FTTH入户型光接收机的制作方法

本实用新型涉及光接收机的技术领域，特别涉及一种FTTH入户型光接收机。

背景技术：

在现有的FTTH入户型的光接收机中，通常的自动增益控制电路是通过单片机和数控衰减器来实现的，其控制成本高；另一种是通过控制PIN二极管的增益来实现的，这种电路成本低廉，但插入损耗大，控制范围小，控制精度低。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提出一种插入损耗小、控制精度高且控制成本低的FTTH入户型光接收机。

为实现上述目的，本实用新型提出的FTTH入户型光接收机，FTTH入户型光接收机，其包括：用于进行光电转换并输出相应的电信号以及检测接收的光功率并输出相应的检测信号的光检测单元，用于进行阻抗匹配的匹配网络单元，将光检测单元输出的电信号进行放大的第一级低噪放大器，由PIN二极管组成且可改变PIN二极管的衰减量来稳定光检测单元输出的电信号的电平的可变衰减器。光检测单元的电信号输出端与匹配网络单元的输入端连接。匹配网络单元的输出端与第一级低噪放大器的输入端连接，第一级低噪放大器的输出端与可变衰减器的输入端连接。

该光接收机还包括：根据光检测单元输出PWM信号的微处理器，将PWM 信号转换为具有稳定电压的控制信号来控制可变衰减器的衰减量的控制的低通滤波器，以及放大控制信号的电平的运放单元。微处理器的输入端与光检测单元的检测信号输出端相连。微处理器的PWM信号输出端与低通滤波器的输入端相连，低通滤波器的电压信号输出端与运放单元的输入端相连，运放单元的输出端与可变衰减器的受控端相连。

优选地，微处理器为STM8S003单片机。

优选地，光检测单元包括：光电二极管PD，自耦式匹配变压器T，电容(C1， C2)，以及电阻(R1，R2)。所述光电二极管PD的正向端与自耦式匹配变压器 T的原绕组的第一端连通，其另一端与5V电源相连。自耦式匹配变压器T的原绕组的第二端与电阻R1的第一端、电容C2的第一端、电阻R2的第一端连通。电阻R1的第二端与电容C2的第二端接地，电阻R2的第二端作为所述光检测单元的检测信号输出端。电容C1的第一端作为所述光检测单元的电信号输出端，电容C1的第二端与自耦式匹配变压器T的副绕组的输出端连通。

优选地，可变衰减器包括：均由两共阴极的二极管组成的第一三脚二极管与第二三脚二极管，电容(C3，C4，C5，C6，C7)，电阻(R3，R4，R5， R6，R7，R8)，以及电感L5。电容C3的第一端作为可变衰减器的输入端，电容C3的第二端与第一三脚二极管的公共端相连，并通过电阻R3接地。电容C4 的第一端作为可变衰减器的输出端，电容C4的第二端与第二三脚二极管的公共端相连，并通过电阻R4接地。电感L5的第一端作为可变衰减器的受控端，电感L5的第二端与第一三脚二极管的第一阳极端、第二三脚二极管的第一阳极端相连，并通过电容C5接地。第一三脚二极管的第二阳极端接电阻R5，该电阻R5的另一端通过电阻R7与直流电源Ve连接，并通过电容C6接地。第二三脚二极管的第二阳极端接电阻R6，该电阻R6的另一端通过电阻R8与直流电源 Ve连接，并通过电容C7接地。

优选地，可变衰减器还包括电感(L3，L4)。电感L3的一端与电阻R3相连，其另一端与电容C3、第一三脚二极管的公共端相连。电感L4的一端与电阻R4相连，其另一端与电容C4、第二三脚二极管的公共端相连。

优选地，光接收机还包括：用于放大可变衰减器恒定的电信号的电平的第二级放大器，以及用于保护输出网络的输出网络保护单元。第二级放大器的输入端与可变衰减器的输出端连接，第二级放大器的输出端与输出网络保护单元的输入端连接。

相比现有技术，本实用新型采用PIN二极管模拟可变衰减器来替代数控衰减器，并通过微处理器输出的PWM信号来控制可变衰减器的衰减量，其控制成本低，控制范围大，且可以保证控制精度。此外，根据光电二极管接收的光功率与其转换后的电信号的对应关系，还可通过软件来调整控制可变衰减器的控制范围，从而适应不同地区的使用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型第一实施例的结构框图；

图2为本实用新型第二实施例的结构框图；

图3为光检测模块的电路结构示意图；

图4为可变衰减器的电路结构示意图；

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

本实用新型提出一种FTTH入户型光接收机。

参照图1，图1为本实用新型第一实施例的结构框图。

如图1所示，在本实用新型实施例中，该FTTH入户型光接收机包括：光检测单元1，匹配网络单元2，第一级低噪放大器A1，可变衰减器3，微处理器 41，低通滤波器42以及运放单元43。其中，光检测单元1的电信号输出端与匹配网络单元2的输入端相连，匹配网络单元2的输出端与第一级低噪放大器A1 的输入端相连，第一级低噪放大器A1的输出端与可变衰减器3的输入端相连。微处理器41的输入端与光检测单元1的检测信号输出端相连。微处理器41的 PWM信号输出端与低通滤波器42的输入端相连，低通滤波器42的电压信号输出端与运放单元43的输入端相连，运放单元43的输出端与可变衰减器3的受控端相连。

光检测单元1用于进行光电转换并输出相应的电信号以及检测接收的光功率并输出相应的检测信号。具体地，如图3所示，光检测单元1包括：光电二极管PD，自耦式匹配变压器T，电容(C1，C2)，以及电阻(R1，R2)。所述光电二极管PD的正向端与自耦式匹配变压器T的原绕组的第一端连通，其另一端与5V电源相连。自耦式匹配变压器T的原绕组的第二端与电阻R1的第一端、电容C2的第一端、电阻R2的第一端连通。电阻R1的第二端与电容C2的第二端接地，电阻R2的第二端作为所述光检测单元的检测信号输出端。电容C1 的第一端作为所述光检测单元的电信号输出端，电容C1的第二端与自耦式匹配变压器T的副绕组的输出端连通。在本实施例中，光电二极管PD的反向端还通过匹配电感L1接+5V电压，其正向端通过匹配电感L2与自耦式匹配变压器T 的原绕组的第一端连通，匹配电感L1、匹配电感L2起阻抗匹配的作用，以提高信号的输出功率。

匹配网络单元2用于将光检测单元1与第一级低噪放大器A1进行阻抗匹配，以保证电信号的信噪比在后续的电路中不被劣化。第一级低噪放大器A1 用于放大光检测单元1输出的电信号。

可变衰减器3由若干PIN二极管组成，其可通过改变PIN二极管的衰减量来稳定光检测单元1输出的电信号的电平。具体地，如图4所示，可变衰减器3包括：均由两共阴极的PIN二极管组成的第一三脚二极管31与第二三脚二极管 32，电容(C3，C4，C5，C6，C7)，电阻(R3，R4，R5，R6，R7，R8)，以及电感L5。电容C3的第一端作为可变衰减器3的输入端，其第二端与第一三脚二极管31的公共端相连，并通过电阻R3接地。电容C4的第一端作为可变衰减器3的输出端，其第二端与第二三脚二极管32的公共端相连，并通过电阻R4 接地。电感L5用于隔离高频，其第一端作为可变衰减器3的受控端，其第二端与第一三脚二极管31的第一阳极端、第二三脚二极管32的第一阳极端相连，并通过电容C5接地。第一三脚二极管31的第二阳极端接电阻R5，该电阻R5的另一端通过电阻R7与直流电源Ve连接，并通过电容C6接地。第二三脚二极管 32的第二阳极端接电阻R6，该电阻R6的另一端通过电阻R8与直流电源Ve连接，并通过电容C7接地。在本实施例中，直流电源Ve为+2.5V的直流电源。

在本实施例中，串联的第一三脚二极管31与第二三脚二极管32具有180度的相位差，可180度反相工作，抵消偶次失真；四个PIN二级管构成的π型压控衰减器可提高衰减的最大值，从而扩大控制范围；整个衰减器网络是对称的，偏置电路更简单；电阻R7、电阻R8作为第一三脚二极管31与第二三脚二极管3匹配电阻，用于提供正确的偏置和分流，使得衰减器网络获得良好的阻抗匹配。电阻R5与电阻R6用于提高阻抗匹配特性。本实用新型的可变衰减器3 可以实现良好的阻抗匹配和平坦的衰减，其动态范围宽、控制精度高。进一步地，为减少第二三脚二极管32与第二三脚二极管32的插入损耗。可变衰减器3还包括电感(L3，L4)。电感L3的一端与电阻R3相连，其另一端与电容C3、第一三脚二极管31的公共端相连。电感L4的一端与电阻R4相连，其另一端与电容C4、第二三脚二极管32的公共端相连。

微处理器41可根据光检测单元1接受的光功率，使用普通GPIO口输出相应的PWM信号，低通滤波器42可将该PWM信号进行多级RC阻容滤波转换为稳定的直流电压Vp，运放单元43会将该直流电压Vp放大为控制电压Vc(即控制信号)，最后输出到可变衰减器3，控制可变衰减器的衰减。通过微处理器41 将光检测单元接受的光功率对应输出PWM信号，再通过该PWM信号来实现对可变衰减器的控制，可有效降低控制成本。进一步地，微处理器41采用低成本的STM8S003单片机，进一步降低控制成本。

本实用新型的技术方案是由光检测单元1的光电二极管PD接受光信号，光检测单元1将光信号转换为电信号，并检测光功率。电信号通过匹配网络单元 2与第一级低噪放大器A1输出到可变衰减器3。光检测单元1检测到接受的光功率将会输出OPT电压(即检测信号)，并将该OPT电压输出到微处理器41。微处理器41根据该OPT电压的变化输出PWM信号，该PWM信号通过低通滤波器 42滤波为稳定的直流电压Vp，并由运放单元43放大为控制电压Vc(即控制信号)，通过控制电压Vc来控制第一三脚二极管31与第二三脚二极管32的衰减量，使得输出的电信号的电平保持稳定。当光检测单元1接受的光功率变大时，微处理器41输出的PWM信号占空比变小，使得控制电压变小，从而控制可变衰减器33增大衰减量，以抵消电信号的增大的信号电平；当光检测单元1接受的光功率变小时，微处理器41输出的PWM信号的占空比变大，使得控制电压变大，从而控制可变衰减器3减小衰减量，以弥补电信号的减小的信号电平。这样，在较大的光电二极管PD接收的光功率的范围内，便可使得电信号的的电平保持稳定。

相比现有技术，本实用新型采用PIN二极管模拟可变衰减器3来替代数控衰减器，并通过微处理器41输出的PWM信号来控制可变衰减器3的衰减量，其插入损耗小，控制成本低，控制范围大，且可以保证控制精度。此外，根据光电二极管接收的光功率与其转换后的电信号的对应关系，还可通过软件可调整控制可变衰减器3的控制范围，从而适应不同地区的使用需求。

参照图2，图2为本实用新型的第二实施例的结构框图。

如图2所示，在第二实施例中，该光接收机还包括：第二级放大器A2与输出网络保护单元5。第二级放大器A2的输入端与可变衰减器3的输出端相接，用于放大可变衰减器3输出的电信号的电平，以保证光接收机在光功率较低的情况下仍可以输出高电平的电信号。第二级放大器A2的输出端与输出网络保护单元5的出入端连接，用于保护第二级放大器5的输出端，保护整个光接收机的输出网络，提高光接收机的使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。