无需复位的突发信号检测电路的制作方法

1.本发明涉及光纤通信光接入网等系统中光接收机部分电路，具体涉及一种无需复位的突发信号检测电路。


背景技术：

2.光纤网络正迅速成为支撑整个信息网络的基础架构，在向任何端点(家庭，企业和小区站点)提供任何服务方面都起着关键的作用。以太网无源光网络epon和千兆无源光网络gpon等系统已成熟，并且开始大规模地建设。在pon系统中光接收机需要提供突发信号检测的功能，在突发信号到来时，产生一个输出信号。传统的突发信号检测电路往往需要额外提供一个复位信号，在复位信号的协助下，产生一个突发检测信号给后级电路。因此需要单独设计复位电路，具有结构复杂、面积大和工作速率低的缺陷，难以适应10gpon及更高速率的25gpon系统。


技术实现要素：

3.发明目的：本发明的目的是提供一种无需复位的突发信号检测电路，实现突发信号的检测功能，电路具有结构简单、稳定可靠，提高工作速率和高集成度的优点。
4.技术方案：一种无需复位的突发信号检测电路，具体包括：
5.电容c2、电阻r5、电阻r3和电阻r0的第一端相并接至输入电压vin1n，
6.电容c2和电阻r5的第二端相并接后分别与电阻r7的第一端、电阻r6的第一端、晶体管q1的基极相连，电阻r7的第二端接地，
7.电阻r2的第一端接地，电阻r2和电阻r3的第二端相并接后分别与电阻r4的第一端、电容c1的第一端、晶体管q2的基极相连，
8.电阻r0的第二端分别与电阻r1的第一端、电容c3的第一端、晶体管q3的基极相连，电容c3的第二端接地，
9.电阻r6、电阻r4、电容c1和电阻r1的第二端相并接至输入电压vin1p，
10.晶体管q1和晶体管q2的集电极相连后与mos管m1的漏极、mos管m1的栅极、mos管m2的栅极相连，
11.mos管m1的源极和mos管m2的源极相并接至电源vdd，
12.mos管m2的漏极分别与晶体管q3的集电极、电流源i1的第一端和电容c4的第一端相连，电流源i1和电容c4的第二端相连后接地，
13.晶体管q1、晶体管q2和晶体管q3的发射极相连后与mos管m0的漏极相连，mos管m0的栅极接直流偏置电压vb，mos管m0的源极接地。
14.进一步地，电阻r0、电阻r1和电容c3提供检测直流功能，经滤波提取差分信号的共模电平。
15.进一步地，电阻r2和电容c1组成高通滤波器，用于提取输入电压vin1p的高频信号。同时由于高通滤波器的存在，低频噪声被滤除，直流不稳定性也被消除。
16.进一步地，该电路采用三输入跨导放大器，在突发信号到来时，放大器提供高于电流源i1的输出电流，对电容c4充电用于输出突发检测信号。
17.进一步地，电阻r2和电容c1，电阻r7和电容c2提取出高频信号加在共模电平上，两个叠加后的信号均为相同的共模电平加载高频信号，用于消除原有信号的直流失调。
18.有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著的优点：
19.(1)采用三输入跨导放大器结构，实现突发信号到来时交流信号对电容充电的方式检测突发信号，无需额外输入复位信号；
20.(2)提取出高频信号加在共模电平上，消除原有信号的直流失调，防止直流不稳定导致的误触发；
21.(3)电路结构简单，占用面积小，便于集成在光接收模块rosa内。
附图说明
22.图1为本发明的电路图。
具体实施方式
23.下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
24.如图1所示，本发明提取信号高频成分，再加载于其共模电平上，经一个三输入的跨导放大器对电容充电，来实现突发检测功能。电路包括：三只npn双极型晶体管q1～q3，三只mos管m0～m2，八只电阻r0～r7，四只电容c1～c4，一个电流源i1；晶体管q1的基极一方面通过电阻r5和电容c2并联接输入电压vin1n，另一方面分别通过电阻r7接地和通过r6接输入电压vin1p，集电极一方面接晶体管q2的集电极，另一方面接mos管m1的漏极以及mos管m1、m2的栅极，发射极一方面接晶体管q2、q3的发射极，另一方面接mos管m0的漏极；晶体管q2的基极一方面通过电阻r4和电容c1并联接输入电压vin1p，另一方面分别通过电阻r2接地和通过r3接输入电压vin1n，集电极一方面接晶体管q1的集电极，另一方面接mos管m1的漏极以及mos管m1、m2的栅极，发射极一方面接晶体管q1、q3的发射极，另一方面接mos管m0的漏极；晶体管q3的基极一方面通过电阻c3接地，另一方面分别通过电阻r0接输入电压vin1n和通过电阻r1接输入电压vin1p，集电极一方面接mos管m2的漏极，另一方面接电容c4的第一端和电流源i1的第一端，发射极一方面接晶体管q1、q2的发射极，另一方面接mos管m0的漏极；mos管m0的栅极接直流偏置电压vb，漏极接晶体管q1、q2、q3的发射极，源极接地；mos管m1的栅极与漏极短接，一方面接晶体管q1、q2的集电极，另一方面接mos管m2的栅极，源极接vdd；mos管m2的栅极接mos管m1的漏极和栅极，漏极一方面接晶体管q3的集电极，另一方面接电容c4的第一端和电流源i1的第一端，源极接vdd。
25.具体地，各元器件的详细连接方式如下：
26.晶体管q1的基极一方面通过电阻r5和电容c2并联接输入电压vin1n，另一方面分别通过电阻r7接地和通过r6接输入电压vin1p，集电极一方面接晶体管q2的集电极，另一方面接mos管m1的漏极以及mos管m1、m2的栅极，发射极一方面接晶体管q2、q3的发射极，另一方面接mos管m0的漏极；
27.晶体管q2的基极一方面通过电阻r4和电容c1并联接输入电压vin1p，另一方面分别通过电阻r2接地和通过r3接输入电压vin1n，集电极一方面接晶体管q1的集电极，另一方
面接mos管m1的漏极以及mos管m1、m2的栅极，发射极一方面接晶体管q1、q3的发射极，另一方面接mos管m0的漏极；
28.晶体管q3的基极一方面通过电容c3接地，另一方面分别通过电阻r0接输入电压vin1n和通过电阻r1接输入电压vin1p，集电极一方面接mos管m2的漏极，另一方面接电容c4的第一端和电流源i1的第一端，发射极一方面接晶体管q1、q2的发射极，另一方面接mos管m0的漏极；
29.mos管m0的栅极接直流偏置电压vb，漏极接晶体管q1、q2、q3的发射极，源极接地；
30.mos管m1的栅极与漏极短接，一方面接晶体管q1、q2的集电极，另一方面接mos管m2的栅极，源极接vdd；
31.mos管m2的栅极接mos管m1的漏极和栅极，漏极一方面接晶体管q3的集电极，另一方面接电容c4的第一端和电流源i1的第一端，源极接vdd；
32.电阻r0的第一端接输入电压vin1n，第二端一方面接电阻r1和电容c3的第一端，另一方面接晶体管q3的基极；
33.电阻r1的第一端接电阻r0的第二端、电容c3的第一端、晶体管q3的基极，第二端接输入电压vin1p；
34.电阻r2的第一端接地，第二端一方面接电容c1和电阻r4的第一端，另一方面接电阻r3的第二端和晶体管q2的基极；
35.电阻r3的第一端接输入电压vin1n，第二端一方面接电容c1和电阻r4的第一端，另一方面接电阻r2的第二端和晶体管q2的基极；
36.电阻r3的第一端接输入电压vin1n，第二端一方面接电容c1和电阻r4的第一端，另一方面接电阻r2的第二端和晶体管q2的基极；
37.电阻r4的第一端一方面接电阻r2和电阻r3的第二端，另一方面接电容c1的第一端和晶体管q2的基极，第二端接输入电压vin1p；
38.电阻r5的第一端接输入电压vin1n，第二端一方面接电阻r6和电阻r7的第一端，另一方面接电容c2的第二端和晶体管q1的基极；
39.电阻r6的第一端一方面接电容c2和电阻r5的第二端，另一方面接电阻r7的第一端和晶体管q1的基极，第二端接输入电压vin1p；
40.电阻r7的第一端一方面接电容c2和电阻r5的第二端，另一方面接电阻r6的第一端和晶体管q1的基极，第二端接地；
41.电容c1的第一端一方面接电阻r2和电阻r3的第二端，另一方面接电阻r4的第一端和晶体管q2的基极，第二端接输入电压vin1p；
42.电容c2的第一端接输入电压vin1n，第二端一方面接电阻r6和电阻r7的第一端，另一方面接电阻r5的第二端和晶体管q1的基极；
43.电容c3的第一端一方面接电阻r0的第二端和电阻r1的第一端，另一方面接晶体管q3的基极，第二端接地；
44.电容c4的第一端一方面接mos管m2的漏极和电流源i1的第一端，另一方面接晶体管q3的集电极，第二端接地；
45.电流源i1的第一端一方面接mos管m2的漏极和电容c4的第一端，另一方面接晶体管q3的集电极，第二端接地。
46.该突发信号检测电路的工作原理是：
47.电阻r0、电阻r1和电容c3提供检测直流功能，经滤波提取差分信号的共模电平。电阻r2和电阻r4检测共模电平，电阻r2和电容c1组成高通滤波器提取vin1p的高频信号，两者直接叠加得到vin2p。电阻r5、电阻r6、电阻r7和电容c2组成的模块对vin1n信号起相同的功能，得到vin2n。两个叠加后的信号均为相同的共模电平加载高频信号，因此不再存在直流失调。同时由于高通滤波器的存在，低频噪声被滤除，直流不稳定性也被消除。
48.mos管m0，m1和m2、晶体管q1，q2和q3共同构成一个三输入的ota，在无突发信号的情况下，vin2n及vin2p相等，晶体管q1和晶体管q2组成的支路电流和与晶体管q3电流完全相同，ota输出电流为零。此时电流源i1提供的小置位电流可将out点电位拉低。突发包到达后，由于nrz信号的特性，vin2n及vin2p在每个比特内都存在电位差，依靠三极管的高跨导特性可使晶体管q1及晶体管q2支路电流和高于晶体管q3，以提供高于电流源i1电流的输出电流，抬高out点电位，从而输出突发检测信号。vin1n和vin1p突发信号结束后，ota输出电流降为零，out端重新置位归零。