加重電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及加重電路(emphasis circuit)，該加重電路應用于光通信系統中的搭載于光收發器的模擬前端電路，尤其連接于作為接收側電路的被稱為限幅放大器(Limiting Amplifier)或者主放大器(Main Amplifier)的前置放大器(TIA:Transimpedance Amplifier，跨阻放大器)的后級。
【背景技術】
[0002]當前，在使用傳送線路傳送被前置放大器放大的輸出信號(高頻信號)的情況下，存在輸出信號的高頻成分在傳送過程中衰減、上升沿/下降沿鈍化而產生波形劣化的問題。要避免這樣的波形劣化，通過實現加重功能，僅使信號的上升沿/下降沿的邊緣附近的振幅增加而對信號輸出線中的高頻頻帶的波形劣化進行補償即可。
[0003]在此，為了實現加重功能，存在一種具有延遲電路、主輸出驅動器、加重輸出驅動器以及輸出驅動器的加重電路(例如，參照專利文獻I)。在該加重電路中，輸入差動信號被分支成兩方，通過插入到一方的信號傳播線路中的延遲電路施加規定的延遲量，并且通過未插入延遲電路的信號傳播線路向主輸出驅動器輸入信號，通過插入了延遲電路的信號傳播線路向加重輸出驅動器輸入信號。而且，主輸出驅動器的正相輸出、和加重輸出驅動器的反相輸出被合波，通過輸出驅動器而驅動通用輸出負載電阻。
[0004]另外，為了實現加重功能，還存在一種具有平坦響應放大器模塊(基帶放大器)、帶通濾波器(BPF)、峰值響應放大器模塊(峰值放大器)以及加法電路(線性放大器)的加重電路。在該加重電路中，輸入差動信號被分支成兩方，且通過扁平響應放大器模塊決定了基帶的輸出振幅。另外，通過輸入部被插入了帶通濾波器的峰值響應放大器模塊，而能夠在輸出線路中的損失較大的高頻頻帶(例如，6?8GHz)中具有增益峰值。而且，使來自扁平響應放大器模塊、和峰值響應放大器模塊的輸出合波，且通過加法電路驅動輸出負載電阻。
[0005]另外，還有一種在應用對象不是發送側的加重功能而是接收側的均衡器功能的情況下，不向輸入部插入帶通濾波器(BPF)，而通過向負載電阻加上電感來實現峰值放大器的方法(例如，參照非專利文獻I)。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2004-088693號公報
[0009]專利文獻2:日本特開2011-160185號公報
[0010]非專利文獻
[0011]非專利文獻1:G.Evelina Zhang and Μ.M.Green, iiA 10Gb/s BiCMOS AdaptiveCable Equalizer，，，IEEE J.Solid-State Circuits, vol.40，n0.11，Nov.2005，pp2132 —2040.
【發明內容】
[0012]發明要解決的課題
[0013]但是，在現有技術中存在以下課題。
[0014]在專利文獻I所記載的現有技術中，要實現加重功能，延遲電路是必須的，一般作為延遲電路使用的D-FF等電路，需要與傳送信號速度同步的外部時鐘源。因此，在未將外部時鐘源作為光收發器進行內置的情況下(例如，1G Ethernet(注冊商標)用SFP+等)，存在不能應用該結構的問題。
[0015]另外，在作為延遲電路而多級連接差動對等放大器的情況下，為了獲得期望的延遲量而需要多級連接相當數量的放大器，所以存在消耗電力增加的問題。
[0016]另外，在專利文獻2所記載的當前技術中，需要使用線性放大器驅動輸出負載電阻(例如，在一般的數據通信用高頻信號線路中為50Ω)。因此，當實現加重功能時，要僅使信號的上升沿/下降沿邊緣附近的振幅增加必須增加驅動電流，結果存在消耗電力增加的問題。
[0017]另外，在非專利文獻I所記載的現有技術中，通過感性負載實現作為峰值放大器的功能。但是，電感器因為占地面積較大，所以作為結果存在芯片面積較大的問題。
[0018]本發明就是為了解決前述所述的課題而完成的，其目的在于獲得一種加重電路，該加重電路不使消耗電力(消耗電流)增加、即能夠獲得輸出信號在高頻頻帶中的波形劣化(高頻頻帶劣化)得到抑制的期望的加重量。
[0019]用于解決課題的手段
[0020]本發明的加重電路將具有如下的頻率響應特性的信號作為主信號輸出進行輸出，該信號的頻率響應特性為針對由正相輸入信號和反相輸入信號構成的差動輸入信號具有與頻率對應的期望的增益，其中，該加重電路具有:基帶放大器部，其具有到第I規定頻率附近為止的增益恒定、且用于進行工作的第I驅動電流值越減小則增益在整個頻帶中越小的第I頻率響應特性，且輸出根據第I頻率響應特性對差動輸入信號進行了放大的第I輸出信號；峰值放大器部，其具有在第2規定頻率附近具有增益峰值、且用于進行工作的第2驅動電流值越增大則增益在整個頻帶中越大的第2頻率響應特性，且輸出根據第2頻率響應特性對差動輸入信號進行了放大的第2輸出信號；以及信號合波部，其將對第I輸出信號和第2輸出信號進行合波后的合波信號作為主信號輸出而輸出，基帶放大器部和峰值放大器部各自具有能夠調節用于進行工作的驅動電流值的驅動電流設定部，通過調節各自的驅動電流設定部，使得用于使基帶放大器部工作的第I驅動電流值與用于使峰值放大器部工作的第2驅動電流值之和恒定，由此得到高頻頻帶劣化被抑制的期望的加重量。
[0021]發明效果
[0022]根據本發明，通過使基帶放大器部和峰值放大器部彼此并聯連接、且調節各自的驅動電流設定部，而調節各自的驅動電流值，使得基帶放大器部的驅動電流值和峰值放大器部的驅動電流值之和恒定。由此，能夠不使消耗電力(消耗電流)增加、即能夠獲得輸出信號在高頻頻帶中的波形劣化(高頻頻帶劣化)得到抑制的期望的加重量的加重電路。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發明的實施方式I中的加重電路的結構圖。
[0024]圖2是示出本發明的實施方式I中的加重電路整體的頻率響應特性的說明圖。
[0025]圖3是本發明的實施方式2中的加重電路的結構圖。
[0026]圖4是示出通過本發明的實施方式2中的加重電路的工作獲得的仿真眼圖波形的一例的說明圖。
[0027]圖5是本發明的實施方式3中的加重電路的結構圖。
【具體實施方式】
[0028]下面，使用附圖對本發明的加重電路的優選實施方式進行說明。此外，在附圖的說明中，對相同要素標注相同標號并省略重復的說明。
[0029]實施方式1.
[0030]圖1是本發明的實施方式I中的加重電路I的結構圖。該圖1中的加重電路I具有基帶放大器部100、峰值放大器部200以及信號合波部300。
[0031]基帶放大器部100具有差動對結構的基帶放大器110，峰值放大器部200具有差動對結構的峰值放大器210。另外，信號合波部300具有負載電阻310 (電阻值Rl)、負載電阻320(電阻值R2)以及電源電壓Vcc。此外，信號合波部300的結構僅是一例，只要是從基帶放大器部100和峰值放大器部200輸出的信號被合波、且作為主信號輸出而輸出合波信號即可，可以是任意的結構，其中該合波信號是具備具有與頻率對應的期望增益的頻率響應特性的信號。
[0032]基帶放大器110和峰值放大器210彼此并聯連接，各差動對的一方經由負載電阻310與電源電壓Vcc連接，另一方經由負載電阻320與電源電壓Vcc連接。此外，以后例示作為構成差動對的晶體管而使用了 NPN晶體管的情況。
[0033]基帶放大器110包括晶體管111、112、可變電阻113(電阻值R3)和可變電流源114、115(驅動電流值II)。另外，在可變電流源114、115中流動用于對基帶放大器110進行驅動的驅動電流。此外，可變電流源114、115相當于基帶放大器部100內的能夠對用于使基帶放大器工作的驅動電流的大小即驅動電流值Il進行調節的驅動電流設定部。
[0034]另外，在晶體管111、112的各發射極間作為發射極電阻而插入有可變電阻113，晶體管111的發射極連接有可變電流源114，晶體管112的發射極連接有可變電流源115。
[0035]峰值放大器210包括晶體管211、212、可變電阻213 (電阻值R4)、可變電容器214 (電容值Cl)、以及可變電流源215、216 (驅動電流值12)。另外，在可變電流源215、216中流動用于對峰值放大器210進行驅動的驅動電流。此外，可變電流源215、216相當于峰值放大器部200內的能夠對用于使峰值放大器工作的驅動電流的大小即驅動電流值12進行調節的驅動電流設定部。
[0036]另外，在晶體管211、212的各發射極間以彼此并聯的方式插入有可變電阻213和可變電容器214，晶體管211的發射極連接有可變電流源215，晶體管212的發射極連接有可變電流源216。
[0037]從未圖示的前級的放大器(緩沖區)向加重電路I輸入由正相輸入信號和反相輸入信號構成的差動輸入信號。在這種情況下，正相輸入信號輸入晶體管111、211，反相輸入信號輸入晶體管112、212。負載電阻310連接于晶體管111、211的各集電極和電源電壓Vcc之間，負載電阻320連接于晶體管112、212的各集電極和電源電壓Vcc之間。
[0038]此外，雖然優選晶體管111、112和晶體管211、212的工作特性相同(Trm = Trp)，可變電流源114、115的驅動電流值Il和可變電流源215、216的驅動電流值12相等(II =12)，但并不限定于此。
[0039]另外，基帶放大器110并不限定于前述的結構，可變電阻113可以是固定電阻，還可以沒有可變電阻113。同樣，峰值放大器210并不限定于前述的結構，可變電阻213可以是固定電阻，而且可變電容器214也可以是固定電容器。另外，作為可變電阻113和可變電阻213的一例，能夠列舉出使MOSFET在線性區域中工作的電路等。
[0040]另外，如在專利文獻2中公開的那樣，作為基帶放大器110的結構例也可以是向NPN晶體管的發射極側或者MOSFET的源極側分別插入相同值的電阻后以一個電流源進行驅動的方式。同樣，作為峰值放大器210的結構例也可以是向發射極間插入可變電容器，并且向NPN晶體管的發射極側或者MOSFET的源極側分別插入相同值的電阻后以一個電流源進行驅動的方式。
[0041]接著，參照圖2對本實施方式I中的加重電路I的頻率響應特性進行說明。圖2是示出本發明的實施方式I中的加重電路整體的頻率響應特性的說明圖。在此，圖2的(a)示出基帶放大器部100的頻率響應特性，圖2的(b)示出峰值放大器部200的頻率響應特性，圖2的(c)示出組合了基帶放大器部100和峰值放大器部200的加重電路整體的頻率響應特性。