用于光模塊中apd器件升壓調(diào)節(jié)的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及模擬/數(shù)字混合信號集成電路設(shè)計領(lǐng)域，具體設(shè)及用于光模塊中ATO器 件升壓調(diào)節(jié)的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 雪崩二極管(APD)是光通信領(lǐng)域的通用二極管，常用于為了實現(xiàn)高接收靈敏度的 光模塊接收器件中，它的特點是要在高壓下才能產(chǎn)生雪崩效應(yīng)，從而提高器件的靈敏度。 APD的理想工作電壓通常為20-70V，為了滿足高壓要求通常要搭配升壓忍片及外圍電路實 現(xiàn)，目前調(diào)試APD電壓的方法是給ATO器件輸入光信號，調(diào)節(jié)APD電壓，監(jiān)控光模塊的接收靈 敏度，當(dāng)靈敏度達(dá)到最高時，對應(yīng)的ATO電壓即為理想電壓。
[0003] 傳統(tǒng)的Aro升壓調(diào)節(jié)電路如圖1所示，采用升壓忍片（DC-DC Converter)加外圍電 路的方式實現(xiàn)，其調(diào)節(jié)原理為:升壓忍片的FB管腳輸出一個固定電壓化B，大約在1.2V左右， APD電巧
通過更換R1與R2的電阻阻值實現(xiàn)ATO電壓的調(diào)節(jié)，但受限于光 模塊的面積和APD電壓對于精度也有一定要求，相差1-2V，靈敏度有較大差異，使得換接電 阻調(diào)節(jié)ATO電壓的方式操作起來不方便，影響了光模塊的調(diào)試效率。
[0004] 有鑒于此，急需提供一種便捷的、提高光模塊調(diào)試效率的ATO器件升壓調(diào)節(jié)電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何設(shè)計一種便捷的、提高光模塊調(diào)試效率的APD 器件升壓調(diào)節(jié)電路。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種用于光模塊中APD 器件升壓調(diào)節(jié)的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路集成于光收發(fā)忍片中，用于包括所述光 收發(fā)忍片、跨阻放大器、升壓忍片、第一電阻和第二電阻的光模塊中，
[0007] 所述升壓忍片的FB管腳接所述第二電阻的一端，并經(jīng)所述第一電阻接其ATO管腳 和所述跨阻放大器，作為所述跨阻放大器的供電電壓，所述第二電阻的另一端接地；
[000引所述跨阻放大器的輸出端接所述光收發(fā)忍片的輸入端，所述光收發(fā)忍片中的數(shù)模 轉(zhuǎn)換電路管腳接所述升壓忍片的FB管腳，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路對應(yīng)的電流的方向可為電流沉 SINK模式，即電流從所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路管腳輸入，也可為電流源SOURCE模式，即電流從所述 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路管腳輸出。
[0009] 在上述技術(shù)方案中，包括：
[0010] 第一 PM0S管~第五PM0S管組成的共源共柵偏置電流鏡，其中：所述第一 PM0S管的 源極接電源，柵極接漏極，并連接所述第四、第五PM0S管的柵極;所述第二PM0S管的源極接 電源，柵極接所述第SPM0S管的柵極和所述第四PM0S管的漏極，漏極接所述第四PM0S管的 源極;所述第^PMOS管的源極接電源，漏極接所述第五PM0S管的源極;所述第四PM0S管的漏 極接傳輸口；所述第五PM0S管的漏極接第六PM0S管的源極；
[0011] 所述傳輸口由第一NMOS管與第屯PMOS管組成，所述第一NMOS管與所述第屯PMOS管 的柵極分別接一對反向信號SINKB和SINK;
[0012]反相器，由第四NM0S管與第八PM0S管組成，提供反向信號SINKB和SINK;
[0013] 所述第六PM0S管為一個獨立的PM0S開關(guān)，漏極接第二NM0S管的漏極，作為所述數(shù) 模轉(zhuǎn)換電路的輸出端，柵極接所述第二NM0S管的柵極，并連接所述信號SINK;
[0014] 所述第二NM0S管為一個獨立的NM0S開關(guān)，源極接N個NM0S管；
[001日]第SN10S管與所述N個NM0S管組成的SINK模式電流鏡構(gòu)成了 N位數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的 輸出電流，所述第Ξ醒0S管的柵極接漏極，并連接所述N個醒0S管的柵極，所述第Ξ醒0S管 的源極接地;所述N個NM0S管的源極接地，漏極分別接對應(yīng)的N個NM0S開關(guān)的源極；
[0016] 所述N個醒0S開關(guān)用于實現(xiàn)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的位數(shù)選擇功能，其柵極分別由N位 邏輯信號控制，漏極接入所述傳輸口。
[0017] 在上述技術(shù)方案中，當(dāng)所述信號SINK為邏輯高電平時，所述信號SINKB為邏輯低電 平，所述傳輸口關(guān)斷，所述第二醒0S管導(dǎo)通，受所述N位邏輯信號控制的所述SINK模式電流 鏡構(gòu)成的N位數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出電流從所述光收發(fā)忍片中的所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路管腳輸 入。
[0018] 在上述技術(shù)方案中，當(dāng)所述信號SINK為邏輯低電平時，所述信號SINKB為邏輯高電 平，所述傳輸口導(dǎo)通，所述第二NM0S管關(guān)斷，所述第六PM0S管導(dǎo)通，受所述N位邏輯信號控制 的所述SINK模式電流鏡構(gòu)成的N位數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的輸出電流流過傳輸口，再經(jīng)過所述共源 共柵偏置電流鏡轉(zhuǎn)換為SOURCE模式電流源，然后流經(jīng)所述第六PM0S管，從所述光收發(fā)忍片 中的所述數(shù)模轉(zhuǎn)換電路管腳輸出。
[0019] 本發(fā)明可W在不更改第一電阻和第二電阻阻值的情況下，只需要配合軟件更改N 位數(shù)模轉(zhuǎn)換電路對應(yīng)的D1~化寄存器位及位數(shù)選擇SINK寄存器位，即可實現(xiàn)ATO電壓在20 ~70V的調(diào)節(jié)，大大提高了光模塊調(diào)試效率。
【附圖說明】
[0020] 圖1為傳統(tǒng)的ATO升壓調(diào)節(jié)電路；
[0021] 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種用于光模塊中APD器件升壓調(diào)節(jié)的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路 集成于光收發(fā)忍片中的功能框圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明實施例提供的一種用于光模塊中APD器件升壓調(diào)節(jié)的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路 的電路圖。
【具體實施方式】
[0023] 本發(fā)明提供了一種內(nèi)置于光收發(fā)忍片(Transceiver 1C)的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路設(shè)計，搭 配軟件實現(xiàn)了便捷的對AH)器件的升壓調(diào)節(jié)，克服了在光模塊上更換第一電阻R1與第二電 阻R2的阻值帶來的光模塊調(diào)試效率低下的問題，適用于光模塊收發(fā)集成電路。
[0024] 下面結(jié)合說明書附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做出詳細(xì)的說明。
[0025] 如圖2所示，為本發(fā)明實施例提供的一種用于光模塊中APD器件升壓調(diào)節(jié)的數(shù)模轉(zhuǎn) 換電路集成于光收發(fā)忍片中的功能框圖，該數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC集成于光收發(fā)忍片中，用于包 括光收發(fā)忍片、跨阻放大器TIA、升壓忍片(DC-DC Convener)、第一電阻R1和第二電阻R2的 光模塊中，升壓忍片的FB管腳接第二電阻R2的一端，并經(jīng)第一電阻R1接其Aro管腳和跨阻放 大器TIA，作為跨阻放大器TIA的供電電壓，第二電阻R2的另一端接地;跨阻放大器TIA的輸 出端接光收發(fā)忍片的輸入端RXIP/RXIN，光收發(fā)忍片中的DAC管腳接升壓忍片的FB管腳，數(shù) 模轉(zhuǎn)換電路DAC對應(yīng)的電流的方向可為電流沉SINK模式，即電流從DAC管腳輸入，也可為電 流源SOURCE模式，即電流從DAC管腳輸出。
[0026] 相較于傳統(tǒng)的ATO升壓調(diào)節(jié)電路，本發(fā)明增加了一個數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC，該數(shù)模轉(zhuǎn) 換電路DAC集成于光模塊的光收發(fā)忍片中，具有位數(shù)選擇功能，即數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC電流的 方向可為電流沉(SINK)模式，也可為電流源(SOURCE)模式，SINK模式是數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC電 流流入DAC管腳，SOURCE模式是數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC電流流出DAC管腳。運樣設(shè)計的原因是考慮 到在選定第一電阻R1和第二電阻R2之后，所需的理想ATO電壓有往大調(diào)也有往小調(diào)的可能， 如果數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC電流設(shè)計為一個固定的流向，如SINK模式，根據(jù)圖2可得，APD電壓
.Μ，因為Idac > 0，所WVapd只能往大調(diào)。
[0027] 本發(fā)明將數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC電流設(shè)計為極性可選，奶
通過配合軟件調(diào)節(jié)數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC對應(yīng)的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC電流Idac設(shè)定寄存器，及調(diào)節(jié) 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC電流Idac位數(shù)控制寄存器，可W靈活的調(diào)節(jié)APD電壓。除此之外，因為Idac是 由寄存器控制，其調(diào)節(jié)步徑由數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC的位數(shù)及滿量程決定，可W做到很小，可W 實現(xiàn)ATO電壓小步徑的調(diào)節(jié)，運就解決了 ATO電壓對于精度的要求。同時，本發(fā)明不額外增加 光模塊應(yīng)用中的元器件，提高了光模塊的調(diào)試效率。
[0028] 其中，本發(fā)明實施例提供的一種用于光模塊中APD器件升壓調(diào)節(jié)的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路 DAC的電路圖如圖3所示，該電路包括電源VDD、5個PM0S管組成的共源共柵偏置電流鏡、N+1 個醒0S管組成的SINK模式電流鏡、N個醒0S