FTTH入戶型光接收機的制作方法

本實用新型涉及光接收機的技術領域，特別涉及一種FTTH入戶型光接收機。

背景技術：

在現有的FTTH入戶型的光接收機中，通常的自動增益控制電路是通過單片機和數控衰減器來實現的，其控制成本高；另一種是通過控制PIN二極管的增益來實現的，這種電路成本低廉，但插入損耗大，控制范圍小，控制精度低。

技術實現要素：

本實用新型的主要目的是提出一種插入損耗小、控制精度高且控制成本低的FTTH入戶型光接收機。

為實現上述目的，本實用新型提出的FTTH入戶型光接收機，FTTH入戶型光接收機，其包括：用于進行光電轉換并輸出相應的電信號以及檢測接收的光功率并輸出相應的檢測信號的光檢測單元，用于進行阻抗匹配的匹配網絡單元，將光檢測單元輸出的電信號進行放大的第一級低噪放大器，由PIN二極管組成且可改變PIN二極管的衰減量來穩定光檢測單元輸出的電信號的電平的可變衰減器。光檢測單元的電信號輸出端與匹配網絡單元的輸入端連接。匹配網絡單元的輸出端與第一級低噪放大器的輸入端連接，第一級低噪放大器的輸出端與可變衰減器的輸入端連接。

該光接收機還包括：根據光檢測單元輸出PWM信號的微處理器，將PWM 信號轉換為具有穩定電壓的控制信號來控制可變衰減器的衰減量的控制的低通濾波器，以及放大控制信號的電平的運放單元。微處理器的輸入端與光檢測單元的檢測信號輸出端相連。微處理器的PWM信號輸出端與低通濾波器的輸入端相連，低通濾波器的電壓信號輸出端與運放單元的輸入端相連，運放單元的輸出端與可變衰減器的受控端相連。

優選地，微處理器為STM8S003單片機。

優選地，光檢測單元包括：光電二極管PD，自耦式匹配變壓器T，電容(C1， C2)，以及電阻(R1，R2)。所述光電二極管PD的正向端與自耦式匹配變壓器 T的原繞組的第一端連通，其另一端與5V電源相連。自耦式匹配變壓器T的原繞組的第二端與電阻R1的第一端、電容C2的第一端、電阻R2的第一端連通。電阻R1的第二端與電容C2的第二端接地，電阻R2的第二端作為所述光檢測單元的檢測信號輸出端。電容C1的第一端作為所述光檢測單元的電信號輸出端，電容C1的第二端與自耦式匹配變壓器T的副繞組的輸出端連通。

優選地，可變衰減器包括：均由兩共陰極的二極管組成的第一三腳二極管與第二三腳二極管，電容(C3，C4，C5，C6，C7)，電阻(R3，R4，R5， R6，R7，R8)，以及電感L5。電容C3的第一端作為可變衰減器的輸入端，電容C3的第二端與第一三腳二極管的公共端相連，并通過電阻R3接地。電容C4 的第一端作為可變衰減器的輸出端，電容C4的第二端與第二三腳二極管的公共端相連，并通過電阻R4接地。電感L5的第一端作為可變衰減器的受控端，電感L5的第二端與第一三腳二極管的第一陽極端、第二三腳二極管的第一陽極端相連，并通過電容C5接地。第一三腳二極管的第二陽極端接電阻R5，該電阻R5的另一端通過電阻R7與直流電源Ve連接，并通過電容C6接地。第二三腳二極管的第二陽極端接電阻R6，該電阻R6的另一端通過電阻R8與直流電源 Ve連接，并通過電容C7接地。

優選地，可變衰減器還包括電感(L3，L4)。電感L3的一端與電阻R3相連，其另一端與電容C3、第一三腳二極管的公共端相連。電感L4的一端與電阻R4相連，其另一端與電容C4、第二三腳二極管的公共端相連。

優選地，光接收機還包括：用于放大可變衰減器恒定的電信號的電平的第二級放大器，以及用于保護輸出網絡的輸出網絡保護單元。第二級放大器的輸入端與可變衰減器的輸出端連接，第二級放大器的輸出端與輸出網絡保護單元的輸入端連接。

相比現有技術，本實用新型采用PIN二極管模擬可變衰減器來替代數控衰減器，并通過微處理器輸出的PWM信號來控制可變衰減器的衰減量，其控制成本低，控制范圍大，且可以保證控制精度。此外，根據光電二極管接收的光功率與其轉換后的電信號的對應關系，還可通過軟件來調整控制可變衰減器的控制范圍，從而適應不同地區的使用需求。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型第一實施例的結構框圖；

圖2為本實用新型第二實施例的結構框圖；

圖3為光檢測模塊的電路結構示意圖；

圖4為可變衰減器的電路結構示意圖；

本實用新型目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

本實用新型提出一種FTTH入戶型光接收機。

參照圖1，圖1為本實用新型第一實施例的結構框圖。

如圖1所示，在本實用新型實施例中，該FTTH入戶型光接收機包括：光檢測單元1，匹配網絡單元2，第一級低噪放大器A1，可變衰減器3，微處理器 41，低通濾波器42以及運放單元43。其中，光檢測單元1的電信號輸出端與匹配網絡單元2的輸入端相連，匹配網絡單元2的輸出端與第一級低噪放大器A1 的輸入端相連，第一級低噪放大器A1的輸出端與可變衰減器3的輸入端相連。微處理器41的輸入端與光檢測單元1的檢測信號輸出端相連。微處理器41的 PWM信號輸出端與低通濾波器42的輸入端相連，低通濾波器42的電壓信號輸出端與運放單元43的輸入端相連，運放單元43的輸出端與可變衰減器3的受控端相連。

光檢測單元1用于進行光電轉換并輸出相應的電信號以及檢測接收的光功率并輸出相應的檢測信號。具體地，如圖3所示，光檢測單元1包括：光電二極管PD，自耦式匹配變壓器T，電容(C1，C2)，以及電阻(R1，R2)。所述光電二極管PD的正向端與自耦式匹配變壓器T的原繞組的第一端連通，其另一端與5V電源相連。自耦式匹配變壓器T的原繞組的第二端與電阻R1的第一端、電容C2的第一端、電阻R2的第一端連通。電阻R1的第二端與電容C2的第二端接地，電阻R2的第二端作為所述光檢測單元的檢測信號輸出端。電容C1 的第一端作為所述光檢測單元的電信號輸出端，電容C1的第二端與自耦式匹配變壓器T的副繞組的輸出端連通。在本實施例中，光電二極管PD的反向端還通過匹配電感L1接+5V電壓，其正向端通過匹配電感L2與自耦式匹配變壓器T 的原繞組的第一端連通，匹配電感L1、匹配電感L2起阻抗匹配的作用，以提高信號的輸出功率。

匹配網絡單元2用于將光檢測單元1與第一級低噪放大器A1進行阻抗匹配，以保證電信號的信噪比在后續的電路中不被劣化。第一級低噪放大器A1 用于放大光檢測單元1輸出的電信號。

可變衰減器3由若干PIN二極管組成，其可通過改變PIN二極管的衰減量來穩定光檢測單元1輸出的電信號的電平。具體地，如圖4所示，可變衰減器3包括：均由兩共陰極的PIN二極管組成的第一三腳二極管31與第二三腳二極管 32，電容(C3，C4，C5，C6，C7)，電阻(R3，R4，R5，R6，R7，R8)，以及電感L5。電容C3的第一端作為可變衰減器3的輸入端，其第二端與第一三腳二極管31的公共端相連，并通過電阻R3接地。電容C4的第一端作為可變衰減器3的輸出端，其第二端與第二三腳二極管32的公共端相連，并通過電阻R4 接地。電感L5用于隔離高頻，其第一端作為可變衰減器3的受控端，其第二端與第一三腳二極管31的第一陽極端、第二三腳二極管32的第一陽極端相連，并通過電容C5接地。第一三腳二極管31的第二陽極端接電阻R5，該電阻R5的另一端通過電阻R7與直流電源Ve連接，并通過電容C6接地。第二三腳二極管 32的第二陽極端接電阻R6，該電阻R6的另一端通過電阻R8與直流電源Ve連接，并通過電容C7接地。在本實施例中，直流電源Ve為+2.5V的直流電源。

在本實施例中，串聯的第一三腳二極管31與第二三腳二極管32具有180度的相位差，可180度反相工作，抵消偶次失真；四個PIN二級管構成的π型壓控衰減器可提高衰減的最大值，從而擴大控制范圍；整個衰減器網絡是對稱的，偏置電路更簡單；電阻R7、電阻R8作為第一三腳二極管31與第二三腳二極管3匹配電阻，用于提供正確的偏置和分流，使得衰減器網絡獲得良好的阻抗匹配。電阻R5與電阻R6用于提高阻抗匹配特性。本實用新型的可變衰減器3 可以實現良好的阻抗匹配和平坦的衰減，其動態范圍寬、控制精度高。進一步地，為減少第二三腳二極管32與第二三腳二極管32的插入損耗。可變衰減器3還包括電感(L3，L4)。電感L3的一端與電阻R3相連，其另一端與電容C3、第一三腳二極管31的公共端相連。電感L4的一端與電阻R4相連，其另一端與電容C4、第二三腳二極管32的公共端相連。

微處理器41可根據光檢測單元1接受的光功率，使用普通GPIO口輸出相應的PWM信號，低通濾波器42可將該PWM信號進行多級RC阻容濾波轉換為穩定的直流電壓Vp，運放單元43會將該直流電壓Vp放大為控制電壓Vc(即控制信號)，最后輸出到可變衰減器3，控制可變衰減器的衰減。通過微處理器41 將光檢測單元接受的光功率對應輸出PWM信號，再通過該PWM信號來實現對可變衰減器的控制，可有效降低控制成本。進一步地，微處理器41采用低成本的STM8S003單片機，進一步降低控制成本。

本實用新型的技術方案是由光檢測單元1的光電二極管PD接受光信號，光檢測單元1將光信號轉換為電信號，并檢測光功率。電信號通過匹配網絡單元 2與第一級低噪放大器A1輸出到可變衰減器3。光檢測單元1檢測到接受的光功率將會輸出OPT電壓(即檢測信號)，并將該OPT電壓輸出到微處理器41。微處理器41根據該OPT電壓的變化輸出PWM信號，該PWM信號通過低通濾波器 42濾波為穩定的直流電壓Vp，并由運放單元43放大為控制電壓Vc(即控制信號)，通過控制電壓Vc來控制第一三腳二極管31與第二三腳二極管32的衰減量，使得輸出的電信號的電平保持穩定。當光檢測單元1接受的光功率變大時，微處理器41輸出的PWM信號占空比變小，使得控制電壓變小，從而控制可變衰減器33增大衰減量，以抵消電信號的增大的信號電平；當光檢測單元1接受的光功率變小時，微處理器41輸出的PWM信號的占空比變大，使得控制電壓變大，從而控制可變衰減器3減小衰減量，以彌補電信號的減小的信號電平。這樣，在較大的光電二極管PD接收的光功率的范圍內，便可使得電信號的的電平保持穩定。

相比現有技術，本實用新型采用PIN二極管模擬可變衰減器3來替代數控衰減器，并通過微處理器41輸出的PWM信號來控制可變衰減器3的衰減量，其插入損耗小，控制成本低，控制范圍大，且可以保證控制精度。此外，根據光電二極管接收的光功率與其轉換后的電信號的對應關系，還可通過軟件可調整控制可變衰減器3的控制范圍，從而適應不同地區的使用需求。

參照圖2，圖2為本實用新型的第二實施例的結構框圖。

如圖2所示，在第二實施例中，該光接收機還包括：第二級放大器A2與輸出網絡保護單元5。第二級放大器A2的輸入端與可變衰減器3的輸出端相接，用于放大可變衰減器3輸出的電信號的電平，以保證光接收機在光功率較低的情況下仍可以輸出高電平的電信號。第二級放大器A2的輸出端與輸出網絡保護單元5的出入端連接，用于保護第二級放大器5的輸出端，保護整個光接收機的輸出網絡，提高光接收機的使用壽命。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是在本實用新型的發明構思下，利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的技術領域均包括在本實用新型的專利保護范圍內。