突髮型光接收器的製作方法
2023-05-16 15:46:06
專利名稱:突髮型光接收器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一突髮型光接收器，特別是涉及一當無光信號輸入時，不受噪聲影響的突髮型光接收器。
背景技術：
突髮型光接收器(optical burst mode receiver)廣泛應用於接收多個並聯輸入且傳輸距離個別不同的光通訊網路單元所傳輸的光訊號。多個光通訊網路單元使用同一光接收器傳遞數據，由於距離不同，傳遞至接收器的數據會有一空窗期，接收器無法判斷該空窗期的長短，該行為稱為突髮型。由於每個光通訊網路單元與突髮型光接收器的距離不同，信號強度與品質各不相同，如何準確的識別每個光通路網絡單元所傳送來的信號就成為突髮型光接收器的設計重點。
圖1為一傳統突爆型光接收器的方塊圖。該突爆型光接收器包括一光傳感器11，一傳阻放大器(transimpedance amplifier，TIA)12以及一極限放大器(limiting amplifier)13。光傳感器11接收光信號L1，並將其轉換為一電流信號S1；其中電流信號S1對應於光信號L1的強度而有不同的信號電平。傳阻放大器12接收該電流信號S1並將其轉換為一第一傳輸信號S2以及一第二傳輸信號S3；其中第一傳輸信號S2以及第二傳輸信號S3為將電流信號S1以一直流電平為基礎，放大為相位相反的對稱信號。極限放大器13接收第一傳輸信號S2以及第二傳輸信號S3並輸出一數據信號S4；其中該數據信號S4為數位訊號。
極限放大器為一反應相當靈敏的組件，非常適合用於將突爆型光接收器所接收的突爆型信號放大為數位訊號。但是在無光信號輸入時，極限放大器會因為噪聲的影響而產生振蕩，若長時間震蕩的情況下會造成放大器的損壞。某些傳統的設計嘗試通過對極限放大器的單端或雙端輸入信號做積分或回授等等處理，於無光信號輸入時使極限放大器的二輸入信號端具有不同的電平而防止因噪聲引起的振蕩行為。但是對極限放大器的輸入信號做處理均需要時間反應，而影響信號品質以及訊號判斷結果。
發明內容本發明提供一種突髮型光接收器，包括一光傳感器接收一光信號並將其轉換為一電流信號；一傳阻放大器接收該電流信號並將其轉換為一第一傳輸信號以及一第二傳輸信號；一極限放大器有一第一輸入端及一第二輸入端，並有一輸出端輸出一數據信號；以及一控制電路耦接於該第一傳輸信號以及該第二傳輸信號，藉以判別該光信號是否有效；其中該控制電路進一步耦接於該極限放大器的該第一輸入端及該第二輸入端。當該光信號有效時，該控制電路控制該第一輸入端及該第二輸入端分別耦接到該第一傳輸信號以及該第二傳輸信號藉以產生該數據信號；當該光信號無效時，該控制電路控制該第一輸入端及該第二輸入端耦接到不同的電壓電平，藉以使該數據信號為一固定電平。
本發明通過結合附圖的詳細說明將會比較容易全盤了解，附圖僅為圖解之用而非將本發明限制於附圖的範圍。
圖1為一傳統突爆型光接收器的方塊圖。
圖2為根據本發明一實施例的一突爆型光接收器的方塊圖。
圖3A及圖3B是圖2中的檢測電路241的二個實施例。
附圖符號說明11、21～光接收器12、22～傳阻放大器13、23～極限放大器24～控制電路241～檢測電路242～切換電路R1～第一電阻R2～第二電阻R3～第三電阻
S1～開關2411～第一自動電平追蹤控制電路2412～第二自動電平追蹤控制電路2413～比較器具體實施方式
針對突爆型光信號以及極限放大器的特性，本發明提供一機制，可以在沒有光信號輸入時，通過快速反應的切換電路，提供不同的電壓電平給極限放大器的二輸入端，防止極限放大器因為噪聲而產生振蕩行為。
圖2為根據本發明一實施例的一突爆型光接收器的方塊圖。該突爆型光接收器包括一光傳感器21，一傳阻放大器22，一極限放大器23以及一控制電路24。光傳感器21接收光信號L1，並將其轉換為一電流信號S1；其中電流信號S1對應於光信號L1的強度而有不同的信號電平。傳阻放大器22接收該電流信號S1並將其轉換為一第一傳輸信號S2以及一第二傳輸信號S3；其中第一傳輸信號S2以及第二傳輸信號S3為將電流信號S1以一直流電平為基礎，放大為相位相反的對稱信號。
控制電路24耦接於傳阻放大器22以及極限放大器23之間。控制電路24包括一檢測電路241耦接於該第一傳輸信號S2以及該第二傳輸信號S3並輸出一判別信號J；當該光信號L1有效時，輸出的該判別信號J為有效。其中該控制電路24進一步包括一切換電路242耦接於該極限放大器23的一第一輸入端及一第二輸入端並根據該判別信號J分別調整該第一輸入端及該第二輸入端耦接的信號。
切換電路242包括一第一電阻R1一第二電阻R2以及一由開關S1以及一第三電阻R3構成的調整電路。第一電阻R1有一第一端耦接於該第一輸入端以及該第一傳輸信號S2，以及一第二端耦接至一參考電壓；第二電阻R2有一第一端耦接於該第二輸入端以及該第二傳輸信號，以及一第二端耦接至該參考電壓，其中該第一電阻及該第二電阻的電阻值相同。開關S1接收該判斷信號J並與第三電阻R3串聯耦接至一地電壓。
當該判別信號J有效時，開關S1關閉，極限放大器23的該第一輸入端及該第二輸入端分別經過相同電阻值的電阻偏壓且耦接到該第一傳輸信號S2以及該第二傳輸信號S3藉以產生該數據信號S4。當該判斷信號J無效時，該開關S1導通藉以使該第一輸入端通過該第三電阻R3電性耦接至該地電壓。因此極限放大器23的該第一輸入端及該第二輸入端耦接到不同的電壓電平，藉以使該數據信號S4為一固定電平。
請注意，切換電路242的功能為接收判別信號J而使極限放大器23於判別信號J有效時正常接收該第一傳輸信號S2以及該第二傳輸信號S3藉以產生該數據信號S4，並於判別信號J無效時將極限放大器23的該第一輸入端及該第二輸入端耦接到不同的電壓電平，藉以使該數據信號S4為一固定電平。本實施例中的實施方式僅供示範本發明操作之用，本領域的技術人員可利用有同樣功能的各種設計在不背離本發明的精神的前提下來達到同樣的效果。
圖3A是圖2中的檢測電路241的一實施例。在本實施例中，該檢測電路241包括-自動電平追蹤控制電路有一輸入端耦接至該第二傳輸信號S3，並有一輸出端輸出該判別信號J。該自動電平追蹤控制電路為利用電晶體開關對電容的充電效應，達到類似低通電路的動作，而於該光信號L1有效時輸出一電壓值(有效)，並於該光信號L1無效時輸出相當於地電壓的電平(無效)。該自動電平追蹤控制電路亦可於實施對應的設計修正後，改為耦接於第一傳輸信號S2而輸出相同動作的該判別信號J(圖中未顯示)。
圖3B是圖2中的檢測電路241的另一實施例。在本實施例中，檢測電路241包括-第一自動電平追蹤控制電路2411，一第二自動電平追蹤控制電路2412以及一比較器2413。比較器2413有一第一輸入瑞(正端)及一第二輸入端(負端)，並有一輸出端輸出該判別信號J。第一自動電平追蹤控制電路2411有一輸入端耦接至該第一傳輸信號S2，並有一輸出端耦接至該比較器的該第一輸入端。第二自動電平追蹤控制電路2412有一輸入端耦接至該第二傳輸信號S3，並有一輸出端耦接至該比較器的該第二輸入端。當該光信號L1有效時，第一自動電平追蹤控制電路2411的輸出將高於第二自動電平追蹤控制電路2412，比較器2413輸出一高邏輯電平的該判別信號J(有效)。當該光信號L1無效時，第一自動電平追蹤控制電路2411的輸出將小於第二自動住準追蹤控制電路2412，比較器2413輸出一低邏輯電平的該判別信號J(無效)。
請注意，在此二實施例中，檢測電路241的功能為於光信號L1有效時，輸出一有效的判別信號J，並於光信號L1有效時，輸出一無效的判別信號J。此二實施例中的施作方式僅供示範本發明操作之用，本領域的技術人員可利用有同樣功能的各種設計在不背離本發明的精神的前提下來達到同樣的效果。
應用本發明提供的控制電路，可以利用簡潔的電路設計，達到使突髮型光接收器中的極限放大器在輸入的光信號為無效時，二接收瑞接收不同的電壓電平而使其輸出為一固定值，而非如傳統設計中容易因噪聲而產生振蕩。除此之外，在輸入的光信號為有效時，極限放大器所接收的信號並未經過額外的信號處理，信號品質不被影響而可充分利用極限放大器的靈敏特性。
雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然其並非用以限定本發明，本領域的技術人員在不脫離本發明的精神和範圍的前提下可作若干的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍以本發明的權利要求
為準。
權利要求
1.一種突髮型光接收器，包括一光傳感器接收一光信號並將其轉換為一電流信號；一傳阻放大器接收該電流信號並將其轉換為一第一傳輸信號以及一第二傳輸信號；一極限放大器具有一第一輸入端及一第二輸入端，並具有一輸出端輸出一數據信號；以及一控制電路耦接於該第一傳輸信號以及該第二傳輸信號，藉以判別該光信號是否有效；其中該控制電路進一步耦接於該極限放大器的該第一輸入端及該第二輸入端當該光信號有效時，該控制電路控制該第一輸入端及該第二輸入端分別耦接到該第一傳輸信號以及該第二傳輸信號藉以產生該數據信號；當該光信號無效時，該控制電路控制該第一輸入端及該第二輸入端耦接到不同的電壓電平，藉以使該數據信號為一固定電平。
2.如權利要求
1所述的突髮型光接收器，其中該控制電路包含一檢測電路耦接於該第一傳輸信號以及該第二傳輸信號並輸出一判別信號；當該光信號有效時，輸出的該判別信號為有效；以及一切換電路接收該判別信號，並根據該判別信號分別調整該第一輸入端及該第二輸入端耦接的信號。
3.如權利要求
2所述的突髮型光接收器，其中該切換電路包括一第一電阻具有一第一端耦接於該第一輸入端以及該第一傳輸信號，以及一第二端耦接至一參考電壓；一第二電阻具有一第一端耦接於該第二輸入端以及該第二傳輸信號，以及一第二端耦接至該參考電壓，其中該第一電阻及該第二電阻的電阻值相同；以及一調整電路耦接至該第一輸入端，該調整電路並包括一開關接收該判斷信號並與一第三電阻串聯耦接至一地電壓；其中當該判斷信號無效時，該開關導通藉以使該第一輸入端通過該第三電阻電性耦接至該地電壓。
4.如權利要求
2所述的突髮型光接收器，其中該檢測電路包括一自動電平追蹤控制電路具有一輸入端耦接至該第一傳輸信號，並具有一輸出端輸出該判別信號。
5.如權利要求
2所述的突髮型光接收器，其中該檢測電路包括一自動電平追蹤控制電路具有一輸入端耦接至該第二傳輸信號，並具有一輸出端輸出該判別信號。
6.如權利要求
2所述的突髮型光接收器，其中該檢測電路包括一比較器具有一第一輸入端及一第二輸入端，並具有一輸出端輸出該判別信號；一第一自動電平追蹤控制電路具有一輸入端耦接至該第一傳輸信號，並具有一輸出端耦接至該比較器的該第一輸入端；以及一第二自動電平追蹤控制電路具有一輸入端耦接至該第二傳輸信號，並具有一輸出端耦接至該比較器的該第二輸入端。
專利摘要
一種突髮型光接收器，包括一光傳感器接收一光信號並將其轉換為一電流信號；一傳阻放大器接收該電流信號並將其轉換為一第一傳輸信號以及一第二傳輸信號；一極限放大器有一第一輸入端及一第二輸入端，並有一輸出端輸出一數據信號；以及一控制電路耦接於該第一傳輸信號以及該第二傳輸信號，藉以判別該光信號是否有效；其中該控制電路進一步耦接於該極限放大器的該第一輸入端及該第二輸入端。當該光信號有效時，該控制電路控制該第一輸入端及該第二輸入端分別耦接到該第一傳輸信號以及該第二傳輸信號藉以產生該數據信號；當該光信號無效時，該控制電路控制該第一輸入端及該第二輸入端耦接到不同的電壓電平，藉以使該數據信號為一固定電平。
文檔編號H04B10/152GK1992562SQ200510003425
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月30日
發明者端木家傑, 李詩偉, 張巨勳, 江柏俊, 鄭至峰 申請人:財團法人工業技術研究院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan