(57)【要約】【課題】光システムにおける光信号の高周波成分は損失を受けやすく、データ送信の失敗につながる。本願発明は、この不具合点を改善する。【解決手段】本願発明の回路は、光信号を受信して前記光信号を電流信号に変換するように構成されるフォトダイオードを有する。前記回路は、また、前記フォトダイオードに結合されて前記電流信号を電圧信号に変換するように構成されるトランスインピーダンス増幅器を有する。また、前記回路は、前記トランスインピーダンス増幅器に結合され、かつ、前記光信号の高周波成分の損失を少なくとも部分的に補償するために前記電圧信号を等化するように構成されるイコライザを有する。前記イコライザ及び前記トランスインピーダンス増幅器は、単一の集積回路の中に収容される。【選択図】図２
2020092430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路において、
光信号を受信して前記光信号を電流信号に変換するように構成されているフォトダイオードと、
前記フォトダイオードに結合されており、前記電流信号を電圧信号に変換するように構成されているトランスインピーダンス増幅器と、
前記トランスインピーダンス増幅器に結合されているイコライザであって、
前記光信号の高周波成分または低周波成分の損失を少なくとも部分的に補償するために前記電圧信号の一定な等化を提供するように構成されている固定部と、
前記光信号の高周波成分または低周波成分の損失を少なくとも部分的に補償するために前記電圧信号の調整可能な等化を提供するように構成されている調整部と、を備える、イコライザと、を備え、
前記イコライザと前記トランスインピーダンス増幅器とが単一の集積回路の中に収容されており、前記集積回路は前記イコライザの前記調整部に通信可能に結合されている通信ポートを備え、
前記通信ポートは外部ソースから、前記イコライザの前記調整部が前記電圧信号の等化をどのように調整するかを示す指示を受信し、
前記イコライザの前記調整部は、三分岐された信号経路と、同三分岐された信号経路を介する信号を加算する加算器とを有し、
前記三分岐された信号経路は、
イ）前記電圧信号の振幅を調整するように構成された第１の調整利得ブロックを有する第１の信号経路と、
ロ）前記電圧信号を第１の量だけ遅延させるように構成された第１の遅延ブロックと、前記第１の量だけ遅延された前記電圧信号の振幅を調整するための第２の調整利得ブロックとを有する第２の信号経路と、
ハ）前記第１の量だけ遅延された前記電圧信号を遅延させるように構成された第２の遅延ブロックと、第２の量だけ遅延された前記電圧信号の振幅を調整するための第３の調整利得ブロックとを有する、第３の信号経路とを有する、
回路。
【請求項２】
前記イコライザは線形イコライザを備える、請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記イコライザは線形フィードフォワード・イコライザまたは連続時間線形イコライザを備える、請求項１に記載の回路。
【請求項４】
前記イコライザはアナログイコライザを備える、請求項１に記載の回路。
【請求項５】
前記イコライザはデジタルイコライザを備える、請求項１に記載の回路。
【請求項６】
前記イコライザはさらにアナログイコライザを備える、請求項５に記載の回路。
【請求項７】
前記デジタルイコライザは、前記デジタルイコライザによって行われる等化の調整を可能とするように構成されている、請求項５に記載の回路。
【請求項８】
前記イコライザに結合されるドライバをさらに備え、前記ドライバは、前記イコライザにより等化された後の前記電圧信号を駆動するように構成されており、前記単一の集積回路の中に収容されている、請求項１に記載の回路。
【請求項９】
前記ドライバは非線形ドライバを備える、請求項８に記載の回路。
【請求項１０】
前記ドライバは、前記イコライザにより等化された後の前記電圧信号を前記単一の集積回路とは異なる別の集積回路の中のクロック・データ・リカバリ回路に駆動する、請求項８に記載の回路。
【請求項１１】
前記電圧信号は一対の差動電圧信号を含む、請求項１に記載の回路。
【請求項１２】
集積回路において、
フォトダイオードから電流信号を受信するように構成されている入力部であって、前記電流信号は前記フォトダイオードによって受信される光信号を表す、入力部と、
前記入力部に結合されており、前記電流信号を電圧信号に変換するように構成されているトランスインピーダンス増幅器と、
前記トランスインピーダンス増幅器に結合されているイコライザであって、
前記光信号の高周波成分または低周波成分の損失を少なくとも部分的に補償するために前記電圧信号の一定な等化を提供するように構成されている固定部と、
前記光信号の高周波成分または低周波成分の損失を少なくとも部分的に補償するために前記電圧信号の調整可能な等化を提供するように構成されている調整部と、を備え、
前記イコライザと前記トランスインピーダンス増幅器とが単一の集積回路の中に収容されており、前記集積回路は前記イコライザの前記調整部に通信可能に結合されている通信ポートを備え、前記通信ポートは外部ソースから、前記イコライザの前記調整部が前記電圧信号の等化をどのように調整するかを示す指示を受信する、イコライザと、
前記イコライザにより等化された後の前記電圧信号を、前記単一の集積回路から別の集積回路に駆動するように構成されているドライバと、を備え、
前記イコライザの前記調整部は、三分岐された信号経路と、同三分岐された信号経路を介する信号を加算する加算器とを有し、
前記三分岐された信号経路は、
イ）前記電圧信号の振幅を調整するように構成された第１の調整利得ブロックを有する第１の信号経路と、
ロ）前記電圧信号を第１の量だけ遅延させるように構成された第１の遅延ブロックと、前記第１の量だけ遅延された前記電圧信号の振幅を調整するための第２の調整利得ブロックとを有する第２の信号経路と、
ハ）前記第１の量だけ遅延された前記電圧信号を遅延させるように構成された第２の遅延ブロックと、第２の量だけ遅延された前記電圧信号の振幅を調整するための第３の調整利得ブロックとを有する、第３の信号経路とを有する、
集積回路。
【請求項１３】
前記イコライザの前記固定部はアナログイコライザを備える、請求項１２に記載の集積回路。
【請求項１４】
前記イコライザの前記調整部はデジタルイコライザを備える、請求項１２に記載の集積回路。
【請求項１５】
前記ドライバは非線形ドライバを備える、請求項１２に記載の集積回路。
【請求項１６】
前記トランスインピーダンス増幅器はほぼ線形の周波数応答を有する、請求項１５に記載の集積回路。
【請求項１７】
前記光信号はトランスミッタによって生成され、前記トランスミッタは送信イコライザを備える、請求項１２に記載の集積回路。
【請求項１８】
前記電圧信号は一対の差動電圧信号を含む、請求項１２に記載の集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載の実施形態は、光レシーバ用の集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
光システムは、データを送信するために光ファイバなどの光チャネルを通って運ばれる光信号を使う。光信号のデータレートが増加するに連れて、該光信号の周波数応答は変化する。特に、光信号の高周波成分は、光信号の低周波成分よりもより損失を受けやすい。光信号の高周波成分の損失は、他の構成部品及び要素に加え、特に、光ファイバ、光信号を生成するトランスミッタによって引き起こされる。光システム内における光信号の高周波成分の損失は、適切なエラー耐性内でより速い速度でデータを送信するための光システムの性能を低減させ、該光システム内におけるデータ送信の失敗につながる。
【０００３】
本明細書に記載の主題は、上述の欠点を解決する実施形態や、上述の環境においてのみ作動する実施形態に限られない。むしろ、本背景技術は、本明細書に記載の一部の実施形態が用いられる技術分野の一つの例を説明するために提供されているにすぎない。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１Ａ】集積回路を有する、一例の光システムのブロック図。
【図１Ｂ】図１Ａの光システム内における、電圧電気信号の周波数応答のグラフ。
【図２】集積回路を有する、一例のレシーバのブロック図。
【図３】一例のイコライザのブロック図。
【図４Ａ】一例の固定イコライザを示す図。
【図４Ｂ】一例の調整イコライザを示す図。
【図５】集積回路を有する、別例のレシーバのブロック図。
【図６】集積回路を有する、一例の光電子モジュールの透視図。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
一部の実施形態は、一般に集積回路に関する。
一実施形態において、回路は、光信号を受信するように、及び該光信号を電流信号に変換するように構成されるフォトダイオードを有する。回路は、また、フォトダイオードに結合されるように、及び電流信号を電圧信号に変換するように構成されるトランスインピーダンス増幅器を有する。回路は、また、トランスインピーダンス増幅器に結合されるように、かつ、光信号の高周波成分の損失を少なくとも部分的に補償するために電圧信号を等化するように構成されるイコライザを有する。イコライザとトランスインピーダンス増幅器とは、単一の集積回路の中に収容される。
【０００６】
一実施形態において、集積回路は、フォトダイオードから電流信号を受信し、トランスインピーダンス増幅器を使うことによってこれを電圧信号に変換するように構成される入力段を有する。該電流信号は、フォトダイオードによって受信される光信号を表す。集積回路は、さらにトランスインピーダンス増幅器に結合されるように、かつ、光信号の高周波成分の損失を少なくとも部分的に補償するために電圧信号を等化するように構成されるイコライザを有する。集積回路は、さらに等化される電圧信号を、集積回路から別の集積回路へ駆動するように構成されるドライバを有する。
【０００７】
本概要は、詳細な説明にさらに後述する着想の一部を簡単に紹介するものである。本概要は、本発明の主題に関する重要な特色や本質的特徴を特定することを意図したものでもなく、本発明の特許請求の範囲を決定する際の補助として用いられることを意図したものでもない。
【０００８】
本発明の追加の特徴及び利点は後述の説明に述べられており、発明を実施することにより確認され得る。本発明の特徴及び利点は、添付の特許請求の範囲において特に示される手段や組み合わせによって実現及び達成できる。本発明の前述の及び他の特徴は、後述の説明及び添付の特許請求の範囲からより完全に明らかとなるが、後述の発明の実施によって確認され得る。
【０００９】
本発明のより詳細な説明は、添付の図面に示される本発明の実施形態を参照することによって得られる。これらの図面は本発明の実施形態の一部のみを示したものであり、本発明の範囲を限定するものと見なされない。添付の図面によって、本発明をさらに具体的にかつ詳細に説明する。
【００１０】
本明細書に記載の一部の実施形態は、集積回路を有する。該集積回路はトランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）とイコライザ回路とを有し、光チャネルを通じて受信される光信号を電気信号へ変換するように構成される光レシーバ回路の一部である。
【００１１】
集積回路内のＴＩＡは、受信される光信号に基づいてフォトダイオードによって生成される電流信号を、電圧信号へ変換するように構成される。イコライザ回路は、受信される光信号の高周波成分の損失を少なくとも部分的に補償するために、電圧信号を等化するように構成される。
【００１２】
ＴＩＡとイコライザ回路とを単一の集積回路に統合することで、等化される電圧信号を他の回路、集積回路（クロック・データ・リカバリ回路など）、またはその両方に駆動するためにＴＩＡとイコライザ回路とに結合されているドライバを非線形とすることができる。ドライバを非線形とすることで、該ドライバひいては光レシーバ回路によって消費される電力を減らすことができる。追加的にまたは代替的に、電圧信号を別の回路、集積回路またはその両方に駆動する前にＴＩＡにより生成される電圧信号を等化することで、ＴＩＡを該別の回路、集積回路またはその両方から分離させることが可能となる。ＴＩＡを別の回路、集積回路またはその両方から分離させることで、ＴＩＡと該別の回路、集積回路またはその両方との間のより高いレベルの干渉を許容することができる。該干渉のレベルは、電圧信号を該別の回路、集積回路またはその両方に送る前に電圧信号が等化されない場合よりも高い。
【００１３】
図１Ａは、本明細書に記載の少なくとも一部の実施形態に応じて配置される、集積回路１２４を有する一例の光システム１００のブロック図である。光システム１００はトランスミッタ１１０、光チャネル１１２、集積回路１２４を有するレシーバ１２０とクロック・データ・リカバリ回路（ＣＤＲ回路）１３０とを有するが、それらに限定されない。
【００１４】
トランスミッタ１１０は、電気信号から光信号を生成するように、かつ、光チャネル１１２を通して光信号を送信するように構成されている。一部の実施形態においては、トランスミッタ１１０は、光信号に変換される前に電気信号を等化するように構成されるイコライザを有する。これらの及び他の実施形態において、トランスミッタ１１０は、光信号が光チャネル１１２を通って移動する際の劣化を補償することを助けるために、電気信号を等化する。代替的にまたは追加的に、トランスミッタ１１０は、トランスミッタ１１０の電気及び光信号のデータレートよりも遅いレートの作動による光信号の劣化を補償することを助けるために、電気信号を等化する。
【００１５】
光チャネル１１２は、光信号を運ぶように構成される何れのチャネルであってもよい。例えば、光チャネル１１２は、マルチモード光ファイバまたは何らかの他の種類の光ファイバのような光ファイバであってもよい。光チャネル１１２の特性により、光信号は光チャネル１１２を移動する際に劣化する。一部の実施形態において、光チャネル１１２は、光信号の低周波成分より高周波成分に影響を与える。この実施形態及び他の実施形態において、光チャネル１１２は低周波成分より高周波成分を劣化させる。
【００１６】
レシーバ１２０は、光チャネル１１２へ結合され、光信号を受信するように構成される。レシーバ１２０は、また、光信号を電気信号へ変換するように構成され、電気信号をＣＤＲ回路１３０へ送信するように構成される。特に、レシーバ１２０は光信号を電流電気信号へ変換し、それから電流電気信号をＣＤＲ回路１３０に送信される電圧信号へ変換するように構成される。
【００１７】
レシーバ１２０は、フォトダイオードまたは一部の他の光電気コンバータ（変換機）を使って、光信号を電流信号へ変換する。光信号を電流信号へ変換する後に、集積回路１２４は電流信号を電圧信号へ変換する。集積回路１２４は、また、電圧信号を等化し、トランスミッタ１１０、光チャネル１１２、またはその両方の制限、欠陥または他の態様によって生じる光信号の高周波成分の劣化を、少なくとも部分的に補償する。集積回路１２４が光信号を電圧信号へ変換し、電圧電気信号を等化する後に、集積回路１２４は等化される電圧電気信号をＣＤＲ回路１３０へ送る。
【００１８】
集積回路１２４は回路網を収容し、該回路網は電流電気信号を電圧電気信号へ変換し、かつ、電圧電気信号を等化する。電圧電気信号をＣＤＲ回路１３０へ送る前に等化することにより、ＣＤＲ回路の中で、または電流電気信号を電圧電気信号へ変換する回路以外の一部の他の回路の中で電圧電気信号を等化する光システムと比べて、光システム１００に使われる電力は低減する。電圧電気信号は、線形ドライバの代わりに非線形ドライバを使ってレシーバ１２０からＣＤＲ回路１３０へ送信されるため、光システム１００によって使われる電力は低減する。光信号の生成、送信、またはその両方の時に光信号に影響を与える非線形効果は、電圧電気信号を等化することによって既に集積回路１２４によって償却されているので、非線形ドライバが使われる。代替的にまたは追加的に、電圧電気信号を等化することによって、レシーバ１２０をＣＤＲ回路１３０から分離させることが可能となる。代替的にまたは追加的に、電圧電気信号を等化することによって、レシーバ１２０からＣＤＲ回路１３０へ送信される等化された電圧電気信号の許容不能な損失を引き起こすことなく、レシーバ１２０とＣＤＲ回路１３０との間の干渉レベルを高くすることが許される。
【００１９】
本明細書の範囲から逸脱することなく、光システム１００に変更、追加または省略を行うことができる。例えば、レシーバ１２０は、等化される電圧電気信号をＣＤＲ回路１３０以外の他の１つの回路へ送る。
【００２０】
図１Ｂは、本明細書に記載の少なくとも一部の実施形態に応じて配列される、図１Ａに記載の光システム１００の中の電圧電気信号の周波数応答の表１５０を説明する。表１５０は、電圧電気信号の様々な周波成分の周波数を表すｘ軸を持つ。表１５０のｙ軸は、電圧電気信号の周波成分の振幅を表す。この表は実線（ｌｉｎｅ）１６０と破線１７０とを含む。
【００２１】
実線１６０は、電圧電気信号が光システム１００を通る光信号から導出される後に、該電圧電気信号の異なる複数の周波成分の振幅を示す。実線１６０によって説明されるように、電圧電気信号の高周波成分の振幅は、電圧電気信号の低周波成分の振幅よりも減衰される。振幅を減衰された高周波成分の例は、数ＧＨｚより高い周波数を持つ周波成分を含む。
【００２２】
破線１７０は、電圧電気信号が光システム１００を通る光信号から導出され、集積回路１２４によって等化された後の該電圧電気信号の異なる複数の周波成分の振幅を示す。破線１７０によって説明されるように、電圧電気信号の高周波成分の振幅は、等化されていない電圧電気信号の高周波成分の振幅と比較して増加される。
【００２３】
図２は、本明細書に記載の少なくとも一部の実施形態に応じて配列される、集積回路２１０を有する例示のレシーバ２００のブロック図である。レシーバ２００は集積回路２１０に結合されるフォトダイオード２１４を有するが、この形態に限定されない。集積回路２１０はトランスインピーダンス増幅器（ＴＩＡ）２２０、イコライザ２３０、ドライバ２４０、入力ポート２１５、通信ポート２１６及び出力ポート２１８を有する。
【００２４】
図２は、さらに、フォトダイオード２１４に隣接する光ファイバ２１２を説明する。光ファイバ２１２は、マルチモードファイバのような、光信号を送信するように構成される何れの種類の光ファイバであってもよい。フォトダイオード２１４は、光ファイバ２１２から光信号を受信するように構成される。フォトダイオード２１４は、また、受信する光信号を電流電気信号に変換するように、及び電流電気信号を集積回路２１０の入力ポート２１５へ送るように構成される。
【００２５】
ＴＩＡ２２０は、入力ポート２１５から電流電気信号を受信するように、及び該電流電気信号を電圧電気信号へ変換するように構成される。一部の実施形態においては、また、ＴＩＡ２２０は電圧電気信号を増幅する。一部の実施形態においては、ＴＩＡ２２０は線形かまたはほぼ線形の応答を持つ。したがって、ＴＩＡ２２０は、電圧電気信号の異なる複数の周波成分に対しての影響を全く有しないか、わずかにしか有しない。したがって、周波成分間の振幅の違いはわずかにしか維持されない。ＴＩＡ２２０は、電圧電気信号をイコライザ２３０へ送る。
【００２６】
イコライザ２３０は電圧電気信号を等化するように構成される。電圧電気信号を等化するために、イコライザ２３０は電圧電気信号の特定の周波成分の振幅を調整して、電圧電気信号の周波成分の振幅間の差異を低減させる。例えば、電圧電気信号の高周波成分が低周波成分よりも低い振幅を持つ場合、イコライザ２３０は低周波成分の振幅を低減させる、高周波成分の振幅を増加させる、またはこれらの何らかの組合せによって周波成分の振幅間の差異を低減させる。電圧電気信号の等化は、光ファイバ２１２を通して光信号上で送信されるデータ信号のシンボル間干渉を低減させる。シンボル間干渉の低減は、データ信号の復元をより良くさせる。イコライザ２３０は、ドライバ２４０へ等化される電圧電気信号を送る。
【００２７】
一部の実施形態において、イコライザ２３０は連続時間線形イコライザまたは線形フィードフォワード・イコライザのような線形イコライザであってもよい。代替的にまたは追加的に、イコライザ２３０は固定（ｓｔａｔｉｃ）イコライザ、調整（ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ）イコライザまたはこれらの組合せでもよい。固定イコライザは、信号の１つ以上の周波成分の振幅を一貫した方法で調整する。調整イコライザは、入力によって調整される調整イコライザ中の設定に基づいて、信号の１つ以上の周波成分の振幅を調整する。例えば、通信ポート２１６は電圧電気信号の周波成分の外部ソースから、同周波成分の振幅が影響を受けるか、どの程度の振幅が影響を受けるか、またはそれら両方を示す指示を受信する。外部ソースからの指示に基づいて、イコライザ２３０は電圧電気信号の等化を調整する。通信ポート２１６は、シリアルポートまたはパラレルポートのような、何れの種類の通信ポートであってもよい。通信ポート２１６がシリアルポートの際には、集積回路２１０は、数々のシリアル通信プロトコルの何れかを用いて外部ソースとインターフェイスで接続する。該シリアル通信プロトコルは、中でもＩ２Ｃ，ＳＰＩ，シリアルＡＴＡ，ＦＩＲＥＷＩＲＥ（登録商標）、ＰＣＩ、ＰＣＩエクスプレス（ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ）であってもよいが、それらに限定されない。通信ポート２１６がパラレルポートの際には、集積回路２１０は、数々のパラレル通信プロトコルの何れかを用いて外部ソースとインターフェイスで接続する。該パラレル通信プロトコルは、中でもＩＳＡ，パラレルＡＴＡ，ＳＣＳＩであってもよいが、それらに限定されない。
【００２８】
ドライバ２４０は、イコライザ２３０から等化される電圧電気信号を受信し、該等化される電圧電気信号を出力ポート２１８から出して別の集積回路のような別の回路へ駆動する。例えば、ドライバ２４０は等化される電圧電気信号をＣＤＲ回路へ駆動する。一部の実施形態において、ドライバ２４０は非線形応答を持つ。線形応答と比較して非線形応答を持つドライバ２４０は、集積回路２１０の電力消費を低減させ、その後、集積回路２１０の電力消費を低減させる。電圧電気信号はドライバ２４０によって駆動される前にイコライザ２３０によって等化されるため、ドライバ２４０は非線形応答を持つ。レシーバ２００に類似するレシーバがイコライザを持たない場合に、該レシーバのドライバは、電圧電気信号への変化を最小限にするために（それによって、電圧電気信号から抽出されるデータ信号中のエラーを減少させるために）線形応答またはほぼ線形応答を持つ。
【００２９】
本明細書の範囲から逸脱することなく、レシーバ２００に変更、追加または省略を行うことができる。例えば、レシーバ２００は、フォトダイオード以外の光電気コンバータを有してもよい。別の一例として、集積回路２１０はドライバ２４０を有さなくてもよい。これらの及び他の実施形態において、ＴＩＡ２２０とイコライザ２３０とは集積回路２１０を形成し、ドライバ２４０は別個の構成部品である。別の一例として、一部の実施形態においては、集積回路２３０は通信ポート２１６を有さない。これらの及び他の実施形態において、イコライザ２３０は固定イコライザである。
【００３０】
図３は、本明細書に記載の少なくとも一部の実施形態に応じて配置される、イコライザ３００の一例のブロック図である。イコライザ３００は固定部及び調整部を有するが、これらに限定されない。固定部は固定イコライザユニット３１０を有し、調整部は調整イコライザユニット３２０を有する。イコライザ３００は、信号を受信するように、及び該信号の周波成分間の等化を提供するように構成される。
【００３１】
固定イコライザユニット３１０は、イコライザ３００によって受信される信号の一定な等化を提供するように構成される。一定な等化を提供することは、該信号の所定の周波成分の振幅を規定の量によって調整される固定イコライザユニット３１０を有する。例えば、固定イコライザユニット３１０は、５ＧＨｚより大きい信号の周波成分の振幅を２０ｄＢ増加する。一部の実施形態において、固定イコライザユニット３１０は、デジタルイコライザまたはアナログイコライザであってもよい。
【００３２】
調整イコライザユニット３２０は、イコライザ３００によって受信される信号の調整可能な等化を提供するように構成される。調整可能な等化を提供することは、調整イコライザユニット３２０が該信号の所定の周波成分の振幅を調整可能な量によって調整すること、該信号の調整周波成分の振幅を所定量によって調整すること、またはそれらの何らかの組み合わせを含む。例えば、調整イコライザユニット３２０は、５ＧＨｚより大きい信号の周波成分の振幅を２０ｄＢ増加し、それから５ＧＨｚより大きい信号の周波成分の振幅を１０ｄＢ増加するように調整される。別の一例として、調整イコライザユニット３２０は、５ＧＨｚより大きい信号の周波成分の振幅を２０ｄＢ増加し、それから７ＧＨｚより大きい信号の周波成分の振幅を２０ｄＢ増加する。一部の実施形態において、調整イコライザユニット３２０は、デジタルイコライザまたはアナログイコライザであってよい。調整イコライザユニット３２０は、イコライザ３００の通信ポート３２２を通して受信される入力に基づいて調整される。
【００３３】
イコライザ３００は、ＴＩＡなどの他の構成部品と共に単一の集積回路に組み込まれる。例えば、イコライザ３００は図２のイコライザ２３０の位置で使われてもよい。代替的にまたは追加的に、イコライザ３００は図１ＡのＩＣ１２４の一部であってもよい。
【００３４】
本明細書の範囲から逸脱することなく、イコライザ３００に変更、追加または省略を行うことができる。例えば、イコライザ３００は、複数の固定イコライザ、または複数の調整イコライザを有してもよい。代替的にまたは追加的に、イコライザ３００は固定イコライザユニット３１０または調整イコライザユニット３２０を有さなくてもよい。
【００３５】
図４Ａは、本明細書に記載の少なくとも一部の実施形態に応じて配置される、固定イコライザ４００Ａの一例を説明する。固定イコライザ４００Ａはレジスタ４０２及び４０４とキャパシタ４０６とを有するが、これらに限定されない。レジスタ４０２及び４０４は、レジスタ４０２が固定イコライザ４００Ａの入力部及び出力部に結合され、レジスタ４０４が出力部とグランドとの間に結合される分割抵抗器を形成する。キャパシタ４０６は、入力部と出力部の間でレジスタ４０２を跨いで結合される。固定イコライザ４００Ａは、信号の低周波成分の抵抗分割器として作動し、それによって低周波成分の振幅を低減させる。固定イコライザ４００Ａの高周波成分は、キャパシタ４０６を通って抵抗分割器を通過する。したがって、固定イコライザ４００Ａは、低周波成分の振幅を高周波成分の振幅に類似するように低減させることによって、信号を等化する。振幅の低減と、振幅の低減なく通過する高周波成分との量は、レジスタ４０２及び４０４とキャパシタ４０６との値に基づいて選択される。本明細書の範囲から逸脱することなく、固定イコライザ４００Ａに変更、追加または省略を行うことができる。例えば、固定イコライザ４００Ａは追加の能動回路素子、受動回路素子、またはその両方を有してもよい。
【００３６】
図４Ｂは、本明細書に記載の少なくとも一部の実施形態に応じて配置される、一例の調整イコライザ４００Ｂを説明する。調整イコライザ４００Ｂは、１つ以上の調整可能な値のために選択される値に基づいて信号を等化するように構成される。
【００３７】
調整イコライザ４００Ｂは、調整利得ブロック４１０，４１２及び４１４と、遅延ブロック４２０及び４２２と、加算器４３０とを有するが、これらに限定されない。遅延ブロック４２０及び４２２は、同じ遅延または変化する遅延を持つ。調整利得ブロック４１０，４１２及び４１４は、それぞれ、信号の振幅または該信号の遅延される部分を増加、減少、またはその両方を行う。例えば、調整利得ブロック４１０は１／２の利得を持って、それによって信号の振幅を減少させ、調整利得ブロック４１２は２の利得を持って、それによって信号の振幅または該信号の遅延される部分を減少させてもよい。
【００３８】
調整イコライザ４００Ｂの入力部における信号は、利得ブロック４１０及び遅延ブロック４２０へ送られる。利得ブロック４１０は信号の振幅を調整し、調整した信号を加算器４３０へ送る。遅延ブロック４２０は、信号を遅延させる。遅延された信号の振幅は、利得ブロック４１２によって調整される。利得ブロック４１２からの調整され遅延された信号は、加算器４３０へ送られる。遅延ブロック４２２は遅延された信号をさらに遅延させ、二重に遅延された信号を利得ブロック４１４へ送る。利得ブロック４１４は二重に遅延された信号の振幅を調整し、調整され二重に遅延された信号を加算器４３０へ送る。加算器４３０は調節された信号、調整され遅延された信号、及び調整され二重に遅延された信号を加算し、調整イコライザ４００Ｂの出力部に結果を出力する。調整イコライザ４００Ｂは、信号の高周波成分の振幅を低周波成分の振幅に類似するように増加させることによって、信号を等化する。本明細書の範囲から逸脱することなく、調整イコライザ４００Ｂに変更、追加または省略を行うことができる。例えば、調整イコライザ４００Ｂは、追加の遅延ブロック及び利得ブロックと共に構成されてもよい。代替的にまたは追加的に、調整イコライザ４００Ｂは、フィードバックループ及び利得ブロックと共に構成されてもよい。
【００３９】
図５は、本明細書に記載の少なくとも一部の実施形態に応じて配置される、集積回路５１０を有する別例のレシーバ５００のブロック図である。レシーバ５００は、集積回路５１０に結合されるフォトダイオード５１４を有するが、これに限定されない。集積回路５１０はＴＩＡ５２０、イコライザ５３０、ドライバ５４０、入力ポート５１５、通信ポート５１６及び出力ポート５１８を有する。
【００４０】
図５は、さらにフォトダイオード５１４に隣接する光ファイバ５１２を説明する。光ファイバ５１２は、マルチモードファイバのような、光シグナルを送信するように構成される何れの種類の光ファイバでもよい。フォトダイオード５１４は、光ファイバ５１２から光信号を受信するように構成される。フォトダイオード５１４は、また、光信号を電流電気信号へ変換し、該電流電気信号を集積回路５１０の入力ポート５１５へ送るように構成される。
【００４１】
ＴＩＡ５２０は、入力ポート５１５から電流電気信号を受信し、該電流電気信号を一対の差動電圧電気信号へ変換するように構成される。ＴＩＡ５２０は第１増幅器５２２及び第１レジスタ５２１を有し、該第１レジスタは、フォトダイオード５１４からの電流電気信号を一対の差動電圧電気信号の第１電圧信号に変換するように構成される。ＴＩＡ５２０は、また、キャパシタ５２５、第２増幅器５２３及び第２レジスタ５２４を有し、該第２レジスタ５２４は電流信号、第１電圧信号、またはその両方に基づいて一対の差動電圧電気信号の第２電圧信号を生成するように構成される。第１及び第２電圧信号は増幅器５２８によって増幅され、イコライザ５３０へ送られる。
【００４２】
一部の実施形態において、ＴＩＡ５２０は線形応答、またはほぼ線形応答を持つ。したがって、ＴＩＡ５２０は、一対の差動電圧電気信号の異なる複数の周波成分に対して全く異ならない、またはわずかに異なる影響を持つ。したがって、周波成分間の振幅の違いはわずかに維持される。
【００４３】
イコライザ５３０は、一対の差動電圧電気信号を等化するように構成される。イコライザ５００は固定部と調整部とを有するが、これに限定されない。固定部は固定イコライザユニット５３４を有し、調整部は調整イコライザユニット５３２を有する。固定イコライザユニット５３４は、一対の差動電圧電気信号の所定の周波成分の振幅を規定の量によって調整することによって、一対の差動電圧電気信号を等化するように構成される。固定イコライザユニット５３４は、一対の差動電圧電気信号を等化するために、一対の差動電圧電気信号の高周波成分若しくは低周波成分の振幅を減少または増加させる。
【００４４】
調整イコライザユニット５３２は、一対の差動電圧電気信号の調整的な等化を提供するように構成される。一部の実施形態において、調整イコライザユニット５３２によって提供される等化の量は、通信ポート５１６を通して受信される入力に基づいて決定される。一部の実施形態において、調整イコライザユニット５３２は、さらに固定イコライザユニット５３４によって行われる等化に基づいて一対の差動電圧電気信号の高周波成分若しくは低周波成分の低減、増加、またはその両方を行うように構成される。代替的にまたは追加的に、調整イコライザユニット５３２は、固定イコライザユニット５３４によって増加される周波成分の振幅を低減、または固定イコライザユニット５３４によって減少される周波成分の振幅を増加させるように構成されてもよい。調整イコライザユニット５３２は、一対の差動電圧電気信号のより精密に調整した等化を提供するために使われる。一部の実施形態において、固定イコライザユニット５３４及び調整イコライザユニット５３２は、線形イコライザである。代替的にまたは追加的に、固定イコライザユニット５３４及び調整イコライザユニット５３２はデジタルイコライザ、アナログイコライザ、またはこれらの任意の組合せでもよい。イコライザ５３０は、ドライバ５４０に等化される一対の差動電圧電気信号を送る。
【００４５】
ドライバ５４０は、イコライザ５３０から等化される一対の差動電圧電気信号を受信し、該等化される一対の差動電圧電気信号を出力ポート２１８から出して別の集積回路のような別の回路へ駆動する。例えば、ドライバ５４０は等化される一対の差動電圧電気信号をＣＤＲ回路へ駆動する。一部の実施形態において、ドライバ５４０は非線形応答を持つ。
【００４６】
本明細書の範囲から逸脱することなく、レシーバ５００に変更、追加または省略を行うことができる。例えば、集積回路５１０はドライバ５４０を有さなくてもよい。これらの及び他の実施形態において、ＴＩＡ５２０とイコライザ５３０とは集積回路５１０を形成し、ドライバ５４０は別個の構成部品であってもよい。一部の実施形態において、ＴＩＡ５２０は追加の能動回路素子、受動回路素子、またはその両方を有してもよい。一部の実施形態において、イコライザ５３０は追加の固定イコライザユニット若しくは調整イコライザユニットを有しても、または固定イコライザユニット５３４及び調整イコライザユニット５３２のどちらも有さなくてもよい。
【００４７】
図６は、本明細書に記載の少なくとも一部の実施形態に応じて配置される、集積回路６２０を有する一例の光電子モジュール６００（以下、「モジュール６００」）の斜視図である。モジュール６００は、ホストデバイス（図示せず）に接続して光信号を送信する及び受信する用途のために構成される。
【００４８】
図示するように、モジュール６００は下部ハウジング６０２、両方とも下部ハウジングに形成される受信ポート６０４及び送信ポート６０６、下部ハウジングに配置してここに配置される集積回路６２０を及び第２集積回路６２２を持つＰＣＢ６０８、並びに、同様に下部ハウジング６０２の中に配置されるレシーバ・オプティカル・サブアセンブリ（ＲＯＳＡ）及びトランスミッタ・オプティカル・サブアセンブリ（ＴＯＳＡ）を有するが、それらに限定されない。エッジコネクタ６１４は、モジュール６００をホストデバイスと電気的にインターフェイスで接続させるために、ＰＣＢ６０８の先端に設けられる。そのようにして、ＰＣＢ６０８によってホストデバイスとＲＯＳＡ６１０及びＴＯＳＡ６１２との間の電気通信が行われる。
【００４９】
モジュール６００は、様々なデータレートにおける光信号の送信及び受信用に構成される。この場合のデータレートは１Ｇｂ／ｓ，１０Ｇｂ／ｓ，２０Ｇｂ／ｓ，４０Ｇｂ／ｓまたは１００Ｇｂ／ｓ以上を含むが、これらのデータレートに限定されない。さらに、モジュール６００は、コースＷＤＭ、デンスＷＤＭまたはライトＷＤＭのような様々な波長分割多重伝達方式スキーム（ＷＤＭ）の１つを使うＷＤＭを使って、様々な別個の波長における光信号の送信及び受信用に構成される。さらに、モジュール６００は様々な通信プロトコルをサポートするように構成される。この場合の通信プロトコルはファイバーチャンネル及び高速イーサネット（登録商標）を含み、さらにこれらに限定されない。加えて、図６においては特定のフォームファクタで説明されるが、より一般的に、モジュール６００は何れの様々なフォームファクタに構成されてもよい。この場合、該様々なフォームファクタはスモール・フォームファクタ・プラガブル（ＳＦＰ）、エンハンスド・スモール・フォームファクタ・プラガブル（ＳＦＰ＋）、１０ギガバイト・スモール・フォームファクタ・プラガブル（ＸＦＰ）、Ｃフォームファクタ・プラガブル（ＣＦＰ）またはクオッド・スモール・フォームファクタ・プラガブル（ＱＳＦＰ）マルチ・ソース・アグリーメント（ＭＳＡ）を含み、さらにこれらに限定されない。
【００５０】
ＲＯＳＡ６１０は、フォトダイオードなどの１つ以上の光レシーバを収容し、該１つ以上の光レシーバは、電気的インターフェイスへ電気的に結合される。該一つ以上の光レシーバは、受信ポート６０４を通して受信される光信号を、電気的インターフェイス６１６及びＰＣＢ６０８を通って集積回路６２０へ伝えられる対応する電流電気信号へと変換する。ＴＯＳＡ６１２は、レーザーなどの１つ以上の光トランスミッタを収容し、該１つ以上の光トランスミッタは、別の電気的インターフェイス６１８へ電気的に結合される。該１つ以上の光トランスミッタは、ＰＣＢ６０８と電気的インターフェイス６１８とを通ってホストデバイスから受信される電気信号を、送信ポート６０６を通して送信される対応する光信号に変換するように構成される。
【００５１】
集積回路６２０は、電流電気信号を電圧電気信号へ変換する、及び電圧電気信号を等化するように構成される。該集積回路は、図１、図２若しくは図５の集積回路１２４，２１０若しくは５１０にそれぞれ類似するか、対応するか、またはその両方である。集積回路６２０は、等化される電圧電気信号を第２集積回路６２２に駆動する。一部の実施形態において、第２集積回路はＣＤＲ回路であってもよい。一部の実施形態において、図１、２若しくは５に順に記載の集積回路１２４，２１０若しくは５１０のような集積回路は、ＲＯＳＡ６１０に組み込まれ、電流電気信号を等化される電圧電気信号へ変換することに使われる。本明細書の範囲から逸脱することなく、モジュール６００に変更、追加または省略を行うことができる。
【００５２】
図６に記載のモジュール６００は、本明細書に記載の実施形態に採用される構成の１つである。この特定の構成は、本実施形態に採用される無数の構成のうちの１つでしかない。本発明の範囲は、何れの特定の構成または動作環境に限定されるものではない。
【００５３】
本明細書で列挙される全ての例示及び条件的な文言は、読者の本発明の理解、及び技術を促進するために発明者によって寄稿される着想の理解を助けるための教育学的目的に向けたものであり、これらの明確に列挙される例示及び動作環境に限定されることなく構成されることができる。本発明の実施形態は詳細に説明されるが、本発明の精神と範囲から逸脱することなくここに様々な変更、置換及び入れ替えを行えることが理解される。
【図１Ａ】
2020092430.tif 000003
【図１Ｂ】
2020092430.tif 000004
【図２】
2020092430.tif 000005
【図３】
2020092430.tif 000006
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2020092430.tif 000008
【図５】
2020092430.tif 000009
【図６】
2020092430.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月31日(2020.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路において、
光信号を受信して前記光信号を電流信号に変換するように構成されているフォトダイオードと、
前記フォトダイオードに結合されており、前記電流信号を電圧信号に変換するように構成されているトランスインピーダンス増幅器と、
前記トランスインピーダンス増幅器に結合されているイコライザであって、
前記電圧信号の低周波成分の抵抗分割器として作動するとともに、キャパシタを有して前記電圧信号の高周波成分を通過させる作動をし、前記光信号の高周波成分または低周波成分の損失を少なくとも部分的に補償するために前記電圧信号の一定な等化を提供するように構成されている固定部と、
前記光信号の高周波成分または低周波成分の損失を少なくとも部分的に補償するために前記電圧信号の調整可能な等化を提供するように構成されている調整部と、を備える、イコライザと、を備え、
前記固定部と、前記調整部と、前記トランスインピーダンス増幅器とが単一の集積回路の中に収容されており、前記集積回路は前記イコライザの前記調整部に通信可能に結合されている通信ポートを備え、
前記通信ポートは外部ソースから、前記イコライザの前記調整部が前記電圧信号の等化をどのように調整するかを示す指示を受信する、
回路。
【請求項２】
前記イコライザは線形イコライザを備える、請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記イコライザは線形フィードフォワード・イコライザまたは連続時間線形イコライザを備える、請求項１に記載の回路。
【請求項４】
前記イコライザはアナログイコライザを備える、請求項１に記載の回路。
【請求項５】
前記イコライザはデジタルイコライザを備える、請求項１に記載の回路。
【請求項６】
前記イコライザはさらにアナログイコライザを備える、請求項５に記載の回路。
【請求項７】
前記デジタルイコライザは、前記デジタルイコライザによって行われる等化の調整を可能とするように構成されている、請求項５に記載の回路。
【請求項８】
前記イコライザに結合されるドライバをさらに備え、前記ドライバは等化された前記電圧信号を駆動するように構成されており、前記単一の集積回路の中に収容されている、請求項１に記載の回路。
【請求項９】
前記ドライバは非線形ドライバを備える、請求項８に記載の回路。
【請求項１０】
前記ドライバは、等化された前記電圧信号を前記単一の集積回路とは異なる別の集積回路の中のクロック・データ・リカバリ回路に駆動する、請求項８に記載の回路。
【請求項１１】
前記電圧信号は一対の差動電圧信号を含む、請求項１に記載の回路。
【請求項１２】
集積回路において、
フォトダイオードから電流信号を受信するように構成されている入力部であって、前記電流信号は前記フォトダイオードによって受信される光信号を表す、入力部と、
前記入力部に結合されており、前記電流信号を電圧信号に変換するように構成されているトランスインピーダンス増幅器と、
前記トランスインピーダンス増幅器に結合されているイコライザであって、
前記電圧信号の低周波成分の抵抗分割器として作動するとともに、キャパシタを有して前記電圧信号の高周波成分を通過させる作動をし、前記光信号の高周波成分または低周波成分の損失を少なくとも部分的に補償するために前記電圧信号の一定な等化を提供するように構成されている固定部と、
前記光信号の高周波成分または低周波成分の損失を少なくとも部分的に補償するために前記電圧信号の調整可能な等化を提供するように構成されている調整部と、を備え、
前記固定部と、前記調整部と、前記トランスインピーダンス増幅器とが単一の集積回路の中に収容されており、前記集積回路は前記イコライザの前記調整部に通信可能に結合されている通信ポートを備え、前記通信ポートは外部ソースから、前記イコライザの前記調整部が前記電圧信号の等化をどのように調整するかを示す指示を受信する、イコライザと、
前記イコライザにより等化された前記電圧信号を、前記単一の集積回路から別の集積回路に駆動するように構成されているドライバと、を備える、
集積回路。
【請求項１３】
前記イコライザの前記固定部はアナログイコライザを備える、請求項１２に記載の集積回路。
【請求項１４】
前記イコライザの前記調整部はデジタルイコライザを備える、請求項１２に記載の集積回路。
【請求項１５】
前記ドライバは非線形ドライバを備える、請求項１２に記載の集積回路。
【請求項１６】
前記トランスインピーダンス増幅器はほぼ線形の周波数応答を有する、請求項１５に記載の集積回路。
【請求項１７】
前記光信号はトランスミッタによって生成され、前記トランスミッタは送信イコライザを備える、請求項１２に記載の集積回路。
【請求項１８】
前記電圧信号は一対の差動電圧信号を含む、請求項１２に記載の集積回路。