一種預失真光發射機的製作方法
2023-11-04 07:38:12 1
專利名稱：一種預失真光發射機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種預失真光發射機，應用於光纖傳輸領域。
背景技術：
隨著國家信息化進程的加快，光纖傳輸的應用也越來越廣泛，特別是有線電視(CATV，即Cable TV)已成為我國家庭入戶率高的信息工具，更促進了光纖傳輸的發展，所以使光發射機成為了必備產品。CATV光發射機是構建有線電視網絡的重要設備，主要用於電視圖像信號、數位電視信號、電話語音信號和數據(或壓縮數據)信號的遠距離光纖傳輸。目前有線電視網絡下行傳輸中廣泛使用的是多路調幅的模擬光發射機。其輸入信號是殘留邊帶的頻分復用(AM-VSB-FDM)的多路射頻電路信號。目前市場上CATV光發射機主要由射頻(RF)放大、電控衰減、射頻(RF)信號補償、雷射器及其功率自動調節(APC)電路、自動溫度控制(ATC)電路組成。但由於設備的運行環境不同和設備的分散性和遠距離，給設備的檢測和維護帶來了很大的困難。
發明內容本實用新型的主要目的就是為了解決現有技術中的問題，提供一種光發射機，能夠實現遠距離監控和管理。
為實現上述目的，本實用新型提出的一種預失真光發射機，包括信號驅動模塊和雷射發生模塊，所述信號驅動模塊包括順序連接的信號輸入接口、信號放大電路、電控衰減電路和寬帶驅動與預失真補償電路，所述預失真補償電路耦合到雷射發生模塊，所述雷射發生模塊的光輸出端用於與光纖網絡連接，還包括微控制器和網管接口，所述微控制器的輸入口分別與信號驅動模塊和雷射發生模塊相連，輸出口與網管接口連接，所述網管接口還用於連接遠端的網管模塊。
所述光發射機為用於有線電視網絡下行傳輸中的光發射機，還包括連接在電控衰減電路的輸出端和微控制器輸入口之間的電平檢測電路。
所述雷射發生模塊包括雷射器、雷射器功率自動調節電路和自動溫度控制電路，所述雷射器和寬帶驅動與預失真補償電路連接，雷射器的光輸出端用於與光纖網絡連接，所述雷射器功率自動調節電路輸入端直接與雷射器PIN二極體相連，一輸出端與雷射器偏流電路連接，另一輸出端與寬帶驅動與預失真補償電路連接；所述雷射器功率自動調節電路包括光功率採樣單元和雷射器偏流採樣單元；所述光功率採樣單元的輸入端與光功率輸出端連接，輸出端與微控制器連接；所述雷射器偏流採樣單元的輸入端與雷射器的偏流輸出端連接，輸出端與微控制器連接；自動溫度控制電路採樣雷射器的溫度，輸出端與微控制器連接。
進一步地，所述雷射器功率自動調節電路還包括光功率切斷電路，所述微控制器還與光功率切斷電路連接用於控制切斷雷射器的電源。
所述自動溫度控制電路包括溫度採樣單元和製冷電流採樣單元；所述溫度採樣單元採樣溫度變化的所引起的電壓變化信號，輸出端與微控制器連接；所述製冷電流採樣單元採樣製冷電流，輸出端與微控制器連接。
更進一步地，還包括顯示模塊，所述微控制器還與顯示模塊連接。
本實用新型的有益效果是本實用新型的光發射機由於可與遠端的網管模塊連接交換數據，可稱為帶網管的光發射機，可以對設備進行遠程直接管理。本實用新型可連續、實時的監控網絡狀態，往復輪詢光發射機的各項參數，實現了網絡設備的監測自動化，能夠自動定位發生故障的光節點，顯示故障參數，為複雜網絡的管理和維護提供了有力工具，並且為進行軟體管理提供了可能，通過網管系統軟體，可不斷地自動監視網絡中設備的運行狀態，一旦設備發生故障，系統能主動故障上報並提供詳細的故障日誌，方便故障定位和快速故障診斷，不同的故障採用不同的顯示顏色和不同的故障等級區分。通過網管接口可遠程開啟、關閉雷射器，便於維護。
本實用新型的特徵及優點將通過實例結合附圖進行詳細說明。
圖1是本實用新型的CATV光發射機的組成方框圖；圖2是本實用新型的網管驅動模塊的電路圖；圖3是本實用新型的雷射器功率自動調節電路和電流取樣、光功率取樣、雷射器切斷控制電路的電路圖；圖4是本實用新型的自動溫度控制電路和溫度取樣、製冷電流取樣電路的電路圖；圖5是本實用新型的網管流程圖。
具體實施方式如圖1所示，光發射機為用於有線電視網絡下行傳輸中的CATV光發射機，所述信號驅動模塊包括順序連接的射頻(RF)信號輸入接口、射頻(RF)信號放大電路、電控衰減電路和寬帶驅動與預失真補償電路，電平檢測電路連接在電控衰減電路的輸出端和微控制器輸入口之間。雷射發生模塊包括雷射器、雷射器功率自動調節電路(APC)和自動溫度控制電路(ATC)，雷射器和寬帶驅動與預失真補償電路連接，雷射器的光輸出端用於與光纖網絡連接，雷射器功率自動調節電路連接在雷射器和寬帶驅動與預失真補償電路之間，用於光反饋。自動溫度控制電路採樣雷射器的溫度，輸出端與微控制器連接。
帶網管高性能CATV光發射機採用高性能帶內部隔離的分布反饋式(DFB)雷射器作為光源，以調幅(AM-VSB)方式傳送圖像與聲音信號進入光纖系統，經光接收機轉換成電信號，再分配給一般用戶。射頻驅動部分採用了射頻功率自動處理技術和先進的射頻預失真電路，並內置完善的微電腦自動監控系統，微處理器採用PIC16C74B，從而確保了整機優異的性能指標。微處理器及其部分外圍元件的電路如圖2所示，由微處理器、電源供給電路、晶振電路及匹配電路組成。微處理器的引腳23、24、25、26組成連接網管接口的網絡接口，傳輸數據給網管主機(即網管模塊)。微處理器的引腳19、20、21、22、27、28、29、30、31、35、36、38組成連接顯示模塊的接口電路。
RF信號進入CATV光發射機後，經耦合衰減及匹配電路、電平檢測電路將RF信號輸出到微處理器，微處理器處理後輸出到前面板的檢測口，檢測口檢測到信號後將信號的電壓參數顯示在螢光屏上，微處理器還通過網管接口將數據送往網管計算機，網管計算機隨時記錄輸入信號的波動情況，並可動態顯示信號的走向。當信號異常時自動報警。
雷射器功率自動調節電路包括光功率採樣單元和雷射器偏流採樣單元，光功率採樣單元的輸入端與雷射器背向PIN檢測二極體的輸出端連接，輸出端與微控制器連接；雷射器偏流採樣單元的輸入端與雷射器的偏流輸出端連接，輸出端與微控制器連接。光功率自動調節電路通過電流反饋、自動調整雷射器的偏置電流來實現，其工作電路如圖3所示，從雷射器(LD)背向輸出的光功率，經雷射器的PIN二極體檢測由DFB(即分布反饋式，它是雷射器所使用的一種先進技術)雷射器的4腳輸出、經放大器OPAMP7放大、放大器OPAMP8倒向後，輸出給三極體Q4以實現LD的偏流控制。為適應不同雷射器光功率大小控制的需要以及背光光功率、PIN管靈敏度等的不一致因素的影響，在放大器OPAMP7上附加了由電阻R31、R38、R39、RF31、RF33組成的工作點設置電路。配合調整電位器RF31、RF33可在額定光功率下使放大器OPAMP7有一理想工作區域。為提高輸入阻抗，放大器OPAMP7運放接成同向放大器。電容C31濾除高頻幹擾；二極體D3和二極體D4抬高工作點；電容C35起延時作用；電阻R50限流和提供偏流取樣。放大器OPAMP9、電阻R44、R45、R46、R47、R48組成差動放大電路，完成非零點與零點參考電位之間的轉換，要求嚴格對稱。放大器OPAMP9的兩個輸入端連接電阻R50的兩端，採樣雷射器的偏流，放大器OPAMP9的輸出端耦合至微處理器的引腳7。放大器0PAMP5、0PAMP6及其外圍電路元件組成光功率取樣單元，其輸出至微處理器的引腳4。微處理器通過接收這幾個引腳的信號並處理，將信息顯示在螢光屏上並通過網管接口傳遞給網管主機進行直接管理。正常狀態下，相應的指示燈顯示綠色，當信號出現較大變化時，相響應的指示燈顯示紅色，並在螢光屏上顯示故障信息。電阻R40、繼電器RY5W-K、二極體D2、三極體Q3和電阻R37組成光功率切斷電路，受微處理器引腳17控制。當出現異常時，微處理器接收網管主機的命令，控制光功率切斷電路切斷雷射器的電源。
雷射器的自動溫度控制電路包括溫度採樣單元和製冷電流採樣單元，電路圖如圖4所示，雷射器的熱沉與製冷器(DFB的6、7腳之間)的冷麵靠在一起，當溫度變化時，通過熱敏電阻傳感元件(DFB的1、2腳之間)把熱沉溫度的變化傳遞給由組成的「換能」電路，將非電量的溫度變化轉變為電量變化，再通過控制電路控制製冷器的工作狀態，使熱沉溫度穩定在25℃。為防止熱敏電阻自身發熱帶來誤差，通過的電流值必須小於100μA。由組成高輸入阻抗差放電路，完成輸入級的放大取樣工作。及外圍元件組成推輓輸出級。25℃為平衡點，製冷電流為零。若LD溫度上升，通過以下平衡控制可使電路達到新的平衡。
控制過程為T↑→Ua↑→Ub↑→Uc↑→Ud↑→T↓上述T表示溫度。電阻R14、電阻R15、電阻R16、電位器RF1和放大器OPAMP4組成製冷電流採樣單元，取樣值指向微處理器引腳5，電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電位器RF2和放大器OPAMP2組成溫度採樣單元，採樣值指向微處理器引腳9，微處理器經過處理，將採樣值送往螢光屏顯示和通過網管接口送往網管主機進行狀態監視。
網管主機通過軟體直接對雷射器工作狀態進行監控。工作參數由面板顯示。一旦LD工作參數偏離軟體設定的允許範圍，微處理器將自動關閉雷射器主電源，並告警指示，數字面板提示故障原因。其控制程序的流程圖如圖5所示。
權利要求1.一種預失真光發射機，包括信號驅動模塊和雷射發生模塊，所述信號驅動模塊包括順序連接的信號輸入接口、信號放大電路、電控衰減電路和寬帶驅動與預失真補償電路，所述預失真補償電路耦合到雷射發生模塊，所述雷射發生模塊的光輸出端用於與光纖網絡連接，其特徵在於還包括微控制器和網管接口，所述微控制器的輸入口分別與信號驅動模塊和雷射發生模塊相連，輸出口與網管接口連接，所述網管接口還用於連接遠端的網管模塊。
2.如權利要求1所述的預失真光發射機，其特徵在於所述光發射機為用於有線電視網絡下行傳輸中的光發射機，還包括連接在電控衰減電路的輸出端和微控制器輸入口之間的電平檢測電路。
3.如權利要求2所述的預失真光發射機，其特徵在於所述雷射發生模塊包括雷射器、雷射器功率自動調節電路和自動溫度控制電路，所述雷射器和寬帶驅動與預失真補償電路連接，雷射器的光輸出端用於與光纖網絡連接，所述雷射器功率自動調節電路包括光功率採樣單元和雷射器偏流採樣單元；所述光功率採樣單元的輸入端與雷射器背向PIN檢測二極體的輸出端連接，輸出端與微控制器連接；所述雷射器偏流採樣單元的輸入端與雷射器的偏流電路輸出端連接，輸出端與微控制器連接；所述雷射器功率自動調節電路的另一輸出端與寬帶驅動與預失真補償電路連接；自動溫度控制電路採樣雷射器的溫度，輸出端與微控制器連接。
4.如權利要求3所述的預失真光發射機，其特徵在於所述雷射器功率自動調節電路還包括光功率切斷電路，所述微控制器還與光功率切斷電路連接用於控制切斷雷射器的電源。
5.如權利要求3所述的預失真光發射機，其特徵在於所述自動溫度控制電路包括溫度採樣單元和製冷電流採樣單元；所述溫度採樣單元採樣溫度變化所引起的電壓變化信號，輸出端與微控制器連接；所述製冷電流採樣單元採樣製冷電流，輸出端與微控制器連接。
6.如權利要求1至5中任一項所述的預失真光發射機，其特徵在於還包括顯示模塊，所述微控制器還與顯示模塊連接。
專利摘要本實用新型公開了一種預失真光發射機，包括信號驅動模塊和雷射發生模塊，信號驅動模塊包括順序連接的信號輸入接口、信號放大電路、電控衰減電路和寬帶驅動與預失真補償電路，預失真補償電路耦合到雷射發生模塊，雷射發生模塊的光輸出端用於與光纖網絡連接，還包括微控制器和網管接口，微控制器的輸入口分別與信號驅動模塊和雷射發生模塊相連，輸出口與網管接口連接，網管接口還用於連接遠端的網管模塊。本實用新型的光發射機由於可與遠端的網管模塊連接交換數據，可連續、實時的監控網絡狀態，往復輪詢光發射機的各項參數，實現了網絡設備的監測自動化，通過網管接口可遠程開啟、關閉雷射器，便於遠程監控和維護。
文檔編號H04B10/12GK2768325SQ20052003287
公開日2006年3月29日 申請日期2005年1月17日 優先權日2005年1月17日
發明者林錦芳, 王大永 申請人:林錦芳