單片集成的可變增益可見光接收機(jī)方案

　　并且RGC 電路能提供一個虛地輸入阻抗，因此對電容的隔離效果更好[5].

　　跨阻放大器的跨阻則是連接在圖3 中的LINE1 與LINE2之間，為了適應(yīng)不同光強(qiáng)與不同距離時，探測器輸出的不同，本次設(shè)計將跨阻設(shè)為1 kW,5 kW,10 kW,20 kW,50 kW,100 kW 等6個等級，以開關(guān)電路控制通斷，如圖5 所示，以保證跨阻放大器在1~20 μA 的寬輸入范圍內(nèi)皆可獲得理想的輸出。

　　1.5 主放大器

　　主放大器結(jié)構(gòu)如圖6所示，由四級差分電路及失調(diào)補(bǔ)償回路構(gòu)成。在工藝過程中，可能出現(xiàn)CMOS 器件之間和電阻元器件間的不匹配等因素，使直流電壓產(chǎn)生偏移，經(jīng)放大單元逐級放大后，足以使其后的放大級和輸出緩沖級達(dá)到截止或飽和，使整個限幅放大器不能正常工作，因此失調(diào)電壓補(bǔ)償十分重要。

　　圖7為設(shè)計采用的基本差分單元。

　　1.6 輸出端

　　輸出端由一個濾波電容和一個反相器組成。濾波電容起到隔直通交的作用。反向器如圖8所示，只要經(jīng)前面兩級放大器放大后的電壓達(dá)到MOS 管開啟電壓，即可輸出較為理想的1.8 V/0 V 方波，為外部電路提供理想的數(shù)據(jù)流輸入，同時也放寬了對前級放大電路的限制。并且由于反相器的帶寬遠(yuǎn)高于放大電路，故不會對電路整體產(chǎn)生影響。

　　2 模擬仿真結(jié)果

　　如圖9 所示為主放大器輸出端與跨阻放大器輸入端的幅頻特性曲線。由圖可見電路的3 dB 帶寬約為500 MHz,低頻特性良好，低頻截止頻率約為100 kHz,正好適應(yīng)目前可見光傳輸速率相對還較低的特點(diǎn)。

　　圖10給出了輸入2 μA/0.15 μA方波時的眼圖。

　　3 結(jié)語

　　電路設(shè)計將光接收機(jī)整體集成于一片，有效地縮小了體積并減小了各模塊級聯(lián)時帶入的誤差。仿真結(jié)果表明接收機(jī)有較寬范圍的帶寬，并能很好的適應(yīng)可見光現(xiàn)階段的低頻傳輸。