一种基于ADC的400GPAM-4信号检测校准技术的制作方法

本发明涉及集成电路设计，具体为一种基于adc的400g pam-4 信号检测校准技术。

背景技术：

1、随着流量加速爆发，交换机和服务器快速迭代。2016-2021全球流量年复合增长率25％，这意味着流量每三年翻一番，5g到来单位流量价格下降将带来更快的流量增长。流量的爆发导致服务器和交换机的升级需求，带来光模块的配套升级。同时对光模块的稳定性要求更高，工业级温度下要求光模块的稳定工作时间在5年以上。从产品设计上来说，光模块实现更高的速率只有提高光源速率、提高通道数以及高阶调制三种解决方案。提高光源速率面临着iii-v族半导体激光器性能瓶颈，提高并行通道数面临着体积、功耗、散热等设计封装难点，并且增加了客户的光纤资源成本。高阶调制主要有pam4 或相干调制两种，pam4是目前传统方案下400g光模块最常用提高单通道速率的方法，较nrz调制速率提高2倍。但400g pam-4调制光信号传输过程较传统nrz调制对于高速信号质量及其完整性提出了更高的要求。同时400g pam-4 光接收模块需要精准监控输入pam-4光信号的平均光强以动态调节光模块功耗，提高光模块寿命。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于adc的400g pam-4信号检测校准技术，解决了400g pam-4调制光信号传输过程较传统nrz调制对于高速信号质量及其完整性提出了更高的要求。同时400g pam-4光接收模块需要精准监控输入pam-4光信号的平均光强以动态调节光模块功耗，提高光模块寿命的问题。

3、(二)技术方案

4、本发明是根据400g pam-4光接收模块对光信号强度检测高精度要求而提出的针对pam-4光信号的平均光强进行检测监控及系统自校准的电路设计。可在不影响高速信号质量及其完整性的情况下实时检测光信号强度。自校准系统设计可以显著降低芯片制作过程中工艺角及器件失配带来的不利影响。

5、按照本发明提供的技术方案，所述应用于400g pam-4光信号强度检测及校准设计其特征在于光电二极管供电支路上串联电阻产生电压差指示光电流；电阻电压差经过一系列电路转换为数字信号进行光强检测监控及处理；通过可调电阻，可调电流及下拉大电阻等一系列手段达到校准检测系统精度的目的。

6、所述应用于400g pam-4光信号强度检测及校准设计，其特征在于光电二极管供电支路上串联电阻阻值选择相对较小，以保证光电二极管阴极在大电流环境下有足够电压动态余量，阻值通常需要小于300ohm。

7、所述应用于400g pam-4光信号强度检测及校准设计，其特征在于下拉大电阻及可调电流所产生的正输出偏移电流需要足够覆盖工艺角及器件失配所可能带来负输出偏移电流范围。

8、所述应用于400g pam-4光信号强度检测及校准设计，其特征在于模拟数字转换器采用电荷重组电容型逐次逼近型结构可降低量化功耗，提高精准度。

9、(三)有益效果

10、本发明具有低功耗，高精度，高可靠性，高可拓展性。实现了不影响高速信号质量及其完整性的情况下实时检测光信号强度。显著降低芯片制作过程中工艺角及器件失配带来的不利影响，提高了产品良率。

技术特征：

1.一种基于adc的400g pam-4信号检测校准技术，其特征在于：光电二极管供电支路上串联电阻产生电压差指示光电流；电阻电压差经过一系列电路转换为数字信号进行光强检测监控及处理；包括可调电阻，可调电流及下拉大电阻等一系列手段达到校准检测系统精度的目的。

2.根据权利要求1所述的一种基于adc的400g pam-4信号检测校准技术，其特征在于：光电二极管供电支路上串联电阻阻值选择小，以保证光电二极管阴极在大电流环境下有足够电压动态余量，阻值通常需要小于300ohm。

3.根据权利要求1所述的一种基于adc的400g pam-4信号检测校准技术，其特征在于：下拉大电阻及可调电流所产生的正输出偏移电流需要足够覆盖工艺角及器件失配所可能带来负输出偏移电流范围。

4.根据权利要求1所述的一种基于adc的400g pam-4信号检测校准技术，其特征在于：模拟数字转换器采用电荷重组电容型逐次逼近型结构，从而降低量化功耗，提高精准度。

技术总结
本发明公开了一种基于ADC的400G PAM‑4信号检测校准技术，本发明是根据400G PAM‑4光接收模块对光信号强度检测高精度要求而提出的针对PAM‑4光信号的平均光强进行检测监控及系统自校准的电路设计，可在不影响高速信号质量及其完整性的情况下实时检测光信号强度，自校准系统设计可以显著降低芯片制作过程中工艺角及器件失配带来的不利影响，本发明的优点是：本发明具有低功耗，高精度，高可靠性，高可拓展性，实现了不影响高速信号质量及其完整性的情况下实时检测光信号强度，显著降低芯片制作过程中工艺角及器件失配带来的不利影响，提高了产品良率。

技术研发人员：马文炳,王祚栋,毛蔚,白昀
受保护的技术使用者：飞昂通讯科技南通有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12