專利名稱：突發(fā)模式光信號功率的測量電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于光通信技術(shù)領(lǐng)域中用于測量光輸入功率的電路，涉及點到多 點的光網(wǎng)絡(luò)比如無源光網(wǎng)絡(luò)的一種突發(fā)模式的光信號的功率測量電路。
背景技術(shù)：
基于無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的接入網(wǎng)建設(shè)是近年來光通信行業(yè)的一大亮點，無源
光網(wǎng)絡(luò)是一個點到多點系統(tǒng)， 一個光線路終端(0LT)與多個光網(wǎng)絡(luò)終端(0NT) 通過樹形光纖鏈路連接，不僅共享了部分的光纖鏈路資源同時也分?jǐn)偭斯饩€路 終端(OLT)成本，而且光線路終端(0LT)的成本中途不需要有源器件，大大
降低了建網(wǎng)和維護(hù)成本。
在無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)中，在上行方向從各網(wǎng)絡(luò)用戶單元(ONU)到光線路終端 (0LT)的數(shù)據(jù)傳輸采用時分多址(TDMA)的方式，也是突發(fā)數(shù)據(jù)包的傳輸。突發(fā)模
式光信號與常規(guī)的通信系統(tǒng)的光信號不同點主要是:信號幅度不均衡;數(shù)據(jù)流中 相位也不均衡;有長的連"0"和連"1"。無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)系統(tǒng)由于各個0NU 的位置不同、距離不同、光線路狀態(tài)不同，到達(dá)0LT的各個0NU光信號幅度不 一，要求0LT的接收部分為突發(fā)式、高動態(tài)范圍。無源光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)非常 簡單，其技術(shù)上的復(fù)雜性主要在于信號處理技術(shù)。在下行方向，光線路終端(0LT) 發(fā)出的信號是廣播式發(fā)給所有的多個光網(wǎng)絡(luò)終端(ONT)(單點發(fā)送，多點接收)， 各用戶需要從中取出發(fā)給自己的數(shù)據(jù)。在上行方向，由于多個光網(wǎng)絡(luò)終端(ONT) 共享一根干路光纖(多點發(fā)送，單點接收)，采用TDMA(Time Division Multiple Access時分多址訪問)方式，來避免發(fā)生信號沖突，實現(xiàn)多用戶對共享傳輸通道 的訪問(如圖6)，這樣多個光網(wǎng)絡(luò)終端(ONT)就必須工作在突發(fā)模式下。如圖 6所示在類似于XP0N采用時分復(fù)用(TDM)的點到多點系統(tǒng)，光網(wǎng)路終端ONT的上行數(shù)據(jù)工作在突發(fā)模式下，由于光網(wǎng)路終端0NT的位置不同，所以常常需要 檢測光網(wǎng)路終端ONT突發(fā)的發(fā)光功率，光網(wǎng)絡(luò)終端(0NT)的發(fā)光時隙由光線路 終端(OLT)分配，最短的發(fā)光時間在數(shù)百納秒(比如GEP0N810ns， GPON410ns)。 這種特殊的工作方式?jīng)Q定了普通的光功率計不能測量光網(wǎng)絡(luò)終端ONT的發(fā)光功 率，必須尋找一種突發(fā)的光信號功率測量電路，在數(shù)百納秒的時間以內(nèi)獲取突 發(fā)的光功率值，本發(fā)明提出了一種突發(fā)模式光信號功率的測量電路可以滿足這 一要求。
在現(xiàn)有的技術(shù)中，有的將光電探測器的光電流轉(zhuǎn)換為電壓信號之后采用比 較器設(shè)定閾值產(chǎn)生有無突發(fā)光功率輸入的觸發(fā)條件的方式來進(jìn)行突發(fā)采樣，但 是為了保證至少30dB以上的輸入光信號功率動態(tài)范圍，當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換滿量程為 2.5V時，當(dāng)系統(tǒng)位于靈敏度附近時，光功率對應(yīng)的電壓值僅僅只有2.5mV,此 時比較器設(shè)置的閾值電平早已進(jìn)入噪聲門限，使得系統(tǒng)的工作難以穩(wěn)定工作。 同時單級增益的放電電路也很難滿足大范圍的測量要求。也有采用電流-電壓型 的對數(shù)放大器來進(jìn)行突發(fā)采樣的技術(shù)方案，但是由于電流-電壓型對數(shù)放大器的 響應(yīng)時間較長(幾個微秒到幾百微秒)，即使使用假負(fù)載的方式也很難込到數(shù)百 納秒，難以滿足實際的測試需求，所以目前的技術(shù)方案中還難以行之有效的解 決突發(fā)光信號功率測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的一種突發(fā)模式光信號功率的測量電路，該電路可以測量數(shù)百 納秒長度的光信號功率，并且不使用昂貴的高速器件，在降低成本的同時實現(xiàn) 了低功耗，適合于手持式設(shè)備采用。
本發(fā)明的上述目的是這樣實現(xiàn)的，本發(fā)明提供的一種突發(fā)模式光信號功率測 量電路，包括， 一個光電檢測器電源，用于為光電檢測器提供直流偏置， 一個 鏡像電流源，用于產(chǎn)生與光電探測器的平均光電流成比例的鏡像電流，后續(xù)電 路，其特征在于，該后續(xù)電路被鏡像電流源分成信號通路部分和光功率突發(fā)檢測部分，在信號通路部分，光電流通過光電探測器，經(jīng)跨阻放大器和突發(fā)檢測 電路，產(chǎn)生突發(fā)檢測信號，該信號用于觸發(fā)時序產(chǎn)生電路產(chǎn)生采樣保持和數(shù)模
轉(zhuǎn)換的控制時序；在光功率突發(fā)檢測部分，放大電路將鏡像電流轉(zhuǎn)變成電壓信 號，使連接時序產(chǎn)生電路的采樣保持電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路在控制時序的控制下， 完成光功率的突發(fā)檢測，并通過與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和放大電路相連的微處理器， 將模數(shù)轉(zhuǎn)換的電壓信號映射成為對應(yīng)的光功率值，并通過顯示電路顯示。
本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明通過光功率突發(fā)檢測部分和信號通路部分， 通過光功率突發(fā)檢測部分可以獲取光功率值。通過信號通路部分，可獲取突發(fā) 檢測信號(Burst—Detect)用于產(chǎn)生采樣保持和模數(shù)轉(zhuǎn)換的控制時序(Control Signal),在控制時序(Control Signal)的作用下，采樣保持和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路協(xié) 作工作，實現(xiàn)對突發(fā)模式光功率的檢測。由于光信號是突發(fā)模式的，所以信號 通路中跨阻放大器TIA需要是突發(fā)模式TIA可以在幾十個ns的時間內(nèi)將光信號 轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，實現(xiàn)了數(shù)百納秒內(nèi)測試突發(fā)光功率的電路。突發(fā)檢測電路可以 采用差分信號產(chǎn)生突發(fā)檢測信號(Burst—Detect),共模噪聲抑制能力強(qiáng)，測試 的突發(fā)光功率可以延展到較小的光功率，系統(tǒng)穩(wěn)定性大大加強(qiáng)。
本發(fā)明中包含的放大電路具備多級增益，可實現(xiàn)大范圍高精度的測量。可 以使用負(fù)載電阻將鏡像電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷涸偌由想妷悍糯笃骰蚋S器的方式增加 增益和驅(qū)動能力，也可以使用跨阻放大器的方式將電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柕?方式，可以將光電流在數(shù)百納秒量級轉(zhuǎn)換成對應(yīng)成比例的電壓信號。
本發(fā)明中包含的時序產(chǎn)生電路和采樣保持電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，在時序產(chǎn) 生電路的控制下，采用保持電路將突發(fā)的瞬態(tài)信號保持下來，大大降低了后續(xù) 的采樣和微處理器電路的速度要求。
發(fā)明中的光電探測器可以選擇的光電二極管(PIN)，或者雪崩光電二極管 (APD)，用直流到直流的升壓電源(DC-DC booster)將電壓升高，同時使用溫 度補(bǔ)償電路為APD提供溫度補(bǔ)償保證雪崩光電二極管(APD)具有固定的響應(yīng)度。本發(fā)明中突發(fā)檢測電路將電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷盒盘?，再使用比較器產(chǎn)生 突發(fā)檢測信號，對于突發(fā)檢測電路而言差分的電壓信號具有抗干擾能力強(qiáng)的特 點，大大地延展的測量的動態(tài)范圍。但是本發(fā)明所展示的電路不僅僅限于使用 差分的連接方式產(chǎn)生突發(fā)檢測信號，單端連接方式仍然可以實現(xiàn)電路功能，但 是容易受到噪聲干擾。 ,鵬
為了更清楚地理解本發(fā)明，現(xiàn)將通過本發(fā)明實施例，同時參照附圖，來描
述本發(fā)明，其中


圖1描述了根據(jù)本發(fā)明電路組成突發(fā)檢測電路原理的一個實施例。 圖2描述了根據(jù)本發(fā)明電路第二個實施例的突發(fā)檢測電路原理圖。 圖3描述了根據(jù)本發(fā)明電路第三個實施例的突發(fā)檢測電路原理圖。 圖4是圖3和圖4中時序產(chǎn)生電路產(chǎn)生的時序波形圖。 圖5是根據(jù)本發(fā)明電路的微處理器多級增益選擇的算法流程。 圖6描述了現(xiàn)有技術(shù)FTTX系統(tǒng)框圖。
具體實施例方式
圖l描述了本發(fā)明信號功率突發(fā)檢測電路的一個實施例，其中 光電探測器電源U1為光電探測器(U3)提供電壓偏置；
放大電路U7，將鏡像電流被轉(zhuǎn)變成電壓信號，該電壓信號與光信號功率對 應(yīng)成比例。放大電路具有多級增益，在微處理器的增益控制信號(Gain—Control Signal)的控制下選擇不同增益大小。
跨阻放大器U3與光電探測器U3相連接，并將光電流轉(zhuǎn)變?yōu)椴罘值碾妷盒?br> 號；
突發(fā)檢測電路U5，用于接收上述跨阻放大器的電壓信號，并產(chǎn)生突發(fā)檢測 信號；時序產(chǎn)生電路U6，與突發(fā)檢測電路(U5)連接，在突發(fā)檢測信號的觸發(fā)下 產(chǎn)生控制時序(Control Signal);
采樣保持電路U8，在控制時序(Control Signal)的作用下，將瞬態(tài)的與光
信號成比例的電壓信號保持下來，等待模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換。
模數(shù)轉(zhuǎn)換電路U9，在控制時序(Control Signal)的作用下，完成電壓信號
的采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將數(shù)模轉(zhuǎn)換的結(jié)果送到微處理器中。
微處理器UIO，根據(jù)數(shù)模轉(zhuǎn)換的結(jié)果分析放大電路的增益是否選擇適合，對 增益合適的，則進(jìn)行對應(yīng)電壓與光功率的轉(zhuǎn)換。并驅(qū)動顯示電路顯示出來。
其中，光電探測器電源通過鏡像電流源將光電探測器的光電流和鏡像電流 分開，分別向光功率突發(fā)電路和信號通道電路提供鏡像電流和光電流。光電流 通過跨阻放大器和突發(fā)檢測電路，產(chǎn)生突發(fā)檢測(Burst—Detect)信號，該信 號用于觸發(fā)時序產(chǎn)生電路產(chǎn)生采樣保持和數(shù)模轉(zhuǎn)換的控制時序(Control Signal),鏡像電流 與光探測器平均光電流成比例。光電探測器可以選擇光電二 極管(PIN)，或者雪崩光電二極管(APD)，對應(yīng)光電二極管PIN的電源為VCC，而 雪崩光電二極管APD需要較高壓(30 70V)，通常使用直流到直流的升壓電源 (DC-DC booster)將電壓升高，同時使用溫度補(bǔ)償電路為APD提供溫度補(bǔ)償保 證雪崩光電二極管(APD)具有固定的響應(yīng)度。與鏡像電流源一端相連的放大電 路將鏡像電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枴７糯箅娐?，用于將鏡像電流轉(zhuǎn)化為電壓信號， 在實現(xiàn)方式上可以使用負(fù)載電阻將鏡像電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷涸偌由想妷悍糯笃骰蚋?隨器的方式增加增益和驅(qū)動能力，或者使用跨阻放大器的方式將電流信號轉(zhuǎn)變 為電壓信號。連接在放大電路與微處理器之間的采樣保持電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路在控制時序(Control Signal) (Control Signal)的 控制下，在釆樣保持電路進(jìn)入采樣保持階段之后，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。微處理器用 于將模數(shù)轉(zhuǎn)換的電壓數(shù)據(jù)映射成為光功率值，并控制顯示電路顯示，同時提供 增益控制信號(Gain—Control Signal),用于放大電路的多級增益選擇。本發(fā)明上述實施例中所描述的突發(fā)檢測電路可以使用光纖通信常見的限幅
放大器的信號丟失(LOS)或者信號探測(SD)產(chǎn)生Burst—Detected信號，也 可以常用基于對數(shù)放大器的射頻檢測器(RF Detecter)將電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?電壓信號，再使用比較器產(chǎn)生突發(fā)檢測信號，對于突發(fā)檢測電路而言差分的電 壓信號具有抗干擾能力強(qiáng)的特點大大地延展的測量的動態(tài)范圍。但是本發(fā)明所 展示的電路不僅僅限于使用差分的連接方式產(chǎn)生突發(fā)檢測信號，單端連接方式 仍然可以實現(xiàn)電路功能，但是容易受到噪聲干擾。
在上述圖1中，光電探測器電源Ul通過鏡像電流源U2，為光電探測器U3 提供電壓偏置。光電探測器U3在電壓偏置的作用下，將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣怆娏餍?號。鏡像電流源U2將對應(yīng)光電探測器U3平均光電流成比例地產(chǎn)生鏡像電流。 跨阻放大器U4與光電探測器U3相連接，并將突發(fā)的光電流信號轉(zhuǎn)化為差分或 單端的電壓信號，當(dāng)突發(fā)檢測電路U5接收到單端或差分的電壓信號，產(chǎn)生突發(fā) 檢測信號Burst—Detect 。
時序產(chǎn)生電路U6與突發(fā)檢測電路U5連接，可以使用計數(shù)器的方式產(chǎn)生， 或者使用單穩(wěn)態(tài)電路搭建。該電路用于產(chǎn)生必要的時間延遲確保鏡像電流源， 以及后端的放大電路采樣保持電路的達(dá)到穩(wěn)態(tài)，同時產(chǎn)生控制時序(Control Signal),用于采樣保持電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的狀態(tài)控制。在突發(fā)檢測信號 (Burst—Detect)的觸發(fā)下產(chǎn)生圖4所示的控制時序(Control Signal)。圖4 所表示的控制時序(Control Signal)信號是數(shù)字邏輯信號，根據(jù)所選用的模數(shù) 轉(zhuǎn)換電路和采樣保持電路的差異圖4所示的電壓信號可能反相。鏡像電流源U2 產(chǎn)生鏡像電流經(jīng)過放大電路U7的處理被轉(zhuǎn)變成了電壓信號，該電壓信號與光信 號功率對應(yīng)成比例。采樣保持電路在控制時序(Control Signal)的控制下，在 突發(fā)光信號初期，對放大電路的電壓進(jìn)行采樣，在放大電路的電壓信號穩(wěn)定后 在控制時序(Control Signal)的控制下進(jìn)入采樣保持狀態(tài)，使得隨后的模數(shù)轉(zhuǎn) 換過程和電壓功率轉(zhuǎn)換過程與突發(fā)模式的光信號無關(guān)。采樣保持電路U8在控制時序(Control Signal)的作用下，將瞬態(tài)的與光信號成比例的電壓信號保持下 來，等待模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換，數(shù)模轉(zhuǎn)換的結(jié)果送到微處理器中，微處理器根 據(jù)數(shù)模轉(zhuǎn)換的結(jié)果分析放大電路U7的增益部分是否選擇適合，如果放大電路U7 的增益部分偏大或者偏小，微處理器將控制增益控制信號(Gain—Control Signal),選擇更小或者更大的放大增益，直至數(shù)模轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換結(jié)合滿足要求。 如果分析的結(jié)果的放大電路U7的增益合適，則進(jìn)行對應(yīng)電壓與光功率的轉(zhuǎn)換， 并驅(qū)動顯示電路顯示出來(參照圖5)。
在圖2所示的優(yōu)選實施例中，直流電源Vcc U31與鏡像電流源U2連接，鏡 像電流源U2的光電流輸出端與光電二極管U33連接為其提供直流偏置，U33與 跨阻放大器U4 VSC7716連接，U4輸出的差分信號送到突發(fā)檢測電路U35 SY88903 中，SY88903的信號丟失(LOS)管腳送到U361單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中/A管腳，時序 產(chǎn)生電路由兩個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器U361和U362構(gòu)成，產(chǎn)生圖4中控制時序(Control Signal)。鏡像電流源的鏡像電流通過開關(guān)K31-K33和電阻R33-R35陣列，轉(zhuǎn)變 為電壓信號，放大器U37 AD8029將增加電壓信號的驅(qū)動能力并將采樣保持電路 U38與開關(guān)K31-K33電阻R33-R35陣列隔離開。放大器U37 AD8029的輸出信號 與U38采樣保持電路輸入端連接，U38的控制端與時序產(chǎn)生電路產(chǎn)生的控制時序 (Control Signal)連接。U38采樣保持電路的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路U39連接， U39在控制時序(Control Signal)下完成模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，U39是微處理器U310 ADuc7020的一個子電路。ADuc7020產(chǎn)生增益控制信號(Gain—Control Signal) 與K31-K33的控制端連接，控制開關(guān)閉合。顯示電路Ull與微處理器U310 ADuc7020連接用于顯示突發(fā)光功率檢測結(jié)果。
直流電源Vcc通過鏡像電流源U32給光電二極管U33提供偏置?？缱璺糯?器U34使用跨阻放大器VSC7716芯片。突發(fā)檢測電路U35使用限幅放大器SY88903 芯片的信號丟失(LOS)產(chǎn)生。時序控制電路由兩個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器SN741vclg123產(chǎn)生。控制時序(Control Signal)的延遲部分中的采樣階段由圖4所示的電阻 R31，電容C31數(shù)值決定。采樣保持部分由電阻R32,電容C32的數(shù)值決定。放 大電路由三個開關(guān)、電阻和U371—個運算放大器AD8029構(gòu)成。其中，三個開 關(guān)K31, K32， K33在增益控制信號(Gainj:ontro1 Signal)下選擇是否閉合。電 阻R33〉R34〉R35分別表示了不同的增益大小。運算放大器AD8029連接成增益為 1的跟隨器，起到增強(qiáng)驅(qū)動能力和隔離作用。采樣保持電路由分離器件開關(guān)K34， 電容C33組成。當(dāng)電容C33充電完成之后控制時序(Control Signal)從低電平 轉(zhuǎn)換為高電平控制K34斷開,與此控制時序(Control Signal)觸發(fā)微處理器U310
(ADuc7020)。微處理器Aduc7020控制其模數(shù)轉(zhuǎn)換部分U39開始工作，實現(xiàn)模 數(shù)轉(zhuǎn)換。微處理器ADuc7020得到模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果后會按照圖5所表示的方式判斷 是否需要調(diào)整放大電路增益，控制增益控制信號(Gain—Control Signal)控制開 關(guān)K31 K33，選擇適合增益，直到完成測試。微處理器ADuc7020得到符合要求 的數(shù)據(jù)結(jié)果之后，按照當(dāng)前選擇的增益類型選擇電壓光信號功率映射關(guān)系，將 信號電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘柟β剩⑵滹@示在顯示電路上。
在圖3所示的另一個優(yōu)化實施例中，與第二優(yōu)化實施實例不同的是光電探 測器部分選用了雪崩光電二極管U43 (APD)，對應(yīng)的光電二極管電源選用了直流 到直流的型號為MAX5026的升壓芯片U41 (DC-DC booster), U4101是U310微 處理器MCU內(nèi)部的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(DAC)或者脈寬調(diào)制電路(PWM)，它決定升壓 芯片U41輸出的雪崩光電二極管(APD)偏置電壓值，根據(jù)MCU內(nèi)部的溫度傳感 器的反饋，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路或者脈寬調(diào)制電路U4101調(diào)整輸出電壓實現(xiàn)雪崩光電 二極管U43的溫度補(bǔ)償，保證在電路工作溫度范圍內(nèi)的光器件的響應(yīng)度保持恒 定。時序控制電路也由微處理器U410 (MCU)內(nèi)部的計數(shù)器電路U4102構(gòu)成，產(chǎn) 生圖4所表述的時序控制信號，放大電路部分采用跨阻放大器方式實現(xiàn)，由放 大電路U471 ( AD8t)29)，開關(guān)K41、 K42、 K43和電阻R43、 R44、 R45構(gòu)成。計
數(shù)器電路U4102產(chǎn)生的控制時序(Control Signal)控制采樣保持電路U48進(jìn)行采樣保持，同時觸發(fā)微處理器啟動模數(shù)轉(zhuǎn)換電路U4103。
在圖4描述的控制時序(Control Signal)的波形圖中，當(dāng)光電探測器接收 到光網(wǎng)絡(luò)終端突發(fā)發(fā)射的光信號，突發(fā)檢測電路將產(chǎn)生一個低電平的突發(fā)檢測 信號，表示已經(jīng)檢測到了突發(fā)的光信號。突發(fā)檢測信號將觸發(fā)時序產(chǎn)生電路產(chǎn) 生控制時序(Control Signal),時序產(chǎn)生電路首先保持低電平延時等待與光功 率對應(yīng)成比例的檢測電壓信號(V—N0N)達(dá)到穩(wěn)態(tài)，此時采樣保持電路處于采樣 階段，然后時序產(chǎn)生電路產(chǎn)生高電平脈沖，高電平脈沖將使釆樣保持電路進(jìn)入 采樣保持狀態(tài)，此時檢測電壓信號(V_M0N)將保持不變，與輸入的光信號就不 相關(guān)了，高電平的脈沖同時觸發(fā)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路工作，實現(xiàn)檢測電壓信號(V_M0N) 的模數(shù)轉(zhuǎn)換。由于采樣保持電路的存在，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的響應(yīng)時間和工作時間 可以在數(shù)十微秒量級，大大降低了對模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的要求。
在圖6描述的微處理器增益控制算法流程圖中，初始狀態(tài)下控制開關(guān)陣列 的三個增益控制信號(Gain—Control Signal)為010，狀態(tài)變量為2，表明第2 個幵關(guān)閉合，當(dāng)采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換完成后，采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)果處于上限(V—M0N2) 和下限(V—M0N1)之間，說明增益選擇正常，否則如果大于上限(V—M0N2)，則 改變增益控制信號(Gain—Control Signal)為001，選擇更小的增益，反之則改 變增益控制信號(Gain—Control Signal)為100，選擇較更大的增益。該算法是 一個3級增益的增益調(diào)整電路，同理可以擴(kuò)展到大于3級增益的應(yīng)用中。
上述實施例是通過鏡像電流源產(chǎn)生與光電探測器的平均光電流成比例的鏡 像電流，光電流送到信號通路中，產(chǎn)生控制時序(Control Signal),鏡像電流 送到突發(fā)光功率檢測電路中，在控制時序(Control Signal)的控制下，完成對 突發(fā)光功率的檢測，并通過顯示電路顯示出來。
權(quán)利要求
1. 一種突發(fā)模式光信號功率測量電路，包括，一個光電檢測器電源，用于為光電檢測器提供直流偏置，一個鏡像電流源，用于產(chǎn)生與光電探測器的平均光電流成比例的鏡像電流，后續(xù)電路，其特征在于，該后續(xù)電路被鏡像電流源分成信號通路部分和光功率突發(fā)檢測部分，在信號通路部分，光電流通過光電探測器，經(jīng)跨阻放大器和突發(fā)檢測電路，產(chǎn)生突發(fā)檢測信號(Burst Detect)，該信號用于觸發(fā)時序產(chǎn)生電路產(chǎn)生采樣保持和數(shù)模轉(zhuǎn)換的控制時序(ControlSignal)；在光功率突發(fā)檢測部分，放大電路將鏡像電流轉(zhuǎn)變成電壓信號，使連接時序產(chǎn)生電路的采樣保持電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路在控制時序的控制下，完成光功率的突發(fā)檢測，并通過與模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和放大電路相連的微處理器，將模數(shù)轉(zhuǎn)換的電壓信號映射成為對應(yīng)的光功率值，并通過顯示電路顯示。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的突發(fā)模式光信號功率測量電路，所述跨阻放大器 將光電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷簲?shù)據(jù)信號，并經(jīng)信號檢測電路產(chǎn)生突發(fā)檢測信號(Burst Detect),然后突發(fā)檢測信號(Burst Detect)觸發(fā)時序產(chǎn)生電路產(chǎn)牛 控制時序(Control Signal)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的突發(fā)模式光信號功率測量'乜路，其中，跨阻 放大器將突發(fā)的光電流信號轉(zhuǎn)化為差分或單端的電壓信號，當(dāng)突發(fā)檢測電路接 收到單端或差分的電壓信號，產(chǎn)生突發(fā)檢測信號(Burst Detect)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的突發(fā)模式光信號功率測量電路，其中，光電探測 器是光電二極管PIN或者雪崩光電二極管APD，當(dāng)光電探測器為光電二極管PIN 時對應(yīng)光電探測器電源可為直流電壓源；當(dāng)光電探測器為雪崩光電二極管APD 時，對應(yīng)的光電探測器電源為帶溫度補(bǔ)償功能的直流到直流升壓電源.
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的突發(fā)模式光信號功率測量電路，其中，時序 產(chǎn)生電路，使用訃數(shù)器的方式產(chǎn)生，或者使用單穩(wěn)態(tài)電路搭建，用于產(chǎn)生必要的時間延遲確保鏡像電流源以及后端的放大電路、采樣保持電路達(dá)到穩(wěn)態(tài)，同時產(chǎn)生控制時序(Control Signal),用于采樣保持電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的狀態(tài) 控制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的突發(fā)模式光信號功率測量電路，其中，放大電路， 用于將鏡像電流轉(zhuǎn)化為電壓信號，使用負(fù)載電阻將鏡像電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷涸偌由?電壓放大器或跟隨器的方式增加增益和驅(qū)動能力，或使用跨阻放大器的方式將 電流信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?。放大電路具有多級增益選擇，在微處理器的增益控 制信號的控制下選擇不同的電壓增益。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的所述突發(fā)模式光信號功率測量電路，其中，采樣保持 電路在時序產(chǎn)生電路的控制時序的控制下，在突發(fā)光信號采樣階段對放大電路 的電壓進(jìn)行采樣，在放大電路的電壓信號穩(wěn)定后，在控制時序的控制下進(jìn)入保 持階段，信號電壓將維持不變，直到下一次突發(fā)光信號采樣。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的突發(fā)模式光信號功率測量電路，其中，模數(shù)轉(zhuǎn)換電 路在時序產(chǎn)生電路的控制時序的控制下，在采樣保持電路進(jìn)入釆樣保持階段之 后，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的突發(fā)模式光信號功率測量電路，其中，微處理器用 于將模數(shù)轉(zhuǎn)換的電壓數(shù)據(jù)映射成為光功率值，并控制顯示電路顯示，并提供增 益控制信號，用于放大電路的多級增益選擇。
全文摘要
本發(fā)明公開的一種突發(fā)模式光信號功率測量電路，包括，一個光電檢測器電源，一個鏡像電流源和后續(xù)電路。該后續(xù)電路被鏡像電流源分成信號通路部分和光功率突發(fā)檢測部分，在信號通路部分，光電流通過光電探測器，經(jīng)跨阻放大器和突發(fā)檢測電路，產(chǎn)生突發(fā)檢測信號，該信號用于觸發(fā)時序產(chǎn)生電路產(chǎn)生采樣保持和數(shù)模轉(zhuǎn)換的控制時序；在光功率突發(fā)檢測部分，放大電路將鏡像電流轉(zhuǎn)變成電壓信號，使連接時序產(chǎn)生電路的采樣保持電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路在控制時序的控制下，完成光功率的突發(fā)檢測。本發(fā)明通過鏡像電流源產(chǎn)生與光電探測器的平均光電流成比例的鏡像電流，在控制時序的控制下，實現(xiàn)對突發(fā)模式光功率的檢測，可測量數(shù)百納秒長度的突發(fā)光信號功率。
文檔編號H04B10/08GK101510802SQ200810147880
公開日2009年8月19日 申請日期2008年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月16日
發(fā)明者姜先剛, 蔣小青, 淵 鄒 申請人:成都優(yōu)博創(chuàng)技術(shù)有限公司