CN206226441U - 一种家用光接收机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种家用光接收机，内部设有电路板，在电路板上设有依次相连的光电转换电路(1)、第一放大电路(2)、自动控制电路(3)、第二放大电路(4)、衰减控制电路(5)、均衡控制电路(6)、第三放大电路(7)、温补电路(8)、第四放大电路(9)和电平检波电路10，在电路板外侧设有信号接收器(11)、网络管理控制器(12)、电源(13)、显示器(14)和按键(15)。本实用新型提供的一种家用光接收机能够有效的控制输出电平，实现超低功率接收，能够快速的实现家庭宽带的接入和家庭无线覆盖，设备集成度高，节约空间和能耗。

Description

一种家用光接收机

技术领域

本实用新型涉及一种光接收机，具体涉及一种用于电视信号光电转换的家用光接收机。

背景技术

目前，光纤通信大量应用于广播、电视、网络、交通等领域。在光纤通信工程实施过程中，大多采用光接收机实现光电信号转换及处理。但现有的传统光接收机普遍存在接收范围小、功率显示简单、输出电平不可控、插件过多、施工调试和远程管理不方便、无法进行远程控制和性能可靠性不高等问题，限制了HFC网络的发展和应用。

申请号为201420153134.2公开了一种带射频自动增益控制电路的光接收机，包括在光接收机内的电路板上设有光电转换电路，光信号经过光电转换电路、射频信号放大电路和自动增益控制电路处理后转换为电信号输出；自动增益控制电路处理后转换为电信号输出；自动增益控制电路包括第一增益、第二增益、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容和第五电容，第一增益和第二增益为并联连接，第五电容连接输出端。该光接收机通过增大电平增益量或减小电平衰减量以自动调节总输出电平并使总输出电平保持不变，能够使输出电平保持恒定。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术中光接收机存在接收范围小、功率显示简单、输出电平不可控、插件过多、施工调试和远程管理不方便、无法进行远程控制和性能可靠性不高等技术问题，提供一种家用光接收机，能够有效 的控制输出电平，实现超低功率接收，能够快速的实现家庭宽带的接入和家庭无线覆盖，设备集成度高，节约空间和能耗。

本实用新型提供一种家用光接收机，内部设有电路板，在电路板上设有光电转换电路、第一放大电路、自动控制电路、第二放大电路、衰减控制电路、均衡控制电路、第三放大电路、温补电路、第四放大电路和电平检波电路，在电路板外侧设有信号接收器、网络管理控制器和电源；光电转换电路通过信号接收器接收光信号，第一放大电路与光电转换电路和自动控制电路相连，第二放大电路与自动控制电路和衰减控制电路相连，衰减控制电路与均衡控制电路相连，第三放大电路与均衡控制电路和温补电路相连，第四放大电路与温补电路和电平检波电路相连，电平检波电路用于输出射频信号；信号接收器与光电转换电路和网络管理控制器相连，网络管理控制器与光电转换电路、自动控制电路、衰减控制电路、均衡控制电路和电平检波电路相连；电源用于对各电路供电。

光转换电路用于将光信号转换为电信号，使得后续电路能够对其进行处理和操作；第一放大电路采用低噪声放大集成电路，能够使光接收机在低光功率时接收光信号，能够避免噪声信号的影响；自动控制电路用于使得在光信号随着光功率不同而变化时，保持输出电平不变；第二放大电路为放大集成电路，用于抵消在自动增益控制时链路的衰减；衰减控制电路能够控制输出电路的输出电平；均衡控制电路用于抵消信号在传输过程中因频率不同造成的损耗；第三放大电路为放大集成电路，提高输出电平，保证输出信号质量；温补电路用于补偿因温度不同对输出增益的影响；第四放大电路采用高输出能力或功率倍增的放大增益电路，保证输出电平的质量；电平检波电路用于将射频信号转换成电压并确定链路射频的大小；网络管理控制器能够对各电路进行控制并与因特网进行通信；电源能够将电压转换成各电路所需的电压对各个电路进行供电。

本实用新型所述的一种家用光接收机，作为优选方式，在电路板外还包括显示器和按键；显示器与网络管理控制器相连，用于显示网络管理控制器输出的数据；按键与网络管理控制器相连，用于向网络管理控制器发出调节 指令。

本实用新型所述的一种家用光接收机，作为优选方式，光电转换电路为PIN光电二极管光探测器，波长为1100～1600nm。PIN光电二极管光探测器采用InGaAs化合物，具有量子效率高、噪音低、光电转换线性好、温度特性稳定、带宽大、可靠性高、体积小等优点。

本实用新型所述的一种家用光接收机，作为优选方式，第一放大电路、第二放大电路和第三放大电路的放大增益为20db。放大电路采用GaAs的单片微波集成电路，具有高增益、低噪声、低功耗、体积小、发热量小等优点，同时能够有效的减少所需外部元件的数量。

本实用新型所述的一种家用光接收机，作为优选方式，自动控制电路和衰减控制电路均为PE4304芯片。自动控制电路以输入光功率-8dbm为基准，当光功率每增加1dbm，自动控制电路就衰减2db。衰减控制电路利用PE4304芯片的串行控制设计，LE脚为控制脚，CLK为时钟脚，DATA为数据输入脚。

本实用新型所述的一种家用光接收机，作为优选方式，均衡控制电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；第一二极管的负极通过第一电容与输入/输出信号相连，第一二极管的负极通过第一电阻接地，第一二极管的负极与第二二极管的负极相连，第一二极管的正极与第四电容和第四电阻相连；第二二极管的正极与第三电阻和第三二极管相连，第二二极管的负极与第一二极管的负极、第一电容和第一电阻相连；第三二极管的正极与第二二极管的正极和第三电阻相连；第三二极管的负极通过第二电容与信号输入/输出相连，第三二极管的负极通过第二电阻接地，第三二极管的负极与第四二极管的负极相连；第四二极管的正极与第五电容和第六电阻相连，第四二极管的负极与第三二极管的负极、第二电容和第二电阻相连；第三电容与第三电阻相连，第五电阻与第四电阻和第六电阻相连。

第一电阻和第二电阻作为第二二极管和第三二极管的偏压回路，为了减少插入损耗，就必须使第一电阻和第二电阻的阻值足够大，这样就要求控制 电压比较高，可以在第一电阻和第二电阻与主传输线之间加入电感来减小插入损耗，第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻作为第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管的匹配电阻，适当选择其参数可在大的动态衰减范围内为第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管提供正确的偏置与分流，使整个网络获得较高的阻抗匹配。

本实用新型所述的一种家用光接收机，作为优选方式，温补电路包括第七电阻、第八电阻、第九电阻和热敏电阻，输入信号与第七电阻、第八电阻和热敏电阻相连，输出信号与第七电阻、第九电阻和热敏电阻相连，第八电阻和第九电阻接地，第七电阻和热敏电阻并联。温补电路利用PI型网络设计一个固定衰减控制电路，在第七电阻上并联一个负温差热敏电阻，当温度增加时，链路增益减小，负温差热敏电阻减小，PI型网络衰减减小，达到补偿电路增益的功能。

本实用新型所述的一种家用光接收机，作为优选方式，显示器为8位数码管。显示器利用数码管的动态显示，对于一组数码管动态扫描显示需要由用来控制显示的字形，称为段码；用来选择第几位数码管工作，称为位码。由于各位数码管的段线并联，段码的输出对各位数码管来说都是相同的。因此，在同一时刻如果各位数码管的位选线都处于选通状态的话，8位数码管将显示相同的字符。若要各位数码管能够显示出与本位相应的字符，就必须采用扫描显示方式。即在某一时刻，只让某一位的位选线处于导通状态，而其它各位的位选线处于关闭状态。同时，段线上输出相应位要显示字符的字型码。这样在同一时刻，只有选通的那一位显示出字符，而其它各位则是熄灭的，如此循环下去，就可以使各位数码管显示出将要显示的字符。

本实用新型所述的一种家用光接收机，作为优选方式，电源包括DC/DC转换器。所有电路使用电源进行统一供电，不需要再增加电源开关和电源接口，对电路进行供电采用DC/DC模式，具有体积小、可靠性高、输出稳定、高性价比、可通过多种电压输出、内置输入滤波器、低电磁兼容性等优点，能够有效的解决电源纹波大以及干扰性大等问题。同时减少电源的种类和个数，能够有效的降低成本、节约空间。

本实用新型在使用过程中，包括以下步骤：

S1、信号接收器接收光信号；

S2、网络管理控制器判断信号接收器接收的光信号的光功率是否在设定阈值内，若光信号的光功率在设定阈值范围内进行步骤S3，若光信号的光功率不在设定阈值范围内则进行步骤S5；

S3、光转换电路将光信号转换为电信号，并传送至第一放大电路，网络管理控制器向显示器发出指令，显示此时的光功率；

S4、第二放大电路对电信号进行增益并传送至衰减控制电路；

S5、网络管理控制器向显示器发出报警指令，显示器显示光信号并进行报警；

S6、网络管理控制器判断所述按键是否启动，若启动进行步骤S7，若未启动则进行步骤S8；

S7、衰减控制电路和均衡控制电路停止工作，电信号传送至第三放大电路；

S8、网络管理控制器判断衰减值是否为零，若为零进入步骤S9，若不为零进入步骤S10；

S9、均衡控制电路调节不同占空间比的PWM波，并通过均衡显示来向用户反馈均衡控制电路的均衡量；

S10、用户通过按键控制衰减控制电路的衰减量，对电信号进行调节，并通过衰减显示来向用户反馈衰减控制电路的衰减量；

S11、电信号依次通过第三放大电路、温补电路和第四放大电路传送至电平检波电路；

S12、电平检波电路输出射频信号。

本实用新型由于将光电转换电路、第一放大电路、自动控制电路、第二放大电路、衰减控制电路、均衡控制电路、第三放大电路、温补电路、第四放大电路和电平检波电路组合在一起，通过网络管理控制器进行整体控制，能够有效的控制输出电平、提高光接收机的系统可靠性。

本实用新型进一步将光接收机各电路的电源进行统一供电，能够有效的 解决电源纹波大以及干扰性大等问题，同时能够有效的降低成本、节约空间；按键设置能够方便用户对衰减控制电路和均衡控制电路进行调节，提高了光接收机的可操控性。

附图说明

图1为一种家用光接收机的原理图；

图2为一种家用光接收机均衡控制电路的电路图；

图3为一种家用光接收机温度补偿电路的电路图；

图4为实施例1中一种家用光接收机使用流程图。

附图说明：1、光电转换电路；2、第一放大电路；3、自动控制电路；4、第二放大电路；5、衰减控制电路；6、均衡控制电路；7、第三放大电路；8、温补电路；9、第四放大电路；10、电平检波电路；11、信号接收器；12、网络管理控制器；13、电源；14、显示器；15、按键；D1、第一二极管；D2、第二二极管；D3、第三二极管；D4、第四二极管；C1、第一电容；C2、第二电容；C3、第三电容；C4、第四电容；C5、第五电容；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；R6、第六电阻；R7、第七电阻；R8、第八电阻；R9、第九电阻；R10、热敏电阻。

具体实施方式

实施例1

如图1～4所示，本实用新型提供一种家用光接收机，内部设有电路板，在电路板上设有光电转换电路1、第一放大电路2、自动控制电路3、第二放大电路4、衰减控制电路5、均衡控制电路6、第三放大电路7、温补电路8、第四放大电路9和电平检波电路10，在电路板外侧设有信号接收器11、网络管理控制器12、电源13、显示器14和按键15；光电转换电路1通过信号接收器11接收光信号，第一放大电路2与光电转换电路1和自动控制电路3相连，第二放大电路4与自动控制电路3和衰减控制电路5相连，衰减控制电 路5与均衡控制电路6相连，第三放大电路7与均衡控制电路6和温补电路8相连，第四放大电路9与温补电路8和电平检波电路10相连，电平检波电路10用于输出射频信号；信号接收器11与光电转换电路1和网络管理控制器12相连，网络管理控制器12与光电转换电路1、自动控制电路3、衰减控制电路5、均衡控制电路6和电平检波电路10相连；电源13用于对各电路供电；显示器14和按键15分别与网络管理控制器12相连。

光转换电路1用于将光信号转换为电信号，使得后续电路能够对其进行处理和操作；第一放大电路2采用低噪声放大集成电路，能够使光接收机在低光功率时接收光信号，能够避免噪声信号的影响；自动控制电路3用于使得在光信号随着光功率不同而变化时，保持输出电平不变；第二放大电路4为放大集成电路，用于抵消在自动增益控制时链路的衰减；衰减控制电路5能够控制输出电路的输出电平；均衡控制电路6用于抵消信号在传输过程中因频率不同造成的损耗；第三放大电路7为放大集成电路，提高输出电平，保证输出信号质量；温补电路8用于补偿因温度不同对输出增益的影响；第四放大电路8采用高输出能力或功率倍增的放大增益电路，保证输出电平的质量；电平检波电路10用于将射频信号转换成电压并确定链路射频的大小；网络管理控制器12能够对各电路进行控制并与因特网进行通信；电源13能够将电压转换成各电路所需的电压对各个电路进行供电；显示器14为8位数码管，用于显示网络管理控制器12输出的数据；按键15用于向网络管理控制器12发出调节指令。

光电转换电路1为PIN光电二极管光探测器，波长为1100～1600n，采用InGaAs化合物。

第一放大电路2、第二放大电路4和第三放大电路7采用GaAs的单片微波集成电路，放大增益为20db。

自动控制电路3和衰减控制电路5均为PE4304芯片。自动控制电路3以输入光功率-8dbm为基准，当光功率每增加1dbm，自动控制电路3就衰减2db。衰减控制电路5利用PE4304芯片的串行控制设计，LE脚为控制脚，CLK为时钟脚，DATA为数据输入脚。

均衡控制电路6包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6；第一二极管D1的负极通过第一电容C1与输入/输出信号相连，第一二极管D1的负极通过第一电阻R1接地，第一二极管D1的负极与第二二极管D2的负极相连，第一二极管D1的正极与第四电容C4和第四电阻R4相连；第二二极管D2的正极与第三电阻R3和第三二极管D3相连，第二二极管D2的负极与第一二极管D1的负极、第一电容C1和第一电阻R1相连；第三二极管D3的正极与第二二极管D2的正极和第三电阻R3相连；第三二极管D3的负极通过第二电容C2与信号输入/输出相连，第三二极管D3的负极通过第二电阻R2接地，第三二极管D3的负极与第四二极管D4的负极相连；第四二极管D4的正极与第五电容C5和第六电阻R6相连，第四二极管D4的负极与第三二极管D3的负极、第二电容C2和第二电阻R2相连；第三电容C3与第三电阻R3相连，第五电阻R5与第四电阻R4和第六电阻R6相连。第一电阻R1和第二电阻R2作为第二二极管D2和第三二极管D3的偏压回路，为了减少插入损耗，就必须使第一电阻R1和第二电阻R2的阻值足够大，这样就要求控制电压比较高，可以在第一电阻R1和第二电阻R2与主传输线之间加入电感来减小插入损耗，第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6作为第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4的匹配电阻，适当选择其参数可在大的动态衰减范围内为第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4提供正确的偏置与分流，使整个网络获得较高的阻抗匹配。

温补电路8包括第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和热敏电阻R10，输入信号与第七电阻R7、第八电阻R8和热敏电阻R10相连，输出信号与第七电阻R7、第九电阻R9和热敏电阻R10相连，第八电阻R8和第九电阻R9接地，第七电阻R7和热敏电阻R10并联。温补电路8利用PI型网络设计一个固定衰减控制电路，在第七电阻R7上并联一个负温差热敏电阻R10，当温度增加时，链路增益减小，负温差热敏电阻R10减小，PI型网络衰减减小，达到补 偿电路增益的功能。

所有电路使用电源13进行统一供电，对电路进行供电采用DC/DC模式，即首先给光接收机供电(将12V转化为8V)，再通过制作一个DC/DC降压电路给其它电路供电(将12V转化为5V)，其精度能够达到±3％。

本实施例在使用过程中，包括以下步骤：

S1、信号接收器11接收光信号；

S2、网络管理控制器12判断信号接收器11接收的光信号的光功率X是否在设定阈值(-8,+2)内，若光信号的光功率X在设定阈值(-8,+2)范围内进行步骤S3，若光信号的光功率X不在设定阈值(-8,+2)范围内则进行步骤S5；

S3、光转换电路1将光信号转换为电信号，并传送至第一放大电路2，自动控制电路3输出功率Y＝-16-2X，网络管理控制器12向显示器14发出指令，显示此时的光功率；

S4、第二放大电路4对电信号进行增益并传送至衰减控制电路5；

S5、网络管理控制器12向显示器14发出报警指令，显示器14显示光信号并进行报警，若光功率＜-8，自动控制电路3输出功率Y＝20，显示P.HHH，若光功率＞+2，自动控制电路3输出功率Y＝0，显示P.LLL；

S6、网络管理控制器12判断所述按键15是否启动，若启动进行步骤S7，若未启动则进行步骤S8，按键15为手动调节，以每按以下0.5db步进数字控制和调节衰减控制电路5和均衡控制电路6；

S7、衰减控制电路5和均衡控制电路6停止工作，电信号传送至第三放大电路7；

S8、网络管理控制器12判断衰减值是否为零，若为零进入步骤S9，若不为零进入步骤S10；

S9、均衡控制电路6调节不同占空间比的PWM波，并通过均衡显示来向用户反馈均衡控制电路的均衡量；

S10、用户通过按键15控制衰减控制电路5的衰减量，对电信号进行调节，并通过衰减显示来向用户反馈衰减控制电路5的衰减量；

S11、电信号依次通过第三放大电路7、温补电路8和第四放大电路9传送至电平检波电路10；

S12、电平检波电路10输出射频信号。

以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出的任何修改、变化或等效形式都将落入实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种家用光接收机，内部设有电路板，其特征在于：在所述电路板上设有光电转换电路(1)、第一放大电路(2)、自动控制电路(3)、第二放大电路(4)、衰减控制电路(5)、均衡控制电路(6)、第三放大电路(7)、温补电路(8)、第四放大电路(9)和电平检波电路(10)，在所述电路板外侧设有信号接收器(11)、网络管理控制器(12)和电源(13)；所述光电转换电路(1)通过所述信号接收器(11)接收光信号，所述第一放大电路(2)与所述光电转换电路(1)和所述自动控制电路(3)相连，所述第二放大电路(4)与所述自动控制电路(3)和所述衰减控制电路(5)相连，所述衰减控制电路(5)与所述均衡控制电路(6)相连，所述第三放大电路(7)与所述均衡控制电路(6)和所述温补电路(8)相连，所述第四放大电路(9)与所述温补电路(8)和所述电平检波电路(10)相连，所述电平检波电路(10)用于输出射频信号；所述信号接收器(11)与所述光电转换电路(1)和所述网络管理控制器(12)相连，所述网络管理控制器(12)与所述光电转换电路(1)、所述自动控制电路(3)、所述衰减控制电路(5)、所述均衡控制电路(6)和所述电平检波电路(10)相连；所述电源(13)用于对各电路供电。

2.根据权利要求1所述的一种家用光接收机，其特征在于：在所述电路板外还包括显示器(14)和按键(15)；所述显示器(14)与所述网络管理控制器(12)相连，用于显示所述网络管理控制器(12)输出的数据；所述按键(15)与所述网络管理控制器(12)相连，用于向所述网络管理控制器(12)发出调节指令。

3.根据权利要求2所述的一种家用光接收机，其特征在于：所述光电转换电路(1)为PIN光电二极管光探测器，波长为1100～1600nm。

4.根据权利要求3所述的一种家用光接收机，其特征在于：所述第一放大电路(2)、所述第二放大电路(4)和所述第三放大电路(7)的放大增益为20db。

5.根据权利要求4所述的一种家用光接收机，其特征在于：所述自动控 制电路(3)和所述衰减控制电路(5)均为PE4304芯片。

6.根据权利要求5所述的一种家用光接收机，其特征在于：所述均衡控制电路(6)包括第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)和第六电阻(R6)；所述第一二极管(D1)的负极通过所述第一电容(C1)与输入/输出信号相连，所述第一二极管(D1)的负极通过所述第一电阻(R1)接地，所述第一二极管(D1)的负极与所述第二二极管(D2)的负极相连，所述第一二极管的(D1)正极与所述第四电容(C4)和第四电阻(R4)相连；所述第二二极管(D2)的正极与所述第三电阻(R3)和所述第三二极管(D3)相连，所述第二二极管(D2)的负极与所述第一二极管(D1)的负极、所述第一电容(C1)和所述第一电阻(R1)相连；所述第三二极管(D3)的正极与所述第二二极管(D2)的正极和所述第三电阻(R3)相连；所述第三二极管(D3)的负极通过所述第二电容(C2)与信号输入/输出相连，所述第三二极管(D3)的负极通过所述第二电阻(R2)接地，所述第三二极管(D3)的负极与所述第四二极管(D4)的负极相连；所述第四二极管(D4)的正极与所述第五电容(C5)和所述第六电阻(R6)相连，所述第四二极管(D4)的负极与所述第三二极管(D3)的负极、所述第二电容(C2)和所述第二电阻(R2)相连；所述第三电容(C3)与所述第三电阻(R3)相连，所述第五电阻(R5)与所述第四电阻(R4)和所述第六电阻(R6)相连。

7.根据权利要求6所述的一种家用光接收机，其特征在于：所述温补电路(8)包括第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)和热敏电阻(R10)，输入信号与所述第七电阻(R7)、所述第八电阻(R8)和所述热敏电阻(R10)相连，所述输出信号与所述第七电阻(R7)、第九电阻(R9)和所述热敏电阻(R10)相连，所述第八电阻(R8)和所述第九电阻(R9)接地，所述第七电阻(R7)和所述热敏电阻(R10)并联。

8.根据权利要求7所述的一种家用光接收机，其特征在于：所述显示器(14)为8位数码管。

9.根据权利要求8所述的一种家用光接收机，其特征在于：所述电源(13)包括DC/DC转换器。