一種用於交流信號通道輸出快速開關的控制方法
2023-05-18 06:43:51 1
一種用於交流信號通道輸出快速開關的控制方法
【專利摘要】本發明提供了一種用於交流信號通道輸出快速開關的控制方法，採用差分控制的方法，通過加入使能控制信號，使電路在處於使能狀態時，信號通道正常工作，電路在處於不使能狀態時，將電流旁路到電阻上，從而實現了快速信號輸出級快速關閉。
【專利說明】一種用於交流信號通道輸出快速開關的控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光通信領域，尤其涉及交流信號通道輸出快速開關的控制方法。
技術背景
[0002]在無源光網絡PON的系統中，局端ONU的光信號要求可以快速的進行開關。尤其是在GPON系統中，要求光信號在小於12ns的時間內進行快速的開啟和關閉。驅動雷射器發光需要比較大的電流(10?120mA)，要讓這麼大的電流源進行快速的開關是比較困難的。參考圖1，現有技術中採用兩種方法來實現雷射器的快速關閉，第一種方法是通過採樣開關Kl直接對輸出交流通路進行開關。第二種方法是用採樣開關K2、K3對輸出級進行開關，當Κ2、Κ3閉合時，電晶體Μ12、Μ14的柵極電壓被拉到接地，從而一直處於關閉狀態。
[0003]上述第一種方法的缺陷在於，開關時間長，輸出級電流源17在每次開關動作時都要重新建立工作點，17的電流從O上升到正常的工作電流，寄生的電阻電容需要有一個充電時間。
[0004]上述第二種方法的缺陷在於，當Κ2、Κ3閉合時，V3、V4的電平接近地電平，導致電晶體Μ13、Μ11的柵源電壓、源漏電壓突然增大，從而電晶體Μ13、Μ11會有很大的電流，系統功耗明顯增加。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的主要技術問題是提供一種用於交流信號通道輸出快速開關的控制方法，能夠控制終端雷射器快速打開或關閉，同時保持系統功耗穩定。
[0006]本發明所要解決的次要技術問題是提供一種使用上述方法設計的用於交流信號通道輸出快速開關的控制電路。
[0007]為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種用於交流信號通道輸出快速開關的控制方法，其特徵在於:採用差分控制的方法，通過加入使能控制信號，在電路處於使能狀態時，信號通道正常工作；在電路處於不使能狀態時，將電流旁路到電阻上，從而實現了信號輸出級的快速關閉。
[0008]一種用於交流信號通道輸出快速開關的控制電路，包括:
[0009]第一電晶體Μ1，所述第一電晶體Ml的柵極與第一使能控制信號BENP連接；所述第一電晶體Ml的漏極與第一電阻Rl的一端連接；所述第一電阻Rl的另一端與電源電壓Vdd連接；
[0010]第二電晶體M2，所述第二電晶體M2的柵極與第二使能控制信號BENN連接；所述第二電晶體M2的源極與所述第一電晶體Ml的源極連接；所述第二電晶體M2的漏極與第二電阻R2的一端連接；所示第二電阻R2的另一端與電源電壓Vdd連接；
[0011]第三電晶體M3，所述第三電晶體M3的柵極與第三電阻R3連接；所述第三電晶體M3的漏極與所述第二電晶體M2的漏極連接；所述第三電阻R3的另一端與電源電壓Vdd連接；[0012]第四電晶體M4，所述第四電晶體M4的柵極與第一數據輸入信號INP連接；所述第四電晶體M4的漏極與所述第二電晶體M2的源極連接；
[0013]第五電晶體M5，所述第五電晶體M5的柵極與第二數據輸入信號INN連接；所述第五電晶體M5的漏極與所述第三電晶體M3的源極連接；所述第五電晶體M5的源極與所述第四電晶體M4的源極連接；
[0014]第六電晶體M6，所述第六電晶體M6的柵極與所述第一電晶體Ml的漏極連接；所述第六電晶體M6的漏極與電源電壓Vdd連接；
[0015]第七電晶體M7，所述第七電晶體M7的柵極與所述第二電晶體M2的漏極連接；所述第七電晶體M7的漏極與電源電壓Vdd連接；
[0016]第八電晶體M8，所述第八電晶體M8的柵極與所述第六電晶體M6的源極連接；所述第八電晶體M8的漏極與第四電阻R4的一端連接；所述第四電阻R4的另一端與電源電壓Vdd連接；
[0017]第九電晶體M9，所述第九電晶體M9的柵極與所述第七電晶體M7的源極連接；所述第九電晶體M9的源極與所述第八電晶體M8的源極連接；所述第九電晶體M9的漏極與雷射器LD的負極連接；所述雷射器LD的正極與電源電壓Vdd連接；
[0018]第一電流源II，所述第一電流源Il的一端與所述第四電晶體M4的源極連接；所述第一電流源Ii的另一端接地；
[0019]第二電流源12，所述第二電流源12的一端與所述第六電晶體M6的源極連接，所述第二電流源12的另一端接地；
[0020]第三電流源13，所述第三電流源13的一端與所述第七電晶體M7的源極連接，所述第三電流源13的另一端接地；
[0021]第四電流源14，所述第四電流源14的一端與所述第八電晶體M8的源極連接，所述第四電流源14的另一端接地。
[0022]與現有技術相比，本發明提供的方法具有以下有益效果:
[0023]1.通過加入使能控制信號，在交流信號通道不使能時，將電流旁路到電阻上，從而不需要關閉電流源，所以能夠在2ns實現對雷射器的快速關閉，很好地滿足了 GPON的應用要求。
[0024]2.在實現了對雷射器快速關閉的同時，系統的功耗保持穩定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1為現有技術中對雷射器進行快速開關的控制電路圖；
[0026]圖2為實施例中一種用於交流信號通道輸出快速開關的控制電路圖。
【具體實施方式】
[0027]下文結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。
[0028]本實施例中，以電源電壓Vdd為3.3V，工藝為0.35um CMOS工藝為例說明電壓工作情況。MOS管的閾值電壓Vth=0.75V左右。
[0029]參考圖2，一種用於交流信號通道輸出快速開關的控制電路圖，包括:
[0030]第一電晶體M1，所述第一電晶體Ml的柵極與第一使能控制信號BENP連接；所述第一電晶體Ml的漏極與第一電阻Rl的一端連接；所述第一電阻Rl的另一端與電源電壓Vdd連接；
[0031]第二電晶體M2，所述第二電晶體M2的柵極與第二使能控制信號BENN連接；所述第二電晶體M2的源極與所述第一電晶體Ml的源極連接；所述第二電晶體M2的漏極與第二電阻R2的一端連接；所示第二電阻R2的另一端與電源電壓Vdd連接；
[0032]第三電晶體M3，所述第三電晶體M3的柵極與第三電阻R3連接；所述第三電晶體M3的漏極與所述第二電晶體M2的漏極連接；所述第三電阻R3的另一端與電源電壓Vdd連接;
[0033]第四電晶體M4，所述第四電晶體M4的柵極與第一數據輸入信號INP連接；所述第四電晶體M4的漏極與所述第二電晶體M2的源極連接；
[0034]第五電晶體M5，所述第五電晶體M5的柵極與第二數據輸入信號INN連接；所述第五電晶體M5的漏極與所述第三電晶體M3的源極連接；所述第五電晶體M5的源極與所述第四電晶體M4的源極連接；
[0035]第六電晶體M6，所述第六電晶體M6的柵極與所述第一電晶體Ml的漏極連接；所述第六電晶體M6的漏極與電源電壓Vdd連接；
[0036]第七電晶體M7，所述第七電晶體M7的柵極與所述第二電晶體M2的漏極連接；所述第七電晶體M7的漏極與電源電壓Vdd連接；
[0037]第八電晶體M8，所述第八電晶體M8的柵極與所述第六電晶體M6的源極連接；所述第八電晶體M8的漏極與第四電阻R4的一端連接；所述第四電阻R4的另一端與電源電壓Vdd連接；
[0038]第九電晶體M9，所述第九電晶體M9的柵極與所述第七電晶體M7的源極連接；所述第九電晶體M9的源極與所述第八電晶體M8的源極連接；所述第九電晶體M9的漏極與雷射器LD的負極連接；所述雷射器LD的正極與電源電壓Vdd連接；
[0039]第一電流源II，所述第一電流源Il的一端與所述第四電晶體M4的源極連接；所述第一電流源Ii的另一端接地；
[0040]第二電流源12，所述第二電流源12的一端與所述第六電晶體M6的源極連接，所述第二電流源12的另一端接地；
[0041]第三電流源13，所述第三電流源13的一端與所述第七電晶體M7的源極連接，所述第三電流源13的另一端接地；
[0042]第四電流源14，所述第四電流源14的一端與所述第八電晶體M8的源極連接，所述第四電流源14的另一端接地。
[0043]1.當電路處於使能狀態時，BENP為高電平，BENN為低電平。
[0044]當所述第一數據輸入信號INP為高電平，第二數據輸入信號INN為低電平時；所述第四電晶體M4導通，第五電晶體M5關閉。由於所述第四電晶體M4導通後的源漏電壓V5-V7在0.3?0.8V的範圍內，所述電流源Il工作的電壓V7也在0.3?0.8V內，所以所述第四電晶體M4的漏極電壓V5最大為1.6V。所以所述第一電晶體Ml的柵源電壓為VG1-V5=3.3-1.6=1.7>Vth，所以所述第一電晶體Ml導通。從而所述第一電阻Rl內有電流流過，故而所述第一電晶體Ml的漏極電壓Vl=Vdd-VRl。所述第二電晶體M2的柵源電壓為VG2-V5〈Vth，所以所述第二電晶體M2關閉，從而所述第二電阻R2內沒有電流流過，故而所述第二電晶體M2的漏極電壓V2=Vdd。經過所述第六電晶體M6與第七電晶體M7後，所述第七電晶體的源極電壓V4為一個相對的高電壓，第六電晶體M6的源極電壓V3為一個相對的低電壓，從而使所述第九電晶體M9導通，第八電晶體M8關閉，雷射器LD中有電流流過。
[0045]當所述第一數據輸入信號INP為低電平，第二數據輸入信號INN為高電平時；電路情況與上述相反，故而所述第八電晶體M8導通，第九電晶體M9關閉，雷射器LD中沒有電流流過。
[0046]2.當電路處於不使能狀態時，BENP為低電平，BENN為高電平。
[0047]所述第一電晶體Ml關閉，所述第一電阻Rl中沒有電流流過，故而所述第一電晶體Ml的漏極電壓Vl=VdcL所述第二電晶體M2處於可導通狀態，所述第二電阻R2內有電流流過，所以所述第二電晶體M2的漏極電壓V2=Vdd-VR2，經過所述第六電晶體M6與第七電晶體M7後，所述第七電晶體的源極電壓V4為一個相對的低電壓，第六電晶體M6的源極電壓V3為一個相對的高電壓。這樣不管所述第一數據輸入信號INP與所述第二數據輸入信號INN為何種電平，所述第八電晶體M8始終打開，第九電晶體M9始終關閉。雷射器LD始終關閉。
[0048]以上所述，僅為本發明較佳實施例而已，故不能依此限定本發明實施的範圍，即依本發明專利範圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明涵蓋的範圍內。
【權利要求】
1.一種用於交流信號通道輸出快速開關的控制方法，其特徵在於:採用差分控制的方法，通過加入使能控制信號，在電路處於使能狀態時，信號通道正常工作；在電路處於不使能狀態時，將電流旁路到電阻上，從而實現了信號輸出級的快速關閉。
2.一種用於交流信號通道輸出快速開關的控制電路，包括: 第一電晶體M1，所述第一電晶體Ml的柵極與第一使能控制信號BENP連接；所述第一電晶體Ml的漏極與第一電阻Rl的一端連接；所述第一電阻Rl的另一端與電源電壓Vdd連接； 第二電晶體M2，所述第二電晶體M2的柵極與第二使能控制信號BENN連接；所述第二電晶體M2的源極與所述第一電晶體Ml的源極連接；所述第二電晶體M2的漏極與第二電阻R2的一端連接；所示第二電阻R2的另一端與電源電壓Vdd連接； 第三電晶體M3，所述第三電晶體M3的柵極與第三電阻R3連接；所述第三電晶體M3的漏極與所述第二電晶體M2的漏極連接；所述第三電阻R3的另一端與電源電壓Vdd連接；第四電晶體M4，所述第四電晶體M4的柵極與第一數據輸入信號INP連接；所述第四電晶體M4的漏極與所述第二電晶體M2的源極連接； 第五電晶體M5，所述第五電晶體M5的柵極與第二數據輸入信號INN連接；所述第五電晶體M5的漏極與所述第三電晶體M3的源極連接；所述第五電晶體M5的源極與所述第四電晶體M4的源極連接； 第六電晶體M6，所述第六電晶體M6的柵極與所述第一電晶體Ml的漏極連接；所述第六電晶體M6的漏極與電源電壓Vdd連接； 第七電晶體M7，所述第七電晶體M7的柵極與所述第二電晶體M2的漏極連接；所述第七電晶體M7的漏極與電源電壓Vdd連接； 第八電晶體M8，所述第八電晶體M8的柵極與所述第六電晶體M6的源極連接；所述第八電晶體M8的漏極與第四電阻R4的一端連接；所述第四電阻R4的另一端與電源電壓Vdd連接； 第九電晶體M9，所述第九電晶體M9的柵極與所述第七電晶體M7的源極連接；所述第九電晶體M9的源極與所述第八電晶體M8的源極連接；所述第九電晶體M9的漏極與雷射器LD的負極連接；所述雷射器LD的正極與電源電壓Vdd連接； 第一電流源II，所述第一電流源Il的一端與所述第四電晶體M4的源極連接；所述第一電流源Il的另一端接地； 第二電流源12，所述第二電流源12的一端與所述第六電晶體M6的源極連接，所述第二電流源12的另一端接地； 第三電流源13，所述第三電流源13的一端與所述第七電晶體M7的源極連接，所述第三電流源13的另一端接地； 第四電流源14，所述第四電流源14的一端與所述第八電晶體M8的源極連接，所述第四電流源14的另一端接地。
【文檔編號】H03K17/687GK103888120SQ201410056264
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年2月19日 優先權日:2014年2月19日
【發明者】林永輝 申請人:廈門優迅高速晶片有限公司