[发明专利]高精度自动增益控制的光接收机的跨阻前置放大器

摘要

本发明公开了一种高精度自动增益控制的光接收机的跨阻前置放大器，主要解决现有跨阻前置放大器灵敏度低、信号输入范围窄、系统稳定性差的问题。其包括放大电路(1)，补偿电路(2)，增益控制电路(3)和采样电路(4)；放大电路(1)采用共源共栅结构，通过增益控制电路(3)和放大电路(1)对输入电流信号I_in进行转换和放大，输出电压信号V_{tia_out}，该电压输入到采样电路(4)后得到其均值电压V_dc，用该均值电压生成两个外部输入电压信号N_ctrl、P_ctrl，以调节增益控制电路(3)的总电阻值和补偿电路(2)的补偿值，提高输入信号范围和系统稳定性。本发明具有灵敏度高、信号输入范围宽、系统稳定性好的优点，可用于高速光纤通信系统。

主权项

一种高精度自动增益控制的光接收机的跨阻前置放大器，包括：放大电路(1)、补偿电路(2)、增益控制电路(3)和采样电路(4)；所述放大电路(1)与增益控制电路(3)构成该跨阻前置放大器的主体，用于对输入信号I_in进行预放大，以恢复信号在光纤传输过程中所造成的衰减和畸变；所述补偿电路(2)，跨接于放大电路(1)的输入端I_in与输出端V_{tia_out}，用于进行相位补偿，提高系统稳定性；所述采样电路(4)，用于对放大电路(1)的输出信号V_{tia_out}进行采样，输出均值电压V_dc，为增益控制电路(3)的两个输入控制信号N_ctrl、P_ctrl提供参考电压；其特征在于：所述放大电路(1)，其输入与输出均采用共源共栅结构，以提高增益和输入灵敏度；所述增益控制电路(3)，采用CMOS传输门型可调电阻结构，以增大输入信号范围；该电路包括：CMOS传输门和第一电阻R1、第三电阻R3，CMOS传输门由第五NMOS管M8和第四PMOS管M9组成；第一电阻R1，其一端连接到放大电路(1)的第一PMOS管M1的栅极，其另一端连接到放大电路(1)的第二PMOS管M2的漏极和第一NMOS管M4的漏极；第五NMOS管M8的漏极和第四PMOS管M9的源极连接在一起，组成CMOS传输门的一端，该端口连接到放大电路(1)的第一PMOS管M1的栅极，第五NMOS管M8的源极和第四PMOS管M9的漏极连接在一起，组成CMOS传输门的另一端，该端口连接到第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端连接到放大电路(1)的第二PMOS管M2的漏极和第一NMOS管M4的漏极，第五NMOS管M8的栅极接外部输入控制电压N_ctrl，第四PMOS管M9的栅极接外部输入控制电压P_ctrl，通过改变CMOS传输门的导通状态使其增益控制电路的总电阻值变化，进而使整个跨阻前置放大器的增益随总电阻值的变化而改变。