光接收器保護電路的制作方法

專利名稱：光接收器保護電路的制作方法
技術領域：
本申請主要涉及光接收器電路，尤其但并不排他地涉及在接收的光功率為高電平期間對光接收器的保護。
背景技術：
如今光網絡系統的日益增長的需求需要靈敏的設備來準確的接收數據和測量光功率。隨著對高速數據需求的增加，越來越多的系統轉變為高速和高靈敏度光接收器。這些光網絡系統的設計者可以從多種類型的光接收器中進行選擇。對于快速和高靈敏度光接收器的一個這樣的選擇是雪崩光電二極管(APD)。
APD與其他光電二極管的不同在于其可以提供增益，意味著輸入光子和輸出電子的比值大于1∶1。該比值，或者雪崩乘積因數是由施加在APD兩端的反向偏置電壓控制的。與其他類型的光接收器相比，APD具有顯著的優點。其中特別指出的是APD具有低噪聲、寬光譜和頻率響應，并具有由其內部光電信號增益提供的高增益范圍。
使用APD的困難是APD價格較高以及由于接收的光功率的高電平而引起它們易于遭到損壞。例如，APD經常應用于基于激光的光纖系統，諸如波分多路復用(WDM)網絡。摻餌光纖放大器(EDFA)是WDM網絡中的一種增加光纖中信號的設備。然而，EDFA放大器同時放大WDM信號中的所有信道，所以當波長信道增加或降低，高光功率峰值可能出現在新增加的或剩余的信道之一上。這個高的光功率峰值會引起流過偏置APD的總電流的迅速增加并從而引起設備的永久損壞。
為了該保持光網絡的可靠性，光接收器應該可以在經過多個高光功率期間后無損壞地繼續工作。為了連續的工作，應該設置快速和有效的安全機制用以檢測這樣的光功率條件并相應的保護該光接收器。


參照下面的附圖對本發明的非限定和非唯一性的實施例進行說明，其中除非特別指明，在不同的圖中，相同的參照數字代表相同的部件。
圖1為說明根據本發明的實施例，具有偏置電壓自動關閉的光接收器保護電路結構的功能框圖。
圖2為說明根據本發明實施例，通過偏置電壓自動關閉保護光接收器的過程的流程圖。
圖3為說明根據本發明的實施例，具有偏置電壓自動關閉的光接收器保護電路的操作的時序圖。
圖4為說明根據本發明的實施例，具有偏置電壓自動關閉的光接收器保護電路的電路圖。
圖5為說明根據本發明的實施例，具有偏置電壓自動關閉和光衰減器自動控制的光接收器保護電路的功能框圖。
圖6為說明根據本發明的實施例，用于通過偏置電壓的自動關閉和光衰減器的自動控制保護光接收器的過程的流程圖。
圖7為說明根據本發明的實施例，具有偏置電壓自動關閉和光衰減器自動控制的光接收器保護電路的操作的時序圖。
圖8為說明根據本發明的實施例，具有偏置電壓自動關閉和光衰減器自動控制的光接收器保護電路的部分的電路圖。
圖9為說明通過本發明實施例實現的示范性通信系統的框圖。
具體實施例方式
這里公開了用于在接收的光功率高電平期間保護光接收器的系統和方法的實施例。在下面的描述中，提出了多個特定的細節從而對實施例進行完全的理解。然而，相關領域技術人員可以認識到這里描述的技術可以在沒有一個或多個特定的細節的的情況下或者以其他方法、部件、材料等實現。在其他情況中，為了避免模糊特定方面，沒有對已知的結構、材料或操作進行詳細的圖示和描述。
在整個說明書中對“一個實施例”或“實施例”的參考意味著結合實施例所描述的特定的特征、結構或特性被包含在本發明的至少一個實施例中。因此，說明書中各個地方出現的短語“在一個實施例中”未必都指的是相同的實施例。此外，特定的特征、結構或特性可以在一個或多個實施例中以任何合適的方式組合。
圖1為說明依照本發明的一個實施例的具有偏置電壓自動關閉的光接收器保護電路結構100的功能框圖。電路結構100的示意性實施例包括偏置源102、控制電路104、接收器電路114、偏置監視器120、串聯電阻(Rs)122、比較器124和復位定時器126。
在該示意性實施例中，偏置源102被耦合以向光接收器116提供偏置電壓。控制電路104被耦合以控制提供給光接收器116的偏置電壓的電壓電平。控制電路104的示意性實施例包括處理器106、數字模擬轉換器(DAC)108、固件單元110和隨機存取存儲器(RAM)單元112。可選擇地，控制電路104可以包括純模擬硬件來控制偏置電壓的電壓電平。由控制電路104設置的電壓是基于光接收器116的類型和電路結構100中使用的特定電路部件確定的。例如，如果光接收器116包括雪崩光電二極管，那么控制電路104可以設置偏置電壓在20～30V的范圍內。
在圖1的示意性實施例中，處理器106耦合到固件單元110來從其處載入指令。在一個實施例中，處理器106把程序和數據從固件單元110裝入到RAM單元112并從RAM單元112執行程序。在其他實施例中，處理器106可以直接從固件單元110執行程序，而不需要RAM單元112。RAM單元112可以包括任何動態RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、雙數據速率SDRAM(DDR SDRAM)、靜態RAM(SRAM)等。
控制電路104可以與電路結構100的一個或多個部件一起集成到一個或多個微電子小片(例如，半導體)上并且并入到接收光學子組件(ROSA)中。例如處理器106、DAC108、和固件單元110可以都集成到單個半導體管芯或晶片中。
接收器電路114的示意性實施例包括耦合到放大器118的光接收器116。光接收器116是一種用于把光能量轉化為電能量的設備，并可以包括任何光檢測器，該光監測器的電流響應于由其接收的光能的量。這樣的檢測器可以包括，但并不限于，雪崩光電二極管、光子倍增管、PN光電二極管、PIN光電二極管等。任選地，接收器電路114可以包括并行耦合的光接收器116陣列，用以拓寬接收器電路114的光譜響應。在一個實施例中，放大器118可以包括跨阻抗放大器(TIA)，用以把光接收器116產生的電流信號轉化為電壓信號。
在一個實施例中，接收器電路114包括測量光接收器116的溫度的溫度監視器(沒有示出)。由該溫度監視器測量的溫度可以向回反饋給控制電路104，以致于使控制電路114可以根據感測的溫度調節偏置電壓。
在一個實施例中，串聯電阻122串聯在偏置源102和光接收器116之間。串聯電阻122用于在光功率峰值期間瞬時地降低光接收器116兩端的偏置電壓。串聯電阻122在過大功率條件期間通過降低由光接收器116耗散的功率來向光接收器116提供瞬時保護。
偏置監視器120被耦合以測量流經光接收器116的電流ITOTAL。電流ITOTAL代表流過光接收器116的總的瞬時電流。在一個實施例中，偏置監視器120測量電流ITOTAL并產生等同或相關的流經接地跨阻抗電阻Rz(圖1中沒有顯示)的電流。Rz兩端所產生的電壓(在這里表示為輸入電壓VI)與電流ITOTAL基本上成比例。
比較器124被耦合以將由偏置監視器120產生的電壓VI和參考電壓VREF比較。所產生的參考電壓VREF對應于門限電流電平。該門限電流電平表示在電路結構100進行關閉模式前通過光接收器116的最大電流電平ITOTAL。該門限電流電平可以通過例如處理器106動態的計算和設定，或其可以固定在硬件中。參考電壓VREF可以由分壓器、數字分壓計、由處理器106控制的DAC等中的任何一種進行設定。
在示意性實施例中，比較器124配置為具有第一和第二狀態。比較器124的狀態由比較器124輸出的過流(OVER_CURRENT)信號指示。該過流信號指示該門限電流電平是否已經被超出。在一個實施例中，如果輸入電壓VI小于參考電壓VREF，比較器124被設定在第一狀態。另外，如果輸入電壓VI大于參考電壓VREF，比較器124設定為第二狀態。
復位計時器126耦合在偏置源102和比較器124之間。在一個實施例中，復位計時器126用于響應光功率峰值而禁止偏置源102。在一個實施例中，復位計時器126進一步用于在足夠長以允許典型的光功率峰值穩定的時間段后重新啟用該偏置源。認識到該時間段也可以短到足以允許一旦偏置源102被重新啟用，它就可以相對快地恢復。
在示意性實施例中，復位計時器126被耦合來從比較器124接收該過流(OVER_CURRENT)信號。復位計時器126配置為響應指示光功率峰值的過流信號來產生關閉標志(shutdown_flag)信號。在一種實施例中，復位計時器126包括延時計時器，其配置為響應指示電流ITOTAL已經降回到門限電流電平之下的過流(OVER_CURRENT)信號而觸發。復位計時器126進一步配置為在延時計時器期滿時重新啟用偏置源102。在一個實施例中，該延時計時器配置為響應指示電流ITOATAL已降低到門限電流電平之下的過流(OVER_CURRENT)信號而產生大約30毫秒的時間延時。
圖2為依照本發明的一個實施例的由電路結構100執行來通過自動關閉偏置電壓來保護光接收器116的過程200的流程圖。圖3為說明依照本發明的一個實施例的電路結構100操作的時序圖。參照附圖1、2、3對過程200進行描述。
在過程塊202，復位計時器126啟用偏置源102。復位計時器126的輸出在圖3中表示為關閉標志(SHUTDOWN_FLAG)信號。當被啟用時，偏置源102在光接收器116兩端產生偏置電壓。該偏置電壓的電壓電平是由控制電路104確定的。舉例來說，圖3示出大約25V的初始偏置電壓。
在過程塊204，光接收器116接收光能量，從而改變電流ITOATAL。電流ITOATAL在過程塊206由偏置監視器120來測量。偏置監視器120產生與電流ITOATAL成比例的輸入電壓VI。在判定塊208，比較器124隨后比較輸入電壓VI與參考電壓VREF。如果輸入電壓VI小于參考電壓VREF，由此指示電流Itotal小于門限電流電平302，那么比較器124被設定為由過流(OVER_CURRENT)信號指示的第一狀態。在圖3的示意性例子中，初始接收的光功率很低(大約-22毫瓦分貝(dBm))。該較低的接收的功率產生比門限電流電平302小的初始電流ITOATAL。由于電流ITOATAL比門限電流電平302小，比較器124處于第一狀態，并且復位計時器126維持其輸出用以啟用偏置源102。
在判定塊208，如果門限電流電平308并沒有被超過，那么過程200重復，繼續接收光功率，測量電流ITOATAL并比較電流ITOATAL與門限電流電平302。
如果由光接收器116接收的光能量的增長導致門限電流電平302被超過，那么電路結構100被設置進入關閉模式。該關閉模式是用于幫助保護光接收器116免于遭受損壞。在圖3的示意性例子中，接收的光功率從-22毫瓦分貝增加到+14毫瓦分貝。接收光功率的這一增加導致電流ITOATAL的增加。串聯電阻122通過降低光接收器116兩端的偏置電壓來給光接收器116提供瞬時保護。串聯電阻122提供的此瞬時保護向電路結構100的其余部件提供了用以響應接收光功率增加的時間。
仍參照圖3的例子，由于現在增加的電流ITOATAL超過了門限電流電平302，比較器124切換到其第二狀態并更新過流(OVER_CURRENT)信號。由比較器124的更新的過流信號導致電路結構100進入關閉模式。在過程塊210，復位計數器126響應于該過流(OVER_CURRENT)信號而產生關閉標志。在一個實施例中，關閉標志可以由切換到低阻抗狀態的復位計數器126的輸出指示。在過程塊212，復位計數器126禁止偏置源102，這樣就使得光接收器116兩端的偏置電壓被消除。隨著偏置電壓的消除，電流ITOATAL降低，從而減小了損壞光接收器116的風險。
在過程塊214，偏置監視器120測量電流ITOATAL，在判定模塊216，比較器124比較輸入電壓VI與參考電壓VREF。如果輸入電壓VI大于參考電壓VREF，從而指示電流ITOATAL仍然大于門限電流電平302，那么過程200重復返回到過程塊214，繼續地測量電流ITOATAL，并比較ITOATAL與門限電流電平302。
一旦電流ITOATAL已經降到門限電流電平302以下，由于偏置電壓的消除，過程200前進到過程塊218，在過程塊218復位計時器126產生時間延時304。在時間延時304期滿，過程200返回過程塊202，在過程塊202復位計時器126重新啟用偏置源102，使得偏置電壓重新施加到光接收器116。例如，復位計時器126可通過把偏置源102的輸出設置到高阻抗狀態來重新啟用偏置源102。如果高功率條件的持續超過時間延時304，那么電流ITOATAL會快速增加到該門限電流電平，并且電路結構100將再次進入關閉模式。圖3的示意性例子顯示時間延時304為大約30毫秒，但是應該認識到可以使用任何足夠長到允許典型能量峰值穩定的時間段和足夠短到允許偏置源102相對快地恢復的時間段。
圖4為說明依照本發明的一個實施例的具有偏置電壓自動關閉的光接收器保護電路400的電路圖。保護電路400是電路結構100的一部分的一種示例實現方式。
在圖4的示意性實施例中，偏置源102包括耦合到DAC108的非反相放大器。例如，偏置源102的放大器可以包括模擬設備精度軌對軌(Rail-to-Rail)輸入/輸出運算放大器，零件編號OP284。該放大器的輸出耦合到電壓跟隨器晶體管站。
圖4的示意性實施例，示出偏置監視器120，包括電流鏡拓撲。在一個實施例中，偏置監視器120包括產生與電流ITOATAL等同的電流的低誤差電流鏡。低誤差電流反射鏡可以包括高精度運算放大器和兩個耦合到該運算放大器輸出的PNP晶體管。例如，偏置監視器120的電流鏡可以包括模擬設備零漂移、單供電、軌對軌輸入/輸出運算放大器，零件編號AD8552。偏置監視器120還包括跨阻抗電阻RZ。如上所述，鏡像電流流經產生輸入電壓VI的RZ，電壓VI與電流ITOATAL成比例。
圖4的示意性實施例還顯示了比較器124，包括放大器，被配置為硬件限制的比較器。例如，該放大器可包括模擬設備精度低噪聲CMOS軌對軌輸入/輸出運算放大器，零件編號AD8605。
圖4的示意性實施例顯示了復位計時器126的輸出，該復位計時器耦合到偏置源102的放大器的輸入。在一個實施例中，復位計時器126包括漏極開路場效應晶體管(“FET”)輸出。例如，復位計時器126包括德克薩斯儀器公司的低靜態電流、可編程延時管理電路，部件編號TPS3808。在正常操作期間，復位計時器126的輸出配置為在高阻抗狀態下操作。在關閉模式期間，復位計時器126配置為把 設置為耦合到地的低阻抗狀態，由此把由偏置源102產生的偏置電壓強制降低到接近零伏。
圖5為說明依照本發明的一個實施例，具有偏置電壓自動切換和光衰減器自動控制的光接收器保護電路結構500的功能框圖。電路結構500的示意性實施例包括如圖1所示的電路結構100的電路部件，加上包括自動增益控制電路502、DAC 504、可變光學衰減器(“VOA”)506和VOA監視電路508的附加電路部件。
VOA506被光耦合到接收器電路114并被配置為接收光能量510，衰減該光能量并向接收器電路114的光接收器116輸出衰減的光能量512。VOA506和支持電路擴大了光接收器116的操作功率范圍從而允許在接收的光功率高的條件期間的操作。VOA506和支持電路還通過響應于光功率峰值而增加接收光能量512的光衰減來為光接收器116提供額外保護。
自動增益控制(“AGC”)502被耦合到偏置監視器120的輸出來接收輸入電壓VI，VI如上所述，基本上與電流ITOATAL成比例。AGC502還耦合到VOA506來通過VOA506控制光衰減。在一個實施例中，AGC502配置為基于VI產生VOA_CONTROL信號，其中VOA_CONTROL信號設置VOA506的光衰減。在一個實施例中，VOA_CONTROL信號可包括模擬控制電壓，用以通過VOA506設定光衰減的水平。
在示意性實施例中，AGC502進一步耦合到復位定時器126。在一個實施例中，AGC502配置為在關閉模式期間通過VOA506增加的光衰減的水平，關閉模式由關閉標記(SHUTDOWN_FLAG)信號指示。在一個實施例中，AGC502配置為響應于關閉標志(SHUTDOWN_FLAG)信號而把VOA506設定為最大衰減水平。
電路結構500的處理器106被配置為給AGC502提供AGC_SET_POINT信號。該AGC_SET_POINT信號代表光接收器116的標稱操作電流電平，其中該標稱操作電流電平小于門限電流電平。在一個實施例中，AGC502監視輸入電壓VI并調節VOA506的光衰減，以致于使得電流ITOTAL趨向于由AGC_SET_POINT信號指示的操作電流電平。在一個實施例中，如果電流ITOTAL小于操作電流電平，那么AGC502把VOA506的光衰減設置到最小衰減電平。
VOA監視器508被耦合以向處理器106提供代表由AGC502產生的VOA_CONTROL信號的VOA_MONITOR信號。VOA監視器508提供反饋，以致于使得處理器106可以采取對VOA_MONITOR信號的直接控制。在示意性實施例中，AGC502包括AGC_DISABLE輸入和P_CONTROL輸入。AGC502還包括強制502把VOA506設定為最小光衰減電平的禁止功能。如果AGC_DISABLE輸入被置為有效而P_CONTROL輸入沒有被置為有效，則AGC502被配置為激活該禁止功能。
在示意性實施例中，AGC502還包括使處理器106能夠接管對VOA_CONTROL信號的直接控制的重載功能。如果AGC_DISABLE和P_CONTROL輸入都被置為有效，那么該重載功能就被啟用。在示意性實施例中，處理器106耦合到P_CONTROL和AGC_DISABLE輸入。固件單元110或RAM單元112進一步包括允許基于VOA_MONITOR信號和輸入電壓VI至少之一來直接控制VOA_CONTROL信號和把這些輸入置為有效的指令。AGC502的示意性實施例進一步包括VOA_SELECT輸入，用于在AGC502內選擇不同的增益路徑，用于控制不同的VOA類型。在一個實施例中AGC502的VOA_SELECT輸入耦合到處理器106并由處理器106控制。
圖6說明了依照本發明的實施例由電路結構500執行來通過偏置電壓自動關閉和VOA506自動控制保護光接收器116的過程600的流程圖。圖7說明了依照本發明的實施例電路結構500的操作的時序圖。參照圖5、6、7對過程600進行描述。
在過程塊602，復位計時器126啟用偏置源102，由此在光接收器116兩端產生偏置電壓。復位計時器126的輸出在圖7中示出為SHUTDOWNFLAG(關閉標志)信號。例如，圖7中表示了大約25V的初始偏置電壓。
在過程塊604，光接收器116接收光能量，由此改變電流ITOTAL。電流ITOTAL在過程塊606由偏置監視器120測量。然后，偏置監視器120產生輸入電壓VI。
在過程塊607，AGC502從處理器106接收AGC_SET_POINT信號。在一個實施例中，對于光接收器116，AGCAGC_SET_POINT信號可以對應于標稱操作電流電平706。AGC502還接收輸入電壓VI并產生用于控制VOA506的光衰減的VOA_CONTROL信號，以致于使ITOTAL趨向于操作電流電平706。在一個實施例中，僅當電流ITOTAL大于操作電流電平706時，AGC502才進入閉環模式并調節VOA控制電壓，以致于使ITOTAL趨向于操作電流電平706。在該實施例中，AGC502進一步配置為在電流ITOTAL小于操作電流電平706時把VOA506設定為最小衰減電平。在圖7的示意性實施例中，VOA_CONTROL信號由一VOA控制電壓表示。圖7顯示初始電流ITOTAL，小于操作電流電平706。從而，VOA控制電壓被設定為零伏，由此導致VOA506被設定在0.5分貝(dB)的最小衰減。
在判定塊608，比較器124把輸入電壓VI與參考電壓VREF進行比較并輸出OVER_CURRENT信號。在圖7的示意性實施例中，初始接收的光功率較低(大約-22毫瓦分貝)。此低的接收光功率產生小于門限電流電平302的初始電流ITOTAL。由于電流ITOTAL小于門限電流電平302，所以比較器124處于第一狀態，并且復位計時器126維持其輸出，用以啟用偏置源102。
在判定塊608，如果門限電流電平308沒有被超過，那么過程600重復，繼續地接收光能量，測量電流ITOTAL并比較電流ITOTAL與門限電流電平302。
在由光接收器116接收的光能量增加的情況時，如果門限電流電平302被超過了，則安排電路結構500進入關閉模式。關閉模式意圖幫助保護光接收器116免受損壞。在圖7的示意性例子中，接收的光功率從-32毫瓦分貝增加到+14亳瓦分貝。此接收的光功率的增加引起電流ITOTAL的增加。由于增加的電流ITOTAL現在超過門限電流電平302，所以比較器124切換到其第二狀態并更新OVER_CURRENT信號。比較器124輸出的更新的OVER_CURRENT信號使得電路結構500進入關閉模式。
在過程塊610，復位計時器126響應于OVER_CURRENT信號而產生關閉標志。在過程塊612，復位計時器126禁止偏置源102，這使得光接收器116兩端的偏置電壓被消除。隨著偏置電壓的消除，電流ITOTAL降低，從而降低了光接收器116損壞的風險。
在過程塊613，AGC502被耦合來接收SHUTDOWN_FLAG信號。如果關閉模式被啟動，AGC502切換到開環模式，其通過VOA506增加光衰減。在圖7的示意性例子中，VOA控制電壓增加到大約5V。此5V的控制電壓最終引起大約30分貝的VOA衰減。在30分貝的VOA衰減下，VOA506的輸出從大約13.5毫瓦分貝降低到大約-16毫瓦分貝。在光接收器116光能量的這一降低為光接收器116提供了額外保護。應當認識到，響應電路結構500的關閉模式，偏置電壓的禁止和光衰減的增加可以以任意順序發生或可以同時發生。另外，其他的衰減水平和控制電壓也可以實現。
在過程塊614，偏置監視器120測量電流ITOTAL，在判定塊616，比較器124比較輸入電壓VI和參考電壓VREF。過程塊614和判定模塊616繼續地測量電流ITOTAL并把其與門限電流電平302比較，直到電流ITOTAL不再超過門限電流302。
一旦電流ITOTAL降低到門限電流電平302之下，由于偏置電壓的消失，過程600前進到復位計時器126產生時間延時304的過程塊618。在時間延時304期滿時，過程600返回過程塊602，在過程塊602，復位計時器126重新啟用偏置源102，引起把偏置電壓重新施加到光接收器116。
現在關閉模式已經完成，AGC502切換到閉環模式，初始地把VOA506的光衰減設定到相對較高的電平。例如，圖7的示意性實施例示出，在時間延時304末尾，VOA控制電壓設定為大約5V。在該實施例中，5V的控制電壓對應大約為30分貝的VOA衰減。在過程塊607，AGC502調節VOA506的光衰減，從而使電流ITOTAL趨向于操作電流電平706。AGC502跟蹤由接收光功率的小信號改變引起的輸入電壓VI的小信號改變，從而電流Itotal保持在操作電流電平706附近。
圖8為說明依照本發明的實施例的電路結構500的一部分的一種示例實現方式的電路圖800。電路圖800的示意性實施例包括AGC502、VOA506和VOA監視電路508。AGC502包括幾個放大器和多路復用器。例如，該放大器可以包括模擬設備精度低噪聲CMOS軌對軌輸入/輸出運算放大器，零件編號AD8605，以及該復用器可以包括Vishay Siliconix Single的4×1復用器，部件編號DG9414。
圖9為說明根據本發明實施例實施的示范性通信系統900的框圖。通信系統900的示意性實施例包括發送器902、光通信信道904、接收器906和電路908和910。
在一個實施例中，發送器902用于把來自電路908的電信號轉變為光信號并在通信信道904上發送該光信號。光通信信道904可以包括光纖、波導、自由空間等。
接收器906可以包括電路結構100或電路結構500，用以在高輸入光功率條件下快速和可靠的地保護光接收器116。接收器906被耦合來從光通信信道904接收光信號并把該光信號向回轉變為電信號。電路910耦合到放大器118的輸出，用以接收和處理該電信號。
應理解為，發送器902和接收器906都不必為單向設備，而是兩個設備都可以是收發器。在收發器實施例中，兩個設備都可以包括電路結構100或電路結構500的實施例。
上面解釋的過程200和600以計算機軟件和硬件的方式進行描述。描述的技術可以包括包含在計算機(例如計算機)可讀介質的機器可執行指令，當計算機執行該指令時，會引起機器執行上述的操作。此外，這些過程可以包含在諸如專用集成電路(ASIC)等的硬件中。在每個過程中部分或所有過程塊的出現的順序并不是限制性的。更確切地講，一個得益于本發明公開的本領域普通技術人員可以理解，某些過程塊可以以沒有說明的各種順序來執行。
本發明的示意性實施例的上述描述，包括摘要的描述，并非意圖排斥其他或者限定本發明為公開的精確形式、盡管為了說明的目的，這里描述了本發明的特定實施例和例子，如本領域技術人員所認知，可以在不脫離本發明的范圍的情況下可以進行各種修正。
可依照上述詳盡的描述對本發明做出修正。在下面權利要求中使用的術語不應解釋為把本發明限定為說明書中公開的特定實施例。更確切地講，本發明的范圍應當完全由下面的權利要求確定，其依照權利要求解釋的確立的原則進行解釋。
權利要求
1.一種設備，包括偏置源，用于向光接收器提供偏置電壓；偏置監視器，用于測量流過光接收器的電流；和耦合到該偏置源的比較器，如果該電流小于門限電流電平，則所述比較器具有第一狀態，如果該電流大于門限電流電平，則所述比較器具有第二狀態，偏置源被耦合以在響應該第一狀態時被啟用且在響應該第二狀態時被禁止。
2.根據權利要求1所述的設備，進一步包括耦合在比較器和偏置源之間的復位計時器，所述復位計時器包括延時計數器，當該比較器從第二狀態切換為第一狀態時所述延時計時器被觸發，其中復位計時器進一步耦合來在延時計數器期滿時啟用偏置源。
3.根據權利要求2所述的設備，進一步包括可變光學衰減器，其被耦合來響應于由復位計時器產生的關閉標志信號增加由光接收器接收的光能量的光衰減。
4.根據權利要求1所述的設備，進一步包括自動增益控制電路，耦合到該偏置監視器以至少部分基于所述電流產生VOA控制信號；可變光學衰減器(“VOA”)，光耦合到所述光接收器，以至少部分基于VOA控制信號來調節將由光接收器接收的光能量的光衰減。
5.根據權利要求4所述的設備，進一步包括處理器，其被耦合以向自動增益控制電路提供至少部分基于電流產生的AGC設定點信號，該AGC設定點信號代表所述光接收器的標稱操作電流電平，其中該VOA控制信號要由自動增益控制電路至少部分基于AGC設定點信號產生。
6.根據權利要求5所述的設備，進一步包括VOA監視電路，被耦合以向處理器提供代表由自動增益控制電路產生的VOA控制信號的VOA監視信號。
7.根據權利要求6所述的設備，其中所述自動增益控制電路包括重載功能，其允許處理器至少部分基于該電流和該VOA監視信號直接調節該VOA控制信號。
8.根據權利要求1所述的設備，進一步包括串聯連接在光接收器和偏置源之間的電阻，該電阻用以在光功率峰值期間降低光接收器兩端的偏置電壓。
9.根據權利要求1所述的設備，其中該光接收器包括雪崩光電二極管。
10.一種方法，包括啟用偏置源來向光接收器提供偏置電壓，該偏置的光接收器具有電流；在該偏置的光接收器接收光能量，其中該電流響應于接收的光功率；監視流經光接收器的電流；以及如果該電流大于門限電流電平，禁止偏置源。
11.根據權利要求10所述的方法，進一步包括如果該電流降到門限電流電平以下，重新啟用偏置源。
12.根據權利要求10所述的方法，進一步包括使用與光接收器串聯耦合的電阻，來響應于光功率峰值而降低光接收器的偏置電壓。
13.根據權利要求10所述的方法，進一步包括在禁止偏置源以后，如果該電流降到門限電流電平以下產生時間延時；在時間延時后重新啟用偏置源。
14.根據權利要求13所述的方法，進一步包括調節接收的光能量的光衰減，以致于使該電流趨向于操作電流電平。
15.根據權利要求14所述的方法，其中調節接收的光能量的光衰減包括至少部分基于該電流調節光耦合到光接收器的可變光學衰減器的控制電壓。
16.根據權利要求10所述的方法，進一步包括如果電流大于門限電流電平，產生關閉標志信號；以及響應該關閉標志信號，增加該接收的光能量的光衰減。
17.根據權利要求10所述的方法，進一步包括至少部分基于該電流，產生輸入電壓；產生對應于該門限電流電平的參考電壓；比較輸入電壓與參考電壓；和如果輸入電壓大于參考電壓，禁止該偏置源。
18.一種系統，包括偏置源，向光接收器提供偏置電壓；偏置監視器，測量流經光接收器的電流；耦合到偏置監視器的比較器，如果電流小于門限電平，所述比較器具有第一狀態，如果電流大于門限電流電平，所述比較器具有第二狀態，其中偏置源被耦合以在響應第一狀時被啟用，且在響應第二狀態時被禁止；處理器，耦合到該偏置源以控制該偏置電壓；和同步動態隨機存儲器(“SDRAM”)，耦合到處理器以從其中執行指令。
19.根據權利要求18所述的系統，進一步包括復位計時器，耦合在所述比較器和所述偏置源之間，該復位計時器包括延時計時器，當所述比較器從第一狀態切換到第二狀態時，延時計時器被觸發，其中所述復位計時器還被耦合以在延時計數器期滿時啟用所述偏置源。
20.根據權利要求19所述的系統，進一步包括自動增益控制電路，耦合到所述偏置監視器，以至少部分基于電流產生VOA控制信號；可變光學衰減器(“VOA”)，光耦合到所述光接收器，用以至少部分基于VOA控制信號調節由所述光接收器接收的光能量的光衰減。
全文摘要
一種用于光接收器電路保護的設備，包括偏置源、偏置監視器和比較器。該偏置源向光接收器提供偏置電壓。該偏置監視器被耦合以測量流經光接收器的電流，其中該電流響應于接收的光能量而改變。比較器被耦合到該偏置監視器，如果電流小于門限電流電平，則比較器具有第一狀態，如果電流大于門限電流電平，則比較器具有第二狀態。偏置源被耦合來在響應比較器切換到第一狀態時被啟用，且在響應比較器切換到第二狀態時被禁止。
文檔編號H04B10/06GK1983879SQ20061006392
公開日2007年6月20日 申請日期2006年9月27日 優先權日2005年9月28日
發明者T·戈文尼尼, C·舒爾茨, S·商 申請人:英特爾公司