引用本文：
王振亚，郭建中，曹聪，等. 大面积APD接收电路设计与实现[J]. 光通信技术，2021，45（9）：24-27.
王振亚1,3，郭建中1,3*，曹 聪1,3，沈天浩2,3，崔玉合3，艾 勇3,孔德进1
（1.武汉纺织大学 电子与电气工程学院，武汉 430200；2.湖北师范大学 物理与电子科学学院，武汉 435000； 3.武汉六博光电技术有限责任公司，武汉 430072）
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要：针对光电探测器检测微弱光信号时输出信号幅度小且易失真的问题，设计了可见光波段的大面积雪崩光电二极管（APD）接收电路。该电路包括大面积的APD探测器、跨阻放大器（TIA）和后续微弱信号处理电路。实验结果表明：设计的大面积APD接收电路可以实现60 Mb/s的可见光信息采集，灵敏度低至-35 dBm；微弱信号处理电路具有较好的跟随和整形恢复能力。
关键词：光通信；雪崩光电二极管；跨阻放大；限幅放大器；光功率
中图分类号：TN929 文献标志码：A 文章编号：1002-5561（2021）09-0024-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2021.09.006
0 引言
近年来，随着物联网5G技术的推进，大数据和人工智能技术的迅速发展，用户数量的高速增长对通信的速率与时延提出了更高的要求。可见光通信技术无需频谱认证，同时具有传输速率高、延时低、能耗低、保密性强和尺寸小等优势[1]，在解决传统通信"最后一公里"问题时展现了巨大的潜力，已成为无线信息传输领域的研究热点[2]。雪崩光电二极管（APD）[3~5]是光通信接收的常用器件，但APD在应用于光纤通信时感光面积小、灵敏度不高且器件中心波长远离可见光波段。本文针对大面积APD高灵敏度低噪声的信号提取、跨阻放大电路设计以及后续微弱电压信号处理展开讨论，提出一种可见光波段大面积感光低噪声的通信接收设计方案。
4 结束语
光通信大面积APD接收电路设计包括大面积APD、TIA、高增益高宽带放大器、单端转差分电路、限幅放大及电平转换电路，大面积APD接收电路可以实现60 Mb/s的可见光信息采集，灵敏度低至-35 dBm，与常用的APD相比，该设计感光面积大、灵敏度高且中心波长为600 nm更利于可见光采集，满足可见光通信及水下蓝绿光通信等技术的需求。本文设计的微弱信号处理电路可实现5 kHz~60 MHz的电平信号处理，输出易于处理的LVTTL电平。该电路具有较好的跟随和整形恢复能力，可用于实际光通信采集的后续处理，提升通信系统距离和通信稳定性，具有良好的应用前景。