CATV光发机控制部分设计

[摘 要]光纤CATV传输技术介入有线电视，开辟了有线电视新局面的现状。高质量的光纤传输使CATV的信号质量大大提高，光纤的极大带宽使CATV网容纳的信道数大大增加，极大地丰富了收视节目。光纤CATV传输系统性能优越，技术含量高。光发机的性能是光传输系统的技术关键所在，是有线电视HFC网的关键设备。光发机的好坏不仅直接影响光纤链路的技术指标，同时也影响有线广播电视系统的技术指标。本文对CATV光发机的控制部分进行了设计。设计以Analog Device 公司的混合处理器ADuC812为核心，通过对光发机中的激光功率、激光器温度、偏置电流、制冷/制热电流、射频信号以及系统内电源进行检测，从而实现整个光发机的监测和控制。系统内的±15V电源通过专用芯片MC34063变换而来。整个设计简单、成本低、有使用价值。

[关键词]CATV，光发机，控制

中图分类号：TP317.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0082-01

1 光发机的分类

了解了光发机的基本原理我们还应该了解目前光发机的主要分类，它保证我们对光发机的情况能够做到心中有数。

按照调制方式来划分有：调频、调幅和数字调制等多种光发机，但目前用得最多的是多路调幅光发机。

按对光源的强度调制方式分类，多路调幅光光发机有直接调制型和外调制型两种；

按波长分光发机可以分为1550nm波长光发机和1310nm波长光发机两种；850nm光发机在有线广播电视系统中几乎不用。

按频率来分有：550MHz、750MHz、860MHz等光发机。

按国标对光发机产品的分类要求可以分为A类激光发机和B类激光发机两类。

按照生产的厂家的不同光发机可以分为进口光发机和国产光发机。

2 光发机的组成

光发机由五个部分组成：高频激励电路，调制与激光输出电路和电源供应电路以及相应的CPU控制和状态监测线路、显示面板等五部分组成。

3 激光器

（1）激光器的组成

激光器是产生激光的装置，主要包括激活物质、泵浦系统和谐振腔三个部分。泵浦系统向工作物质输送能量，使其实现粒子反转，而谐振腔则使受激辐射光不断被放大，以至输出稳定的激光。激光器应用于有线电视中，需要在各种环境条件下都能长时间连续工作，因而要求激光器应能输出较高的连续光功率。

（2）激光器组件的结构及原理特性

在CATV光发机中采用的激光器是一个包含激光器管芯、光隔离器、尾纤、半导体制冷器、热敏电阻、光探测器的综合体，在这里最恰当的名称应称为激光器组件，而不应称为激光器，激光器组件的结构图如图3.1所示。以下举例的激光器组件是采用14PIN蝶型管壳金属化封装的激光器组件，其内部集成1310nm光波的直接调制DFB激光器芯片、热敏电阻、致冷器、背光探测器及光隔离器。

事实上，上述举例的激光器组件的结构是一种通用的结构，无论是国产的激光器还是进口的激光器，其管脚功能和上述结构是一致的，也就是说所有的激光器组件是可以互相替换的，无需更改光发机的电路结构。为了深刻理解激光器组件各部分的原理特性，

ADuC812引脚排列与引脚说明

此设计中，主要应用P1口，即P1.0～P1.7，其中端口1仅为8位输入端口。与其他端口不同，端口1缺省为模拟输入端口，为了把这些端口的任一个引脚配置为数字输入，应把“0”写端口值。

（3）模拟量输入电路设计

本部分电路有8路模拟输入信号，分别是：激光功率检测、偏置电流检测、激光器温度检测、激光器制冷/制热电流检测、射频信号检测，以及系统内电源+5，-5和+15V的监控。

输入到系统的信号，除了电源之外，都已经经过调理电路的处理，统一为0～5V信号。由于系统内设置的精密参考电源为2.5V，因而需要将8路输入信号经过本部分设计电路的变换后，进入微处理器的模拟输入通道，进行AD转换。因而，本部分电路设计实现检测信号到0～2.5的系统识别信号幅度的变换。

1）激光功率检测电路：

通过电位器调整系统检测信号值和实际测量的功率值对应。具体电路见图3.2。

2）偏置电流检测

实际输入信号已经变换为电压信号，信号幅度为0～2.5V。因而这里设计的是一个跟随器电路，不对信号大小进行变换，信号经跟随器电路缓冲之后，进入AD转换器，可以减小电路损耗，提高检测精度。

设计电路见图3.3。

3）激光器温度检测

激光器温度经过热电偶检测以及条例电路变换后，输出为0～5V的信号，这里，采用有跟随器的分压电路，实现信号幅度从0～5V到0～2.5V的变化。

激光器制冷/制热电流检测、射频信号检测，以及系统内电源+5V电源检测与此电路原理相同，不再赘述。

总结

本设计对CATV光发机控制部分设计进行了探讨。光发机的性能是光传输系统的技术关键所在，光发机的任务是把从前端送来的高频电视信号变成光信号，使其能在光导纤维中传输。光发机是有线电视HFC网的关键设备，光发机的好坏不仅直接影响光纤链路的技术指标，同时也影响有线广播电视系统的技术指标，是进行有线广播电视HFC网日常维护的依据。长期以来， 高质量的光纤传输使CATV的信号质量大大提高，光纤的极大带宽使CATV网容纳的信道数大大增加，极大地丰富了收视节目。

本设计以ADuC812为核心，通过对光发机中的激光功率、激光器温度、偏置电流、制冷/制热电流、射频信号以及系统内电源进行检测。主要设计的电路有8路模拟输入信号，分别是：激光功率检测、偏置电流检测、激光器温度检测、激光器制冷/制热电流检测、射频信号检测，以及系统内电源+5，-5和+15V的监控，从而实现整个光发机的监测和控制。

参考文献

[1] 秦喜峰，宋平.广电1550nm干线模拟电视传输[N].有线电视技术，2007：11-14.

[2] 诸波，陆毓胜.光发射中预失真电路实验研究[N].江苏通信技术，2008：10-13.