在光模块产品中,实现光电转换是光模块基本功能之一。由于光信号被接收是一种非常弱的电流信号,需要通过模拟电路转换为电压信号,主流解决方案是采用运算放大器来设计。则运放IC的响应时间、带宽、信噪比等特性对光信号转换为电信号的成为关注的焦点。而我们今天推荐是SGMICRO(圣邦微)采用低噪音CMOS技术的运算放大器SGM8541XN5/TR,它的放大带宽为1.1Mhz,并且只有0.8mv压降的轨到轨输出完全可以适应于光模块通信。相比同行业的Maxim、ADI等公司的运算放大器来说,完全可以做到pin-pin兼容替换,同时又可以为光模块的BOM成本降低。
光模块框图包含发射端和接受端两部分,在发射端包括光信号发送电路、CDR时钟数据恢复电路、温控电路以及控制电路,采用输入均衡器、多速率CDR、EML(电吸收调制激光器)驱动器和APC集成的芯片驱动激光器实现电/光转换。而在接收端则是包括光接收电路、MCU控制电路,前端采用APD(雪崩光电二极管)将探测到的光信号转换成电信号,然后通过运放SGM8541XN5/TR进行放大整形后输出给MCU,MCU进行ADC采样。
在光接受端,为了满足光信号的能在达到0.1%可以被检测到,要求在运放倍数G=G+1.2情况下,运算放大器SGM8541XN5/TR会以5.3us时间内可以检测到0.1%的光信号。同时当运放增益超过设定值后,运算放大器SGM8541XN5/TR会在2.6us内完成自恢复功能。
由于接收端的电流信号在转换电压信号时候,是不允许引进其他干扰信号源,要求所设计的电路中的信噪比、纹波干扰能力要高,具有温度补偿功能。在f = 10kHz条件下,运算放大器SGM8541XN5/TR的电压噪声比为20nv/hz,同时运算放大器SGM8541XN5/TR内部自带有输入电压补偿系数为2.7uv/℃的功能,彻底解决光模块因长时间使用,信号被干扰漂移的技术问题。
目前,圣邦微的运算放大器SGM8541XN5/TR已经被部分光模块公司所采用,从实际测试波形来看,运算放大器SGM8541XN5/TR的输出完全可以接受前端APD的输出的电流信号,并且当电压波形较大时,运算放大器SGM8541XN5/TR的输出波形没有对其产生较大干扰。说明运算放大器SGM8541XN5/TR是可以使用在光模块通信产品中。