CN209930268U - 光接收模块和光模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种光接收模块和光模块，其中，光接收模块包括光电二极管、跨阻放大器、LA+CDR高速芯片、采样电阻、第一交耦电容、第二交耦电容、第三交耦电容、第四交耦电容、电压比较电路和参考电压发生电路，通过电压比较电路将采样电阻转换输出的采样电压信号与参考电压发生电路输出的预设参考电压信号进行比较，并在采样电压信号小于预设参考电压信号时输出直流告警信号至外部传输设备，实现直流方式告警，跨阻放大器在温度变化时，不会改变其输出电流，电压比较电路直接输出直流告警信号，不受LA+CDR高速芯片的干扰，从而提高光接收模块的可靠性。

Description

光接收模块和光模块

技术领域

本实用新型涉及光模块技术领域，特别涉及一种光接收模块和光模块。

背景技术

SFP光模块是符合MSA协议的小型热插拔光模块，在光通信***中提供双向数据传输的功能，其具有传输速率高、体积小等特点。

在光模块中的光接收器接收光信号时，需要对接收到的光信号进行转换为电信号，并对电信号的大小进行检测和判断，在电信号过小时需要进行告警及相应的处理。

目前，对于光模块接收告警的处理中，光模块的芯片厂商对于光模块接收告警的方式主要是光调制幅度告警(OMA LOS)，即芯片内部检测输入到芯片的电信号的调制幅度的大小，然后与设置的参考门限幅度进行比较，如果大于门限幅度，则告警解除；如果小于门限幅度，则告警发生。如图1所示，图1为现有光接收模块的接收电路的电路示意图，包括跨阻放大器TIA，LA+CDR高速芯片，跨阻放大器和LA+CDR高速芯片之间采用交耦电容C3，C4连接，LA+CDR高速芯片的输出端采用C1，C2交耦输出。在光调制幅度告警中，LA+CDR高速芯片直接检测TIA输出电平，并进行幅度判断，以决定输出到LOS端口的电平状态。

这种方法的缺点是，输入到芯片的电信号是由前端的跨阻放大器产生，但是跨阻放大器的跨阻放大倍数易受环境温度影响，其放大倍数发生变化，此时输入到后端芯片的电信号幅度同时发生变化，则后端芯片的告警状态也会发生变化，若跨阻放大器放大倍数增大时，则光信号的告警值与去告警值减小；反之，在低温或高温的测试中，两个温度下的告警值的差别有3～5dB之差。

早期光模块的速率低，性能指标的余量大，所以低温与高温下的告警之差并不会对其指标产生影响。后期由于光模块的速率的升高，目前已经达到单通道25G以上，采用光调制幅度告警无法满足当前需求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种光接收模块，旨在提高光接收模块的可靠性。

为实现上述目的，本实用新型提出的光接收模块包括光电二极管、跨阻放大器、LA+CDR高速芯片、采样电阻、第一交耦电容、第二交耦电容、第三交耦电容、第四交耦电容、电压比较电路和参考电压发生电路；

所述光电二极管的信号输出端与所述跨阻放大器的信号输入端连接，所述跨阻放大器的第一信号输出端经所述第一交耦电容与所述LA+CDR高速芯片的第一信号输入端连接，所述跨阻放大器的第二信号输出端经所述第二交耦电容与所述LA+CDR高速芯片的第二信号输入端连接，所述跨阻放大器的第三信号输出端、所述采样电阻的第一端及所述电压比较电路的第一信号输入端互连，所述采样电阻的第二端接地，所述电压比较电路的第二信号输入端与所述参考电压发生电路的信号端连接，所述电压比较电路的信号输出端与外部传输设备的第一信号输入端连接，所述LA+CDR高速芯片的第一信号输出端经所述第三交耦电容与外部传输设备的第二信号输入端连接，所述LA+CDR高速芯片的第二信号输出端经所述第四交耦电容与外部传输设备的第三信号输入端连接；

所述光电二极管，用于将所述光接收模块接收到的光信号转换为电信号，并输出至所述跨阻放大器；

所述跨阻放大器，用于对所述电信号进行放大转换为差分模拟电流信号和采样电流信号，并经所述第一交耦电容和所述第二交耦电容输出差分模拟电流信号至所述LA+CDR高速芯片，以及将采样电流信号输出至所述采样电阻；

所述LA+CDR高速芯片，用于对所述差分模拟电流信号进行信号限幅处理，并经所述第三交耦电容和第四交耦电容输出等幅数字电流信号至外部传输设备；

所述参考电压发生电路，用于输出预设参考电压信号至所述电压比较电路；

所述采样电阻，用于将所述采样电流信号转换为采样电压信号；

所述电压比较电路，用于将所述采样电压信号与所述预设参考电压信号进行比较，并在所述采样电压信号小于所述预设参考电压信号时输出直流告警信号至外部传输设备。

优选地，所述电压比较电路包括比较器，所述比较器的正相输入端与所述采样电阻的第一端连接，所述比较器的反相输入端与所述参考电压发生电路的信号端连接，所述比较器的输出端与所述外部传输设备的第一信号输入端连接。

优选地，所述电压比较电路还包括闭环反馈控制的正反馈电路，所述正反馈电路包括第三电阻、第四电阻和第五电阻；

所述第三电阻的第一端与所述比较器的正相输入端连接，所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端及所述第五电阻的第一端互连，所述第四电阻的第二端接地，所述第五电阻的第二端与所述比较器的输出端连接。

优选地，所述电压比较电路还包括限流电阻，所述限流电阻的第一端与所述采样电阻的第一端连接，所述限流电阻的第二端与所述比较器的正相输入端连接。

优选地，所述光接收模块还包括静默控制电路，所述静默控制电路的信号输入端与所述电压比较电路的信号输出端连接，所述静默控制电路的第一信号输出端与所述LA+CDR高速芯片的第一信号输出端连接，所述静默控制电路的第二信号输出端与所述LA+CDR高速芯片的第二信号输出端连接；

所述静默控制电路，用于接收所述直流告警信号，并对应输出高电平信号至所述LA+CDR高速芯片的第一信号输出端和第二信号输出端，以对所述LA+CDR高速芯片进行静默控制。

优选地，所述静默控制电路包括第一开关、第二开关和第一工作电压输入端；

所述第一开关的输入端、所述第二开关的输入端及所述第一工作电压输入端互连，所述第一开关的输出端与所述LA+CDR高速芯片的第一信号输出端连接，所述第二开关的输出端与所述LA+CDR高速芯片的第二信号输出端连接，所述第一开关的受控端、所述第二开关的受控端及所述电压比较电路的信号输出端互连；

所述第一开关和所述第二开关，在所述电压比较电路输出直流告警信号时导通，并将所述第一工作电压输入端的电压信号输出至所述LA+CDR高速芯片的第一信号输出端和第二信号输出端，以对所述LA+CDR高速芯片进行静默控制。

优选地，所述静默控制电路还包括用于隔离高频信号的第一电感和第二电感；

所述第一电感的第一端与所述第一开关的输出端连接，所述第一电感的第二端与所述LA+CDR高速芯片的第一信号输出端连接；

所述第二电感的第一端与所述第二开关的输出端连接，所述第二电感的第二端与所述LA+CDR高速芯片的第二信号输出端连接。

优选地，所述电压比较电路为内置比较器的MCU，所述MCU的第一输入端与所述采样电阻的第一端连接，所述MCU的第二输入端与所述参考电压发生电路的信号端连接，所述MCU的输出端与所述外部传输设备的第一信号输入端连接；

所述MCU，用于将所述采样电压信号与所述预设参考电压信号输入至内置比较器进行电压比较，并在所述采样电压信号小于所述预设参考电压信号时输出直流告警信号至外部传输设备。

优选地，所述MCU还与所述LA+CDR高速芯片连接；

所述MCU，还用于在所述采样电压信号小于所述预设参考电压信号时，输出静默控制信号至所述LA+CDR高速芯片，以对所述LA+CDR高速芯片进行静默控制。

优选地，所述光接收模块还包括用于对所述电压比较电路输出的直流告警信号进行反相切换的反相器，所述反相器的信号输入端与所述电压比较电路的信号输出端连接，所述电平反相器的信号输出端与所述外部传输设备的第一信号输入端连接。

本实用新型还提出一种光模块，该光模块包括光发射模块和如上所述的光接收模块。

本实用新型技术方案通过采用光电二极管、跨阻放大器、LA+CDR高速芯片、采样电阻、第一交耦电容、第二交耦电容、第三交耦电容、第四交耦电容、电压比较电路和参考电压发生电路组成光接收模块，光接收模块在接收到光信号时，光电二极管将光接收模块接收到的光信号转换为电信号，跨阻放大器对电信号进行放大转换为差分模拟电流信号和采样电流信号，并经第一交耦电容和所述第二交耦电容输出差分模拟电流信号至LA+CDR高速芯片，以及将采样电流信号输出至电压比较电路；LA+CDR高速芯片对差分模拟电流信号进行信号限幅处理，并经第三交耦电容和第四交耦电容输出等幅的数字电流信号至外部传输设备，完成光电信号传输，同时参考电压发生电路输出预设参考电压信号至电压比较电路，采样电阻将采样电流信号转换为采样电压信号，电压比较电路将采样电阻转换输出的采样电压信号与参考电压发生电路输出的预设参考电压信号进行比较，并在采样电压信号小于预设参考电压信号时输出直流告警信号至外部传输设备，实现直流方式告警，跨阻放大器在温度变化时，不会改变其输出电流，电压比较电路直接输出直流告警信号，不受LA+CDR高速芯片的干扰，从而提高光接收模块的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为现有光接收模块的接收电路的电路示意图；

图2为本实用新型光接收模块一实施例的模块示意图；

图3为本实用新型光接收模块第一实施例的电路示意图；

图4为本实用新型光接收模块第二实施例的电路示意图；

图5为本实用新型光接收模块第三实施例的电路示意图；

图6为本实用新型光接收模块另一实施例的模块示意图；

图7为本实用新型光接收模块第四实施例的电路示意图；

图8为本实用新型光接收模块第五实施例的电路示意图；

图9为本实用新型光接收模块第六实施例的电路示意图；

图10为本实用新型光接收模块第七实施例的电路示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为：包括三个并列的方案，以“A/B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案，另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种光接收模块。

如图2所示，图2为本实用新型光接收模块一实施例的模块示意图，本实施例中，光接收模块包括光电二极管10、跨阻放大器TIA、LA+CDR高速芯片U1、采样电阻R1、第一交耦电容C1、第二交耦电容C2、第三交耦电容C3、第四交耦电容C4、电压比较电路30和参考电压发生电路20；

光电二极管10的信号输出端与跨阻放大器TIA的信号输入端连接，跨阻放大器TIA的第一信号输出端经第一交耦电容C1与LA+CDR高速芯片U1的第一信号输入端连接，跨阻放大器TIA的第二信号输出端经第二交耦电容C2与LA+CDR高速芯片U1的第二信号输入端连接，跨阻放大器TIA的第三信号输出端、采样电阻R1的第一端及电压比较电路30的第一信号输入端互连，采样电阻R1的第二端接地，电压比较电路30的第二信号输入端与参考电压发生电路20的信号端连接，电压比较电路30的信号输出端与外部传输设备的第一信号输入端连接，LA+CDR高速芯片U1的第一信号输出端经第三交耦电容C3与外部传输设备的第二信号输入端连接，LA+CDR高速芯片U1的第二信号输出端经第四交耦电容C4与外部传输设备的第三信号输入端连接；

光电二极管10，用于将光接收模块接收到的光信号转换为电信号，并输出至跨阻放大器TIA；

跨阻放大器TIA，用于对电信号进行放大转换为差分模拟电流信号和采样电流信号，并经第一交耦电容C1和第二交耦电容C2输出差分模拟电流信号至LA+CDR高速芯片U1，以及将采样电流信号输出至采样电阻R1；

LA+CDR高速芯片U1，用于对差分模拟电流信号进行信号限幅处理，并经第三交耦电容C3和第四交耦电容C4输出等幅数字电流信号至外部传输设备；

参考电压发生电路20，用于输出预设参考电压信号至电压比较电路30；

采样电阻R1，用于将采样电流信号转换为采样电压信号；

电压比较电路30，用于将采样电压信号与预设参考电压信号进行比较，并在采样电压信号小于预设参考电压信号时输出直流告警信号至外部传输设备。

本实施例中，光接收模块的光电二极管10用于接收光信号，并将光信号转换为电信号，由于光电二极管10转换出的电信号很小，uA级别，因此，需要跨阻放大器TIA对其进行放大转换，跨阻放大器TIA将放大后的电流信号经第一交耦电容C1和第二交耦电容C2输出至LA+CDR高速芯片U1，LA+CDR高速芯片U1接收到差分模拟电流信号，LA+CDR高速芯片U1内部集成了限幅放大器和时钟数据恢复芯片，由于跨阻放大器TIA输出的电信号为模拟电流信号，因此需要LA+CDR高速芯片U1将其转换为等幅的数字电流信号，以使外部传输设备识别接收。

同时，跨阻放大器TIA输出的电流信号还输出至采样电阻R1，并转换为采样电压信号，电压比较电路30将采样电压信号与预设参考电压信号进行比较，当采样电压信号大于或者等于预设参考电压信号时，表明当前光接收模块接收到的光信号正常，外部传输设备可正常接收和工作，当采样电压信号小于预设参考电压信号时，说明当前光接收模块接收到的光信号过小，不能满足当前工作要求，此时电压比较电路30输出直流告警信号至外部传输设备，实现告警提示，此时，光接收模块通过电压比较电路30间接进行光信号的检测，并直接检测转换后的电流信号的大小，方便可靠，无需对电流信号的幅度进行检测，避免了跨阻放大器TIA因温度变化导致的检测误差问题。

本实施例中，电压比较电路30可采用比较器U2或者电压比较芯片等硬件电路，具体可根据需求进行选择，电压比较电路30的输出端与外部传输设备的第一信号输入端连接，在采样电压信号大于预设参考电压信号时，电压比较电路30输出高电平至外部传输设备，外部传输设备根据高电平可判断当前光信号正常，在采样电压信号小于预设参考电压信号时，电压比较电路30输出低电平至外部传输设备，即输出直流告警信号至外部传输设备，外部传输设备停止工作，或者输出控制信号至光接收模块控制光接收模块停止工作，直至光信号恢复正常。

参考电压发生电路20可为信号发生器、控制芯片、或者由分压电阻和电压源组成，参考电压发生电路20可通过端口进行调控，以改变预设参考电压信号的输出大小，根据不同客户需求可对应设置，从而实现无级调制的目的，提高光接收模块的兼容性和可靠性，降低设计成本。

外部传输设备可为***、光纤收发器、交换机、光网卡、光纤路由器，光纤高速球机、基站、直放站等。

进一步地，光接收模块还包括主控芯片(图未示出)，主控芯片的信号端与电压比较电路30和信号输出端和采样电阻R1的第一端连接，主控芯片通过采样电阻R1可获取跨阻放大器TIA输出的电流信号大小，以对光接收模块的光信号进行监控，同时还可获取直流告警信号并将直流告警信号进行统计、存储和转发，以确定预设时间段内光信号的变化情况，并反馈至外部传输设备，提高光接收模块的可靠性。

本实用新型技术方案通过采用光电二极管10、跨阻放大器TIA、LA+CDR高速芯片U1、采样电阻R1、第一交耦电容C1、第二交耦电容C2、第三交耦电容C3、第四交耦电容C4、电压比较电路30和参考电压发生电路20组成光接收模块，光接收模块在接收到光信号时，光电二极管10将光接收模块接收到的光信号转换为电信号，跨阻放大器TIA对电信号进行放大转换为差分模拟电流信号和采样电流信号，并经第一交耦电容C1和第二交耦电容C2输出差分模拟电流信号至LA+CDR高速芯片U1，以及将采样电流信号输出至电压比较电路30；LA+CDR高速芯片U1对差分模拟电流信号进行信号限幅处理，并经第三交耦电容C3和第四交耦电容C4输出等幅的数字电流信号至外部传输设备，完成光电信号传输，同时参考电压发生电路20输出预设参考电压信号至电压比较电路30，采样电阻R1将采样电流信号转换为采样电压信号，电压比较电路30将采样电阻R1转换输出的采样电压信号与参考电压发生电路20输出的预设参考电压信号进行比较，并在采样电压信号小于预设参考电压信号时输出直流告警信号至外部传输设备，实现直流方式告警，跨阻放大器TIA在温度变化时，不会改变其输出电流，电压比较电路30直接输出直流告警信号，不受LA+CDR高速芯片U1的干扰，从而提高光接收模块的可靠性。

如图3所示，在一实施例中，电压比较电路30包括比较器U2，比较器U2的正相输入端与采样电阻R1的第一端连接，比较器U2的反相输入端与参考电压发生电路20的信号端连接，比较器U2的输出端与外部传输设备的第一信号输入端连接，在采样电压信号大于预设参考电压信号时，比较器U2输出高电平至外部传输设备，外部传输设备根据高电平可判断当前光信号正常，在采样电压信号小于预设参考电压信号时，比较器U2输出低电平至外部传输设备，即输出直流告警信号至外部传输设备，外部传输设备停止工作，或者输出控制信号至光接收模块控制光接收模块停止工作，直至光信号恢复正常。

如图4所示，基于上述实施例的基础上，电压比较电路30还包括闭环反馈控制的正反馈电路31，正反馈电路31包括第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5；

第三电阻R3的第一端与比较器U2的正相输入端连接，第三电阻R3的第二端、第四电阻R4的第一端及第五电阻R5的第一端互连，第四电阻R4的第二端接地，第五电阻R5的第二端与比较器U2的输出端连接。

本实施例中，比较器U2加正反馈电路31可实现采样电压信号从低变化到高时，比较器U2有较高的翻转电平，而采样电压信号从高变化到低时，有较低的翻转电平，通过增加正反馈电路31，采样电压信号变化缓慢时，在比较的临界点附近不会产生震荡，提高检测精度。

如图5所示，基于上述实施例的基础上，电压比较电路30还包括限流电阻R2，限流电阻R2的第一端与采样电阻R1的第一端连接，限流电阻R2的第二端与比较器U2的正相输入端连接，限流电阻R2用于对采样电压信号进行限流分压，以避免比较器U2第一信号端的电压信号过大，提高检测安全性。

具体地，本实施例中的光接收模块直流告警工作原理为：

当输入的光信号功率下降到某一值时，即采样电阻R1上的电压下降，最终导致比较器U2输出低电压，即出现告警；当输入的光信号功率上升到某一值时，即采样电阻R1上的电压上升，比较器U2输出高电平，即出现去告警。

设定比较器U2的正向输入端电压为Va，反向输入端电压为Vref，比较器U2输出电压为Vout，第四电阻R4和第三电阻R3的分压点电压为Vb，采样电阻R1电压为Vr1，TIA输出光电流为I；

当比较器U2的输出电压为低电平时，即处于告警状态，当输入的光信号增加，I随之增大，当比较器U2的正向端电压大于负向端电压和比较器U2的自身迟滞电压△V之和时，则比较器U2输出电平翻转为高，即表示为去告警，根据上述可得：

Va＝Vref+ΔV

得，

最终可得，

此电流值为去告警的光电流值，记为Ia。

当比较器U2的输出电压为高电平时，即处于去告警状态，当输入的光信号减少，I随之减小，当比较器U2的正向端电压小于负向端电压和比较器U2的自身迟滞电压△V之和时，则比较器U2输出电平翻转为低，即表示为告警。

Va＝Vref-ΔV

得，

可得

此电流值为告警的光电流值，记为Ib。

则告警迟滞的电流差值Ia-Ib为：

从以上的Ia、Ib、Ia-Ib计算公式中，可以看出，可以通过修改预设参考电压信号的电压值来调整告警与去告警值；

预设参考电压信号却不会影响到Ia-Ib的差值，由于ΔV是比较器U2固定的，而输出电压Vout对于一个比较器U2在工作电压不变的情况下也是不变的，所以这个Ia-Ib的差值也不变的。对于光接收模块中，光电转换器的光电转换效率是相对稳定，所以在这个电路中，只需要调整Vref值即可，再加上Ia-Ib差值是不变的，所以光接收模块的直流告警的设定结果趋于稳定。

如图6所示，基于上述实施例的基础上，为了进一步提高光接收模块的可靠性，光接收模块还包括静默控制电路40，静默控制电路40的信号输入端与电压比较电路30的信号输出端连接，静默控制电路40的第一信号输出端与LA+CDR高速芯片U1的第一信号输出端连接，静默控制电路40的第二信号输出端与LA+CDR高速芯片U1的第二信号输出端连接；

静默控制电路40，用于接收直流告警信号，并对应输出高电平信号至LA+CDR高速芯片U1的第一信号输出端和第二信号输出端，以对LA+CDR高速芯片U1进行静默控制。

本实施例中，在当前光信号不满足工作需求时，电压比较电路30输出直流告警信号，直流告警信号同时输出至静默控制电路40和外部传输设备，外部传输设备可根据直流告警信号判断当前光接收模块接收到的光信号是否正常，同时，静默控制电路40对LA+CDR高速芯片U1的输出进行控制。

具体地，通过比较器U2的输出电平进行强制置位LA+CDR高速芯片U1输出端的电平信号，由于LA+CDR高速芯片U1输出的信号的特征阻抗为单端50欧姆，其中输出端口内部有一个50欧姆的上拉电阻，所以利用外部电路强制拉高，即短路此50欧姆电阻，使其输出摆幅的能力消失，达到输出直流电平的目的，从而实现输出端静默的功能。

进一步地，如图7所示，静默控制电路40包括第一开关K1、第二开关K2和第一工作电压VCC输入端；

第一开关K1的输入端、第二开关K2的输入端及第一工作电压VCC输入端互连，第一开关K1的输出端与LA+CDR高速芯片U1的第一信号输出端连接，第二开关K2的输出端与LA+CDR高速芯片U1的第二信号输出端连接，第一开关K1的受控端、第二开关K2的受控端及电压比较电路30的信号输出端互连；

第一开关K1和第二开关K2，在电压比较电路30输出直流告警信号时导通，并将第一工作电压VCC输入端的电压信号输出至LA+CDR高速芯片U1的第一信号输出端和第二信号输出端，以对LA+CDR高速芯片U1进行静默控制。

本实施例中，当电压比较电路30输出直流告警信号时，第一开关K1和第二开关K2导通，则LA+CDR高速芯片U1的两个输出端信号被强制上拉到第一工作电压VCC，将输出端的上拉50欧姆电阻短路，LA+CDR高速芯片U1失去输出摆幅的能力，实现静默的功能，当去告警时，第一开关K1和第二开关K2导通断开，输出端口恢复输出摆幅的能力，静默取消。

由于这个静默的开或关，完全由比较的输出电平控制，这样静默的开或关时间决定于比较器U2的输入到输出传输时间及输出电平转换时间，一般来说，这个时间可以达到1微秒以下，甚至几十纳秒。

如图8所示，静默控制电路40还包括用于隔离高频信号的第一电感L1和第二电感L2；

第一电感L1的第一端与第一开关K1的输出端连接，第一电感L1的第二端与LA+CDR高速芯片U1的第一信号输出端连接；

第二电感L2的第一端与第二开关K2的输出端连接，第二电感L2的第二端与LA+CDR高速芯片U1的第二信号输出端连接。

本实施例中，第一电感L1和第二电感L2用于隔离高频信号，避免外部高频信号输入至LA+CDR高速芯片U1导致LA+CDR高速芯片U1输出端无法实现静默功能。

在一实施例中，第一开关K1和第二开关K2为电平控制开关，例如三极管或者场效应管，例如当第一开关K1和第二开关K2在高电平闭合，低电平断开时，第一开关K1和第二开关K2可为NPN三极管或者NMOS管等电平控制开关，当第一开关K1和第二开关K2在低电平闭合，高电平断开时，第一开关K1和第二开关K2则可选择PNP三极管和PMOS管等电平控制开关，第一开关K1和第二开关K2的具体类型可根据静默控制电路40导通方式对应设置选择，在此不做具体限制。

在另一实施例中，如图9所示，电压比较电路30为内置比较器的MCU，MCU的第一输入端与采样电阻R1的第一端连接，MCU的第二输入端与参考电压发生电路20的信号端连接，MCU的输出端与外部传输设备的第一信号输入端连接；

MCU，用于将采样电压信号与预设参考电压信号输入至内置比较器进行比较，并在采样电压信号小于预设参考电压信号时输出直流告警信号至外部传输设备。

本实施例中，参考电压发生电路包括参考电压输入端、第六电阻R6和第七电阻R7，参考电压经第六电阻R6和第七电阻R7分压后输出预设参考电压至MCU，如图10所示，跨阻放大器TIA输出的光电流经过采样电阻R1转换为电压信号，并输出至MCU的内置比较器的反相输入端，比较器的正相输入端为第六电阻R6和第七电阻R7对参考电压Vref分压而得，为预设参考电压信号即告警门限设置电压，内置比较器的输出电压为直接对外输出，其中第六电阻R6上拉参考电压VREF，这个电压不受外界VCC的拉偏影响，保持稳定状态。当输入到光接收模块的接收光功率减小，跨阻放大器TIA输出的光电流下降，采样电阻R1上产生的电压减小到小于第六电阻R6和第七电阻R7的分压值时，MCU输出为高电平，则此时光接收模块告警，其中在内置比较器的内部可以设置正相与反相输入端的迟滞区间，作为告警与去告警的迟滞使用，因此可以设置更为准确的参考电压值，告警时可以更准确，当输入到光接收模块的接收光功率增大，跨阻放大器TIA输出的光电流上升，采样电阻R1上的电压增大到大于第六电阻R6和第七电阻R7分压值和迟滞区间值之和时，则MCU输出低电平，此时光接收模块去告警，且第六电阻R6和第七电阻R7的阻值可相应调节，以及参考电压也可相应调节，从而可适配出不同预设参考电压信号至MCU，以提供不同的告警门限设置电压。

可以理解的是，MCU还可根据需求对内置的比较器的输出信号进行电平转换，因此，直流告警信号可为高电平信号或者低电平信号，在此并不限定。

如图10所示，进一步地，MCU还与LA+CDR高速芯片U1连接；

MCU，还用于在采样电压信号小于预设参考电压信号时，输出静默控制信号至LA+CDR高速芯片U1，以对LA+CDR高速芯片U1进行静默控制。

具体地，在MCU输出直流告警信号时，MCU还通过IIC端口去设置LA+CDR高速芯片U1内的时钟数据恢复芯片CDR，以对LA+CDR高速芯片U1进行静默控制。当置1时，表示LA+CDR高速芯片U1中的时钟数据恢复芯片CDR输出为直流电平，没有摆幅输出，实现静默控制；在去告警时，MCU可以通过IIC去设置LA+CDR高速芯片U1内的时钟数据恢复芯片CDR，当置0时，表示LA+CDR高速芯片U1中的时钟数据恢复芯片CDR输出摆幅，取消静默控制。

进一步地，光接收模块还包括用于对电压比较电路30输出的直流告警信号进行反相切换的反相器(图未示出)，反相器的信号输入端与电压比较电路30的信号输出端连接，电平反相器的信号输出端与外部传输设备的第一信号输入端连接。

本实施例中，在比较器U2输出端串联了具有电平反向功能的反相器，可以满足不同光接收模块对于告警电平和去告警电平要求，提高光接收模块的兼容性。

本实用新型还提出一种光模块，该光模块包括光发射模块和光接收模块，该光接收模块的具体结构参照上述实施例，由于本光模块采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本实施例中，光接收模块和光发射模块设置在同一模块中组成一体化光模块，同时兼具光发射功能和光接收功能，光发射模块用于将电信号转换为光信号，光接收模块用于将光信号转换为电信号。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种光接收模块，其特征在于，包括光电二极管、跨阻放大器、LA+CDR高速芯片、采样电阻、第一交耦电容、第二交耦电容、第三交耦电容、第四交耦电容、电压比较电路和参考电压发生电路；

所述光电二极管的信号输出端与所述跨阻放大器的信号输入端连接，所述跨阻放大器的第一信号输出端经所述第一交耦电容与所述LA+CDR高速芯片的第一信号输入端连接，所述跨阻放大器的第二信号输出端经所述第二交耦电容与所述LA+CDR高速芯片的第二信号输入端连接，所述跨阻放大器的第三信号输出端、所述采样电阻的第一端及所述电压比较电路的第一信号输入端互连，所述采样电阻的第二端接地，所述电压比较电路的第二信号输入端与所述参考电压发生电路的信号端连接，所述电压比较电路的信号输出端与外部传输设备的第一信号输入端连接，所述LA+CDR高速芯片的第一信号输出端经所述第三交耦电容与外部传输设备的第二信号输入端连接，所述LA+CDR高速芯片的第二信号输出端经所述第四交耦电容与外部传输设备的第三信号输入端连接；

所述光电二极管，用于将所述光接收模块接收到的光信号转换为电信号，并输出至所述跨阻放大器；

所述跨阻放大器，用于对所述电信号进行放大转换为差分模拟电流信号和采样电流信号，并经所述第一交耦电容和所述第二交耦电容输出差分模拟电流信号至所述LA+CDR高速芯片，以及将采样电流信号输出至所述采样电阻；

所述LA+CDR高速芯片，用于对所述差分模拟电流信号进行信号限幅处理，并经所述第三交耦电容和第四交耦电容输出等幅数字电流信号至外部传输设备；

所述参考电压发生电路，用于输出预设参考电压信号至所述电压比较电路；

所述采样电阻，用于将所述采样电流信号转换为采样电压信号；

所述电压比较电路，用于将所述采样电压信号与所述预设参考电压信号进行比较，并在所述采样电压信号小于所述预设参考电压信号时输出直流告警信号至外部传输设备。

2.如权利要求1所述的光接收模块，其特征在于，所述电压比较电路包括比较器，所述比较器的正相输入端与所述采样电阻的第一端连接，所述比较器的反相输入端与所述参考电压发生电路的信号端连接，所述比较器的输出端与所述外部传输设备的第一信号输入端连接。

3.如权利要求2所述的光接收模块，其特征在于，所述电压比较电路还包括闭环反馈控制的正反馈电路，所述正反馈电路包括第三电阻、第四电阻和第五电阻；

所述第三电阻的第一端与所述比较器的正相输入端连接，所述第三电阻的第二端、所述第四电阻的第一端及所述第五电阻的第一端互连，所述第四电阻的第二端接地，所述第五电阻的第二端与所述比较器的输出端连接。

4.如权利要求3所述的光接收模块，其特征在于，所述电压比较电路还包括限流电阻，所述限流电阻的第一端与所述采样电阻的第一端连接，所述限流电阻的第二端与所述比较器的正相输入端连接。

5.如权利要求4所述的光接收模块，其特征在于，所述光接收模块还包括静默控制电路，所述静默控制电路的信号输入端与所述电压比较电路的信号输出端连接，所述静默控制电路的第一信号输出端与所述LA+CDR高速芯片的第一信号输出端连接，所述静默控制电路的第二信号输出端与所述LA+CDR高速芯片的第二信号输出端连接；

所述静默控制电路，用于接收所述直流告警信号，并对应输出高电平信号至所述LA+CDR高速芯片的第一信号输出端和第二信号输出端，以对所述LA+CDR高速芯片进行静默控制。

6.如权利要求5所述的光接收模块，其特征在于，所述静默控制电路包括第一开关、第二开关和第一工作电压输入端；

所述第一开关的输入端、所述第二开关的输入端及所述第一工作电压输入端互连，所述第一开关的输出端与所述LA+CDR高速芯片的第一信号输出端连接，所述第二开关的输出端与所述LA+CDR高速芯片的第二信号输出端连接，所述第一开关的受控端、所述第二开关的受控端及所述电压比较电路的信号输出端互连；

所述第一开关和所述第二开关，在所述电压比较电路输出直流告警信号时导通，并将所述第一工作电压输入端的电压信号输出至所述LA+CDR高速芯片的第一信号输出端和第二信号输出端，以对所述LA+CDR高速芯片进行静默控制。

7.如权利要求6所述的光接收模块，其特征在于，所述静默控制电路还包括用于隔离高频信号的第一电感和第二电感；

所述第一电感的第一端与所述第一开关的输出端连接，所述第一电感的第二端与所述LA+CDR高速芯片的第一信号输出端连接；

所述第二电感的第一端与所述第二开关的输出端连接，所述第二电感的第二端与所述LA+CDR高速芯片的第二信号输出端连接。

8.如权利要求1所述的光接收模块，其特征在于，所述电压比较电路为内置比较器的MCU，所述MCU的第一输入端与所述采样电阻的第一端连接，所述MCU的第二输入端与所述参考电压发生电路的信号端连接，所述MCU的输出端与所述外部传输设备的第一信号输入端连接；

所述MCU，用于将所述采样电压信号与所述预设参考电压信号输入至内置比较器进行电压比较，并在所述采样电压信号小于所述预设参考电压信号时输出直流告警信号至外部传输设备。

9.如权利要求8所述的光接收模块，其特征在于，所述MCU还与所述LA+CDR高速芯片连接；

所述MCU，还用于在所述采样电压信号小于所述预设参考电压信号时，输出静默控制信号至所述LA+CDR高速芯片，以对所述LA+CDR高速芯片进行静默控制。

10.如权利要求1所述的光接收模块，其特征在于，所述光接收模块还包括用于对所述电压比较电路输出的直流告警信号进行反相切换的反相器，所述反相器的信号输入端与所述电压比较电路的信号输出端连接，所述反相器的信号输出端与所述外部传输设备的第一信号输入端连接。

11.一种光模块，其特征在于，包括光发射模块和如权利要求1-10任意一项所述的光接收模块。

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