专利名称：自适应高功效接收器架构、处理方法和系统的制作方法
技术领域：
本申请涉及光学接收器，更具体地讲，涉及光学接收器中的功耗。
背景技术：
在典型的光学接收器应用中，输入光学功率在6_20dB之间变化，较低范围更多存在于多模光纤链路中并且较高范围更多存在于单模光纤中。为了适应这种大的动态范围， 接收器被设计为提供足够的增益以针对最低指定光学输入功率产生强的数字输出。另外， 输出信号线性的保持也是重要问题。因此，为了保留输出信号线性，光学接收器使用独立于输入信号强度的可变增益放大器或自动增益控制。
发明内容
一个实施例涉及一种处理光信号的方法。根据该方法，把光信号转换成电压信号并放大该电压信号。另外，监测信号强度和/或信号质量参数并产生信号强度和/或信号质量参数的指示。另外，基于所述指示针对所述转换和/或所述放大调整增益和/或工作带宽以降低光学接收器的功耗。另一实施例涉及一种包括计算机可读程序的计算机可读存储介质。该计算机可读程序当在计算机上执行时使计算机监测光信号强度和/或光信号质量参数并产生光信号强度和/或光信号质量参数的指示。所述计算机可读程序还使计算机基于所述指示调整互阻抗放大器和/或限幅放大器上的增益和/或工作带宽以降低光学接收器的功耗。另一实施例涉及一种用于处理光信号的接收器系统。该接收器系统包括转换模块，被构造为把光信号转换成电压信号。另外，该接收器系统还包括放大器，被构造为放大所述电压信号以使得该电压信号在数字逻辑部件的可操作范围内。另外，该接收器系统包括监测器，被构造为监测信号强度和/或信号质量参数。该监测器还被构造为产生信号强度和/或信号质量参数的指示。该接收器系统还包括控制器，被构造为基于所述指示调整所述转换模块和/或放大器上的增益和/或工作带宽以降低该接收器系统的功耗。另一实施例涉及一种用于处理光信号的接收器装置。该接收器装置包括光电二极管，被构造为把光信号转换成电流信号。另外，该接收器装置还包括互阻抗放大器，可操作地耦接到光电二极管并被构造为把电流信号转换成电压信号。此外，该接收器装置包括 限幅放大器，可操作地耦接到互阻抗放大器并被构造为放大所述电压信号以使得该电压信号在数字逻辑部件的可操作范围内。另外，该接收器装置还包括监测器，被构造为监测信号强度和/或信号质量参数并产生信号强度和/或信号质量参数的指示。另外，该接收器装置包括控制器，被构造为基于所述指示在所述互阻抗放大器或所述限幅放大器中的至少一个上调整增益和/或工作带宽以降低该接收器装置的功耗。通过下面结合附图阅读的说明性实施例的详细描述，这些和其它特征和优点将会
变得清楚。
本公开将在下面参照附图对优选实施例的描述中提供细节，在附图中图1是大功耗、非自适应光学接收器电路/系统的框图/流程图。图2是详细示出基于输入光信号强度和/或输入光信号质量参数通过控制逻辑实施例在限幅放大器和/或互阻抗放大器上应用的增益/带宽的曲线图。图3是详细示出基于输入光信号强度和/或输入光信号质量参数的光学接收器实施例的功耗的曲线图。图4是详细示出基于输入光信号强度和/或输入光信号质量参数的另一光学接收器实施例的功耗的曲线图。图5是示例性光学接收器电路/系统实施例的框图/流程图。图6是另一示例性光学接收器电路/系统实施例的框图/流程图。图7是具有可调整负载和可调整电流偏置的示例性放大器实施例的图。图8是被构造为多级放大器的示例性放大器实施例的图。图9是用于处理光信号的示例性方法实施例的流程图。
具体实施例方式与典型光学接收器应用关联的一个问题是在输入信号强的某些情况下，在接收器中消耗了超过必要程度的功率。例如，如上所述，这种光学接收器应用相对较大的增益以确保适应大动态范围的输入光学功率。另外，接收器还采用可变增益放大器或自动增益控制以保持输出信号线性。因为可变增益放大器被设计为根据输出信号线性调整增益，所以增益不依赖于输入强度。结果，当接收到强光学输入信号时，虽然较低增益足以满足输出信号的系统规格，但这些接收器仍然应用相对较大的增益。这样，光学接收器消耗超过正确处理输入信号所需的功率。然而，在某些情况下，由于传输信号的环境的特性，能够提高功效。例如，当在100 米的距离或者更短地在例如光学多模3 (0M3)光纤上传输光信号时，信号线性受到的影响可忽略不计。因此，在这些类型的情况下，控制逻辑能够自适应地调整增益以优化在接收器处的功耗而不会损害信号线性。根据一个或多个实施例，接收器能够专门针对功耗最小化而设计增益调整，由于这些类型的系统中的光学互连的长度短(例如，小于100m)和高信号完整性从而这是可能的。因为信号线性不是关心的问题，所以本发明原理的实施例使用与已知可变增益放大器和已知自动增益放大器相比复杂程度较低并且消耗功率较少的电路设计。本领域技术人员应该理解，本发明的各方面可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各方面可以采用通常全部可在本文称为“电路”、“模块”或“系统”的完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微码等)或组合软件和硬件方面的实施例的形式。另外，本发明的各方面可以采用在其上具有计算机可读程序代码的一个或多个计算机可读介质中实现的计算机程序产品的形式。可以使用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电子、磁、 光学、电磁、红外或半导体系统、设备或装置或者前述各项的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举列表)将包括下述各项具有一个或多个线的电连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器 (EPR0M或闪存)、光纤、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储装置、磁存储装置或前述各项的任何合适的组合。在该文档的上下文中，计算机可读存储介质可以是能够包含或存储由指令执行系统、设备或装置使用或结合指令执行系统、设备或装置使用的程序的任何有形介质。计算机可读信号介质可包括例如基带中或作为载波的一部分的嵌入了计算机可读程序代码的传播数据信号。这种传播信号可采用各种形式中的任何形式，包括但不限于电磁信号、光信号或者它们的任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是并非计算机可读存储介质并且能够传送、传播或传输由指令执行系统、设备或装置使用或结合指令执行系统、设备或装置使用的程序的任何计算机可读介质。可以使用任何合适的介质(包括但不限于无线、有线、光纤缆、RF等或前述各项的任何合适的组合)传输计算机可读介质上包含的程序代码。可以按照一种或多种编程语言的任何组合编写用于执行本发明的各方面的操作的计算机程序代码，所述编程语言包括面向对象编程语言，诸如JaVa、Smalltalk、C++等； 和常规的过程编程语言，诸如“C”编程语言或类似编程语言。程序代码可以完全在用户的计算机上执行、部分在用户的计算机上执行、作为独立软件包执行、部分在用户的计算机上并且部分在远程计算机上执行或者完全在远程计算机或服务器上执行。在后一情形中，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户的计算机，或者可以(例如，使用互联网服务提供商通过互联网)连接到外部计算机。以下参考根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/ 或框图描述本发明的各方面。应该理解，流程图和/或框图中的每个框以及流程图和/或框图中的框的组合能够由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机或者其它可编程数据处理设备的处理器，以产生一台机器，从而指令(所述指令经计算机或者其它可编程数据处理设备的处理器执行)产生用于实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的装置。这些计算机程序指令也可存储在计算机可读介质中，该计算机可读介质能够指示计算机、其它可编程数据处理设备或其它装置按照特定的方式发挥作用，从而存储在计算机可读介质中的指令产生一种制造产品，所述制造产品包括实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的指令。计算机程序指令也可被加载到计算机、其它可编程数据处理设备或其它装置上， 以使得在所述计算机、其它可编程设备或其它装置上执行一系列的操作步骤以产生计算机实现的过程，从而在该计算机或其它可编程设备上执行的指令提供用于实现流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的处理。附图中的流程图和框图示出根据本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。在这个方面，流程图或框图中的每个框可代表包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令的代码的模块、段或一部分。还应该注意的是，在一些另外的实现方式中，框中标注的功能可以不按附图中标注的次序执行。例如，事实上，根据涉及的功能，连续示出的两个框可以基本上同时执行，或者这些框有时候可以以相反的次序执行。还应该注意的是，框图和/或流程图中的每个框以及框图和/或流程图中的框的组合能够由执行指定的功能或动作的基于专用硬件的系统或专用硬件和计算机指令的组合实现。如本文所述的电路可以是集成电路芯片的设计的一部分。芯片设计可以按照图形计算机编程语言创建并存储在计算机存储介质(诸如，盘、带、物理硬盘驱动器或者诸如存储访问网络中的虚拟硬盘驱动器)中。如果设计者不制造芯片或者用于制造芯片的光刻掩模，则设计者可通过物理方式(例如，通过提供存储该设计的存储介质的拷贝)或者以电子方式(例如，通过互联网)直接或间接地把得到的设计发送给这种实体。存储的设计随后被转换成用于光刻掩模的制造的合适格式(例如，GDSII)，它通常包括将要在晶片上形成的当前芯片设计的多个拷贝。光刻掩模被用于限定将要被蚀刻或者以其它方式加工的晶片 (和/或晶片上的层)的区域。如本文所述的方法可用于集成电路芯片的制造。所得到的集成电路芯片能够由制造商以原始晶片形式(即，作为具有多个未封装芯片的单个晶片)、作为裸芯片或者以封装形式分发。在后一情况下，芯片安装于单芯片封装(诸如具有附于母板或其它更高级载体的引线的塑料载体)或者多芯片封装(诸如具有表面互连或埋入式互连或者这两者的陶瓷载体)。在任何情况下，芯片随后与其它芯片、分立电路元件和/或其它信号处理装置集成作为(a)中间产品(诸如，母板)或者(b)最终产品的一部分。最终产品可以是包括集成电路芯片的任何产品，从玩具和其它低端应用到具有显示器、键盘或其它输入装置和中央处理器的高级计算机产品。现在，参照在其中相似标号代表相同或相似元件的附图，首先参照图1，示出大功耗非自适应光学接收器电路/系统100。接收器100可包括由电压Vpd供电的光电二极管 (PD) 102, PD 102可接收光信号并把光信号转换成电流。进而，由电压Vdd TIA供电并可操作地耦接到光电二极管102的互阻抗放大器(TIA) 104可把该电流转换成电压信号，由电压 Vdd u供电的一个或多个限幅放大器(LA) 106能够对该电压信号应用增益。由电压Vdd to供电并可操作地耦接到LA 106的输出缓冲器108可接收放大的信号并且可沿着受控阻抗互连或者传输线110把信号输出到电接收器112。如图1中所示，该信号能够被提供给可操作地耦接到电接收器112的逻辑电路114。这里，在光学接收器100中，光学接收器功耗的很大部分发生在后置放大器(PA) 部件中，所述PA部件由处理TIA的输出以提供给逻辑部件114的部件表示。PA的功能是从 TIA取得输出信号(该输出信号能够低至几mV)并使其变为全数字逻辑电平( 300mV)。 这里，TIA的输出与输入信号成比例。如上面所讨论的，在光学输入功率高的情况下，PA是冗余的并且增益变得过大，导致浪费功耗。根据本发明原理的各方面，根据输入光学功率自适应地控制PA中的某些元件的增益和/或带宽能够在单通道或多通道架构中实现节电。如上面所讨论的，在发送器和光学接收器之间的距离相对较短(例如，小于100m)并且发送器和接收器之间的光学互连具有高信号完整性的环境(诸如，0M3光纤链路)中，光学接收器能够应用增益的这种自适应调整。在这些类型的情形中，信号功率电平相对较高并且信号线性受到的影响可忽略不计。 此外，在光学输入信号强的这些环境中，PA的速度性能也能够用来换取功耗。换句话说，接收器能够减小PA的电压的工作范围(带宽)以实现节电。如本文中在以下进一步所讨论的，控制逻辑模块可响应于强光学输入信号而减小PA的增益和/或带宽以节电。另外，控制逻辑模块可把PA的增益和/或带宽设置为高水平或最大水平以提供高灵敏度。特别地，如图2-4中以图形方式所示，控制逻辑能够基于输入光功率管理由PA消耗的功率。图2的绘图150示出控制逻辑可基于输入光信号功率应用于LA 106的增益。控制逻辑能够另选地或者附加地以它可基于输入功率信号调整增益的相同方式调整带宽。换句话说，控制逻辑可在信号强时降低带宽并且可响应于检测到弱信号而升高带宽。针对不同输入光信号功率的光学接收器的功耗显示在图3和4中。例如，当控制逻辑根据绘图150 应用增益和/或带宽时，光学接收器的功耗在缓冲器功率固定时如图3的绘图152中所述并且在其它情形下如图4的绘图154中所述。例如，绘图IM能够对应于利用集成光子学的光学接收器，其中省略了传输线110和电接收器112。在这种情形下节电甚至更多，因为不存在例如50ohm缓冲器的固定功耗。如绘图152和154中所示，与典型光学接收器相比， 当输入光信号功率高时，功耗显著降低。应该注意的是，与基于输入光信号功率调整增益和/或带宽相对，控制逻辑还能够基于信号质量参数调整增益和/或带宽。例如，信号质量参数可以是信号质量、误码率、 包完整性、开眼(eye opening)参数或者这些参数的组合。这里，控制逻辑能够以它参照输入光信号强度调整增益和/或带宽的相同方式参照信号质量参数调整增益和/或带宽。例如，图2中的绘图150的横坐标轴可以是信号质量参数。此外，控制逻辑能够基于输入光信号强度和信号质量参数的组合调整增益和/或带宽。另外，还应该理解，虽然控制逻辑已被描述为根据信号强度和/或信号质量参数调整LA的增益和/或带宽，但控制逻辑的实施例能够以相同的方式根据信号强度和/或信号质量参数调整TIA的增益和/或带宽。例如，在绘图150中参考的增益能够另选地或者附加地应用于TIA，并且对绘图152-1M中示出的功耗具有相同或相似的效果。在继续参照图1的同时现在参照图5，示出了示例性光学接收器电路/系统实施例 200。应该理解，电路/系统200可以以硅(Si)互补金属氧化物半导体(CM0Q电路、硅锗 (SiGe)电路、双极电路、砷化镓(GaAs)电路、磷化铟(InP)电路、氮化镓(GaN)电路或其它半导体技术实现。另外，电路/系统200可实现于包括一些或全部光学部件的完全集成或混合集成收发器加逻辑芯片。除了 TIA 204和/或LA206能够在监测器216的帮助下根据控制逻辑模块218的指示工作之外，电路/系统200能够包括参照电路/系统100在上面描述的相同元件。例如，控制逻辑218能够如以上所讨论地调整LA 206和/或TIA 204的增益和/或带宽。例如，控制逻辑218能够在输入光信号功率和/或信号质量参数高时把LA 206和/或TIA 204的增益和/或带宽调整为低，并且能够在输入光信号功率和/或信号质量参数低时把 LA 206和/或TIA 204的增益和/或带宽调整为高。监测器216可被构造为通过测量在 LA的输入处的电压信号来监测在TIA 204和LA 206之间的互连处的输入光信号强度和/ 或信号质量参数。监测器216还可以被构造为通过测量在TIA 204的输入处的电流信号来监测在PD 102和TIA 204之间的互连处的输入光信号强度和/或信号质量参数。当监测器216测量信号强度时，监测器216的输出能够与在接收器的输入处的光学调制幅度成比例。另外，如以上所讨论的，控制逻辑218能够基于由监测器216提供的输入光信号功率和 /或信号质量参数的测量或指示，调整增益和/或带宽。应该注意的是，传输线110和电接收器112是可选部件并且能够对应于以上参照图4的绘图IM描述的电路。换句话说，PA 的输出直接连接到逻辑电路。在继续参照图1-5的同时现在参照图6，示出了另一示例性光学接收器电路/系统实施例300。如图6中所示，接收器300采用并行多通道光学总线，其中每个光学通道I-N 具有专用的一组处理部件。这里，除了接收器300对于每组处理部件采用共同的逻辑电路 315并且控制逻辑模块318如上所述在每组处理部件中调整LA 206和/或TIA204的增益和/或带宽之外，每组处理部件具有与电路/系统实施例200相同的部件并且以与电路/ 系统实施例200相同的方式工作。例如，控制逻辑318能够如上所述在每组处理部件中调整增益和/或带宽，所述调整基于由对应的监测器216针对该组处理部件提供的输入光信号功率和/或信号质量参数的测量或指示。这里，中央控制器318能够周期性地在监测器 216处对大的并行数据总线中的各个通道的信号强度和/或信号质量参数进行采样。此外， 中央控制器318能够单独地调整每个通道的功耗或者一起调整多个通道的功耗以满足最小系统性能要求。类似于电路/系统200，能够省略传输线110中的任何一个或多个以及电接收器 112中的任何一个或多个，使得对应的输出缓冲器108直接连接到逻辑电路315。当然，作为另一选择能够构造光学接收器电路/系统300以使得光学通道的一组或多组处理部件包括独立于其它组的处理部件的控制逻辑和/或逻辑电路的它自身的对应控制逻辑和/或逻辑电路。应该注意的是，控制逻辑218和/或控制逻辑318可以是服务处理器的一部分或者能够集成在专用集成电路(IC)中。或者，控制逻辑218和/或控制逻辑318可以单片地集成在收发器芯片中。在继续参照图5和6的同时现在参照图7，示出了示例性限幅放大器实施例206。 这里，限幅放大器206具有控制逻辑218或318能够如上所述管理的可编程增益并且能够实现于多通道光学I/O链路的自适应高功效接收器架构。具体地，控制逻辑218或318能够控制放大器206上的可编程的可变偏置电流和/或可变电压负载。例如，如图7中所示， 限幅放大器206能够由电压Vdd u供电并且能够包括第一电阻器402和第二电阻器404。另夕卜，限幅放大器206还可包括第一晶体管406和第二晶体管408，其中这些晶体管的栅极分别耦接到由TIA 204提供的输入电压Vin的正负分量。另外，如上所述，能够应用可编程偏置电流410以调整LA上的增益。如上所述，在一个或多个监测器216的帮助下，集成或共享的控制逻辑218或318能够通过分别控制能够增加或减小增益和电压负载的偏置电流(I) 和电阻器(R)中的一个或二者来实现自适应增益，以基于输入信号强度和/或信号质量参数降低功耗。应该注意的是，如本领域所知，通过相应地调整增益和/或电压，能够调整LA 206的带宽。另选地或者附加地，在信号强的某些情况下，控制逻辑218或318能够指示旁接 (bypass)或重新连接PA的一个或多个可编程级(stage)，允许甚至更多的节电。例如，在继续参照图5-7的同时参照图8，能够构造限幅放大器206从而使通过多个放大器在各级中处理从TIA 204接收的电压信号，所述多个放大器能够表示为图8中的放大器414-418，每个放大器可通过开关412操作。因此，对应芯片上的控制逻辑218或318能够通过控制各开关412实现放大器414-418的旁接或连接以去除或连接LA的各级。或者，控制逻辑218或318能够位于对应芯片的外部并且能够执行放大器414-418的旁接或连接。另外，放大器414-418可以不同或者可以相同。例如，放大器上的电流偏置和/或电压负载能够基于设计选择而不同。这里，如上所述，基于输入信号强度和/或信号质量参数，控制逻辑218 或318能够相应地增加或连接级以提高增益并且能够去除或旁接级以降低增益。还应该注意的是，控制逻辑218或318能够旁接或重新连接级以降低或增加放大器206的带宽。例如，对于放大器414-418而言，电流偏置和/或电压负载能够不同，从而去除或增加级能够调整LA 206能够处理的工作带宽或电压的范围。因此，控制逻辑218或318能够通过基于监测的信号强度和/或监测的信号质量在分立步骤中控制放大器206的各级的旁接或连接，来实现以上参照绘图150描述的增益和/或带宽调整。另外，控制逻辑218或318能够单独使用所述旁接或重新连接或者使用所述旁接/连接和上述的负载和/或电流偏置的调整的组合实现增益和/或带宽调整。例如，控制逻辑218或318可在电压信号不旁接的放大器414-418中的一个或多个放大器中如以上参照图7所述调整负载和/或电流偏置。还应该注意的是，除了 LA 206之外或者作为LA 206的替换物，控制逻辑218或 318能够按照以上针对LA 206描述的相同方式对于TIA 204调整增益和/或带宽。例如， TIA 204能够具有可编程增益从而由光电二极管102提供的电流源能够被偏置以对于TIA 204调整增益和/或带宽。这里，如上所述，监测器216能够监测信号强度和/或信号质量参数以允许控制逻辑218或318根据信号强度和/或信号质量参数调整TIA 204上的增益。 另外，监测器216能够可选地被构造为监测光电二极管102和TIA 104之间的电流。另外， TIA204也能够实现于可编程级中。例如，放大器414-418可以表示TIA级。这里，如以上参照图8所述，控制逻辑218或318能够通过基于监测的信号强度和/或监测的信号质量在分立步骤中控制放大器414-418的各级的旁接或连接来调整TIA 204的增益和/或带宽。 此外，如以上针对LA 206所讨论的，控制逻辑218或318能够在上述TIA204上单独使用各级的所述旁接/连接或者使用各级的所述旁接/连接和负载和/或电流偏置的调整的组合来实现TIA 204的增益和/或带宽调整。这样，根据示例性实施例，LA 206和TIA 204中的一个或二者能够具有能够由控制逻辑218和318调整的可编程增益和/或可编程级以优化光学接收器的功耗。在继续参照图1、2和5-8的同时现在参照图9，示出了用于处理光信号的示例性方法实施例500。应该理解，以上参照电路/系统实施例200和300描述的所有方面能够在方法500内实现。方法500可开始于步骤502，在步骤502，光学接收器200或300能够接收光信号， 如上所述。在步骤503，光学接收器200或300能够把光信号转换成电压信号。例如，光学接收器200或300能够通过执行两个转换步骤实现步骤503。例如，在步骤504，光电二极管 102能够把接收的光信号转换成电流信号，如上所述。另外，在步骤506，互阻抗放大器204 能够把电流信号转换成电压信号，如上所述。在某些实施例中，如图5中所示，光电二极管和TIA 204能够形成能够执行步骤503的转换模块203。在步骤508，监测器216能够如上所述监测信号强度或信号质量参数中的至少一个并产生信号强度或信号质量参数中的至少一个的指示。例如，监测器216能够如上所述监测TIA 204和LA 206之间的电压信号。或者，监测器216能够如上所述监测PD 102和 TIA 204之间的电流信号。在任一情况下，监测的信号能够指示接收的光信号的信号强度和 /或能够指示接收的光信号的信号质量参数。例如，如上所述，TIA 204的输出能够与输入光信号成比例。信号质量参数可以是信号质量、误码率、包完整性、开眼参数或者质量参数的任何组合。另外，监测器216还能够测量信号质量的其它指示。另外，如上所述，监测器 216能够把信号强度和/或信号质量参数的指示提供给控制器218或318以允许该控制器调整TIA 204和/或LA 206上的增益和/或带宽。在步骤510，如以上所讨论的，控制器218或318能够基于信号强度和/或信号质量参数的指示调整TIA 204和/或LA 106上的增益和/或工作带宽以降低光学接收器的功耗。例如，如上所述，控制器218或318能够如上所述基于输入光信号强度和/或信号质量参数根据图2的绘图150调整TIA 204和/或LA 206上的增益和/或带宽。另外，控制器 218或318能够以多种方式调整增益和/或带宽。例如，如以上参照图7所述，控制器218 或318能够通过调整电压负载或偏置电流中的一项或多项调整TIA 204和/或LA 206上的增益和/或带宽。此外，如以上参照图8所讨论的，TIA 204(或转换模块20 和/或LA 206能够被构造为多级414-418的放大器。这里，如上所述，控制器218或318能够通过经由开关412至少旁接或连接/增加各级414-418中的子集来调整TIA 204和/或LA 206上的增益和/或带宽。另外，如以上所讨论的，控制器218或318能够在与激活的级对应的分立步骤中调整TIA 204和/或LA 206上的增益和/或带宽。例如，TIA 204和/或LA 206 能够在分立步骤中实现调整的增益和/或带宽，其中每个激活的级执行分立的增益和/或带宽调整。激活的级可对应于电压信号未旁接的级。另外，控制器218或318能够通过调整一个或多个激活的级上的电压负载和/或偏置电流来调整TIA 204和/或LA 206上的增益和/或带宽。在步骤512，如上所述，限幅放大器206能够根据调整的增益和/或调整的带宽放大电压信号。例如，如以上所讨论的，放大器206能够从TIA 204接收电压信号并且能够根据步骤510的调整放大该电压信号，以使得它在逻辑部件114或315的可操作范围内。在步骤514，如上所述，限幅放大器206能够把电压信号提供给逻辑电路114或 315。例如，如上所述，限幅放大器能够直接把电压信号提供给逻辑电路114或315，或者能够经由传输线110和电接收器112把电压信号提供给逻辑电路114或315。应该理解，能够对于以上参照图6描述的多通道架构中的每个通道实现方法500。 这样，控制器218或318能够在多通道接收器架构中调整与不同通道对应的多个部件上的增益和/或工作带宽。例如，如上所述，控制器218或318能够在电路/系统300中调整专用于通道I-N的任何一组处理部件中的TIA 204和/或LA 206中的任何一个或多个上的增益和/或工作带宽。还应该理解，示例性实施例能够包括包含计算机可读程序的计算机可读存储介质，其中该计算机可读程序当在计算机上执行时使计算机执行方法500的步骤。例如，计算机能够执行方法500的监测508步骤和调整510步骤。已描述了实现自适应高功效接收器架构的系统和方法的优选实施例(其是说明性而非限制性的)，应该注意的是，考虑到以上教导，本领域技术人员能够做出变型和修改。 因此，应该理解，可以对公开的特定实施例做出落在由所附权利要求概括的本发明的范围内的改变。如此描述了本发明的各方面，并且在所附权利要求中阐述要求保护并希望保护的专利法所要求的细节和特征。
权利要求
1.一种用于处理光信号的方法，包括把光信号转换成电压信号；放大该电压信号；监测信号强度或信号质量参数中的至少一个并产生信号强度或信号质量参数中的至少一个的指示；以及基于所述指示，针对所述转换或所述放大的至少一个，调整增益或工作带宽中的至少一个以降低光学接收器的功耗。
2.如权利要求1所述的方法，其中调整增益或工作带宽中的至少一个还包括调整电压负载。
3.如权利要求1所述的方法，其中调整增益或工作带宽中的至少一个还包括调整偏置电流。
4.如权利要求1所述的方法，其中调整增益或工作带宽中的至少一个还包括旁接或增加所述转换或所述放大的级。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述调整还包括在与激活的级对应的分立步骤中调整增益或工作带宽中的至少一个。
6.如权利要求5所述的方法，其中调整增益或工作带宽中的至少一个还包括调整至少一个级上的电压负载或偏置电流中的至少一个。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述信号质量参数基于以下的至少一项信号质量、 误码率、包完整性或开眼参数。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述调整还包括针对多个不同通道调整增益或工作带宽中的至少一个。
9.一种用于处理光信号的接收器系统，包括转换模块，被构造为把光信号转换成电压信号；放大器，被构造为放大该电压信号以使得该电压信号在数字逻辑部件的可操作范围内；监测器，被构造为监测信号强度或信号质量参数中的至少一个并产生信号强度或信号质量参数中的至少一个的指示；控制器，被构造为基于所述指示在所述转换模块或所述放大器中的至少一个上调整增益或工作带宽中的至少一个以降低该接收器系统的功耗。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述控制器还构造为通过调整所述转换模块或所述放大器中的至少一个上的电压负载来调整增益或工作带宽中的至少一个。
11.如权利要求9所述的系统，其中所述控制器还构造为通过调整所述转换模块或所述放大器中的至少一个上的偏置电流来调整增益或工作带宽中的至少一个。
12.如权利要求9所述的系统，其中所述转换模块或所述放大器中的至少一个被构造为多个级，并且其中所述控制器还构造为通过至少旁接或连接所述多个级的子集来调整增益或工作带宽中的至少一个。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述控制器还构造为在与激活的级对应的分立步骤中调整增益或工作带宽中的至少一个。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述控制器还构造为通过调整至少一个所述级上的电压负载或偏置电流中的至少一个，来调整增益或工作带宽中的至少一个。
15.如权利要求9所述的系统，其中所述信号质量参数基于以下的至少一项信号质量、误码率、包完整性或开眼参数。
16.如权利要求9所述的系统，其中所述控制器还构造为在多通道接收器架构中调整与不同通道对应的多个部件上的增益或工作带宽中的至少一个。
17.一种用于处理光信号的接收器装置，包括 光电二极管，被构造为把光信号转换成电流信号；互阻抗放大器，可操作地耦接到光电二极管并被构造为把所述电流信号转换成电压信号；限幅放大器，可操作地耦接到互阻抗放大器并被构造为放大所述电压信号以使得所述电压信号在数字逻辑部件的可操作范围内；监测器，被构造为监测信号强度或信号质量参数中的至少一个并产生信号强度或信号质量参数中的至少一个的指示；和控制器，被构造为基于所述指示在所述互阻抗放大器或所述限幅放大器中的至少一个上调整增益或工作带宽中的至少一个以降低该接收器装置的功耗。
18.如权利要求17所述的接收器装置，其中所述控制器还构造为通过调整所述互阻抗放大器或所述限幅放大器中的至少一个上的电压负载来调整增益或工作带宽中的至少一个。
19.如权利要求17所述的接收器装置，其中所述控制器还构造为通过调整所述互阻抗放大器或所述限幅放大器中的至少一个上的偏置电流来调整增益或工作带宽中的至少一个。
20.如权利要求17所述的接收器装置，其中所述互阻抗放大器或所述限幅放大器中的至少一个被构造为多个级的放大器，并且其中所述控制器还构造为通过经由开关至少旁接或连接所述多个级的子集来调整增益或工作带宽中的至少一个。
21.如权利要求20所述的接收器装置，其中所述控制器还构造为在与激活的级对应的分立步骤中调整增益或工作带宽中的至少一个。
22.如权利要求21所述的接收器装置，其中所述控制器还构造为通过调整至少一个所述级上的电压负载或偏置电流中来调整增益或工作带宽中的至少一个。
23.如权利要求17所述的接收器装置，其中所述信号质量参数基于以下的至少一项 信号质量、误码率、包完整性或开眼参数。
24.如权利要求17所述的接收器装置，其中所述控制器还构造为在多通道接收器架构中调整与不同通道对应的多个部件上的增益或工作带宽中的至少一个。
全文摘要
本发明涉及自适应高功效接收器架构、处理方法和系统。公开了用于处理光信号的系统和方法。把光信号转换成电压信号并放大该电压信号。另外，监测信号强度和/或信号质量参数并产生信号强度和/或信号质量参数的指示。另外，能够基于所述指示针对所述转换或所述放大调整增益和/或工作带宽以降低光学接收器的功耗。
文档编号H04B10/06GK102546004SQ20111036113
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月15日 优先权日2010年12月17日
发明者A·V·里尔亚科夫, C·L·肖, M·索约尔, P·K·佩佩柳高斯基 申请人:国际商业机器公司