一种光电转换电路

技术领域

本申请实施例涉及光电转换领域，尤其涉及一种光电转换电路。

背景技术

光模块(bosa on board，BOB)是一种位于电路板上的光电转换电路。它可以将上行的电信号转换为光信号并向网络侧传输，也可以将下行的光信号转换为电信号并向终端侧传输。其中，BOB包括驱动电路和光组件，光组件的接入接出端通常采用弯管脚形态，在传输电信号时将很容易对外部空间产生辐射，对其他信号的传输产生干扰。

以上行信号为例，发端对应的速率为1.244Gbs高速驱动信号经过弯管脚之后将向外部空间产生辐射，其辐射能量将集中在1.244GHz和2.488GHz。其中，2.488GHz的辐射与2.4Gwifi的频率相近，如果辐射信号被wifi天线接收后，就会严重影响wifi天线接收下行信号的质量，使得wifi性能恶化。

现有技术中，为了降低因弯管脚所造成的辐射影响，通常是给BOB电路添加屏蔽罩，通过阻断信号辐射途径来解决辐射问题，这样将造成芯片成本增大，且严重影响芯片的排布灵活性。因此，如何在BOB电路无屏蔽罩的情况下降低辐射，成为解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种新的光电转换电路，通过在光组件的接地引脚上添加滤波电路来降低光电转换电路对外产生的辐射，从而提高光电转换电路的性能。

本申请实施例第一方面提供了一种光电转换电路，该光电转换电路是由驱动电路、光组件以及滤波电路组成的。其中，驱动电路用于产生调制电信号，并利用调制电信号驱动光组件发光。当驱动信号传输调制电信号后，通过光组件的第一端口将该电信号传输给光组件，光组件就根据该调制电信号产生调制光信号，完成光电转换的过程。由于光组件的端口多为弯管脚形态，因此当调制电信号通过第一端口时会对外产生辐射。为了降低辐射信号，保证其不对其他元器件产生干扰，光组件的第二端口连接有滤波电路，该滤波电路用于过滤辐射信号，从而减少对外辐射能量。

其中，光组件的第二端口连接有滤波电路，当光组件的发射端产生辐射信号后，滤波电路就可以对该辐射信号进行过滤。这样，就可以针对辐射信号能量集中的频点来设计滤波电路，使得滤波电路对辐射信号的待滤除频点进行滤除，这样，光电转换电路在没有屏蔽罩的情况下也能降低对外辐射的辐射强度，减少辐射信号对其他元器件的信号干扰。

在一种可选的实施方式中，滤波电路接在光组件的接地引脚上，滤波电路的一端与光组件的第二端口相连，另一端接地。这样，辐射信号就可以经过滤波电路到地，减少对外辐射的强度。

在一种可选的实施方式中，光电转换电路包括的滤波电路可以是任意形式的滤波电路，滤波电路可以是二阶滤波电路，可以是多阶滤波电路，也可以是图形滤波电路。可以根据具体的需求来设计合理的滤波电路，以达到对辐射信号过滤的作用。

在一种可选的实施方式中，光电转换电路中的滤波电路是二阶滤波电路。二阶滤波电路包括有第一滤波电容和第一滤波电感。具体的，第一滤波电容和第一滤波电感是并联的，第一滤波电容和第一滤波电感的第一端均与光组件的第二端口相连，而第一滤波电容和第一滤波电感的第二端则都做接地处理。

二阶滤波电路是由滤波电容和滤波电感这些无源器件组成的，具有电路结构简单易设计、灵活度高且灵敏度高等特点，能够提高辐射信号的过滤效率。

在一个可选的实施方式中，上述的二阶滤波电路中，第一滤波电感的电感量可以在0.5nH至15nH之间，第一滤波电容的电容值可以在1pf到15pf之间。优选的，第一滤波电感的电感量在靠近15nH附件取值，第二滤波电容的电容值在靠近15pf附件取值。

在一个可选的实施方式中，光组件用于接收驱动信号的第一端口可以分为第一正端口和第一负端口。其中，驱动电路会产生差分信号，通过第一正端口和第一负端口传输至光组件。而差分信号则是幅度相同，相位相反的两个信号。

在一个可选的实施方式中，由于光组件第一正端口和第一负端口分别传输的两个信号是差分信号，因此就可以在第一正端口和第一负端口之间添加“桥梁”来抵消差分信号中的高频信号，这样就可以减少辐射信号的产生。具体的，第一正端口和第二负端口之间第二滤波电感和第二滤波电容。第二滤波电感的第一端与第一正端口相连，第二滤波电感的第二端与第二滤波电容的第一端相连，第二滤波电容的第二端与第一负端口相连。

在一个可选的实施方式中，上述第二滤波电感的电感量在0.5nH至15nH之间，第二滤波电容的电容值在1pf到15pf之间。优选的，第二滤波电感的电感量在靠近0.5nH附件取值，第二滤波电容的电容值在靠近1pf附件取值。

在一个可选的实施方式中，可以根据辐射信号中待滤除频点来设计滤波电路的结构，同时根据该待滤除频点来确定滤波电路中第一滤波电感的电感量以及第一滤波电容的电容量。在实际应用中，可以利用仿真来确定恰当的第一滤波电感的电感量以及第一滤波电容的电容量。

在一个可选的实施方式中，光电转换电路的形式可以用多种，具体不做限定。光电转换电路可以被封装为独立的光模块，该光模块其光电转换的作用。而光电转换电路可以被置于印刷电路PCB板上，作为PCB电路板上进行光电转换的电路。

在一个可选的实施方式中，光组件的发射端还包括检测端口，该检测端口为检测电路提供端口，可以检测光组件产生的光信号的功率大小。

本申请实施例第二方面提供了一种光网络终端(optical network termination，ONT)，该光网络终端包括上述第一方面及第一方面任一实施例所述的光电转换电路。

本申请实施例第三方面提供了一种光网络单元(optical network unit，ONT)，该光网络单元包括上述第一方面及第一方面任一实施例所述的光电转换电路。

本申请实施例第四方面提供了一种光线路终端(optical line terminal，OLT)，该光线路终端包括上述第一方面及第一方面任一实施例所述的光电转换电路。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种光组件的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种光电转换电路的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种光电转换电路的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种光电转换电路的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种新的光电转换电路，通过在光组件的接地引脚上添加滤波电路来降低光电转换电路对外产生的辐射，从而提高光电转换电路的性能。

本发明实施例中所使用的技术术语仅用于说明特定实施例而并不旨在限定本发明。在本文中，单数形式“一”、“该”及“所述”用于同时包括复数形式，除非上下文中明确另行说明。进一步地，在说明书中所使用的用于“包括”和/或“包含”是指存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件。

随着通信技术的不断发展，传统的双绞线、同轴线由于其会随着长布线带来高损耗，同时带宽过小的原因无法适应越来越快的通信需求。为此，光线路传输变得越来越重要，已经成为重要的通信链路。其中，光纤为光信号传输的介质，而负责光收发的器件则为光模块。光模块是光纤系统通信中的核心器件之一，是由光电子器件、功能电路和光接口等组成的。光模块可以分为光接收模块、光发送模块、光收发一体模块和光转发模块等。

通常，光模块都为光收发一体模块，工作在物理层。光模块主要包括光电转换电路，光电转化电路的主要作用是实现光电转换。即把光信号转换为电信号，把电信号转换为光信号。具体的，光模块包括发射端和接收端，其中，发射端用于接收上行信号(电信号)，而接收端则用于接收下行信号(光信号)。光模块中的光电转换电路可以将上行信号转化为光信号，并通过光纤将光信号传输至网络侧。还可以将下行信号转化为电信号，并将电信号传输至用户侧。

光电转换电路一般是由驱动电路(驱动芯片)、光发射器件、光接收器件等组成。光发射器件和光接收器件可以被称为光组件。其中，光发射器件可以为驱动半导体激光器(LD)或者发光二极管(LED)，而光接收器件可以为光探测器。示例性的，在发射端，驱动电路用于对原始的电信号进行处理，产生驱动信号来驱动半导体激光器LD发射出调制光信号。在接收端，接收到光信号之后，由光探测二极管转换为电信号，经过前置放大器之后输出电信号。

通常，光电转换电路不仅可以被封装为一个独立的光模块，还可以设计在印刷电路PCB板上，当光电转换电路被设计在PCB板上时，光组件的引脚通常被设计为弯管脚形态。这是因为弯管脚相较于直脚而言，可以适应硬板(电路板)，成本较低。并且弯管脚可以使得光组件悬空于电路板上，避免光组件紧贴电路板而引起短路、散热不良等问题。

图1为本申请实施例提供的一种光组件的结构示意图。如图1所示，该光组件的发射端有四个引脚，分别为监控激光二极管(monitor photodiode，MPD)脚、LD+脚、LD-脚以及case脚。而发射端的四个引脚连接驱动半导体激光器LD。其中，MPD脚为功率检测电路提供端口，用来检测驱动半导体激光器LD发射的光信号的功率大小。而LD+脚和LD-脚则用来连接驱动电路，驱动信号通过LD+脚和LD-脚传输至光组件，驱动半导体激光器LD发光。而case脚则可以与光组件的管壳相连接，通常是悬空处理，不连接任何网络。

该光组件的接收端还包括多个引脚，用来和光传输网络连接。接收端利用光探测器来接收光传输网络传输的光信号，再通过光探测二极管将光信号转换为电信号，然后通过前置放大器放大后输出电信号。在此不做赘述。

其中，光组件发射端的四个引脚均为弯管脚形态，当高速的驱动信号传输至发射端经过弯管脚之后，就会对外产生辐射，影响其他电子器件的正常工作。例如，速率为1.244Gbs的驱动信号经过弯管脚之后对外产生辐射，辐射能量主要集中在1.244GHz和2.488GHz，即产生的辐射信号的频率主要是1.244GHz和2.488GHz。其中，2.488GHz辐射信号与2.4Gwifi的频率接近，所以2.488GHz辐射信号很容易对wifi接收的下行信号产生干扰。一旦2.488GHz辐射信号被wifi天线接收后，将严重影响下行信号质量，恶化wifi性能。同时，辐射信号一旦被辐射发射(radiated emission，RE)天线接收到，RE就会检测到辐射能量超标，导致光认证不通过。

为了解决上述问题，现有的解决措施则是在光电转换电路上加屏蔽罩。通过阻断辐射信号的辐射路径，避免辐射信号对外传输来解决辐射问题。然而上述解决方案将大大提高BOB电路的电路成本，同时屏蔽罩的存在也影响BOB电路中各元器件的分布，提高了电路设计的复杂度。因此，如何在无屏蔽罩的情况下降低BOB电路对外的辐射成为亟需解决的问题。

本申请实施例提供的一种新的光电转换电路，通过在光组件的接地引脚上添加滤波电路过滤辐射信号，降低光电转换电路对外产生的辐射，从而提高光电转换电路的性能。下面对新的光电转换电路进行详细的介绍。

图2为本申请实施例提供的一种光电转换电路的结构示意图。如图2所示，光电转换电路包括驱动电路、光组件和滤波电路。其中，驱动电路连接光组件发射端的第一端口(LD+脚和LD-脚)，滤波电路则连接光组件发射端的第二端口(case脚)。其中，驱动电路用于对原始的电信号进行处理，产生驱动信号(调制电信号)，并通过第一端口将驱动信号传输至光组件，以此来驱动光组件发光。而光组件包括半导体激光器LD，用于将驱动信号转化为光信号，具体的，半导体激光器LD会发射出调制光信号。

而驱动信号在经过第一端口时，由于第一端口采用弯管脚形态，因此会对外产生辐射。而滤波电路则是用来过滤该辐射信号的。其中，滤波电路的一端与第二端口(case脚)连接，另一端则作接地处理。

下面对滤波电路进行简单的介绍：

滤波电路一般由电抗元件组成，是由电感、电容等组成的。滤波电路的基本作用就是让某种频率的电流通过或者阻止某种电流通过。滤波是信号处理中的一个重要概念，根据相关理论，任何一个满足一定条件的信号，都可以被看成是由无限个正弦波叠加而成的。换句话说，就是信号是不同频率的正弦波线性叠加而成的，组成信号的不同频率的正弦波叫做信号的频率成分或者叫做谐波成本。而滤波电路则只允许一定频率范围内的信号成分正常通过，阻止另一部分频率成分通过。

其中，滤波电路可以根据无源滤波电路以及有源滤波电路。若滤波电路元件仅由无源元件组成，例如电阻、电容、电感组成，则被称为无源滤波电路。若滤波电路不仅有无源元件，还有有源元件，例如双极型管、集成运放等，则被称为有源滤波电路。在本申请实施例中，对滤波电路的形式具体不做限定。

可以理解的，滤波电路接在case脚上，当光组件的发射端产生辐射信号后，滤波电路就可以对该辐射信号进行过滤。其中，可以针对辐射信号能量集中的频点来设计滤波电路，使得滤波电路对辐射信号的待滤除频点进行滤除，从而降低辐射信号的辐射强度，减少辐射信号对其他元器件的信号干扰。

图3为本申请实施例提供的另一种光电转换电路的结构示意图。如图3所示，光电转换电路包括驱动电路、光组件和二阶滤波电路。同样的，驱动电路连接光组件发射端的第一端口(LD+脚和LD-脚)，滤波电路则连接光组件发射端的第二端口(case脚)。而二阶滤波电路则是由第一滤波电感L1和第一滤波电容C1组成的。

其中，L1和C1并联连接，L1的第一端以及C1的第一端与case脚相连，L1的第二端以及C1的第二端接地。而L1的电感量以及C1的电容值，则由辐射信号的带滤除频点确定。示例性的，在上述例子中，速率为1.244Gbs的驱动信号经过弯管脚之后对外产生辐射，辐射能量主要集中在1.244GHz和2.488GHz，即产生的辐射信号的频率主要是1.244GHz和2.488GHz。其中，2.488GHz辐射信号与2.4Gwifi的频率接近，所以2.488GHz辐射信号很容易对wifi接收的下行信号产生干扰。因此，需要对2.488GHz辐射信号进行过滤。那么就可以根据2.488GHz这一频点确定L1的电感量以及C1的电容值，使得滤波电路刚好能滤除2.488GHz辐射信号。

示例性的，滤波电路不仅可以是二阶滤波电路，还可以是多阶滤波电路。其中，多阶滤波电路可以包括多组滤波电感和滤波电容的组合结构。可以理解的，多阶滤波电路的电路结构更加复杂，因此过滤辐射信号的效果更好。

其中，滤波电路中包括的滤波电感的电感量在0.5nH至15nH之间，而滤波电容的电容值在1pf到15pf之间。优选的，滤波电路中的滤波电感的电感量需要在15nH附近取值，而第二滤波电容的电容值可以在15pf附近取值。

在上述实施例中，光电转换电路包括滤波电路，滤波电路连接在光组件发射端的case脚上。滤波电路可以对光电转换电路产生的辐射进行有效的过滤，从而减少对外辐射，在无需屏蔽罩的情况下也能避免光电转换电路产生的辐射对外界的干扰，同时，过滤后的辐射信号即使被RE天线接收，也不会出现辐射能量超标的情况，避免对光电转换电路的光认证产生影响。

基于上述描述，图4为本申请实施例提供的另一种光电转换电路的结构示意图。如图4所示，光电转换电路包括驱动电路、光组件和二阶滤波电路。

同样的，驱动电路连接光组件发射端的第一端口(LD+脚和LD-脚)，滤波电路的一端连接光组件发射端的第二端口(case脚)，另一端接地。其中，二阶滤波电路则是由滤波电感L1和滤波电容C1组成的，滤波电感L1和滤波电容C1并联。

其中，光组件发射端的第一端口LD+脚和LD-脚之间，还包括第二滤波电感L2和第二滤波电容C2。其中，第二滤波电感L2和第二滤波电容C2是串联的，即L2的第一端连接LD+脚，L2的第二端连接C2的第一端，C2的第二端连接LD+脚。

其中，LD+脚和LD-脚是连接驱动电路，传输驱动信号的。而驱动信号多为差分信号。其中，差分信号与差分传输相关。差分传输是指在两条传输线上都传输信号，这两个信号的振幅相同，相位相反，被称为差分信号。一般的，光组件的接收端可以比较两个信号的差值来确定逻辑状态，然后根据逻辑状态来驱动光组件发光。而在LD+脚和LD-脚之间加上第二滤波电感L2和第二滤波电容C2，差分信号中的高频段则会通过第二滤波电感L2和第二滤波电容C2相抵消。这样就可以避免差分信号在经过弯管脚时产生高频且强度很大的辐射，从而进一步减少BOB电路对外产生的辐射。

其中，第二滤波电感的电感量也在0.5nH至15nH之间，第二滤波电容的电容值也在1pf到15pf之间。优选的，第二滤波电感的电感量需要在0.5nH附近取值，而滤波电容的电容值可以在1pf附近取值。

在上述实施例中，光电转换电路不仅包括连接在光组件发射端的case脚上的滤波电路。发射端的LD+脚和LD-脚直接也连接着滤波电感和滤波电容。LD+脚和LD-脚之间的滤波电感和滤波电容可以抵消驱动信号中的高频段，避免差分信号在经过弯管脚时产生高频且强度很大的辐射。而滤波电路则可以对弯管脚产生的辐射进行有效的过滤，这样就可以减少光电转换电路的对外辐射，在无需屏蔽罩的情况下也能避免光电转换电路产生的辐射对外界的干扰，同时，过滤后的辐射信号即使被RE天线接收，也不会出现辐射能量超标的情况，避免对光电转换认证产生影响。

本申请实施例还提供了一种光网络终端ONT，该光网络终端包括上述任一实施例中所述的光电转换电路。

本申请实施例还提供了一种光网络单元ONT，该光网络单元包括上述任一实施例中所述的光电转换电路。

本申请实施例还提供了一种光线路终端OLT，该光线路终端包括上述任一实施例中所述的光电转换电路。

在所附权利要求中对应结构、材料、动作以及所有装置或者步骤以及功能元件的等同形式(如果存在的话)旨在包括结合其他明确要求的元件用于执行该功能的任何结构、材料或动作。本发明的描述出于实施例和描述的目的被给出，但并不旨在是穷举的或者将被发明限制在所公开的形式。