(57)【要約】【課題】高速信号の通信に関する帯域幅及びリターンロス等の観点から好ましい装置及び方法を提供すること。【解決手段】受信回路が提供される。受信回路は増幅回路を含む。増幅回路は、入力ノードと、出力ノードと、入力ノード及び出力ノードの間に結合されたフィードバックループと含む。フィードバックループは第1のインダクタを含む。増幅回路は、入力ノードで電流信号を受信し、電流信号に基づいて出力ノードで電圧信号を出力する。受信回路は、増幅回路の入力ノードに結合された第1のノードを有する第2のインダクタも含む。【選択図】図１
2015154483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ノードと、出力ノードと、前記入力ノード及び前記出力ノードの間に結合されたフィードバックループと含む増幅回路であって、前記フィードバックループは第１のインダクタを含み、該増幅回路は、前記入力ノードで電流信号を受信し、前記電流信号に基づいて前記出力ノードで電圧信号を出力する増幅回路と、
前記増幅回路の前記入力ノードに結合された第１のノードを有する第２のインダクタと
を有する受信回路。
【請求項２】
前記フィードバックループがレジスタを含む、請求項１に記載の受信回路。
【請求項３】
前記増幅回路が、前記電流信号を或るゲインにより増幅する、請求項１に記載の受信回路。
【請求項４】
前記第２のインダクタのインダクタンスは、前記第１のインダクタのインダクタンスを、前記増幅回路の前記ゲインで除算した値に近似的に等しい、請求項３に記載の受信回路。
【請求項５】
前記電流信号が或るデータ周波数のデータ信号を表現し、前記第１及び第２のインダクタの共鳴周波数は前記データ周波数より高い、請求項１に記載の受信回路。
【請求項６】
前記第１のインダクタのインダクタンスは前記増幅回路の帯域幅に影響を及ぼすように設定され、前記第２のインダクタのインダクタンスは前記受信回路の入力におけるリターンロスに影響を及ぼすように設定されている、請求項１に記載の受信回路。
【請求項７】
前記増幅回路及び前記第２のインダクタは或る集積回路内に形成されている、請求項１に記載の受信回路。
【請求項８】
前記集積回路は、前記集積回路をトレースに結合するためのパッドを含み、前記第２のインダクタの第２のノードは前記パッドに結合され、前記第２のインダクタのインピーダンスは、前記集積回路の入力インピーダンスが前記トレースのインピーダンスに近似的に等しくなるように選択されている、請求項７に記載の受信回路。
【請求項９】
前記増幅回路の前記入力ノードに結合される補助的な回路を有する、請求項１に記載の受信回路。
【請求項１０】
前記補助的な回路が静電保護回路を含む、請求項９に記載の受信回路。
【請求項１１】
トレースに結合され、前記トレースから電流信号を受信するように形成されたパッドと、
入力ノードと、出力ノードと、前記入力ノード及び前記出力ノードの間に結合されたフィードバックループと含むトランスインピーダンス増幅回路であって、前記フィードバックループは第１のインダクタを含み、該トランスインピーダンス増幅回路は、前記電流信号を受信し、前記電流信号を電圧信号に変換し、前記電流信号を或るゲインにより増幅するように形成されたトランスインピーダンス増幅回路と、
前記トランスインピーダンス増幅回路の前記入力ノード及び前記パッドの間に結合された第２のインダクタと
を有する光受信機。
【請求項１２】
前記第２のインダクタのインダクタンスは、前記第１のインダクタのインダクタンスを、前記トランスインピーダンス増幅回路の前記ゲインで除算した値に近似的に等しい、請求項１１に記載の光受信機。
【請求項１３】
前記トランスインピーダンス増幅回路の前記入力ノードに結合される静電保護回路を有する、請求項１１に記載の光受信機。
【請求項１４】
前記電流信号が或るデータ周波数のデータ信号を表現し、前記第１及び第２のインダクタの共鳴周波数は前記データ周波数より高い、請求項１１に記載の光受信機。
【請求項１５】
前記第２のインダクタのインピーダンスは、当該光受信機の入力インピーダンスが前記トレースのインピーダンスに近似的に等しくなるように選択されている、請求項１１に記載の光受信機。
【請求項１６】
前記第１及び第２のインダクタの共鳴周波数は前記電流信号のデータ周波数より高い、請求項１１に記載の光受信機。
【請求項１７】
受信回路のリターンロスを削減する方法であって、
トランスインピーダンス増幅回路のフィードバックループに第１のインダクタを結合することにより、前記トランスインピーダンス増幅回路のトランスインピーダンス帯域幅を拡張するステップと、
第２のインダクタの第１のノードを前記トランスインピーダンス増幅回路の入力ノードに結合し、及び、前記第２のインダクタの第２のノードを前記受信回路の入力ノードに結合することにより、前記受信回路の前記入力ノードにおけるリターンロスを削減するステップと
を有する方法。
【請求項１８】
前記第１のインダクタのインダクタンスを、前記トランスインピーダンス増幅回路のゲインで除算した値に近似的に等しくなるように、前記第２のインダクタのインダクタンスを選択するステップを有する請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記受信回路の入力ノードの入力インピーダンスが、前記受信回路の前記入力ノードに結合されるトレースのインピーダンスに近似的に等しくなるように、前記第２のインダクタのインピーダンスを選択するステップを有する請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記トランスインピーダンス増幅回路に与えられるデータ信号のデータ周波数より高くなるように、前記第１及び第２のインダクタの共鳴周波数を選択するステップを有する請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示される実施の形態は受信機の帯域幅を改善すること等に関連する。
【背景技術】
【０００２】
高速信号を受信する場合、受信機の入力は、高速信号を受信機の入力に与える伝送線路との間のインピーダンス不整合の影響を被ることが懸念される。インピーダンス不整合は、伝送線路のインピーダンス及び受信機の入力のインピーダンスの相違に起因する。「不整合」は「ミスマッチ」等と言及されてもよい。インピーダンス不整合は、高速信号の1つ以上の信号反射を引き起こし、信号の損失や、到来する信号の歪みを招くこと等が懸念される。信号反射の影響は、信号のリターンロスとして定量化される。「リターンロス」は「反射損失」、「反射減衰」等と言及されてもよい。受信機におけるリターンロスの程度は、伝送線路、受信機の設計、送信される信号の速度等に依存して異なる。
【０００３】
また、受信機は高速信号を増幅する。高速信号を増幅する受信機の能力は、受信機の帯域幅に関連する。受信機の帯域幅が広い場合、その受信機により高速信号を適切に増幅することができる。
【０００４】
本願により開示される事項は、何れの問題も解決する実施形態や、上記のような環境でしか動作しない実施形態に限定されない。むしろ「背景技術」の欄は本願で説明される実施形態が使用されてもよい技術分野の一例を示しているに過ぎない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一つの側面における実施の形態の課題は、高速信号の通信に関する帯域幅及びリターンロス等の観点から好ましい受信回路、光受信機及びリターンロス削減方法等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態による受信回路は、
入力ノードと、出力ノードと、前記入力ノード及び前記出力ノードの間に結合されたフィードバックループと含む増幅回路であって、前記フィードバックループは第１のインダクタを含み、該増幅回路は、前記入力ノードで電流信号を受信し、前記電流信号に基づいて前記出力ノードで電圧信号を出力する増幅回路と、
前記増幅回路の前記入力ノードに結合された第１のノードを有する第２のインダクタと
を有する受信回路である。
【発明の効果】
【０００７】
広い周波数帯域幅に対してリターンロスを抑制することができる。  
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】信号の損失が抑制される受信回路の一例を示す回路図。
【図２Ａ】図1の受信回路例の複数の特性のグラフを示す図。
【図２Ｂ】図1の受信回路例の複数の特性のグラフを示す図。
【図３】信号の損失が抑制されるトランスインピーダンス増幅回路例を含む光受信機の回路図。
【図４】改善されたリターンロス特性をもたらす別の光受信機の回路図。
【図５】受信回路におけるリターンロスを削減するための方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜実施の形態の概要＞
一実施形態によれば、受信回路が提供される。受信回路は増幅回路を含む。増幅回路は、入力ノードと、出力ノードと、入力ノード及び出力ノードの間に結合されたフィードバックループと含む。フィードバックループは第1のインダクタを含む。増幅回路は、入力ノードで電流信号を受信し、電流信号に基づいて出力ノードで電圧信号を出力する。受信回路は、増幅回路の入力ノードに結合された第1のノードを有する第2のインダクタも含む。
【００１０】
実施形態の課題及び利点は特許請求の範囲に関連して例示的に説明される特徴、要素及び組み合わせ等により適切に実現及び達成される。
【００１１】
上記の一般的な説明及び以下の詳細な説明は何れも例示及び具体例にすぎず、本願発明の限定ではないことが理解されるべきである。
【００１２】
＜図面＞
実施形態は、添付図面を利用することにより具体的かつ詳細に開示及び説明される。
【００１３】
図1は信号の損失が抑制される受信回路の一例を示す回路図である。
【００１４】
図2A及び図2Bは図1の受信回路例の複数の特性のグラフを示す。
【００１５】
図3は信号の損失が抑制されるトランスインピーダンス増幅回路例を含む光受信機の回路図を示す。
【００１６】
図4は改善されたリターンロス特性をもたらす別の光受信機の回路図を示す。
【００１７】
図5は受信回路におけるリターンロスを削減するための方法を示すフローチャートである。
【００１８】
＜実施の形態の詳細な説明＞
一実施形態によれば、トランスインピーダンス増幅器を有し、拡張された帯域幅に関してリターンロスが少ない光受信機が開示される。光受信機の拡張された帯域幅に関してリターンロスが少ない特徴は、トランスインピーダンス増幅器の入力ノードに結合されたインダクタを含む光受信機に起因する。
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら本願による実施形態を説明する。
【００２０】
図1は、信号の損失が抑制された受信回路100の一例に関する回路図を示し、この受信回路は本願で説明される少なくとも1つの実施形態に従って形成されている。受信回路100は増幅回路110を含み、増幅回路110は第1のインダクタ120と第2のインダクタ122とを含む。
【００２１】
増幅回路110は、増幅器111と、入力ノード112と、出力ノード114と、入力ノード112を出力ノード114に結合するフィードバックループ116とを含む。フィードバックループ116はレジスタ118及び第1のインダクタ120を含み、レジスタ118は、トランジスタのボディのような或るレジスタンスを示す1つ以上の抵抗器又はその他の素子である。「レジスタ」は「抵抗器」等と言及されてもよい。「レジスタンス」は「抵抗」又は「抵抗値」等と言及されてもよい。混乱のおそれがない限り、レジスタ及びレジスタンスは抵抗と言及されてもよい。第1のインダクタ120は入力ノード112に結合され、レジスタ118は出力ノード114に結合され、第1のインダクタ120及びレジスタ118は互いに結合される。
【００２２】
増幅回路110は、トランスインピーダンス増幅回路として形成されてもよい。上記及び他の実施形態において、増幅回路110は、入力ノード112において電流信号を受信し、出力ノード114において電圧信号を出力し、電圧信号は、増幅回路110のゲイン又は増幅率及び電流信号に基づく。増幅回路110は、フィードバックループ116のレジスタ118を利用して、入力ノード112における電流信号を、出力ノード114における電圧信号に変換する。すなわち、電流信号に関する電流はレジスタ118を介して流れて出力ノード114における電圧信号を生成する。一実施形態において、増幅回路110のゲインは正、負又はゼロであってもよい。「ゲイン」は「利得」等と言及されてもよい。
【００２３】
第2のインダクタ122の第1の側は、入力ノード122に結合される。第2のインダクタ122の第2の側は、受信回路100の入力ノード102に結合されるように形成され、増幅回路110に提供される電流信号を受信するように形成される。
【００２４】
一実施形態において、第2のインダクタ122及び第1のインダクタ120のインダクタンスは、増幅回路110のゲインに基づいて関連付けられてもよい。例えば、一実施形態において、第2のインダクタ122のインダクタンスは、第1のインダクタ120のインダクタンスを増幅回路110のゲインで除算した値に近似的に等しくてもよい。第1のインダクタ120のインダクタンスを増幅回路110のゲインで除算した値に、第2のインダクタ122のインダクタンスを近似的に等しく設定することは、第1及び第2のインダクタ120及び122の間で誘導性の結合を強くできる観点から好ましい。第1及び第2のインダクタ120及び122の間の誘導性結合を増やすと、第1及び第2のインダクタ120及び122各々の動作中の実効インダクタンスを増やすることになり、第1及び第2のインダクタ120及び122各々の現実の(又は実際の)インダクタンスを小さめに設定できる。「実効インダクタンス(effective  inductance)」は「有効インダクタンス」等と言及されてもよい。第1及び第2のインダクタ120及び122各々の実際のインダクタンスを小さくできると、第1及び第2のインダクタ120及び122の物理的なサイズ(寸法)を小さくすることが許容される。
【００２５】
一実施形態において、第1及び第2のインダクタ120及び122は、ある共振周波数(又は共鳴周波数)を有するように選択され、その共振周波数は受信回路100の入力ノード102で受信される電流信号の最高周波数より高い。受信回路100に提供される電流信号の最高周波数より高い共振周波数を第1、第2のインダクタ120、122が有することは、第1及び/又は第2のインダクタ120、122が共振し、増幅回路110により出力される電圧信号に異常性を混入させてしまう可能性を減らす。一実施形態において、第1及び第2のインダクタ120及び122の各々又は一方のみが、モノリシックインダクタ(monolithic  inductor)であってもよい。
【００２６】
増幅回路110と第2のインダクタ122とを上述したように組み合わせることは、受信回路100にとっての利益をもたらす。例えば、第2のインダクタ122は、広い周波数帯域幅にわたって、受信回路100のリターンロスを減らすことを促す。リターンロスは、結合される素子間のインピーダンスの不整合に起因する。例えば、受信回路100の入力ノード102と(不図示の)トレースとの間で、インピーダンス不整合が生じるかもしれない。インピーダンス不整合は、素子間を流れる信号の1回以上の信号反射を引き起こすかもしれない。信号の反射は、信号を歪ませ、及び/又は信号を劣化させてしまうことが懸念される。信号における信号反射の影響は、信号のリターンロスとして定量化されてもよい。広い周波数帯域幅にわたって受信回路のリターンロスを低減させることは、本願では、受信回路のリターンロス帯域幅(return  loss  bandwidth)の拡大として言及される場合がある。受信回路100のリターンロス帯域幅の拡大は、より正しい信号(例えば、歪んでいない信号)が増幅回路100に提供され、その結果、広い帯域幅にわたって増幅回路110から出力ノード114に優れた出力信号をもたらすことになる。
【００２７】
受信回路100のリターンロス帯域幅を拡大するため、入力ノード102における受信回路の入力インピーダンスは、広い周波数範囲(帯域幅)にわたって、指定された値に維持される。入力ノード102における受信回路の入力インピーダンスを、広い周波数範囲(帯域幅)にわたって、指定された値に維持することは、受信回路100の入力インピーダンスを、広い帯域幅にわたって、受信回路100に結合される素子(例えば、トレース)のインピーダンスに近付けておくことを可能にする。受信回路100に結合される素子のインピーダンスに近付けておくことは、素子から受信回路100に流れる信号の反射を減らし、従って受信回路100のリターンロスを減らすことができる。
【００２８】
例えば、一実施形態において、第2のインダクタ122が仮に存在しない場合の受信回路100の入力インピーダンスは、高い周波数において減少し(一定には保たれず)、受信回路100の入力インピーダンスと受信回路100に結合されるトレースとの間にインピーダンス不整合を招いてしまう。しかしながら、増幅回路110の入力ノード112と受信回路の入力ノード102との間に結合された第2のインダクタ122により、高い周波数において、受信回路100の入力インピーダンスは増加する傾向を有し、これにより受信回路100の入力インピーダンスに対する他の減少分を補償することができる。第2のインダクタ122のインピーダンスが受信回路100の入力インピーダンスの減少を補償することにより、受信回路100の入力インピーダンスは、高周波においても依然として安定に維持され、これにより受信回路100のリターンロス帯域幅を拡張でき、受信回路100が広い帯域幅にわたって正しい信号を提供できるようにする。
【００２９】
第1のインダクタ120による利益も得られる。特に、上述したような第1のインダクタ120を含む増幅回路110は、増幅回路110のトランスインピーダンス帯域幅を拡大することを支援する。増幅回路110のトランスインピーダンス帯域幅は、入力ノード112における電流信号の変化が出力ノード114における出力電圧信号における同様な変化をもたらす周波数に関連する及び/又はその周波数を含む。第1のインダクタ120が無かった場合、フィードバックループ116のインピーダンスは、高い周波数において、小さくなり、フィードバックループ116における電流の変化が、フィードバックループ116における電圧の同様な変化を生じさせなくなり、その結果、出力電圧信号における適切な変化が得られなくなってしまう。しかしながら、第1のインダクタ120が存在するとそのインピーダンスは、高い周波数において、フィードバックループ116のインピーダンスの減少分を補填するように増える。高い周波数において、フィードバックループ116のインピーダンスを同程度に維持することにより、増幅回路110が低い周波数で電流信号を変換するのと同様な方法で、増幅回路は、高い周波数においても電流信号を電圧信号に変換するように動作し、これにより増幅回路110のトランスインピーダンス帯域幅を拡大する。
【００３０】
本願による開示範囲から逸脱することなく、受信回路100に対して修正、追加又は省略が施されてもよい。例えば、一実施形態において、トランジスタやダイオードのようなアクティブ素子(能動素子)、或いは、レジスタ(抵抗器)、キャパシタ(コンデンサ)及びインダクタ(誘導子)のようなパッシブ素子(受動素子)のうちの1つ以上が、受信回路100の一部を形成してもよい。例えば、1つ以上のダイオードが、静電放電(electrostatic  discharge：ESD)保護のために入力ノード112に結合されてもよい。
【００３１】
図2Aでは、本願で開示される少なくとも1つの実施形態による図1に示す受信回路100の特性を示すグラフ200が示されている。グラフ200は、受信回路100が受信する信号の周波数を示すx軸を有する。グラフ200は、増幅回路110のトランスインピーダンスの大きさを示すy軸を有する。ライン又は線210は、受信回路100が第1のインダクタ120を有する場合における増幅回路110のトランスインピーダンスの大きさと周波数との関係を示す。ライン又は線212は、受信回路100が第1のインダクタ120を有していない場合における増幅回路110のトランスインピーダンスの大きさと周波数との関係を示す。
【００３２】
例えば、受信回路100が第1のインダクタ120を有していない場合において、第1の周波数220であった場合、増幅回路110のトランスインピーダンスは、ライン212により示されているように許容可能な最小値未満に減少している。受信回路100が第1のインダクタ120を有する場合、増幅回路110のトランスインピーダンスに関する帯域幅は、ライン210により示されているように、拡大される。特に、図2Aに示されているように、トランスインピーダンスの帯域幅は、増幅回路110のトランスインピーダンスが許容可能な最小値未満に減少する前に、第2の周波数230に至るまで拡大される。
【００３３】
図2Bでは、本願で開示される少なくとも1つの実施形態による図1に示す受信回路100の特性を示すグラフ250が示されている。グラフ250は、受信回路100が受信する信号の周波数を示すx軸を有する。グラフ250は、受信回路100のリターンロスの大きさを示すy軸を有する。ライン又は線260は、受信回路100が第2のインダクタ122を有する場合における受信回路100のリターンロスの大きさと周波数との関係を示す。ライン又は線262は、受信回路100が第2のインダクタ122を有しない場合における受信回路100のトランスインピーダンスの大きさと周波数との関係を示す。
【００３４】
例えば、受信回路100が第2のインダクタ122を有していない場合において、第1の周波数270であった場合、受信回路100のリターンロスは、ライン262により示されているように、許容できないレベル290に到達し、それ以降の周波数ではそのレベルを超えている。受信回路100が第2のインダクタ122を有する場合、受信回路100のリターンロスの帯域幅は、ライン260により示されているように拡大される。特に、図2Bに示されているように、受信回路100のりターンロスの帯域幅は、リターンロスが許容できないレベル290に到達してそれを超える前に、第2の周波数280に至るまで拡大される。
【００３５】
図3は、本願で開示される少なくとも1つの実施形態に従って形成された光受信機300の回路図を示し、光受信機300は信号損失が抑制されるトランスインピーダンス増幅回路例310を含む。光受信機300は、トランスインピーダンス増幅回路310を含み、更に、第1のインダクタ320と、第2のインダクタ322と、第2の回路326と、パッド330とを含む。
【００３６】
トランスインピーダンス増幅回路310は、増幅器311と、入力ノード312と、出力ノード314と、入力ノード312を出力ノード314に結合するフィードバックループ316とを含む。フィードバックループ316はレジスタ318と第1のインダクタ320とを含む。特に、レジスタ318は出力ノード314に結合され、第1のインダクタ320は入力ノード312に結合され、第1のインダクタ320及びレジスタ318は互いに結合される。トランスインピーダンス増幅回路310は、図1の増幅回路110と同様に動作してもよい。従って、図3に関し、トランスインピーダンス増幅回路310に関する更なる説明は行われない。
【００３７】
第2の回路326は、トランスインピーダンス増幅回路310の入力ノード312に結合されてもよい。第2の回路326は、光受信機300に対する追加的な機能を提供するように形成される何らかの回路であってよい。例えば、一実施形態において、第2の回路326は静電放電(ESD)保護回路であってもよく、ESD保護回路は、静電的な又は正常値から逸脱した電圧及び/又は電流が光受信機300の中に放電されないようにトランスインピーダンス増幅回路310を保護する。
【００３８】
パッド330は、光受信機300を、他の回路、トレース、素子、印刷回路基板(PCB)又は類似の要素に結合するように形成される。例えば、一実施形態では、半田フローを用いて適用される半田により、パッド330(すなわち、光受信機300)を、印刷回路基板(PCB)又は他の装置に結合する。一実施形態において、パッド330は、金属のような導電性材料であってもよい。
【００３９】
第2のインダクタ322はパッド330と第2の回路326との間に結合されてもよい。第2のインダクタ322は、広い周波数帯域幅にわたって光受信機300のリターンロスを減らすことを支援するように形成されてもよい。一実施形態において、第2のインダクタ322及び第1のインダクタ320のインダクタンスは、トランスインピーダンス増幅回路310のゲインに基づいて関連付けられてもよい。例えば、一実施形態において、第2のインダクタのインダクタンスは、第1のインダクタ320のインダクタンスを、トランスインピーダンス増幅回路310のゲインで除算した値に近似的に等しくてもよい。更に、一実施形態において、第1、第2のインダクタ320、322は或る共振周波数を有するように選択され、共振周波数は、光受信機300のパッド330で受信される電流信号の最高周波数より高い。
【００４０】
図3に示されているように、パッド330はトレース340に結合されてもよい。トレース340はフォトダイオード350に結合されてもよい。フォトダイオード350は受信した光又は照明に基づいて電流信号を生成するように形成される。電流信号はトレース340を介してパッド330に至る。パッド330は電流信号を第2のインダクタ322に提供し、第2のインダクタ322は、その電流信号を、上述したように電圧信号に変換するためにトランスインピーダンス増幅回路310に送る。
【００４１】
一実施形態において、トレース340は特定のインピーダンスを有する。一実施形態において、トレース340は50、60、75、90、100オームのインピーダンス又は他の値のインピーダンスを有してもよい。特定のインピーダンスは、整合インピーダンス、特性インピーダンス等と言及されてもよい。上記及び他の実施形態において、第2のインダクタ322のインダクタンスは、光受信機300の入力インピーダンス帯域幅を改善するために、パッド330のキャパシタンスを補正する(埋め合わせる)ように選択される。代替的又は追加的に、第2のインダクタ322のインダクタンスは、光受信機300の入力インピーダンスがトレース340のインピーダンスに近似的に等しくなるように、パッド330のキャパシタンス及び他の特性に応じて選択される。光受信機300の入力インピーダンスを、トレース340のインピーダンスに近似的に等しくなるように選択することにより、光受信機300がトレース340に結合することに起因するリターンロスは削減される。リターンロスを削減することは、フォトダイオード350により生成される電流信号についての属性のうち、特に信号の完全性(integrity)及び/又は信号対雑音比を向上させる。
【００４２】
図3における光受信機300は集積回路として形成されてもよい。上記及び他の実施形態において、トランスインピーダンス増幅回路310、第2のインダクタ322、第2の回路326、及びパッド330は、光受信機300の一部分として形成されてもよい。従って、トランスインピーダンス増幅回路310、第2のインダクタ322、第2の回路326、及びパッド330は、光受信機300を製造する過程において、1つの基板上で一緒に形成されてもよい。
【００４３】
本願の開示範囲から逸脱することなく、光受信機300に対して修正、追加又は省略が施されてもよい。例えば、一実施形態において、トレース340を介して光受信機300すなわちトランスインピーダンス増幅回路310に提供される電流信号を生成するように、フォトダイオード350以外の他の素子が使用されてもよい。
【００４４】
図4は、本願で開示される少なくとも1つの実施形態に従って形成された改善されたリターンロス特性を有する別の光受信機400の回路図を示す。光受信機400は、トランスインピーダンス増幅回路410を含み、更に、第1のインダクタ420と、ESP回路426と、第2のインダクタ422と、パッド430とを含む。
【００４５】
トランスインピーダンス増幅回路410は反転トランスインピーダンス増幅器(インバータを利用した増幅器)として形成されてもよい。トランスインピーダンス増幅回路410は、第1のトランジスタ411と、第2のトランジスタ412と、入力ノード413と、出力ノード414と、入力ノード413を出力ノード414に結合するフィードバックループ416とを含んでよい。フィードバックループ416は、トランジスタのボディのようにレジスタンスをもたらす1つ以上のレジスタ又は他の素子のようなレジスタ418と、第1のインダクタ420とを含む。第1のインダクタ420はレジスタ418及び入力ノード413に結合される。レジスタ418は出力ノード414及び第1のインダクタ420に結合される。
【００４６】
第1のトランジスタ411は、p-チャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)又はその他のタイプのp-チャネル型トランジスタであってもよい。第2のトランジスタ412は、n-チャネルMOSFET又はその他のタイプのn-チャネル型トランジスタであってよい。第1及び第2のトランジスタ411及び412のゲートは入力ノード413に結合される。第1、第2のトランジスタ411、412のソースは出力ノード414に結合される。第1のトランジスタ411のドレインは電位源(又は高電位源)に結合される。第2のトランジスタ412のドレインはグランド(又は接地電位源又は低電位源)に結合される。
【００４７】
ESP回路426は、入力ノード413に結合され、第1のダイオード427と第2のダイオード428とを含む。第1のダイオード427は電位源と入力ノード413との間に結合される。第2のダイオード428はグランドと入力ノード413との間に結合される。ESP回路426及び入力ノード413は、寄生容量(寄生キャパシタンス)429を有する。
【００４８】
パッド430は、光受信機400を、他の回路、トレース、素子、印刷回路基板(PCB)又は類似の要素に結合するように形成される。一実施形態において、パッド430は金属のような導電性材料であってもよい。パッド430は寄生容量432を有する。
【００４９】
第2のインダクタ422は、パッド430と入力ノード413との間に結合される。第2のインダクタ422は、広い周波数帯域幅にわたって光受信機400のリターンロスを減らすことを支援するように形成される。図4に示されているように、第2のインダクタ422は、光受信機400の物理レイヤにおいて、トランスインピーダンス増幅回路410よりもパッド430に近い位置に設けられている。例えば、光受信機400の物理レイヤにおいて、第1のインダクタ420及びトランスインピーダンス増幅回路410の他の素子と、第2のインダクタ422との間に、ESP回路426が存在するように、第2のインダクタ422が設けられてもよい。この第2のインダクタ422の配置の結果、寄生容量432は第2のインダクタ422により寄生容量429から分離される。第2のインダクタ422をパッド430の近くに物理的に配置することは、第2のインダクタ422がトランスインピーダンス増幅回路410の近くに物理的に配置される場合よりも、光受信機400のリターンロス帯域幅を拡張することに貢献する。
【００５０】
第1、第2のインダクタ420、422のインダクタンスは、(1)第1、第2のインダクタ420、422各々の長さ、(2)第1、第2のインダクタ420、422の互いの位置関係、(3)第1、第2のインダクタ420、422各々の構成又は形態、及び(4)第1、第2のインダクタ420、422と光受信機400内の他の素子との間の結合(カップリング)の強さ等に依存してもよい。
【００５１】
一実施形態において、第1、第2のインダクタ420、422のインダクタンスは、トランスインピーダンス増幅回路410のゲインに基づいて関連付けられてもよい。例えば、一実施形態において、第2のインダクタ422のインダクタンスは、第1のインダクタ420のインダクタンスを、トランスインピーダンス増幅回路410のゲインで除算した値に近似的に等しくてもよい。更に、一実施形態において、第1、第2のインダクタ420、422は或る共振周波数を有するように選択され、共振周波数は、光受信機400のパッド430で受信される電流信号の最高周波数より高い。
【００５２】
本願による開示範囲から逸脱することなく、光受信機400に対して修正、追加又は省略が施されてもよい。例えば、一実施形態において、トランスインピーダンス増幅回路410は第1、第2のトランジスタ411、412より多いトランジスタを含んでもよい。例えば、トランスインピーダンス増幅回路410は、カスコード(cascade)型のトランスインピーダンス増幅回路410を形成するように、第1、第2のトランジスタ411、412に結合される他の複数のトランジスタを含んでもよい。代替的又は追加的に、第1、第2のインダクタ420、422は、図4に示されるような矩形のループ形状とは異なる形状を有するように形成されてもよい。例えば、第1、第2のインダクタ420、422の形状は、円形、六角形、五角形、四角形、三角形等であってもよい。代替的又は追加的に、ESP回路426は、追加的な素子又は第1、第2のダイオード427、428とは異なる素子を含んでもよい。
【００５３】
図5は、本願により開示される少なくとも1つの実施形態により受信回路の信号損失を減少させる方法例500のフローチャートを示す。一実施形態において、本方法500は、図1の受信回路、図3の光受信機300又は図4の光受信機400により実行されてもよい。別々のブロックとして説明されているが、所望の実現手段に依存して、個々のブロックは、更なるブロックに分割されてもよいし、より少ない数のブロックに統合されてもよいし、省略されてもよい。
【００５４】
方法500はブロック502から始まり、トランスインピーダンス増幅回路のフィードバックループの中に第1のインダクタを結合することにより、トランスインピーダンス増幅回路のトランスインピーダンス帯域幅を拡張する。
【００５５】
ブロック504において、第2のインダクタの第1のノードをトランスインピーダンス増幅回路の入力ノードに結合し、第2のインダクタの第2のノードを受信回路の入力ノードに結合することにより、受信回路の入力ノードにおけるリターンロスが削減される。
【００５６】
本願で開示される上記及び他の処理及び方法に関し、処理及び方法で実行される機能は異なる順序で実行されてもよいことを、当業者は認めるであろう。更に、説明されたステップ及び動作は例示として示されているに過ぎず、開示される実施形態の本質から逸脱することなく、ステップ及び動作のうちの一部は選択的であってもよいし、より少数のステップ及び動作に統合されてもよいし、追加的なステップ及び動作を含むように拡張されてもよい。
【００５７】
例えば、方法500は、第1のインダクタのインダクタンスをトランスインピーダンス増幅回路のゲインで除算した値に近似的に等しくなるように、第2のインダクタのインダクタンスを選択するステップを含んでもよい。代替的又は追加的に、方法500は、受信回路の入力ノードにおける入力インピーダンスが受信回路の入力ノードに結合されるトレースのインピーダンスに近似的に等しくなるように、第2のインダクタのインダクタンスを選択するステップを含んでもよい。代替的又は追加的に、方法500は、トランスインピーダンス増幅回路に提供されるデータ信号のデータ周波数より高くなるように、第1、第2のインダクタの共振周波数を選択するステップを含んでもよい。
【００５８】
本願で言及されている上記の具体例及び条件を付する言葉は、発明者等が従来技術に対して貢献した技術内容及び概念を読者が理解することを促すように教示を目的として使用されており、そのような具体的に言及された具体例や条件に限定することなく解釈されるべきである。本願の実施形態は詳細に説明されているが、本願の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変形、置換及び代替がなされてよいことは理解されるべきである。
【符号の説明】
【００５９】
100  受信回路
102  受信回路の入力ノード
110  増幅回路
111  増幅器
112  増幅回路の入力ノード
114  出力ノード
116  フィードバックループ
118  レジスタ
120  第1のインダクタ
122  第2のインダクタ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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