CN202374273U - 光接收模块电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光接收模块电路，它包括光电转化单元、增益调整单元、采样处理单元，其改进在于：还包括射频信号放大单元及微机处理单元，所述光电转换单元的信号输出端分别电性连接于射频信号放大单元的输入端及采样处理单元的输入端；所述射频信号放大单元的输出端电信连接于增益调整单元；所述采样处理单元的输出端电性连接于微机处理单元的输入端；微机处理单元的输出端电性连接于增益调整单元的控制端，其有益效果在于：本实用新型使得衰减后的电信号的电平保持稳定，其增益调整单元的调整范围为0-20dB，与其对应的光信号的控制范围也提高到-8至+2dBm，满足所有用户需求，控制精度高，最终输出的电信号更稳定。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及光接收电路，特别是一种光接收模块电路。
【背景技术】
随着电子技术及光纤通讯技术的快速发展，光纤通讯因其具有的损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士青睐，发展非常迅速。目前，光纤光缆已经进入了有线通讯的各个领域，包括邮电通讯、广播通讯、电力通讯、石油通讯和军用通讯等领域。一般情况下，为了达到更远的距离传输，往往在光纤传输的终端增加能够接收微弱光功率信号的光接收模块，由于光功率信号在传输的过程中有不同程度的损耗，所以在终端节点的光功率信号有一定的变化范围，经放大后的信号不稳定，因此，需要一个控制电路来控制调节输出电压的平稳，现有技术中的AGC控制电路的控制范围小，一般为-6～0dBm，由于这两种方案都设计主板上，指标的动态范围受到限制，对于大于-6～0dBm范围的，其控制作用很不明显，不能满足所有用户的使用范围。
【发明内容】
本实用新型的目的是克服上述不足，提供一种其控制范围大，控制精度高的光接收模块电路。
本实用新型的目的是这样是实现的：它包括光电转化单元(1)、增益调整单元(3)、采样处理单元(4)，其改进在于：还包括射频信号放大单元(2)及微机处理单元(5)，所述光电转换单元(1)的信号输出端分别电性连接于射频信号放大单元(2)的输入端及采样处理单元(4)的输入端，将光信号转换成电信号输出至射频信号放大单元(2)，同时，采样处理单元(4)采取所述光电转换单元(1)输出的电信号；所述射频信号放大单元(2)的输出端电信连接于增益调整单元(3)，将放大后的电信号输出至增益调整单元(3)；所述采样处理单元(4)的输出端电性连接于微机处理单元(5)的输入端，对采取的电信号进行判断处理，并通过A/D转换输出至微机处理单元(5)，微机处理单元(5)的输出端电性连接于增益调整单元(3)的控制端，对采样处理单元(4)输入的电信号进行处理运算，计算出电信号对应的衰减值，并输出一控制信号至增益调整单元(3)，控制增益调整；
所述射频信号放大单元(2)包括第一级放大电路(21)、第二级放大电路(22)及变压滤波电路(23)，所述的增益调整单元(3)电性连接于第一级放大电路(21)及第二级放大电路(22)之间，变压滤波电路(23)电性连接于第二级放大电路(22)的输出端；
所述增益调整单元包括由第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、第四电感(L4)，第九电阻(R9)、第十一电阻(R11)，其中，第三二极管(D3)的阴极与第四二极管(D4)的阴极连接，第五二极管(D5)的阴极与第六二极管(D6)的阴极连接，第三二极管(D3)的阳极与第五二极管(D5)的阳极连接，第四二极管(D4)的阳极与第六二极管(D6)的阳极之间依次连接有第七电阻(R7)、第八电阻(R8)，第九电阻(R9)的一端与第十一电阻(R11)一端连接，第九电阻(R9)的另一端连接于第七电阻(R7)与第八电阻(R8)的节点，第十一电阻(R11)的另一端接+12V电压，第三二极管(D3)与第五二极管(D5)之间的节点经第四电感(L4)连接至微机处理器单元的输出端；第七电阻(R7)与第四二极管(D4)的节点经第十九电容(C19)接地，第九电阻(R9)和第十电阻(R10)的节点与第十九电容(C19)的接地端之间连接第二十二电容(C22)，第八电阻(R8)与第六二极管(D6)的节点经第二十电容(C20)接地，第九电阻(R9)和第十电阻(R10)的节点与第二十电容(C20)的接地端之间连接第十电阻(R10)；第三二极管(D3)的阴极经第十八电容(C18)连接于射频信号放大单元的第一级放大电路的输出端，第三二极管(D3)与第十八电容(C18)的节点经第六电阻(R6)接地；第六二极管(D6)的阴极经第二十一电容(C21)连接于射频信号放大单元的第二级放大电路的输入端，第六二极管(D6)与第二十一电容(C21)的节点经第十二电阻(R12)接地。
上述结构中，所述采样处理单元包括单片机芯片(U8)、程序输入端口(J2)及供电电路，所述供电电路与单片机芯片(U8)的供电引脚连接，程序输入单口(J2)与单片机芯片(U8)上的对应引脚连接。
本实用新型有益效果在于：本实用新型通过光电转换单元将光信号转换成电信号，将该电信号输出至射频信号放大单元进行信号放大，经过放大处理的电信号输出至增益调整单元，与此同时，采样处理单元采取光电转换单元输出的电信号，并对其进行A/D转化，以直流电平信号输出至微机处理单元，微机处理单元对采样单元输出的电平信号进行判断、计算得出该电平信号对应的衰减值，同时，将该衰减值转换成一控制信号输出至增益调整单元，增益调整单元对射频信号放大单元电路输出的电信号进行对应幅度的衰减，藉此，使得衰减后的电信号的电平保持稳定，其增益调整单元的调整范围为0-20dB，与其对应的光信号的控制范围也提高到-8至+2dBm，满足所有用户需求，控制精度高，最终输出的电信号更稳定。
【附图说明】
图1为本实用新型的原理框图
图2为本实用新型的原理图
【具体实施方式】
下面结合附图及具体的实施方式对本实用新型作进一步说明：
参照图1所示，本实用新型揭示了一种光接收模块电路，它包括光电转化单元1、增益调整单元3、采样处理单元4，还包括射频信号放大单元2及微机处理单元5，所述光电转换单元1的信号输出端分别电性连接于射频信号放大单元2的输入端及采样处理单元4的输入端，将光信号转换成电信号输出至射频信号放大单元2，同时，采样处理单元4采取所述光电转换单元1输出的电信号；所述射频信号放大单元2的输出端电信连接于增益调整单元3，将放大后的电信号输出至增益调整单元3；所述采样处理单元4的输出端电性连接于微机处理单元5的输入端，对采取的电信号进行判断处理，并通过A/D转换输出至微机处理的单元5，微机处理单元5的输出端电性连接于增益调整单元3的控制端，对采样处理单元4输入的电信号进行处理运算，计算出电信号对应的衰减值，并输出一控制信号至增益调整单元3，控制增益调整。
射频信号放大单元2包括第一级放大电路21、第二级放大电路22及变压滤波电路23，所述的增益调整单元3电性连接于第一级放大电路21及第二级放大电路22之间，变压滤波电路23电性连接于第二级放大电路22的输出端。
参照图2所示，光电转换单元1其RF-INPUT连接端与射频信号放大单元2的RF-INPUT连接端对应连接，OP/V接线端与采样处理单元4上的OP/V引脚连接；光信号进入PIN管，转换成电信号，经过变压器T1进行射频阻抗转换后从3脚输出；C1、R1、R2组成采样转换电路，通过光功率与电压换表，计算出R1、R2的比值范围，C1是滤波电容，C2、C3、C4、R3组成滤波电路，L1与C6对信号起到阻抗微调作用。采样处理单元4：其TCK0、TCK1、C2CLK引脚对应连接，而P1引脚与微机处理单元5中的P1连接端对应连接；单片机芯片U8使用的电压通过U6提供，J2是单片机芯片U8程序输入端口，使用专用软件将编写好的C语言程序代码通过下载器接入程序输入端口J2输入到单片机芯片U8内部，单片机芯片U8通过端口P0.6对光电转换单元1的信号采样，经过单片机芯片U8内部程序进行判断，再通过内部A/D转换后输出信号供给微机处理单元5。射频信号放大单元2：其A、B连接端分别对应与增益调整单元3中的A、B连接端连接；该射频信号放大单元2为二级放大，使用性能指标都非常好的砷化稼材料制作的放大IC，二级一共放大增益有30dB，其中二极管D1、二极管D2为5V保护二极管，电容C7、电容C8及电容C12、电容C13为隔直电容，电阻R4并电容C10与电阻R5并电容C11用于信号阻抗微调，电容C9及电容C14是电源滤波电容，最终输出的主信号经过变压器T2再次进行阻抗匹配后从2脚输出，其中电容C15、电容C16、电感L5组成一个滤波电路，可以滤掉50MHz以前的信号，电容C17用于反射微调。微机处理单元5：其AGC-P连接端对应与增益调整单元3中的AGC-P连接端连接；单片机芯片U8内部A/D转换输出电流，当电流经过电阻R13电阻到地时产生压降，电阻R15取电阻R13上电压送入运算放大器U7进行倍数放大，倍数大小按送入运算放大器U7电压大小来计算，再通过运算放大器计算公式算得电阻R14与电阻R16电阻值，后级是设水电路，作用是为保电压值平稳。
增益调整单元3：增益调整单元包括由第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、第四电感(L4)，第九电阻(R9)、第十一电阻(R11)，其中，第三二极管(D3)的阴极与第四二极管(D4)的阴极连接，第五二极管(D5)的阴极与第六二极管(D6)的阴极连接，第三二极管(D3)的阳极与第五二极管(D5)的阳极连接，第四二极管(D4)的阳极与第六二极管(D6)的阳极之间依次连接有第七电阻(R7)、第八电阻(R8)，第九电阻(R9)的一端与第十一电阻(R11)一端连接，第九电阻(R9)的另一端连接于第七电阻(R7)与第八电阻(R8)的节点，第十一电阻(R11)的另一端接+12V电压，第三二极管(D3)与第五二极管(D5)之间的节点经第四电感(L4)连接至微机处理器单元的输出端；第七电阻(R7)与第四二极管(D4)的节点经第十九电容(C19)接地，第九电阻(R9)和第十电阻(R10)的节点与第十九电容(C19)的接地端之间连接第二十二电容(C22)，第八电阻(R8)与第六二极管(D6)的节点经第二十电容(C20)接地，第九电阻(R9)和第十电阻(R10)的节点与第二十电容(C20)的接地端之间连接第十电阻(R10)；第三二极管(D3)的阴极经第十八电容(C18)连接于射频信号放大单元的第一级放大电路的输出端，第三二极管(D3)与第十八电容(C18)的节点经第六电阻(R6)接地；第六二极管(D6)的阴极经第二十一电容(C21)连接于射频信号放大单元的第二级放大电路的输入端，第六二极管(D6)与第二十一电容(C21)的节点经第十二电阻(R12)接地。微机处理单元3的信号通过电感L4进入到主信号内，对主信号增益进行调整，调整范围是0-20dB；第六电阻R6、第十二电阻R12作为Q1、Q2的偏压电路，为了减少插入损耗，可使用较大电阻，这样可控电压比较高，电阻R7、R8、R9作为Q1、Q2的匹配电阻，适当选择其参数，可以在大的动态衰减范围内为串联和旁路Q1、Q2提供正确的偏置与分流，使整个网路获得较好的阻抗匹配，电容C19、C20是针对偏置电路微小阻抗进行调整平恒作用，电阻R10、R11做为整个增益调整单元3电压平恒分压电路(也可以默认为是增益起始点电路)，电容C18、C21是隔直电容。
综上所述，本实用新型通过光电转换单元1将光信号转换成电信号，将该电信号输出至射频信号放大单元2进行信号放大，经过放大处理的电信号输出至增益调整单元3，与此同时，采样处理单元4采取光电转换单元1输出的电信号，并对其进行A/D转化，以直流电平信号输出至微机处理单元5，微机处理单元5对采样处理单元4输出的电平信号进行判断、计算得出该电平信号对应的衰减值，同时，将该衰减值转换成一控制信号输出至增益调整单元3，增益调整单元3对射频信号放大单元2电路输出的电信号进行对应幅度的衰减，藉此，使得衰减后的电信号的电平保持稳定，其增益调整单元3的调整范围为0-20dB，与其对应的光信号的控制范围也提高到-8至+2dBm，满足所有用户需求，控制精度高，最终输出的电信号更稳定。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (2)
1.一种光接收模块电路，它包括光电转化单元(1)、增益调整单元(3)、采样处理单元(4)，其特征在于：还包括射频信号放大单元(2)及微机处理单元(5)，所述光电转换单元(1)的信号输出端分别电性连接于射频信号放大单元(2)的输入端及采样处理单元(4)的输入端，将光信号转换成电信号输出至射频信号放大单元(2)，同时，采样处理单元(4)采取所述光电转换单元(1)输出的电信号；所述射频信号放大单元(2)的输出端电信连接于增益调整单元(3)，将放大后的电信号输出至增益调整单元(3)；所述采样处理单元(4)的输出端电性连接于微机处理单元(5)的输入端，对采取的电信号进行判断处理，并通过A/D转换输出至微机处理单元(5)，微机处理单元(5)的输出端电性连接于增益调整单元(3)的控制端，对采样处理单元(4)输入的电信号进行处理运算，计算出电信号对应的衰减值，并输出一控制信号至增益调整单元(3)，控制增益调整；
所述射频信号放大单元(2)包括第一级放大电路(21)、第二级放大电路(22)及变压滤波电路(23)，所述的增益调整单元(3)电性连接于第一级放大电路(21)及第二级放大电路(22)之间，变压滤波电路(23)电性连接于第二级放大电路(22)的输出端；
所述增益调整单元包括由第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第五二极管(D5)、第六二极管(D6)、第四电感(L4)，第九电阻(R9)、第十一电阻(R11)，其中，第三二极管(D3)的阴极与第四二极管(D4)的阴极连接，第五二极管(D5)的阴极与第六二极管(D6)的阴极连接，第三二极管(D3)的阳极与第五二极管(D5)的阳极连接，第四二极管(D4)的阳极与第六二极管(D6)的阳极之间依次连接有第七电阻(R7)、第八电阻(R8)，第九电阻(R9)的一端与第十一电阻(R11)一端连接，第九电阻(R9)的另一端连接于第七电阻(R7)与第八电阻(R8)的节点，第十一电阻(R11)的另一端接+12V电压，第三二极管(D3)与第五二极管(D5)之间的节点经第四电感(L4)连接至微机处理器单元的输出端；第七电阻(R7)与第四二极管(D4)的节点经第十九电容(C19)接地，第九电阻(R9)和第十电阻(R10)的节点与第十九电容(C19)的接地端之间连接第二十二电容(C22)，第八电阻(R8)与第六二极管(D6)的节点经第二十电容(C20)接地，第九电阻(R9)和第十电阻(R10)的节点与第二十电容(C20)的接地端之间连接第十电阻(R10)；第三二极管(D3)的阴极经第十八电容(C18)连接于射频信号放大单元的第一级放大电路的输出端，第三二极管(D3)与第十八电容(C18)的节点经第六电阻(R6)接地；第六二极管(D6)的阴极经第二十一电容(C21)连接于射频信号放大单元的第二级放大电路的输入端，第六二极管(D6)与第二十一电容(C21)的节点经第十二电阻(R12)接地。
2.根据权利要求1所述的光接收模块电路，其特征在于：所述采样处理单元包括单片机芯片(U8)、程序输入端口(J2)及供电电路，所述供电电路与单片机芯片(U8)的供电引脚连接，程序输入单口(J2)与单片机芯片(U8)上的对应引脚连接。
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