CN102387355A

CN102387355A - 有线电视网络光接收机的单片机控制光自动增益控制电路

Info

Publication number: CN102387355A
Application number: CN2011103286280A
Authority: CN
Inventors: 储志风; 范金良; 陈鑫; 王晓吉
Original assignee: CHANGSHU GAOSHIDA OPTOELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Suzhou gaoshida information Polytron Technologies Inc
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2031-10-26
Also published as: CN102387355B

Abstract

一种有线电视网络光接收机的单片机控制光自动增益控制电路，属于有线电视技术领域。包括光检测器 D1 、电感 L1L5 、电容 C1C15 、发光二极管 D2 、电阻 R1R19 、放大管 U1 、 U2 、信号耦合器 Z1 、芯片 Q1 、 U3-U4 、控制单元 U5 和插座 JP1 、 JP2 ，其中 U1 、 U2 为 F226 放大管， U3 为 PIC16F887-04 单片机芯片， U4 为 PE4304 射频数字衰减器芯片， U5 为 GSD-008 显示控制单元， Q1 为 1541 电压基准芯片。优点：能超低功率接收，输出电平恒定不变，准确的光功率指示，成本低并安全可靠性高。

Description

有线电视网络光接收机的单片机控制光自动增益控制电路

技术领域

本发明涉及一种应用于有线电视网络光接收机的单片机控制光自动增益控制（AGC Automatic Gain Control）电路，属于有线电视技术领域，尤其是混合光纤同轴电缆网双向网络改造的一种基于有线电视光传输设备。

背景技术

至2009年底，全国有线广播电视用户达1.74亿户。2010年1月13日，温家宝总理在主持召开的国务院常务会议上正式提出加快推进中国电信网、广播电视网和互联网三网融合，并明确了三网融合的时间表。2010年6月6日，我国通过了三网融合试点方案，并于7月1日确定了12个试点城市和地区。三网融合实现后，广播电视网不仅可以提供电视节目，还可以提供互联网和语音通信业务。对于互联网和电信网络而言，也可以更好地发展网络电视、手机电视等业务，分享广播电视网丰富的节目资源。国家广电总局要求HFC双向网络改造一个是基础传输网络改造，其中有基本实现光纤到楼，逐步实现光纤到户。随着HFC网络的不断升级和改造,光纤网络以低廉的价格、更广的覆盖范围、更快的传输速度以及更小的故障率,迅速取代同轴电缆。这样在HFC网络中光发射机和光接收机就成为网络中的关键设备,在这里我就根据新一代广电网络的发展开发一款超低光功率接收有线电视网络光接收机的光自动增益控制电路。

发明内容

本发明的目的是要提供一种有线电视网络光接收机的单片机控制光自动增益控制电路，它能超低功率接收，输出电平恒定不变，准确的光功率指示，成本低并安全可靠性高。

本发明的目的是这样来达到的，一种有线电视网络光接收机的单片机控制光自动增益控制电路，包括光检测器D1、电感L1L5、电容C1C15、发光二极管D2、电阻R1R19、放大管U1、U2、信号耦合器Z1、芯片Q1、U3-U4、控制单元U5和插座JP1、JP2，其中U1、U2为F226放大管， U3为PIC16F887-04单片机芯片，U4为PE4304射频数字衰减器芯片，U5为GSD-008显示控制单元，Q1为MCP1541电压基准芯片，光检测器D1的负极接电感L1的一端，光检测器D1的接地脚接地，电感L1的另一端接信号耦合器Z1输入端，信号耦合器Z1输出端接电阻R3和电容C8的一端，电容C8的另一端接地，电阻R3的另一端接电阻R2、R16和电容C7的一端，电阻R16、电容C7的另一端接地，电阻R2的另一端接直流电压+24V，耦合器Z1中心抽头接电容C1的一端，电容C1的另一端接放大管U1的1脚，放大管U1的2脚接地，放大管U1的3脚接电感L4、电容C2的一端，电感L4的另一端接电容C9、电阻R4的一端，电容C9的另一端接地，电阻R4的另一端、电容C10的一端接直流电压+8V，电容C10的另一端接地，电容C2的另一端接电感L3的一端，电感L3的另一端接芯片U4的2脚，光检测器D1正极接电感L2的一端，电感L2的另一端接电阻R1、R15、电容C5的一端，电阻R15、电容C5的另一端接地，电阻R1的另一端接电容C6的一端、芯片U3的21脚，电容C6的另一端接地，芯片U3的3、12、13、19、20、23-27、30、31、33-37、42、43脚悬空，芯片U3的8、9、10、11、14、15脚分别接控制单元U5的2、3、4、9、7、8脚，芯片U3的16脚接插座JP1的1脚，芯片U3的17脚接插座JP1的2脚，插座JP1的3脚接直流电压+5V，插座JP1的4脚接地，插座JP1的5脚接芯片U3的18脚、电阻R6的一端，电阻R6的另一端、电容C14一端、芯片Q1的Vin脚接直流电压+5V，芯片Q1的Vss脚、电容C14的另一端接地，芯片Q1的Vout脚接电容C13的一端、芯片U3的22脚，电容C13的另一端接地，芯片U3的6、29脚接地，芯片U3的7、28脚接直流电压+5V，芯片U3的1脚接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接插座JP2的2脚，插座JP2的1脚接直流电压+5V，芯片U3的44脚接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接插座JP2的3脚，插座JP2的4脚接地，芯片U3的32脚接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接发光二级管D2正极，发光二级管D2负极接地，芯片U3的38、39、40、41脚分别接控制单元U5的10、11、12、1脚，控制单元U5的5脚接直流电压+5V，控制单元U5的6脚接地，芯片U3的2脚接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接电阻R19的一端、芯片U4的5脚，芯片U3的4脚接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接电阻R18的一端、芯片U4的3脚，芯片U3的5脚接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接电阻R17的一端、芯片U4的4脚，电阻R17、R18、R19的另一端接地，芯片U4的13脚接电阻R13的一端，芯片U4的6、9脚、电阻R13的另一端电容C15的一端接直流电压+3V，电容C15的另一端接地，芯片U4的0、7、8、10、11、12、18脚接地，芯片U4的1、15-17、19、20脚接直流电压+3V，芯片U4的14脚接电容C3的一端，电容C3的另一端接放大管U2的1脚，放大管U2的2脚接地，放大管U2的3脚接电感L5、电容C4的一端，电感L5的另一端接电容C11、电阻R5的一端，电阻R5的另一端、电容C12的一端接直流电压+8V，电容C11、C12的另一端接地，电容C4的另一端输出射频信号到前级放大电路。

本发明使用了高灵敏度光检测器，当输入光功率在-5dBm时，可保证用户电视信号正常。输入光检测器光功率在-8～+2dBm时，保持输出电平恒定不变，在进行网络设计时，按照网络输出电平要求，可在基本不考虑光功率的前提下进行网络改造。采用了精确光功率数码指示电路，显示准确的光功率指示功能电路起到了光功率计的作用，可直接读出当前接收光功率，对于系统维护具有重要的意义，尤其是对于没有光功率计的用户，有光功率指示意义非同一般。充分利用现有网络，将光纤向用户端延伸，无源光网络对信号传输协议、信号调制格式完全透明，网络可以按照用户量的增长进行扩展，今后用户确实需要更高的质量要求，可直接把光纤延伸至用户，实现真正的光纤入户。网络采用光纤，网络结构非常简单，在前端和用户之间大幅减少了有源电子器材，如光站和放大器，不需野外供电，AC供电备份，据运营商统计RF PON网络比HFC网络能降低90%的维护量。设备及光纤数量大大减少，网络架构简单明了，网络实现无源传输。

附图说明

图1为本发明的原理图。

具体实施方式

参见图：单片机控制光自动增益控制电路是在一定的光接收功率范围内（-8～+2dBm），把光接收机输出的电信号通过插座JP2输入单片机，单片机通过程序转换为相应的电压一路输出到显示控制单元，另一路输出到射频数字衰减器芯片，由放大管U2放大输出一个恒定不变的电信号。+24V直流电压经过电阻R2、电容C7、电阻R16、R3、电容C8、信号耦合器Z1、电感L1输入光检测器D1负极，光检测器D1工作，由光检测器D1负极输出电信号经过电感L1、信号耦合器Z1、电容C1输入放大管U1的1脚，+8V直流电压经过电容C10、电阻R4、电容C9、电感L4输入到放大管U1的3脚，放大管U1工作，放大管U1的3脚放大的电信号经过电容C2、电感L3输入芯片U4的2脚。光检测器D1正极输出电压经过电感L2、电阻R15、R1、电容C5、C6输入U3的21脚。芯片Q1、U3、U4、控制单元U5、插座JP1、JP2、发光二级管D2、电阻R6-R12、R17-R19、电容C13-15组成光AGC控制电路。芯片U4的14脚输出信号经过电容C3输入放大管U2，+8V直流电压经过电容C12、电阻R5、电容C11、电感L5输入到放大管U2的3脚，放大管U2工作，放大管U3的3脚输出放大的电信号经过电容C4到前级放大电路，在一定的接收光功率范围内保证光AGC电路输出恒定不变的电信号。其中U1、U2为低噪声放大管F226，Z1为信号耦合线圈， D1为光检测器，D2为发光二极管，L1～L3为信号平坦度调整空心电感，L4、L5为高频滤波直流过流电感，C1-C4为高频隔直电容，C5～C15为高频滤波电容，R1-R14为限流电阻， R15-R19为压降电阻, JP1为数据调试接口，JP2为数据串口，Q1为MCP1541电压基准芯片， U3为PIC16F887-04单片机，U4为PE4304射频数字衰减器芯片，U5为GSD-008显示控制单元。

单片机控制光自动增益控制电路最具吸引力的益处是有可能降低网络运营成本。在部署解决方案时，它有如下几点技术优势：

1．超低光功率接收：常规光检测器输入光功率在-3dBm以下时，载噪比（C/N）会急剧下降，导致用户电视信号出现马赛克。单片机控制光自动增益控制电路使用了高灵敏度光检测器，当输入光功率在-5dBm时，可保证用户电视信号正常。

．输出电平恒定不变：常规光接收机输入光功率没变化1dBm，输出电信号会变化2dB,单片机控制光自动增益控制电路在输入光功率-8～+2dBm时，通过内部控制电路，可保持输出电平恒定不变，在进行网络设计时，按照网络输出电平要求，可在基本不考虑光功率的前提下进行网络改造。

．光功率指示：常规光接收机只有简单的光功率指示，无法正确判断当前的接收光功率。单片机控制光自动增益控制电路采用了精确光功率指示电路，显示准确的光功率指示功能电路起到了光功率计的作用，可直接读出当前接收光功率，对于系统维护具有重要的意义，尤其是对于没有光功率计的用户，有光功率指示意义非同一般。

．成本相对较低，便于升级扩容：充分利用现有网络，将光纤向用户端延伸，无源光网络对信号传输协议、信号调制格式完全透明，网络可以按照用户量的增长进行扩展，今后用户确实需要更高的质量要求，可直接把光纤延伸至用户，实现真正的光纤入户。

．安全性、可靠性高，可维护性好：网络采用光纤，网络结构非常简单，在前端和用户之间大幅减少了有源电子器材，如光站和放大器，不需野外供电，AC供电备份，据运营商统计RF PON网络比HFC网络能降低90%的维护量。设备及光纤数量大大减少，网络架构简单明了，网络实现无源传输。

Claims

1.一种有线电视网络光接收机的单片机控制光自动增益控制电路，其特征在于包括光检测器D1、电感L1-L5、电容C1-C15、发光二极管D2、电阻R1-R19、放大管U1、U2、信号耦合器Z1、芯片Q1、U3-U4、控制单元U5和插座JP1、JP2，其中U1、U2为F226放大管， U3为PIC16F887-04单片机芯片，U4为PE4304射频数字衰减器芯片，U5为GSD-008显示控制单元，Q1为MCP1541电压基准芯片，光检测器D1的负极接电感L1的一端，光检测器D1的接地脚接地，电感L1的另一端接信号耦合器Z1输入端，信号耦合器Z1输出端接电阻R3和电容C8的一端，电容C8的另一端接地，电阻R3的另一端接电阻R2、R16和电容C7的一端，电阻R16、电容C7的另一端接地，电阻R2的另一端接直流电压+24V，耦合器Z1中心抽头接电容C1的一端，电容C1的另一端接放大管U1的1脚，放大管U1的2脚接地，放大管U1的3脚接电感L4、电容C2的一端，电感L4的另一端接电容C9、电阻R4的一端，电容C9的另一端接地，电阻R4的另一端、电容C10的一端接直流电压+8V，电容C10的另一端接地，电容C2的另一端接电感L3的一端，电感L3的另一端接芯片U4的2脚，光检测器D1正极接电感L2的一端，电感L2的另一端接电阻R1、R15、电容C5的一端，电阻R15、电容C5的另一端接地，电阻R1的另一端接电容C6的一端、芯片U3的21脚，电容C6的另一端接地，芯片U3的3、12、13、19、20、23-27、30、31、33-37、42、43脚悬空，芯片U3的8、9、10、11、14、15脚分别接控制单元U5的2、3、4、9、7、8脚，芯片U3的16脚接插座JP1的1脚，芯片U3的17脚接插座JP1的2脚，插座JP1的3脚接直流电压+5V，插座JP1的4脚接地，插座JP1的5脚接芯片U3的18脚、电阻R6的一端，电阻R6的另一端、电容C14一端、芯片Q1的Vin脚接直流电压+5V，芯片Q1的Vss脚、电容C14的另一端接地，芯片Q1的Vout脚接电容C13的一端、芯片U3的22脚，电容C13的另一端接地，芯片U3的6、29脚接地，芯片U3的7、28脚接直流电压+5V，芯片U3的1脚接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接插座JP2的2脚，插座JP2的1脚接直流电压+5V，芯片U3的44脚接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接插座JP2的3脚，插座JP2的4脚接地，芯片U3的32脚接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接发光二级管D2正极，发光二级管D2负极接地，芯片U3的38、39、40、41脚分别接控制单元U5的10、11、12、1脚，控制单元U5的5脚接直流电压+5V，控制单元U5的6脚接地，芯片U3的2脚接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接电阻R19的一端、芯片U4的5脚，芯片U3的4脚接电阻R11的一端，电阻R11的另一端接电阻R18的一端、芯片U4的3脚，芯片U3的5脚接电阻R12的一端，电阻R12的另一端接电阻R17的一端、芯片U4的4脚，电阻R17、R18、R19的另一端接地，芯片U4的13脚接电阻R13的一端，芯片U4的6、9脚、电阻R13的另一端电容C15的一端接直流电压+3V，电容C15的另一端接地，芯片U4的0、7、8、10、11、12、18脚接地，芯片U4的1、15-17、19、20脚接直流电压+3V，芯片U4的14脚接电容C3的一端，电容C3的另一端接放大管U2的1脚，放大管U2的2脚接地，放大管U2的3脚接电感L5、电容C4的一端，电感L5的另一端接电容C11、电阻R5的一端，电阻R5的另一端、电容C12的一端接直流电压+8V，电容C11、C12的另一端接地，电容C4的另一端输出射频信号到前级放大电路。