突发传输信号调节电路、方法、装置、芯片及电子设备

技术领域

本发明涉及串行通信技术领域，尤其涉及一种突发传输信号调节电路、方法、装置、芯片及电子设备。

背景技术

PON(Passive OpticalNetwork，无源光网络)中OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)的串行接收器信号具有突发传输特性，而光模块或者LA(Limiting Amplifier，限幅放大器)的输出共模，往往与FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)或ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)的串行接收器输入共模不匹配，因而输出共模需要通过交流耦合电容后再输入至FPGA和ASIC中，但是交流耦合电容会不可避免的引入突发传输信号的前导码失真，交流耦合电容越大失真越多，而较小的交流耦合电容会引起码间干扰问题，导致误码。

发明内容

本发明的目的在于提供一种突发传输信号调节电路、方法、装置、芯片及电子设备，以解决现有技术中的突发传输信号的失真及误码的技术问题。

本发明的技术方案如下，提供了一种突发传输信号调节电路，包括驱动器、调节模块以及耦合电容模块；

所述驱动器用于接收第一突发传输信号，将所述第一突发传输信号进行驱动处理，得到第二突发传输信号；

所述调节模块，用于在接收到第二突发传输信号时，使所述第二突发传输信号输入至所述耦合电容模块，还用于在每两个所述第二突发传输信号之间的保护间隔时间内，使所述驱动器与所述耦合电容模块不导通；

所述耦合电容模块，用于在接收到所述第二突发传输信号后，对所述第二突发传输信号进行共模匹配处理，得到共模匹配处理后的突发传输信号。

进一步地，所述突发传输信号调节电路还包括串行接收器，所述串行接收器用于接收所述共模匹配处理后的突发传输信号。

进一步地，所述调节模块包括第一开关电路，所述第一开关电路分别与所述驱动器、所述耦合电容模块连接；所述第一开关电路用于在接收到第二突发传输信号时，使所述驱动器与所述耦合电容模块导通，以使所述第二突发传输信号输入至所述耦合电容模块，还用于在每两个所述第二突发传输信号之间的保护间隔时间内，使所述驱动器与所述耦合电容模块不导通。

进一步地，所述第一开关电路包括第一开关元件和第二开关元件，所述第一开关元件的第一端与所述驱动器的第一端连接，所述第一开关元件的第二端与所述耦合电容模块的第一端连接，所述第二开关元件的第一端与所述驱动器的第二端连接，所述第二开关元件的第二端与所述耦合电容模块的第二端连接。

进一步地，所述调节模块还包括第二开关电路，所述第二开关电路接收所述驱动器的输出共模电压，所述第二开关电路还与所述耦合电容模块连接；所述第二开关电路用于在所述第一开关电路接收到第二突发传输信号时，使所述输出共模电压不输入至所述耦合电容模块，还用于在每两个所述第二突发传输信号之间的保护间隔时间内，使所述输出共模电压输入至所述耦合电容模块。

进一步地，所述第二开关电路还包括第三开关元件和第四开关元件，所述第三开关元件的第一端和所述第四开关元件的第一端分别接所述输出共模电压，所述第三开关元件的第二端和所述第四开关元件的第二端分别接所述耦合电容模块。

本发明的另一技术方案如下，本发明实施例提供了一种突发传输信号调节方法，包括：

利用驱动器将第一突发传输信号进行限幅处理，得到第二突发传输信号；

使所述第二突发传输信号输入至耦合电容模块，在每两个所述第二突发传输信号之间的保护间隔时间内，使驱动器与所述耦合电容模块不导通；

在接收到所述第二突发传输信号后，对所述第二突发传输信号进行共模匹配处理，得到共模匹配处理后的突发传输信号。

本发明的另一技术方案如下，本发明实施例提供了一种突发传输信号调节装置，包括如上述任一技术方案所述的突发传输信号调节电路。

本发明的另一技术方案如下，本发明实施例提供了一种芯片，包括如上述任一技术方案所述的突发传输信号调节电路。

本发明的另一技术方案如下，本发明实施例提供了一种电子设备，包括如上述任一技术方案所述的突发传输信号调节电路。

本发明的有益效果在于：通过所述驱动器接收第一突发传输信号，将所述第一突发传输信号进行驱动处理，得到第二突发传输信号；通过所述调节模块，在接收到第二突发传输信号时，使所述第二突发传输信号输入至所述耦合电容模块，在每两个所述第二突发传输信号之间的保护间隔时间内，使所述驱动器与所述耦合电容模块不导通；通过所述耦合电容模块，在接收到所述第二突发传输信号后，对所述第二突发传输信号进行共模匹配处理，得到共模匹配处理后的突发传输信号；可以避免突发传输信号在传输过程中的失真和误码，提高了突发传输信号传输的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的突发传输信号调节电路的第一结构示意图；

图2为本发明实施例提供的无源光网络的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的突发传输信号的示意图；

图4为本发明实施例提供的空闲态到突发态的耦合电容模块两端的信号变化示意图；

图5为本发明实施例提供的突发传输信号调节电路的第二结构示意图；

图6为本发明实施例提供的突发传输信号调节电路的第三结构示意图；

图7为本发明实施例提供的交流耦合电容前的电压变化示意图；

图8为本发明实施例提供的交流耦合电容后的电压变化示意图；

图9为本发明实施例提供的交流耦合电容后的差模信号变化示意图；

图10为本发明实施例提供的经过调节模块后的单端波形示意图；

图11为本发明实施例提供的经过耦合电容模块后的单端波形示意图；

图12为本发明实施例提供的经过耦合电容模块后的差模信号示意图；

图13为本发明实施例提供的经过耦合电容模块后的差模信号局部细节示意图；

图14为本发明实施例提供的突发传输信号调节方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

图1是本发明实施例的突发传输信号调节电路的第一结构示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的突发传输信号调节电路并不以图1所示的流程顺序为限。如图1所示，该突发传输信号调节电路100，包括驱动器110、调节模块120以及耦合电容模块130；

所述驱动器110用于接收第一突发传输信号，将所述第一突发传输信号进行驱动处理，得到第二突发传输信号；

其中，驱动处理可以包括增益处理，驱动器110包括限幅放大器LA，驱动器110接收的第一突发传输信号为电压信号，该电压信号经过所述驱动器110进行驱动处理后，进行了增益，得到第二突发传输信号。

所述调节模块120，用于在接收到第二突发传输信号时，使所述第二突发传输信号输入至所述耦合电容模块130，还用于在每两个所述第二突发传输信号之间的保护间隔时间内，使所述驱动器110与所述耦合电容模块130不导通；

所述耦合电容模块130，用于在接收到所述第二突发传输信号后，对所述第二突发传输信号进行共模匹配处理，得到共模匹配处理后的突发传输信号。

本发明实施例，通过所述驱动器110接收第一突发传输信号，将所述第一突发传输信号进行驱动处理，得到第二突发传输信号；通过所述调节模块120，在接收到第二突发传输信号时，使所述第二突发传输信号输入至所述耦合电容模块130，在每两个所述第二突发传输信号之间的保护间隔时间内，使所述驱动器110与所述耦合电容模块130不导通；通过所述耦合电容模块130，在接收到所述第二突发传输信号后，对所述第二突发传输信号进行共模匹配处理，得到共模匹配处理后的突发传输信号；可以避免突发传输信号在传输过程中的失真和误码，提高了突发传输信号传输的准确性。

一个具体实施例中，无源光网络的结构示意图，如图2所示，光线路终端可以分时隙接收光网络单元的上行数据，光网络单元在每个时隙传输一个上行数据至光线路终端，上行数据可以以光信号的形式进行传输，光网络单元到光线路终端的距离不同，光信号到光线路终端的突发(Burst)传输信号(第一突发传输信号)的强度也不同，为了使跨阻放大器到限幅放大器的信号失真较小，每两个突发传输信号之间有保护间隔时间(Guardtime)，该保护间隔时间可以称之为空闲态(IDLE态)，突发传输信号传输到限幅放大器的时间，可以称之为突发态(Burst态)。突发传输信号的示意图，如图3所示，驱动器110在空闲态通常出一个固定逻辑，即0或1。

空闲态到突发态的耦合电容模块130两端的信号变化示意图，如图4所示，其中，耦合电容模块130可以为交流耦合电容，图4中两条曲线分别表示耦合电容模块130两端的信号变化；由于驱动器110在空闲态输出固定的逻辑0或1，在交流耦合电容的一侧，直流(DC)电压固定为0或1逻辑电平。突发输出信号(第二突发输出信号)来临后，交流耦合电容一侧的电压变为驱动器110或限幅放大器的输出共模电压Vcom。从空闲态到突发态，交流耦合电容的第一端(P端)和第二端(N端)的直流共模电压会有±0.5Vpp的变化，其中，Vpp为P端和N端的单端摆幅。由于交流耦合电容的两端电压不能突变，存在一个缓慢的充电和放电的过程，充放电时间为τ＝RC，曲线满足e

在一些实施例中，所述突发传输信号调节电路还包括串行接收器，所述串行接收器用于接收所述共模匹配处理后的突发传输信号。

一个具体实施例中，所述串行接收器作为串行器/解串器的一部分，用于接收突发传输信号，串行接收器设置在现场可编程逻辑门阵列或专用集成电路中。

在一些实施例中，所述调节模块120包括第一开关电路，所述第一开关电路分别与所述驱动器110、所述耦合电容模块130连接；所述第一开关电路用于在接收到第二突发传输信号时，使所述驱动器110与所述耦合电容模块130导通，以使所述第二突发传输信号输入至所述耦合电容模块130，还用于在每两个所述第二突发传输信号之间的保护间隔时间内，使所述驱动器110与所述耦合电容模块130不导通。

本发明实施例，通过使所述第一开关电路分别与所述驱动器110、所述耦合电容模块130连接；所述第一开关电路在接收到第二突发传输信号时，使所述驱动器110与所述耦合电容模块130导通，以使所述第二突发传输信号输入至所述耦合电容模块130，可以保证第二突发传输信号的正常传输；在每两个所述第二突发传输信号之间的保护间隔时间内，使所述驱动器110与所述耦合电容模块130不导通；以保证第二突发传输信号来临后，耦合电容模块130的两端电压信号不会产生较大变化，也就不会产生额外的共模信号，从而不会造成前导码失真和误码。

需要说明的是，在每两个所述第二突发传输信号之间的保护间隔时间内，所述驱动器110与所述耦合电容模块130不导通时，驱动器110的输出电平不会被输入到耦合电容模块130，驱动器110的第一端和第二端会同时漏电，但是漏电不会对于差分信号产生影响，差分会将漏电抵消掉。

在一些实施例中，所述第一开关电路包括第一开关元件和第二开关元件，所述第一开关元件的第一端与所述驱动器110的第一端连接，所述第一开关元件的第二端与所述耦合电容模块130的第一端连接，所述第二开关元件的第一端与所述驱动器110的第二端连接，所述第二开关元件的第二端与所述耦合电容模块130的第二端连接。

本发明实施例，通过第一开关元件和第二开关元件可以实现，在接收到第二突发传输信号时，使所述驱动器110与所述耦合电容模块130导通，以使所述第二突发传输信号输入至所述耦合电容模块130，在每两个所述第二突发传输信号之间的保护间隔时间内，使所述驱动器110与所述耦合电容模块130不导通。

一个具体实施例中，突发传输信号调节电路的第二结构示意图，如图5所示。图5中，k1、k2分别为第一开关元件和第二开关元件。在接收到第二突发传输信号时，第一开关元件k1和第二开关元件k2闭合，使所述驱动器110与所述耦合电容模块130导通，在每两个所述第二突发传输信号之间的保护间隔时间内，第一开关元件k1和第二开关元件k2断开，第一开关元件k1和第二开关元件k2断开。

在一些实施例中，所述调节模块120还包括第二开关电路，所述第二开关电路接收所述驱动器110的输出共模电压，所述第二开关电路还与所述耦合电容模块130连接；所述第二开关电路用于在所述第一开关电路接收到第二突发传输信号时，使所述输出共模电压不输入至所述耦合电容模块130，还用于在每两个所述第二突发传输信号之间的保护间隔时间内，使所述输出共模电压输入至所述耦合电容模块130。

本发明实施例，通过所述第二开关电路接收所述驱动器110的输出共模电压，所述第二开关电路与所述耦合电容模块130连接；所述第二开关电路在所述第一开关电路接收到第二突发传输信号时，使所述输出共模电压不输入至所述耦合电容模块130，以保证第二突发传输信号正常传输，在每两个所述第二突发传输信号之间的保护间隔时间内，使所述输出共模电压输入至所述耦合电容模块130，以保证在第二突发传输信号来临后，耦合电容模块130的两端电压信号不会产生变化，也就不会产生额外的共模信号，从而不会造成前导码失真和误码。

在一些实施例中，所述第二开关电路还包括第三开关元件和第四开关元件，所述第三开关元件的第一端和所述第四开关元件的第一端分别接所述输出共模电压，所述第三开关元件的第二端和所述第四开关元件的第二端分别接所述耦合电容模块130。

本发明实施例，通过第三开关元件和第四开关元件，并与第一开关元件和第二开关元件配合，可以实现在接收到第二突发传输信号时，使所述驱动器110与所述耦合电容模块130导通，以使所述第二突发传输信号输入至所述耦合电容模块130，并使所述输出共模电压不输入至所述耦合电容模块130，以保证第二突发传输信号正常传输，在每两个所述第二突发传输信号之间的保护间隔时间内，使所述驱动器110与所述耦合电容模块130不导通，并使所述输出共模电压输入至所述耦合电容模块130，以保证在第二突发传输信号来临后，耦合电容模块130的两端电压信号不会产生变化，也不会产生额外的共模信号。

一个具体实施例中，突发传输信号调节电路的第三结构示意图，如图6所示。图6中，Vcom为驱动器110的输出共模电压，其值为驱动器110的输出共模电压值，k3、k4分别为第三开关元件和第四开关元件，可以通过现场可编程逻辑门阵列或专用集成电路控制第一开关元件k1、第二开关元件k2、第三开关元件k3以及第四开关元件k4的导通或者断开，以选择让耦合电容模块130的输入是驱动器110的输出(第二突发传输信号)还是输出共模电压Vcom；具体的，可以在空闲态，控制第一开关元件k1和第二开关元件k2导通，控制第三开关元件k3和第四开关元件k4断开，以使第二突发传输信号输入至耦合电容模块130，可以在突发态，控制第一开关元件k1和第二开关元件k2断开，控制第三开关元件k3和第四开关元件k4导通，以使输出共模电压Vcom输入至耦合电容模块130。

一个具体实施例中，上述第一开关元件k1、第二开关元件k2、第三开关元件k3以及第四开关元件k4可以为模拟开关、RF(射频，Radio Frequency)开关、MEMS(微电子机械系统，Micro Electro mechanical system)开关或者其他能够满足信号插损的开关器件。可以使现场可编程逻辑门阵列或专用集成电路通过内部的时隙分配，判断第二突发传输信号产生的时刻，或者可以通过驱动器110内部的SD(Signal detect信号检测)来判断突发传输信号调节电路，当前是处于突发态还是处于空闲态。

现有技术中，对于串行接收器来说，信号经过交流耦合后，一般需要关注输入信号的差模量，但是由于驱动器110的P端和N端的电压变化是反相的，差模信号的基线从Vpp缓慢变化到0V。交流耦合电容前的电压变化示意图，如图7所示，交流耦合电容后的电压变化示意图，如图8所示，交流耦合电容后的差模信号变化示意图，如图9所示，其中，图7、图8中的两种线型分别表示P端的电压和N端的电压，对哪种线型对应哪一端的电压可以不作限定，图7-图9中，坐标的横轴为时间，单位为微秒(us)，纵轴为电压，单位为V。从空闲态到突发态，交流耦合电容导致的信号失真会让突发传输信号(第二突发传输信号)的部分前导码无法使用，在链路上造成硬开销，例如，4.7nF以上的交流耦合电容会让突发传输信号(第二突发传输信号)的部分前导码几乎无法使用。小的交流耦合电容能够缩短充放电时间，但是过小的电容会造成误码。

经过本发明实施例提供的突发传输信号调节电路处理后，得到经过调节模块120后的单端(N端和P端)波形示意图，如图10所示，经过耦合电容模块130后的单端波形示意图，如图11所示，经过耦合电容模块130后的差模信号示意图，如图12所示，经过耦合电容模块130后的差模信号局部细节示意图，如图13所示，其中，图10、图11中的两种线型分别表示P端的电压和N端的电压，对哪种线型对应哪一端的电压可以不作限定，图10-图13中，坐标的横轴为时间，单位为微秒(us)，纵轴为电压，单位为V。从图10-图13可知，突发传输信号在传输过程中的失真得到了有效控制。

本发明实施例提供的突发传输信号调节电路，通过所述驱动器110接收第一突发传输信号，将所述第一突发传输信号进行驱动处理，得到第二突发传输信号；通过所述调节模块120，在接收到第二突发传输信号时，使所述第二突发传输信号输入至所述耦合电容模块130，在每两个所述第二突发传输信号之间的保护间隔时间内，使所述驱动器110与所述耦合电容模块130不导通；通过所述耦合电容模块130，在接收到所述第二突发传输信号后，对所述第二突发传输信号进行共模匹配处理，得到共模匹配处理后的突发传输信号；可以避免突发传输信号在传输过程中的失真和误码，提高了突发传输信号传输的准确性。本发明实施例解决了无源光网络光模块或光收发器的上行电口串行接收器信号，在突发模式下经过交流耦合电容后信号失真以及误码的问题。

本发明实施例，由于可以避免误码，因此可以对突发传输信号的前导码长度进行大幅压缩，从而提高突发传输信号的传输速度；另外，本发明实施例中耦合电容模块130的电容大小，不会影响前导码的长度，可以使用更大的电容，用以改善PRBS31码型(一种通用码型)的性能。

图14是本发明实施例的突发传输信号调节方法的流程示意图。如图14所示，该突发传输信号调节方法，包括：

S101，利用驱动器将第一突发传输信号进行限幅处理，得到第二突发传输信号；

S102，使所述第二突发传输信号输入至耦合电容模块，在每两个所述第二突发传输信号之间的保护间隔时间内，使驱动器与所述耦合电容模块不导通；

S103，在接收到所述第二突发传输信号后，对所述第二突发传输信号进行共模匹配处理，得到共模匹配处理后的突发传输信号。

本发明实施例提供一种突发传输信号调节装置，包括如上述实施例所述的突发传输信号调节电路。所述突发传输信号调节装置还可以包括光线路终端和光网络单元等。

本发明实施例提供一种芯片，包括如上述实施例所述的突发传输信号调节电路。

本发明实施例提供一种电子设备，包括如上述实施例所述的突发传输信号调节电路。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。