CN203504506U - 一种光自动增益控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光自动增益控制电路。通常的自动增益控制电路大多都是通过控制PIN二极管的衰减量来实现的，这种电路成本低廉，但由于PIN二极管的非线性，因而控制范围小，精度低；当接收功率发生变化时，控制电路中的MCU向数控衰减器发出调整指令时，由于数控衰减器内部调节是步进式的，电子脉冲会对传输信号产生干扰，在用户终端的屏幕上则会出现亮点或亮线，且动态范围较小。一种光自动增益控制电路，包括运算放大单元和射频宽带网络匹配单元，其特征在于：还包括光电转换及接收功率检测单元、MCU控制单元、增益可调射频宽带放大单元。本实用新型的自动增益控制电路控制精度高、动态范围宽。

Description

一种光自动增益控制电路

技术领域

本实用新型属于有线电视传输设备技术领域，涉及一种光自动增益控制电路。 

背景技术

有线电视传输设备光接收机中，通常的自动增益控制电路大多都是通过控制PIN二极管的衰减量来实现的，这种电路成本低廉，但由于PIN二极管的非线性，因而控制范围小，精度低；另外一种用单片机和数控衰减器来实现的，该方案控制性较PIN 二极管方式较好一些，但当接收功率发生变化时，控制电路中的MCU向数控衰减器发出调整指令时，由于数控衰减器内部调节是步进式的，电子脉冲会对传输信号产生干扰，在用户终端的屏幕上则会出现亮点或亮线，且动态范围较小。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种控制精度高、动态范围宽的一种光自动增益控制电路。 

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种光自动增益控制电路，包括运算放大单元和射频宽带网络匹配单元，其特别之处在于：还包括光电转换及接收功率检测单元、MCU控制单元、增益可调射频宽带放大单元，其中， 

A、光电转换及接收功率检测单元：其具有光电二极管GD1和匹配电路，光电二极管GD1将接收到的光信号转换为电信号，转换后的电信号经匹配电路分为第一输出电信号、第二输出电信号，第一输出电信号接入MCU控制单元中MCU控制器IC1，第二输出电信号接入增益可调射频宽带放大单元；

B、MCU控制单元：其具有MCU控制模块IC1，所述第一输出电信号接入MCU控制模块IC1对其进行转换和对比后，再由其35脚输出PWM脉冲并接入运算放大单元；

C、增益可调射频宽带放大单元：其具有增益可调射频宽带放大模块IC2，所述第二输出电信号通过电容C1、电容C2耦合接入其输入端2脚和6脚，运算放大单元的输出信号接入增益可调射频宽带放大单元IC2的26脚，再由其16脚和20脚输出接入射频宽带网络匹配单元。

所述MCU控制单元包括MCU控制器IC1，MCU控制器IC1的18脚通过电阻R9接+5V电源，并通过电容C24接地； MCU控制器IC1的31脚通过T1与电容C22一端连接，并通过电容C23接地，电容C22的另一端接地。 

所述增益可调射频宽带放大单元包括增益可调射频宽带放大模块IC2，所述第二输出电信号通过电容C1、电容C2耦合接入增益可调射频宽带放大模块的2脚和6脚，由增益可调射频宽带放大模块IC2的16脚和20脚输出接入射频信号接入射频宽带网络匹配单元； 

增益可调射频宽带放大模块IC2的8脚通过L7连接+5V电源，并通过电容C8接地； 15脚通过L8连接+5V电源，并通过电容C9接地；21脚通过L9连接+5V电源并通过电容C13接地；

增益可调射频宽带放大模块IC2的24脚通过C14接地，并通过电阻R7分别与电容C15一端和L11相连，电容C15另一端接地，L11另一端接增益可调射频宽带放大模块IC2的28脚和L10，L10另一端接+5V电源和电容C17，电容C17的另一端接地；增益可调射频宽带放大模块IC2的20脚和16脚分别与电容C10的两端连接，其10脚、11脚、12脚、13脚均接地。

所述MCU控制器IC1的型号为PIC16F887，增益可调射频宽带放大模块IC2的型号为ACA2604。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为： 

1、本电路中采用高性射頻放大芯片ACA2604 为核心元件，它的高输入阻抗和低等效输入噪声电平的性能为本电路提供了极好的灵敏度，芯片内部集成了线性良好的自动增益控制 (AGC) 元件，以保障在很宽的增益调整范围内，全带宽（98路PAL-D）系统都具有优异的CTB和CSO性能。

2、该电路性能优良，控制精度高，动态范围宽，产品一致性好，保证当输入光功率的变化在+3 ~ -10dBm范围内时，输出电平恒定不变，图像传输质量不受任何影响。 

附图说明

以下结合附图和实施方式详细说明本实用新型： 

图1为本实用新型的电路框图；

图2为本实用新型的电路原理图。

图中：1.光电转换及接收功率检测单元，2.增益可调射频宽带放大单元，3.射频宽带网络匹配单元 ，4. MCU控制单元，5. 运算放大单元。 

具体实施方式

 一种光自动增益控制电路，包括光电转换及接收功率检测单元1、MCU控制单元4、增益可调射频宽带放大单元2、射频宽带网络匹配单元3和运算放大单元5，光电转换及接收功率检测单元1分别接于增益可调频宽带放大单元2和MCU控制单元4，运算放大单元5分别接于MCU控制单元4和增益可调射频宽带放大单元2，射频宽带网络匹配单元3与增益可调射频宽带放大单元2连接。 

所说的光电转换及接收功率检测单元1：其具有光电二极管GD1和匹配电路，匹配电路由电感L1、电感L2、电感L4、电感L5、电容C3组成；光电二极管GD1将接收到的光信号转换为电信号，转换后的电信号经过电感L1、电感L2、电感L4、电感L5、电容C3匹配电路分为第一输出电信号和第二输出电信号，第一输出电信号通过电感L6、电阻R3、电阻R4接入MCU控制单元（2）中MCU控制器IC1的19脚；第二输出电信号通过电容C1、电容C2耦合到增益可调射频宽带放大单元（3）中增益可调射频宽带放大模块IC2的2脚和6脚；电感L2通过电感L3、电阻R1接电容C1和电容C2，电阻R1、电容C1和电容C2的一端接+12V电源，电容C1和电容C2另一端接地。 

MCU控制单元4：包括MCU控制器IC1、电容C22、晶振T1、电容C23、电阻R9、电容C24，该MCU控制器IC1的型号为PIC16F887，第一输出电信号通过电感L6、电阻R3、电阻R4接入MCU控制单元19脚，经内部A/D转换器转换成数字信号并与其存储的数据进行比较后，由35脚输出PWM信号；电容C22的一端通过晶振T1接入MCU控制器IC1的30脚，其另一端接地；电容C23的一端接入MCU控制器IC1的31脚，另一端接地；电阻R9的一端接入MCU控制器IC1的18脚，另一端接入+5V电源，C24的一端接+5V电源，另一端接地；MCU控制器IC1的29脚和6脚均接地，其28脚和7脚接+5V电源。 

增益可调射频宽带放大单元2包括增益可调射频宽带放大模块IC2、电感L7、电容C8、电容C9、电感L9、电容C13、R7、电容C14、电容C15、电感L11、电感L10、电容C17、电容C10、电容C11和电容C12，所述第二输出电信号通过电容C1、电容C2耦合接入增益可调射频宽带放大模块的2脚和6脚，由增益可调射频宽带放大模块IC2的16脚和20脚输出，经电容C11、电容C12耦合后，输出射频信号接入射频宽带网络匹配单元，在此信号传输过程中，保证光电二极管GD1接收到的光功率在+3~-10dBm范围；IC2的8脚与电感L7一端相连，电感L7的另一端与+5V、电容C8一端相连，电容C8另一端接地； 

IC2的15脚与电感L8一端相连，电感L8的另一端与+5V电源和电容C9一端相连，电容C9另一端接地；

IC2的21脚与电感L9相连，电感L9的另一端与+5V和电容C13一端相连，电容C13另一端接地；

IC2的24脚与电阻R7一端和电容C14一端相连， 电容C14另一端接地，电阻R7的另一端与电容C15和电感L11相连，电容C15另一端接地，电感L11另一端接IC2的28脚和电感L10，电感L10另一端接+5V电源和电容C17，电容C17的另一端接地；

电容C10的两端分别连接IC2的20脚和16脚。

射频宽带网络匹配单元3：该单元的功能是进行频响矫正，包括传输线变压器B1、电阻R5~电阻R8、电容C18~电容C21、电感L12和电感L13，增益可调射频宽带放大单元对信号进行放大后，其输出端接入传输线变压器B1的1、3端，传输线变压器B1的4端接地，传输线变压器B1的2端通过电容C18、R5和C20后输出，电容C19与L13串联后与电阻R5并联，电容C19和电感L13分别通过电阻R6和电阻R7连接电阻R8，电阻R8另一端分别通过电容C21和L12后接地。 

运算放大单元5：包括L14、电阻R10 ~电阻R17、钽电容C25、电容C26~电容C28、放大器IC3A和放大器IC3B，所述电阻R10一端与MCU控制模块的35脚输出的信号连接，另一端通过电感L14与钽电容C25的正极、电容C26、电阻R12和电阻R11连接，所述钽电容C25的负极、电容C26、电阻R12均接地，电阻R11的另一端接IC3A的3脚，放大器IC3的4脚接+5V电源，11脚接地，1脚和2脚连接后通过电阻R13分别与电阻R14及放大器IC3B的5脚连接，电阻R14的另一端接地，放大器IC3B的6脚通过电阻R15接地，通过电阻R16与放大器IC3B的7脚及电容C27连接，电容C27另一端接地；IC3B的7脚通过电阻R17将放大信号输出；所述电阻R17通过电容C28接地； 

本实用新型的工作原理为：光电二极管GD1将接收到的光信号转换为电信号，经过电感L1、电感L2、电感L4、电感L5、电容C3匹配电路分为两路输出，一路通过电感L6、电阻R3、电阻R4送到MCU控制单元IC1的模数转换器输入端19脚，另一路通过电容C1、电容C2耦合到增益可调射频宽带放大单元IC2的输入端2、6脚。

由于光电二极管GD1接收的光功率与其转换后的电信号具有一定的对应关系，我们通过编程的方法将与输入对应的值按照0.1dB步进的方式预存在MCU中，通电后，MCU将19脚输入的模拟信号经内部A/D转换器转换成数字信号与内部存储的数据进行比较，由35脚输出相应的PWM脉冲，经IC3缓冲放大后，通过电阻R17送到IC2 

增益可调射频宽带放大模块的26脚，调整IC2的放大增益。当接收的光功率变高时，经过比较判断，输出相应的控制信号到IC2,使其增益降低；当接收的光功率变低时，经过比较判断，输出相应的控制信号到I C2,使其增益升高。

一般的电路是接收光功率的变化1dB，输出射频信号电平也变化2dB。该电路能够保证光电二极管GD1接收到的光功率在+3~-10dBm范围时，由IC2 的16、20脚输出，经电容C11、电容C12耦合，通过射频宽带网络匹配单元输出的射频信号电平保持不变。 

该电路性能优良，稳定可靠，动态范围大，控制精度高。 

Claims (3)

1.一种光自动增益控制电路，包括运算放大单元（5）和射频宽带网络匹配单元（3），其特征在于：还包括光电转换及接收功率检测单元（1）、MCU控制单元（4）、增益可调射频宽带放大单元（2），其中，

A、光电转换及接收功率检测单元（1）：其具有光电二极管GD1和匹配电路，光电二极管GD1将接收到的光信号转换为电信号，转换后的电信号经匹配电路分为第一输出电信号、第二输出电信号，第一输出电信号接入MCU控制单元（4）中MCU控制器IC1，第二输出电信号接入增益可调射频宽带放大单元（2）；

B、MCU控制单元（4）：其具有MCU控制模块IC1，所述第一输出电信号接入MCU控制模块IC1对其进行转换和对比后，再由其35脚输出PWM脉冲并接入运算放大单元（5）；

C、增益可调射频宽带放大单元（2）：其具有增益可调射频宽带放大模块IC2，所述第二输出电信号通过电容C1、电容C2耦合接入其输入端2脚和6脚，运算放大单元（5）的输出信号接入增益可调射频宽带放大单元（2）IC2的26脚，再由其16脚和20脚输出接入射频宽带网络匹配单元（3）。

2.根据权利要求1所述的一种光自动增益控制电路，其特征在于：所述MCU控制单元（4）包括MCU控制器IC1，MCU控制器IC1的18脚通过电阻R9接+5V电源，并通过电容C24接地； MCU控制器IC1的31脚通过T1与电容C22一端连接，并通过电容C23接地，电容C22的另一端接地；

所述增益可调射频宽带放大单元（2）包括增益可调射频宽带放大模块IC2，所述第二输出电信号通过电容C1、电容C2耦合接入增益可调射频宽带放大模块的2脚和6脚，由增益可调射频宽带放大模块IC2的16脚和20脚输出接入射频信号接入射频宽带网络匹配单元（3）； 

增益可调射频宽带放大模块IC2的8脚通过L7连接+5V电源，并通过电容C8接地； 15脚通过L8连接+5V电源，并通过电容C9接地；21脚通过L9连接+5V电源并通过电容C13接地；

增益可调射频宽带放大模块IC2的24脚通过C14接地，并通过电阻R7分别与电容C15一端和L11相连，电容C15另一端接地，L11另一端接增益可调射频宽带放大模块IC2的28脚和L10，L10另一端接+5V电源和电容C17，电容C17的另一端接地；增益可调射频宽带放大模块IC2的20脚和16脚分别与电容C10的两端连接，其10脚、11脚、12脚、13脚均接地。

3.根据权利要求1或2所述的一种光自动增益控制电路，其特征在于：所述MCU控制器IC1的型号为PIC16F887，增益可调射频宽带放大模块IC2的型号为ACA2604。

Images