專利名稱：一種高靈敏度的多模光纖接收電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高靈敏度的多模光纖接收電路，適用于電力系統(tǒng)數(shù)字化變電站、智能化變電站或數(shù)字化電廠及風(fēng)電場(chǎng)等應(yīng)用場(chǎng)合中采用IEC60044-8規(guī)約或其他自定義通訊規(guī)約完成智能設(shè)備之間數(shù)據(jù)交換的所有智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備。
背景技術(shù)：
由于光纖傳輸具有高可靠性、傳輸速度快、布線方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在智能化變電站中，光纜取代大部分電纜成為必然，越來(lái)越多的數(shù)據(jù)交換使用多模光纖通信技術(shù)。
傳統(tǒng)的多模光纖通信一般米用以下兩種方案一種是米用TTL輸出的多模光纖接收器直接輸出，接收靈敏度雖可達(dá)到_30dB左右，但缺點(diǎn)是傳輸速率不能超過(guò)5Mbit/s ;另外一種是采用模擬輸出的多模光纖接收器加高速比較器，傳輸速率在lOMbit/s時(shí)，接收靈敏度不超過(guò)_26dB，如傳輸速率提高到20Mbit/s，接收靈敏度會(huì)下降到_23dB，缺點(diǎn)是傳輸速率和接收靈敏度不能兼得。這兩種方案的缺點(diǎn)都極大限制了多模光纖技術(shù)的推廣和使用。圖I為采用TTL輸出的多模光纖接收器和采用模擬輸出的多模光纖接收器加高速比較器的應(yīng)用電路原理圖，該電路中存在上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有實(shí)用性的高靈敏度的多模光纖接收電路，可廣泛應(yīng)用于各種需要多模光纖通信的設(shè)備中。本發(fā)明提供下述解決方案高靈敏度的多模光纖接收電路，由多模光纖接收器、高速運(yùn)算放大器、高速比較器、若干電阻電容構(gòu)成，在傳輸速率為20Mbit/s時(shí)，光纖接收靈敏度可達(dá)到_30dB。高靈敏度的多模光纖接收電路，由多模光纖接收器、高速運(yùn)算放大器、高速比較器構(gòu)成并依次連接，多模光纖接收器的輸出端經(jīng)過(guò)第一級(jí)隔直電容和電阻分壓電路接到高速運(yùn)算放大器的同相輸入端，經(jīng)過(guò)第二級(jí)隔直電容和連接電源的電阻分壓電路接到高速比較器的正極性輸入端，高速比較器的輸出端接到后級(jí)的邏輯電路。高速比較器的另一個(gè)輸入端使用工作電源的中間電平。多模光纖接收器的模擬輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)隔直電容和電阻分壓電路后，多模光纖接收器的模擬輸出信號(hào)的直流分量被濾除，又根據(jù)后級(jí)高速運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)設(shè)置了最優(yōu)的直流分量，有效提高了可接收信號(hào)強(qiáng)度的范圍。高速運(yùn)算放大器的模擬輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)第二級(jí)隔直電容和電阻分壓電路后，高速運(yùn)算放大器的模擬輸出信號(hào)的直流分量被濾除，又根據(jù)后級(jí)高速比較器的工作最優(yōu)特性疊加了工作電源的中間電平(經(jīng)過(guò)第二級(jí)隔直電容和連接電源的電阻分壓電路提供)，作為新的直流分量，高速比較器的另一個(gè)輸入端使用工作電源的中間電平，這樣模擬信號(hào)完全基于中間電平幅值對(duì)稱，使得比較器輸出的數(shù)字信號(hào)的相位損失最小。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明提供了一種具有實(shí)用性的高靈敏度的多模光纖接收電路及其應(yīng)用，在傳輸速率為20Mbit/s時(shí)，光纖接收靈敏度可達(dá)到_30dB，突破了以往傳輸速率和光纖接收靈敏度不可兼得的瓶頸，可以滿足數(shù)字化變電站中各種應(yīng)用對(duì)多模光纖通信的需求。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖I為采用TTL輸出的多模光纖接收器和采用模擬輸出的多模光纖接收器加高速比較器的應(yīng)用電路原理圖。圖2為本發(fā)明的一種實(shí)施方式的適合多模光纖高速通信、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)母哽`敏度的多模光纖接收應(yīng)用電路原理圖。
具體實(shí)施例方式圖I左半邊所示為采用TTL輸出的多模光纖接收器應(yīng)用電路原理圖，多模光纖接收器Ul的輸出經(jīng)過(guò)電阻Rl上拉后可直接輸出至后級(jí)的邏輯電路，設(shè)有若干電阻電容作為分壓或隔離電路。圖I右半邊所示采用模擬輸出的多模光纖接收器加高速比較器的應(yīng)用電路原理圖，多模光纖接收器Ul的模擬輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)Cl濾除直流分量，然后與Rl和R2分壓產(chǎn)生的直流分量相疊加，R3和R4分壓產(chǎn)生一個(gè)恒定直流分量，高速比較器U2對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行比較，然后輸出數(shù)字信號(hào)。如圖2所示，在傳統(tǒng)的采用模擬輸出的多模光纖接收器加高速比較器應(yīng)用電路的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的高靈敏度的多模光纖接收應(yīng)用電路增加了一個(gè)高速運(yùn)算放大器U3和若干電阻電容來(lái)提高多模光纖接收電路的接收靈敏度。如圖2所示的一種適合多模光纖高速通信、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)母哽`敏度的多模光纖接收應(yīng)用電路，多模光纖接收器Ul的輸出端經(jīng)過(guò)電容C2、電阻R5、電阻R6后連接到高速運(yùn)算放大器U3的同相輸入端，高速運(yùn)算放大器U3的反相輸入端通過(guò)電容C3、電阻R7、電阻R8與高速運(yùn)算放大器U3的輸出端相連接，高速運(yùn)算放大器U3的輸出端經(jīng)過(guò)電容Cl、電阻R1、電阻R2后連接到高速比較器U2的正極性輸入端，高速比較器U2的工作電源經(jīng)過(guò)電容C4、電阻R3、電阻R4后連接到高速比較器U2的負(fù)極性輸入端，高速比較器U2的輸出端即為高質(zhì)量的數(shù)字信號(hào)輸出，可接入后級(jí)的邏輯電路。具體實(shí)施過(guò)程是由高速運(yùn)算放大器U3來(lái)放大多模光纖接收器Ul的模擬輸出信號(hào)，并由高速比較器U2來(lái)對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行高速比較，從而輸出相位誤差極小的高速數(shù)字信號(hào)。圖2電路中，與電阻R8并聯(lián)的電容C3可用來(lái)濾除多模光纖接收器Ul的模擬輸出信號(hào)中的100M以上的高頻噪聲，提高了模擬信號(hào)的信噪比。與電阻R4并聯(lián)的電容C4可用來(lái)濾除工作電源上的高頻噪聲，改善了高速比較器U2的工作特性。高速運(yùn)算放大器U3的典型型號(hào)是AD8061，高速比較器U2的典型型號(hào)是TLV3501A。
權(quán)利要求
1.高靈敏度光纖接收電路，其特征是由多模光纖接收器、高速運(yùn)算放大器、高速比較器構(gòu)成并依次連接，多模光纖接收器的輸出端經(jīng)過(guò)第一級(jí)隔直電容和電阻分壓電路接到高速運(yùn)算放大器的同相輸入端，經(jīng)過(guò)第二級(jí)隔直電容和連接電源的電阻分壓電路接到高速比較器的正極性輸入端，高速比較器的輸出端接到后級(jí)的邏輯電路；高速比較器的另一個(gè)輸入端使用工作電源的中間電平。
2.由權(quán)利要求I所述的高靈敏度光纖接收電路，其特征是多模光纖接收器的模擬輸出信號(hào)首先經(jīng)過(guò)高速運(yùn)算放大器對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行放大，然后再輸入至高速比較器。在傳輸速率為20Mbit/s時(shí)，光纖接收靈敏度達(dá)到_30dB。
3.由權(quán)利要求2所述的高靈敏度光纖接收電路，其特征是高速運(yùn)算放大器前的隔直電容和電阻分壓電路對(duì)多模光纖接收器的模擬輸出信號(hào)的直流分量進(jìn)行了有效濾波，又根據(jù)后級(jí)高速運(yùn)算放大器的工作最優(yōu)特性疊加了合理的直流分量，使得有用信號(hào)被盡可能得到放大，直流分量和噪聲被濾除。
4.由權(quán)利要求2所述的高靈敏度多模光纖接收電路，其特征是高速運(yùn)算放大器輸出后的隔直電容和電阻分壓電路對(duì)高速運(yùn)算放大器的模擬輸出信號(hào)的直流分量進(jìn)行了濾除，又根據(jù)后級(jí)高速比較器的工作最優(yōu)特性疊加了工作電源的中間電平作為新的直流分量，高速比較器的另一個(gè)輸入端使用工作電源的中間電平，這樣使得信號(hào)完全基于中間電平幅值對(duì)稱，使得高速比較器輸出的數(shù)字信號(hào)的相位損失最小。
全文摘要
一種高靈敏度光纖接收電路，由多模光纖接收器、高速運(yùn)算放大器、高速比較器構(gòu)成并依次連接，多模光纖接收器的輸出端經(jīng)過(guò)第一級(jí)隔直電容和電阻分壓電路接到高速運(yùn)算放大器的同相輸入端，經(jīng)過(guò)第二級(jí)隔直電容和連接電源的電阻分壓電路接到高速比較器的正極性輸入端，高速比較器的輸出端接到后級(jí)的邏輯電路；高速比較器的另一個(gè)輸入端使用工作電源的中間電平。在傳輸速率為20Mbit/s時(shí)，光纖接收靈敏度可達(dá)到-30dB，速率若降低至10Mbit/s時(shí)，光纖接收靈敏度可提高至-33dB。一般的多模光纖接收電路，傳輸速率或接收靈敏度都有一定的局限，在收發(fā)端距離較遠(yuǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤碼，不能適應(yīng)所有應(yīng)用場(chǎng)合。
文檔編號(hào)H04B10/158GK102655431SQ20111005002
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者劉國(guó)偉, 呂航, 文繼鋒, 朱曉彤, 王愛(ài)華, 王芊, 馬稷忠 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 遼寧省電力有限公司