专利名称：一种超低光功率接收装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光纤传输系统的接收装置，尤其涉及一种超低光功率接收装置。
背景技术：
近年来，随着电子技术的不断进步和光纤传输系统的迅猛发展，为人们提供了 方便、快捷、准确的信息传递，尤其是宽带网络传输光纤的应用，为信息传递开辟了高速 通道。通常情况下，光纤传输时，发送功率越大，传输距离就越远；由于沿途消耗，输送距 离越远，则在输送线路末端的光功率越小；因此为了能在某个发送光功率下，在更远的地 方能良好地接收光功率，就需要光接收装置的入口光功率的要求更低。在一份申请号为 200620033633. 3的中国实用新型专利中，公开了 一种超低光功率接收装置，它包括光电转 单元、低噪声放大单元和放大输出单元，光电转换单元与低噪声放大单元采用直流耦合方 式，然后再经放大输出单元放大输出。采用上述这种超低光功率接收装置，在光接收装置的 入口光功率在-12dB时，系统载噪比即达到47dB，满足收看电视的要求，比传统的入口功率 要求的+1 -6dB要低6dB，节省了系统光功率，降低造价，延长传输距离。但上述超低光 功率接收装置存在不足之处，因为在该接收装置的入口，光功率并不是保持稳定不变的，而 是有一定的变化范围；当入口光功率在-12dB +IdB间变化时，放大输出单元的输出电平 也随着入口光功率的增大而增大；当光功率信号小时，转换成电信号后其电平相应就低，当 光功率信号大时，转换成电信号后其电平相应就高，经过低噪声放大单元放大后，这种电平 的高低差别更加明显；此时，如果将该电信号直接输入到放大输出单元，经放大输出单元的 进一步放大输出，必然造成输出电信号的电平明显的时高时低；入口光功率与输出电平的 对应关系为入口光功率变化ldB，输出电平同向变化2dB ；电平过高使得其增益的线性度下 降，使得增益难以精确调节而导致较大的失真，进而使得这种超低光功率接收装置的整体 性能恶化。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种超低光功率接收装置，这种超低光功率 接收装置可接收超低的光功率信号，同时在整个光功率接收范围内，输出电平稳定并且保 真效果良好。采用的技术方案如下一种超低光功率接收装置包括光电转换单元、低噪声放大单元和放大输出单元， 光电转换单元的输出端与低噪声放大单元的输入端电连接，低噪声放大单元的输出端与输 出放大单元的输入端电连接，其特征是所述超低光功率接收装置还包括光AGC控制电路； 所述光AGC控制电路包括采样单元、微机处理单元和增益调整单元；所述采样单元的输入 端与光电转换单元的输出端电连接，采样单元的输出端与微机处理单元的相应的输入端电 连接，增益调整单元的信号输入端和信号输出端与低噪声放大单元的增益控制端电连接， 增益调整单元的控制端与微机处理单元相应的输出端电连接；所述微机处理单元包括A/D转换模块，并储存有一组控制代码。工作原理光电转换单元接收输入的光功率信号，将之转换为电信号，低噪声放大 单元接收经光电转换单元转换后的电信号，电信号在低噪声放大单元一级经过初步放大、 电平调整和后级放大后输出给放大输出单元，然后再经过放大输出单元放大后输出电平稳 定的电信号；而低噪声放大单元中电信号的电平调整是通过由采样单元、微机处理单元和 增益调整单元所组成的光AGC控制电路来控制的，采样单元对光电转换单元输出的电信号 进行电压采样，将直流电压输出给微机处理单元，微机处理单元对该直流电压信号进行A/D 转换，并依据控制代码，输出一个相应的控制信号给增益调整单元，增益调整单元根据输入 的控制信号对电信号的电平作相应幅度的调整。通过光电转换单元将输入的光功率信号转换为电信号，并采用低噪声放大单元和 放大输出单元两级放大电路对电信号进行放大，构成超低光功率接收装置，可以达到能够 接收到更微弱的光功率信号的目的。然而，由于允许接收到更低的光功率信号，使得在光功 率接收装置的入口处所允许的光功率信号的输入范围更大，达到_12dB +IdB;因此，在电 路中增加由采样单元、微机处理单元和增益调整单元所组成光AGC控制电路，对电信号的 电平进行增益调整，将低噪声放大单元输出的电信号的电平稳定在某个预设值，经过电平 调整后的电信号输入到放大输出单元后，再经放大输出的电信号，其电平也保持稳定。光电转换单元、采样单元、低噪声放大单元、增益调整单元和放大输出单元均是一 些常用的电路。光电转换单元主要包括一个光电转换器，它可以将输入的光功率信号转换 为电信号并输出；采样单元是一种常用的采样电路，它对输入的电信号进行电压采样，以直 流方式保持电压值不变并输出；低噪声放大单元将输入的电信号进行放大，它可以通过外 部控制电路调整电信号的电平，使放大输出的电信号的电平保持稳定；放大输出单元将电 信号放大后输出。为达到调整精确、控制方便的目的，作为本实用新型的优选方案，所述的一组控制 代码由多个控制代码构成，在光功率的输入范围内，每个光功率信号对应一个控制代码，每 个控制代码包括一个代表电平高低的电平数值和一个衰减数值。微机处理单元对采样单元 输送来的直流电压进行A/D转换，转换成一个代表电平高低的电平数值，通过查表对照，找 出这个电平数值需要作出调整的对应衰减数值，并将这个衰减数值作为控制信号输送给增 益调整单元。由于在无增益控制电路的情况下，入口光功率与输出电平的对应关系为入口 光功率变化ldB，输出电平同向变化2dB，所以在上述设置控制代码时，应遵循光功率增大 IdB,增益调整单元的衰减增大2dB的原则，从而达到完美的AGC控制，使输出的电平变化稳 定在IdB之内。为了达到方便原系统升级和节省改装原系统成本的目的，作为本实用新型进一步 的优选方案，超低光功率接收装置还包括一个标准模块基座，整个电路都安装在标准模块 基座上。将所有电路都安装在一个标准模块基座上，使其与原系统的模块保持一致性，在对 原系统进行升级时，直接替换原系统的第一级放大模块，而其它不用改变，从而节省了对原 系统的改装成本。本实用新型通过上述设置的低噪声放大单元和放大输出单元，对电信号进行两级 放大，使超低光功率接收装置入口光功率在-12dB时，系统载噪比即达到47dB，使得入口光 功率比通常要求降低了 6dB，降低了系统造价，延长传输距离，如对1310nm波长的光信号能多传输10公里，对1550nm波长信号能够传输16公里，节省系统光功率效果明显提高；通过 增加采样单元、微机处理单元和增益调整单元所组成的光AGC控制电路，对电信号进行自 动增益控制，使低噪声放大单元输出的电信号的电平稳定在预设值上，再经放大输出单元 放大输出，使得输出电平始终保持稳定；同时在控制代码的设置上，遵循光功率增大ldB， 增益调整单元衰减增大2dB的原则，因而可达到完美的AGC控制，使输出的电平变化稳定在 IdB之内，从而使系统具有良好的保真性能。
图1是超低光功率接收装置的方框原理图。图2是超低光功率接收装置的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和本实用新型的优选实施方式做进一步的说明。如图1的方框原理图所示，本实用新型的超低光功率接收装置包括光电转换单元 1、低噪声放大单元2、放大输出单元3、采样单元4、微机处理单元5和增益调整单元6 ；光电 转换单元1的输出端与低噪声放大单元2的输入端电连接，低噪声放大单元2的输出端与 输出放大单元3的输入端电连接，采样单元4的输入端与光电转换单元1的输出端电连接， 采样单元4的输出端与微机处理单元5的输入端电连接，增益调整单元6的信号输入端和 信号输出端与低噪声放大单元2的增益控制端电连接，增益调整单元6的控制端与微机处 理单元5相应的输出端电连接。下面结合图2的电路原理图，对本实用新型的超低光功率接收装置的工作原理作 进一步描述本实用新型的超低光功率接收装置，在进行信号处理和实现电路功能上，主要包 括电转换单元1、低噪声放大单元2、放大输出单元3、采样单元4、微机处理单元5和增益调 整单元6;在实际电路应用中，为使电路更加完善，还包括电压平坦控制电路7，低噪声放大 单元2的偏置电流控制电路8，功率采样输出接口 9，微机处理单元5的稳压电路10。光电转换单元1主要包括光电转换器Dl ；低噪声放大单元2主要包括低噪声放大 器Ul ；增益调整单元6主要包括D2/D3/D4和U4/U7 ；放大输出单元3主要包括放大器U3和 均衡电路；采样单元4由采样电路U8组成；微机处理单元5包括单片微处理器TO，其中包 括A/D转换模块，单片微处理器U6中储存有一组控制代码，每个控制代码包括一个代表电 平高低的电平数值和一个衰减数值，控制代码的设置遵循光功率增大ldB，增益调整单元6 衰减增大2dB的原则。光电转换单元I(Dl)，接收输入的光功率信号，并转换为电信号，低噪声放大单元 2 (Ul)对电信号进行初步放大后，输送给增益调整单元6(D2/D3/D4和U4/U7)进行电平调 整，经电平调整后的电信号重新输入到低噪声放大单元2(U1)中进行后级放大后输出给放 大输出单元3 (U3)，再经过放大输出单元3 (U3)放大后输出电平稳定的电信号；对低噪声放 大单元2(U1)中的电信号进行电平调整是通过由采样单元4(U8)、微机处理单元5(U6)和增 益调整单元6(D2/D3/D4和U4/U7)所组成的光AGC控制电路来处理的；采样单元4 (U8)对 由光电转换单元I(Dl)输出的电信号进行电压采样，以直流方式保持该直流电压，并输出给微机处理单元5 (U6)，微机处理单元5 (U6)对该直流电压进行A/D转换，转换成一个代表 电平高低的电平数值，通过查表对照，找出这个电平数值需要作出调整的对应衰减数值，并 将这个衰减数值作为控制信号输送给增益调整单元6 (D2/D3/D4和U4/U7)；增益调整单元 6(D2/D3/D4和U4/U7)根据输入的控制信号对电信号的电平作相应幅度的调整；当输入的 光功率较小时，微机处理单元5 (U6)输出一个较小的衰减数值，增益调整单元6 (D2/D3/D4 和U4/U7)对电信号进行较小幅度的衰减；当输入的光功率较大时，微机处理单元5(U6)输 出一个较大的衰减数值，增益调整单元6(D2/D3/D4和U4/U7)对电信号进行较大幅度的衰 减。例如，当入口光功率为-IldBm时，比预设的入口光功率-12dB增加了 ldB，在微机处理 单元5 (U6)内部，依据采样单元4所提供的电压，通过A/D转换为电压数值，并查找相应的 控制代码，此时，衰减数值为2，将这个衰减数值2作为增益调整单元6 (D2/D3/D4和U4/U7) 的输入控制信号，增益调整单元6 (D2/D3/D4和U4/U7)对电信号进行2dB的衰减，从而使得 衰减后的电信号的电平保持稳定不变。 在其它实施方式中，可将上述整个电路都安装在一个标准模块基座上，在对原系 统进行升级时，可直接替换原系统的第一级放大模块，而其它不用改变。
权利要求一种超低光功率接收装置包括光电转换单元、低噪声放大单元和放大输出单元，光电转换单元的输出端与低噪声放大单元的输入端电连接，低噪声放大单元的输出端与输出放大单元的输入端电连接，其特征是所述超低光功率接收装置还包括光AGC控制电路；所述光AGC控制电路包括采样单元、微机处理单元和增益调整单元；所述采样单元的输入端与光电转换单元的输出端电连接，采样单元的输出端与微机处理单元的相应的输入端电连接，增益调整单元的信号输入端和信号输出端与低噪声放大单元的增益控制端电连接，增益调整单元的控制端与微机处理单元相应的输出端电连接；所述微机处理单元包括A/D转换模块，并储存有一组控制代码。
专利摘要本实用新型涉及一种光纤传输系统的接收装置，包括光电转换单元、低噪声放大单元、放大输出单元、采样单元、微机处理单元和增益调整单元；低噪声放大单元和放大输出单元，对电信号进行两级放大，使超低光功率接收装置入口光功率在-12dB时，系统载噪比即达到47dB；通过增加采样单元、微机处理单元和增益调整单元所组成的光AGC控制电路，进行自动增益控制，使得输出电平始终保持稳定，并遵循光功率增大1dB，增益调整单元衰减增大2dB的原则，从而可达到完美的AGC控制，使输出的电平变化稳定在1dB之内，从而使系统具有良好的保真性能。
文档编号H04B10/158GK201667658SQ20092029226
公开日2010年12月8日 申请日期2009年12月15日 优先权日2009年12月15日
发明者汤小秋, 王勇, 郑楠 申请人:汕头高新区亚威科技有限公司