用于光模块中apd器件升压调节的数模转换电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及模拟/数字混合信号集成电路设计领域，具体设及用于光模块中ATO器 件升压调节的数模转换电路。
【背景技术】
[0002] 雪崩二极管(APD)是光通信领域的通用二极管，常用于为了实现高接收灵敏度的 光模块接收器件中，它的特点是要在高压下才能产生雪崩效应，从而提高器件的灵敏度。 APD的理想工作电压通常为20-70V，为了满足高压要求通常要搭配升压忍片及外围电路实 现，目前调试APD电压的方法是给ATO器件输入光信号，调节APD电压，监控光模块的接收灵 敏度，当灵敏度达到最高时，对应的ATO电压即为理想电压。
[0003] 传统的Aro升压调节电路如图1所示，采用升压忍片（DC-DC Converter)加外围电 路的方式实现，其调节原理为:升压忍片的FB管脚输出一个固定电压化B，大约在1.2V左右， APD电巧
通过更换R1与R2的电阻阻值实现ATO电压的调节，但受限于光 模块的面积和APD电压对于精度也有一定要求，相差1-2V，灵敏度有较大差异，使得换接电 阻调节ATO电压的方式操作起来不方便，影响了光模块的调试效率。
[0004] 有鉴于此，急需提供一种便捷的、提高光模块调试效率的ATO器件升压调节电路。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是如何设计一种便捷的、提高光模块调试效率的APD 器件升压调节电路。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种用于光模块中APD 器件升压调节的数模转换电路，所述数模转换电路集成于光收发忍片中，用于包括所述光 收发忍片、跨阻放大器、升压忍片、第一电阻和第二电阻的光模块中，
[0007] 所述升压忍片的FB管脚接所述第二电阻的一端，并经所述第一电阻接其ATO管脚 和所述跨阻放大器，作为所述跨阻放大器的供电电压，所述第二电阻的另一端接地；
[000引所述跨阻放大器的输出端接所述光收发忍片的输入端，所述光收发忍片中的数模 转换电路管脚接所述升压忍片的FB管脚，所述数模转换电路对应的电流的方向可为电流沉 SINK模式，即电流从所述数模转换电路管脚输入，也可为电流源SOURCE模式，即电流从所述 数模转换电路管脚输出。
[0009] 在上述技术方案中，包括：
[0010] 第一 PM0S管~第五PM0S管组成的共源共栅偏置电流镜，其中：所述第一 PM0S管的 源极接电源，栅极接漏极，并连接所述第四、第五PM0S管的栅极;所述第二PM0S管的源极接 电源，栅极接所述第SPM0S管的栅极和所述第四PM0S管的漏极，漏极接所述第四PM0S管的 源极;所述第^PMOS管的源极接电源，漏极接所述第五PM0S管的源极;所述第四PM0S管的漏 极接传输口；所述第五PM0S管的漏极接第六PM0S管的源极；
[0011] 所述传输口由第一NMOS管与第屯PMOS管组成，所述第一NMOS管与所述第屯PMOS管 的栅极分别接一对反向信号SINKB和SINK;
[0012]反相器，由第四NM0S管与第八PM0S管组成，提供反向信号SINKB和SINK;
[0013] 所述第六PM0S管为一个独立的PM0S开关，漏极接第二NM0S管的漏极，作为所述数 模转换电路的输出端，栅极接所述第二NM0S管的栅极，并连接所述信号SINK;
[0014] 所述第二NM0S管为一个独立的NM0S开关，源极接N个NM0S管；
[001日]第SN10S管与所述N个NM0S管组成的SINK模式电流镜构成了 N位数模转换电路的 输出电流，所述第Ξ醒0S管的栅极接漏极，并连接所述N个醒0S管的栅极，所述第Ξ醒0S管 的源极接地;所述N个NM0S管的源极接地，漏极分别接对应的N个NM0S开关的源极；
[0016] 所述N个醒0S开关用于实现所述数模转换电路的位数选择功能，其栅极分别由N位 逻辑信号控制，漏极接入所述传输口。
[0017] 在上述技术方案中，当所述信号SINK为逻辑高电平时，所述信号SINKB为逻辑低电 平，所述传输口关断，所述第二醒0S管导通，受所述N位逻辑信号控制的所述SINK模式电流 镜构成的N位数模转换电路的输出电流从所述光收发忍片中的所述数模转换电路管脚输 入。
[0018] 在上述技术方案中，当所述信号SINK为逻辑低电平时，所述信号SINKB为逻辑高电 平，所述传输口导通，所述第二NM0S管关断，所述第六PM0S管导通，受所述N位逻辑信号控制 的所述SINK模式电流镜构成的N位数模转换电路的输出电流流过传输口，再经过所述共源 共栅偏置电流镜转换为SOURCE模式电流源，然后流经所述第六PM0S管，从所述光收发忍片 中的所述数模转换电路管脚输出。
[0019] 本发明可W在不更改第一电阻和第二电阻阻值的情况下，只需要配合软件更改N 位数模转换电路对应的D1~化寄存器位及位数选择SINK寄存器位，即可实现ATO电压在20 ~70V的调节，大大提高了光模块调试效率。
【附图说明】
[0020] 图1为传统的ATO升压调节电路；
[0021] 图2为本发明实施例提供的一种用于光模块中APD器件升压调节的数模转换电路 集成于光收发忍片中的功能框图；
[0022] 图3为本发明实施例提供的一种用于光模块中APD器件升压调节的数模转换电路 的电路图。
【具体实施方式】
[0023] 本发明提供了一种内置于光收发忍片(Transceiver 1C)的数模转换电路设计，搭 配软件实现了便捷的对AH)器件的升压调节，克服了在光模块上更换第一电阻R1与第二电 阻R2的阻值带来的光模块调试效率低下的问题，适用于光模块收发集成电路。
[0024] 下面结合说明书附图和【具体实施方式】对本发明做出详细的说明。
[0025] 如图2所示，为本发明实施例提供的一种用于光模块中APD器件升压调节的数模转 换电路集成于光收发忍片中的功能框图，该数模转换电路DAC集成于光收发忍片中，用于包 括光收发忍片、跨阻放大器TIA、升压忍片(DC-DC Convener)、第一电阻R1和第二电阻R2的 光模块中，升压忍片的FB管脚接第二电阻R2的一端，并经第一电阻R1接其Aro管脚和跨阻放 大器TIA，作为跨阻放大器TIA的供电电压，第二电阻R2的另一端接地;跨阻放大器TIA的输 出端接光收发忍片的输入端RXIP/RXIN，光收发忍片中的DAC管脚接升压忍片的FB管脚，数 模转换电路DAC对应的电流的方向可为电流沉SINK模式，即电流从DAC管脚输入，也可为电 流源SOURCE模式，即电流从DAC管脚输出。
[0026] 相较于传统的ATO升压调节电路，本发明增加了一个数模转换电路DAC，该数模转 换电路DAC集成于光模块的光收发忍片中，具有位数选择功能，即数模转换电路DAC电流的 方向可为电流沉(SINK)模式，也可为电流源(SOURCE)模式，SINK模式是数模转换电路DAC电 流流入DAC管脚，SOURCE模式是数模转换电路DAC电流流出DAC管脚。运样设计的原因是考虑 到在选定第一电阻R1和第二电阻R2之后，所需的理想ATO电压有往大调也有往小调的可能， 如果数模转换电路DAC电流设计为一个固定的流向，如SINK模式，根据图2可得，APD电压
.Μ，因为Idac > 0，所WVapd只能往大调。
[0027] 本发明将数模转换电路DAC电流设计为极性可选，奶
通过配合软件调节数模转换电路DAC对应的数模转换电路DAC电流Idac设定寄存器，及调节 数模转换电路DAC电流Idac位数控制寄存器，可W灵活的调节APD电压。除此之外，因为Idac是 由寄存器控制，其调节步径由数模转换电路DAC的位数及满量程决定，可W做到很小，可W 实现ATO电压小步径的调节，运就解决了 ATO电压对于精度的要求。同时，本发明不额外增加 光模块应用中的元器件，提高了光模块的调试效率。
[0028] 其中，本发明实施例提供的一种用于光模块中APD器件升压调节的数模转换电路 DAC的电路图如图3所示，该电路包括电源VDD、5个PM0S管组成的共源共栅偏置电流镜、N+1 个醒0S管组成的SINK模式电流镜、N个醒0S