专利名称：用于有线电视网络光接收机的光自动增益控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于有线电视网络光接收机的光控自动增益控制 (AGCAutomatic Gain Control)电路，属于有线电视技术领域，尤其是混合光纤同轴电缆网双向网络改造的一种基于有线电视光传输设备。
背景技术：
至2009年底，全国有线广播电视用户达1.74亿户。2010年1月13日，温家宝总理在主持召开的国务院常务会议上正式提出加快推进中国电信网、广播电视网和互联网三网融合，并明确了三网融合的时间表。2010年6月6日，我国通过了三网融合试点方案，并于7月1日确定了 12个试点城市和地区。三网融合实现后，广播电视网不仅可以提供电视节目，还可以提供互联网和语音通信业务。对于互联网和电信网络而言，也可以更好地发展网络电视、手机电视等业务，分享广播电视网丰富的节目资源。国家广电总局要求混合光纤同轴电缆(HFC)双向网络改造一个是基础传输网络改造，其中有基本实现光纤到楼，逐步实现光纤到户。随着HFC网络的不断升级和改造，光纤网络以低廉的价格、更广的覆盖范围、更快的传输速度以及更小的故障率，迅速取代同轴电缆。这样在HFC网络中光发射机和光接收机就成为网络中的关键设备，在这里我就根据新一代广电网络的发展开发一款超低光功率接收有线电视网络光接收机的光控自动增益控制电路。
发明内容本实用新型的目的是要提供一种用于有线电视网络光接收机的光自动增益控制电路，它可保证用户电视信号正常，可在基本不考虑光功率的前提下进行网络改造，实现光纤入户，网络架构简单，网络实现无源传输。本实用新型的目的是这样来达到的，一种用于有线电视网络光接收机的光自动增益控制电路，其特征在于包括光检测器、偏置电路、第一放大电路、电调衰减电路、第二放大电路、光功率检测电路、比较电路、D/A转换电路和光功率指示电路，光纤通过法兰输入光信号到光检测器，光检测器与偏置电路、光功率检测电路和光输入信号连接，第一放大电路与偏置电路、电调衰减电路连接，第二放大电路与电调衰减电路连接并与输出射频信号，D/ A转换电路与电调衰减电路、光功率指示电路和比较电路连接，比较电路与光功率指示电路和光功率检测电路连接。本实用新型所述的偏置电路包括电感L2、信号耦合器Z1、电容C5 C7、电阻R3 R5，电感L2的一端接光检测器的1脚，电感L2另一端接信号耦合器Zl输入端，信号耦合器 Zl输出端接电阻R4和电容C7的一端，信号耦合器Zl混合端接第一放大电路，电阻R4另一端接电阻R3、R5和电容C5的一端，电阻R5另一端、电容C6的一端接直流电压+24V，电容 C5、C6、C7、电阻R3另一端共同接地。本实用新型所述的第一放大电路包括电容C3、C4、C8 C10、电感L3、L4、电阻R6、 放大管Al，其中放大管Al为OEI公司F226，电容C3的一端接偏置电路的信号耦合器Zl混合端，电容C3另一端接放大管Al的1脚和电容C4的一端，放大管Al的2脚接电容C8和电感L4的一端，电感L4另一端接电容C9和电阻R6的一端，电阻R6另一端接直流电压+8V 和电容ClO的一端，电容C8另一端接电感L3的一端，电感L3的另一端接电调衰减电路，电容C4、C9、ClO的另一端和放大管Al的3、4脚共同接地。本实用新型所述的电调衰减电路包括电感L5、电容Cll C15、C17、电阻R7 R14、双二极管D1、D2，电阻R9的一端和双二极管Dl的3脚接第一放大电路，直流电压+24V 接电容C11、电阻R7的一端，电阻R7另一端接电阻RIO、Rl 1、R12和电容C14的一端，电阻 RlO另一端接电容C12、电阻R8的一端和双二极管Dl的1脚，电阻R12另一端接电容C15、 电阻R13的一端和双二极管D2的1脚，双二极管Dl的2脚接双二极管D2的2脚和电感L5 的一端，双二极管D2的3脚接电阻R14的一端和第二放大电路，电感L5另一端接电容C13 的一端、电容C17的一端和A点，A点接D/A转换电路，电容C11-C15、C17的另一端、电阻 R8、R9、Rll、R13、R14 共同接地。本实用新型所述的第二放大电路包括电容C16、C18 C21、电感L6、电阻R15、放大管A2、衰减器ATT1，其中放大管A2为OEI公司，电容C16的一端接电调衰减电路，电容C16另一端接放大管A2的1脚，放大管A2的2脚接电容C19和电感L6的一端，电容C19 另一端接衰减器ATTl的输入端，衰减器ATTl的输出端输出射频信号，电感L6的另一端接电容C18和电阻R15的一端，电阻R15另一端接直流电压+8V、电容C20和C21的一端，电容 C18、C20、C21的另一端和放大管A2的3、4脚共同接地。本实用新型所述的光功率检测电路包括电感Li、电阻Rl、R2、电容Cl、C2，电感Ll 的一端接光检测器2脚，电感Ll另一端接电阻R1、R2、电容Cl的一端，电阻Rl另一端接电容C2的一端和B点，B点接比较电路，电容Cl、C2、电阻R2另一端共同接地。本实用新型所述的比较电路包括电容C26、C27、电阻R47 R57、运放LMl LM3， 电容C27的一端、运放LMl的2、6脚、LM2的2、6、9、13脚、LM3的2、6、9、13脚的B点接光功率检测电路，运放LMl的3脚接电阻R47、R48的一端，电阻R48另一端接运放LM2的12脚和电阻R49的一端，电阻R49另一端接运放LM2的10脚和电阻R50的一端，电阻R50另一端接运放LM3的12脚和电阻R51的一端，电阻R51另一端接运放LM3的10脚和电阻R52的一端，电阻R52另一端接直流电压+24V和电容C26的一端，运放LMl的8脚、LM2的4脚、LM3 的4脚接直流电压+24V，电阻R47另一端接运放LMl的5脚和电阻R53的一端，电阻R53另一端接运放LM2的3脚和电阻肪4的一端，电阻肪4另一端接运放LM2的5脚和电阻R55的一端，电阻R55另一端接运放LM3的3脚和电阻R56的一端，电阻R56另一端接运放LM3的 5脚和电阻R57的一端，运放LMl的4脚、LM2的11脚、LM3的11脚接地，电容C27另一端接地，运放LMl的1脚接二极管D8的正极和发光二极管D18的正极，运放LMl的7脚接二极管D13的正极和发光二极管D23的正极，运放LM2的1脚接二极管D12的正极和发光二极管D22的正极，运放LM2的7脚接二极管Dll的正极和发光二极管D21的正极，运放LM2 的8脚接二极管D6的正极和发光二极管D16的正极，运放LM2的14脚接二极管D7的正极和发光二极管D17的正极，运放LM3的1脚接二极管DlO的正极和发光二极管D20的正极， 运放LM3的7脚接二极管D9的正极和发光二极管D19的正极，运放LM3的8脚接二极管D4 的正极和发光二极管D14的正极，运放LM3的14脚二极管D5的正极接和发光二极管D15 的正极，通过二极管D4-D13的正极与D/A转换电路连接，通过发光二极管D14-D23的正极与光功率指示电路连接，电容C26、C27的另一端、电阻R57的另一端共同接地。本实用新型所述的D/A转换电路包括电容C22、C23、电阻R16 R36、稳压管D3、 二极管D4 D13，二极管D4 D13的正极与比较电路和光功率指示电路连接，二极管D4 D13的负极分别接电阻R27 R36 —端，电阻R27 R36的另一端分别接电阻R17 R26的一端，电阻R17 似6另一端、电阻R16的一端、电容C22的一端、稳压管D3的负极接A点， A点接电调衰减电路的A点，电阻R16另一端接电容C23的一端，电容C22、C23另一端和稳压管D3的正极共同接地。本实用新型所述的光功率指示电路包括电容C24、C25、电阻R37 R46、发光二极管D14 D23，发光二极管D14 D23的正极与比较电路和D/A转换电路连接，发光二极管 D14 D23的负极分别接电阻R37 R46的一端，电阻R37 R46的另一端接直流电压+8V 和电容C24、C25的一端，电容C24、C25另一端接地。本实用新型使用了高灵敏度光检测器，当输入光功率在-5daii时，可保证用户电视信号正常。输入光检测器光功率在-8 +2dBm时，保持输出电平恒定不变，在进行网络设计时，按照网络输出电平要求，可在基本不考虑光功率的前提下进行网络改造。采用了精确光功率指示电路，显示准确的光功率指示功能电路起到了光功率计的作用，可直接读出当前接收光功率，对于系统维护具有重要的意义，尤其是对于没有光功率计的用户，有光功率指示意义非同一般。充分利用现有网络，将光纤向用户端延伸，无源光网络对信号传输协议、信号调制格式完全透明，网络可以按照用户量的增长进行扩展，今后用户确实需要更高的质量要求，可直接把光纤延伸至用户，实现真正的光纤入户。网络采用光纤，网络结构非常简单，在前端和用户之间大幅减少了有源电子器材，如光站和放大器，不需野外供电，AC 供电备份，据运营商统计RF PON网络比HFC网络能降低90%的维护量。设备及光纤数量大大减少，网络架构简单明了，网络实现无源传输。
图1为本实用新型的方框图。图2为本实用新型的原理图。
具体实施方式
参见图1，一种用于有线电视网络光接收机的光控自动增益控制电路，包括光检测器通过偏置电路输出电信号到第一放大电路，通过电调衰减电路，经第二放大电路输出射频信号。而光检测器输出电压依次经光功率检测电路、比较电路、D/A转换电路连接电调衰减电路，比较电路输出另一路给光功率指示电路，完成AGC控制。参见图2，本实用新型所述的光检测器为光电转换器件PIN管，光纤通过法兰输入光信号到光检测器，光检测器的1脚接偏置电路，光检测器的2脚接光功率检测电路，光检测器的3脚接地。用于有线电视网络光接收机的光自动增益控制电路是在一定的光接收功率范围内(_8 +2dBm)，把光检测器输出的电信号经过偏置电路、第一放大电路、电调衰减电路、第二放大电路输出一个恒定不变的射频信号输出，比较电路的一路通过D/A转换电路控制电调衰减电路，比较电路另一路通过光功率指示电路显示当前接收的光功率强度。 +24V直流电压经过电容Cll、C6、电阻R5、电容C5、电阻R3、R4、电容C7、信号耦合器Zl、电感L2输入光检测器1脚，光检测器工作，由光检测器1脚输出电信号经过电感L2、信号耦合器Z1、电容C3、C4输入放大管Al的1脚，+8V直流电压经过电容C10、电阻R6、电容C9、 电感L4输入到放大管Al的2脚，放大管Al工作，放大管Al的2脚放大的电信号经过电容 C8、电感L3、电阻R9输入双二极管Dl的3脚；光检测器2脚输出电压，经过电感Li、电阻 Rl、R2、电容Cl、C2组成的光功率检测电路，输出电压经B点到比较电路；电容C26、C27、电阻R47 R57、运放LMl LM3组成比较电路，一路输出到D/A转换电路，另一路输出到光功率指示电路；电容C22、C23、稳压管D3、二极管D4 D13、电阻R16 R36组成D/A转换电路经A点控制电调衰减电路；发光二极管D14 D23、电阻R37 R46、电容C24、C25组成光功率指示电路，显示当前接收光功率强度；D/A转换电路经A点输出控制电压到由电感 L5、电容C12 C15、C17、双二极管Dl、D2、电阻R7 R14组成的电调衰减电路；双二极管 D2的3脚输出电信号经过电阻R14、电容C16输入放大管A2的1脚，+8V直流电压经过电容C21、电解电容C20、电阻R15、电容C18、电感L6输入放大管A2的2脚，放大管A2工作， 放大管A2的2脚放大的电信号经过电容C19、衰减器ATTl输出端射频信号输出。其中Al、 A2为OEI公司低噪声放大管，Zl为信号耦合线圈，LMl LM3为运算放大器，D1、D2为阶梯式衰减双二极管，D3为稳压管，D4 D13为二极管，D14 D23为发光二极管，ATTl为固定式衰减器，L4、L5为高频滤波直流过流电感，Ll L3为信号平坦度调整空心电感，C4 为信号平坦度调节电容，C17为钽电容、C20为电解电容，C3、C8、C16、C19为高频隔直电容， C1、C2、C5 C7、C9 C15、C17、C18、C21 C27为高频滤波电容，R9、R14为阻抗匹配电阻， R2、R3、R8、R11、R13、R57 为压降电阻，R1、R4 R7、RIO、R12、R15 R56 为限流电阻。本实用新型最具吸引力的益处是有可能降低网络运营成本。在部署解决方案时， 它有如下几点技术优势1.超低光功率接收常规光检测器输入光功率在_3dBm以下时，载噪比(C/N)会急剧下降，导致用户电视信号出现马赛克。光自动增益控制电路使用了高灵敏度光检测器， 当输入光功率在-5daii时，可保证用户电视信号正常。2.输出电平恒定不变常规光接收机输入光功率变化ldBm，输出电信号会变化 2dB，光自动增益控制电路在输入光功率-8 +2daii时，通过内部控制电路，可保持输出电平恒定不变，在进行网络设计时，按照网络输出电平要求，可在基本不考虑光功率的前提下进行网络改造。3.光功率指示常规光接收机只有简单的光功率指示，无法正确判断当前的接收光功率。光自动增益控制电路采用了精确光功率指示电路，显示准确的光功率指示功能电路起到了光功率计的作用，可直接读出当前接收光功率，对于系统维护具有重要的意义，尤其是对于没有光功率计的用户，有光功率指示意义非同一般。4.成本相对较低，便于升级扩容充分利用现有网络，将光纤向用户端延伸，无源光网络对信号传输协议、信号调制格式完全透明，网络可以按照用户量的增长进行扩展，今后用户确实需要更高的质量要求，可直接把光纤延伸至用户，实现真正的光纤入户。5.安全性、可靠性高，可维护性好网络采用光纤，网络结构非常简单，在前端和用户之间大幅减少了有源电子器材，如光站和放大器，不需野外供电，AC供电备份，据运营商统计RF PON网络比HFC网络能降低90%的维护量。设备及光纤数量大大减少，网络架构简单明了，网络实现无源传输。
权利要求1.一种用于有线电视网络光接收机的光自动增益控制电路，其特征在于包括光检测器、偏置电路、第一放大电路、电调衰减电路、第二放大电路、光功率检测电路、比较电路、D/ A转换电路和光功率指示电路，光检测器与偏置电路、光功率检测电路和光输入信号连接， 第一放大电路与偏置电路、电调衰减电路连接，第二放大电路与电调衰减电路连接并与输出射频信号，D/A转换电路与电调衰减电路、光功率指示电路和比较电路连接，比较电路与光功率指示电路和光功率检测电路连接。
2.根据权利要求1所述的用于有线电视网络光接收机的光自动增益控制电路，其特征在于所述的偏置电路包括电感L2、信号耦合器Zl、电容C5 C7、电阻R3 R5，电感L2的一端接光检测器的1脚，电感L2另一端接信号耦合器Zl输入端，信号耦合器Zl输出端接电阻R4和电容C7的一端，信号耦合器Zl混合端接第一放大电路，电阻R4另一端接电阻R3、 R5和电容C5的一端，电阻R5另一端、电容C6的一端接直流电压+24V，电容C5、C6、C7、电阻R3另一端共同接地。
3.根据权利要求1所述的用于有线电视网络光接收机的光自动增益控制电路，其特征在于所述的第一放大电路包括电容C3、C4、C8 C10、电感L3、L4、电阻R6、放大管Al，其中放大管Al为OEI公司F226，电容C3的一端接偏置电路的信号耦合器Zl混合端，电容C3另一端接放大管Al的1脚和电容C4的一端，放大管Al的2脚接电容C8和电感L4的一端， 电感L4另一端接电容C9和电阻R6的一端，电阻R6另一端接直流电压+8V和电容ClO的一端，电容C8另一端接电感L3的一端，电感L3的另一端接电调衰减电路，电容C4、C9、C10 的另一端和放大管Al的3、4脚共同接地。
4.根据权利要求1所述的用于有线电视网络光接收机的光自动增益控制电路，其特征在于所述的电调衰减电路包括电感L5、电容Cll C15、C17、电阻R7 R14、双二极管D1、 D2，电阻R9的一端和双二极管Dl的3脚接第一放大电路，直流电压+24V接电容C11、电阻 R7的一端，电阻R7另一端接电阻R10、R11、R12和电容C14的一端，电阻RlO另一端接电容 C12、电阻R8的一端和双二极管Dl的1脚，电阻R12另一端接电容C15、电阻R13的一端和双二极管D2的1脚，双二极管Dl的2脚接双二极管D2的2脚和电感L5的一端，双二极管 D2的3脚接电阻R14的一端和第二放大电路，电感L5另一端接电容C13的一端、电容C17 的一端和A点，A点接D/A转换电路，电容C11-C15、C17的另一端、电阻R8、R9、Rl 1、R13、 R14共同接地。
5.根据权利要求1所述的用于有线电视网络光接收机的光自动增益控制电路，其特征在于所述的第二放大电路包括电容C16、C18 C21、电感L6、电阻R15、放大管A2、衰减器 ATT1，其中放大管A2为OEI公司F226，电容C16的一端接电调衰减电路，电容C16另一端接放大管A2的1脚，放大管A2的2脚接电容C19和电感L6的一端，电容C19另一端接衰减器ATTl的输入端，衰减器ATTl的输出端输出射频信号，电感L6的另一端接电容C18和电阻R15的一端，电阻R15另一端接直流电压+8V、电容C20和C21的一端，电容C18、C20、 C21的另一端和放大管A2的3、4脚共同接地。
6.根据权利要求1所述的用于有线电视网络光接收机的光自动增益控制电路，其特征在于所述的光功率检测电路包括电感Li、电阻R1、R2、电容C1、C2，电感Ll的一端接光检测器2脚，电感Ll另一端接电阻R1、R2、电容Cl的一端，电阻Rl另一端接电容C2的一端和B 点，B点接比较电路，电容Cl、C2、电阻R2另一端共同接地。
7.根据权利要求1所述的用于有线电视网络光接收机的光自动增益控制电路，其特征在于所述的比较电路包括电容C26、C27、电阻R47 R57、运放LMl LM3，电容C27的一端、 运放LMl的2、6脚、LM2的2、6、9、13脚、LM3的2、6、9、13脚的B点接光功率检测电路，运放LMl的3脚接电阻R47、R48的一端，电阻R48另一端接运放LM2的12脚和电阻R49的一端，电阻R49另一端接运放LM2的10脚和电阻R50的一端，电阻R50另一端接运放LM3的 12脚和电阻R51的一端，电阻R51另一端接运放LM3的10脚和电阻R52的一端，电阻R52 另一端接直流电压+24V和电容C26的一端，运放LMl的8脚、LM2的4脚、LM3的4脚接直流电压+24V，电阻R47另一端接运放LMl的5脚和电阻R53的一端，电阻R53另一端接运放LM2的3脚和电阻R54的一端，电阻肪4另一端接运放LM2的5脚和电阻R55的一端，电阻R55另一端接运放LM3的3脚和电阻R56的一端，电阻R56另一端接运放LM3的5脚和电阻R57的一端，运放LMl的4脚、LM2的11脚、LM3的11脚接地，电容C27另一端接地，运放LMl的1脚接二极管D8的正极和发光二极管D18的正极，运放LMl的7脚接二极管D13 的正极和发光二极管D23的正极，运放LM2的1脚接二极管D12的正极和发光二极管D22 的正极，运放LM2的7脚接二极管Dll的正极和发光二极管D21的正极，运放LM2的8脚接二极管D6的正极和发光二极管D16的正极，运放LM2的14脚接二极管D7的正极和发光二极管D17的正极，运放LM3的1脚接二极管DlO的正极和发光二极管D20的正极，运放LM3 的7脚接二极管D9的正极和发光二极管D19的正极，运放LM3的8脚接二极管D4的正极和发光二极管D14的正极，运放LM3的14脚二极管D5的正极接和发光二极管D15的正极， 通过二极管D4-D13的正极与D/A转换电路连接，通过发光二极管D14-D23的正极与光功率指示电路连接，电容C26、C27的另一端、电阻R57的另一端共同接地。
8.根据权利要求1所述的用于有线电视网络光接收机的光自动增益控制电路，其特征在于所述的D/A转换电路包括电容C22、C23、电阻R16 R36、稳压管D3、二极管D4 D13， 二极管D4 D13的正极与比较电路和光功率指示电路连接，二极管D4 D13的负极分别接电阻R27 R36 —端，电阻R27 R36的另一端分别接电阻R17 R26的一端，电阻R17 R26另一端、电阻R16的一端、电容C22的一端、稳压管D3的负极接A点，A点接电调衰减电路的A点，电阻R16另一端接电容C23的一端，电容C22、C23另一端和稳压管D3的正极共同接地。
9.根据权利要求1所述的用于有线电视网络光接收机的光自动增益控制电路，其特征在于所述的光功率指示电路包括电容C24、C25、电阻R37 R46、发光二极管D14 D23，发光二极管D14 D23的正极与比较电路和D/A转换电路连接，发光二极管D14 D23的负极分别接电阻R37 R46的一端，电阻R37 R46的另一端接直流电压+8V和电容C24、C25 的一端，电容C24、C25另一端接地。
专利摘要一种用于有线电视网络光接收机的光自动增益控制电路，属于有线电视技术领域。包括光检测器、偏置电路、第一放大电路、电调衰减电路、第二放大电路、光功率检测电路、比较电路、D/A转换电路和光功率指示电路，光检测器与偏置电路、光功率检测电路和光输入信号连接，第一放大电路与偏置电路、电调衰减电路连接，第二放大电路与电调衰减电路连接并与输出射频信号，D/A转换电路与电调衰减电路、光功率指示电路和比较电路连接，比较电路与光功率指示电路和光功率检测电路连接。优点保证用户电视信号正常，可在基本不考虑光功率的前提下进行网络改造，实现光纤入户，网络架构简单，网络实现无源传输。
文档编号H04B10/17GK201947276SQ20102069405
公开日2011年8月24日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者章冠华, 邵晓刚, 陆炯, 陈鑫 申请人:常熟市高事达光电科技有限公司