调制器与探测器

跨阻放大器

Transimpedance Amplifier · TIA
图解TIA

定义

把探测器输出的微弱电流信号转换为电压信号并放大的芯片。

图解

光模块内部信号链(发射在上,接收在下)电接口 · 金手指DSP / CDR重定时 · 均衡Driver线性驱动TOSA激光器 + 调制器合波 / 耦合AWG · FAU光口双工 LC / MPO电接口 · 金手指DSP / CDR重定时 · 判决TIA跨阻放大ROSA探测器分波 / 耦合去复用LPO 做的事:把上面那个 DSP/CDR 方块直接拿掉,改用高线性度 Driver 与 TIA 撑住信号质量。实际模块内还有 MCU、温控(TEC)、电源管理等外围电路,此处仅画出信号主链路。
光模块内部信号链 光模块的信号主链路。发射方向电信号依次经过 DSP/CDR → Driver → TOSA → 合波耦合;接收方向反过来。任何一个环节的带宽、线性度或损耗都会吃掉链路余量,这也是为什么高速率下「器件都合格但模块不合格」很常见。

说明

跨阻放大器(TIA)位于光接收链路的前端,把探测器输出的微弱电流信号转换成电压信号,并放大到后续电路可以处理的电平。它决定了接收机的灵敏度与带宽上限。

TIA 设计要在噪声、带宽和增益之间做艰难权衡:增益越高,灵敏度越好但带宽越窄;带宽越宽,越能支撑高波特率但噪声越大。在 PAM4 高速率下,这个权衡更加紧张。

在 LPO/LRO 方案中,TIA 的线性度要求显著提高——因为不再有 DSP 补偿非线性。因此线性 TIA 成为 LPO 产业链上的关键器件之一。

关键数字

电流→电压核心转换功能
噪声 / 带宽 / 增益三者互相制约
线性 TIALPO 方案的关键器件

关键要点

  • 与探测器构成接收前端,其噪声系数直接决定接收灵敏度。
  • LPO/LRO 方案对 TIA 的线性度要求极高,因为接收端没有 DSP 帮忙补偿。
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