专利名称：突发接收机电路及具有该电路的光模块的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光通信技术，具体地说，是涉及光通信系统中的光模块结构，更具体地说，是涉及光模块中的突发接收机电路结构。
背景技术：
当前，光收发一体模块正在向着低功耗、低成本、高性能的方向发展。对于GPON(吉比特无源光网络)系统来说，其实现的关键技术包括有上行信道复用技术、测距和补偿技术、突发信号接收技术、服务质量问题和DBA技术等。其中，突发接收信号正确恢复动态范围的提高和快速SD (signal detect，信号指示)是光模块、尤其是GPON OLT (光线路终端)光模块面临的一大难题，也是GPON突发接收机电路需要解决的首要问题。目前，满足GPON协议规定条件的突发接收机方案虽然比较成熟，但是为了提高突发信号动态范围和实现快速SD功能，需要设计较为复杂的外围电路来实现其功能，从而提高了突发接收机电路及光模块的生产时间和实现成本。
发明内容本实用新型的目的是提供一种突发接收机电路，以解决现有光模块的突发接收机电路结构复杂、成本较高的问题。为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现:一种突发接收机电路，包括有限放单元、边沿触发器和外部复位信号端子，所述限放单元集成有复位功能和信号指示功能并具有差分信号输入端、差分信号输出端、复位端及信号指示输出端，所述差分信号输入端通过交流耦合电容连接前端跨阻放大器的输出端，所述外部复位 信号端子一方面与所述复位端相连接，另一方面连接一个反相器的输入端，进而经所述反相器连接所述边沿触发器的清零端，所述边沿触发器的时钟脉冲端与所述信号指示输出端相连接，进而经所述边沿触发器的输出端输出跟随所述信号指示输出端的指示信号。如上所述的突发接收机电路，所述边沿触发器优选为上升沿触发的D触发器，所述D触发器的输入端与高电平信号输出端相连接。如上所述的突发接收机电路，为提高复位性能，所述外部复位信号端子连接有快速导通电路单元，进而经所述快速导通电路单元与所述限放单元的复位端及所述反相器的输入端相连接。优选的，所述快速导通电路单元包括有并联连接的二极管及第一电阻，且所述二极管正向设置在所述外部复位信号端子与所述限放单元的复位端之间。如上所述的突发接收机电路，为进一步提高复位性能，所述复位信号端子还连接有延时放电电路单元。优选的，所述延时放电电路单元为阻容并联电路单元。如上所述的突发接收机电路，为提高突发接收信号的动态范围，所述限放单元的差分信号输入端还连接有放电时间可控的可控放电电路单元，所述可控放大电路单元的控制端与所述边沿触发器的反相输出端相连接。进一步的，所述可控放电电路单元包括有电阻/电感并联支路，所述电阻/电感并联支路的一端与所述限放单元的差分信号输入端相连接，另一端经第二电阻与基准电压相连接，所述第二电阻上并联有一可控开关的开关通路，所述可控开关的控制端作为所述可控放电电路单元的控制端与所述边沿触发器的反相输出端相连接。如上所述的突发接收机电路，所述限放单元优选采用一集成芯片来实现。此外，本实用新型还提供了一种光模块，所述光模块中采用上述所述结构的突发接收机电路实现突发信号的接收，提高了光模块的信号接收性能。与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是:1、本实用新型的突发接收机电路采用集成有复位功能和信号指示功能的限放单元，简化了限放单元的外部电路结构，降低电路设计复杂度的同时，降低了电路的功耗和成本。2、通过在限放单元外围设置边沿触发器，利用边沿触发器及复位信号的共同作用输出来自限放单元的SD信号，实现了 SD信号的快速响应以及上升沿信号的稳定，进而提高了 SD信号的驱动能力；3、通过设置放电时间可控的可控放电电路单元，并采用边沿触发器的反相输出端信号作为可控放电电路单元的控制信号，可以保证小光信号光包的正确恢复，进而提高了整个突发接收信号的动态范围。
结合附图阅读本实用新型的具体实施方式
后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
图1是本实用新型突发接收机电路一个实施例的结构示意图；图2是图1实施例的一个具体电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细的描述。请参考图1，该图示出了本实用新型突发接收机电路一个实施例的结构示意图。如图1所示，该实施例的突发接收机电路包括有限放单元11、边沿触发器12及外部复位信号端子R。限放单元11集成有复位功能和信号指示功能，且具有至少五个端子，分别为差分信号输入端a和b、差分信号输出端c和d、复位端e及信号指示输出端f。其中，差分信号输入端a和b分别通过交流耦合电容Cl和C2与前端跨阻放大器14的差分信号输出端相连接，用来接收来自跨阻放大器14所输出的差分电信号(跨阻放大器的结构及工作原理为现有技术，在此不作具体描述);差分信号输出端c和d则是输出经限放单元11限放处理后的差分信号，以供后级系统使用；复位端e作为限放单元11的复位信号输入端，将与外部复位信号端子R (外部是相对于限放单元11而言的，也属于整个突发接收机电路的一部分)相连接；信号指示输出端f与边沿触发器12相连接，具体来说是与边沿触发器12的时钟脉冲端相连接，以便从边沿触发器12的输出端输出跟随信号指示输出端f的指示信号。此外，外部复位信号端子R还连接有反相器13，进而通过反相器13与边沿触发器12相连接，具体来说是与边沿触发器12的清零端相连接。 通过选择集成度高的限放单元11，能够简化限放单元11所需的外部电路结构，进而降低了电路开发设计的复杂度，也降低了电路的功耗和成本。而通过设置边沿触发器12，利用边沿触发器12及外部复位信号的共同作用、通过边沿触发器12输出实际所需的SD信号，可以实现SD信号的快速响应以及上升沿信号的稳定，进而还可以提高SD信号的驱动能力。具体实现原理及过程可以参考图2的电路原理图及下述对图2的描述。另外，该实施例还在限放单元11的差分信号输入端a和b上设置有可控放电电路单元15和16，这个两个可控放电电路单元15和16的控制端均与边沿触发器12的反相输出端相连接，以利用边沿触发器12的输出控制可控放电电路单元15和16的放电时间，使得交流耦合电容Cl和C2在上一个光包结束时快速放电，以保证后续光信号尤其是小光信号的光包可以正确恢复，进而提高整个突发接收信号的动态范围。具体实现原理及过程也可以参考图2的电路原理图及下述对图2的描述。图2所示为图1实施例的一个具体电路原理图。该具体电路原理图仅用于对图1实施例的具体实现电路作示例性示意，并非对图1实施例作限定。如图2所示，突发接收机电路包括有限放集成芯片Ul和上升沿触发的D触发器U2，Ul中集成了复位功能和信号指示功能。Ul的差分信号输入端DIN和/DIN分别通过交流耦合电容Cl和C2连接前端跨阻放大器的差分信号输出端TIA_0UT+和TIA_0UT-。Ul具有无光告警及信号指示选择端LOS/SD SEL和无光告警及信号指示输出端L0S/SD，该实施例将使用SD信号，所以，将无光告警及信号指示选择端LOS/SD SEL连接高电平Vcc，以使得无光告警及信号指示输出端L0S/SD输出SD信号。而且，Ul的SD输出端与U2的时钟脉冲端CP相连接。为实现U2的输出端Q跟随Ul的SD输出端的信号，U2的输入端D连接高电平信号Vcc。来自外部复位信号端子的外部复位信号Reset经电阻Rl和二极管Dl并联构成的快速导通电路单元及电阻R2与电容C3并联构成的阻容延时放电电路单元分别与Ul的复位端RESET和反相器U3的输入端相连接，而U3的输出端与U2的清零端/CLR相连接。此外，Ul的差分信号输入端DIN和/DIN还分别连接有可控放电电路单元。具体来说，差分信号输入端DIN所连接的可控放电电路单元包括有电阻R3和电感LI构成的并联支路，该并联支路的一端与差分信号输入端DIN相连接，另一端经电阻R4与来自Ul的基准电压Vref相连接。电阻R4上并联有可控开关芯片U4，其中，U4的开关通路并联在电阻R4上，U4的控制端作为整个可控放电电路单元的控制端与D触发器U2的反相输出端/Q相连接。差分信号输入端/DIN所连接的可控放电电路单元包括有电阻R5和电感L2构成的并联支路，该并联支路的一端与差分信号输入端/DIN相连接，另一端经电阻R6与来自Ul的基准电压Vref相连接。电阻R6上并联有可控开关芯片U5，其中，U5的开关通路并联在电阻R6上，U5的控制端作为整个可控放电电路单元的控制端与D触发器U2的反相输出端/Q相连接。上述电路结构的工作原理和过程描述如下:电路初上电时，D触发器U2的输出端Q状态可以是高电平也可以是低电平。上电后加载外部复位信号Reset，该信号为高电平脉冲信号，在该复位信号的作用下，Ul进行复位。该复位信号经U3反相后输出低电平信号，从而使得U2的清零端/CLR为低电平，而又由于U2的置位端/PR连接高电平信号Vcc，因此，该过程中U2的输出端Q将输出低电平的SD信号。在外部复位信号结束后，Reset将变为低电平，低电平信号经U3反相后，提供给U2的清零端/CLR —个高电平信号，此时，U2的输出端Q的输出将保持为低电平。由于Reset信号连接有快速导通电路单元及延时放电电路单元，在Reset中存在高电平脉冲时，该高电平复位脉冲信号将通过导通阻值较小的二极管Dl快速导通，从而将复位信号迅速传输至Ul的复位端，同时使得U2的清零端/CLR有效，从而在U2的输出端输出低电平的SD信号(SD信号为低电平,表TjV没有突发光信号到来)。而在高电平脉冲的复位信号过后，Reset信号变为低电平，二极管Dl截止，放大电路中的电阻阻值变大，电容C3放大速度变慢，从而展宽了有效复位信号，保证Ul有充足的复位信号实现复位。当有突发光信号到来时，Ul的无光告警及信号指示输出端L0S/SD将输出由低电平变为高电平的SD信号，该信号作为上升沿脉冲信号传输至U2的时钟脉冲端CP。此时，由于U2的输入端D为高电平，在上升沿SD信号的触发下，D2的输出端Q将输出由低电平变为高电平的SD信号，实现对光信号的信号指示。当光包结束后，包尾的复位信号将加载到Reset上。如前所述，该复位信号在对Ul进行复位的同时，使得U2的输出端Q的输出变为低电平，也即SD信号由高电平变为低电平，表示不存在接收 光信号。从而利用D触发器U2，实现了快速SD响应功能，同时又提高了SD信号驱动容性负载的能力。在光包结束后加载复位信号时，U2的输出端Q输出低电平信号,则U2的反相输出端/Q将输出高电平信号，该高电平信号作为复位信号Reset2传输至可控开关芯片U4及U5的控制端。在该高电平控制信号的作用下，U4及U5开关通路闭合。由于U4及U5响应速度快、且导通电阻小，使得交流耦合电容Cl和C2快速放电。快速放电带来的优点时，可以将前一个光信号快速放电至基准电压Vref，不影响下一个光信号光包的正确恢复，从而提高整个突发接收信号的动态范围。这种快速放电对于前一个光信号为大光信号、后一个为小光信号的情况效果尤为显著，可以避免大光信号对小光信号的干扰，保证小光信号光包也可以正确恢复。将上述结构的突发接收机电路应用在光模块中接收光信号，可以提高带宽利用率，并能使得光通信性能更加稳定可靠。以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种突发接收机电路，其特征在于，所述电路包括有限放单元、边沿触发器和外部复位信号端子，所述限放单元集成有复位功能和信号指示功能并具有差分信号输入端、差分信号输出端、复位端及信号指示输出端，所述差分信号输入端通过交流耦合电容连接前端跨阻放大器的输出端，所述外部复位信号端子一方面与所述复位端相连接，另一方面连接一个反相器的输入端，进而经所述反相器连接所述边沿触发器的清零端，所述边沿触发器的时钟脉冲端与所述信号指示输出端相连接，进而经所述边沿触发器的输出端输出跟随所述信号指示输出端的指示信号。
2.根据权利要求1所述的突发接收机电路，其特征在于，所述边沿触发器为上升沿触发的D触发器，所述D触发器的输入端与高电平信号输出端相连接。
3.根据权利要求1所述的突发接收机电路，其特征在于，所述外部复位信号端子连接有快速导通电路单元，进而经所述快速导通电路单元与所述限放单元的复位端及所述反相器的输入端相连接。
4.根据权利要求3所述的突发接收机电路，其特征在于，所述快速导通电路单元包括有并联连接的二极管及第一电阻，且所述二极管正向设置在所述外部复位信号端子与所述限放单元的复位端之间。
5.根据权利要求3所述的突发接收机电路，其特征在于，所述复位信号端子还连接有延时放电电路单元。
6.根据权利要求5所述的突发接收机电路，其特征在于，所述延时放电电路单元为阻容并联电路单元。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的突发接收机电路，其特征在于，所述限放单元的差分信号输入端还连接有放电时间可控的可控放电电路单元，所述可控放电电路单元的控制端与所述边沿触发器的反相输出端相连接。
8.根据权利要求7所述的突发接收机电路，其特征在于，所述可控放电电路单元包括有电阻/电感并联支路，所述电阻/电感并联支路的一端与所述限放单元的差分信号输入端相连接，另一端经第二电阻与基准电压相连接，所述第二电阻上并联有一可控开关的开关通路，所述可控开关的控制端作为所述可控放电电路单元的控制端与所述边沿触发器的反相输出端相连接。
9.根据权利要求1所述的突发接收机电路，其特征在于，所述限放单元采用一集成芯片来实现。
10.一种光模块，其特征在于，所述光模块中具有上述权利要求1至9中任一项所述的突发接收机电路。
专利摘要本实用新型公开了一种突发接收机电路及具有该电路的光模块，所述电路包括有限放单元、边沿触发器和外部复位信号端子，限放单元集成有复位功能和信号指示功能并具有差分信号输入端、差分信号输出端、复位端及信号指示输出端，差分信号输入端通过交流耦合电容连接前端跨阻放大器的输出端，外部复位信号端子一方面与所述复位端相连接，另一方面连接一个反相器的输入端，进而经反相器连接所述边沿触发器的清零端，边沿触发器的时钟脉冲端与信号指示输出端相连接，进而经边沿触发器的输出端输出跟随信号指示输出端的指示信号。应用本实用新型的电路，可以有效解决现有光模块的突发接收机电路结构复杂、成本较高的问题。
文档编号H04B10/69GK203166932SQ20132017807
公开日2013年8月28日 申请日期2013年4月11日 优先权日2013年4月11日
发明者石良, 张春刚 申请人:青岛海信宽带多媒体技术有限公司