CN103595473B - 突发接收控制电路及突发模式光接收机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种突发接收控制电路及突发模式光接收机。突发接收控制电路包括：信号检测模块，接收第一数据信号，进行滤波、充电及保持处理，得到直流电压信号，如果大于预先设置的参考电压阈值时，向TTLD触发器输出高电平的检测信号；如果小于预先设置的参考电压阈值时，向TTL D触发器输出低电平的检测信号；接收第一复位脉冲信号，对充电电压进行放电；反相器，对第一复位脉冲信号进行反相处理，输出至TTL D触发器；TTL D触发器，在反相的第一复位脉冲信号控制下，在接收的检测信号的上升沿，输出关断控制信号，在接收的检测信号的下降沿，输出导通控制信号。应用本发明，可以降低突发接收控制电路功耗及成本。
Description
技术领域
本发明涉及光纤通信技术，尤其涉及一种突发接收控制电路及突发模式光接收机。
背景技术
光网络（PON）是实现宽带光接入的一种常用网络形式，按承载的内容来分类，PON主要包括：基于异步传输模式（ATM）的无源光网络（APON）、宽带无源光网络（BPON）、基于以太网（Ethernet）的无源光网络（EPON）、基于通用成帧规程（GFP）的吉比特无源光网络（GPON）等。
其中，GPON技术针对1Gb/s以上的PON标准，具有更高的速率，支持全业务、效率更高，适合于少数对带宽要求高、需要提供电信级服务质量，且对成本不敏感的多业务需求的企事业单位的接入。
现有GPON系统主要由光发射机、突发模式光接收机、光中继器、光纤以及光器件等组成。其中，突发模式光接收机用于实现光和电的转换，即将来自光发射机的光信号还原成电信号，进行信号检测（SD）处理，并生成判决电平信号，以使突发模式光接收机根据判决电平进行电信号的处理，例如，进行放大、整形、再生处理后，形成差分的数据信号以进行后续数据处理。关于光发射机、光中继器、光纤以及光器件的结构及工作流程，为公知技术，且与本申请不相关，在此不再赘述。
图1为现有突发模式光接收机结构示意图。参见图1，该突发模式光接收机包括：跨阻抗放大器（TIA，TransimpedanceAmplifier）11、判决电平建立电路12、突发接收控制电路13以及限幅放大器（LA，LimitingAmplifier）14，其中，
跨阻抗放大器11，接收光发射机发射的光信号，进行光电转换及放大处理后，生成对应的电压信号，分别输出至限幅放大器14以及判决电平建立电路12；
判决电平建立电路12，在突发接收控制电路13输出的关断控制信号的控制下，快速生成判决电平信号，输出至限幅放大器14；接收GPON系统输出的复位脉冲信号，在突发接收控制电路13输出的导通控制信号的控制下，对快速生成的判决电平信号进行放电；
限幅放大器14，用于接收跨阻抗放大器11输出的电压信号，与判决电平建立电路12输出的判决电平信号进行限幅处理，向外输出两路恢复后的数据差分信号，同时，将两路恢复后的数据差分信号作为检测信号，输出至突发接收控制电路13；其中，限幅处理即将接收的电压信号与接收的判决电平信号进行相减处理。
突发接收控制电路13，根据接收的两路电压差分信号以及来自GPON系统的复位脉冲（Reset）信号，进行处理，向判决电平建立电路12输出控制信号，以控制判决电平建立电路12在光信号持续期间生成判决电平信号，以及，在前后接收的两个光信号之间，对快速生成的判决电平信号进行放电。
其中，
限幅放大器14的第一输入端（Di+），接收跨阻抗放大器11输出的电压信号，第二输入端（Di-）接收判决电平建立电路12输出的判决电平信号，第一输出端输出第一电压差分信号（RD+），第二输出端输出第二电压差分信号（RD-）。
判决电平建立电路12包括：电阻（R）121、电容（C）122以及电子开关（SW）123，其中，电阻121的一端分别与跨阻抗放大器11的输出端以及电子开关123的一端相连，另一端分别与电子开关123的另一端、限幅放大器14的第二输入端以及电容122的一端相连，电容122的另一端接地，电子开关123的通断受突发接收控制电路13输出的控制信号控制。
突发接收控制电路13包括：发射极耦合逻辑集成电路（ECL，EmitterCoupledLogicIC）D触发器131以及发射极耦合逻辑集成电路/晶体管-晶体管逻辑（ECL-TTL，EmitterCoupledLogicIC/Transistor-TransistorLogic）转换器132，其中，ECLD触发器131的第一时钟信号（CLK+）输入端与限幅放大器14的第一输出端相连，第二时钟信号（CLK-）输入端与限幅放大器14的第二输出端相连，复位（Reset）信号输入端接收GPON系统输出的Reset信号，D输入端接收高电平（VCC）信号，第一输出端（Q+）与ECL-TTL转换器132的D+输入端相连，第二输出端（Q-）与ECL-TTL转换器132的D-输入端相连，ECL-TTL转换器132的Q输出端与电子开关123相连。
图1中，电阻121与电容122构成低通滤波器，其时间常数τ满足：
τ≥10tCID
式中，
tCID为数据信号中最大连续相同数字码的持续时间，其中，数据信号为传输的光信号的一部分。
在光信号传输中，由于GPON协议规定的包保护时间（guardtime），即Tg仅有32比特（bit）。举例来说，在1.25G速率时，Tg为25.6ns。因而，在GPON光纤线路终端（OLT）的突发模式光接收机中，当光信号到达时，需要突发模式光接收机中的判决电平建立电路能够在Tg时间内生成判决电平信号，以保障光信号的正常处理。
在GPON系统中，各用户端的光网络单元（ONU）与局端的光线路终端（OLT）的距离各不相同。各ONU发送到OLT的光信号的光功率也不同，其中，光功率差可达15dB以上。为了正确恢复接收的光信号，需要快速对不同幅度的跨阻抗放大器输出的信号生成相应的判决电平。
现有的突发模式光接收机中，突发接收控制电路在接收到限幅放大器输出的两路电压差分信号以及外部输入的复位脉冲（Reset）信号的作用下，输出控制信号，控制判决电平建立电路中电子开关的通断，从而快速改变限幅放大器输入突发接收控制电路的RC时间常数。具体来说，光信号到达突发模式光接收机时，此时，电子开关处于导通状态，由于导通的电子开关的阻值很小，与电容构成的RC电路，充电时间常数很小，因而，低通滤波器能够快速对跨阻抗放大器输出的电压信号进行处理，得到用于限幅放大器恢复数据信号的判决电平信号的直流平均值，通过该RC电路，能够使判决电平建立电路迅速生成判决电平，并输入限幅放大器的第二输入端（Di-）。同时，跨阻抗放大器输出的电压信号直接输入限幅放大器的第一输入端（Di+），输入第一输入端的信号与输入第二输入端的信号，在限幅放大器中进行相减后，得到恢复的数据信号，即第一电压差分信号（RD+）以及第二电压差分信号（RD-）。在判决电平生成后，突发接收控制电路根据限幅放大器输出的数据信号输出关断控制信号，使电子开关快速断开，电阻121与电容构成新的RC电路，此时的时间常数大于十倍的数据信号中最大连续相同数字码的持续时间，因此可以维持判决电平信号的稳定，使得该充电时间常数能满足正确恢复接收光信号中低频分量的要求。在数据信号传输完毕后，GPON系统根据预先网络时隙的配置，向突发接收控制电路输出复位脉冲信号，突发接收控制电路根据复位脉冲信号，向电子开关输出导通控制信号，电子开关导通，导通的电子开关与电容构成的RC电路，其时间常数很小，可以快速对电容进行放电，即复位判决电平建立电路，以对下一周期接收的光信进行检测。
由上述可见，突发模式光接收机的突发接收控制电路，采用ECLD触发器和ECL-TTL转换器，供电电流都在20～30mA，且ECLD触发器和ECL-TTL转换器采购成本高，使得突发接收控制电路功耗大、成本高。尤其在高温（70℃）环境下，整个突发接收控制电路功耗往往大于1W，不利于产品批量生产及市场竞争力的提升。进一步地，由于突发接收控制电路功耗大，发热量也相应增大，将会影响突发模式光接收机的使用寿命及工作稳定性。
发明内容
本发明的实施例提供一种突发接收控制电路，降低突发接收控制电路功耗及成本。
本发明的实施例还提供一种基于突发接收控制电路的突发模式光接收机，降低突发接收控制电路功耗及成本。
为达到上述目的，本发明实施例提供的一种突发接收控制电路，包括：TTLD触发器、信号检测模块以及反相器，其中，
信号检测模块，用于接收限幅放大器输出的第一数据信号，进行滤波、充电及保持处理，得到直流电压信号，在得到的直流电压信号的电压值大于预先设置的参考电压阈值时，向TTLD触发器输出高电平的检测信号；在得到的直流电压信号的电压值小于预先设置的参考电压阈值时，向TTLD触发器输出低电平的检测信号；接收GPON系统输出的第一复位脉冲信号，对充电电压进行放电；
反相器，用于对GPON系统输出的第一复位脉冲信号进行反相处理，输出至TTLD触发器；
TTLD触发器，用于在反相的第一复位脉冲信号控制下，在接收的检测信号的上升沿，向外部的判决电平建立电路输出关断控制信号，在接收的检测信号的下降沿，向外部的判决电平建立电路输出导通控制信号。
较佳地，进一步包括：
脉冲展宽模块，用于对GPON系统输出的第一复位脉冲信号进行展宽处理，向信号检测模块输出第二复位脉冲信号，以使信号检测模块根据接收的第二复位脉冲信号，对充电电压进行放电。
较佳地，所述信号检测模块包括：隔离电阻、峰值检波电路、泄放电路以及比较器，其中，
隔离电阻，对接收的第一数据信号进行隔离，输入到峰值检波电路；
峰值检波电路，用于对接收的第一数据信号进行滤波、充电及保持，向比较器输出直流电压信号；
泄放电路，用于在第一数据信号结束后，接收GPON系统输出的第一复位脉冲信号，对峰值检波电路输出的电压信号进行放电；
比较器，用于将接收的直流电压信号与预先设置的参考电压进行比较，在接收的直流电压信号幅值大于参考电压幅值时，向TTLD触发器输出高电平的检测信号；在接收的直流电压信号幅值小于参考电压幅值时，向TTLD触发器输出低电平的检测信号。
较佳地，所述峰值检波电路包括：第一电容、第一肖特基二极管、第二肖特基二极管以及第二电容，其中，
第一电容的一端与隔离电阻的输出端相连，另一端分别与第一肖特基二极管的正极以及第二肖特基二极管的负极相连；
第一肖特基二极管的负极与第二电容的一端相连；
第二肖特基二极管的正极接地，并与第二电容的另一端相连。
较佳地，所述峰值检波电路进一步包括：
第一电感，一端与第一电容的另一端相连，另一端分别与第一肖特基二极管的正极以及第二肖特基二极管的负极相连。
较佳地，所述泄放电路包括：泄放电阻以及第一电子开关，其中，
泄放电阻的一端和第一电子开关的第一端分别与第二电容的一端相连，泄放电阻的另一端和第一电子开关的第二端分别接地，第一电子开关的第三端与脉冲展宽模块的输出端相连。
较佳地，所述比较器包括：同相输入端、参考电压输入端、电源端、接地端以及输出端，其中，
同相输入端，用于接收峰值检波电路输出的电压信号；
参考电压输入端，用于接入参考电压；
电源端，用于接入工作电源；
接地端，用于接地；
输出端，用于在同相输入端输入的直流电压信号幅值大于参考电压输入端输入的参考电压幅值时，向TTLD触发器输出高电平的检测信号；在同相输入端输入的直流电压信号幅值小于参考电压输入端输入的参考电压幅值时，向TTLD触发器输出低电平的检测信号。
较佳地，所述比较器进一步包括：第一电阻以及第二电阻，其中，
第一电阻的一端与第二电容的一端相连，另一端分别与第二电阻的一端以及比较器的同相输入端相连；
第二电阻的另一端与比较器的输出端相连。
较佳地，所述脉冲展宽模块包括：第三电阻、第三二极管以及第三电容，其中，
第三电阻的一端以及第三二极管的正极接收第一复位脉冲信号，第三电阻的另一端、第三二极管的负极以及第三电容的一端与第一电子开关的第三端相连，第三电容的另一端接地。
较佳地，所述TTLD触发器的数据输入端与Sˉ端预置为高电平，复位端接收反相器输出的反相的第一复位脉冲信号，CP端接收比较器输出的检测信号，Qˉ端向外部的判决电平建立电路输出通断控制信号。
一种基于突发接收控制电路的突发模式光接收机，该突发模式光接收机包括：跨阻抗放大器、判决电平建立电路、突发接收控制电路以及限幅放大器，其中，
跨阻抗放大器，用于接收外部光发射机发射的包含数据信号的光信号，进行光电转换及放大处理后，生成对应的电压信号，分别输出至判决电平建立电路以及限幅放大器54的第一输入端；
判决电平建立电路，用于在突发接收控制电路输出的导通控制信号的控制下，如果跨阻抗放大器输出数据信号，进行滤波、充电，生成判决电平信号，输出至限幅放大器的第二输入端，如果跨阻抗放大器不输出数据信号，对生成的判决电平信号进行放电；在突发接收控制电路输出的关断控制信号的控制下，进行滤波、充电，生成判决电平信号，输出至限幅放大器的第二输入端；
限幅放大器，用于将第一输入端输入的电压信号，与第二输入端输入的判决电平信号进行限幅处理，向外输出两路电压差分信号，同时，将一路电压差分信号输出至突发接收控制电路；
突发接收控制电路，根据接收的一路电压差分信号以及来自GPON系统的第一复位脉冲信号，进行处理，向判决电平建立电路输出控制信号，以控制判决电平建立电路生成判决电平信号，以及，对生成的判决电平信号进行放电。
较佳地，所述判决电平建立电路包括：第四电阻、第四电容以及第二电子开关，其中，
第四电阻的一端分别与跨阻抗放大器的输出端以及第二电子开关的一端相连，另一端分别与第二电子开关的另一端、限幅放大器的第二输入端以及第四电容的一端相连，第四电容的另一端接地，第二电子开关的通断受突发接收控制电路输出的控制信号控制。
较佳地，所述突发接收控制电路包括：TTLD触发器、信号检测模块以及反相器，其中，
信号检测模块，用于接收限幅放大器输出的第一数据信号，进行滤波、充电及保持处理，得到直流电压信号，在得到的直流电压信号的电压值大于预先设置的参考电压阈值时，向TTLD触发器输出高电平的检测信号；在得到的直流电压信号的电压值小于预先设置的参考电压阈值时，向TTLD触发器输出低电平的检测信号；接收GPON系统输出的第一复位脉冲信号，对充电电压进行放电；
反相器，用于对GPON系统输出的第一复位脉冲信号进行反相处理，输出至TTLD触发器；
TTLD触发器，用于在反相的第一复位脉冲信号控制下，在接收的检测信号的上升沿，向外部的判决电平建立电路输出关断控制信号，在接收的检测信号的下降沿，向外部的判决电平建立电路输出导通控制信号。
由上述技术方案可见，本发明实施例提供的一种突发接收控制电路及突发模式光接收机，采用TTLD触发器，利用常见的电子元器件构成突发接收控制电路中的信号检测模块，使得突发接收控制电路成本较低；对限幅放大器输出的一路差分电压信号进行相应处理，输出至判决电平建立电路，用以控制第二电子开关的通断，由于只对一路差分电压信号进行处理，可以有效降低突发接收控制电路的供电电流，功耗较小，从而提升突发模式光接收机的使用寿命及工作稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下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，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
图1为现有突发模式光接收机结构示意图。
图2为本发明实施例突发接收控制电路结构示意图。
图3为本发明实施例无第一电感时，峰值检波电路输出的电压波形示意图。
图4为本发明实施例具有第一电感时，峰值检波电路输出的电压波形示意图。
图5为本发明实施例基于突发接收控制电路的突发模式光接收机结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
现有的突发接收控制电路，采用ECLD触发器和ECL-TTL转换器以生成控制电子开关的控制信号，供电电流大、制造成本高，使得突发接收控制电路功耗大、成本高；进一步地，由于突发接收控制电路功耗大，发热量也相应增大，将会影响突发模式光接收机的使用寿命及工作稳定性。
本发明实施例中，考虑利用常见的电子元器件构成突发接收控制电路，降低突发接收控制电路的供电电流，接收限幅放大器输出的一路差分电压信号，进行处理后，输出至判决电平建立电路，用以控制电子开关，使得突发接收控制电路成本较低、功耗较小，从而提升突发模式光接收机的使用寿命及工作稳定性。
图2为本发明实施例突发接收控制电路结构示意图。参见图2，该突发接收控制电路包括：TTLD触发器21、信号检测模块22以及反相器24，其中，TTLD触发器21分别与信号检测模块22以及反相器24相连，信号检测模块22与反相器24相连；
信号检测模块22，用于接收限幅放大器输出的第一数据信号，进行滤波、充电及保持处理，得到直流电压信号，在得到的直流电压信号的电压值大于预先设置的参考电压阈值时，向TTLD触发器21输出高电平的检测（SD）信号；在得到的直流电压信号的电压值小于预先设置的参考电压阈值时，向TTLD触发器21输出低电平的检测（SD）信号；接收GPON系统输出的第一复位脉冲信号，对充电电压进行放电；
本发明实施例中，信号检测模块接收限幅放大器输出的第一电压差分信号（RD+），即第一数据信号，也就是包含数据信息的一路电压差分信号。在限幅放大器输出数据信号时，对数据信号进行滤波、充电，并在充电得到的直流电压信号的电压值大于预先设置的参考电压阈值时，向TTLD触发器输出高电平的检测信号，然后，充电电压上升至一相对恒定值并保持。在数据信号传输结束后，接收来自GPON系统输出的第一复位脉冲信号，对充电电压进行放电，为下一数据信号的来临进行准备。
第一复位脉冲信号是在一个ONU传输包含数据信号的光信号完毕后，另一ONU还未传输包含数据信号的光信号，GPON系统输出的控制信号。关于GPON系统输出第一复位脉冲信号的具体流程为公知技术，在此略去详述。
反相器24，用于对GPON系统输出的第一复位脉冲信号进行反相处理，输出至TTLD触发器21；
TTLD触发器21，用于在反相的第一复位脉冲信号控制下，在接收的检测信号的上升沿，向外部的判决电平建立电路输出关断控制信号，在接收的检测信号的下降沿，向外部的判决电平建立电路输出导通控制信号。
本发明实施例中，在突发模式光接收机接收到包含数据信号的光信号前，TTLD触发器输出导通控制信号，外部的判决电平建立电路中的第二电子开关处于导通状态。
在突发模式光接收机接收到包含数据信号的光信号时，由于处于导通状态的第二电子开关很小，与电容组成的RC电路充电常数很小，可以快速建立判决电平，使得限幅放大器能够根据接收的判决电平恢复数据信号；突发接收控制电路中的信号检测模块，根据限幅放大器输出的数据信号，进行滤波、充电后，得到直流电压信号，向TTLD触发器输出高电平的检测信号，触发TTLD触发器向第二电子开关输出关断控制信号；第二电子开关接收关断控制信号，执行关断并构成新的RC电路，继续根据接收的数据信号进行充电，并维持判决电平信号的稳定，使得该充电时间常数能满足正确恢复接收光信号中低频分量的要求。
在突发模式光接收机未接收到包含数据信号的光信号时，即包含数据信号的光信号传输完毕时，GPON系统根据预先网络时隙的配置，向突发接收控制电路中的信号检测模块以及反相器输出第一复位脉冲信号。信号检测模块接收第一复位脉冲信号，对数据信号传输期间充电得到的直流电压进行放电，并向TTLD触发器输出低电平的检测信号。同时，反相器对输入的第一复位脉冲信号进行反相处理后，输入至TTLD触发器，TTLD触发器根据低电平的检测信号以及反相的第一复位脉冲信号，向第二电子开关输出导通控制信号，导通第二电子开关，导通的第二电子开关与电容构成的RC电路，放电时间常数很小，可以快速对电容中的充电进行放电，从而复位判决电平建立电路，以对下一周期接收的光信号进行检测。
实际应用中，为了保障信号检测模块放电所需的时间，使得信号检测模块能够恢复初始状态，该突发接收控制电路还可以进一步包括：
脉冲展宽模块23，用于对GPON系统输出的第一复位脉冲信号进行展宽处理，向信号检测模块22输出第二复位脉冲信号（Reset′），以使信号检测模块22根据接收的第二复位脉冲信号，对充电电压进行放电。
本发明实施例中，在信号检测模块与反相器之间，增加脉冲展宽模块，对第一复位脉冲信号的宽度进行展宽，使得信号检测模块放电的时间延长，实现对充电电压的充分放电。
其中，
信号检测模块包括：隔离电阻221、峰值检波电路222、泄放电路223以及比较器224，其中，
隔离电阻221，对接收的第一数据信号进行隔离，输入到峰值检波电路222；
本发明实施例中，限幅放大器接收跨阻抗放大器输出的电信号以及判决电平建立电路输出的电信号，进行限幅、放大后，生成相位相反的第一数据信号和第二数据信号，即两路电压差分信号，向外部设备输出的同时，并将第一数据信号输出至隔离电阻221。
本发明实施例中，第一数据信号为第一电压差分信号（RD+）RD+信号，第二数据信号为第二电压差分信号RD-信号，关于RD+信号与RD-信号为公知技术，在此不再赘述。
实际应用中，限幅放大器也向隔离电阻221输出第二数据信号。隔离电阻221可以避免峰值检波电路对限幅放大器输出信号完整性的影响。
峰值检波电路222，用于对接收的第一数据信号进行滤波、充电及保持，向比较器224输出直流电压信号；
本发明实施例中，峰值检波电路222输出的直流电压信号幅值与第一数据信号幅值相接近。
泄放电路223，用于在第一数据信号结束后，接收GPON系统输出的第一复位脉冲信号，对峰值检波电路222输出的电压信号进行放电；
比较器224，用于将接收的直流电压信号与预先设置的参考电压进行比较，在接收的直流电压信号幅值大于参考电压幅值时，向TTLD触发器21输出高电平的检测信号；在接收的直流电压信号幅值小于参考电压幅值时，向TTLD触发器21输出低电平的检测信号。
其中，峰值检波电路222包括：第一电容251、第一肖特基二极管252、第二肖特基二极管253以及第二电容254，其中，
第一电容251的一端与隔离电阻221的输出端相连，另一端分别与第一肖特基二极管252的正极以及第二肖特基二极管253的负极相连；
第一肖特基二极管252的负极与第二电容254的一端相连；
第二肖特基二极管253的正极接地，并与第二电容254的另一端相连。
本发明实施例中，第一数据信号包括正脉冲信号以及负脉冲信号，在第一电容251接收的第一数据信号为正脉冲信号时，第一肖特基二极管252导通，第二肖特基二极管253截止，第一数据信号通过第一电容251以及第一肖特基二极管252，对第二电容254进行充电；在第一数据信号为负脉冲信号时，第一肖特基二极管252截止，第二肖特基二极管253导通，第一数据信号通过第二肖特基二极管253对第一电容251进行反向充电，即与第二肖特基二极管253的负极相连的第一电容251的一端极性为正。这样，在下一个正脉冲信号周期内，第一电容251在前一负脉冲信号周期内形成的反向充电电压，与接收的正脉冲信号电压形成正向串联，通过第一肖特基二极管252，对第二电容254进行充电。
较佳地，峰值检波电路222还可以进一步包括：
第一电感255，一端与第一电容251的另一端相连，另一端分别与第一肖特基二极管252的正极以及第二肖特基二极管253的负极相连。
本发明实施例中，通过增加第一电感255，使该第一电感与第二电容254构成串联谐振电路，其谐振频率为包含数据信号的光信号中前导码的基频，即1/2信号速率。
图3为本发明实施例无第一电感时，峰值检波电路输出的电压波形示意图；
图4为本发明实施例具有第一电感时，峰值检波电路输出的电压波形示意图。
参见图3和图4，输入峰值检波电路的信号为RD+信号，峰值检波电路的输出电压为第二电容输出的电压（Vc501），在峰值检波电路中接入第一电感后，峰值检波电路输出电压明显增大，响应速度也更快。而且，由于谐振电路的选频作用，可以抑制保护时间（guardtime）内出现的噪声干扰，避免电路误动作。
泄放电路223包括：泄放电阻256以及第一电子开关257，其中，
泄放电阻256的一端和第一电子开关257的第一端分别与第二电容254的一端相连，泄放电阻256的另一端和第一电子开关257的第二端分别接地，第一电子开关257的第三端与脉冲展宽模块23的输出端相连。
本发明实施例中，在第一电子开关257的第三端接收到高电平信号时，导通第一电子开关257的第一端和第二端，在第一电子开关257的第三端接收到低电平信号时，关断第一电子开关257的第一端和第二端。实际应用中，第一电子开关257的常用状态为常开，在接收到外部设备输入的高电平信号后导通，可以使第二电容254快速放电。
第二电容254、泄放电阻256形成放电回路，其放电时间常数相关于第二电容254的电容值与泄放电阻256的电阻值。实际应用中，泄放电阻256与第二电容254构成的时间常数τ≥10tCID，它的作用是保证第二电容254在接收机上电时初始状态电压为零。
比较器224包括：同相输入端、参考电压输入端、电源端、接地端以及输出端，其中，
同相输入端，用于接收峰值检波电路222输出的电压信号；
参考电压输入端，用于接入参考电压；
电源端，用于接入工作电源；
接地端，用于接地；
输出端，用于在同相输入端输入的直流电压信号幅值大于参考电压输入端输入的参考电压（Vref）幅值时，向TTLD触发器21输出高电平的检测信号；在同相输入端输入的直流电压信号幅值小于参考电压输入端输入的参考电压幅值时，向TTLD触发器21输出低电平的检测信号。
实际应用中，比较器在接收的电压信号由弱至强的过程中，可能会出现比较器接收的电压信号的电压值在参考电压值附近波动的情形，将导致比较器频繁输出高或低的电平信号，使得输出的检测信号不稳定，从而影响TTLD触发器进行相应数据信号的处理。因而，较佳地，比较器还可以进一步包括：第一电阻258以及第二电阻259，其中，
第一电阻258的一端与第二电容254的一端相连，另一端分别与第二电阻259的一端以及比较器224的同相输入端相连；
第二电阻259的另一端与比较器224的输出端相连。
本发明实施例中，第一电阻258和第二电阻259构成滞回电路，第二电阻259用于将比较器224输出的电平信号反馈至比较器224的同相输入端。这样，第二电容254通过泄放电阻256或第一电子开关257开始进行放电时，比较器224输出高电平信号，由于滞回返回的影响，当第二电容254上的电压达到预先设置的第一滞回电压时，比较器224输出的高电平信号才会翻转；同样地，在第二电容254充电的过程中，比较器224初始输出低电平信号，当第二电容254上的电压达到预先设置的第二滞回电压时，比较器224输出的低电平信号才会翻转。从而避免了比较器224同相输入端与参考电压输入端之间的电压存在较小的波动，导致比较器224的输出发生连续变化引起的输出振荡。
较佳地，参考电压的取值为峰值检波电路222输出电压峰值的1/3至1/2。
作为一个示例，本发明的信号检测模块还可以包括第一数据信号持续时间检测电路（图中未示出），用于基于接收的第一数据信号确定出第一数据信号持续存在时间，并在第一数据信号持续存在时间到达时，输出第一复位脉冲信号。关于基于接收的第一数据信号确定出第一数据信号持续存在时间为公知技术，在此略去详述。
脉冲展宽模块23包括：第三电阻231、第三二极管232以及第三电容233，其中，
第三电阻231的一端以及第三二极管232的正极接收第一复位脉冲信号，第三电阻231的另一端、第三二极管232的负极以及第三电容233的一端与第一电子开关257的第三端相连，第三电容233的另一端接地。
TTLD触发器的数据输入（D）端与Sˉ端预置为高电平（VCC），复位端（Rˉ）接收反相器204输出的反相的第一复位脉冲信号，CP端接收比较器224输出的检测信号，Qˉ端向外部的判决电平建立电路输出通断控制信号。关于TTLD触发器的具体结构为公知技术，在此略去详述。
图5为本发明实施例基于突发接收控制电路的突发模式光接收机结构示意图。参见图5，该突发模式光接收机包括：跨阻抗放大器51、判决电平建立电路52、突发接收控制电路53以及限幅放大器54，其中，
跨阻抗放大器51，用于接收外部光发射机发射的包含数据信号的光信号，进行光电转换及放大处理后，生成对应的电压信号，分别输出至判决电平建立电路52以及限幅放大器54的第一输入端；
判决电平建立电路52，用于在突发接收控制电路53输出的导通控制信号的控制下，如果跨阻抗放大器51输出数据信号，进行滤波、充电，生成判决电平信号，输出至限幅放大器54的第二输入端，如果跨阻抗放大器51不输出数据信号，对生成的判决电平信号进行放电；在突发接收控制电路53输出的关断控制信号的控制下，进行滤波、充电，生成判决电平信号，输出至限幅放大器54的第二输入端；
限幅放大器54，用于将第一输入端输入的电压信号，与第二输入端输入的判决电平信号进行限幅处理，向外输出两路电压差分信号，同时，将一路电压差分信号输出至突发接收控制电路53；
本发明实施例中，限幅放大器54的第一输入端（Di+），接收判决电平建立电路52的第一输出端输出的电压信号，第二输入端（Di-）接收判决电平建立电路12的第二输出端输出的判决电平信号；限幅放大器的第一输出端输出第一电压差分信号（RD+），第二输出端输出第二电压差分信号（RD-）。
较佳地，限幅放大器将第一电压差分信号（RD+）输出至突发接收控制电路。
突发接收控制电路53，根据接收的一路电压差分信号以及来自GPON系统的第一复位脉冲（Reset）信号，进行处理，向判决电平建立电路52输出控制信号，以控制判决电平建立电路52生成判决电平信号，以及，对生成的判决电平信号进行放电。
本发明实施例中，控制信号包括导通控制信号以及关断控制信号。
其中，
判决电平建立电路52包括：第四电阻（R）521、第四电容（C）522以及第二电子开关（SW）523，其中，
第四电阻521的一端分别与跨阻抗放大器11的输出端以及第二电子开关523的一端相连，另一端分别与第二电子开关523的另一端、限幅放大器54的第二输入端以及第四电容522的一端相连，第四电容522的另一端接地，第二电子开关523的通断受突发接收控制电路53输出的控制信号控制。
图5中，第四电阻与第四电容构成低通滤波器，其时间常数τ满足：
τ≥10tCID
式中，
tCID为数据信号（光信号）中连续相同数字码的持续时间。
关于突发接收控制电路的详细描述，具体可参见图2，在此不再赘述。
本发明实施例中，经过测试，突发接收控制电路的工作电流约为几毫安，相对于现有突发接收控制电路的工作电流约为50～60毫安，大大降低了工作电流。因而，有效降低了突发模式光接收机的功耗；进一步地，由于突发接收控制电路功耗小，发热量也相应减少，使得突发模式光接收机的使用寿命更长，工作稳定性更佳。而且，本发明实施例中，由TTLD触发器、反相器、脉冲展宽模块以及信号检测模块构成的突发接收控制电路，其成本约为1美元，相对于现有由发射极耦合逻辑集成电路D触发器以及发射极耦合逻辑集成电路/晶体管-晶体管逻辑转换器构成的突发接收控制电路，其成本约为3～5美元，有效降低了突发接收控制电路的成本，利于产品批量生产及市场竞争力的提升。
下面以突发模式光接收机依序接收两个ONU发送的光信号为例，对突发模式光接收机的工作流程进行说明。
TTLD触发器的数据输入端（D）被预置为高电平（VCC），来自第一ONU的光信号结束后，GPON系统根据预先网络时隙的配置，输出第一复位（Reset）脉冲信号，分别输出至反相器以及脉冲展宽模块，第一Reset信号经反相器倒相后，进入TTLD触发器的复位端（Rˉ）；脉冲展宽模块接收第一Reset信号，在第一Reset信号为高电平时，第三二极管导通，使第三电容迅速充电，在第一Reset信号过后，即第一Reset信号结束时，即第一Reset信号为低电平，第三二极管截止，第三电容通过第三电阻放电，使得输出至第一电子开关的控制信号仍维持为高电平，触发第一电子开关导通，对第二电容上的充电进行放电，向TTLD触发器的CP端输出高电平的检测信号。这样，可以延长第一电子开关的导通时间，使得第一电子开关的导通时间可大于第一Reset信号宽度，这样，可使第二电容能够有充足时间放电。即脉冲展宽电路能够有效展宽第一Reset信号宽度，避免突发模式光接收机接收的当前ONU发送的光信号对接收的下一ONU发送的光信号的干扰。由于TTLD触发器的复位端（Rˉ）逻辑是低电平有效，将TTLD触发器的Q端置0，Qˉ端置1。Qˉ端输出表示导通的高电平信号（导通控制信号）至判决电平建立电路中的第二电子开关，使得判决电平建立电路中的第二电子开关SW导通，对第四电容进行放电。由于导通的第二电子开关SW的阻值极小，与第四电容构成的放电电路的时间常数也极小，改变了判决电平建立电路在充电时的RC时间常数，使得输出至限幅放大器的用于接收第一ONU时的判决电平迅速放电到最低。也就是说，在第一ONU发送光信号结束后，在第二复位脉冲信号作用下，突发接收控制电路输出导通控制信号，使第二电子开关SW导通，对第四电容进行放电，并使第二电子开关SW一直保持导通状态，直到下一个ONU发送的光信号到达。与第四电阻相比，第二电子开关SW的导通电阻（Ron）极小。由于第四电阻的电阻值远大于第二电子开关SW的导通电阻值，因而，能够使对应前一个ONU发送的光信号的判决电平迅速复位，即使生成的前一个ONU发送的光信号的判决电平迅速放电，从而为接收下一个ONU发送的光信号进行准备。
当来自第二ONU包含数据信号的光信号到达后，判决电平建立电路中的第二电子开关仍处于导通状态，第二电子开关与第四电容组成RC电路，对光信号进行滤波、充电，生成判决电平，由于第二电子开关的阻值极小，判决电平得以快速建立。限幅放大器根据建立的判决电平输出数据信号RD+，信号检测模块检测到数据信号RD+，对数据信号RD+进行滤波、充电，得到直流电压信号，在比较器中与预先设置的电压阈值进行比较后，对应输出高电平的检测（SD）信号至TTLD触发器的CP端。TTLD触发器的数据输入端（D）已置于高电平（VCC），在SD信号的上升沿，TTLD触发器的Q端被置1，Qˉ端被置0，Qˉ端输出的低电平的关断控制信号，使判决电平建立电路中的第二电子开关SW关断，使得由第四电阻与第四电容组成的RC电路（低通滤波器）的时间常数恢复为RC≥10CID。这样，突发模式光接收机恢复正常接收工作状态。
当来自第二ONU包含数据信号的光信号结束后，GPON系统输出第一复位脉冲（Reset）信号，执行与第一ONU的光信号结束后相同的流程。
本发明实施例突发模式光接收机中一部分输出信号波形中，包括：突发模式光接收机接收的第一ONU及第二ONU传输的光信号波形；GPON系统输出的第一复位脉冲信号波形；脉冲展宽模块输出的第二复位脉冲信号波形，时段为第一电子开关导通的时段，相对于通过第一复位脉冲信号控制第一电子开关的导通，通过第二复位脉冲信号控制第一电子开关的导通时间得到了延长；输入TTLD触发器CP端的检测信号波形；反相器输出的反相的第一复位脉冲信号波形；TTLD触发器输出至判决电平建立电路的控制信号的波形，低电平时，判决电平建立电路中的第二电子开关导通，高电平时，判决电平建立电路中的第二电子开关关断。
显然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
1.一种突发接收控制电路，其特征在于，该突发接收控制电路包括：TTLD触发器、信号检测模块以及反相器，其中，
信号检测模块，用于接收限幅放大器输出的第一数据信号，进行滤波、充电及保持处理，得到直流电压信号，在得到的直流电压信号的电压值大于预先设置的参考电压阈值时，向TTLD触发器输出高电平的检测信号；在得到的直流电压信号的电压值小于预先设置的参考电压阈值时，向TTLD触发器输出低电平的检测信号；接收GPON系统输出的第一复位脉冲信号，对充电电压进行放电；
反相器，用于对GPON系统输出的第一复位脉冲信号进行反相处理，输出至TTLD触发器；
TTLD触发器，用于在反相的第一复位脉冲信号控制下，在接收的检测信号的上升沿，向外部的判决电平建立电路输出关断控制信号，在接收的检测信号的下降沿，向外部的判决电平建立电路输出导通控制信号。
2.根据权利要求1所述的突发接收控制电路，其特征在于，进一步包括：
脉冲展宽模块，用于对GPON系统输出的第一复位脉冲信号进行展宽处理，向信号检测模块输出第二复位脉冲信号，以使信号检测模块根据接收的第二复位脉冲信号，对充电电压进行放电；
所述第二复位脉冲信号为经过展宽处理的第一复位脉冲信号。
3.根据权利要求1或2所述的突发接收控制电路，其特征在于，所述信号检测模块包括：隔离电阻、峰值检波电路、泄放电路以及比较器，其中，
隔离电阻，对接收的第一数据信号进行隔离，输入到峰值检波电路；
峰值检波电路，用于对接收的第一数据信号进行滤波、充电及保持，向比较器输出直流电压信号；
泄放电路，用于在第一数据信号结束后，接收GPON系统输出的第一复位脉冲信号，对峰值检波电路输出的电压信号进行放电；
比较器，用于将接收的直流电压信号与预先设置的参考电压进行比较，在接收的直流电压信号幅值大于参考电压幅值时，向TTLD触发器输出高电平的检测信号；在接收的直流电压信号幅值小于参考电压幅值时，向TTLD触发器输出低电平的检测信号。
4.根据权利要求3所述的突发接收控制电路，其特征在于，所述峰值检波电路包括：第一电容、第一肖特基二极管、第二肖特基二极管以及第二电容，其中，
第一电容的一端与隔离电阻的输出端相连，另一端分别与第一肖特基二极管的正极以及第二肖特基二极管的负极相连；
第一肖特基二极管的负极与第二电容的一端相连；
第二肖特基二极管的正极接地，并与第二电容的另一端相连。
5.根据权利要求4所述的突发接收控制电路，其特征在于，所述峰值检波电路进一步包括：
第一电感，一端与第一电容的另一端相连，另一端分别与第一肖特基二极管的正极以及第二肖特基二极管的负极相连。
6.根据权利要求4所述的突发接收控制电路，其特征在于，所述泄放电路包括：泄放电阻以及第一电子开关，其中，
泄放电阻的一端和第一电子开关的第一端分别与第二电容的一端相连，泄放电阻的另一端和第一电子开关的第二端分别接地，第一电子开关的第三端与脉冲展宽模块的输出端相连。
7.根据权利要求4所述的突发接收控制电路，其特征在于，所述比较器包括：同相输入端、参考电压输入端、电源端、接地端以及输出端，其中，
同相输入端，用于接收峰值检波电路输出的电压信号；
参考电压输入端，用于接入参考电压；
电源端，用于接入工作电源；
接地端，用于接地；
输出端，用于在同相输入端输入的直流电压信号幅值大于参考电压输入端输入的参考电压幅值时，向TTLD触发器输出高电平的检测信号；在同相输入端输入的直流电压信号幅值小于参考电压输入端输入的参考电压幅值时，向TTLD触发器输出低电平的检测信号。
8.根据权利要求7所述的突发接收控制电路，其特征在于，所述比较器进一步包括：第一电阻以及第二电阻，其中，
第一电阻的一端与第二电容的一端相连，另一端分别与第二电阻的一端以及比较器的同相输入端相连；
第二电阻的另一端与比较器的输出端相连。
9.根据权利要求8所述的突发接收控制电路，其特征在于，所述脉冲展宽模块包括：第三电阻、第三二极管以及第三电容，其中，
第三电阻的一端以及第三二极管的正极接收第一复位脉冲信号，第三电阻的另一端、第三二极管的负极以及第三电容的一端与第一电子开关的第三端相连，第三电容的另一端接地。
10.根据权利要求9所述的突发接收控制电路，其特征在于，所述TTLD触发器的数据输入端与Sˉ端预置为高电平，复位端接收反相器输出的反相的第一复位脉冲信号，CP端接收比较器输出的检测信号，Qˉ端向外部的判决电平建立电路输出通断控制信号。
11.一种基于突发接收控制电路的突发模式光接收机，其特征在于，该突发模式光接收机包括：跨阻抗放大器、判决电平建立电路、突发接收控制电路以及限幅放大器，其中，
跨阻抗放大器，用于接收外部光发射机发射的包含数据信号的光信号，进行光电转换及放大处理后，生成对应的电压信号，分别输出至判决电平建立电路以及限幅放大器的第一输入端；
判决电平建立电路，用于在突发接收控制电路输出的导通控制信号的控制下，对跨阻抗放大器输出的数据信号，进行滤波、充电，生成判决电平信号，输出至限幅放大器的第二输入端；如果跨阻抗放大器不输出数据信号，对生成的判决电平信号进行放电；在突发接收控制电路输出的关断控制信号的控制下，对跨阻抗放大器输出的信号进行滤波、充电，生成判决电平信号，输出至限幅放大器的第二输入端；
限幅放大器，用于将第一输入端输入的电压信号，与第二输入端输入的判决电平信号进行限幅处理，向外输出两路电压差分信号，同时，将一路电压差分信号输出至突发接收控制电路；
突发接收控制电路，根据接收的一路电压差分信号以及来自GPON系统的第一复位脉冲信号，进行处理，向判决电平建立电路输出控制信号，以控制判决电平建立电路生成判决电平信号，以及，对生成的判决电平信号进行放电；
所述突发接收控制电路包括：TTLD触发器、信号检测模块以及反相器，其中，
信号检测模块，用于接收限幅放大器输出的第一数据信号，进行滤波、充电及保持处理，得到直流电压信号，在得到的直流电压信号的电压值大于预先设置的参考电压阈值时，向TTLD触发器输出高电平的检测信号；在得到的直流电压信号的电压值小于预先设置的参考电压阈值时，向TTLD触发器输出低电平的检测信号；接收GPON系统输出的第一复位脉冲信号，对充电电压进行放电；
反相器，用于对GPON系统输出的第一复位脉冲信号进行反相处理，输出至TTLD触发器；
TTLD触发器，用于在反相的第一复位脉冲信号控制下，在接收的检测信号的上升沿，向外部的判决电平建立电路输出关断控制信号，在接收的检测信号的下降沿，向外部的判决电平建立电路输出导通控制信号。
12.根据权利要求11所述的突发模式光接收机，其特征在于，所述判决电平建立电路包括：第四电阻、第四电容以及第二电子开关，其中，
第四电阻的一端分别与跨阻抗放大器的输出端以及第二电子开关的一端相连，另一端分别与第二电子开关的另一端、限幅放大器的第二输入端以及第四电容的一端相连，第四电容的另一端接地，第二电子开关的通断受突发接收控制电路输出的控制信号控制。
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