專利名稱：視頻光接收機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光接收機(jī)，并且尤其涉及一種用于接收?qǐng)D像信號(hào)的視頻覆蓋(video overlay)光接收機(jī)。
背景技術(shù)：
包括1.25Gbps光收發(fā)器模塊的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)是眾所周知的。這種光收發(fā)器模塊具有其中集成了光發(fā)送裝置和光接收裝置的封裝型。這使的能夠雙向發(fā)送/接收。
上述PON使用1310nm波長(zhǎng)帶作為上行鏈路光信號(hào)的波長(zhǎng)帶，并使用1490nm波長(zhǎng)帶作為下行鏈路光信號(hào)的波長(zhǎng)帶，以進(jìn)行雙向通信。使用1550nm或1558nm波長(zhǎng)帶的PON也是眾所周知的。這種PON能夠提供到住宅的有線廣播。
連接到PON的用戶必須安裝視頻覆蓋光接收機(jī)，以便接收通過(guò)光信號(hào)發(fā)送的有線廣播和衛(wèi)星廣播。一般的視頻覆蓋光接收機(jī)包括用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的光電二極管。視頻覆蓋光接收機(jī)接收的光信號(hào)被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后被發(fā)送到具有75Ω輸入和輸出阻抗值的寬帶光放大器，以便被電纜廣播。
光電二極管具有比寬帶光放大器大得多的內(nèi)阻抗。因此，由于寬帶光放大器與光電二極管之間的阻抗差，使得由光電二極管從光信號(hào)轉(zhuǎn)換得到的電信號(hào)經(jīng)常在寬帶光放大器中被反射。寬帶光放大器與光電二極管之間的阻抗差造成了信號(hào)失真和丟失。
為了解決上述問(wèn)題，已經(jīng)使用了一種把具有75Ω阻抗值的匹配電阻器插入光電二極管和寬帶光放大器之間的方法。然而，包括這種匹配電阻器的光接收機(jī)具有嚴(yán)重的噪聲特性。
在美國(guó)專利No.6,410,902中公開(kāi)了一種包括用于改善上述噪聲特性的阻抗變換器的結(jié)構(gòu)。另外，在美國(guó)專利No.6,741,814中公開(kāi)了一種包括用于改善線性特性的平衡-不平衡變換器的結(jié)構(gòu)。
然而，阻抗變換器把被光電二極管轉(zhuǎn)換的電信號(hào)的高阻抗值變換成寬帶光放大器的75Ω阻抗值，以致阻抗變換比增大了。然而，因?yàn)榭傻玫膸捵冋?，因此光接收機(jī)不能用于超過(guò)2GHz的寬頻帶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種使用寬頻帶并具有優(yōu)良噪聲特性的視頻覆蓋光接收機(jī)。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例針對(duì)一種視頻覆蓋光接收機(jī)，該視頻覆蓋光接收機(jī)包括光接收器，用于把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；以及互阻抗放大器，該互阻抗放大器具有50Ω輸出阻抗值并用于放大電信號(hào)。


由以下連同附圖一起進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的以上及其它方面、特征和實(shí)施例將變得更加顯而易見(jiàn)，其中圖1所示為，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的視頻覆蓋光接收機(jī)的框圖；圖2所示為，圖1所示互阻抗放大器的特性曲線圖；圖3所示為，圖1所示視頻覆蓋光接收機(jī)的帶寬特性曲線圖；圖4所示為，在多個(gè)信道同時(shí)應(yīng)用于視頻覆蓋光接收機(jī)時(shí)的光信號(hào)功率分布曲線圖；圖5所示為，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的視頻覆蓋光接收機(jī)的框圖；圖6所示為，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的視頻覆蓋光接收機(jī)的框圖；以及圖7所示為，根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的視頻覆蓋光接收機(jī)的框圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參考附圖來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例。為清楚和簡(jiǎn)明起見(jiàn)，將省略在此引入的周知功能和配置的詳細(xì)說(shuō)明，因?yàn)檫@可能使本發(fā)明的主題不明顯。
圖1所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的視頻覆蓋光接收機(jī)100的結(jié)構(gòu)框圖。視頻覆蓋光接收機(jī)100包括光接收器110，用于把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；互阻抗放大器(TIA)140，其具有50Ω輸出阻抗值，以便放大電信號(hào)；以及阻抗變換器(IT)150，用于對(duì)被互阻抗放大器140放大的電信號(hào)執(zhí)行阻抗變換，以便得到75Ω輸出阻抗。接收器100也包括用于使直流(DC)接地的電阻器130，以及隔流電容器120?；プ杩狗糯笃?40具有用于接收電纜廣播(CATV)的超過(guò)870MHz的頻率帶寬，并且必須具有用于接收地面廣播(MATV)和衛(wèi)星廣播(SATV)的2.15GHz頻率帶寬。視頻覆蓋光接收機(jī)100把輸入到輸入側(cè)101的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有75Ω輸出阻抗值的電信號(hào)，并把電信號(hào)輸出到輸出側(cè)102。
互阻抗放大器140具有用于防止發(fā)生超負(fù)荷的自動(dòng)增益控制(AGC)功能。圖2顯示了圖1所示互阻抗放大器140的特性曲線圖。當(dāng)輸入電流具有低于臨界值(100μA)的幅度時(shí)，互阻抗放大器140具有高恒值的互阻抗(dVo/dli)。相反，當(dāng)具有超過(guò)臨界值的幅度的電流被輸入時(shí)，從互阻抗放大器140輸出的電信號(hào)的強(qiáng)度總是具有恒值或極小互阻抗值。當(dāng)臨界電流以上的電流被輸入時(shí)，互阻抗放大器140具有退化的線性。
電阻器130僅僅使被光接收器110轉(zhuǎn)換的電信號(hào)的直流分量接地，以防止直流分量使電信號(hào)的特性惡化。電阻器130被設(shè)置成具有幾kΩ，以便使由電阻器130引起的熱噪聲最小化以及防止互阻抗放大器140的增益特性惡化。在用于有線廣播的光信號(hào)中，對(duì)于每個(gè)信道、小信號(hào)(～10μW)被大直流(-6dBm＝250μW)攜帶，從而必須從被光接收器110轉(zhuǎn)換的電信號(hào)中消除直流分量。
當(dāng)光接收器110中輸出電流相對(duì)于光輸入的比值(響應(yīng)性)為1(A/W)，隔流電容器120把除了在電阻器130中被接地的直流(250μA)以外的電信號(hào)發(fā)送給互阻抗放大器140。然后，互阻抗放大器140放大輸入的電信號(hào)。
圖3顯示了圖1所示的視頻覆蓋光接收機(jī)的帶寬特性曲線圖。圖3所示的曲線圖是通過(guò)利用光接收器的等效模型以及在互阻抗放大器140中測(cè)量的S參數(shù)進(jìn)行模擬而獲得的。在圖3中，視頻覆蓋光接收機(jī)100具有2.48GHz帶寬。
圖4顯示了被輸入到視頻覆蓋光接收機(jī)的光信號(hào)的功率分布曲線圖。按照ITUT-G(國(guó)際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化部門)983.3光通信標(biāo)準(zhǔn)，在殘留邊帶調(diào)幅(AM-VSB)(模擬廣播)載波格式的副載波復(fù)用(SCM)光通信系統(tǒng)中，光接收機(jī)具有-6.7～7.7dBm的最小輸入功率。在圖4的曲線圖中，當(dāng)具有最多數(shù)量信道的信號(hào)被包含在具有-6dBm(250μW)平均功率的輸入光信號(hào)中并被輸入到光接收機(jī)時(shí)，全部光功率具有按照時(shí)間關(guān)于-6dBm的高斯(Gaussian)分布?？梢詫⒕哂?～500μW功率的光信號(hào)輸入到視頻覆蓋光接收機(jī)。當(dāng)光接收器110中輸出電流相對(duì)于光輸入的比值(響應(yīng)性)為1(A/W)時(shí)，0～500μA的電流被輸入到互阻抗放大器140。能夠無(wú)失真地接收具有100μA幅度的光信號(hào)的互阻抗放大器足以滿足具有有限數(shù)量信道的一般視頻覆蓋光接收機(jī)。然而，為了容納各種廣播媒介，如地面廣播、有線電纜廣播和衛(wèi)星廣播的信道，視頻覆蓋光接收機(jī)必須維持最多數(shù)量的信道，并具有50～2150MHz的帶寬范圍。為了確保如上所述的最多數(shù)量信道，互阻抗放大器必須維持相對(duì)于具有250μA幅度的光信號(hào)的線性。
因此，為了接收各種類型的廣播信號(hào)，互阻抗放大器必須確保甚至關(guān)于具有250μA強(qiáng)度的光信號(hào)的線性。為了確保具有250μA強(qiáng)度的光信號(hào)的線性，有可能使用互阻抗放大器，其具有根據(jù)從外部施加于分開(kāi)AGC端的電壓確定的與輸入光信號(hào)的功率無(wú)關(guān)的互阻抗值。
另外，對(duì)于沒(méi)有AGC功能的互阻抗放大器，可以使用恒定阻抗值(tz)。在此，Eudyna有限公司的F0100408B、F0100404B等已被用作沒(méi)有AGC功能的產(chǎn)品。
圖5所示為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的視頻覆蓋光接收機(jī)200的結(jié)構(gòu)框圖。視頻覆蓋光接收機(jī)200包括光接收器210、具有50Ω輸出阻抗的互阻抗放大器220、以及阻抗變換器230。光接收器210直接連接到互阻抗放大器220，而沒(méi)有使用諸如電阻器、隔流電容器等的分開(kāi)DC隔流裝置。阻抗變換器230以1∶1.5的比值對(duì)輸入信號(hào)執(zhí)行阻抗變換，以允許輸入信號(hào)具有75Ω的輸出阻抗。
互阻抗放大器220可以使用具有分開(kāi)AGC端VAGC的互阻抗放大器。當(dāng)電壓被施加于AGC端VAGC時(shí)，互阻抗放大器220停止AGC功能，并具有依據(jù)被施加電壓的預(yù)定互阻抗值(tz)。具有分開(kāi)AGC端的互阻抗放大器可以包括Mindspeed電力有限公司的M02016、M02013等，以及Philips有限公司的TZA3043BU等。
向時(shí)，因?yàn)榕c模擬廣播信號(hào)(AM-VSB44dB)相比，數(shù)字廣播信號(hào)具有減輕的載波噪聲比(CNR)標(biāo)準(zhǔn)(QPSK(正交相移鍵控)16dB、16-QAM(正交振幅調(diào)制)22dB、64-QAM34dB)，因此可以使接收器的輸入DC電平(最小必需功率電平，QPSK-18.3dB、64-QAM-13.6dB、256-QAM-10.5dB)降低到-10dBm以下。在這種情況下，有可能使用具有高AGC閾值電流(100μA)的互阻抗放大器。當(dāng)模擬廣播結(jié)束并且全部廣播都變成數(shù)字廣播時(shí)，有可能容納根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的最多數(shù)量信道。進(jìn)一步，在本發(fā)明第二實(shí)施例中，即使用具有一般AGC功能的放大器代替互阻抗放大器，也有可能容納最多數(shù)量的信道。
圖6所示為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的視頻覆蓋光接收機(jī)300的結(jié)構(gòu)框圖。視頻覆蓋光接收機(jī)300包括初級(jí)光接收單元310；連接到初級(jí)光接收單元310的推挽單元320；連接到推挽單元320的平衡-不平衡變換器330；以及連接到平衡-不平衡變換器330的阻抗變換器340。
初級(jí)光接收單元310包括光接收器311和互阻抗放大器312。光接收器311把接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并把電信號(hào)輸出到互阻抗放大器312?；プ杩狗糯笃?12對(duì)電信號(hào)進(jìn)行差分放大，并把放大的電信號(hào)輸出到具有50Ω輸入阻抗的推挽單元320。
平衡-不平衡變換器330把在推挽單元320中被差分放大的電信號(hào)并入一個(gè)電信號(hào)，并把合并的電信號(hào)輸出到阻抗變換器340。阻抗變換器340具有1∶1.5的阻抗變換比，并對(duì)從平衡-不平衡變換器330輸出的電信號(hào)執(zhí)行阻抗變換，以允許該電信號(hào)具有75Ω的阻抗值。同時(shí)，當(dāng)互阻抗放大器312具有足夠的增益時(shí)，可以省略推挽單元320的操作。進(jìn)一步，當(dāng)平衡-不平衡變換器330獨(dú)自變換阻抗時(shí)，也可以省略阻抗變換器340的操作。
圖7所示為根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的視頻覆蓋光接收機(jī)400的結(jié)構(gòu)框圖。視頻覆蓋光接收機(jī)400包括用于把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的光接收器410以及互阻抗放大器420。光接收器410直接連接到互阻抗放大器420。
互阻抗放大器420放大電信號(hào)，以得到供數(shù)據(jù)通信之用的75Ω阻抗值，并輸出放大的電信號(hào)。
視頻覆蓋光接收機(jī)400把輸入到輸入側(cè)401的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有75Ω阻抗值的電信號(hào)，并通過(guò)輸出側(cè)402輸出放大的電信號(hào)。
視頻覆蓋光接收機(jī)400利用具有75Ω輸出阻抗的互阻抗放大器420、而不是具有50Ω輸出阻抗的互阻抗放大器，來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。不必使用具有1∶1.5阻抗變換比的阻抗變換器。
如上所述，視頻覆蓋光接收機(jī)能夠接收超過(guò)2.0GHz的寬帶范圍的光信號(hào)，使接收的光信號(hào)的噪聲最小化，以及接收具有高線性度的光信號(hào)。
雖然為說(shuō)明性用途而描述了本發(fā)明實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不背離如伴隨權(quán)利要求中公開(kāi)的、包括本發(fā)明等效完整范圍的本發(fā)明范圍和精神的情況下，各種更改、添加和替代都是可能的。
權(quán)利要求
1.一種視頻覆蓋光接收機(jī)，包括光接收器，該光接收器被設(shè)置用于把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；以及互阻抗放大器，該互阻抗放大器具有50Ω輸出阻抗值并被設(shè)置用于放大電信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻覆蓋光接收機(jī)，其進(jìn)一步包括阻抗變換器，該阻抗變換器被設(shè)置用于以1∶1.5的比值對(duì)從互阻抗放大器輸入的50Ω電信號(hào)執(zhí)行阻抗變換，并輸出75Ω的電信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻覆蓋光接收機(jī)，其中光接收器包括光電二極管并連接到互阻抗放大器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻覆蓋光接收機(jī)，其中互阻抗放大器不包括自動(dòng)增益控制功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻覆蓋光接收機(jī)，其進(jìn)一步包括電阻器，該電阻器接地并連接到光接收器；以及隔流電容器，該隔流電容器連接在光接收器與互阻抗放大器之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的視頻覆蓋光接收機(jī)，其中互阻抗放大器包括用于禁止要被外部操作中斷的、互阻抗放大器自動(dòng)增益控制功能的自動(dòng)增益控制端。
7.一種視頻覆蓋光接收機(jī)，包括光接收器，該光接收器被設(shè)置用于把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；以及互阻抗放大器，該互阻抗放大器耦合到光接收器的輸出并被設(shè)置用于輸出要具有75Ω阻抗值的電信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的視頻覆蓋光接收機(jī)，其中互阻抗放大器不包括自動(dòng)增益控制功能。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的視頻覆蓋光接收機(jī)，其中互阻抗放大器包括用于通過(guò)外部輸入來(lái)停止自動(dòng)增益控制功能的自動(dòng)增益控制端。
10.一種視頻覆蓋光接收機(jī)，包括光接收器，該光接收器被設(shè)置用于把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；互阻抗放大器，該互阻抗放大器耦合到光接收器的輸出，并且將電信號(hào)差分放大為具有50Ω輸出阻抗和不同極性的兩個(gè)或更多電信號(hào)；以及平衡-不平衡變換器，該平衡-不平衡變換器被設(shè)置用于產(chǎn)生這樣的電信號(hào)，該電信號(hào)不包括由來(lái)自被差分放大的電信號(hào)的二次諧波引起的信號(hào)失真。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的視頻覆蓋光接收機(jī)，其進(jìn)一步包括被置于互阻抗放大器和平衡-不平衡變換器之間的推挽單元，該推挽單元被設(shè)置用于放大被差分放大的電信號(hào)并把放大的電信號(hào)輸出到平衡-不平衡變換器。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的視頻覆蓋光接收機(jī)，其中視頻覆蓋光接收機(jī)以1∶1.5的比值對(duì)相應(yīng)電信號(hào)執(zhí)行阻抗變換。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的視頻覆蓋光接收機(jī)，其中光接收器包括光電二極管。
全文摘要
一種視頻覆蓋光接收機(jī)，包括光接收器，該光接收器被設(shè)置用于把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；以及互阻抗放大器，該互阻抗放大器具有50Ω輸出阻抗值、并用于放大電信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N7/22GK1758569SQ20051007645
公開(kāi)日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2005年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月8日
發(fā)明者白宰明 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社