一种管理型家用光接收机的agc控制电路的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种管理型家用光接收机的AGC控制电路，用于管理型家用光接收机，该接收机包括光电转换电路和数控衰减器，该控制电路包括光功率检测电路、MCU和AGC信号传输电路，所述光功率检测电路的输入端与光电转换电路连接、输出端与MCU的光功率信号输入口连接，所述MCU的AGC控制信号输出端通过AGC信号传输电路与数控衰减器的AGC控制端连接。本发明的电路结构简单，制作成本低，且可使得传送的MCU信号纹波更低，输出DAC响应度更好；使用本发明后，光接收机的输入光功率范围更宽，且具有较高的输出电平。
【专利说明】一种管理型家用光接收机的AGC控制电路
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光接收机零部件，尤其是涉及一种管理型家用光接收机的AGC控制电 路。
【背景技术】
[0002] 目前整个广电行业在进行"三网"融合推进过程中，与电信、联通和移动的入户竞 争越来越激烈，各大运营商目前正在或已经开始实施光纤入户的接入方式，而广电行业要 想积极参与市场竞争也必须实现光纤入户，广电的光纤入户不同于电信等运营商的光纤 入户，广电光纤入户不仅包含宽带、语音等数据业务，更多的是需要将有线电视进行光纤入 户。
[0003] 目前传统有线电视光纤入户的接收机（家用光接收机）输入光功率普遍为 OdBm?-8dBm，输出电平为70±2dBuV，然而更宽的输入光功率范围可以极大的降低运营商 的建网成本，较高的输出电平可以更好的适应目前家庭多电视的使用环境。因此有必要研 发出一种输入光功率范围更宽，且具有较高的输出电平的光接收机。在研发新的光接收机 的过程中，AGC控制电路（自动增益控制）作为光接收机的一种重要组成部分，其结构也是 非常关键的。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种电路结构简单，制作成本 低，且可使得传送的MCU信号纹波更低，输出DAC响应度更好的管理型家用光接收机的AGC 控制电路。
[0005] 本发明的发明目的通过以下技术方案来实现：
[0006] 一种管理型家用光接收机的AGC控制电路，用于管理型家用光接收机，该接收机 包括光电转换电路和数控衰减器，其特征在于，该控制电路包括光功率检测电路、MCU和 AGC信号传输电路，所述光功率检测电路的输入端与光电转换电路连接、输出端与MCU的光 功率信号输入口连接，所述MCU的AGC控制信号输出端通过AGC信号传输电路与数控衰减 器的AGC控制端连接。
[0007] 优选的，所述AGC信号传输电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、放 大器U1、电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C4和放大器U2,所述电阻R1的一端连接电源、另一 端依次通过电阻R2、电阻R3连接放大器U1的正向输入端，所述电阻R2、电阻R3之间通过 电容C1接地，所述放大器U1的正向输入端通过电容C2接地，所述电阻R4和电容C3并联 在放大器U1自身的反向输入端与输出端之间，所述放大器U1的反向输入端通过电阻R5接 地，所述放大器U1的输出端连接放大器U2的正向输入端，所述放大器U2的反向输入端与 其输出端连接，所述放大器U1的输出端与放大器U2的正向输入端之间通过电容C4接地。
[0008] 优选的，所述电容C4为可变电容。
[0009] 优选的，所述光功率检测电路包括电阻R35、放大器U5、电阻R36、电阻R37、电阻 R38、电阻R12、电容C15、电阻R11、电容C16和放大器U6,所述放大器U5的输出端连接电阻 R35、正向输入端通过电阻R36连接放大器U6的输出端、反向输入端通过电阻R38接地，所 述电阻R37的一端接电源、另一端连接放大器U5的反向输入端，所述电容C15、电阻R12并 联在放大器U6自身的输出端与反向输入端之间，所述放大器U6的反向输入端通过电阻R11 接地，所述放大器U6的正向输入端通过电容C16接地。
[0010] 优选的，所述MCU采用MINI54ZDE型号的MCU。
[0011] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0012] 1、电路结构简单，制作成本低；
[0013] 2、使用本发明后，光接收机的输入光功率范围更宽，且具有较高的输出电平；
[0014] 3、使用本发明可以实现通过MCU对当前输入的光功率进行取样，得出精确的输出 光功率，并通过输入光功率的大小来调整第一级放大模块的控制电压，从而使得输出的射 频信号更符合要求；
[0015] 4、AGC信号传输电路，可使得传送的MCU信号纹波更低，输出DAC响应度更好。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为管理型家用光接收机的结构示意图；
[0017] 图2为AGC信号传输电路图；
[0018] 图3为ATT信号传输电路图；
[0019] 图4为管理型家用光接收机除去MCU部分的电路结构示意图；
[0020] 图5为电源转换电路图；
[0021] 图6为光接收机系统接口图；
[0022] 图7为光电转换电路图；
[0023] 图8为光功率检测电路图；
[0024] 图9为RF电平检测电路图；
[0025] 图10为一级放大电路图；
[0026] 图11为数控衰减器的AGC模块电路图；
[0027] 图12为二级放大电路图；
[0028] 图13为RF信号采集电路图；
[0029] 图14为MCU电路图；
[0030] 图15为MCU的外部时钟输入电路；
[0031] 图16为MCU的复位重置电路；
[0032] 图17为MCU的系统输入电路；
[0033] 图18为MCU的I2C电路；
[0034] 图19为MCU的ADC信号输入电路；
[0035] 图20为MCU的ADC信号输入接口的接地电路；
[0036] 图21为AGC信号传输电路的示波器测试电路图；
[0037] 图22为示波器测试结果图。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0039] 实施例
[0040] 本发明提供一种管理型家用光接收机的AGC控制电路，用于管理型家用光接收 机。整个管理型家用光接收机的结构如图1所示，其主要由连接器、光电转换电路（PIN w/ o WDM)、光功率检测电路、MCU、两个放大器、数控衰减器、RF电平检测电路、AGC信号传输电 路、ATT信号传输电路和信号采集电路组成。
[0041] 其中光功率检测电路、MCU和AGC信号传输电路组成AGC控制电路，光功率检测电 路的输入端与光电转换电路连接、输出端与MCU的光功率信号输入口连接。MCU的AGC控 制信号输出端通过AGC信号传输电路与数控衰减器的AGC控制端连接。
[0042] 其中RF电平检测电路、MCU和ATT信号传输电路组成ATT控制电路，RF电平检测 电路的输入端与信号采集电路连接，RF电平检测电路的输出端与MCU的RF采样电平输入 口连接。MCU的ATT控制信号输出端通过ATT信号传输电路与数控衰减器的ATT控制端连 接。
[0043] 光电转换电路将1550nm或1310nm光信号转换成电信号后，发送给一级放大电路， 经一级放大后的信号发送给数控衰减器，经衰减后的信号再经二级放大后，变成所需的射 频RF信号并输出。在第一级放大时，通过MCU对当前输入的光功率进行取样（主要是光功 率检测电路实现），得出精确的输出光功率，并通过输入光功率的大小来调整第一级放大器 的控制电压，即AGC功能；在二级放大时，通过MCU对当前输出的射频RF信号进行采样（主 要是RF电平检测电路实现），并根据设定的衰减量来调整第二级放大器的控制电压，即ATT 功能。
[0044] 整个管理型家用光接收机可以实现和其他厂家的0NU进行兼容，将接收机和0NU 安装在一个小型壳体内，实现统一的光纤入户方案，同时广电运营商可以实时查看家用光 接收机的工作参数（输入光功率、输出电平、光接收机工作温度，并可根据接收机实时的工 作状态实现远程调节接收机的输出电平）。光接收机可通过连接器实现光接收机模块和其 他模块的交互，其交互信息方式有以下3种方式：UART，I2C和SPI。
[0045] 以下对整个管理型家用光接收机的组成作详细描述：
[0046] 本实施例提供一种AGC信号传输电路，如图2所示，其主要由电阻R1、电阻R2、电 阻R3、电容C1、电容C2、放大器U1、电阻R4、电阻R5、电容C3、电容C4和放大器U2组成。电 阻R1的一端连接电源、另一端依次通过电阻R2、电阻R3连接放大器U1的正向输入端。电 阻R2、电阻R3之间通过电容C1接地。放大器U1的正向输入端通过电容C2接地。电阻R4 和电容C3并联在放大器U1自身的反向输入端与输出端之间。放大器U1的反向输入端通 过电阻R5接地。放大器U1的输出端连接放大器U2的正向输入端。放大器U2的反向输入 端与其输出端连接。放大器U1的输出端与放大器U2的正向输入端之间通过电容C4接地。 电容C4采用可变电容。电阻R1和电阻R2之间连接MCU的AGC控制信号输出端，放大器U2 的输出端数控衰减器的AGC控制端连接。
[0047] AGC信号传输电路主要解决的MCU信号传输过程中如何降低纹波，提高DAC输出 的响应度的问题。在PWM用于DA转换的场合，阻容滤波电路是关系转换效果的重要环节。 由RC充放电常数我们可以大致计算出阻容环节的充放电频率，一般为了得到理想的滤波 效果，这个频率要远小于PWM的输出频率（小于四分之一）。一般情况下，当C较小R较大 时，DA转换出的电压损耗很小，但是纹波却很大；当C较大R较小时，DA转换出的电压损耗 很大，但纹波相对较小。所以当需要进行线形度很高的精确DA转换时必须使用较小的滤波 电容，且尽量避免使用电解类电容。而为了得到较强的信号输出，RC惯性环节之后还必须 加一级高性能的电压跟随，然后在跟随器输出的地方加上一个滤波用的电解电容，用于平 滑RC惯性环节的纹波。但是这还不够，因为这时的输出电压里可能含有较多的交流谐波成 分，如果处理不当，跟随器有可能自激。解决的办法就是使用一个小的去藕电容。而且这里 电容的放置顺序必须是电解电容在前，去藕电容在后！如果输出电压精度和线形度要求不 高，但是对纹波要求却很高，或者这个电压比较固定时，可以使用电容较大的滤波组合。因 为，虽然大电容的直流损耗较大，但是我们可以通过调节PWM占空比来达到要求的输出电 压，或者通过一级AD转换的反馈来实现精确的固定电压输出。只是这里仍然要加一级电压 跟随器，以便于后级采集电路使用，且AD采集点放置在跟随器输出处。
[0048] 在实际使用中，为了便于电路搭配，我们将二阶低通滤波器的电阻和电容选择为 同样大小，因此二阶低通滤波器的截至频率计算公式如下：
【权利要求】
1. 一种管理型家用光接收机的AGC控制电路，用于管理型家用光接收机，该接收机包 括光电转换电路和数控衰减器，其特征在于，该控制电路包括光功率检测电路、MCU和AGC 信号传输电路，所述光功率检测电路的输入端与光电转换电路连接、输出端与MCU的光功 率信号输入口连接，所述MCU的AGC控制信号输出端通过AGC信号传输电路与数控衰减器 的AGC控制端连接。
2. 根据权利要求1所述的一种管理型家用光接收机的AGC控制电路，其特征在于，所述 AGC信号传输电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、放大器U1、电阻R4、电阻 R5、电容C3、电容C4和放大器U2,所述电阻R1的一端连接电源、另一端依次通过电阻R2、电 阻R3连接放大器U1的正向输入端，所述电阻R2、电阻R3之间通过电容C1接地，所述放大 器U1的正向输入端通过电容C2接地，所述电阻R4和电容C3并联在放大器U1自身的反向 输入端与输出端之间，所述放大器U1的反向输入端通过电阻R5接地，所述放大器U1的输 出端连接放大器U2的正向输入端，所述放大器U2的反向输入端与其输出端连接，所述放大 器U1的输出端与放大器U2的正向输入端之间通过电容C4接地。
3. 根据权利要求2所述的一种管理型家用光接收机的AGC控制电路，其特征在于，所述 电容C4为可变电容。
4. 根据权利要求1所述的一种管理型家用光接收机的AGC控制电路，其特征在于，所述 光功率检测电路包括电阻R35、放大器U5、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R12、电容C15、 电阻R11、电容C16和放大器U6,所述放大器U5的输出端连接电阻R35、正向输入端通过电 阻R36连接放大器U6的输出端、反向输入端通过电阻R38接地，所述电阻R37的一端接电 源、另一端连接放大器U5的反向输入端，所述电容C15、电阻R12并联在放大器U6自身的输 出端与反向输入端之间，所述放大器U6的反向输入端通过电阻Rl 1接地，所述放大器U6的 正向输入端通过电容C16接地。
5. 根据权利要求1所述的一种管理型家用光接收机的AGC控制电路，其特征在于，所述 MCU 采用 MINI54ZDE 型号的 MCU。
【文档编号】H04B10/69GK104506244SQ201410819953
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月25日 优先权日:2014年12月25日
【发明者】莫镇阳, 窦云勇, 胡文鹏 申请人:四川璧虹广播电视新技术有限公司