CN116886053A - 一种光电转换放大电路及光电转换装置 - Google Patents

一种光电转换放大电路及光电转换装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116886053A
CN116886053A CN202310909333.5A CN202310909333A CN116886053A CN 116886053 A CN116886053 A CN 116886053A CN 202310909333 A CN202310909333 A CN 202310909333A CN 116886053 A CN116886053 A CN 116886053A
Authority
CN
China
Prior art keywords
photoelectric conversion
circuit
chip
capacitor
amplifying circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310909333.5A
Other languages
English (en)
Inventor
梁明
姜海明
谢康
李明朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong University of Technology
Original Assignee
Guangdong University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong University of Technology filed Critical Guangdong University of Technology
Priority to CN202310909333.5A priority Critical patent/CN116886053A/zh
Publication of CN116886053A publication Critical patent/CN116886053A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/26—Modifications of amplifiers to reduce influence of noise generated by amplifying elements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/02—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components
    • H03K19/14—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits using specified components using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本申请公开了一种光电转换放大电路及光电转换装置，涉及光通信设备技术领域，本申请提供的光电转换放大电路包括：跨阻放大器芯片与芯片***电路，第一电容设置在芯片***电路中的反馈回路上，且与反馈回路中的反馈电阻并联，第二电容芯片***电路中的反馈回路并联；第三电容和第四电容并联在正电压输入端引出线与接地端之间；下拉电阻的一端与跨阻放大器芯片的输出端连接，另一端与负电压输入端相连。通过在***电路的反馈回路并联反馈电容，能够降低反馈电阻产生的噪声，从而提高***稳定性，同时，通过在光电转换放大电路输出端接入下拉电阻，克服传统放大电路因芯片的单电源供电特性导致的单电源低摆动的现象，从而提高光电转换的精度。

Description

一种光电转换放大电路及光电转换装置
技术领域
本申请涉及光通信设备技术领域，尤其涉及一种光电转换放大电路及光电转换装置。
背景技术
随着社会的信息传输高速发展，光纤通信就显得愈发重要。光纤通信***主要是包括：光信号接收、光信号发射、光纤、光中继器。其中，接收电路作为整个光通信***最后一环，在小噪声、不失真的前提下恢复光纤传输中的光载波携带的信号。这个特性反映整个光纤信号还原的能力，直接影响了光纤传输的好坏，甚至会影响后续的操作。
光电转换电路是接收电路中的重要组成部分，负责将光纤中传输的光信号转换为终端可识别的电信号，目前的光电转换电路结构如图1所示，这种光电转换电路结构简单，成本较低，在很多场景被广泛使用，但也存在转换误差大的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种光电转换放大电路及光电转换装置，用于解决现有的光电转换装置误差大的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请第一方面提供了一种光电转换放大电路，包括：跨阻放大器芯片与芯片***电路，所述芯片***电路包括：第一电容、第二电容、第三电容、第四电容以及下拉电阻；
所述第一电容设置在所述芯片***电路中的反馈回路上，且与所述反馈回路中的反馈电阻并联，所述第二电容所述芯片***电路中的反馈回路并联；
所述芯片***电路中的正电压输入端设置有引出线，用于与接地端连接，所述第三电容和所述第四电容并联在所述引出线与所述接地端之间；
所述下拉电阻的一端与所述跨阻放大器芯片的输出端连接，另一端与负电压输入端相连。
优选地，所述跨阻放大器芯片具体为OPA380AID跨阻放大器芯片。
优选地，所述第一电容与所述反馈电阻的数值关系具体为：
式中，C1为所述第一电容的电容值，R1为所述反馈电阻的电阻值，fp为放大器电路的带宽。
同时，本申请第二方面提供了一种光电转换装置，包括：前置转换模块与后置处理模块；
所述前置转换模块包括：如本申请第一方面提供的第一光电转换放大电路；
所述后置处理模块包括：跨阻放大电路与滤波处理电路；
所述跨阻放大电路的输入端与所述前置转换模块的输出端连接，所述跨阻放大电路的输出端与所述滤波处理电路的输入端连接，所述滤波处理电路的输出端用于与光电转换装置的输出端连接。
优选地，还包括：第一选择开关器件；
所述第一选择开关器件包含多个输入端，用于分别与多路前置转换模块的输入端连接，输出端用于与所述后置处理模块的输入端连接。
优选地，所述前置转换模块还包括：第二光电转换放大电路；
所述第二光电转换放大电路包括：OPA858放大芯片和芯片***电路，其中，所述芯片***电路中的光电二极管阴极与所述OPA858放大芯片的输入端连接，阳极与接地端连接。
优选地，所述前置转换模块还包括：第三光电转换放大电路
所述第三光电转换放大电路包括：OPA858放大芯片、芯片***电路，其中，所述芯片***电路中的光电二极管阳极与所述OPA858放大芯片的输入端连接，阴极与正电压输入端连接。
优选地，所述滤波处理电路包括：低通滤波支路和/或高通滤波支路。
优选地，所述滤波处理电路还包括：无滤波输出支路。
优选地，所述光电转换装置的供电模块为type-c接口的供电电路。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请提供的光电转换放大电路包括：跨阻放大器芯片与芯片***电路，第一电容设置在芯片***电路中的反馈回路上，且与反馈回路中的反馈电阻并联，第二电容芯片***电路中的反馈回路并联；第三电容和第四电容并联在正电压输入端引出线与接地端之间；下拉电阻的一端与跨阻放大器芯片的输出端连接，另一端与负电压输入端相连。本申请的方案在跨阻放大器电路基础上，通过在***电路的反馈回路并联反馈电容，能够降低反馈电阻产生的噪声，从而降低输出噪声，提高***稳定性，同时，通过在光电转换放大电路输出端接入下拉电阻，克服传统放大电路因芯片的单电源供电特性导致的放大器输出电压会靠近单电源低摆动的现象，使其能够达到0V，从而提高光电转换的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为传统光电转换电路结构示意图。
图2为本申请提供的一种光电转换放大电路的一个实施例的电路结构示意图。
图3为本申请提供的一种光电转换装置的实施例结构示意图。
图4为本申请提供的一种光电转换装置中光电转换放大电路另一个实施例电路结构示意图。
图5为本申请提供的一种光电转换装置中光电转换放大电路另一个实施例电路结构示意图。
图6为本申请提供的一种光电转换装置中后置处理模块实施例的电路结构示意图。
图7为本申请提供的一种光电转换装置中供电电路实施例的电路结构示意图。
具体实施方式
如图1所示的传统光电转换电路结构，该结构基于一般的跨阻放大器连接电阻的电路。通过PIN二极管，将光信号转换为电流信号。再通过跨阻放大器将电流信号转换为电压信号。然后该电路将电压信号进行整形输出。针对其存在的技术问题，通过研究发现，造成其转换误差大的原因在于其电路结构过于简单，很容易会被干扰，导致输出的电压不能达到0V会造成误差，最终造成了其转换误差大的现状。有鉴于此，本申请实施例提供了一种光电转换放大电路及光电转换装置，用于解决现有的光电转换装置误差大的技术问题。
为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图2，本申请第一个实施例提供了一种光电转换放大电路，包括：跨阻放大器芯片U7与芯片***电路，芯片***电路包括：第一电容C1、第二电容C2、第三电容C6、第四电容C7以及下拉电阻R8；
第一电容C1设置在芯片***电路中的反馈回路上，且与反馈回路中的反馈电阻R1并联，第二电容C2芯片***电路中的反馈回路并联；
芯片***电路中的正电压输入端设置有引出线，用于与接地端连接，第三电容和第四电容并联在引出线与接地端之间；
下拉电阻R8的一端与跨阻放大器芯片U7的输出端连接，另一端与负电压输入端相连。其中，本实施例的正电压输入为+5V，负电压输入为-5V。
更具体地，跨阻放大器芯片具体为OPA380AID跨阻放大器芯片。
更具体地，第一电容与反馈电阻的数值关系具体为：
式中，C1为第一电容C1的电容值，R1为反馈电阻R1的电阻值，fp为放大器电路的带宽，单位为kHz。
需要说明的是，在跨阻放大器反馈电阻增大后，通常该电路有着较差的噪声性能。根据噪声谱密度，反馈电阻产生的噪声随阻值的平方根增加，而线性增加。因此，本实施例提供的电路结构通过将反馈电阻并联反馈电容，当将反馈电阻并联合适容值的反馈电容时，能够降低输出噪声，提高***稳定性。并且该电容能够保证相位裕量、引入零点等。同时，由于该芯片的单电源供电特性，会有一个输出摆动的极限，即是放大器可能会靠近单电源低摆动，但是达不到0V；因此该跨阻放大器会通过-5V接10KΩ下拉电阻，从而达到0V。提高光电转换的精度。
以上为本申请提供的一种光电转换放大电路的一个实施例的详细说明，下面为本申请提供的一种光电转换装置实施例的详细说明，具体如下：
请参阅图3，本申请第二个实施例提供了一种光电转换装置，包括：前置转换模块A与后置处理模块B；
前置转换模块A包括：如本申请第一个实施例提供的第一光电转换放大电路；
后置处理模块B包括：跨阻放大电路与滤波处理电路；
跨阻放大电路的输入端与前置转换模块A的输出端连接，跨阻放大电路的输出端与滤波处理电路的输入端连接，滤波处理电路的输出端用于与光电转换装置的输出端连接。
需要说明的是，如图2所示，本实施例提供的光电转换装置包括：前置转换模块A与后置处理模块B，其中，前置转换模块A可以是本申请第一个实施例提供的光电转换放大电路，用于将接收的光信号转化为电信号，而后置处理模块B则用于将前面的前置转换模块A转换的电信号进行信号优化处理。
如图6所示，本实施例提供的后置处理模块B包括：用于对转换电信号的再放大的跨阻放大电路以及用于对放大后的电信号进行滤波处理的滤波处理电路。低通滤波支路和/或高通滤波支路，还可以选择性地设置：无滤波输出支路，几种滤波处理支路可以通过设置选择开关，根据实际应用场景选择合适的滤波方式进行信号优化，以降低因噪声干扰的影响，从而提高数据准确性。
进一步地，本实施例提及的前置转换模块A除了第一个实施例提及的电路结构，还可以包括：第二光电转换放大电路；
第二光电转换放大电路包括：OPA858放大芯片U1和芯片***电路，其中，所述芯片***电路中的光电二极管阴极与所述OPA858放大芯片的输入端连接，阳极与接地端连接；
需要说明的是，如图4所示，本实施例提供的第二光电转换放大电路是基于OPA858放大芯片的放大电路。该电路通过在PIN光电二极管U2的阳极连接接地端，阴极与OPA858放大芯片的输入端连接。该PIN光电二极管工作在光伏模式。适用于检测微弱光，想要暗电流小时，可选择接入此电路。
此外，在OPA858放大芯片U2的反相输入端和PIN光电二极管中间接一个小阻值的电阻可以用于抑制内部的电容、电感的谐振。
进一步地，前置转换模块A还包括：第三光电转换放大电路
第三光电转换放大电路包括：OPA858放大芯片、芯片***电路，其中，芯片***电路中的光电二极管阳极与OPA858放大芯片的输入端连接，阴极与正电压输入端连接。
需要说明的是，本实施例提供的第三光电转换放大电路与上述的第二光电转换放大电路类似，都是基于OPA858放大芯片的放大电路。不同在于该电路在PIN光电二极管U8阴极接入+5V的电压，使其工作在光导模式，属于固定运行在光导模式的光电转换放大电路。
进一步地，如图6所示，本实施例提供的光电转换装置，还可以选择性地包括：第一选择开关器件H3，具体设置在前置转换模块A与后置处理模块B之间；
其中，第一选择开关器件H3包含多个输入端，用于分别与多路前置转换模块A的输入端连接，输出端用于与后置处理模块B的输入端连接。
通过设置第一选择开关器件H3，可以实现多路光电转换放大电路进行选择，以便能够在不需要改变电路结构的前提下，根据实际应用场景需要，从上述三种光电转换放大电路中选择一个接入后置处理模块B。
本实施例提及的光电转换装置具有三种光电转换电路、可选模式光电转换电路，可以选择多路增益(即反馈电阻阻值不同)的通道，8路增益电阻，滤波可以选择多阶滤波，从而实现更大的检测范围。
进一步地，本实施例提供的光电转换装置的供电模块C为type-c接口的供电电路。
需要说明的是，如图7所示，该电路都是有type-c接口从外部接入+5V电源，再由电源芯片TPS60403DBVR将+5V转换为-5V给***各个电路使用。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光电转换放大电路，其特征在于，包括：跨阻放大器芯片与芯片***电路，所述芯片***电路包括：第一电容、第二电容、第三电容、第四电容以及下拉电阻；
所述第一电容设置在所述芯片***电路中的反馈回路上，且与所述反馈回路中的反馈电阻并联，所述第二电容所述芯片***电路中的反馈回路并联；
所述芯片***电路中的正电压输入端设置有引出线，用于与接地端连接，所述第三电容和所述第四电容并联在所述引出线与所述接地端之间；
所述下拉电阻的一端与所述跨阻放大器芯片的输出端连接，另一端与负电压输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种光电转换放大电路，其特征在于，所述跨阻放大器芯片具体为OPA380AID跨阻放大器芯片。
3.根据权利要求1所述的一种光电转换放大电路，其特征在于，所述第一电容与所述反馈电阻的数值关系具体为：
式中，C1为所述第一电容的电容值，R1为所述反馈电阻的电阻值，fp为放大器电路的带宽。
4.一种光电转换装置，其特征在于，包括：前置转换模块与后置处理模块；
所述前置转换模块包括：如权利要求1至3任意一项所述的第一光电转换放大电路；
所述后置处理模块包括：跨阻放大电路与滤波处理电路；
所述跨阻放大电路的输入端与所述前置转换模块的输出端连接，所述跨阻放大电路的输出端与所述滤波处理电路的输入端连接，所述滤波处理电路的输出端用于与光电转换装置的输出端连接。
5.根据权利要求4所述的一种光电转换装置，其特征在于，还包括：第一选择开关器件；
所述第一选择开关器件包含多个输入端，用于分别与多路前置转换模块的输入端连接，输出端用于与所述后置处理模块的输入端连接。
6.根据权利要求5所述的一种光电转换装置，其特征在于，所述前置转换模块还包括：第二光电转换放大电路；
所述第二光电转换放大电路包括：OPA858放大芯片和芯片***电路，其中，所述芯片***电路中的光电二极管阴极与所述OPA858放大芯片的输入端连接，阳极与接地端连接。
7.根据权利要求5所述的一种光电转换装置，其特征在于，所述前置转换模块还包括：第三光电转换放大电路
所述第三光电转换放大电路包括：OPA858放大芯片、芯片***电路，其中，所述芯片***电路中的光电二极管阳极与所述OPA858放大芯片的输入端连接，阴极与正电压输入端连接。
8.根据权利要求4所述的一种光电转换装置，其特征在于，所述滤波处理电路包括：低通滤波支路和/或高通滤波支路。
9.根据权利要求8所述的一种光电转换装置，其特征在于，所述滤波处理电路还包括：无滤波输出支路。
10.根据权利要求4所述的一种光电转换装置，其特征在于，所述光电转换装置的供电模块为type-c接口的供电电路。
CN202310909333.5A 2023-07-24 2023-07-24 一种光电转换放大电路及光电转换装置 Pending CN116886053A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310909333.5A CN116886053A (zh) 2023-07-24 2023-07-24 一种光电转换放大电路及光电转换装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310909333.5A CN116886053A (zh) 2023-07-24 2023-07-24 一种光电转换放大电路及光电转换装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116886053A true CN116886053A (zh) 2023-10-13

Family

ID=88271257

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310909333.5A Pending CN116886053A (zh) 2023-07-24 2023-07-24 一种光电转换放大电路及光电转换装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116886053A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1977473B (zh) 具有集成式滤波和减少的寄生电容的跨导放大器
US10254162B2 (en) Optical module
US20200183108A1 (en) Optical module
CN101106360A (zh) 用于跨阻放大器的dc偏移消除
CN101335571B (zh) 光接收装置、光网络***及光接收方法
CN101848033A (zh) 一种双速率接收装置
JPH1084323A (ja) 光通信路によるデジタル信号伝送システム用の受信器
JP3655770B2 (ja) 光受信回路
CN203554442U (zh) 一种rssi监控电路
US20240047999A1 (en) Coil Current Demodulation Method and Circuit Based on Wireless Charging Power Transmitter
CN105684304A (zh) 跨阻放大器电路
CN105227245A (zh) 一种基于白光led的可见光通信***的接收装置
US20120249241A1 (en) Light receiving circuit with differential output
US20140332670A1 (en) Photodetecting circuit, optical receiver, and photocurrent measurement method for photo detector
CN111342907B (zh) 一种兼具无线光通信信号分集和入射光角度估计功能的电路
CN205179057U (zh) 一种基于白光led的可见光通信***的接收装置
CN219018821U (zh) 调顶解析电路和有源波分设备
CN109067464A (zh) 光模块
CN116886053A (zh) 一种光电转换放大电路及光电转换装置
CN107846248B (zh) 一种用于微波光子***的超宽带多通道光电一体化探测器
CN112969111B (zh) 一种用于光模块的oam解调电路及光模块
CN218673908U (zh) 一种平衡光电探测器
CN106341189B (zh) 光模块
CN111092601A (zh) 一种限幅放大器和tia电路
CN207475555U (zh) 一种用于微波光子***的超宽带多通道光电一体化探测器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination