專利名稱：光接收機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種光接收機，具體地說，涉及一種具有前饋自 動增益控制電路的光接收機。
背景技術(shù)：
在基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)(EP0N)中，要求光接收機在輸入光 功率為-7dBm -ldBm的動態(tài)范圍(輸入光功率變化為6dB，經(jīng)光電轉(zhuǎn) 換后得到的電信號變化就是12 dB)內(nèi)，光接收機的輸出信號電平變 化不大于2 dB，因此要求光接收機具有足夠?qū)挼脑鲆婵刂品秶?br>
中國發(fā)明專利申請公開說明書CN1744473A中公開了一種前饋自 動增益控制的光接收機，它包括光電轉(zhuǎn)換器、射頻信號放大器(共有 二級)、射頻信號衰減器、光功率電平檢測電路和衰減電平發(fā)生器，光 電轉(zhuǎn)換器、第一級射頻信號放大器、射頻信號衰減器、第二級射頻信 號放大器依次電連接，光電轉(zhuǎn)換器與光功率電平檢測電路連接，衰減 電平發(fā)生器連接在光功率電平檢測電路與射頻信號衰減器之間。
光電轉(zhuǎn)換器將接收到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，該電信號依次經(jīng)第 一級射頻信號放大器放大、射頻信號衰減器衰減、第二級射頻信號放 大器放大后，從第二級射頻信號放大器的輸出端輸出；光功率電平檢 測電路和衰減電平發(fā)生器組成自動增益控制電路，光功率電平檢測電 路從光電轉(zhuǎn)換器處獲得入射光功率電平，然后由衰減電平發(fā)生器對入 射光功率電平進(jìn)行變換，得到與入射光功率電平成比例的控制電平， 用該控制電平驅(qū)動射頻信號衰減器，使射頻信號衰減器衰減，射頻信 號衰減器的衰減量隨控制電平的高低而作相應(yīng)變化，從而使光接收機 的增益作相應(yīng)調(diào)整，因而在不同的入射光功率下，光接收機的射頻輸 出信號電平能夠穩(wěn)定在所要求的范圍內(nèi)。
但上述光接收機還存在不足之處，射頻信號經(jīng)由第一級射頻信號
放大器、射頻信號衰減器、第二級射頻信號放大器進(jìn)行放大，其中射 頻信號衰減器的控制范圍不能太大，因此光接收機的增益控制范圍受 到限制。當(dāng)接收到的光功率較低時，第二級射頻信號放大器的輸入電 平過低，載噪比(C/N)變差；當(dāng)接收到的光功率較高時，第一級射頻 信號放大器的輸出信號會有較大的失真，因此很難兼顧載噪比好和失 真小兩方面的要求。
上述說明書(CN1744473A)還披露射頻信號放大器的級數(shù)和射頻 信號衰減器的級數(shù)可視整個電路的要求而定，即光接收機可以有三級 以上射頻信號放大器，在這種情況下，光電轉(zhuǎn)換器與第一級射頻信號 放大器電連接，相鄰兩級射頻信號放大器之間設(shè)有一個射頻信號衰減 器，光接收機的最終信號從最后一級射頻信號放大器的輸出端輸出， 自動增益控制電路(由光功率電平檢測電路和衰減電平發(fā)生器組成) 的輸出端直接連接各級電調(diào)衰減器的控制端，各級電調(diào)衰減器同時起 控。這種也很難兼顧載噪比好和失真小兩方面的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種增益控制范圍寬且輸 出信號載噪比好、失真小的光接收機。采用的技術(shù)方案如下
一種光接收機，包括光電轉(zhuǎn)換器、放大器組、電調(diào)衰減器組和自 動增益控制電路，自動增益控制電路的輸入端連接光電轉(zhuǎn)換器，自動 增益控制電路的輸出端連接各級電調(diào)衰減器的控制端，其特征是所
述自動增益控制電路的輸出端與第一級電調(diào)衰減器的控制端之間設(shè)有 延遲電路。
上述光電轉(zhuǎn)換器與第一級放大器電連接，相鄰兩級放大器之間設(shè) 有一個電調(diào)衰減器，光接收機的最終信號從最后一級放大器的輸出端 輸出。放大器組包含三級以上放大器，電調(diào)衰減器組相應(yīng)地包含有二 級以上電調(diào)衰減器。
在一實施例中，上述放大器組包括初級放大器、中間級放大器和 末級放大器，所述電調(diào)衰減器組包括第一級電調(diào)衰減器和第二級電調(diào) 衰減器，光電轉(zhuǎn)換器、初級放大器、第一級電調(diào)衰減器、中間級放大 器、第二級電調(diào)衰減器和末級放大器依次電連接，自動增益控制電路 的輸入端連接光電轉(zhuǎn)換器，自動增益控制電路的輸出端直接連接第二 級電調(diào)衰減器的控制端，自動增益控制電路的輸出端與第一級電調(diào)衰 減器的控制端之間設(shè)有延遲電路。
各級電調(diào)衰減器均由電壓驅(qū)動而產(chǎn)生衰減；自動增益控制電路由 光功率電平檢測電路和衰減電平發(fā)生器組成，光功率電平檢測電路從 光電轉(zhuǎn)換器處獲得入射光功率電平，然后由衰減電平發(fā)生器對入射光 功率電平進(jìn)行變換，得到與入射光功率電平成比例的控制電壓，用該 控制電壓驅(qū)動各級電調(diào)衰減器，使其衰減。應(yīng)當(dāng)使由衰減電平發(fā)生器 變換后得到的控制電壓與電調(diào)衰減器(特別是第二級及第二級以后的 電調(diào)衰減器)的率減規(guī)律盡可能一致。優(yōu)選各級電調(diào)衰減器均為衰減 量呈線性變化的電調(diào)衰減器，此時應(yīng)當(dāng)使衰減電平發(fā)生器變換后得到 的控制電壓與入射光功率之間的關(guān)系近似線性。
上述延遲電路是一降壓電路，自動增益控制電路的輸出端連接降 壓電路的輸入端，降壓電路的輸出端連接第一級電調(diào)衰減器，降壓電 路的輸出端輸出的電壓比其輸入端輸入的電壓低一定值。在一優(yōu)選實 施例中，延遲電路由一穩(wěn)壓二極管和一電阻串聯(lián)組成，穩(wěn)壓二極管的 正極連接電阻的一端，電阻的另一端接地；穩(wěn)壓二極管的負(fù)極為輸入 端，其正極為輸出端。自動增益控制電路產(chǎn)生的控制電壓經(jīng)穩(wěn)壓二極 管降壓后去控制第一級電調(diào)衰減器，在控制電壓沒超過穩(wěn)壓二極管的 擊穿電壓的情況下，延遲電路沒有電壓輸出，第一級電調(diào)衰減器的衰 減處于最小狀態(tài)；在這期間第二級及第二級以后的電調(diào)衰減器已經(jīng)起 控，其衰減量隨控制電壓的增大而增大。在控制電壓超過穩(wěn)壓二極管 的擊穿電壓的情況下，延遲電路才有電壓輸出，第一級電調(diào)衰減器才 開始起控，延遲電路的輸出電壓隨控制電壓的增大而增大，第一級電 調(diào)衰減器的衰減量隨延遲電路的輸出電壓的增大而增大；這時第二級 及第二級以后的電調(diào)衰減器己經(jīng)有了一定的衰減量，其衰減量比第一 級電調(diào)衰減器的衰減量大一定的值，第二級及第二級以后的電調(diào)衰減
器與第一級電調(diào)衰減器的衰減量之差即為延遲量。也就是說，第一級 電調(diào)衰減器比第二級及第二級以后的電調(diào)衰減器延遲起控，延遲量的 大小由穩(wěn)壓二極管的擊穿電壓決定。
本實用新型由于使用了延遲控制，位于第二級放大器輸入處的第 一級電調(diào)衰減器的起控點較第二級及第二級以后的電調(diào)衰減器的起控 點滯后，在接收光功率不是太大時，第一級放大器的輸出信號不衰減，
這樣保證了第二級放大器輸入信號的幅度，使載噪比(C/N)不受影響， 同時第二級放大器的輸出信號先衰減，使輸入第三級放大器的信號幅 度不太高，不會產(chǎn)生較大的失真；當(dāng)接收光功率較大時，第一級電調(diào) 衰減器開始衰減信號，使輸入第二級放大器的信號幅度不太高，確保 第二放大級不會產(chǎn)生較大的失真，同時輸入第二級放大器的信號幅度 又不過低，使載噪比不受影響，因此本實用新型能有效保證在輸入不 同光功率時，各級放大器的輸入電平較高，且不超過一定的限度，因 此能保證載噪比不受影響，而且信號不失真。本實用新型由于使用了 兩個以上電調(diào)衰減器，因此增益控制范圍寬；而且可使每個衰減器的 衰減量變化范圍不是很大，線性更好，控制更精確。
圖1是本實用新型一優(yōu)選實施例的電路原理框圖； 圖2是圖1中延遲電路的電路原理圖3是優(yōu)選實施例中采用的一種電調(diào)衰減器的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，這種光接收機包括光電轉(zhuǎn)換器1、初級放大器2、第 一級電調(diào)衰減器3、中間級放大器4、第二級電調(diào)衰減器5、末級放大 器6和自動增益控制電路7，光電轉(zhuǎn)換器l、初級放大器2、第一級電 調(diào)衰減器3、中間級放大器4、第二級電調(diào)衰減器5和末級放大器6 依次電連接，自動增益控制電路7的輸入端連接光電轉(zhuǎn)換器1，自動 增益控制電路7的輸出端經(jīng)延遲電路8連接第一級電調(diào)衰減器3的控 制端，自動增益控制電路7的輸出端直接連接第二級電調(diào)衰減器5的 控制端。
第一級電調(diào)衰減器3和第二級電調(diào)衰減器5均由電壓驅(qū)動而產(chǎn)生 衰減；自動增益控制電路7由光功率電平檢測電路和衰減電平發(fā)生器 組成，光功率電平檢測電路從光電轉(zhuǎn)換器處獲得入射光功率電平，然 后由衰減電平發(fā)生器對入射光功率電平進(jìn)行變換，得到與入射光功率 電平成比例的控制電壓，用該控制電壓驅(qū)動第一級電調(diào)衰減器3和第 二級電調(diào)衰減器5，使其衰減。第一級電調(diào)衰減器3和第二級電調(diào)衰 減器5均為衰減量呈線性變化的電調(diào)衰減器，此時應(yīng)當(dāng)使衰減電平發(fā) 生器變換后得到的控制電壓與入射光功率之間的關(guān)系呈線性。
光電轉(zhuǎn)換器1、各級放大器(初級放大器2、中間級放大器4和末 級放大器6)、電調(diào)衰減器(第一級電調(diào)衰減器3和第二級電調(diào)衰減器 5)和自動增益控制電路7均為現(xiàn)有技術(shù)中常用的，在此不作詳細(xì)描述。 本實施例中光電轉(zhuǎn)換器1采用PIN管(光電二極管)。圖3示出一種電 調(diào)衰減器，其中Vcl或Vc2為從電調(diào)衰減器的控制端輸入的控制電壓 (Vcl用于控制第一級電調(diào)衰減器3， Vc2用于控制第二級電調(diào)衰減器 5)， in為輸入端，out為輸出端；D1和D2均為PIN管；Vcl或Vc2 升高時電調(diào)衰減器的衰減量增大，第一級電調(diào)衰減器3和第二級電調(diào) 衰減器5均可采用這種電調(diào)衰減器。
延遲電路8是一降壓電路，自動增益控制電路7的輸出端連接降 壓電路的輸入端，降壓電路的輸出端連接第一級電調(diào)衰減器3，降壓 電路的輸出端輸出的電壓比其輸入端輸入的電壓低一定值。如圖2所 示，延遲電路8由穩(wěn)壓二極管D和電阻R串聯(lián)組成，穩(wěn)壓二極管D的 正極連接電阻R的一端，電阻R的另一端接地；穩(wěn)壓二極管D的負(fù)極 為輸入端(輸入電壓為Vc)，其正極為輸出端(輸出電壓為Vcl)，輸 出電壓為Vcl比輸入電壓Vc低，Vcl與Vc的差值為穩(wěn)壓二極管D的 反向擊穿電壓。自動增益控制電路7的輸出端直接連接第二級電調(diào)衰 減器5，因此用于控制第二級電調(diào)衰減器5的電壓Vc2等于延遲電路 8的輸入電壓Vc。
下面簡述一下本光接收機的工作原理
光電轉(zhuǎn)換器1接收到光功率后轉(zhuǎn)換成射頻電壓，經(jīng)初級放大器2 放大后進(jìn)入第一級電調(diào)衰減器3,進(jìn)行延遲增益控制后，送入中間級 放大器4，由中間級放大器4放大后，再進(jìn)入第二級電調(diào)衰減器5進(jìn) 行增益控制，然后送入末級放大器6，由末級放大器6輸出。
自動增益控制電路7產(chǎn)生的控制電壓Vc經(jīng)穩(wěn)壓二極管D降壓后去 控制第一級電調(diào)衰減器3,在控制電壓Vc沒超過穩(wěn)壓二極管D的擊穿 電壓的情況下，延遲電路8沒有電壓輸出(即Vcl為零)，第一級電調(diào) 衰減器3的衰減處于最小狀態(tài)；在這期間第二級電調(diào)衰減器5已經(jīng)起 控，其衰減量隨控制電壓Vc (即Vc2)的增大而增大。在控制電壓Vc 超過穩(wěn)壓二極管D的擊穿電壓的情況下，延遲電路8才有電壓Vcl輸 出，第一級電調(diào)衰減器3才開始起控，延遲電路8的輸出電壓Vcl隨 控制電壓Vc的增大而增大，第一級電調(diào)衰減器3的衰減量隨延遲電路 8的輸出電壓Vcl的增大而增大；這時第二級電調(diào)衰減器5已經(jīng)有了 一定的衰減量。也就是說，第一級電調(diào)衰減器3比第二級電調(diào)衰減器 5延遲起控，延遲量的大小由穩(wěn)壓二極管D的擊穿電壓決定。
權(quán)利要求1、一種光接收機，包括光電轉(zhuǎn)換器、放大器組、電調(diào)衰減器組和自動增益控制電路，自動增益控制電路的輸入端連接光電轉(zhuǎn)換器，自動增益控制電路的輸出端連接各級電調(diào)衰減器的控制端，其特征是所述自動增益控制電路的輸出端與第一級電調(diào)衰減器的控制端之間設(shè)有延遲電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光接收機，其特征是所述放大器組包 括初級放大器、中間級放大器和末級放大器，所述電調(diào)衰減器組包括 第一級電調(diào)衰減器和第二級電調(diào)衰減器，光電轉(zhuǎn)換器、初級放大器、 第一級電調(diào)衰減器、中間級放大器、第二級電調(diào)衰減器和末級放大器 依次電連接，自動增益控制電路的輸入端連接光電轉(zhuǎn)換器，自動增益 控制電路的輸出端直接連接第二級電調(diào)衰減器的控制端，自動增益控 制電路的輸出端與第一級電調(diào)衰減器的控制端之間設(shè)有延遲電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光接收機，其特征是所述延遲電 路是一降壓電路，自動增益控制電路的輸出端連接降壓電路的輸入端， 降壓電路的輸出端連接第一電調(diào)衰減器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光接收機，其特征是所述延遲電路由 一穩(wěn)壓二極管和一電阻串聯(lián)組成，穩(wěn)壓二極管的正極連接電阻的一端， 電阻的另一端接地；穩(wěn)壓二極管的負(fù)極為輸入端，其正極為輸出端。
專利摘要一種光接收機，包括光電轉(zhuǎn)換器、放大器組、電調(diào)衰減器組和自動增益控制電路，自動增益控制電路的輸入端連接光電轉(zhuǎn)換器，自動增益控制電路的輸出端連接各級電調(diào)衰減器的控制端，其特征是所述自動增益控制電路的輸出端與第一級電調(diào)衰減器的控制端之間設(shè)有延遲電路。本實用新型能有效保證在輸入不同光功率時，各級放大器的輸入電平較高，且不超過一定的限度，因此能保證載噪比不受影響，而且信號不失真。
文檔編號H04B10/06GK201063634SQ20072005088
公開日2008年5月21日 申請日期2007年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月28日
發(fā)明者湯小秋, 楠 鄭, 治 黃 申請人:汕頭高新區(qū)亞威科技有限公司