本发明专利技术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电路。包括两个偏置网络、兴电检测器和可变衰减器，它由检测器通过两个偏置网络接电和连接电源，而其检测输出依次经一个光功率检测电路、一个对数电路、一个反相电路、一个指数电路、一个周相比例调整电路和一个加法电路后连接可变衰减器，完成ＡＧＣ控制。本电路采用纯模拟硬件实现，可以控制１０ｄＢ以上范围的输入光功率，即２０ｄＢ以上范围的射频输出电平。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及应用于有线电视网络的光接收机的电路，更具体地说，涉及光接收机的光控 自动增益控制电路。
技术介绍
无论是传统的光纤同轴混合网(HFC)，还是现在运营商正在逐步推进的FTTC(光纤到路 边)、FTTB (光纤到楼栋)和FTTH (光纤到户)网络，信号的传输都需要大的动态范围。通 常，对网络设计而言，希望在用户端能接收稳定的电平，因此，网络设计需要进行电平控制， 无论是手动还是自动。对于传统的HFC网络， 一般光节点的接收动态范围在网络设计时就设计得较小， 一般设 计在-ldBm接收，而且在光分配网上单个光节点的覆盖用户数较大，因此光节点的数量相较 FTTX网络而言很少，对于这种光节点产品， 一般是没有设计自动增益控制(AGC)的，但是 产品里面有可插拔的固定衰减器，可以进行手动选择衰减器来进行电平控制，这种控制就是 手动增益控制(MGC)。对于广播电视1550nm光传输FTTx的应用，接入网采用1550nm发射机+EDFA进行光 功率分配，光节点覆盖范围越来越小， 一般在50户左右，因此需要消耗大量的光功率，这时 网络上需要使用大量的EDFA、分路器和连接头，由于用户空间分布的多样性和光链路功率 预算的不确定性和可变性，光功率损耗可能会有较大的不同。这时反应在光节点为不同地点 的接收光功率相差较大。此时光网络上的接收机数量众多，我们可以简单算一下，对于一个 10万户(大概一个中等地级市或县城的规模)的网络，如果50户一个光节点，则需要光接 收机2000台！如果使用的光接收机没有AGC功能，那么工程部署和维护的工作量将是巨大 的。在部署FTTX网络时，非常需要具有宽的光动态范围的光接收机。如图l，目前普遍使用的AGC电路是基于RF功率检测的闭环控制系统，定向耦合器将 一部分信号耦合到信号检测电路，信号检测电路的输出信号经过处理送给包含电控衰减其的 AGC电路。信号的处理过程有的用纯模拟电路的方法，有的用单片机编程实现。当电平检测 器检测的信号比AGC控制块的参考信号低时，AGC便减小衰减量，增大输出；相反，当电 平检测器检测的信号比AGC控制块的参考信号高时，AGC便增大衰减量，减小输出。这样， AGC控制块不断调整衰减量，使得输出射频电平在预期的输入变化范围内保持恒定。这种控 制方式存在较多的缺点，首先需要定向耦合器，使输出信号产生额外的损耗，通常有ldB。 信号检测一般—需要较高的驱动射频电平，可能要在耦合器后加后置放大器，或者也有用集成的信号检测芯片的，总之都增加了成本。其次这种控制方式的控制范围较窄， 一般在10dB 的RF范围内可以得到较好的控制，对应的光功率范围只有5dB,而且控制上显得有点复杂，元件参数选取不当，会产生稳定性问题。另有一种AGC设计方式如图2，通过检测光功率来控制输出电平。对光探测器可作光功 率检测，输出为与光功率成线性关系的直流电压，将此信息输入到单片机，单片机通过DA 来控制电控衰减器。众所周知，在光发送机端，多载波信号对光源以线性方式进行强度调制。 在接收机端，无AGC时，输出电平与接收光功率的对应关系为接收光功率变化ldB，输出电 平同向变化2dB。那么，设计时遵循光增大ldB，电控衰减器衰减增大2犯的原则，则可以 得到完美的AGC控制。由此可见，这种设计逻辑非常清晰，关键在于信号处理上的算法。这 种方式的缺点在于需要进行模一数、数一模转换，单片机用的晶振频率一般为几MHz到十几 MHz，而且是方波，具有宽阔的谐波频谱，从几十MHz到几百MHz，非常容易产生辐射干 扰，因此是个令人十分头疼的干扰源。宽控制范围和高控制精度的AGC对A/D的控制精度 要求较高，而且数字控制如果产生干扰，将非常难以消除。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对己有技术存在的缺陷，提供一种应用于有线电视网络光接收机的 光控自动增益控制电路。本专利技术对10dB输入光功率变化范围可以达到理想的AGC控制，使 光接收机的输出电平变化稳定在ldB之内。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案-一种应用于有线电视网络光接收机的光控自动增益控制电路，包含偏置网络、光电检测 器、偏置网络和可变衰减器，其特征在于-(1) 所述光电检测器分别通过偏置网络和偏置网络接地和连接电源，而偏置网络输出连接；(2) —个光功率检测电路，对输出光功率进行检测，其输出连接；(3) —个对数电路，对光功率检测电路23的输出作对数运算，其输出连接；(4) 一个反相电路，对对数电路24的输出电压进行反转，其输出连接；(5) —个指数电路，对反相电路25的输出作对数运算，其输出连接；(6) —个同相比例调整电路，对指数电路26的输出进行调整，其输出连接；(7) —个加法电路，将同相比例调整电路27的输出与一参考电压信号进行加法运算， 其输出连接；(8) 所述可变衰减器，完成AGC控制。上述的控制电路中的对数电路采用了两个运算放大器、两个三极管做对数差分运算，并且使用了参考电压信号。其中的指数电路具有与对数电路相同的结构。本专利技术的信号处理采用的是纯模拟硬件电路，与现有技术比较，具有显而易见的突出的优点无需增加额外的CPU进行控制，控制稳定可靠，不易产生干扰，调试简单，可以控制10犯以上范围的输入光功率，即20dB以上范围的射频输出电平。诚然，光AGC无法对光发送机OMI(光调制指数)的变化做出响应，但是现在不同厂家生产的发送机的的OMI差别不大，即使是1310nm和1550nm的光发送机，其OMI的不同反映在接收机的输出电平上的差异一般不超过2dB。对于由于温度的变化引起的放大器增益的变化，在AGC控制端可以非常方便地对参考信号设计温度补偿功能，能够适应野外的工作环境。附图说明图1是先有技术的一种射频AGC设计电路原理图。图2是现有技术的一种光AGC设计电路原理图。图3是本专利技术采用的一种新颖的光AGC电路原理框图。图4是本专利技术采用的电控衰减器的电路图。图5是AGC控制电压与输入光功率函数关系的图像描述。图6是AGC控制部分里的对数电路。图7是AGC控制部分里的指数电路。具体实施例方式本专利技术的一个优选实施例结合附图说明如下参见图3，本应用于有线电视网络光接收机的光控自动增益控制电路，包含偏置网络20、光电检测器21、偏置网络22和可变衰减器31: (1)所述光电检测器21分别通过偏置网络22和偏置网络20接地和连接电源，而偏置网络22输出连接；(2) —个光功率检测电路23，对输出光功率进行检测，其输出连接；(3) —个对数电路24，对光功率检测电路23的输出作对数运算，其输出连接；(4) 一个反相电路25，对对数电路24的输出电压进行反转，其输出连接；(5) —个指数电路26,对反相电路25的输出作对数运算，其输出连接；(6) —个同相比例调整电路27，对指数电路26的输出进行调整，其输出连接；(7) —个加法电路28,将同相比例调整电路27的输出与一参考电压信号进行加法运算，其输出连接；(8)所述可变衰减器31，完成AGC控制。上述的可变衰减器31的具体实例见图4，为一种常用的电控衰减器的电路结构，其元件参数见表1，所用的核心器件是Agilent公司的PIN 二极管HSMP-3814，这个二极管的特性相当于电流控本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种应用于有线电视网络光接收机的光控自动增益控制电路，包含偏置网络（２０）、光电检测器（２１）、偏置网络（２２）和可变衰减器（３１），其特征在于： ａ．所述光电检测器（２１）分别通过偏置网络（２２）和偏置网络（２０）接地和连接电源，而 偏置网络（２２）输出连接； ｂ．一个光功率检测电路（２３），对输出光功率进行检测，其输出连接； ｃ．一个对数电路（２４），对光功率检测电路２３的输出作对数运算，其输出连接； ｄ．一个反相电路（２５），对对数电路２４的输出电 压进行反转，其输出连接； ｅ．一个指数电路（２６），对反相电路２５的输出作对数运算，其输出连接； ｆ．一个同相比例调整电路（２７），对指数电路２６的输出进行调整，其输出连接； ｇ．一个加法电路（２８），将同相比例调整电路２ ７的输出与一参考电压信号进行加法运算，其输出连接； ｈ．所述可变衰减器（３１），完成ＡＧＣ控制。
【技术特征摘要】
1. 一种应用于有线电视网络光接收机的光控自动增益控制电路，包含偏置网络(20)、光电检测器(21)、偏置网络(22)和可变衰减器(31)，其特征在于a. 所述光电检测器(21)分别通过偏置网络(22)和偏置网络(20)接地和连接电源，而偏置网络(22)输出连接；b. 一个光功率检测电路(23)，对输出光功率进行检测，其输出连接；c. 一个对数电路(24)，对光功率检测电路23的输出作对数运算，其输出连接；d. 一个反相电路(25)，对对数电路24的输出电压进行反转，其输出连接；e. 一个指数电路(26)，对反相电路25的输出作对数运算，其输出连接；f. 一个同相比例调整电路(2...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈海辉，胡斌，林如俭，杨威，
申请(专利权)人：上海大学，上海凌云天博光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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