一種可見光通信信號接收前置電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及可見光通信領(lǐng)域，具體涉及一種用于可見光通信信號接收的光電 轉(zhuǎn)換前置放大電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 在可見光通信系統(tǒng)中，光信號的接收前置放大電路是一個重要的組成部分。低噪 聲、寬頻帶和足夠的增益是對該部分電路的基本要求。以往的電路設(shè)計多因無法同時達(dá)到 這些要求致使系統(tǒng)的通信距離過短、通信速率無法提高，難于進(jìn)入實用階段，從而限制了可 見光通信系統(tǒng)的使用。而具有較佳技術(shù)性能的光電接收前置放大電路往往使用了價格高昂 的器件，使其成本過高，直接影響到可見光通信系統(tǒng)的推廣普及。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種具有低噪聲、高寬帶 和高增益的高性能可見光通信信號接收前置電路，同時具有成本低廉和穩(wěn)定可靠的特點。
[0004] 提供一種可見光通信信號接收前置電路，包括第一級光電轉(zhuǎn)換跨阻放大器A1，與 所述第一級光電轉(zhuǎn)換跨阻放大器A1輸出端電性連接的第二級高速放大器A2,與所述第二 級高速放大器A2輸出端電性連接的第三級高增益放大器A3。
[0005] 在上述可見光通信信號接收前置電路中，所述第一級轉(zhuǎn)換跨阻光電放大器A1包 括與電壓反饋型運算放大器U1相關(guān)引腳相連接的PIN光電二極管D1、R1、R2和C1組成的 中點偏置電路、R3、C2組成的反饋回路及電源濾波電容C3 ;所述運算放大器U1負(fù)輸入端 IN1-與陽極接在地GND上的二極管D1的陰極、與并聯(lián)后一端接在U1輸出端01上的電阻 R3、電容C2的另一端相連；U1正輸入端IN1+與一端接在正電源+Vcc上的電阻R2的另一 端、與并聯(lián)后一端接在地GND上的電阻R1、電容C1的另一端相連；之間連接有電容C3的U1 的電源V1+和VI-端分別與正電源+Vcc和地GND相連；U1的輸出端01連接到第二級高速 放大器A2中的U2的正輸入端IN2+。
[0006] 在上述可見光通信信號接收前置電路中，所述第二級高速放大器A2包括電流反 饋型運算放大器U2、由C4、R4和R5組成的反饋回路及電源濾波電容C5 ;運算放大器U2的 負(fù)輸入端IN2-與電阻R4的一端、與一端接在U1輸出端01上的電阻R5的另一端相連，電 阻R4的另一端與電容C4串聯(lián)，C4的另一端連接到地GND;U2正輸入端IN2+與U1輸出端 01相連；之間連接有電容C5的U2的電源V2+和V2-端分別與正電源+Vcc和地GND相連； U2的輸出端02腳連接到所述第三級放大器A3中的輸入電容C6的一端。
[0007] 在上述可見光通信信號接收前置電路中，所述第三級高增益放大器A3包括視頻 差分放大器U3、由R6、R7、R8、C7組成的中點偏置電路、隔直輸入電容C6、增益調(diào)節(jié)電阻R9 和電源濾波電容C8 ;視頻差分放大器U3的正輸入端IN3+與電容C6的一端相連，C6的另一 端與U2的輸出端02相連；負(fù)輸入端IN3-與一端接在正電源+Vcc上的電阻R8的另一端、 與并聯(lián)后一端接在地GND上的電阻R7、電容C7的另一端相連；電阻R6兩端分別與U3正輸 入端IN3+和負(fù)輸入端IN3-相連；之間連接有電容C8的U3的電源V3+和V3-端分別與正 電源+Vcc和地GND相連；U3的輸出端03連接至輸出端子Out，供可見光通信系統(tǒng)的后續(xù)電 路使用。
[0008] 在上述可見光通信信號接收前置電路中，所述第一級放大器A1、第二級高速放大 器A2和第三級高增益放大器A3由單電源供電。
[0009] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有明顯的優(yōu)點和效果，由以上技術(shù)方案可知：本實 用新型由PIN光電二極管和電壓反饋型運算放大器等元件組成第一級光電轉(zhuǎn)換跨阻放大 器、由電流反饋型運算放大器等元件組成第二級高速放大器、由視頻差分放大器等元件組 成第三級高增益放大器。這三級放大器都具有各自的特點。
[0010] 第一級放大器中，PIN光電二極管D1、電阻R3和電壓反饋型運放U1構(gòu)成電流-電 壓轉(zhuǎn)換器即跨阻放大器。其輸出電壓為：，其中Ip為流經(jīng)光電管的電流。電壓反饋型運放 組成跨阻放大器后，其I-V增益頻率響應(yīng)為：
【主權(quán)項】
1. 一種可見光通信信號接收前置電路，其特征在于：包括第一級光電轉(zhuǎn)換跨阻放大器 Al，與所述第一級光電轉(zhuǎn)換跨阻放大器Al輸出端電性連接的第二級高速放大器A2,與所述 第二級高速放大器A2輸出端電性連接的第三級高增益放大器A3。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見光通信信號接收前置電路，其特征在于：所述第一級轉(zhuǎn) 換跨阻光電放大器Al包括與電壓反饋型運算放大器Ul相關(guān)引腳相連接的PIN光電二極管 D1、R1、R2和Cl組成的中點偏置電路、R3、C2組成的反饋回路及電源濾波電容C3 ;所述運算 放大器Ul負(fù)輸入端INl-與陽極接在地GND上的二極管Dl的陰極、與并聯(lián)后一端接在Ul輸 出端Ol上的電阻R3、電容C2的另一端相連；Ul正輸入端INl+與一端接在正電源+Vcc上 的電阻R2的另一端、與并聯(lián)后一端接在地GND上的電阻R1、電容Cl的另一端相連；之間連 接有電容C3的Ul的電源Vl+和Vl-端分別與正電源+Vcc和地GND相連；Ul的輸出端01 連接到第二級高速放大器A2中的U2的正輸入端IN2+ ;所述Dl的型號為SH1203P ;U1的型 號為 AD8057。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可見光通信信號接收前置電路，其特征在于：所述第二級高 速放大器A2包括電流反饋型運算放大器U2、由C4、R4和R5組成的反饋回路及電源濾波電 容C5 ;運算放大器U2的負(fù)輸入端IN2-與電阻R4的一端、與一端接在Ul輸出端01上的 電阻R5的另一端相連，電阻R4的另一端與電容C4串聯(lián)，C4的另一端連接到地GND ;U2正 輸入端IN2+與Ul輸出端01相連；之間連接有電容C5的U2的電源V2+和V2-端分別與正 電源+Vcc和地GND相連；U2的輸出端02腳連接到所述第三級放大器A3中的輸入電容C6 的一端；U2的型號為ADA4860-1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可見光通信信號接收前置電路，其特征在于：所述第三級高 增益放大器A3包括視頻差分放大器U3、由R6、R7、R8、C7組成的中點偏置電路、隔直輸入電 容C6、增益調(diào)節(jié)電阻R9和電源濾波電容C8 ;視頻差分放大器U3的正輸入端IN3+與電容C6 的一端相連，C6的另一端與U2的輸出端02相連；負(fù)輸入端IN3-與一端接在正電源+Vcc 上的電阻R8的另一端、與并聯(lián)后一端接在地GND上的電阻R7、電容C7的另一端相連；電阻 R6兩端分別與U3正輸入端IN3+和負(fù)輸入端IN3-相連；之間連接有電容C8的U3的電源 V3+和V3-端分別與正電源+Vcc和地GND相連；U3的輸出端03連接至輸出端子Out，供可 見光通信系統(tǒng)的后續(xù)電路使用；U3的型號為TL592B或NE592。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可見光通信信號接收前置電路，其特征在于：所述第一級放 大器A1、第二級高速放大器A2和第三級高增益放大器A3均設(shè)置在屏蔽盒中并由單電源供 電。
【專利摘要】本實用新型公開了一種可見光通信信號接收前置電路，包括第一級光電轉(zhuǎn)換跨阻放大器A1，與所述第一級光電轉(zhuǎn)換跨阻放大器A1輸出端電性連接的第二級高速放大器A2，與所述第二級高速放大器A2輸出端電性連接的第三級高增益放大器A3。上述三級放大器分別采用了不同類型的放大器，經(jīng)優(yōu)化組合，充分發(fā)揮了各自的特點。在保證高速、高增益、低噪聲的同時具有低成本的優(yōu)點，能滿足可見光通信系統(tǒng)對光電轉(zhuǎn)換前置放大電路的需求。
【IPC分類】H04B10-116, H04B10-69
【公開號】CN204442387
【申請?zhí)枴緾N201420687822
【發(fā)明人】沈力, 胡鵬飛
【申請人】貴州省計量測試院
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2014年11月18日