一種管理型家用光接收機的agc控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種管理型家用光接收機的AGC控制電路，用于管理型家用光接收機，該接收機包括光電轉(zhuǎn)換電路和數(shù)控衰減器，該控制電路包括光功率檢測電路、MCU和AGC信號傳輸電路，所述光功率檢測電路的輸入端與光電轉(zhuǎn)換電路連接、輸出端與MCU的光功率信號輸入口連接，所述MCU的AGC控制信號輸出端通過AGC信號傳輸電路與數(shù)控衰減器的AGC控制端連接。本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低，且可使得傳送的MCU信號紋波更低，輸出DAC響應(yīng)度更好；使用本發(fā)明后，光接收機的輸入光功率范圍更寬，且具有較高的輸出電平。
【專利說明】一種管理型家用光接收機的AGC控制電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光接收機零部件，尤其是涉及一種管理型家用光接收機的AGC控制電 路。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前整個廣電行業(yè)在進行"三網(wǎng)"融合推進過程中，與電信、聯(lián)通和移動的入戶競 爭越來越激烈，各大運營商目前正在或已經(jīng)開始實施光纖入戶的接入方式，而廣電行業(yè)要 想積極參與市場競爭也必須實現(xiàn)光纖入戶，廣電的光纖入戶不同于電信等運營商的光纖 入戶，廣電光纖入戶不僅包含寬帶、語音等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，更多的是需要將有線電視進行光纖入 戶。
[0003] 目前傳統(tǒng)有線電視光纖入戶的接收機（家用光接收機）輸入光功率普遍為 OdBm?-8dBm，輸出電平為70±2dBuV，然而更寬的輸入光功率范圍可以極大的降低運營商 的建網(wǎng)成本，較高的輸出電平可以更好的適應(yīng)目前家庭多電視的使用環(huán)境。因此有必要研 發(fā)出一種輸入光功率范圍更寬，且具有較高的輸出電平的光接收機。在研發(fā)新的光接收機 的過程中，AGC控制電路（自動增益控制）作為光接收機的一種重要組成部分，其結(jié)構(gòu)也是 非常關(guān)鍵的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種電路結(jié)構(gòu)簡單，制作成本 低，且可使得傳送的MCU信號紋波更低，輸出DAC響應(yīng)度更好的管理型家用光接收機的AGC 控制電路。
[0005] 本發(fā)明的發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0006] 一種管理型家用光接收機的AGC控制電路，用于管理型家用光接收機，該接收機 包括光電轉(zhuǎn)換電路和數(shù)控衰減器，其特征在于，該控制電路包括光功率檢測電路、MCU和 AGC信號傳輸電路，所述光功率檢測電路的輸入端與光電轉(zhuǎn)換電路連接、輸出端與MCU的光 功率信號輸入口連接，所述MCU的AGC控制信號輸出端通過AGC信號傳輸電路與數(shù)控衰減 器的AGC控制端連接。
[0007] 優(yōu)選的，所述AGC信號傳輸電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電容C1、電容C2、放 大器U1、電阻R4、電阻R5、電容C3、電容C4和放大器U2,所述電阻R1的一端連接電源、另一 端依次通過電阻R2、電阻R3連接放大器U1的正向輸入端，所述電阻R2、電阻R3之間通過 電容C1接地，所述放大器U1的正向輸入端通過電容C2接地，所述電阻R4和電容C3并聯(lián) 在放大器U1自身的反向輸入端與輸出端之間，所述放大器U1的反向輸入端通過電阻R5接 地，所述放大器U1的輸出端連接放大器U2的正向輸入端，所述放大器U2的反向輸入端與 其輸出端連接，所述放大器U1的輸出端與放大器U2的正向輸入端之間通過電容C4接地。
[0008] 優(yōu)選的，所述電容C4為可變電容。
[0009] 優(yōu)選的，所述光功率檢測電路包括電阻R35、放大器U5、電阻R36、電阻R37、電阻 R38、電阻R12、電容C15、電阻R11、電容C16和放大器U6,所述放大器U5的輸出端連接電阻 R35、正向輸入端通過電阻R36連接放大器U6的輸出端、反向輸入端通過電阻R38接地，所 述電阻R37的一端接電源、另一端連接放大器U5的反向輸入端，所述電容C15、電阻R12并 聯(lián)在放大器U6自身的輸出端與反向輸入端之間，所述放大器U6的反向輸入端通過電阻R11 接地，所述放大器U6的正向輸入端通過電容C16接地。
[0010] 優(yōu)選的，所述MCU采用MINI54ZDE型號的MCU。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0012] 1、電路結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低；
[0013] 2、使用本發(fā)明后，光接收機的輸入光功率范圍更寬，且具有較高的輸出電平；
[0014] 3、使用本發(fā)明可以實現(xiàn)通過MCU對當前輸入的光功率進行取樣，得出精確的輸出 光功率，并通過輸入光功率的大小來調(diào)整第一級放大模塊的控制電壓，從而使得輸出的射 頻信號更符合要求；
[0015] 4、AGC信號傳輸電路，可使得傳送的MCU信號紋波更低，輸出DAC響應(yīng)度更好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為管理型家用光接收機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為AGC信號傳輸電路圖；
[0018] 圖3為ATT信號傳輸電路圖；
[0019] 圖4為管理型家用光接收機除去MCU部分的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖5為電源轉(zhuǎn)換電路圖；
[0021] 圖6為光接收機系統(tǒng)接口圖；
[0022] 圖7為光電轉(zhuǎn)換電路圖；
[0023] 圖8為光功率檢測電路圖；
[0024] 圖9為RF電平檢測電路圖；
[0025] 圖10為一級放大電路圖；
[0026] 圖11為數(shù)控衰減器的AGC模塊電路圖；
[0027] 圖12為二級放大電路圖；
[0028] 圖13為RF信號采集電路圖；
[0029] 圖14為MCU電路圖；
[0030] 圖15為MCU的外部時鐘輸入電路；
[0031] 圖16為MCU的復位重置電路；
[0032] 圖17為MCU的系統(tǒng)輸入電路；
[0033] 圖18為MCU的I2C電路；
[0034] 圖19為MCU的ADC信號輸入電路；
[0035] 圖20為MCU的ADC信號輸入接口的接地電路；
[0036] 圖21為AGC信號傳輸電路的示波器測試電路圖；
[0037] 圖22為示波器測試結(jié)果圖。

【具體實施方式】
[0038] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0039] 實施例
[0040] 本發(fā)明提供一種管理型家用光接收機的AGC控制電路，用于管理型家用光接收 機。整個管理型家用光接收機的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其主要由連接器、光電轉(zhuǎn)換電路（PIN w/ o WDM)、光功率檢測電路、MCU、兩個放大器、數(shù)控衰減器、RF電平檢測電路、AGC信號傳輸電 路、ATT信號傳輸電路和信號采集電路組成。
[0041] 其中光功率檢測電路、MCU和AGC信號傳輸電路組成AGC控制電路，光功率檢測電 路的輸入端與光電轉(zhuǎn)換電路連接、輸出端與MCU的光功率信號輸入口連接。MCU的AGC控 制信號輸出端通過AGC信號傳輸電路與數(shù)控衰減器的AGC控制端連接。
[0042] 其中RF電平檢測電路、MCU和ATT信號傳輸電路組成ATT控制電路，RF電平檢測 電路的輸入端與信號采集電路連接，RF電平檢測電路的輸出端與MCU的RF采樣電平輸入 口連接。MCU的ATT控制信號輸出端通過ATT信號傳輸電路與數(shù)控衰減器的ATT控制端連 接。
[0043] 光電轉(zhuǎn)換電路將1550nm或1310nm光信號轉(zhuǎn)換成電信號后，發(fā)送給一級放大電路， 經(jīng)一級放大后的信號發(fā)送給數(shù)控衰減器，經(jīng)衰減后的信號再經(jīng)二級放大后，變成所需的射 頻RF信號并輸出。在第一級放大時，通過MCU對當前輸入的光功率進行取樣（主要是光功 率檢測電路實現(xiàn)），得出精確的輸出光功率，并通過輸入光功率的大小來調(diào)整第一級放大器 的控制電壓，即AGC功能；在二級放大時，通過MCU對當前輸出的射頻RF信號進行采樣（主 要是RF電平檢測電路實現(xiàn)），并根據(jù)設(shè)定的衰減量來調(diào)整第二級放大器的控制電壓，即ATT 功能。
[0044] 整個管理型家用光接收機可以實現(xiàn)和其他廠家的0NU進行兼容，將接收機和0NU 安裝在一個小型殼體內(nèi)，實現(xiàn)統(tǒng)一的光纖入戶方案，同時廣電運營商可以實時查看家用光 接收機的工作參數(shù)（輸入光功率、輸出電平、光接收機工作溫度，并可根據(jù)接收機實時的工 作狀態(tài)實現(xiàn)遠程調(diào)節(jié)接收機的輸出電平）。光接收機可通過連接器實現(xiàn)光接收機模塊和其 他模塊的交互，其交互信息方式有以下3種方式：UART，I2C和SPI。
[0045] 以下對整個管理型家用光接收機的組成作詳細描述：
[0046] 本實施例提供一種AGC信號傳輸電路，如圖2所示，其主要由電阻R1、電阻R2、電 阻R3、電容C1、電容C2、放大器U1、電阻R4、電阻R5、電容C3、電容C4和放大器U2組成。電 阻R1的一端連接電源、另一端依次通過電阻R2、電阻R3連接放大器U1的正向輸入端。電 阻R2、電阻R3之間通過電容C1接地。放大器U1的正向輸入端通過電容C2接地。電阻R4 和電容C3并聯(lián)在放大器U1自身的反向輸入端與輸出端之間。放大器U1的反向輸入端通 過電阻R5接地。放大器U1的輸出端連接放大器U2的正向輸入端。放大器U2的反向輸入 端與其輸出端連接。放大器U1的輸出端與放大器U2的正向輸入端之間通過電容C4接地。 電容C4采用可變電容。電阻R1和電阻R2之間連接MCU的AGC控制信號輸出端，放大器U2 的輸出端數(shù)控衰減器的AGC控制端連接。
[0047] AGC信號傳輸電路主要解決的MCU信號傳輸過程中如何降低紋波，提高DAC輸出 的響應(yīng)度的問題。在PWM用于DA轉(zhuǎn)換的場合，阻容濾波電路是關(guān)系轉(zhuǎn)換效果的重要環(huán)節(jié)。 由RC充放電常數(shù)我們可以大致計算出阻容環(huán)節(jié)的充放電頻率，一般為了得到理想的濾波 效果，這個頻率要遠小于PWM的輸出頻率（小于四分之一）。一般情況下，當C較小R較大 時，DA轉(zhuǎn)換出的電壓損耗很小，但是紋波卻很大；當C較大R較小時，DA轉(zhuǎn)換出的電壓損耗 很大，但紋波相對較小。所以當需要進行線形度很高的精確DA轉(zhuǎn)換時必須使用較小的濾波 電容，且盡量避免使用電解類電容。而為了得到較強的信號輸出，RC慣性環(huán)節(jié)之后還必須 加一級高性能的電壓跟隨，然后在跟隨器輸出的地方加上一個濾波用的電解電容，用于平 滑RC慣性環(huán)節(jié)的紋波。但是這還不夠，因為這時的輸出電壓里可能含有較多的交流諧波成 分，如果處理不當，跟隨器有可能自激。解決的辦法就是使用一個小的去藕電容。而且這里 電容的放置順序必須是電解電容在前，去藕電容在后！如果輸出電壓精度和線形度要求不 高，但是對紋波要求卻很高，或者這個電壓比較固定時，可以使用電容較大的濾波組合。因 為，雖然大電容的直流損耗較大，但是我們可以通過調(diào)節(jié)PWM占空比來達到要求的輸出電 壓，或者通過一級AD轉(zhuǎn)換的反饋來實現(xiàn)精確的固定電壓輸出。只是這里仍然要加一級電壓 跟隨器，以便于后級采集電路使用，且AD采集點放置在跟隨器輸出處。
[0048] 在實際使用中，為了便于電路搭配，我們將二階低通濾波器的電阻和電容選擇為 同樣大小，因此二階低通濾波器的截至頻率計算公式如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種管理型家用光接收機的AGC控制電路，用于管理型家用光接收機，該接收機包 括光電轉(zhuǎn)換電路和數(shù)控衰減器，其特征在于，該控制電路包括光功率檢測電路、MCU和AGC 信號傳輸電路，所述光功率檢測電路的輸入端與光電轉(zhuǎn)換電路連接、輸出端與MCU的光功 率信號輸入口連接，所述MCU的AGC控制信號輸出端通過AGC信號傳輸電路與數(shù)控衰減器 的AGC控制端連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管理型家用光接收機的AGC控制電路，其特征在于，所述 AGC信號傳輸電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電容C1、電容C2、放大器U1、電阻R4、電阻 R5、電容C3、電容C4和放大器U2,所述電阻R1的一端連接電源、另一端依次通過電阻R2、電 阻R3連接放大器U1的正向輸入端，所述電阻R2、電阻R3之間通過電容C1接地，所述放大 器U1的正向輸入端通過電容C2接地，所述電阻R4和電容C3并聯(lián)在放大器U1自身的反向 輸入端與輸出端之間，所述放大器U1的反向輸入端通過電阻R5接地，所述放大器U1的輸 出端連接放大器U2的正向輸入端，所述放大器U2的反向輸入端與其輸出端連接，所述放大 器U1的輸出端與放大器U2的正向輸入端之間通過電容C4接地。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種管理型家用光接收機的AGC控制電路，其特征在于，所述 電容C4為可變電容。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管理型家用光接收機的AGC控制電路，其特征在于，所述 光功率檢測電路包括電阻R35、放大器U5、電阻R36、電阻R37、電阻R38、電阻R12、電容C15、 電阻R11、電容C16和放大器U6,所述放大器U5的輸出端連接電阻R35、正向輸入端通過電 阻R36連接放大器U6的輸出端、反向輸入端通過電阻R38接地，所述電阻R37的一端接電 源、另一端連接放大器U5的反向輸入端，所述電容C15、電阻R12并聯(lián)在放大器U6自身的輸 出端與反向輸入端之間，所述放大器U6的反向輸入端通過電阻Rl 1接地，所述放大器U6的 正向輸入端通過電容C16接地。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管理型家用光接收機的AGC控制電路，其特征在于，所述 MCU 采用 MINI54ZDE 型號的 MCU。
【文檔編號】H04B10/69GK104506244SQ201410819953
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月25日
【發(fā)明者】莫鎮(zhèn)陽, 竇云勇, 胡文鵬 申請人:四川璧虹廣播電視新技術(shù)有限公司