CN201191835Y - 室内光接收机 - Google Patents

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张介富
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Abstract

本实用新型提供一种室内型光接收机，其电路按顺序串联，包括：一PD光电转换元件、跨阻放大器TIA、LPF低通滤波器、限幅放大器及其它监测电路，其中PD光电转换元件的负极与外部取样电阻R2之间还设有一PNP型电流镜像电路26和一NPN型电流镜像电路组成的串联电路，PD光电转换元件两端的反向偏置电压VPD＝VCC1－0.7－V1，由于VCC1光接收机的电源，V1为跨阻放大器TIA12的输入端的内部偏置电压为常数，从而反向偏置电压VPD保持不变，与外部取样电阻的大小无关。为了提高监测精度，用户就可以根据需要对取样电阻进行取值，且不影响光接收机的正常工作。

Description

室内光接收机
技术领域
本实用新型涉及一种光纤网络系统用的光电转换设备，尤其涉及到一种带有光功率监测功能的室内光接收机。
背景技术
现阶段用于监测光纤网络传输系统中的光功率设备，一般是采用接入一带有光功率监测功能的光接收机，其电路10如图所示，包括：一PD光电转换元件11将接收的光信号转换光电流信号，该光电流信号按顺序经跨阻放大器TIA12、低通滤波器LPF13、限幅放大器14处理成数据信号后输出，其它监测电路单元15与限幅放大器14连接。在将该光接收机接入光网络对信号的光功率进行监测时，用户采用在PD光电转换元件11的负极端连接一取样电阻R1，该取样电阻R1与电源VCC连接。通过测量该取样电阻R1两端的取样电压VR1，以达到监测光传输网络的光功率大小。设定VPD在PD光电转换元件11两端的反向偏置电压；V1为跨阻放大器TIA12的输入端的内部偏置电压；Im为取样电阻R1的光电流；通过图1所示：
因为  VR1＝VCC-VPD-V1＝Im*R1    公式1
      Im＝p0*Re                 公式2
所以  VPD＝VCC-VR1-V1           公式4
P0为光接收机所接收的光功率值，Re为PD光电转换元件的响应度为一常量，通常跨阻放大器TIA12的最佳工作电压V1＝VCC-1.57；为了保证PD光电转换元件11正常工作，则PD光电转换元件11两端电压VPD必须保持反向电压，
即VPD＞0，也就是公式4必须满足条件：
Vpd＝vcc-(P0*Re)R1-VCC+1.57＞0，则
(P0*Re)R1＜1.57                 公式5
从公式5可知，光接收机所接收的光功率P0值与取样电阻R1成反比.由于取样电阻R1的大小设定后，就可以通过光接收机监测到整个光网络传输中的光功率大小，包括最大光功率和最小光功率.因此，取样电阻R1的取值大小受限于光功率P0的最大值的限制.根据公式1可知，取样电阻R1值越大，取样电压VR1越大，监测精度越高；根据公式4，取样电压VR1增大，会导致PD光电转换元件11两端的反向偏置电压VPD就会随之减少，甚至有可能形成正向偏压，从而导致光接收机不能正常工作.因而，现有光接收机在用于光网络监测时，取样电阻R不能随用户的需要取值，受到其光功率的限制。
发明内容
为了克服以上缺点，本实用新型提供一种室内光接收机，不管取样电阻如何取值，室内光接收机都能正常工作。
为实现以上发明目的，本实用新型提供一种室内光接收机，其电路按顺序串联，包括：一PD光电转换元件、跨阻放大器TIA、LPF低通滤波器、限幅放大器及其它监测电路，并且还包括：一PNP型电流镜像电路，其包括：两个参数相同的PNP三极管，两三极管的基极彼此连接，且两三极管的发射极并联后与光接收机的供电电压VCC1连接，其中一PNP三极管的基极与其集电极短路连接后，与所述PD光电转换元件的负极连接；和一NPN型电流镜像电路，其包括：两个参数相同的NPN三极管，两三极管的基极彼此连接，且两三极管的发射极并联接地，NPN三极管的基极与其集电极短路连接后，与所述另一PNP三极管的集电极连接，使所述PNP型电流镜像电路与NPN型电流镜像电路串联，NPN三极管的集成极用于与光接收机的外部取样电阻R2连接，该取样电阻R2接供电电压VCC2。
所述PNP型电流镜像电路为PNP型三极管电流镜像芯片或PNP型三极管对管组成的电流镜像电路。
所述NPN型电流镜像电路为NPN型三极管电流镜像芯片或NPN型三极管对管组成的电流镜像电路。
所述PD光电转换元件为PIN型或APD型光电转换元件。
由于上述室内光接收机的电路中PD光电转换元件的负极连接有一PNP型电流镜像电路，该电流镜像电路的发射极连接有供电电压VCC1，且其中连接在PD光电转换元件负极两端的三极管的基极和集电极是短路连接，从而使PD光电转换元件两的反向偏置电压VPD＝VCC1-0.7-V1，由于VCC1和V1为常数，从而反向偏置电压VPD保持不变，与取样电阻的大小无关.为了提高监测精度，用户就可以根据需要对取样电阻进行取值，且不影响室内光接收机的正常工作。
附图说明
图1表示现在技术的光接收机
图2表示本实用新型的室内光接收机
具体实施例
下面结合附图详细描述本实用新型最佳实施例。
如图2所示的室内光接收机，其电路20包括：一PD光电转换元件21将接入的光信号转换成光电信号，该光电流信号按顺序经跨阻放大器TIA22、低通滤波器LPF23、限幅放大器24处理成数据信号后输出，其它监测电路单元25与限幅放大器24连接。其中PD光电转换元件21的负极与外部取样电阻R2之间还设有一PNP型电流镜像电路26和一NPN型电流镜像电路27组成的串联电路。该串联电路的具体连接情况如下：PNP型电流镜像电路26包括：两个参数相同的PNP三极管2601、2602，该电流镜像电路26可以为PNP型三极管电流镜像芯片或PNP型三极客对管组成的电流镜像电路。两三极管的基极2601B、2602B彼此连接，且两三极管的发射极2601E、2602E并联后与光接收机的供电电压VCC1连接，同时，一PNP三极管2601的基极2601B与其集电极2601C短路连接后，与所述PD光电转换元件21的负极连接，使PD光电转换元件21与PNP型电流镜像电路26形成串联电路。NPN型电流镜像电路27，包括：两个参数相同的NPN三极管2701、2702，该电流镜像电路27可以是NPN型三极管电流镜像芯片或NPN型三极管对管组成的电流镜像电路。两三极管的基极2701B、2702B彼此连接，且两三极管的发射极2701E、2702E并联接地，其中一NPN三极管2701的基极2701B与其集电极2701C短路连接后，与PNP型电流镜像电路26的另一PNP三极管2602的集电极2602C连接，使PNP型电流镜像电路26与NPN型电流镜像电路27形成串联电路。另一NPN型三极管2702的集成极2702C用于与室内光接收机的外部取样电阻R2连接，该取样电阻R2接供电电压VCC2。
由于上述PNP三极管2601的基极2601B与集电极2601C短路连接，使得该三极管在发射极2601E和集电极2601C间的电压为结电压0.7V。由图2中可得到，PD光电转换元件21两端的反向偏置电压VPD＝VCC1-0.7-V1，由于VCC1和V1为常数，因而反向偏置电压VPD始终保持不变，其大小与取样电阻R2无关。而流经PD光电转换元件21的光电流11，根据镜像电路原理，与PNP型电流镜像电路26的集电极2602C的电流I2大小相等，该电流I2再经NPN型电流镜像电路27中NPN型三极管2701后接地，形成回路。取样电阻R2的电流I3其大小根据镜像电路原理，与I2相同，该电流经NPN型三极管2702后接地，也形成回路。也就是：
I1＝I2＝I3
VR2＝I3*R2，VR2为取样电压。
VPD＝VCC1-0.7-V1
当I3一定时，取样电阻R2越大，取样电压VR2越大，监测精度就越高.而取样电阻R2的大小又不影响PD光电转换元件21的反向偏置电压VPD始终可以保持室内光接收机处于正常工作状态。

Claims (4)

1.一种室内光接收机，其电路(20)按顺序串联，包括：一PD光电转换元件(21)、跨阻放大器TIA(22)、LPF低通滤波器(23)、限幅放大器(24)及其它监测电路(25)，其特征在于，还包括：一PNP型电流镜像电路(26)，其包括：两个参数相同的PNP三极管(2601)、(2602)，两三极管的基极(2601B)、(2602B)彼此连接，且两三极管的发射极(2601E)、(2602E)并联后与光接收机的供电电压VCC1连接，其中一PNP三极管(2601)的基极(2601B)与集电极(2601C)短路连接后，与所述PD光电转换元件(21)的负极连接：和一NPN型电流镜像电路(27)，其包括：两个参数相同的NPN三极管(2701)、(2702)，两三极管的基极(2701B)、(2702B)彼此连接，且两三极管的发射极(2701E)、(2702E)并联接地，其中一NPN三极管(2701)的基极(2701B)与其集电极(2701C)短路连接后，与所述PNP型电流镜像电路(26)的另一个PNP三极管(2602)的集电极(2602C)连接，使PNP型电流镜像电路(26)与NPN型电流镜像电路(27)串联，另一NPN三极管(2702)的集电极(2702C)用于与光接收机的外部取样电阻R2连接，该取样电阻R2接供电电压VCC2。
2，根据权利要求1所述一种室内光接收机，其特征在于，所述PNP型电流镜像电路(26)为PNP型三极管电流镜像芯片或PNP型三极管对管组成的电流镜像电路。
3，根据权利要求1所述的室内光接收机，其特征在于，所述NPN型电流镜像电路(27)为NPN型三极管电流镜像芯片或NPN型三极管对管组成的电流镜像电路。
4.根据权利要求1所述的室内光接收机，其特征在于，所述PD光电转换元件(21)为PIN型或APD型光电转换元件。
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