一種用于跨阻放大器的RSSI電路制造技術

本發(fā)明專利技術公開了一種用于跨阻放大器的RSSI電路，集成于跨阻放大器中，包括第一、二電壓跟隨器，第一電壓跟隨器包括第一運算放大器和第一PMOS管，第二電壓跟隨器包括第二運算放大器、電阻R、第二、三、四PMOS管；第三PMOS管的漏極電壓與第二運算放大器的反相輸入端的電壓相同；第二運算放大器的反相輸入端的電壓和第一PMOS管的漏極電壓鎖定到參考電壓，作為光電二極管的供電電壓；第一、三PMOS管的柵極相連，源極接電源；光電二極管轉換的電流信號中的直流信號通過RSSI電路精準鏡像后，從第三PMOS管的漏極輸出。本發(fā)明專利技術的成本較低且集成度高，將光電二極管轉換出的直流電流精確地鏡像輸出，方便光模塊廠家的應用。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種用于跨阻放大器的RSSI電路
本專利技術涉及模擬集成電路設計領域，具體涉及一種用于跨阻放大器的RSSI(信號強度指示)電路。
技術介紹
在光通訊系統(tǒng)中，為了保證光信號收發(fā)的可靠性，需要對光模塊的接收光功率、發(fā)送光功率和偏置電流等模擬量進行監(jiān)測。通過監(jiān)測接收光功率，可使接收到的光信號強度符合接收要求，避免光功率過大或者過小而造成誤碼，甚至影響接收光模塊的壽命。跨阻放大器(TIA)作為光通訊領域中光接收前端的主要芯片，其作用是將光電二極管轉換出的微弱電流信號(交流信號)放大到合適的電壓范圍，光模塊廠家出于對上述通訊系統(tǒng)應用上的考慮，為了避免光功率過大或者過小而造成誤碼，甚至影響接收光模塊的壽命，要求跨阻放大器TIA能夠準確監(jiān)控光電二極管轉換出的電流信號。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術所要解決的技術問題是解決現(xiàn)有的跨阻放大器TIA不能夠精準的監(jiān)測光電二極管轉換出的電流信號的問題。為了解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案是提供一種用于跨阻放大器的RSSI電路，通過光電二極管集成于跨阻放大器中，包括第一電壓跟隨器和第二電壓跟隨器，所述第一電壓跟隨器包括第一運算放大器和第一PMOS管，所述第二電壓跟隨器包括第二運算放大器、電阻、第二、三、四PMOS管；所述第三PMOS管的漏極為所述第二電壓跟隨器的輸出，其漏極電壓與所述第二運算放大器的反相輸入端的電壓相等；所述第二運算放大器的反相輸入端的電壓以及第一PMOS管的漏極電壓通過第一運算放大器鎖定到參考電壓，作為所述光電二極管的供電電壓；所述第一PMOS管與第三PMOS管的柵極相連，源極接電源；所述光電二極管轉換的電流信號中的直流信號通過RSSI電路精準鏡像后，從所述第三PMOS管的漏極輸出。在上述技術方案中，所述第一運算放大器的同相輸入端接參考電壓，其反相輸入端接所述第一PMOS管的漏極和第二運算放大器的反相輸入端，并經所述光電二極管接跨阻放大器的輸入端，跨阻放大器將其輸入端接收的電流信號中的交流信號轉換為電壓信號，對電壓信號進行放大后從其正輸出端和負輸出端輸出；所述第一運算放大器的輸出端接第一PMOS管和第三PMOS管的柵極；所述第一PMOS管的源極、電阻的一端以及第三PMOS管的源極接電源；所述第二運算放大器的同相輸入端接第三PMOS管的漏極和第四PMOS管的源極，其輸出端接第二PMOS管的柵極；所述第二PMOS管的源極接第四PMOS管的柵極和電阻的另一端，其漏極接公共接地端電壓；所述第四PMOS管的漏極接RSSI管腳。在上述技術方案中，所述第一PMOS管與第三PMOS管的漏極電流的公式如下：其中，iD為漏極電流；VGS為柵極和源極間電壓；VDS為漏極和源極間的電壓；VT為驅動電壓；W/L為寬長比，所述第一PMOS管和第三PMOS管的寬長比相同；Cox為單位面積的柵氧化層電容；μ0為電子的遷移速率。在上述技術方案中，所述第一PMOS管和第三PMOS管的尺寸相同。在上述技術方案中，所述參考電壓為2.7V。本專利技術提供了一種集成于跨阻放大器芯片的信號強度指示(ReceivedSignalStrengthIndicator，RSSI)電路，成本較低且集成度高，能將光電二極管轉換出的電流信號中的直流信號精準地鏡像輸出，實現(xiàn)了高精度的電流鏡像，方便光模塊廠家將該直流電流作為監(jiān)控電流。附圖說明圖1為本專利技術提供的一種用于跨阻放大器的RSSI電路結構圖。具體實施方式本專利技術提供了一種在光模塊的接收端進行光電轉換時對接收到的信號強度進行指示的電路，即RSSI電路，其具有以下特點：一、采用純CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor)工藝集成于跨阻放大器TIA內部，成本較低且集成度高；二、采用了特殊的電路設計，實現(xiàn)了高精度的電流鏡像，能將光電二極管轉換出的電流信號中的直流信號精確地鏡像輸出，對電流的指示偏差控制在了0.3％以內，方便光模塊廠家的應用。下面結合說明書附圖和具體實施方式對本專利技術做出詳細的說明。本專利技術實施例提供了一種用于跨阻放大器的RSSI電路，如圖1所示，通過光電二極管集成于跨阻放大器TIA中，包括第一電壓跟隨器和第二電壓跟隨器，第一電壓跟隨器包括第一運算放大器OP1和第一PMOS管P1，第二電壓跟隨器包括第二運算放大器OP2、第二PMOS管P2、第三PMOS管P3、第四PMOS管P4以及電阻R。第一運算放大器OP1的同相輸入端接參考電壓VREF(大約為2.7V)，第一運算放大器OP1的反相輸入端接第一PMOS管P1的漏極PINK和第二運算放大器OP2的反相輸入端，并經光電二極管接跨阻放大器TIA的輸入端PINA，跨阻放大器TIA將其輸入端PINA接收的電流信號中的交流信號轉換為電壓信號，對電壓信號進行放大后從其正輸出端OUTP和負輸出端OUTN輸出。第一運算放大器OP1的輸出端接第一PMOS管P1和第三PMOS管P3的柵極。第一PMOS管P1的源極、電阻R的一端以及第三PMOS管P3的源極接電源VDD。第二運算放大器OP2的同相輸入端接第三PMOS管P3的漏極和第四PMOS管P4的源極，第二運算放大器OP2的輸出端接第二PMOS管P2的柵極。第二PMOS管P2的源極接第四PMOS管P4的柵極和電阻R的另一端，第二PMOS管P2的漏極接公共接地端電壓VSS；第四PMOS管P4的漏極接RSSI管腳。第三PMOS管P3的漏極為第二電壓跟隨器的輸出，其漏極電壓與第二運算放大器OP2的反相輸入端的電壓相等；第二運算放大器OP2的反相輸入端的電壓以及第一PMOS管P1的漏極電壓通過第一運算放大器OP1鎖定到參考電壓VREF，作為光電二極管的供電電壓；第一PMOS管P1與第三PMOS管P3的柵極相連，源極接電源；光電二極管將接收到的光信號轉換為電流信號，電流信號中的直流信號通過RSSI電路精準鏡像后，從第三PMOS管P3的漏極輸出。第一PMOS管P1與第三PMOS管P3的漏極電流的公式如下：其中，iD為漏極電流；VGS為柵極和源極間電壓；VDS為漏極和源極間的電壓；VT為驅動電壓；W/L為寬長比，第一PMOS管P1和第三PMOS管P3的寬長比W/L相同，且第一PMOS管P1與第三PMOS管P3具有相同的尺寸，即第一PMOS管P1的寬與長和第三PMOS管P3的寬與長完全相等；Cox為單位面積的柵氧化層電容；μ0為電子的遷移速率。本專利技術實現(xiàn)了將電流信號IPIN中的直流成分精確地鏡像輸出，并作為監(jiān)控電流供光模塊廠家使用，具體的實現(xiàn)原理為：當光電二極管接收到光信號時，將光信號轉換為電流信號IPIN，電流信號IPIN中含有交流和直流成分，交流信號經跨阻放大器TIA的輸入端PINA輸入，跨阻放大器TIA將交流信號轉換為電壓信號，并對電壓信號進行放大，放大后的電壓信號從跨阻放大器TIA的正輸出端OUTP和負輸出端OUTN輸出；直流信號通過RSSI電路精準鏡像后，經過第三PMOS管P3從RSSI管腳輸出，作為監(jiān)控電流供光模塊廠家使用。第一PMOS管P1的漏極PINK電壓通過第一運算放大器OP1鎖定(調節(jié))到參考電壓VREF，第二運算放大器OP2的反相輸入端的電壓也通過第一運算放大器OP1鎖定到參考電壓VREF，作為光電二極管的供電電壓，參考電壓VREF大約2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于跨阻放大器的RSSI電路，其特征在于，通過光電二極管集成于跨阻放大器中，包括第一電壓跟隨器和第二電壓跟隨器，所述第一電壓跟隨器包括第一運算放大器和第一PMOS管，所述第二電壓跟隨器包括第二運算放大器、電阻、第二、三、四PMOS管；所述第三PMOS管的漏極為所述第二電壓跟隨器的輸出，其漏極電壓與所述第二運算放大器的反相輸入端的電壓相等；所述第二運算放大器的反相輸入端的電壓以及第一PMOS管的漏極電壓通過第一運算放大器鎖定到參考電壓，作為所述光電二極管的供電電壓；所述第一PMOS管與第三PMOS管的柵極相連，源極接電源；所述光電二極管轉換的電流信號中的直流信號通過RSSI電路精準鏡像后，從所述第三PMOS管的漏極輸出。

【技術特征摘要】
1.一種用于跨阻放大器的RSSI電路，其特征在于，通過光電二極管集成于跨阻放大器中，包括第一電壓跟隨器和第二電壓跟隨器，所述第一電壓跟隨器包括第一運算放大器和第一PMOS管，所述第二電壓跟隨器包括第二運算放大器、電阻、第二、三、四PMOS管；所述第三PMOS管的漏極為所述第二電壓跟隨器的輸出，其漏極電壓與所述第二運算放大器的反相輸入端的電壓相等；所述第二運算放大器的反相輸入端的電壓以及第一PMOS管的漏極電壓通過第一運算放大器鎖定到參考電壓，作為所述光電二極管的供電電壓；所述第一PMOS管與第三PMOS管的柵極相連，源極接電源；所述光電二極管轉換的電流信號中的直流信號通過RSSI電路精準鏡像后，從所述第三PMOS管的漏極輸出。2.如權利要求1所述的RSSI電路，其特征在于，所述第一運算放大器的同相輸入端接參考電壓，其反相輸入端接所述第一PMOS管的漏極和第二運算放大器的反相輸入端，并經所述光電二極管接跨阻放大器的輸入端，跨阻放大器將其輸入端接收的電流信號中的交流信號轉換為電壓信號，對電壓信號進行放大后從其正輸出端和負輸出端輸出；所述第一運算放大...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：程妮，
申請(專利權)人：烽火通信科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北,42