CN105934898A - 一种模数转换器保护电路及其控制方法、控制器 - Google Patents

一种模数转换器保护电路及其控制方法、控制器 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种模数转换器保护电路及其控制方法、控制器，包括模拟开关、模数转换器、控制器以及由至少两个电阻串联形成的串联电路，串联电路用于将光电流转化为模拟电压，模拟开关用于将导通采样端采样得到的模拟电压输出至模数转换器且第一采样端作为导通采样端与其输出端导通，模数转换器用于生成数字电压，控制器用于：当数字电压大于等于预设电压阈值时，输出控制信号至模拟开关，以触发其控制第二采样端作为导通采样端与其输出端导通，且第二采样端采样得到的模拟电压小于第一采样端采样得到的模拟电压；当数字电压小于预设电压阈值时输出数字电压。实施本发明实施例能够使模数转换器在其采样电压范围内采样到模拟电压。

Description

一种模数转换器保护电路及其控制方法、控制器 技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种模数转换器保护电路及其控制方法、控制器。
背景技术
在FTTH(Fiber To The Home，光纤到户)系统中，接入光纤链路的质量对用户的体验非常重要，且用户通常通过ONU的RSSI(Received Signal Strength Indication，接收信号强度指示)获取ONU的接收光功率的大小，进而判断接入光纤链路的质量。
当前，ONU检测接收光功率大小的电路如图1所示，包括模数转换器和采样电路。该采样电路由滤波电容C和采样电阻R并联组成，且该采样电阻R一端连接模数转换器的输入端并用于连接BOSA(Bi-Directional Optical Sub-Assembly，光收发模块接口组件)的输出端，该采样电阻R另一端连接模数转换器的接地端且该采样电阻R的另一端用于接地。该滤波电容C的一端用于连接BOSA的输出端，该滤波电容C另一端用于接地。其中，图1所示电路的原理为：BOSA将接收到的光信号转化为光电流，并将光电流输入采样电路以形成模拟电压，模数转换器将模拟电压进行模数转换并输出数字电压。在实际应用中，ONU通过如图1所示的电路对5种光功率不同的光信号进行采样以获取5个不同的数字电压，然后ONU对光功率以及光功率对应的数字电压进行曲线拟合，获取数字电压与光功率之间的对应关系曲线，从而使得ONU根据模数转换器输出的数字电压以及上述对应关系曲线推算出接收到的光信号的光功率的大小。
但是，当BOSA接收到的光信号的光功率过大时，输入采样电路的光电流也过大，这导致采样电阻两端的模拟电压超过模数转换器的采样电压范围，进而造成模数转换器损坏的问题。
发明内容
本发明实施例公开了一种模数转换器保护电路及其控制方法、控制器，能够使模数转换器在其采样电压范围内采样到模拟电压。
本发明实施例第一方面公开了一种模数转换器保护电路，所述模数转换器保护电路包括模拟开关、模数转换器、控制器及串联电路，所述串联电路由至少两个电阻串联形成。所述串联电路的头端用于连接光收发模块接口组件BOSA的输出端，所述串联电路的末端用于接地，所述串联电路中每个电阻的远地端连接所述模拟开关的不同采样端，所述模拟开关的输出端连接所述模数转换器的输入端，所述模数转换器的输出端连接所述控制器的输入端，所述控制器的第一输出端连接所述模拟开关的控制端；所述串联电路用于将所述BOSA输出的光电流转化为模拟电压，所述不同采样端用于采样所述串联电路输出的模拟电压，所述模拟开关用于将所述模拟开关的导通采样端采样得到的模拟电压输出至所述模数转换器，第一采样端作为所述导通采样端与所述模拟开关的输出端导通；所述模数转换器用于对所述导通采样端采样得到的模拟电压进行模数转换生成数字电压并输出至所述控制器；所述控制器用于：当所述数字电压大于等于预设第一电压阈值时，输出第一控制信号至所述模拟开关，所述第一控制信号用于触发所述模拟开关控制第二采样端作为所述导通采样端与所述模拟开关的输出端导通，所述第二采样端采样得到的模拟电压小于所述第一采样端采样得到的模拟电压；当所述数字电压小于所述预设第一电压阈值时，控制所述控制器的第二输出端输出所述数字电压，所述预设第一电压阈值处于所述模数转换器的采样电压范围内。
在本发明实施例第一方面的第一种可能的实现方式中，当所述数字电压小于所述预设第一电压阈值时，所述控制器控制所述控制器的第二输出端输出所述数字电压的具体方式为：当所述数字电压小于所述预设第一电压阈值，且所述数字电压大于预设第二电压阈值时，控制所述控制器的第二输出端输出所述数字电压，所述预设第二电压阈值处于所述采样电压范围内；所述控制器还用于：当所述数字电压小于等于所述预设第二电压阈值时，输出第二控制信号至所述模拟开关，所述第二控制信号用于触发所述模拟开关控制第三采样端作为所述导通采样端与所述模拟开关的输出端导通，所述第三采样端采样得到的模 拟电压大于所述第一采样端采样得到的模拟电压。
结合本发明实施例第一方面或本发明实施例第一方面的第一种可能的实现方式，在本发明实施例第一方面的第二种可能的实现方式中，所述模拟开关控制改变与所述模拟开关的输出端导通的导通采样端时，与所述模拟开关的输出端导通的导通采样端和所述串联电路的末端之间电阻的数量变化至少为1。
结合本发明实施例第一方面、本发明实施例第一方面的上述可能的实现方式中的任意一种，在本发明实施例第一方面的第三种可能的实现方式中，与所述模拟开关的输出端导通的初始导通采样端为与所述串联电路的末端电阻的远地端相连的采样端；
所述串联电路的末端电阻的电阻值与所述预设光电流阈值的乘积处于所述采样电压范围内。
结合本发明实施例第一方面、本发明实施例第一方面的上述可能的实现方式任意一种，在本发明实施例第一方面的第四种可能的实现方式中，所述串联电路中所有电阻的总电阻值与预设光电流阈值的乘积大于等于所述模数转换器的采样精度。
结合本发明实施例第一方面、本发明实施例第一方面的上述可能的实现方式的任意一种，在本发明实施例第一方面的第五种可能的实现方式中，所述控制器为光收发模块接口组件驱动芯片。
结合本发明实施例第一方面、本发明实施例第一方面的上述可能的实现方式的任意一种，在本发明实施例第一方面的第六种可能的实现方式中，所述模拟开关包括集成模拟开关器件、分立元器件以及继电器中的任意一种。
本发明实施例第二方面公开了一种模数转换器保护电路的控制方法，所述模数转换器保护电路包括模拟开关、模数转换器、控制器以及串联电路，所述串联电路由至少两个电阻串联形成，其中，所述串联电路的头端用于连接BOSA的输出端，所述串联电路的末端用于接地，所述串联电路中每个电阻的远地端连接所述模拟开关的不同采样端，所述模拟开关的输出端连接所述模数转换器的输入端，所述模数转换器的输出端连接所述控制器的输入端，所述控制器的第一输出端连接所述模拟开关的控制端，所述方法包括：所述控制器接收所述模数转换器输出的数字电压，所述数字电压是所述模数转换器对所述模 拟开关的导通采样端采样得到的模拟电压进行模数转换得到的数字电压，第一采样端作为所述导通采样端与所述模拟开关的输出端导通；当所述数字电压大于等于预设第一电压阈值时，所述控制器输出第一控制信号至所述模拟开关，所述第一控制信号用于触发所述模拟开关控制第二采样端作为所述导通采样端与所述模拟开关的输出端导通，所述第二采样端采样得到的模拟电压小于所述第一采样端采样得到的模拟电压，所述预设第一电压阈值处于所述模数转换器的采样电压范围内；当所述数字电压小于所述预设第一电压阈值时，所述控制器控制所述控制器的第二输出端输出所述数字电压。
在本发明实施例第二方面的第一种可能的实现方式中，所述当所述数字电压小于所述预设第一电压阈值时，所述控制器控制所述控制器的第二输出端输出所述数字电压，包括：当所述数字电压小于所述预设第一电压阈值，且所述数字电压大于预设第二电压阈值时，所述控制器控制所述控制器的第二输出端输出所述数字电压，所述预设第二电压阈值处于所述采样电压范围内；当所述数字电压小于等于所述预设第二电压阈值时，所述控制器输出第二控制信号至所述模拟开关，所述第二控制信号用于触发所述模拟开关控制第三采样端作为所述导通采样端与所述模拟开关的输出端导通，所述第三采样端采样得到的模拟电压大于所述第一采样端采样得到的模拟电压。
结合本发明实施例第二方面或本发明实施例第二方面的第一种可能的实现方式，在本发明实施例第二方面的第二种可能的实现方式中，所述模拟开关控制改变与所述模拟开关的输出端导通的导通采样端时，与所述模拟开关的输出端导通的导通采样端和所述串联电路的末端之间电阻的数量变化至少为1。
结合本发明实施例第二方面、本发明实施例第二方面的上述可能的实现方式的任意一种，在本发明实施例第二方面的第三种可能的实现方式中，与所述模拟开关的输出端导通的初始导通采样端为与所述串联电路的末端电阻的远地端相连的采样端；所述串联电路的末端电阻的电阻值与所述预设光电流阈值的乘积处于所述采样电压范围内。
结合本发明实施例第二方面、本发明实施例第二方面的第一种可能的实现方式以及本发明实施例第二方面的上述可能的实现方式中的任意一种，在本发明实施例第二方面的第四种可能的实现方式中，所述串联电路中所有电阻的总 电阻值与预设光电流阈值的乘积大于等于所述模数转换器的采样精度。
结合本发明实施例第二方面、本发明实施例第二方面的上述可能的实现方式中的任意一种，在本发明实施例第二方面的第五种可能的实现方式中，所述控制器为光收发模块接口组件驱动芯片。
结合本发明实施例第二方面、本发明实施例第二方面的上述可能的实现方式中的任意一种，在本发明实施例第二方面的第六种可能的实现方式中，所述模拟开关包括集成模拟开关器件、分立元器件以及继电器中的任意一种。
本发明实施例第三方面公开了一种模数转换器保护电路中的控制器，包括处理器、存储器、输入端口、第一输出端口以及第二输出端口，所述模数转换器保护电路包括模拟开关、模数转换器、所述控制器以及串联电路，所述串联电路由至少两个电阻串联形成，其中，所述串联电路的头端用于连接BOSA的输出端，所述串联电路的末端用于接地，所述串联电路中每个电阻的远地端连接所述模拟开关的不同采样端，所述模拟开关的输出端连接所述模数转换器的输入端，所述模数转换器的输出端连接所述输入端口，所述第一输出端口连接所述模拟开关的控制端；所述输入端口，用于接收所述模数转换器输出的数字电压，所述数字电压是所述模数转换器对所述模拟开关的导通采样端采样得到的模拟电压进行模数转换得到的数字电压，第一采样端作为所述导通采样端与所述模拟开关的输出端导通；所述存储器中存储一组程序代码，且所述处理器用于调用所述存储器中存储的程序代码，用于执行以下操作：判断所述数字电压是否大于等于预设第一电压阈值，所述预设第一电压阈值处于所述模数转换器的采样电压范围内；所述第一输出端口，用于当所述数字电压大于等于所述预设第一电压阈值时，输出第一控制信号至所述模拟开关，所述第一控制信号用于触发所述模拟开关控制第二采样端作为所述导通采样端与所述模拟开关的输出端导通，所述第二采样端采样得到的模拟电压小于所述第一采样端采样得到的模拟电压；所述第二输出端口，用于当所述数字电压小于所述预设第一电压阈值时，输出所述数字电压。
在本发明实施例第三方面的第一种可能的实现方式中，所述处理器用于调用所述存储器中存储的程序代码，还用于执行以下操作：判断所述数字电压是否大于预设第二电压阈值，所述预设第二电压阈值处于所述采样电压范围内；
所述第二输出端口具体用于：当所述数字电压小于所述预设第一电压阈值，且所述数字电压大于所述预设第二电压阈值时，输出所述数字电压；所述第一输出端口，还用于当所述数字电压小于等于所述预设第二电压阈值时，输出第二控制信号至所述模拟开关，所述第二控制信号用于触发所述模拟开关控制第三采样端作为所述导通采样端与所述模拟开关的输出端导通，所述第三采样端采样得到的模拟电压大于所述第一采样端采样得到的模拟电压。
结合本发明实施例第三方面或本发明实施例第三方面的第一种可能的实现方式，在本发明实施例第三方面的第二种可能的实现方式中，所述模拟开关控制改变与所述模拟开关的输出端导通的导通采样端时，与所述模拟开关的输出端导通的导通采样端和所述串联电路的末端之间电阻的数量变化至少为1。
结合本发明实施例第三方面、本发明实施例第三方面的上述可能的实现方式中的任意一种，在本发明实施例第三方面的第三种可能的实现方式中，与所述模拟开关的输出端导通的初始导通采样端为与所述串联电路的末端电阻的远地端相连的采样端；所述串联电路的末端电阻的电阻值与所述预设光电流阈值的乘积处于所述采样电压范围内。
结合本发明实施例第三方面、本发明实施例第三方面的上述可能的实现方式中的任意一种，在本发明实施例第三方面的第四种可能的实现方式中，所述串联电路中所有电阻的总电阻值与预设光电流阈值的乘积大于等于所述模数转换器的采样精度。
结合本发明实施例第三方面、本发明实施例第三方面的上述可能的实现方中的任意一种，在本发明实施例第三方面的第五种可能的实现方式中，所述控制器为光收发模块接口组件驱动芯片。
结合本发明实施例第三方面、本发明实施例第三方面的上述可能的实现方式中的任意一种，在本发明实施例第三方面的第六种可能的实现方式中，所述模拟开关包括集成模拟开关器件、分立元器件以及继电器中的任意一种。
本发明实施例中，模数转换器保护电路包括模拟开关、模数转换器、控制器以及由至少两个电阻串联形成的串联电路，串联电路用于将光电流转化为模拟电压，模拟开关用于将模拟开关的导通采样端采样得到的模拟电压输出至模 数转换器，且第一采样端作为导通采样端与其输出端导通，模数转换器用于对导通采样端采样得到的模拟电压进行模数转换生成数字电压并输出至控制器，控制器用于：当数字电压大于等于预设电压阈值时，输出控制信号至模拟开关，控制信号用于触发其控制第二采样端作为导通采样端与其输出端导通，第二采样端采样得到的模拟电压小于第一采样端采样得到的模拟电压；当数字电压小于预设电压阈值时输出数字电压。可见，本发明实施例中当模数转换器输出的数字电压大于等于预设电压阈值时，控制器控制模拟开关的第二采样端作为导通采样端与模拟开关的输出端导通以减小模拟开关输出的模拟电压，能够使模数转换器在其采样电压范围内采样到模拟电压，避免了因模拟电压超过模数转换器的采样电压范围而造成模数转换器损坏的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例公开的一种检测接收光功率大小的电路的结构示意图；
图2是本发明实施例公开的一种模数转换器保护电路的结构示意图；
图3是本发明实施例公开的一种控制器控制模拟开关的结构示意图；
图4是本发明实施例公开的一种模数转换器保护电路的控制方法的流程示意图；
图5是本发明实施例公开的一种模数转换器保护电路的控制器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种模数转换器保护电路及其控制方法、控制器，能够使模数转换器在其采样电压范围内采样到模拟电压，避免了因模拟电压超过模数转换器的采样电压范围而造成模数转换器损坏的问题。
请参阅图2，图2是本发明实施例公开的一种模数转换器保护电路的结构示意图。如图2所示，该模数转换器保护电路包括模拟开关、模数转换器、控制器以及串联电路，且串联电路由至少两个电阻串联形成，如图2中的R1至RN且N为大于等于2的整数，其中：
串联电路的头端用于连接光收发模块接口组件BOSA的输出端，串联电路的末端用于接地，串联电路中每个电阻的远地端连接模拟开关的不同采样端，模拟开关的输出端连接模数转换器的输入端，模数转换器的输出端连接控制器的输入端，控制器的第一输出端连接模拟开关的控制端；
串联电路用于将BOSA输出的光电流转化为模拟电压，上述不同采样端用于采样串联电路输出的模拟电压，模拟开关用于将模拟开关的导通采样端采样得到的模拟电压输出至模数转换器，且第一采样端作为导通采样端与模拟开关的输出端导通；
模数转换器用于对导通采样端采样得到的模拟电压进行模数转换生成数字电压并输出至控制器；
控制器用于：当上述数字电压大于等于预设第一电压阈值时，输出第一控制信号至模拟开关，其中，第一控制信号用于触发模拟开关控制第二采样端作为导通采样端与模拟开关的输出端导通，第二采样端采样得到的模拟电压小于上述第一采样端采样得到的模拟电压；当上述数字电压小于预设第一电压阈值时，控制控制器的第二输出端输出上述数字电压，其中，预设第一电压阈值处于模数转换器的采样电压范围内。
本发明实施例中，通过控制器获取到的数字电压与控制器中存储的预设第一电压阈值之间的关系控制模拟开关切换与其输出端导通的导通采样端，能够使模数转换器在其采样电压范围内采样到模拟电压，避免了因模拟电压超过模 数转换器的采样电压范围而造成模数转换器损坏的问题。
作为一种可选的实施方式，当上述数字电压小于预设第一电压阈值时，控制器控制控制器的第二输出端输出上述数字电压的具体方式为：
当上述数字电压小于上述预设第一电压阈值，且上述数字电压大于预设第二电压阈值时，控制控制器的第二输出端输出上述数字电压，其中，预设第二电压阈值处于所述采样电压范围内。
控制器还可以用于：当上述数字电压小于等于预设第二电压阈值时，输出第二控制信号至模拟开关，第二控制信号用于触发模拟开关控制第三采样端作为导通采样端与模拟开关的输出端导通，第三采样端采样得到的模拟电压大于上述第一采样端采样得到的模拟电压。
可见，当上述数字电压小于预设第一电压阈值且大于预设第二电压阈值时，控制控制器的第二输出端输出上述数字电压；当控制器接收到的数字电压小于等于预设第二电压阈值时，控制器向模拟开关输出控制信号，以触发模拟开关控制改变与模拟开关的输出端导通的导通采样端，通过改变与模拟开关的输出端导通的导通采样端的方式增大模数转换器输出的数字电压(即控制器接收到的数字电压)，这样不仅可以保证模数转换器在其采样电压范围内采样到模拟电压，还可以保证模数转换器的采样精度，进而使控制器输出的数字电压处于有效量程内。
需要说明的是，预设第一电压阈值以及预设第二电压阈值是预先设置的电压阈值，可以是控制器根据预先设置的计算规则以及模数转换器的采样电压范围计算得到，也可以是用户根据自身需求以及模数转换器的采样电压范围设置，本发明实施例不做限定。
作为一种可选的实施方式，模拟开关控制改变与模拟开关的输出端导通的导通采样端时，与模拟开关的输出端导通的导通采样端和串联电路的末端之间电阻的数量变化至少为1，即当与模拟开关的输出端导通的导通采样端由上述第一采样端变为上述第二采样端时，上述第一采样端和串联电路的末端之间的电阻的数量与上述第二采样端和串联电路的末端之间电阻的数量的差值为大于等于1的整数；当与模拟开关的输出端导通的导通采样端由上述第一采样端变为上述第三采样端时，上述第三采样端和串联电路的末端之间的电阻的数量 与上述第一采样端和串联电路的末端之间电阻的数量的差值为大于等于1的整数。这样为控制器提供了生成控制信号的依据。
本发明实施例中，与模拟开关的输出端导通的初始导通采样端为与串联电路的末端电阻的远地端相连的采样端，即在如图2所示的模数转换器保护电路完成采样工作后或者开始采样前，控制器均会向模拟开关输出控制信号，以触发模拟开关将与模拟开关的输出端导通的导通采样端切换为上述初始导通采样端。这样可以避免在如图2所示的模数转换器保护电路开始采样时因模数转换器接收到的模拟电压超出模数转换器的采样电压范围而造成模数转换器损坏的问题。
可选的，上述串联电路中所有电阻的总电阻值与预设光电流阈值的乘积大于等于模数转换器的采样精度，上述串联电路的末端电阻的电阻值与上述预设光电流阈值的乘积处于上述采样电压范围内，其中，预设光电流阈值为BOSA输出的光电流的最小值，这样既保证了模数转换器的采样精度，又保证了模数转换器在其采样电压范围内采样到模拟电压。
本发明实施例中，模数转换器的采样精度等于模数转换器的最大采样电压(采样电压量程)与2的M次方的比值，其中，M为模数转换器的位数，这样能够使模数转换器输出精确的数字电压。举例来说，对于一个采样电压量程为2V的10位模数转换器，其采样精度等于2/210V。
本发明实施例中，当上述数字电压大于预设第二电压阈值且小于预设第一电压阈值时，控制器不输出任何控制信号至模拟开关，即模拟开关保持上述导通采样端与模拟信号的输出端的导通，在这种情况下，控制器控制控制器的第二输出端输出大于预设第二电压阈值且小于预设第一电压阈值的数字电压。
可选的，上述控制器可以为光收发模块接口组件驱动芯片。
本发明实施例中，控制器可以为当前ONU中的光收发模块接口组件驱动芯片，这样可以节约模数转换器保护电路的硬件成本。
可选的，上述模拟开关可以包括但不限于集成模拟开关器件、分立元器件以及继电器中的任意一种。
如图3所示，举例说明控制器如何选择导通采样端。假设上述串联电路中 电阻的个数为3个，则控制器控制模拟开关的结构示意图可以如图3所示，图3是本发明实施例公开的一种控制器控制模拟开关的结构示意图。图3中，串联电路中的3个电阻分别为R1、R2以及R3，且模拟开关有3个采样端，3个采样端分别为采样端1、采样端2以及采样端3，且R1的远地端连接采样端1，R2的远地端连接采样端2，R3的远地端连接采样端3，且图3中采样端1作为初始导通采样端与模拟开关的输出端导通，模数转换器的采样电压范围为0V～2V(即模数转换器的采样电压量程为2V)，预设第一电压阈值为模数转换器的采样电压量程的3/4，即为1.50V，预设第二电压阈值为模数转换器的采样电压量程的1/4，即为0.50V，光电流的取值范围为0.05mA～1mA，预设光电流阈值为光电流的最小取值，即为0.05mA，且R1、R2以及R3的电阻值分别为1K、1.8K以及5K，其中，(1+1.8+5)*0.05大于2/210且1*0.05处于模数转换器的采样电压范围0V～2V内，其中：
当串联电路接收到的光电流大于等于50uA且小于等于178uA时，采样端1采样到的模拟电压大于等于0.05V小于等于0.18V，模数转换器对模拟电压进行模数转换后将大于等于0.05V小于等于0.18V的数字电压输出至控制器，由于0.18V小于预设第二电压阈值0.5V，则控制器输出控制信号至模拟开关，以触发模拟开关控制采样端2作为导通采样端与模拟开关的输出端导通且采样端1与模拟开关的输出端不导通，此时，针对大于等于50uA且小于等于178uA的光电流，模数转换器将大于等于0.14V小于等于0.50V的数字电压输出至控制器，由于0.50V等于预设第二电压阈值0.5V，则控制器输出控制信号至模拟开关，以触发模拟开关控制采样端3作为导通采样端与模拟开关的输出端导通且采样端2与模拟开关的输出端不导通。
同理可知，当串联电路接收到的光电流大于178uA小于等于192uA时，控制器不输出任何控制信号至模拟开关，即模拟开关保持采样端3与模拟开关的输出端导通；当串联电路接收到的光电流大于192uA小于等于256uA时，由于采样端3与模拟开关的输出端导通，则控制器接收到的模拟电压大于1.50V，则控制器输出控制信号至模拟开关，以触发模拟开关控制采样端2作为导通采样端与模拟开关的输出端导通，且当串联电路接收到的光电流大于256uA小于等于536uA时，控制器不输出任何控制信号至模拟开关，即模拟开关保持采样端 2与模拟开关的输出端导通；当串联电路接收到的光电流大于536uA小于等于714uA时，控制器输出控制信号至模拟开关，以触发模拟开关控制采样端1作为导通采样端与模拟开关的输出端导通，且当串联电路接收到的光电流大于714uA小于等于1000uA时，控制器不输出任何控制信号至模拟开关，即模拟开关保持采样端1与模拟开关的输出端导通。
综上所述，在如图3所示的控制器控制模拟开关的结构示意图中，当串联电路接收到的光电流大于等于50uA小于等于192uA时，模拟开关的采样端3作为导通采样端与模拟开关的输出端导通，当串联电路接收到的光电流大于192uA小于等于536uA时，模拟开关的采样端2作为导通采样端与模拟开关的输出端导通，当串联电路接收到的光电流大于536uA小于等于1000uA时，模拟开关的采样端1作为导通采样端与模拟开关的输出端导通，这样保证了接收到的光电流在0.05mA～1mA的范围内时，模数转换器在其采样电压范围0V～2V内采样到模拟电压，保证了模数转换器的采样精度，且避免了因模拟电压超过模数转换器的采样电压范围而造成模数转换器损坏的问题。
请参阅图4，图4是本发明实施例公开的一种模数转换器保护电路的控制方法的流程示意图。其中，图4所示的方法适用于图2所示的模数转换器保护电路，且由图2所示的模数转换器保护电路中的控制器执行。如图4所示，该模数转换器保护电路的控制方法可以包括以下步骤：
S401、控制器接收模数转换器输出的数字电压。
本发明实施例中，模数转换器输出的数字电压为模数转换器对模拟开关的导通采样端采样得到的模拟电压进行模数转换得到的数字电压，且第一采样端作为导通采样端与模拟开关的输出端导通。
S402、判断上述数字电压是否大于等于预设第一电压阈值。
本发明实施例中，当步骤S402的判断结果为是时，控制器执行步骤S403，当步骤S402的判断结果为否时，控制器执行步骤S404。
S403、控制器输出第一控制信号至模拟开关。
本发明实施例中，预设第一电压阈值处于模数转换器的采样电压范围内，控制器输出第一控制信号至模拟开关，以触发模拟开关将与模拟开关的输出端 导通的导通采样端由第一采样端切换至第二采样端，第二采样端采样得到的模拟电压小于上述第一采样端采样得到的模拟电压，且与模拟开关的输出端导通的导通采样端的个数为1，即模拟开关的所有采样端中有且只有一个采样端与模拟开关的输出端导通。
S404、控制器控制控制器的第二输出端输出上述数字电压。
本发明实施例中，当上述数字电压小于预设第一电压阈值时，控制器控制控制器的第二输出端输出上述数字电压。
本发明实施例中，通过控制器获取到的数字电压与控制器中存储的预设第一电压阈值之间的关系控制模拟开关切换与其输出端导通的导通采样端，能够使模数转换器在其采样电压范围内采样到模拟电压，避免了因模拟电压超过模数转换器的采样电压范围而造成模数转换器损坏的问题。
作为一种可选的实施方式，当上述数字电压小于预设第一电压阈值时，在步骤S404之前，该模数转换器保护电路的控制方法还可以包括以下步骤：
控制器判断上述数字电压是否大于预设第二电压阈值。
控制器控制控制器的第二输出端输出上述数字电压的具体方式可以为：
当上述数字电压小于预设第一电压阈值，且上述数字电压大于预设第二电压阈值时，控制器控制控制器的第二输出端输出数字电压，其中，预设第二电压阈值处于上述采样电压范围内。
本发明实施例中，该模数转换器保护电路的控制方法还可以包括以下步骤：
当上述数字电压小于等于预设第二电压阈值时，控制器输出第二控制信号至模拟开关，其中，第二控制信号用于触发模拟开关将与模拟开关的输出端导通的导通采样端由第一采样端切换至第三采样端，其中，第三采样端采样到的模拟电压大于上述第一采样端采样到的模拟电压。
可见，当上述数字电压小于预设第一电压阈值且大于预设第二电压阈值时，控制控制器的第二输出端输出上述数字电压；当控制器接收到的数字电压小于等于预设第二电压阈值时，控制器向模拟开关输出控制信号，以触发模拟开关控制改变与模拟开关的输出端导通的导通采样端，通过改变与模拟开关的输出端导通的导通采样端的方式增大模数转换器输出的数字电压(即控制器接 收到的数字电压)，这样不仅可以保证模数转换器在其采样电压范围内采样到模拟电压，还可以保证模数转换器的采样精度，进而使控制器输出的数字电压处于有效量程内。
需要说明的是，预设第一电压阈值以及预设第二电压阈值是预先设置的电压阈值，可以是控制器根据预先设置的计算规则以及模数转换器的采样电压范围计算得到，也可以是用户根据自身需求以及模数转换器的采样电压范围设置，本发明实施例不做限定。
作为一种可选的实施方式，模拟开关控制改变与模拟开关的输出端导通的导通采样端时，与模拟开关的输出端导通的导通采样端和串联电路的末端之间电阻的数量变化至少为1，即当与模拟开关的输出端导通的导通采样端由上述第一采样端变为上述第二采样端时，上述第一采样端和串联电路的末端之间的电阻的数量与上述第二采样端和串联电路的末端之间电阻的数量的差值为大于等于1的整数；当与模拟开关的输出端导通的导通采样端由上述第一采样端变为上述第三采样端时，上述第三采样端和串联电路的末端之间的电阻的数量与上述第一采样端和串联电路的末端之间电阻的数量的差值为大于等于1的整数。这样为控制器提供了生成控制信号的依据。
本发明实施例中，与模拟开关的输出端导通的初始导通采样端为与串联电路的末端电阻的远地端相连的采样端，即在如图2所示的模数转换器保护电路完成采样工作或经过预先设置好的工作周期后，控制器均会向模拟开关输出控制信号，以触发模拟开关将与模拟开关的输出端导通的导通采样端切换为上述初始导通采样端。这样可以避免在如图2所示的模数转换器保护电路开始工作时因模数转换器接收到的模拟电压超出模数转换器的采样电压范围而造成模数转换器损坏的问题。
可选的，上述串联电路中所有电阻的总电阻值与预设光电流阈值的乘积大于等于模数转换器的采样精度且串联电路的末端电阻的电阻值与预设光电流阈值的乘积处于采样电压范围内，其中，预设光电流阈值为BOSA输出的光电流的最小值，这样既保证了模数转换器的采样精度，又保证了模数转换器在其采样电压范围内采样到模拟电压。
可选的，上述控制器可以为光收发模块接口组件驱动芯片。
本发明实施例中，控制器可以为当前ONU中的光收发模块接口组件驱动芯片，这样可以节约模数转换器保护电路的硬件成本。
可选的，上述模拟开关可以包括但不限于集成模拟开关器件、分立元器件以及继电器中的任意一种。
请参阅图5，图5是本发明实施例公开的一种模数转换器保护电路的控制器的结构示意图。其中，图5所示的控制器500为图2中模数转换器保护电路中的控制器。如图5所示，该模数转换器保护电路的控制器500可以包括：至少一个处理器501，如CPU，输入端口502，第一输出端口503，第二输出端口504，存储器505以及至少一个通信总线506，存储器505可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，如至少一个磁盘存储器，可选的，存储器505还可以是至少一个位于远离前述处理器501的存储装置。其中：
通信总线506用于实现这些组件之间的连接通信。
输入端口502用于接收模数转换器输出的数字电压。
本发明实施例中，模数转换器输出的数字电压为模数转换器对模拟开关的导通采样端采样得到的模拟电压进行模数转换得到的数字电压，且第一采样端作为导通采样端与模拟开关的输出端导通。
存储器505中存储一组程序代码，且处理器501用于调用存储器505中存储的程序代码，用于执行以下操作：
判断上述数字电压是否大于等于预设第一电压阈值，其中，预设第一电压阈值处于模数转换器的采样电压范围内，且当上述数字电压大于等于预设第一电压阈值时，生成第一控制信号。
第一输出端口503用于输出上述第一控制信号至模拟开关，其中，上述第一控制信号用于触发模拟开关将与模拟开关的输出端导通的导通采样端由第一采样端切换至第二采样端，且第二采样端采样得到的模拟电压小于上述第一采样端采样得到的模拟电压，且与模拟开关的输出端导通的导通采样端的个数为1，即模拟开关的所有采样端中有且只有一个采样端与模拟开关的输出端导通。
第二输出端口504用于当处理器501判断出上述数字电压小于预设第一电压阈值时，输出上述数字电压。
本发明实施例中，控制器500通过输入端口502接收到的数字电压与控制器中存储的预设第一电压阈值之间的关系控制模拟开关切换与其输出端导通的导通采样端，能够使模数转换器在其采样电压范围内采样到模拟电压，避免了因模拟电压超过模数转换器的采样电压范围而造成模数转换器损坏的问题。
在一个实施例中，处理器501用于调用存储器505中存储的程序代码，还可以用于执行以下操作：
判断上述数字电压是否大于预设第二电压阈值，其中，预设第二电压阈值小于上述预设第一电压阈值且处于上述采样电压范围内，且当上述数字电压不大于(即小于等于)预设第二电压阈值时，生成第二控制信号。
第二输出端口504具体用于当上述数字电压小于预设第一电压阈值，且上述数字电压大于预设第二电压阈值时，输出上述数字电压。
第一输出端口503还可以用于输出上述第二控制信号至模拟开关，其中，上述第二控制信号用于触发模拟开关将与模拟开关的输出端导通的导通采样端由第一采样端切换至第三采样端，其中，第三采样端采样得到的模拟电压大于上述第一采样端采样得到的模拟电压。
可见，当输入端口502接收到的数字电压小于预设第一电压阈值且大于预设第二电压阈值时，第二输出端口504输出上述数字电压；当输入端口502接收到的数字电压小于等于预设第二电压阈值时，第一输出端口503向模拟开关输出控制信号，以触发模拟开关控制改变与模拟开关的输出端导通的导通采样端，通过改变与模拟开关的输出端导通的导通采样端的方式增大模数转换器输出的数字电压(即输入端口502收到的数字电压)，这样不仅可以保证模数转换器在其采样电压范围内采样到模拟电压，还可以保证模数转换器的采样精度，进而使第二输出端口504输出的数字电压处于有效量程内。
需要说明的是，预设第一电压阈值以及预设第二电压阈值是预先设置的电压阈值，可以是控制器根据预先设置的计算规则以及模数转换器的采样电压范围计算得到，也可以是用户根据自身需求以及模数转换器的采样电压范围设置，本发明实施例不做限定。
作为一种可选的实施方式，模拟开关控制改变与模拟开关的输出端导通的导通采样端时，与模拟开关的输出端导通的导通采样端和串联电路的末端之间电阻的数量变化至少为1，这样为处理器501提供了生成控制信号的依据。
在一个实施例中，与模拟开关的输出端导通的初始导通采样端为与串联电路的末端电阻的远地端相连的采样端，且串联电路的末端电阻的电阻值与预设光电流阈值的乘积处于采样电压范围内，这样保证了模数转换器在其采样电压范围内采样到模拟电压。
在一个实施例中，上述串联电路中所有电阻的总电阻值与预设光电流阈值的乘积大于等于模数转换器的采样精度，其中，预设光电流阈值为BOSA输出的光电流的最小值，这样既保证了模数转换器的采样精度。
可选的，上述控制器500可以为光收发模块接口组件驱动芯片。
本发明实施例中，控制器500可以为当前ONU中的光收发模块接口组件驱动芯片，这样可以节约模数转换器保护电路的硬件成本。
可选的，上述模拟开关可以包括但不限于集成模拟开关器件、分立元器件以及继电器中的任意一种。
需要说明的是，上述实施例中涉及到的第一采样端、第二采样端以及第三采样端并不是表示将模拟开关的所有采样端进行排序后的第一采样端、第二采样端以及第三采样端，而是表示三个互不相同的采样端。
需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明所必须的。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
以上对本发明实施例公开的一种模数转换器保护电路及其控制方法、控制器进行了详细介绍，本文中应用了具体实例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (21)

  1. 一种模数转换器保护电路，其特征在于，包括模拟开关、模数转换器、控制器及串联电路，所述串联电路由至少两个电阻串联形成，其中：
    所述串联电路的头端用于连接光收发模块接口组件BOSA的输出端，所述串联电路的末端用于接地，所述串联电路中每个电阻的远地端连接所述模拟开关的不同采样端，所述模拟开关的输出端连接所述模数转换器的输入端，所述模数转换器的输出端连接所述控制器的输入端，所述控制器的第一输出端连接所述模拟开关的控制端；
    所述串联电路用于将所述BOSA输出的光电流转化为模拟电压，所述不同采样端用于采样所述串联电路输出的模拟电压，所述模拟开关用于将所述模拟开关的导通采样端采样得到的模拟电压输出至所述模数转换器，第一采样端作为所述导通采样端与所述模拟开关的输出端导通；
    所述模数转换器用于对所述导通采样端采样得到的模拟电压进行模数转换生成数字电压并输出至所述控制器；
    所述控制器用于：当所述数字电压大于等于预设第一电压阈值时，输出第一控制信号至所述模拟开关，所述第一控制信号用于触发所述模拟开关控制第二采样端作为所述导通采样端与所述模拟开关的输出端导通，所述第二采样端采样得到的模拟电压小于所述第一采样端采样得到的模拟电压；当所述数字电压小于所述预设第一电压阈值时，控制所述控制器的第二输出端输出所述数字电压，所述预设第一电压阈值处于所述模数转换器的采样电压范围内。
  2. 根据权利要求1所述的模数转换器保护电路，其特征在于，当所述数字电压小于所述预设第一电压阈值时，所述控制器控制所述控制器的第二输出端输出所述数字电压的具体方式为：
    当所述数字电压小于所述预设第一电压阈值，且所述数字电压大于预设第二电压阈值时，控制所述控制器的第二输出端输出所述数字电压，所述预设第二电压阈值处于所述采样电压范围内；
    所述控制器还用于：当所述数字电压小于等于所述预设第二电压阈值时，输出第二控制信号至所述模拟开关，所述第二控制信号用于触发所述模拟开关 控制第三采样端作为所述导通采样端与所述模拟开关的输出端导通，所述第三采样端采样得到的模拟电压大于所述第一采样端采样得到的模拟电压。
  3. 根据权利要求1或2所述的模数转换器保护电路，其特征在于，所述模拟开关改变与所述模拟开关的输出端导通的导通采样端时，与所述模拟开关的输出端导通的导通采样端和所述串联电路的末端之间电阻的数量变化至少为1。
  4. 根据权利要求1至3任一项所述的模数转换器保护电路，其特征在于，
    与所述模拟开关的输出端导通的初始导通采样端为与所述串联电路的末端电阻的远地端相连的采样端；
    所述串联电路的末端电阻的电阻值与所述预设光电流阈值的乘积处于所述采样电压范围内。
  5. 根据权利要求1至4任一项所述的模数转换器保护电路，其特征在于，
    所述串联电路中所有电阻的总电阻值与预设光电流阈值的乘积大于等于所述模数转换器的采样精度。
  6. 根据权利要求1至5任一项所述的模数转换器保护电路，其特征在于，
    所述控制器为光收发模块接口组件驱动芯片。
  7. 根据权利要求1至6任一项所述的模数转换器保护电路，其特征在于，
    所述模拟开关包括集成模拟开关器件、分立元器件以及继电器中的任意一种。
  8. 一种模数转换器保护电路的控制方法，其特征在于，所述模数转换器保护电路包括模拟开关、模数转换器、控制器以及串联电路，所述串联电路由至少两个电阻串联形成，其中，所述串联电路的头端用于连接BOSA的输出端，所述串联电路的末端用于接地，所述串联电路中每个电阻的远地端连接所述模 拟开关的不同采样端，所述模拟开关的输出端连接所述模数转换器的输入端，所述模数转换器的输出端连接所述控制器的输入端，所述控制器的第一输出端连接所述模拟开关的控制端，所述方法包括：
    所述控制器接收所述模数转换器输出的数字电压，所述数字电压是所述模数转换器对所述模拟开关的导通采样端采样得到的模拟电压进行模数转换得到的数字电压，第一采样端作为所述导通采样端与所述模拟开关的输出端导通；
    当所述数字电压大于等于预设第一电压阈值时，所述控制器输出第一控制信号至所述模拟开关，所述第一控制信号用于触发所述模拟开关控制第二采样端作为所述导通采样端与所述模拟开关的输出端导通，所述第二采样端采样得到的模拟电压小于所述第一采样端采样得到的模拟电压，所述预设第一电压阈值处于所述模数转换器的采样电压范围内；
    当所述数字电压小于所述预设第一电压阈值时，所述控制器控制所述控制器的第二输出端输出所述数字电压。
  9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述当所述数字电压小于所述预设第一电压阈值时，所述控制器控制所述控制器的第二输出端输出所述数字电压，包括：
    当所述数字电压小于所述预设第一电压阈值，且所述数字电压大于预设第二电压阈值时，所述控制器控制所述控制器的第二输出端输出所述数字电压，所述预设第二电压阈值处于所述采样电压范围内；
    所述方法还包括：
    当所述数字电压小于等于所述预设第二电压阈值时，所述控制器输出第二控制信号至所述模拟开关，所述第二控制信号用于触发所述模拟开关控制第三采样端作为所述导通采样端与所述模拟开关的输出端导通，所述第三采样端采样得到的模拟电压大于所述第一采样端采样得到的模拟电压。
  10. 根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述模拟开关控制改变与所述模拟开关的输出端导通的导通采样端时，与所述模拟开关的输出端导通 的导通采样端和所述串联电路的末端之间电阻的数量变化至少为1。
  11. 根据权利要求8至10任一项所述的方法，其特征在于，与所述模拟开关的输出端导通的初始导通采样端为与所述串联电路的末端电阻的远地端相连的采样端；
    所述串联电路的末端电阻的电阻值与所述预设光电流阈值的乘积处于所述采样电压范围内。
  12. 根据权利要求8至11任一项所述的方法，其特征在于，所述串联电路中所有电阻的总电阻值与预设光电流阈值的乘积大于等于所述模数转换器的采样精度。
  13. 根据权利要求8至12任一项所述的方法，其特征在于，所述控制器为光收发模块接口组件驱动芯片。
  14. 根据权利要求8至13任一项所述的方法，其特征在于，所述模拟开关包括集成模拟开关器件、分立元器件以及继电器中的任意一种。
  15. 一种模数转换器保护电路中的控制器，包括处理器、存储器、输入端口、第一输出端口以及第二输出端口，其特征在于，所述模数转换器保护电路包括模拟开关、模数转换器、所述控制器以及串联电路，所述串联电路由至少两个电阻串联形成，其中，所述串联电路的头端用于连接BOSA的输出端，所述串联电路的末端用于接地，所述串联电路中每个电阻的远地端连接所述模拟开关的不同采样端，所述模拟开关的输出端连接所述模数转换器的输入端，所述模数转换器的输出端连接所述输入端口，所述第一输出口端连接所述模拟开关的控制端；
    所述输入端口，用于接收所述模数转换器输出的数字电压，所述数字电压是所述模数转换器对所述模拟开关的导通采样端采样得到的模拟电压进行模数转换得到的数字电压，第一采样端作为所述导通采样端与所述模拟开关的输 出端导通；
    所述存储器中存储一组程序代码，且所述处理器用于调用所述存储器中存储的程序代码，用于执行以下操作：
    判断所述数字电压是否大于等于预设第一电压阈值，所述预设第一电压阈值处于所述模数转换器的采样电压范围内；
    所述第一输出端口，用于当所述数字电压大于等于所述预设第一电压阈值时，输出第一控制信号至所述模拟开关，所述第一控制信号用于触发所述模拟开关控制第二采样端作为所述导通采样端与所述模拟开关的输出端导通，所述第二采样端采样得到的模拟电压小于所述第一采样端采样得到的模拟电压；
    所述第二输出端口，用于当所述数字电压小于所述预设第一电压阈值时，输出所述数字电压。
  16. 根据权利要求15所述的控制器，其特征在于，所述处理器用于调用所述存储器中存储的程序代码，还用于执行以下操作：
    判断所述数字电压是否大于预设第二电压阈值，所述预设第二电压阈值处于所述采样电压范围内；
    所述第二输出端口具体用于：当所述数字电压小于所述预设第一电压阈值，且所述数字电压大于所述预设第二电压阈值时，输出所述数字电压；
    所述第一输出端口，还用于当所述数字电压小于等于所述预设第二电压阈值时，输出第二控制信号至所述模拟开关，所述第二控制信号用于触发所述模拟开关控制第三采样端作为所述导通采样端与所述模拟开关的输出端导通，所述第三采样端采样得到的模拟电压大于所述第一采样端采样得到的模拟电压。
  17. 根据权利要求15或16所述的控制器，其特征在于，所述模拟开关控制改变与所述模拟开关的输出端导通的导通采样端时，与所述模拟开关的输出端导通的导通采样端和所述串联电路的末端之间电阻的数量变化至少为1。
  18. 根据权利要求15至17任一项所述的控制器，其特征在于，与所述模拟开关的输出端导通的初始导通采样端为与所述串联电路的末端电阻的远地端 相连的采样端；
    所述串联电路的末端电阻的电阻值与所述预设光电流阈值的乘积处于所述采样电压范围内。
  19. 根据权利要求15至18任一项所述的控制器，其特征在于，所述串联电路中所有电阻的总电阻值与预设光电流阈值的乘积大于等于所述模数转换器的采样精度。
  20. 根据权利要求15至19任一项所述的控制器，其特征在于，所述控制器为光收发模块接口组件驱动芯片。
  21. 根据权利要求15至10任一项所述的控制器，其特征在于，所述模拟开关包括集成模拟开关器件、分立元器件以及继电器中的任意一种。
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