模拟多路复用器电路、级联多路复用器电路和用于光通信的发送器的制作方法

本发明大体上涉及光通信领域，更具体地，涉及一种模拟多路复用器电路(即，宽带宽模拟多路复用器电路)、一种级联多路复用器电路和一种用于光通信的发送器。

背景技术：

1、通常，光通信以光为介质，通过光纤将信号从源端传输到目的地端。此外，发送器用于高速光通信，通过级联数字源、驱动放大器和电光调制器来实现。传统的驱动器放大器用于增加由数字源产生的数字信号(例如电信号)的功率电平，以便向电光调制器提供适当的供电功率。此外，电光调制器用于将数字信号转换(即，变换)为通过光纤传输的光信号。

2、通常，传统发送器的数字源包括输出块，该输出块基于以互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，cmos)技术实现的高采样率数模转换器(digital to analog converter，dac)。但是，这种输出块的采样率无法满足当今高符号速率的要求，这种高符号速率可以高达100吉波特/秒至200吉波特/秒。传统上，已经在努力克服与传统发送器关联的这种限制，例如通过使用基于模拟多路复用器(analogmultiplexer，amux)电路的带宽和采样率增强技术。传统的模拟多路复用器电路包括两个数模转换器，这两个数模转换器可以是差分数模转换器。在这种情况下，传统的模拟多路复用器电路包括将两个数模转换器的输出信号与时钟(clk)信号混合，以便输出符号速率是由两个数模转换器中的一个产生的符号速率的两倍的信号。通常，传统的基于模拟多路复用器电路的带宽和采样率增强技术分为两个子类别，如电流开关方案和负载开关方案。在电流开关方案中，时钟电压用于交替接通和关断差分放大器的偏置电流。此外，在负载开关方案中，时钟电压用于交替接通和关断差分放大器的输出负载路径。但是，传统的基于模拟多路复用器电路的带宽和采样率增强技术(即电流开关方案和负载开关方案)需要至少两个级联晶体管和负载电阻器，这些至少两个级联晶体管和负载电阻器在电流开关方案中必须从接地电压(gnd)-发射极电压(vee)偏置，并且在负载开关方案中从偏置电压(vcc)-发射极电压(vee)偏置。因此，很难使用传统技术来扩展给定模拟多路复用器电路的带宽和符号速率。与当今对高符号速率的要求相比，这会导致不合适的光通信。因此，扩展传统模拟多路复用器电路的带宽和符号速率存在技术问题。

3、因此，根据上述讨论，需要克服与传统发送器中传统模拟多路复用器电路关联的上述缺点。

技术实现思路

1、本发明提供了一种多路复用器电路、一种级联多路复用器电路和一种用于光通信的发送器。本发明提供了如何扩展传统模拟多路复用器电路的带宽和符号速率的现有问题的方案。本发明的目的是提供一种方案，该方案至少部分克服了现有技术中遇到的问题，并提供一种模拟多路复用器电路，这种模拟多路复用器电路以高符号速率为合适的光通信提供更宽的带宽。

2、本发明的一个或多个目的是通过所附独立权利要求中提供的方案实现的。本发明的有利实施方式在从属权利要求中进一步限定。

3、在一方面中，本发明提供了一种多路复用器电路，用于将n个模拟差分输入信号复用成模拟差分输出信号，所述n个模拟差分输入信号中的每个模拟差分输入信号由正输入线和负输入线承载，所述模拟差分输出信号由正输出线和负输出线承载，n大于或等于2，所述模拟多路复用器电路包括n个差分共源共栅放大器电路，每个差分共源共栅放大器电路包括各自具有栅极、源极和漏极的第一输入晶体管和第二输入晶体管，以及各自具有栅极、源极和漏极的第一输出晶体管和第二输出晶体管，其中，所述第一输入晶体管用于由施加在其栅极的所述n个模拟差分输入信号中的一个模拟差分输入信号的所述正输入线驱动，所述第一输出晶体管通过其源极与所述第一输入晶体管的所述漏极串联连接，以便由所述第一输入晶体管驱动，并通过其漏极在所述正输出线上传输第一输出信号，所述第二输入晶体管用于由施加在其栅极的所述n个模拟差分输入信号中的所述一个模拟差分输入信号的所述负输入线驱动，所述第二输出晶体管通过其源极与所述第二输入晶体管的所述漏极串联连接，以便由所述第二输入晶体管驱动，并通过其漏极在所述负输出线上传输第二输出信号，所述第一输出晶体管和所述第二输出晶体管的所述栅极连接在一起，并用于由时钟输入线承载的时钟信号驱动。

4、本发明的模拟多路复用器电路将n个模拟差分输入信号复用成模拟差分输出信号。通过使用共源共栅拓扑，模拟多路复用器电路的整体带宽得到增加(即，扩展)。换句话说，与传统的多路复用器电路相比，本发明的模拟多路复用器电路实现了更宽的带宽。此外，由于n的值大于或等于2，因此模拟多路复用器电路的复用比可以是任何大于2的整数。此外，由于模拟多路复用器电路包括两个或两个以上的差分共源共栅放大器电路的并联组合，因此，模拟多路复用器电路的整体复用比得到提高。此外，与基于偏置电流或输出负载路径的传统方法相比，通过更改(或改变)差分共源共栅放大器电路的增益(或跨导增益)，复用功能的复杂性降低。

5、在一种实现方式中，所述差分共源共栅放大器电路中的每个差分共源共栅放大器电路还包括电阻器，所述电阻器连接到地面并连接在所述第一输入晶体管和所述第二输入晶体管的相应源极之间。

6、差分共源共栅放大器电路易于在模拟多路复用器电路中实现。有益的是，模拟多路复用器电路获得了相对更好的性能，同时具有高数据速率和更低的功耗(或更低的复杂性)。

7、在另一种实现方式中，所述n个差分共源共栅放大器电路中的一个差分共源共栅放大器电路的所述第一输出晶体管和所述第二输出晶体管的所述栅极以及所述n个差分共源共栅放大器电路中的第二差分共源共栅放大器电路的所述第一输出晶体管和所述第二输出晶体管的所述栅极用于由相同的差分时钟信号驱动。

8、通过使用相同的差分时钟信号，差分时钟信号的差分时钟电压一次交替地增强两个差分共源共栅放大器电路中的一个差分共源共栅放大器电路的增益。

9、在另一种实现方式中，模拟多路复用器电路还包括分别连接到所述正输出线和所述负输出线的第一电阻-电感电路和第二电阻-电感电路，使得所述差分共源共栅放大器电路中的每个差分共源共栅放大器电路的所述第一输出晶体管和所述第二输出晶体管的相应漏极通过所述第一电阻-电感电路和所述第二电阻-电感电路连接在一起。

10、通过使用第一电阻-电感电路和第二电阻-电感电路，模拟多路复用器电路的性能得到提高，同时功耗和复杂性降低。

11、在另一种实现方式中，在所述差分放大器电路中的至少一个差分放大器电路中，所述第一输入晶体管和所述第二输入晶体管中的每一个以及所述第一输出晶体管和所述第二输出晶体管中的每一个是砷化镓场效应晶体管。

12、砷化镓场效应晶体管可以以最大可用增益扩展模拟多路复用器电路的带宽和符号速率。

13、在另一方面中，本发明提供了一种级联多路复用器电路，至少包括第一多路复用器电路、第二多路复用器电路和第三多路复用器电路，其中，对于所述第一多路复用器电路、所述第二多路复用器电路和所述第三多路复用器电路中的每一个，n等于2，所述第一多路复用器电路的负输出线和正输出线形成所述第三多路复用器电路的两个差分共源共栅放大器电路中的一个差分共源共栅放大器电路的负输入线和正输入线，所述第二多路复用器电路的负输出线和正输出线形成所述第三多路复用器电路的所述两个差分共源共栅放大器电路中的另一个差分共源共栅放大器电路的负输入线和正输入线。

14、由于第一多路复用器电路、第二多路复用器电路和第三多路复用器电路中的每一个以级联形式布置。因此，提高了级联多路复用器电路的整体复用比。

15、在一种实现方式中，对于所述第一多路复用器电路、所述第二多路复用器电路和所述第三多路复用器电路中的每一个，对应模拟多路复用器电路的两个差分共源共栅放大器电路中的一个差分共源共栅放大器电路的第一输出晶体管和第二输出晶体管的栅极以及对应模拟多路复用器电路的两个差分共源共栅放大器电路中的第二差分共源共栅放大器电路的第一输出晶体管和第二输出晶体管的栅极用于由对应差分时钟信号驱动。

16、有益的是，第一多路复用器电路、第二多路复用器电路和第三多路复用器电路中的每一个都有助于增加级联多路复用器电路的带宽和输出符号速率。

17、在又一方面中，本发明提供了一种用于光通信的发送器，包括：n个数字源，n大于或等于2；多路复用器电路；电光调制器，其中，所述数字源连接到所述模拟多路复用器电路，以便向所述模拟多路复用器电路提供n个输入信号，所述多路复用器电路连接到所述电光调制器，以便对n个接收到的信号进行复用，并将输出信号发送到所述电光调制器，所述电光调制器用于将由所述模拟多路复用器电路输出的信号转换为将被传输到光通信线中的光信号。

18、通过在发送器内使用模拟多路复用器电路，与传统发送器相比，增加了发送器的带宽和输出符号速率。

19、在另一方面中，本发明提供一种用于光通信的发送器，包括：n个数字源，n大于或等于6；级联多路复用器电路；电光调制器，其中，所述数字源连接到所述级联多路复用器电路，以便向所述级联多路复用器电路提供n个输入信号，所述级联多路复用器电路连接到所述电光调制器，以便对n个接收到的信号进行复用并将所述输出信号发送到所述电光调制器，所述电光调制器用于将由所述级联多路复用器电路输出的信号转换为将被传输到光通信线中的光信号。

20、通过在发送器内使用级联多路复用器电路，与传统发送器相比，增加了发送器的带宽和输出符号速率。因此，发送器有利于高速光通信。

21、应理解，可组合所有上述实现方式。需要说明的是，本技术中描述的所有设备、元件、电路、单元和模块可以在软件或硬件元件或其任何类型的组合中实现。本技术中描述的各种实体执行的所有步骤以及所描述的将由各种实体执行的功能旨在表明相应的实体用于执行相应的步骤和功能。虽然在以下具体实施例的描述中，外部实体执行的具体功能或步骤没有在执行具体步骤或功能的实体的具体详述元件的描述中体现，但是技术人员应清楚，这些方法和功能可以通过相应的硬件或软件元件或其任何组合实现。可以理解的是，本发明的特征易于以各种组合进行组合，而不脱离由所附权利要求书所限定的本发明的范围。

22、本发明的附加方面、优点、特征和目的从附图和结合以下所附权利要求书解释的说明性实现方式的详细描述中变得显而易见。