CN106341189B - 光模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光通信技术领域，具体的，涉及一种光模块，其包括有：光检测器、模拟放大器、采样电路和压控衰减器；所述模拟放大器，其信号输入端电连接所述光检测器的信号输出端，用于放大该光检测器所输出的电信号；所述采样电路，电连接所述模拟放大器的第二信号输出端，用于采样该模拟放大器所输出的电平幅值；所述压控衰减器，作为反馈电路电连接在所述模拟放大器的信号输入端与第一信号输出端之间，且其电压控制端电连接所述采样电路的输出端；用于依据该采样电路所输出的采样电压，调整所述模拟放大器所输出的电平幅值。实现对模拟放大器所输出的电平幅值的精确自动控制，且无需采用单片机等芯片，成本低。

Description

光模块

【技术领域】

本发明涉及光通信技术领域，具体的，涉及一种光模块。

【背景技术】

光模块是一种实现光-电转换和电-光转换的有源光电子器件，是光通信设备的重要功能模块。在光模块通信系统中，通常集成有射频信号放大模块，而射频信号相比于数字信号更敏感，会随着光模块接收到的光功率大小而变化。当光功率变化1dB，射频信号的幅度会变化2dB甚至更多；而传输距离的远近、光纤布线的好坏等环境原因都会影响光模块最终接收到的光功率，从而会导致射频信号放大模块的输出电平幅值波动大，也降低了整个光模块通信系统的稳定性。

而现有的光模块采用功率采样芯片实现对射频信号放大模块所输出的电平幅值的自动控制，通过功率采样芯片对射频信号放大模块所输出的电平幅值进行采样后，再将该电平幅值输入到单片机，由单片机控制数字衰减器实现对射频信号放大模块所输出的电平幅值的自动稳定。但是该现有技术采用功率采样芯片对电平幅值采样，易受到通信电路的干扰，使得所采样的电平幅值发生突变；且所采用的数字衰减器存在步进，无法实现对信号的连续控制，影响控制精度；且现有技术中所采用的功率采样芯片、单片机及数字衰减器会增加整个光模块的成本。

【发明内容】

本发明的目的旨在解决现有光模块中对射频信号放大模块所输出的电平幅值进行自动控制时，存在不能连续控制而导致控制精度差、且成本高的问题，提供一种光模块。

为实现该目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种光模块，其包括有：光检测器、模拟放大器、采样电路和压控衰减器；

所述采样电路，电连接所述模拟放大器的第二信号输出端，用于采样该模拟放大器所输出的电平幅值；

所述压控衰减器，作为反馈电路电连接在所述模拟放大器的信号输入端与第一信号输出端之间，且其电压控制端电连接所述采样电路的输出端；用于依据该采样电路所输出的采样电压，调整所述模拟放大器所输出的电平幅值。

与现有技术相比，本发明具备如下优点：

本方案中的一种光模块，包括有光探测器、模拟放大器、采样电路和压控衰减器，其中模拟放大器的信号输入端电连接所述光探测器的信号输出端，用于放大该光探测器所输出的电信号；采样电路电连接所述模拟放大器的第二信号输出端，用于采样该模拟放大器所输出的电平幅值；而压控衰减器作为反馈电路电连接在所述模拟放大器的信号输入端与第一信号输出端之间，且其电压控制端电连接所述采样电路的输出端；用于依据该采样电路所输出的采样电压，控制该压控衰减器中二极管的阻抗，进而改变模拟放大器两端的反馈参数，即可改变模拟放大器的放大增益倍数，从而调整所述模拟放大器所输出的电平幅值。实现对模拟放大器所输出的电平幅值的精确自动控制，且无需采用单片机等芯片，成本低。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本方案的实施例了解到。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，但本发明不限于此。

图1为本发明一种光模块的一个实施例中的结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

下文详细说明本方案的具体实施方式。

具体的，请参见附图1，为本方案所述的一种光模块，该光模块包括有相互电连接的光检测器10及模拟放大器20，其中光检测器10用于将接收到的光信号转换成电信号，再将该电信号输入到模拟放大器20的信号输入端进行放大处理。在本方案的一个实施例中，所述光检测器10可以是PIN光电二极管或雪崩光电二极管APD。

需要说明的是，在光模块通信系统中，光探测器10将接收到的光信号转换成电信号，然后将电信号输入到信号放大模块。而光探测器10接收到光信号后，可将该光信号转换成数字电信号或模拟电信号，其中数字电信号只有0和1两种信号电平，则信号放大模块及后面的接收端只需要判断出数字电信号的高低电平，就可以无误的解码该数字电信号；而模拟电信号相比于数字电信号更敏感，且是连续变化的，不同的信号幅度承载着不同的信息，因此接收端准确的还原信号的幅度变化对于正确的解码就非常关键了。且在同样的模拟电信号调制幅度下，载波光强变化会影响最终输出的电平幅度，从而导致误判。因此，对于传输模拟电信号的光模块来说，保持不同载波光强下的电平幅度稳定，是必需的要求，相应的对电连接光探测器10的模拟放大器及后续的采样电路要求高。

具体的，在本方案的一个实施例中，所述模拟放大器20包括有第一级放大电路B1和第二级放大电路B2，其中所述光探测器10电连接该第一级放大电路B1的信号输入端IN1，该第一级放大电路B1的信号输出端OUT1接入该第二级放大电路B2的信号输入端IN2，其中所述第一级放大电路B1的信号输出端OUT1为第一信号输出端，所述第二级放大电路B2的信号输出端OUT2为第二信号输出端。且所述模拟放大器20用于对光探测器10所输出的模拟电信号实现放大。

进一步的，通常情况下该光模块的模拟放大器20的输出信号只有几十dB微伏，需要采用精度较高且采样稳定的采样电路对该模拟放大器20所输出电平幅值进行采样。在本方案中，还包括有电连接所述模拟放大器20的第二信号输出端OUT2的采样电路30，用于对该模拟放大器20所输出的电平幅值进行采样。具体的，在本方案的一个实施例中，所述采样电路30为均值检波电路，由于均值检波电路采样输出的是一段时间的均值，输出比较稳定，可以避免由于采样瞬时波动或外部干扰所引起的对模拟放大器20增益的不必要调整，从而保证模拟放大器20所输出幅度的稳定。

具体的，在本方案的一个实施例中，所述采样电路30包括有依次电连接的第一级运放电路A1和第二级运放电路A2，其中所述第一级运放电路A1的输出端通过串接的二极管D2和电阻R6电连接第二级运放电路A2的正输入端，且该二极管D2的阳极通过电阻R2电连接所述第一级运放电路A1的正输入端。所述第一级运放电路A1的负输入端通过电阻R5接地，所述第二级运放电路A2的负输入端通过电阻R7接地。所述模拟放大器20的第二信号输出端OUT2通过串接的电阻R4电连接该第一级运放电路A1的正输入端，第二信号输出端OUT2通过串接的电阻R1电连接该第二级运放电路A2的正输入端；且该第一级运放电路A1的正输入端与输出端之间跨接有二极管D1，该第二级运放电路A2的正输入端与输出端之间跨接有并联的电阻R3和电容C1。

进一步的，本方案所述光模块还包括有运算放大器40和压控衰减器50。其中所述运算放大器40电连接所述采样电路30的输出端与所述压控衰减器50的电压控制端(图中2脚、4脚和5脚)之间，用于放大该采样电路30所输出的采样电压；所述压控衰减器50，作为反馈电路电连接在所述模拟放大器20的信号输入端与第一信号输出端OUT1之间，且其电压控制端(图中2脚、4脚和5脚)电连接所述采样电路30的输出端；用于依据该采样电路30所输出的采样电压，调整所述模拟放大器20所输出的电平幅值。

由于采样电路30输出的采样电压比较小，控制压控衰减器50的电压比较大，因此在本方案的一个实施例中，需要采用运算放大器40做比例放大。具体的，采样电路30的采样电压输入到运算放大器40的输入端IN，在运算放大器40中采样电压与基准电压VREF进行比较，产生控制信号DRIVER输入到压控衰减器50的电压控制端(图中2脚)，及产生控制信号SHUNT输入到压控衰减器50的电压控制端(图中4脚和5脚)；其中所述控制信号SHUNT通过电阻R11连接所述压控衰减器50的4脚，所述控制信号SHUNT通过电阻R12连接所述压控衰减器50的5脚。

进一步的，在本方案的一个实施例中，所述压控衰减器50的压控电压输出端(图中1脚及3脚)电连接在第一级放大电路B1的信号输入端IN1和信号输出端OUT1之间。

具体的，当采样电路30检测到模拟放大器20所输出的电平幅值增大时，其输出的采样电压也随即增大，通过运算放大器40做比例放大后，加到压控衰减器50的电压控制端2脚的电压也增大，该电压加在压控衰减器50中的二极管上，从而改变二极管的通过电流，利用二极管反向阻抗随电流变化的特性，进而使得压控衰减器50的压控电压输出端(图中1脚及3脚)之间的阻抗减小，即从第一级放大电路B1的第一信号输出端OUT1反馈回信号输入端IN1的信号幅度就增大了，根据负反馈放大器的工作原理，此时模拟放大器20输出的电平幅值会变小，从而实现对该模拟放大器20所输出电平幅值的自动控制。反之，当采样电路30检测到模拟放大器20所输出的电平幅值减小时，其输出的采样电压也随即减小，通过运算放大器40做比例放大后，加到压控衰减器50的电压控制端2脚的电压也减小，压控衰减器50的压控电压输出端(图中1脚及3脚)之间的阻抗增大，即从第一级放大电路B1的第一信号输出端OUT1反馈回信号输入端IN1的信号幅度就减小了，根据负反馈放大器的工作原理，此时模拟放大器20输出的电平幅值会增大，从而实现对该模拟放大器20所输出电平幅值的自动控制，达到稳定该模拟放大器20输出的电平幅值的目的。

综上所述，本方案中的一种光模块，包括有光探测器10、模拟放大器20、采样电路30和压控衰减器50，其中模拟放大器20的信号输入端电连接所述光探测器10的信号输出端，用于放大该光探测器10所输出的电信号；采样电路30电连接所述模拟放大器20的信号输出端，用于采样该模拟放大器20所输出的电平幅值；而压控衰减器50作为反馈电路电连接在所述模拟放大器20的信号输入端与信号输出端之间，且其电压控制端电连接所述采样电路30的输出端；用于依据该采样电路30所输出的采样电压，控制该压控衰减器50中二极管的阻抗，进而改变模拟放大器20两端的反馈参数，即可改变模拟放大器20的放大增益倍数，从而调整所述模拟放大器20所输出的电平幅值。实现对模拟放大器20所输出的电平幅值的精确自动控制，且无需采用单片机等芯片，成本低。

在此处所提供的说明书中，虽然说明了大量的具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实施例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

虽然上面已经示出了本发明的一些示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的原理或精神的情况下，可以对这些示例性实施例做出改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种光模块，其特征在于，包括有：光检测器、模拟放大器、采样电路、运算放大器、和压控衰减器；

所述模拟放大器，其信号输入端电连接所述光检测器的信号输出端，用于放大该光检测器所输出的电信号；所述模拟放大器包括第一级放大电路，所述第一级放大电路的信号输出端为第一信号输出端；

所述采样电路，电连接所述模拟放大器的第二信号输出端，用于采样该模拟放大器所输出的电平幅值；

所述压控衰减器，作为反馈电路电连接在所述模拟放大器的所述第一级放大电路的信号输入端与所述第一信号输出端之间，且其电压控制端通过所述运算放大器电连接所述采样电路的输出端；

所述运算放大器用于放大该采样电路所输出的采样电压；

所述压控衰减器用于依据该采样电路所输出的采样电压，调整所述模拟放大器所输出的电平幅值。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于：所述运算放大器，用于将所述采样电压与预设的基准电平进行比较以输出差值控制信号，其中该差值控制信号用于调整该压控衰减器的阻抗。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于：所述模拟放大器，用于放大该光检测器所输出的模拟电信号。

4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于：所述光检测器包括PIN光电二极管或雪崩光电二极管，用于将接收到的光信号转换为模拟电信号。

5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于：所述采样电路包括均值检波电路。

6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于：所述均值检波电路包括有依次电连接的第一级运放电路和第二级运放电路。

7.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于：所述模拟放大器还包括第二级放大电路；所述第一级放大电路和所述第二级放大电路依次电连接，所述第二级放大电路的信号输出端为第二信号输出端。