【摘要】基于光纤到户的普及，家用型光接收机需求量不断增加，市场需求朝着小型化、低价位、免调试的方向发展。经过一段时间设计与调试，笔者设计出一款微型家用光接收机，该设计可以满足市场需求，且可以根据不同客户的需求设计成不同的外形结构。

【关键词】FTTH;家用光接收机;光接收机;微型光接收机

伴随着广电通信系统光纤到户的逐渐覆盖，家用型光接收机（FTTH）的需求量不断增加，家用型光接收机的主要特点是输出电平低，通常70-90dBuV之间，外形尺寸小，易于安装放置。目前市场还需求在使用过程中不调试甚至免调试型的，以往的家用光接收机在使用过程中的调试，主要就是增益调试，调整一个手动衰减器旋钮（如图1所示），以稳定输出信号电平，该设计案例中增加了AGC自动增益控制电路，也就可以免调试了。其余性能参数依据广电行业标准GY-T 143-2000执行。大家都知道电子产品总的发展方向必然是小型化微型化趋势。以往的光接收机重量大多在1公斤左右，尺寸相对较大（如图1所示）。笔者多年接触该行业产品，设计出一款微型化家用光接收机，最小尺寸甚至可以做到火柴盒一样大小（如图2所示）。

图1 传统光接收机Optical Receiver

图2 微型光接收机

家用光接收机原理框图（如图3所示），光纤接入到光电管组件后，经过光电转换输出宽带RF信号，RF信号经过阻抗匹配后送第一级放大电路放大后进入AGC（自动增益控制）控制电路，AGC电路实时检测光电管的信号电流，根据信号电流的幅度大小调整电阻衰减网络的衰减量。经过AGC电路输出的信号送第二级放大电路推动输出RF信号。

图3 原理框图

图4 电路原理图

图4（有附件）为电路原理图，左边部分为从左往右依次为光电管组件、匹配电路、第一级放大电路、电子衰减网络、第二级放大电路，右边部分为自动增益控制电路，二边电路具体电气连接参照电路网络标号。供电电源为直流12V/1A，可以购买现成的电源适配器外接，也可以将电源设计到产品内部，只是采用内部电源会增大产品外形尺寸。

D1为PIN管，其主要功能就是完成光电转换，配有引出光纤尾纤，带FC/APC光纤插头。由原理图可见，12V电源经过电阻R1、传输线变压器L3、储能电感L1、L2、电阻R2为PIN管提供工作电流，当光纤中输入不断变化的光波时，D1中的电流会实时变化，转换成射频信号经L1储能，L3进行75欧姆特性阻抗变换后经C11耦合送D2进行信号放大，D2为MMIC F230，具有高增益大功率的特点。需要将12V电压变换成5V给F230供电，本设计案例中二级放大器均采用F230进行信号放大。D2输出的信号需要进行电子衰减控制，就是AGC自动增益控制，二极管D4、D5为双管高频电控型，可以通过调整偏置电压来控制其导通电阻，从而达到调整信号衰减量的目的。衰减网络主要由D4、D5以及电阻R9-R15构成。AGC的检测比较电路由以集成块IC1、IC2（LM124）为核心构成，其主要原理就是通过对PIN管送来的工作电流进行检测比较，如果PIN管的信号电流过大，IC1、IC2输出低电压通过（经网絡标号G）电阻R7、R8、电感L5控制D4、D5，由于低偏压致使D4、D5的电阻增大，衰减网络的衰减量随之增大，从而降低了第二级放大器的输入信号电平，致使最终输出电平保持恒定。反之，如果PIN管的信号电流过低了，则会减低对信号电平的衰减量，以增加D7的输出电平，最终保持终端输出恒定。

由于光纤从机房到用户距离较长，接点较多，不可避免的会出现光功率衰减，同一个小区不同的楼栋甚至不同的用户接收到的光功率都不尽相同，通常在-7～+2dBm范围内。针对这种情况，如果不设置AGC电路，当输入光功率为+2dBm时，光接收机输出的射频信号电平为94dBuV;如果输入光功率为-7dBm时，则输出的射频信号电平只有74dBuV，电平过高电视机会出现网纹，电平过低会使载噪比恶化，都影响正常收视效果，因此我们通常将家用型光接收机输出电平控制在80dBuV左右。AGC电路就是能够根据不同的输入光功率自动调整衰减，进而稳定输出电平。AGC检测比较电路由二块运放LM124组成，二组运放8级比较以提高比较输出的稳定性，网络标号OP即连接到R4，检测D1的工作电流，根据检测到的不同大小的电流值与预先设置好的8个数量级的比较器对号入座进行比较，过大则运放输出低电压，过小则输出高电压。再以该输出电压控制电阻衰减网络的衰减量，使最终输出信号电平保持稳定。

应用该原理可以把家用型光接收机设计成不同的外形结构，图5就是另外一种外形结构的接收机。其内部电路原理和图2雷同。

图5 其它外形结构家用光接收机

该设计的最大特点是可以使光接收机的结构小型化甚至微型化，安装使用及其方便。今后家用型光接收机会增加单片机嵌入控制，实现网络通讯，朝着智能化、网络化方向进一步发展。

参考文献

[1]广电行业标准GY-T 143-200《有线电视系统调幅激光发送机和接收机入网技术条件和测量方法》.

作者简介：胡志山（1978-），男，江苏东台人，大学本科，常州科然电子有限公司电子工程师，高级技师，主要研究方向：射频宽带电子产品设计、试制。