一种传输hdtv信号的光模块发射电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种符合支持SMPTE297-2006标准，能传输SMPTE259M，SMPTE344M，SMPTE292M和SMPTE424MSDI等病态码型的光模块发射电路设计。
【专利说明】—种传输HDTV信号的光模块发射电路
【技术领域】
[0001]本发明属于光纤通信产品的有源光电器件类，它涉及提供一种双纤或单纤双向高清光模块发射电路的设计方案，尤其涉及能兼容SMPTE 297-2006标准，支持50M?3Gbps速率以及 SMPTE 259M, SMPTE 344M, SMPTE 292M 和 SMPTE 424MSDI 等病态码型的 HDTV信号的光电模块发射电路实现方案。
【背景技术】
[0002]随着视频传输及安防领域对视频质量要求的不断提升，用户要“不仅要看得见，还要看得清”，这需要实现能兼容SMPTE 297-2006标准，支持50M?3Gbps的速率以及SMPTE259M, SMPTE 344M, SMPTE 292M和SMPTE 424MSDI等病态码型的HDTV信号的光收发模块。
[0003]普通的光模块的结构示意图如图1所示，它是由两个单元组成，其中的单元二中包含激光器背光检测(102)，偏置电流控制(103)和驱动单元(104)等组件组成，单元三由光发射组件(101)组成。
[0004]完成这种普通光模块的信息传输功能的原理图如图2所示，它是由六个单元组成。其中，单元一为模块与外部的电器接口，单元二为激光器的驱动电路，单元三为激光器，单元四为慢启动电路，单元五为电源滤波电路，单元六为单片机处理电路。
[0005]这种结构的模块仅支持至PRBS231-1码型，同时由于采用平均光功率(APC)检测、控制，它仅适用占空比在40?60%之间，“0”、“ I”个数长时间保持在1:1左右的信号传输。如果要传输19个“0”，一个“1”，或者19个“1”，一个“O”重复达720次的特殊病态信号，由于APC电路的RC时间常数较短，补偿电路响应速度较慢，发射信号功率会出现很大幅度的波动，消光比抖动增大，眼图的张开度变小，光功率抖动增大，致使接收端误判，造成信号图像失真。而这种“0”、“I”个数长时间不能保持在1:1左右的信号传输在高清图像的传输中是一种常态。本发明的目的在于提供一种光模块发射电路来有效实现特殊病态信号的传输来达成高清图像信号传输的任务。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种符合支持SMPTE 297-2006标准，能传输SMPTE 259M, SMPTE344M，SMPTE 292M和SMPTE 424M SDI等病态码型的光模块发射电路设计。其中，最极端的情况是19个“0”，一个“ I ”，或者19个“ I ”，一个“O”连续720次重复的传输，其占空比在5%?95%之间随机变化。
[0007]由于常规光模块通过直接转化激光器的背光电流为电压信号上报给主芯片，主芯片根据电压的大小控制激光器偏置电流的大小，从而达到控制光功率的目的。由于主芯片是采用平均光功率即有效值进行判断，它能准确检测的信号占空比长短在40%?60%之间，并且要求长时间“O”、“ I ”个数保持在1:1左右，对于19个“O”，一个“ I ”，或者19个“ I ”，一个“O”连续720次重复信号的传输，激光器的峰值光功率随着信号的变化而波动。如图3所示，在阶段“I”，19个“ I”，一个“O”连续720次重复信号中，由于“ I”比较多，检测电路在检测时，有效值较大，误判为光功率较大，控制电路逐步减少偏置电流，使激光器的峰值光功率逐渐减少；在阶段“II”，19个“0”，一个“1”，连续720次重复的传输，由于“O”比较多，检测电路在检测时，有效值较大小，误判为光功率较小，控制电路逐步增加偏置电流，使激光器的峰值光功率逐渐增大；之后如果不断重复阶段“I”，阶段“II”的信号，激光器的峰值功率就不断的波动，造成接收端恢复困难，产生误码。不能满足的病态码型高清信号的传输。
[0008]本发明的电路结构示意图如图4所示，它由单元二、单元三、单元六和单元七等四个单元组成。在这四个单元中，单元二、单元三的组件构成与普通光模块相同。但是增加了单元六和单元七，其中单元六由数据采集(105)和微处理器(106)等组件组成，单元七由偏置电流设置模块(107)组成。
[0009]实现这种传输HDTV信号的光模块发射电路的原理图如图5所不,它由七个单兀组成；其中:单元一为模块与外部的电器接口，单元二为激光器的驱动电路，单元三为激光器，单元四为慢启动电路，单元五为电源滤波电路，单元六为单片机处理电路，单元七为偏置电流控制电路。
[0010]这种传输HDTV信号的光模块发射电路的工作原理是首先将激光器的背光电流转化来的电压信号上报给单片机，单片机将上报的电压值转化为AD值，再经单片机的中央处理器按设定的时间周期进行运算，确定激光器的发光状态，然后与预置于单片机存储器列表的激光器的特征参数一偏置电流随温度的变化曲线及内置的温度传感器指示值，按照设定的函数进行运算，确定激光器偏置电流的数值，实现对光功率进行控制。在程序设计时根据19个“1”，一个“O”的阶段“I”，或者19个“0”，一个“I”连续720次重复的传输，及其占空比在5%?95%之间随机变化间隔，设计了合理的采样周期，能判断信号格式引起或占空比引起的光功率变化，还是其它如温度，激光器老化等引起的激光器光功率变化，无论是19个“ I ”，一个“ο”连续720次重复传输的阶段“ I ”，或者19个“0”，一个“ I ”连续720次重复传输的阶段“II”，都能保证激光器的峰值光功率基本保持恒定，如图6所示，有效完成病态码型的传输。
[0011]附图及【专利附图】
【附图说明】
图1普通光模块的结构示意图
图1说明:图中101为光发射组件，102为激光器背光检测，103为偏置电流控制，104为驱动单元
图2普通光模块原理图
图2说明:单元一为模块与外部的电器接口，单元二为激光器的驱动电路，单元三为激光器，单元四为慢启动电路，单元五为电源滤波电路，单元六为单片机处理电路图3激光器的峰值波动示意图图4 一种传输HDTV信号的光模块发射电路结构示意图
图4说明:图中101为光发射组件，102为激光器背光检测，103为偏置电流控制，104为驱动单元，105为数据采集单元，106为微处理器，107偏置电流设置单元图5传输HDTV信号的光模块发射电路的原理图
图5说明:单元一为模块与外部的电器接口，单元二为激光器的驱动电路，单元三为激光器，单元四为慢启动电路，单元五为电源滤波电路，单元六为单片机处理电路，单元七为偏置电流控制电路
图6激光器的峰值基本保持恒定示意图
【具体实施方式】
[0012]下面结合图2和图5对本发明作进一步详细说明，本发明的实施方式包括但不限于下述实施例。
[0013]在图2和图5中，单元一、二、三、四、五都完全相同。在普通光模块中，单元三激光器的的背光电流作为光功率监视信号直接送到单元二激光器的驱动电路，驱动电路根据背光电流的有效值转化为电压信号，由驱动电路进行偏置电流的调整从而到达控制光功率的目的。单元六单片机处理电路只处理其他如电压、温度等监视值，而不对激光器的背光电流做任何处理。在高清光模块的发射电路设计中，单元六单片机处理电路除了处理其他如电压、温度等监视值，还要将激光器的背光电流转化为电压值，并经单片机采集为ADC值，单片机的中央处理器按设定的时间周期进行运算，确定激光器的发光状态，然后与预置于单片机存储器列表的激光器的特征参数一偏置电流随温度的变化曲线，以及内置的温度传感器指示值，按照设定的函数进行运算，确定激光器偏置电流的数值，然后对单元七发出相关控制指令，单元七输出需要的控制电压，交给单元二激光器的驱动电路，驱动电路根据背光电流的有效值转化为电压信号，由驱动电路进行偏置电流的调整从而到达控制光功率的目的。设定的采样周期既能满足光功率的控制要求，又能满足最极端的情况的19个“0”，一个“ I ”，或者19个“ 1”，一个“O”连续720次重复的传输，和其占空比在5%?95%之间随机变化。这样就保证了能够传输所需要的病态码型。
【权利要求】
1.一种传输HDTV信号的光模块发射电路，其特征在于设计中采用了单片机对背光电流转化为AD值进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种传输HDTV信号的光模块发射电路,其特征在于在单片机中预置了激光器的特征曲线。
3.根据权利要求2所述的一种传输HDTV信号的光模块发射电路,其特征在于将激光器的特征曲线、背光电流的AD值、激光器的温度值进行运算。
4.根据权利要求3所述的一种传输HDTV信号的光模块发射电路,其特征在于根据运算结果控制激光器的偏置电流，然后控制激光器的峰值功率。
【文档编号】H04B10/50GK103475422SQ201310400905
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月6日 优先权日:2013年9月6日
【发明者】汪润泉, 黄兰 申请人:成都网动光电子技术股份有限公司