[发明专利]基于门控雪崩光电二极管的光通信接收装置及方法

权利要求书

1.一种基于门控雪崩光电二极管的光通信接收装置，包含用于探测光信号并将其转换为电信号进行雪崩放大处理的雪崩光电二极管模块，及雪崩光电二极管模块提供直流偏执电压的偏置电压模块，其特征在于，还包含：用于通过产生门控信号使雪崩光电二极管交替工作在线性模式与盖革模式下的门控信号模块，通过直流偏执电压和门控信号共同作用来增加雪崩光电二极管盖革工作模式下的增益以探测微弱光信号。

2.根据权利要求1所述的基于门控雪崩光电二极管的光通信接收装置，其特征在于，所述门控信号模块包含用于接收外部参考时钟光信号并将其转换为外部参考时钟电信号的时钟信号光接收子模块，用于依据外部参考时钟电信号来调整系统时钟以同步收发系统时钟信号的信号时延子模块，及用于产生与时钟信号同步的门控信号的门控信号产生子模块。

3.根据权利要求2所述的基于门控雪崩光电二极管的光通信接收装置，其特征在于，所述门控信号产生子模块包含用于生成正弦波信号的锁相环频率合成电路，及用于对正弦波信号频率和幅度进行整形放大处理的整形放大电路。

4.根据权利要求3所述的基于门控雪崩光电二极管的光通信接收装置，其特征在于，所述锁相环频率合成电路包含锁相环芯片或FPGA或晶振，及与锁相环芯片或FPGA或晶振电路连接的鉴相器、环路滤波器和压控振荡器。

5.根据权利要求1所述的基于门控雪崩光电二极管的光通信接收装置，其特征在于，还包含：用于抑制门控信号容性干扰噪声的门控噪声抑制电路。

6.根据权利要求5所述的基于门控雪崩光电二极管的光通信接收装置，其特征在于，所述门控噪声抑制电路包含用于抑制点频正弦波作为门控信号引起噪声的滤波电路，其中，滤波电路包含带阻滤波器和低通滤波器。

7.根据权利要求5所述的基于门控雪崩光电二极管的光通信接收装置，其特征在于，所述门控噪声抑制电路包含用于抑制周期脉冲作为门控信号引起噪声的自差分电路，其中，自差分电路包含分束器、延迟线及差分电路。

8.根据权利要求1或5所述的基于门控雪崩光电二极管的光通信接收装置，其特征在于，还包含：用于对雪崩放大信号进行放大处理的放大器，及用于对放大处理后的电信号进行鉴别整形处理的整形电路。

9.一种基于门控雪崩光电二极管的光通信接收方法，其特征在于，基于权利要求1所述的光通信接收装置实现，包含如下内容：

雪崩光电二极管在直流偏置电压和门控信号共同作用下，使其反向电压超出雪崩击穿电压，则雪崩光电二极管工作在盖革模式，通过增大雪崩增益对入射的微弱光信号进行检测并输出雪崩信号。

10.根据权利要求9所述的基于门控雪崩光电二极管的光通信接收方法，其特征在于，门控信号为点频正弦波或为周期脉冲，当门控信号为点频正弦波时，利用带阻滤波器将门控信号导致的点频正弦波频率及其高次谐波频率滤除，通过低筒滤波器将截止频率大于或等于带阻滤波器最大阻带频率噪声滤除；当门控信号为周期脉冲时，利用分束器将雪崩光电二极管输出信号一分为二，其中一路信号延时处理，并通过合路器或差分放大器将两路信号进行差分，将相邻周期的门控噪声相互抵消。