(完整word版)光接收機的結(jié)構(gòu)及原理

1、第三部分光接收機的結(jié)構(gòu)及原理在有線電視HFC網(wǎng)絡(luò)中，光接收機通常位于光纖接點和有線電視的前端位置，它的主要功能是把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)?RF信號，前面已 經(jīng)詳細講述了光探測器、光接收組件的原理及應(yīng)用。光探測器是實現(xiàn) 光/電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件，其質(zhì)量的優(yōu)劣決定了光接收機的性能指標與 檔次，光接收組件是光探測器與前置放大器的組合，在光接收機中, 無論是分離組件還是一體組件，該部分的成本比重都比較大，與光發(fā) 射機的激光器一樣，不僅決定了光接收機的性能指標，還將決定光接 收機的價格。光接收的整機組成主要由光接收組件、 功率放大模塊及 其附屬功能電路組成，除光接收組件外，功率放大模塊是光接收機的 第二大核心元件。即

2、使是采用相同的組件，由于采用不同檔次、不同 價位的放大模塊組合，整機也會有顯著不同。有線電視技術(shù)發(fā)展到今 天，光接收機采用分離元件制作放大模塊已不多見， 基本上全采用集 成一體化組件結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)模塊大多屬于厚膜集成電路，它是用絲網(wǎng) 印刷和燒結(jié)等工藝在同一陶瓷基片上制作無源網(wǎng)源， 并在其上組裝分 立的半導(dǎo)體芯片或單片集成電路、放大三極管管芯等，另外再外加塑 料密封，防止潮氣、雜質(zhì)的進入。、光接收機常用的放大模塊介紹能用于光接收機的模塊有眾多型號，排除品牌命名的差異，根據(jù)放大模塊的增益劃分有 14dB、18dB、20dB、22dB、27dB等，用 于單模塊放大器的34dB的放大模塊在光接收機中少有

3、應(yīng)用，當然也 不排除低檔光接收機應(yīng)用的可能。根據(jù)放大模塊具體放大電路結(jié)構(gòu)的不同劃分：有推挽放大模塊、功率倍增放大模塊兩種，而根據(jù)放大元 件工藝的不同，放大模塊又分為硅放大工藝、砷化鎵工藝兩種，在光 接收機中采用的模塊的命名，一般以推挽和功率倍增為主要區(qū)分，同 時附加增益的差異與器件工藝，如果不說是砷化鎵工藝模塊則所說的 放大模塊一般都是指硅工藝。1.推挽放大模塊的原理及結(jié)構(gòu)。在實用的放大電路中，三極管的集電極并非總有電流流過，根據(jù)集中極電流導(dǎo)通時間的長短，通常 把放大器分成甲類、乙類、丙類等。在輸入信號的整個周期中都有電 流流過集電極的放大器稱為甲類放大器；只有在輸入信號的半個周期 內(nèi)有集中極

4、電流的放大器稱為乙類放大器；在小于輸入信號半個周期 內(nèi)有集中極電流的放大器稱為丙類放大器。在許多實用的放大電路中，為了提高放大效率通常都需要把工作點移到截止區(qū)，即采用半周 導(dǎo)通的乙類工作狀態(tài)，這時若仍采用一個晶體管，輸出信號中將只出 現(xiàn)一半波形，將發(fā)生嚴重的截止失真。為了解決這個問題，可采用兩 只特性完全相同的晶體管，使其中一只晶體管在正半周導(dǎo)通，另一晶 體管在負半周導(dǎo)通，最后在負載上合成完整波形，這就是推挽放大電 路。下圖是推挽放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖:輸入信號經(jīng)過高頻傳輸變壓器 B1,反相加在晶體管VT1和VT2上，被放大后各自在半個周期內(nèi)產(chǎn)生半個波， 在變壓器B2上反相 疊加，重新合成完整波

5、形輸出，由于輸出信號反相疊加，其中的直流 分量和非線性失真中的偶次諧波互相抵消。 降低了直流工作點，使變 壓器中流過電流減少，從而體積可以做得較小，進一步提高了放大器的輸出功率和效率；更為重要的是，偶次諧波的抵消，減少了放大器 的非線性失真，對提高有線電視系統(tǒng)的非線性失真指標具有重要意 義。在實際應(yīng)用中，通常采用兩組推挽電路并接的方法，構(gòu)成橋式結(jié) 構(gòu)，則每級推挽電路在負載上的直流電壓可抵消， 從而簡化電路結(jié)構(gòu)。在推挽電路中，兩個極性相同晶體管的特性應(yīng)盡可能一致， 兩個極性 相反晶體管的特性應(yīng)盡可能互補，才能最大限度的抵消輸出信號中的 偶次諧波失真，若在電電路中引入負反饋，非線性失真還可進一步減

6、 小。下圖是商用化模塊常采用的電路結(jié)構(gòu)。該模塊用了共射一一共基極放大推挽輸出，4個NPN型晶體管兩兩接成共射一共基極組合放大電路，它們再通過輸入、輸出變壓 器接成推挽電路。共射一共基電路的特點是：簡單高效，在選定最佳e極電流的情況下，此電路能有效的減小集電極非線性及eb結(jié)非線性。此電路采用低射極電阻和高并聯(lián)電阻取得高增益，又由于采用 了低噪聲晶體管使模塊的噪聲系數(shù)降到了盡可能低的程度。 總之該電 路集中了共射一共基組合電路和推挽電路的優(yōu)點，電路的工作頻率得 到提高，最大帶寬目前做到1GHZ,對于1422dB增益的模塊基本 上采用一級推挽結(jié)構(gòu)，對于27 34dB的高增益放大模塊通常采用兩 極推挽

7、結(jié)構(gòu)組成，兩級推挽的放大電路完全類似，這樣第一級推挽的 放大增益可達22dB，二級放大增益可達34dB以上。2.功率倍增放大模塊的結(jié)構(gòu)及原理。功率倍增放大模塊在光接收機中有大量應(yīng)用，主要用于光接收機的輸出級，提高整機的帶負載的能力。按增益的不同劃分，通常有 三種功率倍增模塊：14dB、18dB、20dB。其中20dB增益功率倍增模塊較為常見。功率倍增模塊的設(shè)計基礎(chǔ)是用2個普通的IC放大級 并聯(lián)。其輸入端有一個分路器，輸出端有一個合成器，理論上其各引 入大約3dB的損耗，因而送到每個IC放大級的輸入信號比送到這個 放大模塊的輸入信號低3dB，兩個并聯(lián)級各將信號放大，它們的輸出 再合成起來，因為兩

8、個信號是同相位的，是電壓相加，因此輸出信號 電平比用一級的增益提高了 6dB，但在合成器中降低了 3dB。由于每 一個IC級的輸入信號因分路器又降低了 3dB，因此，所有這些的最終結(jié)果是倍功率增益放大器與其中任一個單獨的IC放大器的增益完 全相同，然而每個IC實際工作在比額定輸出低3dB的電平上，失真 就降低了 6dB。低失真是功率倍增放大技術(shù)的優(yōu)點。 但由于采用兩個IC放大級并聯(lián)，功率消耗就加倍了，同增益的功率倍增模塊的工作 電流是推挽放大模塊的2倍，因而功率倍增模塊的散熱不容忽視，下 圖是商用化的功率倍增模塊常采用的放大電路，供參考。3 .砷化鎵工藝與硅工藝的差別砷化鎵工藝放大模塊是近幾年

9、才發(fā)展起來的，用砷化鎵金屬場效應(yīng) 管設(shè)計的模塊具有優(yōu)良的低噪聲特性，同時具有優(yōu)良的低失真特性, 其不足之處是抗沖擊能力比較弱，靜電就能使之損壞，輸出能力有欠缺，主要是在高電平輸出時出現(xiàn)硬壓縮特性。為便于讀者理解Si工 藝和GaAs工藝，下表從多項技術(shù)指標加以比較:關(guān)于兩種工藝放大模塊壓縮特性的比較： 一個理想的信號經(jīng)過不同的放大器件，都會有或多或少、不同類型的失真現(xiàn)象。其壓縮 波形變化如下圖所示:Si工藝的放大有軟壓縮，GaAs.MESFET有硬壓縮，很顯然硬壓縮現(xiàn)象對信號本身的影響最明顯，即削頂現(xiàn)象，通過傅立葉變換可 以看出，這樣的波形含有很多失真分量，嚴重時圖像會出現(xiàn)干擾條紋;而對于數(shù)字電

10、視信號來講，誤碼率會提高，圖像會出現(xiàn)馬賽克，甚至 數(shù)據(jù)幀丟失。硅的軟壓縮特性要比 GaAs的硬壓縮特性好的多，尤其 體現(xiàn)在動態(tài)幅度較大的數(shù)字信號傳輸中。鑒于GaAs工藝放大具有優(yōu)良的低噪聲、低失真特性，而同時又有硬壓縮的特性，目前 GaAs技術(shù)在放大模塊的應(yīng)用中，為了克服GaAs技術(shù)的弱點，發(fā)揮其放大優(yōu)勢，一般都采用GaAs+Si混合技術(shù), 并不采用單一的GaAs工藝構(gòu)建放大模塊。當然在光接收組件中的前 置放大器由于處于小信號放大狀態(tài)， 可以采用純GaAs工藝放大。GaAs+Si混合技術(shù)通常是在模塊的輸入級和放大級采用GaAs工藝的管芯或貼片放大管，而在模塊的輸出級采用Si材料放大管，這種結(jié)構(gòu)

11、 的放大模塊具有實出的優(yōu)點：（1）在輸入級采用GaAs放大管可以 降低噪聲的引入獲得理想的噪聲系數(shù) Nf。（ 2）在放大級采用GaAs 放大管可以保證模塊的線性指標和非線性指標。（3）在輸出級采用Si材料放大管，可以保證模塊的輸出能力和抗沖擊能力，克服GaAs 放大管負載能力比較低、比較脆弱的缺陷。（4） GaAs+Si混合技術(shù) 可以有效的改善純GaAs技術(shù)的硬壓縮特性，使模塊的壓縮性能比較平緩，減少信號失真，特別對于數(shù)字信號的傳輸可以有效的降低誤碼 率。實驗表明GaAs MESFET技術(shù)在46dBMV時，就會出現(xiàn)拐點，壓 縮特性急劇變差，CTB、CSO指標明顯下降，采用GaAs+Si混合技術(shù)

12、 可有效提高模塊的輸出電平。二、光接收機的結(jié)構(gòu)及原理。目前市場上的光接收機主要有兩個大的分類：光接收機、光工作站；而光接收機又分為兩種：一種是二端口光接收機，另一種是四 端口光接收機。在HFC網(wǎng)絡(luò)光接點的設(shè)備中，二端口光接收機占有 相當大的比重。因而此處以兩端口光接收機為例介紹其功能及原理。針對于二端口光接收機是指有 2個主輸出端口，可能還同時具有一個 或二個測試端口。不同品牌的二端口光接收機，其內(nèi)部功能及工藝相 差較大，但其基本功能結(jié)構(gòu)是一致的，常見的二端口光接收機的結(jié)構(gòu) 如下圖所示:從上圖可以看出兩端口光接收機主要由：光接收組件、光功率指示、前后級RF功率放大、頻響校正器、正反向增益調(diào)節(jié)與

13、均衡 調(diào)節(jié)器、回傳放大、回傳發(fā)射組件，輸出插件等組成，采用同種上述 基本結(jié)構(gòu)的光接收機，其主要差別在整機的工藝水平、各功能組件的 布局安排的差異，任何一臺二端口光接收機都能找到上述各功能組 件。鑒于目前HFC網(wǎng)絡(luò)光點的覆蓋范圍越來越小，AGC控制已無用 武之地，在市場上具有AGC功能的二端口光接收機已很少見。下面 分別講述光接收機各功能組件的原理及功能。1.光接收組件。前面已經(jīng)詳細講述了光接收組件的不同種類及特點。鑒于光接收組件已完全實現(xiàn)國產(chǎn)化， 在光接收的應(yīng)用中也只有 分離組件與集成一體組件的區(qū)別，下面為集成一體組件與分離組件的 差異。從上面的比較可以看出，集成一體化組件具有明顯的優(yōu)勢,是有

14、線電視技術(shù)發(fā)展的趨勢，除了一般性指標外，集成一體化組件兼 有溫度控制功能。單從這一功能來說，在分立組件中由于PIN管距離前置放大相對較遠，其受前置放大溫度的影響相對較輕，溫度對PIN 管的影響的矛盾并不十分突出。如果集成一體組件中沒有溫控電路,由于PIN管與前置放大緊密結(jié)合，雖然有模塊的底座散熱條散熱，PIN管的溫升仍然比較明顯，尤其是組件中配置大電流、高增益的前 置放大，溫升就越大，目前絕大部分國產(chǎn)組件都沒有溫控電路，而且 有些生產(chǎn)廠家為了尋找賣點，采用大增益的前置放大器，導(dǎo)致組件的 工作電流較大，從而使組件的溫升變大，影響PIN管的性能。進口的名牌組件目前已有大部分產(chǎn)品采用溫控功能電路，保

15、證組件的溫升對PIN管的影響最小。帶溫度補償電路的光接收模塊具有明顯的優(yōu)點: 組件性能隨溫度變化小，噪聲系數(shù)指標得到較好的改善，相對于指標 的優(yōu)化，成本就非常低。為了說明問題，下面對組件有無溫控的性能 作一對比:目前在高檔光接收機中都采用具有溫度補償功能的集成組件，以提高整機的環(huán)境適應(yīng)性。2、光功率指示光功率指示是光接收機的附屬功能電路， 雖然有無該電路并不影 響光接收機的性能指標，但光功率指示卻有助于光接收機的使用者方 便的操作與故障判斷。顯示準確的光功率指示功能電路起到了光功率 計的作用，對于系統(tǒng)維護具有重要的意義，尤其是對于沒有光功率計 的用戶，有光功率指示意義非同一般。目前光功率指示電

16、路有三種不 同的檔次：（1）用一只發(fā)光二極管指示光功率的有無。其顯示原理 是：光功率指示單元功能電路（一般為集成運放構(gòu)成的比較器）自動 跟蹤檢測光探測器的工作電流，并將它轉(zhuǎn)換成電壓，該電壓與基準電 壓進行比較，一旦檢測電壓高于基準電壓，就說明有光功率指示，即 驅(qū)動發(fā)光二極管點亮，指示有光功率。基準電壓的設(shè)置各廠家并不一 致，有的設(shè)置為-5dB，也有的可能設(shè)置的更低。針對于-5dB的情況作一說明，由于輸入光功率大，PIN管的工作電流變大，將電流的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化，如果光接收機的輸入光功率在-5dB時對應(yīng)的檢測電壓為0.5V，則基準電壓就設(shè)置為略低于 0.5V的值（如設(shè)置為 0.48V，設(shè)置值

17、低是考慮比較器的精度），一旦檢測電壓大于基準電 壓0.48V，比較器就驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光，表明有光功率輸入，如果 輸入光功率太低（小于-5Db），指示電路將指示無光功率輸入。這種 光功率指示比較粗糙，如果設(shè)置基準光功率為-5dB，只要輸入光功率 大于-5dB，指示發(fā)光二極管就一直點亮，無法判斷光功率的真實值, 后期維護中光功率是否變化浮動也無從知道。 在低檔光接收機中都采 用這一種光功率指示。(2 )用多只發(fā)光二極管粗略的指示光功率的變化。其顯示原理是，采用多只比較器跟蹤檢測電路檢測到的工作電壓，驅(qū)動各檔的發(fā) 光二極管點亮，以指示光功率的變化，這種功率指示采用的發(fā)光二極 管越多，指示精度相對就

18、越高。有的產(chǎn)品采用4只發(fā)光二極管分別指 示-5dB、-2dB、OdB、2dB，也有的產(chǎn)品用8只發(fā)光二極管，分別對 應(yīng)指示光功率的值為-5 dB、-4 dB、-3 dB、-2 dB、-1 dB、0 dB、 + 1 dB、+2 dB,即便是采用多只發(fā)光二極管指示光功率也有兩種檔次。第一種指示是采用簡單的比較器構(gòu)成指示電路，如指示-5 dB、- 2 dB、0 dB、2 dB，當光功率大于-5dBm、小于-2dBm時，只有-5 dBm指示亮，如果光功率大于-2dBm，則-5、-2指示二極管全點亮, 如果此時光功率在OdBm左右，則-5、-2、0三只發(fā)光管全點亮。第 二種指示是采用相對復(fù)雜的窗口比較器，

19、 設(shè)定一定的電壓范圍作為比 較的指示范圍，針對于8只發(fā)光二極管的指示，其設(shè)定依據(jù)通常是: 在光功率值在-4.5 5.5范圍時，-5指示二極管點亮，表示此時的光 功率在-5dBm左右，在光功率值在-3.5 -2.5范圍時，-2指示二極管 點亮，表示此時的光功率在-2dBm左右，依次類推；實際使用時，在 任意時刻只有一只發(fā)光二極點亮，粗略的指示光功率的范圍。而前一 種指示通常是多只二極管點亮。給人的感覺好像是顯示不準確。其實 這兩種顯示雖然原理差不多，但應(yīng)用于光接收機整機，效果卻大不一 樣。(3)用數(shù)碼管或液晶顯示屏精確顯示光功率。該種顯示的原理是：檢測單元電路檢測到PIN管的準確工作電流值并把其

20、轉(zhuǎn)換成電壓，此電壓經(jīng)過模、數(shù)轉(zhuǎn)換集成電路，變成可供數(shù)碼管或液晶屏顯示 的數(shù)字量（a、b£七個分量），然后進入驅(qū)動電路最后到達數(shù)碼 管或液晶屏精確顯示即時的光功率值， 該種顯示精度相當高，一般顯示精度在0.01，顯示單位因廠家產(chǎn)品不同而不同，有的以MW為單 位，有的以dBm為單位。該種功率顯示電路相對于前面用發(fā)光二極 管指示的兩種電路，既有技術(shù)含量又有方便實用性。該種顯示電路的 成本相對較高，一般都應(yīng)用于高檔光接收機中，有些廠家為了吸引用 戶眼球，在中低檔光接收機中也有應(yīng)用。如果光接收機中采用這種功相當于率指示電路，無論對施工調(diào)試還是后期的系統(tǒng)維護都有幫助, 預(yù)置了一臺光功率計在光接收

21、機中。 從實用性的角度出發(fā)，用戶在選 擇光接收機時，也應(yīng)對光功率指示有所注重，尤其是對那些無光功率 計的用戶，數(shù)碼管指示光功率確有重要意義。3 .光接收機的功率放大 在光接收機中，功率放大都采用集成一體化模塊，依據(jù)信號的放大流程，前面一級放大通常都采用低噪聲、推挽放大模塊，后面一 級都采用功率倍增模塊。在光接收機中，放大模塊的質(zhì)量好壞對光接 收機的影響較大，放大模塊的選擇也決定了光接收機的檔次與價位,光接收機的輸出電平的設(shè)定是由放大模塊的增益決定的。由于后級功率倍增模塊的增益可選的范圍比較小，一般增益為18dB或20dB。因而光接收機的RF增益主要由前級推挽放大模塊決定，其模塊增益 從18dB

22、到30dB不等。在光接收機模塊的選擇上有多種方式：可米 用硅放大模塊、GaAs放大模塊、進口模塊、國產(chǎn)模塊等諸多配置。當光接收機在低電平輸出時，放大模塊的指標對光接收機的整機指標 影響不大，如果光接收機實現(xiàn)高電平輸出則放大模塊的影響將是主要 因素。前面已對各種不同種類的放大模塊作了介紹。 在選用光接收機 時一定對模塊的種類與檔次有所選擇，才能買到即符合系統(tǒng)需要又貨 真價實的產(chǎn)品。4.光接收機的增益調(diào)節(jié)。光接收機的增益調(diào)節(jié)都是通過衰減器來實現(xiàn)，在實用化的產(chǎn)品中有兩種形式的衰減器：固定衰減器、可調(diào) 衰減器都有應(yīng)用，還有的產(chǎn)品采用電調(diào)衰減器。（1）固定衰減器, 固定衰減器是采用不同的固定電阻，通過一

23、定的電路形式實現(xiàn)衰減值 的變化，按具體電路的不同有T型衰減器、n型衰減器、H型衰減器 等多種實用產(chǎn)品。最常用的是 T型和n型兩種。固定衰減器發(fā)展到 現(xiàn)在，雖然電路形式?jīng)]有改變，但從工藝外型上已有了質(zhì)的飛躍，單 從外型上看，不看標志你一定把它當成工藝品而非衰減器， 在光接收 機中，凡是增益調(diào)節(jié)采用固定衰減器的，都在衰減器的外型與顏色搭 配上下了不少功夫，從整機的效果看起來，令人賞心悅目，任何一款 衰減器都以美觀大方為主體，但是固定衰減器的接觸穩(wěn)定性也應(yīng)引起 注意，對于光接收機的增益調(diào)節(jié)來說，功能的實現(xiàn)是主體、接插穩(wěn)定 性不好，再好看的衰減器也是無用的。（2）可調(diào)衰減器?？烧{(diào)式衰 減器是用可調(diào)電阻

24、代替固定電阻，在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)，其良 好的隨意可調(diào)節(jié)性使之應(yīng)用前景一片光明。 早期的可調(diào)式衰減器從質(zhì) 量上、工藝上比較差，很難做到無級調(diào)節(jié)，而且調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性也不高, 衰減值經(jīng)常因接觸不良而自動變化，曾幾何時，為了解決這個矛盾,大量采用固定衰減器。近幾年來無級可調(diào)式固定衰減器的質(zhì)量和工藝水平有了大幅度的提高，為了增加調(diào)節(jié)的穩(wěn)定性，不僅有020dB變化的大范圍可調(diào)衰減器，也有更精細穩(wěn)定的0lOdB的小范圍調(diào) 節(jié)衰減器，與固定衰減器的多種多樣的亮麗外型不同， 可調(diào)衰減器從開始面市到今天，大約幾十年的時間，其外型與色彩一直沒有變化, 改進的只是指標質(zhì)量，雖然可調(diào)衰減有調(diào)節(jié)方便，接觸可靠的優(yōu)點,

25、 但在中高檔光接收機中很少見它的影子， 主要原因是它沒有固定衰減 器的點睛”作用。從應(yīng)用的角度來看，最好還是采用可調(diào)衰減器，畢 竟用戶買光接收機是為了使用，而不是當花瓶欣賞，這種現(xiàn)狀也對可 調(diào)衰減器生產(chǎn)廠家敲響了警鐘，不能光提高內(nèi)在質(zhì)量，表面文章還是 要做的。（3）電調(diào)衰減器。電調(diào)衰減器是通過改變控制電壓來控制PIN管阻值的變化，實現(xiàn)衰減量的變化。電調(diào)衰減器一般都采用橋T 型網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)。每個廠家的電調(diào)衰減器網(wǎng)絡(luò)并不完全一致， 各有特色, 但基本功能的實現(xiàn)都是利用變阻二極管的變阻特性以及無源網(wǎng)絡(luò)構(gòu) 成各種組態(tài)電路。由于電調(diào)衰減器需要一穩(wěn)定的電壓， 以實現(xiàn)調(diào)節(jié)的 相對穩(wěn)定性，因此采用電調(diào)衰減器的光

26、接收機都采用高精度穩(wěn)壓的開 關(guān)電源，如果是采用模擬電源，當出現(xiàn)電壓波動時，會引起光接收機 輸出增益的波動，甚至失控。鑒于電衰減器高要求及潛在弱點，所以 在普通光接收機中并不多見，有些高檔光接收機為了增加整機賣點, 通常采用電調(diào)衰減器。5 .光接收機的均衡調(diào)節(jié)。不像放大器非有均衡調(diào)節(jié)不可，光接收機可以不加均衡器，由于光接收組件解調(diào)出來的電信號在整個工作頻段內(nèi)是平坦的，沒有斜率，因而也無須調(diào)節(jié)均衡。設(shè)有均衡調(diào)節(jié)只 有一個作用，那就是可以實現(xiàn)光接收機的半傾斜高電平輸出， 提高光 接收機的帶負載能力。如果光接收機平坦輸出，均衡器就沒有用處。鑒于幾乎所有的光接收機都加有均衡調(diào)節(jié)， 此處也講一下均衡器。均

27、 衡器是有線電視系統(tǒng)一個必不可少的常用器件， 它是由電感、電容和 電阻構(gòu)成一個橋T型四端、高通網(wǎng)絡(luò)，通過調(diào)整電抗元件可以改變幅 頻特性的傾斜度，即對低頻信號衰減大、高頻信號衰減依次減小，正 好和電纜的衰減特性相反。均衡器按工作頻率（即截止頻率）可分為 550M均衡，750M均衡等多種，按均衡量調(diào)節(jié)方式分，其又可分為 固定衰減器與可調(diào)衰減器。在光接收機應(yīng)用中主要有兩種最常用， 即固定均衡器、可調(diào)均衡器，電調(diào)均衡器很少見。（1）固定式均衡器。固定均衡器是由電感、電容和電阻等無源器件組成。固定式均衡器通 常是一個橋T型無源四端網(wǎng)絡(luò)，其克服了可變均衡器橋 T型衰減網(wǎng) 絡(luò)的不穩(wěn)定性，得到了廣泛的應(yīng)用。其

28、主要優(yōu)點是電路簡單、成本低 廉、均衡量固定，靠換用不同均衡量的均衡器實現(xiàn)均衡調(diào)節(jié)。（2）可調(diào)均衡器?？烧{(diào)均衡器是在固定均衡器的基礎(chǔ)上，用可調(diào)衰減網(wǎng)絡(luò)代替固定衰減網(wǎng)絡(luò)，并增加阻抗匹配元件而成?？烧{(diào)均 衡器可以實現(xiàn)連續(xù)均衡量的調(diào)整，使用非常方便，在光接收機中，固 定均衡器，可調(diào)均衡器都有應(yīng)用。固定均衡器靠換用不同的均衡量的 均衡器實現(xiàn)均衡調(diào)整，為了實現(xiàn)整機的模組化設(shè)計，均衡器在光接收 機中基本上都采用插件形式，外封裝一漂亮外殼，即使是可調(diào)均衡也 單獨做成一個封裝插件使用。鑒于均衡器在光接收機中不是為了實現(xiàn)靈活連續(xù)可調(diào)，以采用固定均衡器的產(chǎn)品占主流， 所配的均衡檔位也 很少，一般化3DB、5DB、8

29、DB三種。6.光接收機的頻響校正。頻響校正單元電路是光接收機的必備電路，由于光接收機中接收組件的阻抗匹配以及光探測器的平坦度差 強人意，導(dǎo)致RF輸出在工作帶寬內(nèi)平坦度不是很好，為了校正光接 收機在整個工作帶寬內(nèi)的幅頻特性，每種光接收機都設(shè)有或簡單或復(fù)雜的頻響校正器。頻響校正器將光接收機整個通帶分成36個點、 段進行補償，使得光接收機的整個通帶特性趨于平坦， 此電路的調(diào)整 必須配有專門的標準光源及測試儀器才能完成， 用戶在使用中切不可 調(diào)節(jié)頻響校正器的可調(diào)無件，盲目的調(diào)節(jié)會導(dǎo)致光接收機的平坦度惡 化。7.光接收機的雙向濾波器。目前市場上的光接收機基本上都是雙向光接收機，鑒于目前我國的現(xiàn)狀，雙向網(wǎng)

30、沒有普及，雙向光接收 機的設(shè)計也是有名無實，雙向濾波器都采用短路板代替，實現(xiàn)下行信 號的直通、回傳通道預(yù)留功能，雖然雙向光接收機的雙向功能目前不 可用，但雙向濾波器作為光接收機中的一個重要組件， 也應(yīng)有所了解。雙向濾波器的指標對光接收機的影響較大，其不僅要有良好的平坦 度、反射損耗指標，還要有極小的插損，不同廠家的產(chǎn)品，雙向濾波 器的插損有較大差異，如果插損過大，將浪費光接收機的增益。8.光接收機的回傳組件。雙向光接收機的回傳組件一般包括回傳功能放大，回傳增益均衡調(diào)節(jié)及回傳光發(fā)射模塊等組成， 鑒于商用 化的產(chǎn)品中絕大多數(shù)是雙向預(yù)留，回傳放大及均衡、增益均留有插件接口，當然回傳光發(fā)射更是光有幾個

31、功能插孔在那里， 既然是雙向光 接收機，雖然是回傳預(yù)留，雙向通道應(yīng)該能正常工作才對，實際上有 許多產(chǎn)品并沒有對回傳通道進行調(diào)試， 只是預(yù)留位置而已，一旦真正 實現(xiàn)雙向回傳功能，很多產(chǎn)品將無法升級改造，鑒于此，采購回傳預(yù) 留的雙向光接收機，一定注意對回傳功能提出要求，做到所采購的產(chǎn) 品是真正的回傳預(yù)留?；貍鞴獍l(fā)射組件因回傳功率的差異及回傳數(shù)據(jù) 或圖像的不同，采用不同檔次的回傳激光器，目前可選的回傳激光器 主要有FP激光器、DFB激光器兩種，F(xiàn)P激光器通常無致冷功能，輸 出功率很?。籇FB激光器在小4MW時也無致冷功能，而大于4MW 時，因工作電流比較大，都有溫控電路。為了保證回傳光功率的穩(wěn)定,

32、回傳光發(fā)射組件都對激光器設(shè)有自動功率控制電路。 最后講一個回傳 功能放大，有的光接收機預(yù)留有放大模塊插口， 在回傳功能升級時采 用放大模塊進行功率放大，而有的產(chǎn)品只留有幾個插孔，如果需要回 傳升級，回傳組件將集成功率放大、增益均衡調(diào)節(jié)、光發(fā)射等功能單 元，鑒于GaAs器件對數(shù)字信號的影響，回傳功率放大采用何種器件 將是一個難題，尤其是散熱，因而采用這種形式的雙向光接收機回傳 組件的質(zhì)量可靠性是一個大問題。9.光接收機的電源網(wǎng)絡(luò)模塊。電源作為光接收機的能量供應(yīng)部分，在整個光接收機電路中起著舉足輕重的作用。 好的電源能夠使光 接收機的功能發(fā)揮的更出色，光接收機采用的電源主要有兩種， 一種 是模擬電

33、源，另一種是開關(guān)電源。（1）模擬電源。模擬電源主要由 變壓器、整流、濾波、穩(wěn)壓等單元電路組成，模擬電源的穩(wěn)壓部分主要用78系列三端穩(wěn)壓集成電路構(gòu)成，由于在光接收機中采用功率倍 增模塊放大，整機的工作電流比較大，加上變壓器的功率轉(zhuǎn)換效率比 較低，在炎熱的夏季，將使光接收機的溫升比較嚴重，如果光接收組 件沒有溫控功能，將使光接收機指標劣化。鑒于模擬電源成本比較低, 中低檔的光接收機基本上都采用模擬電源。(2)開關(guān)電源。開關(guān)電源采用功率半導(dǎo)體作為開關(guān)元件，通過周期性的通斷開關(guān)，控制開關(guān)元件的占空比來調(diào)整輸出電壓， 其基 本功能電路包括輸入電路、功率變換電路、輸出電路和控制電路四部 分組成。開關(guān)電源具

34、有效率高、穩(wěn)壓特性好等諸多優(yōu)點，由于轉(zhuǎn)換效 率高，其發(fā)熱量較小，特別適合光接收機使用。開關(guān)電源技術(shù)是成熟 的，但各廠家生產(chǎn)的開關(guān)電源并不十分穩(wěn)定， 究其原因，選材是根本;為降低成本，在選材上沒有做到最好，留有足夠的余量，導(dǎo)致開關(guān)電 源屢屢損壞，給用戶帶來麻煩。模擬電源雖然發(fā)熱量大，但穩(wěn)定性較 好，這也是許多光接收機采用模擬電源的原因。 在電源網(wǎng)絡(luò)中，過壓、 過流保護是光接收機的關(guān)鍵功能電路，在光接收機的各個輸出端口一 般都加有氣體放電管作為過壓保護器件，同時在電源輸入端口還設(shè)有 壓敏電阻作為輔助過壓保護。在電源內(nèi)部，通常都加有熱敏電阻與自 復(fù)保險絲(或熔斷型保險絲)作為過流保護器件。如果是采用開關(guān)電 源，其控制電路還有過流保護功能電路，即使如此，野外型光接