本發(fā)明涉及高速光通信接口領(lǐng)域，具體為一種實現(xiàn)TIA自動匹配輸出阻抗的電路。

背景技術(shù)：

在高速的光通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，可能會用同一個跨阻放大器(TIA)模塊去匹配不同類型的限幅放大器(LA)模塊，在一般的TIA差分輸出電路，最后的一級常常采用源跟隨器，實現(xiàn)低的輸出阻抗和較大的帶寬；但為了較好的和限幅放大器匹配，往往需要50ohm電阻來實現(xiàn)阻抗匹配，這需要源跟隨器MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)管的跨導(dǎo)(gm)保持在20mS；但實際上源跟隨器的MOS管gm不僅與負(fù)載有關(guān)，而且會在制造中存在工藝尺寸失配，還有溫度、電源電壓等因素都會使得阻抗精確的匹配很難實現(xiàn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)TIA自動匹配輸出阻抗的電路，其能夠在TIA的輸出端實現(xiàn)與負(fù)載精確自動匹配阻抗。

其技術(shù)方案是這樣的：一種實現(xiàn)TIA自動匹配輸出阻抗的電路，其包括跨阻放大器，其特征在于，所述跨阻放大器的輸入端連接發(fā)光二極管的正極、電阻Rf一端、第一MOS管的源極，所述跨阻放大器的輸出端連接所述電阻Rf另一端、所述第一MOS管的漏極、AGC模塊、LPF的輸入端，所述LPF順次連接差分對電路、源跟隨器電路、增益運放電路、差分比較器、RC低通濾波器，所述RC低通濾波器與所述源跟隨電路相連，所述源跟隨器電路包括兩個源跟隨MOS管，兩個所述源跟隨MOS管的源極通過電阻Rl相連，兩個所述源跟隨MOS管的源極還各自連接所述增益運放電路中的一個運放的輸入端，兩個所述運放的輸出端連接所述差分比較器的輸入端，所述差分比較器至少有四個輸入端。

其進一步特征在于，所述差分對電路包括第二MOS管和第三MOS管，所述第二MOS管與所述第三MOS管的源極均連接第四MOS管的漏極，所述第四MOS管的柵極連接偏置電壓Vbias、源極接地，所述第二MOS管的柵極連接所述LPF的輸入端，所述第三MOS管的柵極連接所述LPF的輸出端，所述第二MOS管的漏極連接電阻R1一端、一個所述源跟隨MOS的柵極，所述第三MOS管的漏極連接電阻R2一端、另一個所述源跟隨MOS的柵極，所述電阻R1另一端、電阻R2另一端、兩個源跟隨MOS管的漏極均連接電源VDD；

所述源跟隨器電路還包括第五MOS管和第六MOS管，所述第五MOS管與所述第六MOS管的柵極均連接所述RC低通濾波器的輸出端，所述第五MOS管與所述第六MOS管的漏極各自連接所述增益運放電路中的一個運放的輸入端。

采用本發(fā)明的電路后，跨阻放大器輸出的是差分互補信號，利用差分對電路作為增益級輸出，最后通過源跟隨器電路實現(xiàn)阻抗匹配，再通過運放實現(xiàn)增益，與前面的增益級輸出輸入到差分比較器再通過RC低通濾波器整形實現(xiàn)自動匹配阻抗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為在Ro>RL/2時無此發(fā)明電路的TIA輸出幅值的瞬態(tài)仿真結(jié)果示意圖；

圖3為在Ro>RL/2時包含有此發(fā)明電路的TIA輸出幅值的瞬態(tài)仿真結(jié)果示意圖；

圖4為在Ro<RL/2時無此發(fā)明電路的TIA輸出幅值的瞬態(tài)仿真結(jié)果示意圖；

圖5為在Ro<RL/2時,包含此發(fā)明電路的TIA輸出幅值的瞬態(tài)仿真結(jié)果示意圖。

具體實施方式

見圖1所示，本實施例中的MOS均為NMOS管，根據(jù)實際需要也可以替換為PMOS，一種實現(xiàn)TIA自動匹配輸出阻抗的電路，其包括跨阻放大器TIA，跨阻放大器TIA的輸入端連接發(fā)光二極管的正極、電阻Rf一端、第一MOS管M1的源極，跨阻放大器TIA的輸出端連接電阻Rf另一端、第一MOS管M1的漏極、AGC模塊、LPF(低通濾波器)的輸入端，LPF順次連接差分對電路1-1、源跟隨器電路、增益運放電路、差分比較器4-1、RC低通濾波器5-1，RC低通濾波器與源跟隨電路相連，源跟隨器電路包括兩個源跟隨MOS管2-1、2-2，兩個源跟隨MOS管2-1、2-2的源極通過電阻Rl相連，兩個源跟隨MOS管2-1、2-2的源極還各自連接增益運放電路中的一個運放的輸入端，兩個運放3-1、3-2的輸出端連接差分比較器4-1的輸入端，差分比較器有四個輸入端。

差分對電路1-1包括第二MOS管M2和第三MOS管M3，第二MOS管M2與第三MOS管M3的源極均連接第四MOS管M4的漏極，第四MOS管M4的柵極連接偏置電壓Vbias、源極接地，第二MOS管M2的柵極連接LPF的輸入端，第三MOS管M3的柵極連接LPF的輸出端，第二MOS管M2的漏極連接電阻R1一端、源跟隨MOS管2-1的柵極，第三MOS管M3的漏極連接電阻R2一端、另一個源跟隨MOS管2-2的柵極，電阻R1另一端、電阻R2另一端、兩個源跟隨MOS管的漏極均連接電源VDD；源跟隨器電路還包括第五MOS管M5和第六MOS管M6，第五MOS管M5與第六MOS管M6的柵極均連接RC低通濾波器5-1的輸出端，第五MOS管M5與第六MOS管M6的漏極各自連接增益運放電路中的一個運放的輸入端。

本發(fā)明中使用4輸入的差分比較器，實現(xiàn)：(VIP-VIN)-(2*VOP-2VON)；

理想情況下源跟隨MOS管的輸出阻抗Ro＝RL/2,使得2*VOP＝VIP(同樣，2*VON＝VIN)；

$(VOP-VON)=\frac{RL}{2Ro+RL}(VIP-VIN);$

得到：

當(dāng)Ro<RL/2；

$\frac{2*(VOP-VON)}{(VIP-VIN)}>1$

輸出COM_OUT為低，使得源跟隨MOS管的電流變小，gm變小，輸出阻抗Ro增大,直到Ro＝RL/2，2*VOP＝VIP(2*VON＝VIN)。

當(dāng)Ro>RL/2；

$\frac{2*(VOP-VON)}{(VIP-VIN)}<1$

輸出COM_OUT為高，使得源跟隨MOS管的電流變大，gm變大，輸出阻抗Ro減小，直到Ro＝RL/2，2*VOP＝VIP(2*VON＝VIN)。

圖2:在Ro>RL/2時無此發(fā)明電路的TIA輸出幅值的瞬態(tài)仿真結(jié)果；

說明：若阻抗匹配，Ro＝RL/2,2VOP＝VIP,但由于無法實現(xiàn)自動匹配阻抗，所以使得2VOP<VIP；

圖3:在Ro>RL/2時包含有此發(fā)明電路的TIA輸出幅值的瞬態(tài)仿真結(jié)果；

說明：最初阻抗不匹配，Ro>RL/2,2VOP<VIP,但由于存在阻抗自動匹配電路，使得VCTRL變大，源跟隨MOS管的輸出阻抗Ro變小，直到與RL/2匹配阻抗，最終使得2VOP＝VIP；

圖4:在Ro<RL/2時無此發(fā)明電路的TIA輸出幅值的瞬態(tài)仿真結(jié)果；

說明：若阻抗匹配，Ro＝RL/2,2VOP＝VIP,但由于無法實現(xiàn)自動匹配阻抗，所以使得2VOP>VIP；

圖5：在Ro<RL/2時,包含此發(fā)明電路的TIA輸出幅值的瞬態(tài)仿真結(jié)果；

說明：最初阻抗不匹配，Ro<RL/2,2VOP>VIP,但由于存在阻抗自動匹配結(jié)構(gòu)，使得VCTRL變小，源跟隨MOS管的輸出阻抗Ro變大，直到與RL/2自動匹配阻抗，最終使得2VOP＝VIP。