一種限幅放大器中閾值電壓調整方法
2023-09-17 22:29:50
專利名稱：一種限幅放大器中閾值電壓調整方法
技術領域：
本發明涉及一種限幅放大器中閾值電壓調整方法。
背景技術：
在光網絡的環境中，接收部分主要的光電轉換及信號的前級放大、後級限幅放大及後級的處理，如圖1所示，接收到的信號大多經過長距離的傳輸及多級的光放大，具有很差的信噪比，由於色散及非線性等也會使得信號失真，這樣接收信號的處理顯得更為關鍵，利用限幅放大對接收到的信號進行調整就是一種有效的方法，限幅放大的工作原理是當輸入信號的幅值小於某值的信號進行線形放大，大於此值進行非線性放大，把信號的幅值放大到邏輯電平的幅值，放大時是以閾值電壓為參考點，正反分別限幅放大到「1」，「0」邏輯電平，因此根據接收到的信號找到限幅放大器準確的閾值電壓點尤為重要。
另外，接收到的信號大多經過長距離傳輸後，往往發生畸變，並且上面疊加了很多噪聲，需要對其限幅放大才能進入下級處理。現結合圖2a來說明，當閾值電壓處於「1」，「0」邏輯電平的中間，圖中的Vc位置時，不管噪聲的影響，兩邊分別以電壓V1、V2為基準限幅放大，即V1以上的「1」信號限幅放大到LEVEL1，V2以下的「0」信號限幅放大到LEVEL2，而LEVEL1和LEVEL2距離圖2b的交叉點即Vc的位置有相同的壓差，這樣就轉變為圖2b所示的標準信號。事實上這樣設置的閾值電壓並不是最佳，因為疊加在「1」，「0」邏輯電平上的噪聲並不平衡，尤其是經過長距離傳輸後的小信號上面疊加了很多的噪聲，設於中間的閾值電壓易引起誤碼，大大降低接收靈敏度，並且其閾值不可調，缺乏靈活性。
發明內容
本發明提供一種限幅放大器中閾值電壓調整方法，根據接收信號幅值的大小和噪聲產生的機理精確的設置限幅放大器的閾值電壓，以此獲得更高的接收靈敏度。
為達到上述目的，本發明的技術方案具體是這樣實現的一種限幅放大器中閾值電壓調整方法，其特徵在於輸入信號經交流耦合後進入限幅放大器的一端，並在此端加入固定的偏置電壓，使其有確定的工作點，另一端輸入閾值電壓，進行差分限幅放大，所述閾值電壓由固定閾值電壓和可調閾值電壓兩部分相疊加形成。
所述固定閾值電壓是設置在「1」，「0」邏輯電平的中間的電壓，其值等於固定偏置電壓與輸入信號平均值之和。
所述可調閾值電壓根據輸入信號的幅值形成，幅值檢測輸出電壓V+、V-，所述V+反映輸入信號的幅值大小，V-為幅值檢測的參考電壓，對V+、V-的差值放大後經模擬數字變換A/D輸入中央處理單元CPU，CPU對採集的數據進行處理後，經數字模擬轉換D/A後形成可調閾值電壓。
所述閾值電壓在固定閾值電壓Vc上下調整，直至達到最低的誤碼率。
根據接收信號的效果，可通過網絡遠程控制CPU對A/D變換後的數據進行運算，完成實時閾值電壓調整。
與現有技術相比，根據輸入信號的大小對限幅放大器的閾值電壓調節，大大降低誤碼率，提高接受靈敏度，改善系統容限。同時，此閾值電壓可以根據實際情況進行遠程調整，提高了系統的靈活性和可操作性，本電路採用CPU控制，其控制具有最大的靈活性，也可通過網絡遠程控制，適合網絡化的管理。
圖1是光傳輸系統接收部分的原理框圖；圖2是限幅放大器工作的原理圖；圖3是光信號的噪聲圖；圖4是本發明閾值電壓調整的具體實現框圖。
具體實施例方式
下面結合實施例和附圖詳細闡述本發明的實現原理和技術方案。
接收時光信號經過多級的光放大，具有很差的信噪比，並且被放大的自發輻射(Amplified Spontaneous Emission簡稱ASE)噪聲導致噪聲不平衡，經過摻餌光纖放大器EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)後ASE噪聲增加，往往放大後的「1」電平上疊加的噪聲遠多於「0」電平上的噪聲，如圖3所示，如果閾值設置在圖3的Vc位置，則「1」的信噪比遠遠低於「0」的信噪比，為了獲得最佳的誤碼率，閾值的設置應遠離噪聲，「1」的信噪比與「0」的信噪比相當的點才是最優點，如圖3的Vb位置。但接收到的信號也會因光源的老化、光纖中的劣化、通道的上插或下插等原因隨時間變化，這樣設定固定的閾值也不理想，將會增加誤碼率。尤其當光信道傳輸的是歸零RZ(Return Zero)碼時，此信號經過的更多級的EDFA，信號劣化的更嚴重，具有更差的信噪比，閾值的調整顯得更為重要。
實際操作中，需要根據輸入信號的大小實時的調整閾值，使其在圖3的Vc的上下精確的波動，以此達到最低的誤碼率，下面詳細闡述本發明具體實現的原理。本發明的原理框圖如圖4所示信號以單端的形式輸入，經交流耦合後進入限幅放大器，並在此端加入一固定的偏置電壓，使其有確定的工作點，交流耦合能隔離前後信號的互相影響，主要是隔離固定偏置電壓中直流信號的輸入，另一端輸入閾值電壓，進行差分限幅放大。閾值電壓包括兩部分固定閾值電壓Vc和可變的調整閾值電壓。固定閾值電壓是設置在「1」，「0」邏輯電平的中間的電壓，其值等於固定偏置電壓與輸入信號平均值之和。
事實上，我們關注的不是此電壓，而是D/A(數字模擬轉換)後的可調閾值電壓。可調閾值電壓根據輸入信號的幅值形成。幅值檢測輸出電壓V+、V-，V+反映輸入信號的幅值大小，V-為幅值檢測的參考電壓，二者之差與輸入信號的幅值成正比，對差值放大後經A/D(模擬數字變換)輸入CPU(中央處理單元)，這樣即完成數據的採集，此採集的數據反映信號的當時情況，如是否變化，信號的大小等信息，因此接下來閾值電壓的調整就有據可依，對採集的數據按一定算法運算處理後，經D/A轉換後形成調整閾值電壓，此電壓疊加在固定閾值電壓上形成我們希望的閾值電壓，閾值電壓可以在固定閾值電壓Vc上下任意調整，可以精確的設置在「1」，「0」邏輯電平的40％，30％等等，直至達到最低的誤碼率。另外，運用CPU控制具有最大的靈活性，可以實時的、任意精確的調節，也可通過網絡遠程控制，適合網絡化管理。
權利要求
1.一種限幅放大器中閾值電壓調整方法，其特徵在於輸入信號經交流耦合後進入限幅放大器的一端，並在此端加入固定的偏置電壓，使其有確定的工作點，另一端輸入閾值電壓，進行差分限幅放大，所述閾值電壓由固定閾值電壓和可調閾值電壓兩部分相疊加形成。
2.根據權利要求1所述的限幅放大器中閾值電壓調整方法，其特徵在於所述固定閾值電壓是設置在「1」，「0」邏輯電平的中間的電壓，其值等於固定偏置電壓與輸入信號平均值之和。
3.根據權利要求1所述的限幅放大器中閾值電壓調整方法，其特徵在於所述可調閾值電壓根據輸入信號的幅值形成，幅值檢測輸出電壓V+、V-，所述V+反映輸入信號的幅值大小，V-為幅值檢測的參考電壓，對V+、V-的差值放大後經模擬數字變換A/D輸入中央處理單元CPU，CPU對採集的數據進行處理後，經數字模擬轉換D/A後形成可調閾值電壓。
4.根據權利要求1所述的限幅放大器中閾值電壓調整方法，其特徵在於所述閾值電壓在固定閾值電壓Vc上下調整，直至達到最低的誤碼率。
5.根據權利要求3所述的限幅放大器中閾值電壓調整方法，其特徵在於根據接收信號的效果，通過網絡遠程控制CPU對A/D變換後的數據進行運算，完成實時閾值電壓調整。
全文摘要
本發明公開了一種限幅放大器中閾值電壓調整方法，輸入信號經交流耦合後進入限幅放大器的一端，並在此端加入固定的偏置電壓，使其有確定的工作點，另一端輸入閾值電壓，進行差分限幅放大，所述閾值電壓由固定閾值電壓和可調閾值電壓兩部分相疊加形成，所述可調閾值電壓根據輸入信號的幅值形成。由於根據接收信號幅值的大小和噪聲產生的機理精確的設置限幅放大器的閾值電壓，可獲得更高的接收靈敏度；同時，此閾值電壓可以根據實際情況進行遠程調整，提高了系統的靈活性和可操作性。
文檔編號H03G11/00GK1505262SQ02152389
公開日2004年6月16日 申請日期2002年12月4日 優先權日2002年12月4日
發明者王玉金, 關曉龍 申請人:華為技術有限公司