TO46探测器
阅读：935发布：2020-05-11
专利汇可以提供TO46探测器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种TO46探测器，包括管座，管座的顶面上设有 雪 崩 二极管 、 跨阻 放大器 、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容以及二极管匹配 电阻 ， 雪崩二极管 的正极与 跨阻放大器 的输入端电连接，雪崩二极管的负极与管座的VAPD输入端电连接，跨阻放大器的接地端与管座的VCC输入端电连接，第一电容和第三电容为低容值打线电容，第二电容和第四电容为高容值打线电容。本实用新型在雪崩二极管的负极与管座的VAPD输入端之间以及在跨阻放大器的接地端与管座的VCC输入端之间采用了高、低容值的两个电容来连接，通过第一电容和第三电容滤除高 频率 的杂波 信号 ，通过第二电容和第四电容滤除低频率的杂波信号，从而解决了TO46探测器的抗杂波干扰能 力 弱的技术问题。，下面是TO46探测器专利的具体信息内容。
1.TO46探测器，包括管座和管帽，所述管帽封盖于所述管座的顶部，并与所述管座围合形成有密封腔，其特征在于，所述管座的顶面上设有雪崩二极管、跨阻放大器、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容以及二极管匹配电阻，所述雪崩二极管的正极与所述跨阻放大器的输入端电连接，所述雪崩二极管的负极通过所述二极管匹配电阻、所述第一电容和所述第二电容与所述管座的VAPD输入端电连接，所述跨阻放大器的输出端与所述管座的OUTN输出端和OUTP输出端电连接，所述跨阻放大器的接地端通过所述第三电容和所述第四电容与所述管座的VCC输入端电连接，所述第一电容和所述第三电容为低容值打线电容，所述第二电容和所述第四电容为高容值打线电容。
3.如权利要求2所述的TO46探测器，其特征在于，所述阻容设于所述管座顶面的中部，所述雪崩二极管贴装于所述阻容的顶面上。
4.如权利要求1所述的TO46探测器，其特征在于，所述第一电容的击穿电压为100伏，所述第二电容的击穿电压为63伏，所述第三电容的击穿电压为63伏，所述第四电容的击穿电压为10伏，在1KHz、1Vrms条件下，所述第一电容的电容值为100皮法，所述第二电容的电容值为1纳法，所述第三电容的电容值为220皮法，所述第四电容的电容值为10纳法；所述二极管匹配电阻的阻值为50欧。
5.如权利要求1所述的TO46探测器，其特征在于，所述雪崩二极管的正极与所述跨阻放大器的输入端之间、所述雪崩二极管的负极与所述管座的VAPD输入端之间、所述跨阻放大器的输出端与所述管座的OUTN输出端和OUTP输出端之间、所述跨阻放大器的接地端与所述管座的VCC输入端之间分别通过0.25微米的金丝连接。
6.如权利要求1至5任一项所述的TO46探测器，其特征在于，所述管帽的中央镶嵌有球面透镜，所述球面透镜的光轴经过所述雪崩二极管的光敏面中心。
7.如权利要求6所述的TO46探测器，其特征在于，所述管帽与所述管座同轴，所述管帽的轴线不经过所述雪崩二极管的光敏面中心。
8.如权利要求7所述的TO46探测器，其特征在于，所述雪崩二极管的光敏面中心朝远离所述跨阻放大器的一侧偏离所述管帽的轴线60微米。
技术领域
背景技术
TO46探测器是高速APD-TIA光电组件中的一种，被广泛应用于光通信行业，如：无源光网络、光同步数字传输网、以太网、光纤传输通道以及其它长途传输系统中，其传输速率可以达到10Gb/s。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种TO46探测器，包括但不限于解决TO46探测器的抗杂波干扰能力弱的技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种TO46探测器，包括管座和管帽，所述管帽封盖于所述管座的顶部，并与所述管座围合形成有密封腔，所述管座的顶面上设有雪崩二极管、跨阻放大器、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容以及二极管匹配电阻，所述雪崩二极管的正极与所述跨阻放大器的输入端电连接，所述雪崩二极管的负极通过所述二极管匹配电阻、所述第一电容和所述第二电容与所述管座的VAPD输入端电连接，所述跨阻放大器的输出端与所述管座的OUTN输出端和OUTP输出端电连接，所述跨阻放大器的接地端通过所述第三电容和所述第四电容与所述管座的VCC输入端电连接，所述第一电容和所述第三电容为低容值打线电容，所述第二电容和所述第四电容为高容值打线电容。
进一步地，所述第一电容与所述二极管匹配电阻组合成阻容。
进一步地，所述阻容设于所述管座顶面的中部，所述雪崩二极管贴装于所述阻容的顶面上。
可选地，所述第一电容的击穿电压为100伏，所述第二电容的击穿电压为63伏，所述第三电容的击穿电压为63伏，所述第四电容的击穿电压为10伏，在1KHz、1Vrms条件下，所述第一电容的电容值为100皮法，所述第二电容的电容值为1纳法，所述第三电容的电容值为220皮法，所述第四电容的电容值为10纳法；所述二极管匹配电阻的阻值为50欧。
可选地，所述雪崩二极管的正极与所述跨阻放大器的输入端之间、所述雪崩二极管的负极与所述管座的VAPD输入端之间、所述跨阻放大器的输出端与所述管座的OUTN输出端和OUTP输出端之间、所述跨阻放大器的接地端与所述管座的VCC输入端之间分别通过0.25微米金丝连接。
进一步地，所述管帽的中央镶嵌有球面透镜，所述球面透镜的光轴经过所述雪崩二极管的光敏面中心。
进一步地，所述管帽与所述管座同轴，所述管帽的轴线不经过所述雪崩二极管的光敏面中心。
可选地，所述雪崩二极管的光敏面中心朝远离所述跨阻放大器的一侧偏离所述管帽的轴线60微米。
本实用新型提供的TO46探测器的有益效果在于：在雪崩二极管的负极与管座的VAPD输入端之间以及在跨阻放大器的接地端与管座的VCC输入端之间采用了高、低容值的两个电容来连接，通过第一电容和第三电容滤除高频率的杂波信号，通过第二电容和第四电容滤除低频率的杂波信号，从而有效地解决了TO46探测器的抗杂波干扰能力弱的技术问题，提高了TO46探测器的抗杂波干扰能力，确保了在10Gbps的速率下实现80公里光纤信号传输。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图2为本发明实施例提供的TO46探测器中管座的立体示意图；
图3为本发明实施例提供的TO46探测器中管座的俯视示意图；
图4为本发明实施例提供的TO46探测器使用过程中的光路示意图。
其中，图中各附图标记：
1—TO46探测器、2—光纤、11—管座、12—管帽、13—雪崩二极管、14—跨阻放大器、15—阻容、16—第二电容、17—第三电容、18—第四电容、100—密封腔、111—VAPD输入端、112—VCC输入端、113—OUTN输出端、114—OUTP输出端、115—PIN脚、120—球面透镜、130—光敏面。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
需说明的是：当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。当一个部件被称为与另一个部件“电连接”，它可以是导体电连接，或者是无线电连接，还可以是其它各种能够传输电信号的连接方式。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。术语“第一”、“第二”等仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。术语“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
现对本实用新型提供的TO46探测器进行说明。
请参阅图1至图2，该TO46探测器1包括管座11和管帽12，管帽12封盖在管座11的顶部，并且管帽12与管座11围合形成有密封腔100，即管座11的顶面容置在密封腔100内，在管座11的顶面上设置有雪崩二极管(APD)13、跨阻放大器(TIA)14、第一电容、第二电容16、第三电容17、第四电容18以及二极管匹配电阻，其中，雪崩二极管13的正极与跨阻放大器14的输入端电连接，雪崩二极管13的负极通过二极管匹配电阻、第一电容和第二电容16与管座的VAPD输入端111电连接，跨阻放大器14的输出端与管座的OUTN输出端113和OUTP输出端114电连接，跨阻放大器14的接地端通过第三电容17和第四电容18与管座的VCC输入端112电连接，此处，第一电容和第三电容17为低容值打线电容，第二电容16和第四电容18为高容值打线电容。可以理解的是，管座11的VAPD输入端111、VCC输入端112、OUTN输出端113和OUTP输出端114分别与穿设在管座11的四个PIN脚电连接，电流和电压信号通过PIN脚传输。
TO46探测器1的工作原理：先给VCC输入端112加3.3伏的工作电压使跨阻放大器14工作，在此过程中第三电容17和第四电容18分别滤除低频率和高频率的杂波信号，接着给VAPD输入端111加-3伏的雪崩电压，该反向偏压使雪崩二极管13工作，在此过程中第一电容和第二电容16分别滤除低频率和高频率的杂波信号；当雪崩二极管13收到光信号时，雪崩二极管13将该光信号转化成信号电流，接着该信号电流经过跨阻放大器14放大后，差分成电压信号，并且通过OUTN输出端113和OUTP输出端114输出，进而实现光信号到电压信号的转换。可以理解的是，低容值电容可以滤除高频率的杂波信号，高容置电容可以滤除低频率的杂波信号。
本实用新型提供的TO46探测器1，在雪崩二极管13的负极与管座的VAPD输入端111之间以及在跨阻放大器14的接地端与管座的VCC输入端112之间采用了高、低容值的两个电容来连接，通过第一电容和第三电容17滤除高频率的杂波信号，通过第二电容16和第四电容18滤除低频率的杂波信号，从而有效地解决了TO46探测器的抗杂波干扰能力弱的技术问题，提高了TO46探测器1的抗杂波干扰能力，确保了在10Gbps的速率下实现80公里光纤信号传输。
进一步地，请参阅图1至图3，作为本实用新型提供的TO46探测器的一种具体实施方式，第一电容与二极管匹配电阻组合成阻容15，即第一电容与二极管匹配电阻可以集成单一部件。这样大大地减小了第一电容与二极管匹配电阻的占用空间，有利于雪崩二极管13、跨阻放大器14、第二电容16、第三电容17、第四电容18等部件的排布。
进一步地，请参阅图2和图3，作为本实用新型提供的TO46探测器的一种具体实施方式，阻容15设置在管座11的顶面的中部，雪崩二极管13贴装在阻容15的顶面上。具体地，阻容15通过导电银胶固定在管座11的顶面的中部，并且阻容15所占的面积大于雪崩二极管13所占的面积，这样雪崩二极管13和阻容15两个部件只需占用阻容15一个部件的面积即可完成安装，节省了雪崩二极管13的占用空间。
可选地，请参阅图1至图3，作为本实用新型提供的TO46探测器的一种具体实施方式，第一电容的击穿电压为100伏，第二电容16的击穿电压为63伏，第三电容17的击穿电压为63伏，第四电容18的击穿电压为10伏，在1KHz、1Vrms条件下，第一电容的电容值为100皮法，第二电容16的电容值为1纳法，第三电容17的电容值为220皮法，第四电容18的电容值为10纳法；同时，二极管匹配电阻的阻值为50欧。这样可以确保输入雪崩二极管13和跨阻放大器14的电压中高频率杂波和低频率杂波被有效地滤除。
可选地，作为本实用新型提供的TO46探测器的一种具体实施方式，雪崩二极管13的正极与跨阻放大器14的输入端之间、雪崩二极管13的负极与管座的VAPD输入端111之间、跨阻放大器14的输出端与管座的OUTN输出端113和OUTP输出端114之间、跨阻放大器14的接地端与管座的VCC输入端112之间分别通过0.25微米的金丝连接，即以0.25微米的金丝作为引线。具体地，雪崩二极管13的负极通过0.25微米的金丝依序与阻容15、第二电容16和管座的VAPD输入端111连接，跨阻放大器14的接地端通过0.25微米的金丝依序与第三电容17、第四电容18和管座的VCC输入端112连接，并且0.25微米的金丝的走线轨迹呈弧形。这样可以有效地降低引线的寄生电阻和电感，提高了TO46探测器1的灵敏度。当然，根据具体情况和需求，在本实用新型的其它实施方式中，雪崩二极管13的负极可以依序与第二电容16、阻容15和管座的VAPD输入端111连接，跨阻放大器14的接地端可以依序与第四电容18、第三电容17和管座的VCC输入端112连接，连接顺序此处不作唯一限定。
进一步地，请参阅图1和图4，作为本实用新型提供的TO46探测器的一种具体实施方式，在管帽12的中央镶嵌有球面透镜120，球面透镜120的光轴经过雪崩二极管13的光敏面130的中心，这样从光纤2输出的光经过球面透镜120折射后，绝大部分照射到雪崩二极管的光敏面130上，从而确保了光耦合的效率；并且由于符合使用标准的非球面透镜进口成本较高，采用球面透镜120可以大大地降低TO46探测器1的生产成本。此处，管帽12与管座11同轴，管帽12的轴线不经过雪崩二极管13的光敏面130的中心，即雪崩二极管13的光敏面130的中心不在管座11的中央，这样为了使雪崩二极管13的光敏面130的中心在球面透镜130的光轴上，在适配器耦合时，需要使适配器也偏离管帽12的轴线，即需要调整光纤2的光接口的位置，使得光纤2的出光面中心、球面透镜130与雪崩二极管13的光敏面130的中心在同一直线上，从而在确保光耦合效率的前提下，可以避免被雪崩二极管的光敏面130反射后的光射回光纤2造成对光路的干扰，降低了回损。
可选地，作为本实用新型提供的TO46探测器的一种具体实施方式，雪崩二极管13的光敏面130的中心朝远离跨阻放大器14的一侧偏离管帽12的轴线60微米，即雪崩二极管13的贴片位置相对管座11的外圆朝跨阻放大器14相反的方向偏移60毫米，从而起到防回损的效果。
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