栅结构输入级，由第一NMOS管(M1)、第二NMOS管(M2)、第三NMOS管(M3)以及第四PMOS管(M4)、第五PMOS管(M5)构成；主放大电路，由第六NMOS管(M6)、第七NMOS管(M7)、第九NMOS管(M9)以及第八PMOS管(M8)构成；可调节反馈回路，由第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第十NMOS管(M10)和第十一PMOS管(M11)构成；共源共栅结构输入级与主放大电路相级联，可调节反馈回路跨接在主放大电路的输出节点与输入节点之间，具体连接方式为：

第一NMOS管(M1)的栅级连接第二NMOS管(M2)的漏极，第一NMOS管(M1)的源极为光电流的输入节点，并同时与第二NMOS管(M2)的栅极、第三NMOS管(M3)的漏极相连；第一NMOS管(M1)的漏极连接PMOS管第四PMOS管(M4)的漏极，第一NMOS管(M1)的漏极同时为RGC输入电路的输出节点；第二NMOS管(M2)的源极接地，漏极连接第五PMOS管(M5)的漏极；第三NMOS管(M3)的栅极连接偏置电压V_b2，源极接地；第四PMOS管(M4)、第五PMOS管(M5)的栅极均接偏置电压V_b1，源极均接电源电压VDD；

第六NMOS管(M6)的栅极为主放大器的输入节点，连接第一NMOS管(M1)的漏极，第六NMOS管(M6)的漏极连接电源电压，第六NMOS管(M6)的源极同时连接第七NMOS管(M7)的漏极与第九NMOS管(M9)的栅极；第七NMOS管(M7)的源极接地，栅极接第二偏置电压V_b2；第八PMOS管(M8)的栅极接第一偏置电压Vb1，源极接电源电压，漏极接第九NMOS管(M9)的漏极；第九NMOS管(M9)的源极接地，栅极接第六NMOS管(M6)的源极，漏极接第八PMOS管(M8)的漏极，第九NMOS管(M9)的漏极为主放大器的输出节点；

第十NMOS管(M10)的源极连接主放大器的输出节点即第九NMOS管(M9)的漏极，漏极连接第二电阻(R2)的负端；第一电阻(R1)连接第十NMOS管(M10)的栅极与漏极，构成有源电感；第二电阻(R2)连接第一电阻(R1)与主放大器的输入节点即第六NMOS管(M6)的栅极；第十一PMOS管(M11)以有源电阻的形式与第二电阻(R2)并联连接，源极接在第二电阻(R2)的负端，漏极接在第二电阻(R2)的正端，栅极接增益控制信号AGC。

3.如权利要求1所述的高速突发光接收机前端电路，其特征是第一负峰检测电路(X5)、第二负峰检测电路(X6)包括：一个误差放大器，一个差分放大器，一个充放电电路，两个参数不同的源极跟随器和一个复位开关；

误差放大器由第十二NMOS管(M12)、第十三NMOS管(M13)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)构成：第十二NMOS管(M12)的源极与第十三NMOS管(M13)的源极以及第五电阻(R5)的正端相连接，第五电阻(R5)的负端接地，第十二NMOS管(M12)的栅极接输入信号(Sig_in)，第十三NMOS管(M13)的栅极接反馈信号(V_FB)，第十二NMOS管(M12)的漏极串联第三电阻(R3)后连接到电源(VDD)，第十三NMOS管(M13)的漏极串联第四电阻(R4)后连接到电源电压(VDD)，第十二NMOS管(M12)的漏极与第十三NMOS管(M13)的漏极为误差放大器的输出，定义误差放大器的增益为A_v；

差分放大器由第十四NMOS管(M14)、第十五NMOS管(M15)、第十六NMOS管(M16)构成；第十四NMOS管(M14)的栅极连接到第四偏置电压Vb4，源极连接至地，漏极与第十五NMOS管(M15)的源极和第十六NMOS管(M16)的源极相连接；第十五NMOS管(M15)的栅极连接至第十三NMOS管(M13)的漏极，漏极连接到电源(VDD)；第十六NMOS管(M16)的栅极连接至第十二NMOS管(M12)的漏极，漏极连接RC充放电电路中第六电阻(R6)的负端，定义差分对的电流全部流经第十四NMOS(M14)管所在支路时，第十四NMOS管(M14)上的过驱动电压为V_OV；

充电电路由串联连接的第六电阻(R6)、第一电容(C1)构成：第六电阻(R6)的负端连接差分放大器中第十六NMOS管(M16)的漏极，正端连接第一电容(C1)的负极，第一电容(C1)的正极连接电源电压；

第十七NMOS管(M17)与第十八NMOS管(M18)构成一个源极跟随器，第十七NMOS管(M17)的栅极接第十六NMOS管(M16)的漏极，漏极接电源电压，源极接第十八NMOS管(M18)的漏极并作为反馈信号(VFB)连接至第十三NMOS管(M13)的栅极，第十八NMOS管(M18)的源极接地，栅极接第四偏置电压Vb4；第十九NMOS管(M19)与第二十NMOS管(M20)构成另一个源极跟随器，第十九NMOS管(M19)的栅极接第二十NMOS管(M20)的漏极，漏极接电源电压，源极接第二十NMOS管(M20)的漏极并作为检测结果(NPD)送出，第二十NMOS管(M20)的源极接地，栅极接第四偏置电压Vb4；设置第十九NMOS管(M19)与第二十NMOS管(M20)的宽长比小于第十七NMOS管(M17)与第十八NMOS管(M18)的宽长比，使得当源跟随器在预设的偏置电压下工作时，有V_GS，8-V_GS，6＝Vov/Av；

复位开关为开关PMOS管(M21)，其栅极连接复位信号/RST，源极与漏极跨接在电容C1的两端。