CN201063634Y - 光接收机 - Google Patents

Abstract

一种光接收机，包括光电转换器、放大器组、电调衰减器组和自动增益控制电路，自动增益控制电路的输入端连接光电转换器，自动增益控制电路的输出端连接各级电调衰减器的控制端，其特征是：所述自动增益控制电路的输出端与第一级电调衰减器的控制端之间设有延迟电路。本实用新型能有效保证在输入不同光功率时，各级放大器的输入电平较高，且不超过一定的限度，因此能保证载噪比不受影响，而且信号不失真。

Description

光接收机

技术领域

本实用新型涉及一种光接收机，具体地说，涉及一种具有前馈自动增益控制电路的光接收机。

背景技术

在基于以太网的无源光网络(EPON)中，要求光接收机在输入光功率为-7dBm～-1dBm的动态范围(输入光功率变化为6dB，经光电转换后得到的电信号变化就是12dB)内，光接收机的输出信号电平变化不大于2dB，因此要求光接收机具有足够宽的增益控制范围。

中国发明专利申请公开说明书CN1744473A中公开了一种前馈自动增益控制的光接收机，它包括光电转换器、射频信号放大器(共有二级)、射频信号衰减器、光功率电平检测电路和衰减电平发生器，光电转换器、第一级射频信号放大器、射频信号衰减器、第二级射频信号放大器依次电连接，光电转换器与光功率电平检测电路连接，衰减电平发生器连接在光功率电平检测电路与射频信号衰减器之间。

光电转换器将接收到的光信号转换成电信号，该电信号依次经第一级射频信号放大器放大、射频信号衰减器衰减、第二级射频信号放大器放大后，从第二级射频信号放大器的输出端输出；光功率电平检测电路和衰减电平发生器组成自动增益控制电路，光功率电平检测电路从光电转换器处获得入射光功率电平，然后由衰减电平发生器对入射光功率电平进行变换，得到与入射光功率电平成比例的控制电平，用该控制电平驱动射频信号衰减器，使射频信号衰减器衰减，射频信号衰减器的衰减量随控制电平的高低而作相应变化，从而使光接收机的增益作相应调整，因而在不同的入射光功率下，光接收机的射频输出信号电平能够稳定在所要求的范围内。

但上述光接收机还存在不足之处，射频信号经由第一级射频信号放大器、射频信号衰减器、第二级射频信号放大器进行放大，其中射频信号衰减器的控制范围不能太大，因此光接收机的增益控制范围受到限制。当接收到的光功率较低时，第二级射频信号放大器的输入电平过低，载噪比(C/N)变差；当接收到的光功率较高时，第一级射频信号放大器的输出信号会有较大的失真，因此很难兼顾载噪比好和失真小两方面的要求。

上述说明书(CN1744473A)还披露射频信号放大器的级数和射频信号衰减器的级数可视整个电路的要求而定，即光接收机可以有三级以上射频信号放大器，在这种情况下，光电转换器与第一级射频信号放大器电连接，相邻两级射频信号放大器之间设有一个射频信号衰减器，光接收机的最终信号从最后一级射频信号放大器的输出端输出，自动增益控制电路(由光功率电平检测电路和衰减电平发生器组成)的输出端直接连接各级电调衰减器的控制端，各级电调衰减器同时起控。这种也很难兼顾载噪比好和失真小两方面的要求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种增益控制范围宽且输出信号载噪比好、失真小的光接收机。采用的技术方案如下：

一种光接收机，包括光电转换器、放大器组、电调衰减器组和自动增益控制电路，自动增益控制电路的输入端连接光电转换器，自动增益控制电路的输出端连接各级电调衰减器的控制端，其特征是：所述自动增益控制电路的输出端与第一级电调衰减器的控制端之间设有延迟电路。

上述光电转换器与第一级放大器电连接，相邻两级放大器之间设有一个电调衰减器，光接收机的最终信号从最后一级放大器的输出端输出。放大器组包含三级以上放大器，电调衰减器组相应地包含有二级以上电调衰减器。

在一实施例中，上述放大器组包括初级放大器、中间级放大器和末级放大器，所述电调衰减器组包括第一级电调衰减器和第二级电调衰减器，光电转换器、初级放大器、第一级电调衰减器、中间级放大器、第二级电调衰减器和末级放大器依次电连接，自动增益控制电路的输入端连接光电转换器，自动增益控制电路的输出端直接连接第二级电调衰减器的控制端，自动增益控制电路的输出端与第一级电调衰减器的控制端之间设有延迟电路。

各级电调衰减器均由电压驱动而产生衰减；自动增益控制电路由光功率电平检测电路和衰减电平发生器组成，光功率电平检测电路从光电转换器处获得入射光功率电平，然后由衰减电平发生器对入射光功率电平进行变换，得到与入射光功率电平成比例的控制电压，用该控制电压驱动各级电调衰减器，使其衰减。应当使由衰减电平发生器变换后得到的控制电压与电调衰减器(特别是第二级及第二级以后的电调衰减器)的率减规律尽可能一致。优选各级电调衰减器均为衰减量呈线性变化的电调衰减器，此时应当使衰减电平发生器变换后得到的控制电压与入射光功率之间的关系近似线性。

上述延迟电路是一降压电路，自动增益控制电路的输出端连接降压电路的输入端，降压电路的输出端连接第一级电调衰减器，降压电路的输出端输出的电压比其输入端输入的电压低一定值。在一优选实施例中，延迟电路由一稳压二极管和一电阻串联组成，稳压二极管的正极连接电阻的一端，电阻的另一端接地；稳压二极管的负极为输入端，其正极为输出端。自动增益控制电路产生的控制电压经稳压二极管降压后去控制第一级电调衰减器，在控制电压没超过稳压二极管的击穿电压的情况下，延迟电路没有电压输出，第一级电调衰减器的衰减处于最小状态；在这期间第二级及第二级以后的电调衰减器已经起控，其衰减量随控制电压的增大而增大。在控制电压超过稳压二极管的击穿电压的情况下，延迟电路才有电压输出，第一级电调衰减器才开始起控，延迟电路的输出电压随控制电压的增大而增大，第一级电调衰减器的衰减量随延迟电路的输出电压的增大而增大；这时第二级及第二级以后的电调衰减器已经有了一定的衰减量，其衰减量比第一级电调衰减器的衰减量大一定的值，第二级及第二级以后的电调衰减器与第一级电调衰减器的衰减量之差即为延迟量。也就是说，第一级电调衰减器比第二级及第二级以后的电调衰减器延迟起控，延迟量的大小由稳压二极管的击穿电压决定。

本实用新型由于使用了延迟控制，位于第二级放大器输入处的第一级电调衰减器的起控点较第二级及第二级以后的电调衰减器的起控点滞后，在接收光功率不是太大时，第一级放大器的输出信号不衰减，这样保证了第二级放大器输入信号的幅度，使载噪比(C/N)不受影响，同时第二级放大器的输出信号先衰减，使输入第三级放大器的信号幅度不太高，不会产生较大的失真；当接收光功率较大时，第一级电调衰减器开始衰减信号，使输入第二级放大器的信号幅度不太高，确保第二放大级不会产生较大的失真，同时输入第二级放大器的信号幅度又不过低，使载噪比不受影响，因此本实用新型能有效保证在输入不同光功率时，各级放大器的输入电平较高，且不超过一定的限度，因此能保证载噪比不受影响，而且信号不失真。本实用新型由于使用了两个以上电调衰减器，因此增益控制范围宽；而且可使每个衰减器的衰减量变化范围不是很大，线性更好，控制更精确。

附图说明

图1是本实用新型一优选实施例的电路原理框图；

图2是图1中延迟电路的电路原理图；

图3是优选实施例中采用的一种电调衰减器的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，这种光接收机包括光电转换器1、初级放大器2、第一级电调衰减器3、中间级放大器4、第二级电调衰减器5、末级放大器6和自动增益控制电路7，光电转换器1、初级放大器2、第一级电调衰减器3、中间级放大器4、第二级电调衰减器5和末级放大器6依次电连接，自动增益控制电路7的输入端连接光电转换器1，自动增益控制电路7的输出端经延迟电路8连接第一级电调衰减器3的控制端，自动增益控制电路7的输出端直接连接第二级电调衰减器5的控制端。

第一级电调衰减器3和第二级电调衰减器5均由电压驱动而产生衰减；自动增益控制电路7由光功率电平检测电路和衰减电平发生器组成，光功率电平检测电路从光电转换器处获得入射光功率电平，然后由衰减电平发生器对入射光功率电平进行变换，得到与入射光功率电平成比例的控制电压，用该控制电压驱动第一级电调衰减器3和第二级电调衰减器5，使其衰减。第一级电调衰减器3和第二级电调衰减器5均为衰减量呈线性变化的电调衰减器，此时应当使衰减电平发生器变换后得到的控制电压与入射光功率之间的关系呈线性。

光电转换器1、各级放大器(初级放大器2、中间级放大器4和末级放大器6)、电调衰减器(第一级电调衰减器3和第二级电调衰减器5)和自动增益控制电路7均为现有技术中常用的，在此不作详细描述。本实施例中光电转换器1采用PIN管(光电二极管)。图3示出一种电调衰减器，其中Vc1或Vc2为从电调衰减器的控制端输入的控制电压(Vc1用于控制第一级电调衰减器3，Vc2用于控制第二级电调衰减器5)，in为输入端，out为输出端；D1和D2均为PIN管；Vc1或Vc2升高时电调衰减器的衰减量增大，第一级电调衰减器3和第二级电调衰减器5均可采用这种电调衰减器。

延迟电路8是一降压电路，自动增益控制电路7的输出端连接降压电路的输入端，降压电路的输出端连接第一级电调衰减器3，降压电路的输出端输出的电压比其输入端输入的电压低一定值。如图2所示，延迟电路8由稳压二极管D和电阻R串联组成，稳压二极管D的正极连接电阻R的一端，电阻R的另一端接地；稳压二极管D的负极为输入端(输入电压为Vc)，其正极为输出端(输出电压为Vc1)，输出电压为Vc1比输入电压Vc低，Vc1与Vc的差值为稳压二极管D的反向击穿电压。自动增益控制电路7的输出端直接连接第二级电调衰减器5，因此用于控制第二级电调衰减器5的电压Vc2等于延迟电路8的输入电压Vc。

下面简述一下本光接收机的工作原理：

光电转换器1接收到光功率后转换成射频电压，经初级放大器2放大后进入第一级电调衰减器3，进行延迟增益控制后，送入中间级放大器4，由中间级放大器4放大后，再进入第二级电调衰减器5进行增益控制，然后送入末级放大器6，由末级放大器6输出。

自动增益控制电路7产生的控制电压Vc经稳压二极管D降压后去控制第一级电调衰减器3，在控制电压Vc没超过稳压二极管D的击穿电压的情况下，延迟电路8没有电压输出(即Vc1为零)，第一级电调衰减器3的衰减处于最小状态；在这期间第二级电调衰减器5已经起控，其衰减量随控制电压Vc(即Vc2)的增大而增大。在控制电压Vc超过稳压二极管D的击穿电压的情况下，延迟电路8才有电压Vc1输出，第一级电调衰减器3才开始起控，延迟电路8的输出电压Vc1随控制电压Vc的增大而增大，第一级电调衰减器3的衰减量随延迟电路8的输出电压Vc1的增大而增大；这时第二级电调衰减器5已经有了一定的衰减量。也就是说，第一级电调衰减器3比第二级电调衰减器5延迟起控，延迟量的大小由稳压二极管D的击穿电压决定。

Claims (4)

1.一种光接收机，包括光电转换器、放大器组、电调衰减器组和自动增益控制电路，自动增益控制电路的输入端连接光电转换器，自动增益控制电路的输出端连接各级电调衰减器的控制端，其特征是：所述自动增益控制电路的输出端与第一级电调衰减器的控制端之间设有延迟电路。

2.根据权利要求1所述的光接收机，其特征是：所述放大器组包括初级放大器、中间级放大器和末级放大器，所述电调衰减器组包括第一级电调衰减器和第二级电调衰减器，光电转换器、初级放大器、第一级电调衰减器、中间级放大器、第二级电调衰减器和末级放大器依次电连接，自动增益控制电路的输入端连接光电转换器，自动增益控制电路的输出端直接连接第二级电调衰减器的控制端，自动增益控制电路的输出端与第一级电调衰减器的控制端之间设有延迟电路。

3.根据权利要求1或2所述的光接收机，其特征是：所述延迟电路是一降压电路，自动增益控制电路的输出端连接降压电路的输入端，降压电路的输出端连接第一电调衰减器。

4.根据权利要求3所述的光接收机，其特征是：所述延迟电路由一稳压二极管和一电阻串联组成，稳压二极管的正极连接电阻的一端，电阻的另一端接地；稳压二极管的负极为输入端，其正极为输出端。

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