CN104508977A - 具有增大动态范围的跨阻放大器(tia)及其光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光器件中的可变增益跨阻放大器。所述跨阻放大器（TIA）具有改良的电信号接收动态范围，并用于将雪崩光电二极管（APD）的电流信号转换为电压信号。所述TIA输入和输出端之间设置有电阻元件，其中所述电阻元件的阻值可调节所述TIA的电阻值和/或阻抗值，且还有一个开关控用于制或确定所述电阻元件的阻值。当所述APD接收的光信号功率大于预定值时，所述阻值变小而所述TIA的增益则变大。当光信号功率小于预定值时，所述电阻值变大。所述TIA的增益根据接收光信号的强度自动调节，以便获得更大的动态工作范围。

Description

具有增大动态范围的跨阻放大器(TIA)及其光器件
技术领域
本发明涉及光通信器件领域。更具体地说，本发明的实施例适用于在光器件中扩大跨阻放大器（TIAs）动态范围的电路。
背景技术
光收发器以光的形式通过光链路，比如光纤链路，发送和接收数据。光发射器包括用于驱动激光器或二极管（比如，发光二极管[LED]）的激光器驱动电路，以便在光纤链路上根据接收的电信号制造光脉冲。光接收器包括用于接收光信号的光敏二极管或具有高增益特性的雪崩二级管，所述光信号随后被转换为电流信号。因此，光收发器(i)可将光信号转换为模拟和/或数字电信号，且(ii)还可将电信号转换为光信号。
光学收发器模块的接收器(RX)部分通常包括至少一个光电二极管或光电检测器、至少一个互阻放大器(TIA)以及至少一个线性放大器(LA)。其中，TIA的一个或多个晶体管的尺寸和偏压会影响电路噪音的强度。通过确定TIA的晶体管的尺寸和偏压来影响用于给定处理技术的TIA的带宽。为了实现互阻放大器更大的增益和灵敏度，通常要增加反馈电阻的阻抗。一般来说， TIA的增益是固定不变的，这样就造成了：如果TIA增益大，能够满足低输入光功率的灵敏度要求，但当输入光功率过大时TIA会过载或饱和；如果TIA增益小，能够满足大输入光功率的过载要求，但当输入光功率过小时TIA灵敏度会偏低。
为了改进TIA的性能，中国发明专利申请CN1523753A中公开了一种利用反馈电阻网络动态控制TIA增益的设计。该设计中，通过开关控制并联电阻的阻值动态改变TIA的增益强度。此外能够同时兼顾TIA的过载和灵敏度特性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种具有动态增益的互阻放大器，以及使用该互阻放大器的光器件。
在一个实施例中，具有改良动态范围的TIA可包括电流放大器，用于从接收电流生成放大电压，其中所述电流放大器具有参考电压输入端，另一输入端及输出端；值可调（比如，可调节的电阻值和/或阻抗）阻抗器（比如，阻抗器件），设置在所述TIA输入和输出端之间，和开关，用于确定或控制所述阻抗器的可调值。当接收光信号（比如，生成接收电流的来源）的功率大于预定值时，所述阻抗器的电阻值减小，而当接收光信号的功率小于预定值时，所述阻抗器的电阻值增大。举例来说，所述阻抗器可以是或包括诸如能提供阻抗（比如，在TIA的输入和/输出端）的感应器或电阻器。所述参考电压可由微控制器（MCU）或其他处理器或逻辑电路确定和/或提供。
在本发明的优选实施例中，所述阻抗器包括N个平行电阻器（比如，在所述TIA输入和输出端之间并联设置的），其中至少一个第一电阻器连接所述TIA的输入和输出端，且至少一个第二电阻器有一端与所述TIA的输入和输出端中其一连接而另一端与所述开关连接。N为大于或等于2的整数。举例来说，N=2。而且，所述开关可由控制电压（比如，V_CTR）启动或关闭。
此外，所述第一电阻器和第二电阻器都具有在1:5 to 1:10间的电阻值比率，这样能有效保证开关从一个设置（或范围）切换至另一个时，用于TIA的至少两个增益范围内存在增益重叠区，且重叠区足够大到在增益范围间没有间隙，同时又使该设计的两种增益范围覆盖最大化。
所述TIA还包括迟滞电路，用于通过将输入电压与至少一个预定值比较调整所述控制电压（比如，在所述迟滞电路的输出端），所述预定值包括可由多个迟滞电阻器（比如，R4，R5和Rf）配置的高和低预定值。当所述迟滞电路上的输入电压大于所述高预定值时，来自所述迟滞电路的控制电压打开或启动所述开关，而当所述迟滞电路上的输入电压小于所述高预定值时，所述控制电压关闭或禁用所述开关。
所述迟滞电路可包括放大器和多个迟滞电阻器。所述放大器具有第一输入端，第二输入端和输出端。所述多个迟滞电阻器包括连接在所述放大器输入和输出端之间的第三电阻器（比如，Rf），与所述放大器第二输入端串联的第四电阻器（比如，R4），和连接在第一参考电压和所述第一输入端之间的第五电阻器（比如，R5）。所述放大器可用于接收电流镜的输出，并因此可在光器件中将所述电流镜与升压电路连接。所述高和低预定值可由所述迟滞电路的第三，四和五迟滞电阻器（即，R4，R5和Rf）确定。
本发明还提供了一种包含所述TIA和一种光电二极管的光收发器，其中所述电流放大器的输入端与所述光电二极管连接。而且，在所述光收发器中，所述TIA的开关由控制电压（比如，V_CTR）开启或关闭。所述TIA还可包括迟滞电路，用于通过将输入电压与至少一个预定值比较调整所述控制电压（比如，在所述迟滞电路的输出端），所述预定值包括可由所述迟滞电路中的多个迟滞电阻器（比如，R4，R5和Rf）配置的高和低预定值（比如，在迟滞水平的控制下）。当流向所述迟滞电路的输入电压大于所述高预定值时，来自所述迟滞电路的控制电压启动或打开所述开关，而当流向所述迟滞电路的输入电压小于所述低预定值时，所述控制电压则禁用或关闭所述开关。所述光电二极管还与电流镜连接，可能，一次串联至激发电路。所述电流镜的一端（比如，输出）与进入所述迟滞电路的输入（比如，与电阻器一起提供输入电压）相连接。
本发明还提供了一种接收信号强度指示器（RSSI），包括所述TIA和迟滞电路。所述迟滞电路的一输入端接收或连接参考电压，同时另一输入端连接（或接受输出自）模拟放大电路。所述模拟放大电路的一输入端连接光电二极管和光接收器。本发明还提供了一种包含所述RSSI的光接收器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：当输入光功率在高位时，可以通过调节阻抗元件的阻值，减小互阻放大器的收益，使得过载的互阻放大器失真得以改善；当输入光功率在低位时，可以通过调节阻抗元件的阻值，增大互阻放大器的收益，使得互阻放大器具有较高的收益，用于保证较宽输出电压摆幅，改进其灵敏性。
附图说明
图1为本发明实施例的第一电路图。
图2为本发明实施例的第二电路图。
图3所示为本发明实施例的迟滞电路产生的效果和/或缓冲功能的图表。
图4为本发明实施例的包含TIA的典型收发器。
图5是为跨阻放大器选择增益范围和/或在光接收器中由接收光信号放大电信号的典型方法流程图。
具体实施例
本发明的各种实施例都会有详细的参照。参照的例证会在附图中得到阐释。本发明会用随后的实施例说明，但本发明不仅限于这些实施例的说明。相反的，本发明还意欲涵盖，可能包括在由附加权利要求规定的本发明的主旨和值域内的备选方案，修订条款和等同个例。而且，在下文对本发明的详细说明中，指定了很多特殊细节，以便对本发明的透彻理解。但是，对于一个所属技术领域的专业人员来说，本发明没有这些特殊细节也可以实现的事实是显而易见的。在其他实例中，都没有详尽说明公认的方法，程序，部件和电路，以避免本公开的各方面变得含糊不清。
无论如何，我们都应该记住所有这些及类似的术语都与适当的物理量和/或信号有关，并且它们仅仅是适用于这些量和/或信号的符号而已。除非有特别说明和/或否则就如下所述一样显而易见，用贯穿本申请的论述术语诸如“操作”，“计算”，“判定”或者诸如此类的涉及电脑或数据处理***的动作或步骤，或类似装置（如，电气，光学或量子计算，处理装置或电路）来处理或转换数据表示物理量（如，电子）都是允许的。这类术语涉及，在电路，***或构造（比如，寄存器，存储器，其他这样的信息存储，传输或显示装置等等）的部件值域内，把物理量处理或转换成在相同或者不同***或构造的其他部件值域中类似的物理量。
此外，在本申请的背景下，术语“信号”和“总线”涉及任何已知的结构，构造，排列，技术，方法和/或步骤，用于在电路中将电信号从一个点物理地转移到另一个点。并且，除非事先注明，否则，从就只能从此处的大前提下使用，术语“指定的”，“固定的”，“已知的”和“预定的”来提及值，数量，参数，约束，条件，状态，过程，程序，方法，实践或他们的理论可变组合，但是这种可变往往是事先约定的，并且此后，一经使用便不可更改的。
除非有特别说明，为方便起见，属于“光的”和“光电的”在文中都可交替使用，相互包涵。此外，术语“收发器”指具有至少一个接收器和至少一个发送器的装置，且除非文中另有详细说明，术语“收发器”的使用也包含“接收器”和/或“发射器”。同样，为方便起见，术语“连接到”，“与…耦合”，“与…通信”和“耦合至”都可以交替使用。
文中所披露的各种实施例和/ 或例子都可与其他实施例和/或例子组合，只要这样的组合是适宜，有必要或有利的。下面将结合典型的实施例对本发明进行详细说明。
实施例一
如图1所示，光接收器100包括具有改良动态范围的TIA110，所述TIA包括电流放大器112，阻抗器120，和开关130。所述TIA110还可包括接收电流放大器112输出的缓冲器114。在一个实施例中，虽然缓冲器114为或包括差分输出缓冲器（如图所示），但是也可是或包括传统单端缓冲器（即，提供单端输出信号，与差分输出信号相反）。TIA110特别适用于光或光电器件，比如光接收器和光发射器。
电流放大器112 具有参考电压输入端，第二输入端，和输出端。电流放大器112用于从接收偏置电流生成放大电流（比如，在输出端）。举例来说，所述偏置电流由光电二极管140提供，这样将接收光信号转换为电信号（比如，偏置电流）。所述参考电压输入端上的参考电压（比如，Vref1）可以是能放大所述偏置电流的任意电压。比如，所述参考电压Vref1可以是接地电位（比如，0 V），偏移电压（比如，某种电压，通过它来自光电二极管140的信号可从预定电压中分离出来，比如0 V），或可提供预期或预定结果或功能的另一种电压。
在一个实施例中，阻抗器120包括电阻器R1和R2，设置在（比如，连接在）电流放大器112输入和输出端之间。电阻器R1的一端与开关130串联，所述开关由控制电压（比如，V_CTR）禁用或启用，而所述控制电压则来源于如迟滞电路150的控制器。在其他实施例中，所述控制电压也可来源于差分控制器（比如，微控制器，处理器或其他逻辑电路）。通常，所述控制电压是数字信号，尽管它在其他实施例中也可以是模拟信号。电阻器R1的第一端与电流放大器112的电流输入端而第二端则与开关130连接。开关130的输入端与电阻器R1的第二端连接而输出端则与放大器112的输出端连接。开关130还具有接收所述控制信号（比如，V_CTR）的控制端。
电阻器R1和R2具有不同的电阻值。举例来说，R1的电阻值在1到10 kΩ间，而R2的阻值则在5到10 kΩ间。R1和R2阻值的增益比率可在1:1到1:100间，而在某些实施例中，可在1:5到1:10间。两个电阻器R1和R2和开关130为TIA110提供了至少两个增益范围，1:5到1:10的阻值比率范围可在TIA110的电阻器R1开启时的增益与TIA110的电阻器R1关闭时的增益之间提供一个重叠区域，从而使切换设置时（比如，开关130开起或关闭）TIA110增益范围无间隙。同样，1:5到1:10的阻值比率范围还可使所述两个增益范围覆盖最大化。
在另一个实施例中，阻抗器120还可包括第三电阻器（未显示），与电阻器R1和R2并联。所述第三电阻器与第二开关（未显示）串联，接收与开关130相同或不同的控制电压。当所述第二开关接收的控制电压与开关130接收的控制电压相同时，所述控制电压可以是如接收迟滞电路150输出的模数转换器提供的多位数字信号。因此，本发明预想了一种带数字化可选动态增益范围的TIA。
迟滞电路150用于通过将输入电压与一个或多个预定值比较在其输出端152调节所述控制电压。所述输入电压通过将镜像电流172穿过电阻（比如，一个或多个电阻器，它们其中之一可接收来自电流放大器160的放大电流）实现。所述镜像电流可从节点142的电流上复制（比如，电流的整数倍或1/n），由光电二极管140生成。所述预定值包括高和低预定值。当流向迟滞电路150的输入电压大于所述高预定值时，来自迟滞电路150的控制电压152将处于第一数字逻辑状态（比如，“1”），而开关130被激活或打开。另一方面，当来自迟滞电路150的控制电压小于所述低预定值时，控制电压152将会处于与所述第一数字逻辑状态互补的第二数字逻辑状态（比如，“0”），而开关130被禁用或关闭。
关于图3，控制电压V_CTR可在迟滞电路150达到预定值或阈值（比如，高和低预定值之一）后保持在相同的状态（比如，激活或暂停）直到达到另一预定值或阈值（比如，高和低预定值中的另一个）。举例来说，当流入所述迟滞电路的输入电压Vin在310等于或小于低预定值Vil，那么所述控制电压（比如，Vout）过渡到高数字逻辑状态（1）。只要流向所述迟滞电路的输入电压Vin持续低于高预定值Vih，所述控制电压（比如，Vout）就保持在高数字逻辑状态（1），且所述TIA增益在第一范围内。当输入电压Vin到达或超过高预定值Vih时，所述控制电压（比如，Vout）就在320过渡到低数字逻辑状态（0），且所述TIA增益在第二范围内。只要流向所述迟滞电路的输入电压Vin保持在低预定值Vil之上，那么所述控制电压（比如，Vout）就保持在低数字逻辑状态（0）。举例来说，高和低预定值Vil和Vih的差值ΔV处于与光信号功率范围3到9 dBm对应的范围内(比如，6到8 dBm)。
关于图1，迟滞电路150可包括放大器154，连接电阻器Rf，和输入电阻器R4和R5。放大器154具有接收输入电阻器R4电压的第一输入端，和在节点152提供控制电压V_CTR的输出端。输入电阻器R4与放大电路160（比如，放大器162的输出）及第三电阻器R3串联，从而控制放大器162的阻抗。放大电路160可将在172 的镜像电流转换为电压。输入电阻器R5接收参考电压Vref并与连接电阻器Rf连接，Rf将放大器154输入和输出端电连接。此外，高和低预定值由R4,R5和Rf的电阻值确定。模拟放大器162接收电流镜170的输出172，所述输出在光器件100中与常规升压电路180电连接。如上所述，电流镜170用于在节点172上复制节点142的电流（或将其放大整数倍或取其1/n）。升压电路180可用于提升发送到电流镜170的电压或电流。
在第一个实施例中，参考电压Vref和Vref1由微控制器（MCU）或其他处理器或逻辑电路（未显示）确定，可以是MCU，处理器或逻辑电路的模数转换器（DAC）提供模拟信号或值。电阻R4，R5和Rf可在1到10 kΩ，5到20 kΩ，或1到100 kΩ内任何其他值之间，而所述电阻的比率可由本领域内的技术人员根据适当，期望或预定的Vin和Vih（详见图3）的高和低值在迟滞电路150（图1）确定。
当由光电二极管140接收的光信号144的输入功率为高时，控制电压V_CTR在152设置成启动数字逻辑状态（比如，逻辑高），且开关130处于闭合状态。因此，TIA110的增益可通过放大器112输入和输出端之间电阻器R1和R2的并联降低，且在放大器112输入上由光电二极管140电流负荷造成TIA110失真也能消除，最小化或改良。当由光电二极管140接收的光信号144的输入功率为低时，控制电压V_CTR在152设置成暂停数字逻辑状态（比如，逻辑低），且开关130处于断开状态，所以TIA110的增益也较高。因此，TIA110还具有保证较高输出摆幅电压和改良灵敏度（比如，相对于R1和R2都与其并联的相同TIA）的高增益。
光接收器100还可包含带极大动态范围的接收信号强度指示器（RSSI）。所述RSSI可包括触发电路，采样器（比如，取样保持电路），RSSI计算器，存储器（比如，用于存储RSSI值），和/或RSSI处理器（比如，在包含本接收器的光网络中向主机或其他接收器或收发器发送RSSI信息）。当所述光信号的功率为高时，所述放大器（比如，放大器112）就会具有高电平输出，使TIA增益变得较低。反过来，所述RSSI的反应电压可处于极大的范围内，且所述RSSI不会超负荷运行。
实施例二
图2为光接收器200，包括RSSI电路210和图1所示TIA110。光接收器200还包括迟滞电路150。由于来自网络中其他光发射器的光信号可以是任何的较宽信号强度范围（比如，-6 dBm到-34 dBm，-8 dBm到-22 dBM，等），RSSI电路210就会在较宽信号强度范围上具有优势灵敏度。当所述光输入功率小于中间阈值（比如-18 dBm），所述放大器就具备高增益（在此情况下开关130为关闭）。这种配置对ADC采样非常有用，且实现了更高的精度（比如，对RSSI监控器来说）。但是，当所述光输入功率大于所述中间阈值时，特别是在超载范围内（比如-6 dBm），所述放大器（比如，图1所示放大器112）负载就会饱和，所以所述放大器增益高时模数转换器（比如，图2所示ADC214）很难获得线性采样数据。此时关闭开关130就降低了增益且使所述ADC获得交线性采样数据。图2中和图1标号相同的其他元件也基本与图1相同，在此不再累述。
迟滞电路150的一输入端与电阻器R5连接，接收参考电压Vref，而迟滞电路150的另一输入端则与电阻器R4连接，接收模拟放大器260（比如，放大器262）的输出，所述模拟放大器的阻抗由电阻器R3调节。放大器262的一输入端连接到光电二极管140的电压142，而另一输入端则接收来自降压电阻器R6的电流或电压。
 TIA110在一输入端接收镜像电流而在另一输入端接收参考电压。所述镜像电流可从第二（负极）输入端的电流（比如，部分或整数倍）复制给放大器262。所述TIA的输出端连接RSSI电路210中的采样保持电路212和ADC214。ADC214为MCU216，还包括存储器和/或RSSI处理器（未显示）。
迟滞电路150为开关130提供了缓冲区，这样TIA110的增益范围就可平稳变化和/或转换状态（比如，高阻抗vs低阻抗）和/或增益范围而不会有负面影响。如图3所示，当模拟放大器262的输出低于或等于低预定电压Vil时，迟滞电路150就输出启动数字控制信号（比如，逻辑1），从而启用开关130。当模拟放大器262的输出过渡到或高于高预定值Vih时，迟滞电路150就输出暂停数字控制信号（比如，逻辑0），从而关闭开关130。当流向迟滞电路150的输入电压介于Vih和Vil之间时，迟滞电路和输出状态不会变化。迟滞电路150的高和低预定电压Vih和Vil由R4，R5和Rf设定。
一种典型的光收发器
图4举例说明了典型光收发器300（比如，SFP+收发器），包括接收光学子器件（ROSA）330和发射光学子器件（TOSA）320。ROSA330包括跨阻放大器（TIA）335和光电二极管（PD）332。举例来说，PD332可包括P型本征N型（PIN）光电二极管。ROSA330用于接收输入光信号IN（比如，来自如光纤的光信号介质）并将输出电信号提供给限幅放大器340。限幅放大器340用于向电气接口360提供放大的输出信号，并与电气接口360连通，限制所述输入信号的电压。电气接口360同时还通过一个或多个总线耦合到微处理器350，并向微处理器350提供一个或多个信号（比如，来自与收发器300连通的电气元件，比如主机装置）。微控制器350用于控制和/或调节所述收发器模块的各类功能（比如，温度控制电路380，激光驱动电路370，偏压控制电路310，等）。此外，收发器300还包括PWM偏置电流控制电路310，用于低功耗激光偏置电流生成。偏压控制电路310可包括DC/DC转换器，用于为激光二极管（LD）325提供偏置电流。
如图所示，激光驱动电路370连接在电气接口360和激光器325之间。在一个实施例中，TOSA320包括LD325和监控光电二极管（MPD）322。LD325可包括分布反馈（DFB）激光二极管和电吸收（EA）调制器。在一个实施例中，TOSA320提供输出光信号OUT。
微处理器/微控制器350通过控制偏压控制电路310保存预期或预定输出光功率（比如，由TOSA320提供的信号OUT），为LD325提供偏压电流。激光驱动器370接收的电数据信号来自电气接口360，而激光驱动器370的放大率或调幅则由微处理器/微控制器350控制。放大后的电数据信号应用于激光器322以取得输出光信号OUT。此外，激光器325的温度控制通过温度控制反馈回路保持。具体地说，微控制器350利用模数转换器（ADC）345监控LD325的温度。微控制器350之后按照预定温度设定处理（比如，比较）温度数据，向温度控制电路380提供温度差数据，其能够有效的冷却或加热激光二极管325。入射光数据信号IN进入ROSA330ROSA330，所述ROSA将光信号IN转换为电信号，而所述电信号进入电气接口360之前又被TIA335（可以是文中所述的TIA）和限幅放大器340放大。
一种典型方法
本发明还涉及一种为跨阻放大器（TIA）和/或在光接收器中根据接收光信号放大电信号选择增益范围的典型方法。图5为此种典型方法的流程图400。
在410，光信号由光收发器接收。举例来说，在415，光收发器ROSA中的光电二极管接收所述光信号并将其转换为电信号。
如上所述，在420确定所述光信号的功率或信号强度。或许更确切地说，根据文中所述（比如，通过在迟滞电路中将所述电压或电流与一个或多个高和/或低预定阈值比较），与所述光信号的功率或信号强度相应的电压或电流被确定。
在430，根据所述光信号的功率或信号强度选择TIA接收所述电信号的增益范围（即，与所述接收光信号相对应）。在文中所述的典型实施例中，控制电压被施加到一个或多个开关，所述开关用于控制跨阻器的电阻值和/或阻抗，转而控制所述TIA的电阻率和/或阻抗（增益范围）。在某些实施例中，所述控制电压根据所述电压或电流与一个或多个预定阈值（比如，高和/或低预定阈值）的比较结果由所述迟滞电路生成。
在440，利用具有增益范围的TIA将所述电信号放大，而所述增益范围是由所述迟滞电路和控制电压选择的。本方法可根据差分光信号的接收进行重复。
图解和说明已经详细展示了前述的本发明的特殊实施例。本公开并不限于前述实施例，并且很明显，也可以鉴于以上所述的技术，对本发明进行修改和变更。本文选定实施例并对其进行描述，以便最精确地阐述本发明的原理及它的实际应用，从而使所属专业技术领域的其他人员能最大程度的利用本发明及带有各种修改的实施例，以适用于预期的特殊用途。即，由添加至此的权利要求和它们的等效叙述所定义的发明范围。

Claims (20)

1.一种带动态范围的跨阻放大器，包括：电流放大器，用于相应于接收光信号功率从接收电流生成放大的电压信号，其中所述电流放大器具有参考电压输入端，输入端和输出端；和设置于所述电流放大器输入和输出端之间的阻抗器，其中所述阻抗器具有用于调节所述TIA电阻值和/或阻抗值的电阻值；一个或多个开关，用于确定所述阻抗器的阻值；其中当接收光信号的功率大于第一预定值时，所述阻抗器的阻值等于第一阻值，当接收光信号的功率低于第一预定值时，所述阻抗器的阻值为第一阻值且大于所述第一阻值。
2.如权利要求1所述的跨阻放大器，其特征在于，所述阻抗器包含N个并联设置于所述电流放大器输入和输出端之间的N个电阻器，N为大于等于2的整数。
3.如权利要求2所述的跨阻放大器，其特征在于，所述阻抗器包括（i）第一电阻器，与所述电流放大器输入和输出端分别连接，和（ii）第二电阻器，与所述电流放大器输入和输出端其中之一连接，和所述一个或多个开关中的第一开关，与所述第二电阻器的第一端和所述电流放大器输入和输出端其中另一个连接。
4.如权利要求2所述的跨阻放大器，其特征在于，N=2。
5.如权利要求4所述的跨阻放大器，其特征在于，所述第一电阻器的阻值为第一电阻值，所述第二电阻器的阻值为第二电阻值，且第一和第二电阻值的比率在1:5 和1:10间。
6.如权利要求3所述的跨阻放大器，其特征在于，所述开关由控制电压启动或关闭。
7.如权利要求5所述的跨阻放大器，其特征在于，还包括迟滞电路，用于通过将输入电压与至少一个预定值比较调节所述控制电压，所述至少一个预定值包含高预定值和低预定值。
8.如权利要求7所述的跨阻放大器，其特征在于，所述高和低预定值由多个迟滞电阻器设置。
9.如权利要求7所述的跨阻放大器，其特征在于，当输入电压大于所述高预定值时，来自所述迟滞电路的控制电压会打开或启动所述开关，而当所述输入电压小于所述高预定值时，所述控制电压会关闭或失效所述开关。
10.如权利要求7所述的跨阻放大器，其特征在于，所述迟滞电路包括a)带第一输入端，第二输入端和一个输出端的放大器；b) 连接在所述第一输入端和输出端之间的第三电阻器，c) 与所述放大器第二输入端串联的第四电阻器；和d) 第五电阻器，用于将参考电压连接到所述放大器的第一输入端。
11.如权利要求10所述的跨阻放大器，其特征在于，还包括电流镜和升压电路，其中所述迟滞电路的放大器接收所述电流镜的输出。
12.一种光收发器，包含如权利要求1所述的跨阻放大器），和微控制器、处理器或逻辑电路，用于在参考电压输入端调节参考电压。
13.一种光收发器，包含如权利要求1所述的跨阻放大器，和与所述电流放大器输入端相连的光电二极管。
14.如权利要求13所述光收发器，其特征在于，所述开关由控制电压启动或失效；所述跨阻放大器还包括迟滞电路，用于通过将输入电压与预定值比较调节所述控制电压，所述预定值包括高和低预定值；且当所述输入电压大于所述高预定值时，所述控制电压启动所述开关，而当所述输入电压小于所述高预定值时，所述控制电压失效所述开关。
15.如权利要求13所述光收发器，其特征在于，所述光电二极管还与电流镜相连接；所述电流镜又与升压电路连接，且其输出端与所述迟滞电路的输入相连；当所述输入电压大于所述高预定值时，所述迟滞电路打开所述开关，而当所述输入电压小于所述低预定值时，所述迟滞电路关闭所述开关。
16.如权利要求15所述光收发器，其特征在于，所述高预定值是与-15 dBm光信号功率相对应的第一预定电压阈值，而所述低预定值为与-20 dBm光信号功率相对应的第二预定电压阈值。
17.一种接收信号强度指示器，包括如权利要求1所述的跨阻放大器；光电二极管；输入端与所述光电二极管相连的模拟放大电路；和迟滞电路，其第一输入端与参考电压连接而第二输入端与模拟放大电路相连。
18.一种光收发器包含如权利要求17所述的接收信号强度指示器。
19.一种接收和/或放大光信号的方法，包括：
a) 在光接收器中接收光信号；
b) 将所述光信号转换为电信号；
c) 确定所述光信号的功率或信号强度；
d) 根据所述光信号的功率或信号强度选择跨阻放大器接收所述电信号的增益范围；和
e)利用所述跨阻放大器放大所述电信号。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，选择所述TIA的增益范围包括将与光电二极管接收光信号产生的电流对应的电压或电流与一个或多个高和/或低预定阈值比较生成控制电压，然后将所述控制电压应用于一个或多个开关，所述一个或多个开关用于调整阻抗器的阻值和/或阻抗，依次调整所述跨阻放大器的增益范围。
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