專(zhuān)利名稱(chēng)：自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字通信技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種具有完善自適應(yīng)功能的突發(fā)信號(hào) 接收再生放大器。它將輸入的突發(fā)數(shù)字電壓信號(hào)流進(jìn)行放大處理，使突發(fā)信號(hào)在 突發(fā)再生放大器的輸出端得以幅度再生，即輸出信號(hào)流所有比特的電平和相位關(guān) 系能夠被后續(xù)的數(shù)字處理電路或模塊正確識(shí)別。
背景技術(shù)：
自從數(shù)字通信被發(fā)明以來(lái)，突發(fā)數(shù)字信號(hào)的傳輸，不論是光傳輸還是電傳輸， 都是一大難題，之所以成為難題，主要是突發(fā)信號(hào)接收和再生放大器 (Regeneration Ampl迅er)難以實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的數(shù)字傳輸技術(shù)是將原本具有突發(fā)特性 的信源信號(hào)，先經(jīng)過(guò)信道處理，如擾碼和信道編碼，使突發(fā)的信源信號(hào)流轉(zhuǎn)變?yōu)?隨機(jī)平衡信號(hào)流，即信號(hào)幅度和傳號(hào)率隨時(shí)間統(tǒng)計(jì)無(wú)快速變化的信號(hào)流，亦即信 號(hào)流平均能量隨時(shí)間基本穩(wěn)定的信號(hào)流，然后再進(jìn)行傳輸，其代價(jià)是增加了傳輸 設(shè)備的復(fù)雜程度和制造及維護(hù)成本。隨著光通信技術(shù)的推廣和社會(huì)信息化的進(jìn) 展，光纖用戶(hù)接入網(wǎng)和光纖到戶(hù)的需求日益迫切，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)成為光接 入網(wǎng)最終解決方案已是世界共識(shí)。而PON系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，就是突發(fā)信號(hào) 的接收再生，其包括突發(fā)光接收前置放大器和本發(fā)明所涉及的突發(fā)信號(hào)再生放大 器(也稱(chēng)后置放大器)，其中，突發(fā)光接收前置放大器的功能是將突發(fā)光信號(hào)接 收并不失真地將其轉(zhuǎn)換成突發(fā)的電壓信號(hào)，而突發(fā)信號(hào)接收再生放大器的作用是 將上述突發(fā)電壓信號(hào)進(jìn)一步放大，并使各種不同幅度的突發(fā)電壓信號(hào)再生為具有 統(tǒng)一的數(shù)字邏輯電平的電壓信號(hào)，即其輸出信號(hào)幅度均為同一數(shù)字邏輯電平，例 如TTL電平、PECL電平、LVPECL電平等等。
突發(fā)信號(hào)接收再生放大器是一種較新的技術(shù)裝置，目前其主要用于光纖接入 網(wǎng)，即無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)，其中包括EPON和GPON?，F(xiàn)有技術(shù)推動(dòng)了 PON的 應(yīng)用和發(fā)展，尤其是EPON的推廣應(yīng)用。但現(xiàn)有技術(shù)仍存在不足，例如接收靈 敏度較傳統(tǒng)的隨機(jī)平衡信號(hào)接收機(jī)的接收靈敏度低，且多數(shù)技術(shù)仍不適用與 GPON。部分技術(shù)(如可變門(mén)限突發(fā)信號(hào)接收機(jī))不具備自適應(yīng)能力等。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的接收靈敏度低、無(wú)自適應(yīng)能力的問(wèn)題，本發(fā)明提 供一種自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，以達(dá)到提高接收靈敏度、自適應(yīng)工作的 目的。
為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，具有突 發(fā)信號(hào)輸入端和再生信號(hào)輸出端，用于向負(fù)載電路提供信號(hào)幅度統(tǒng)一的數(shù)字邏輯 電平，所述自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器的特征在于包括-
從突發(fā)信號(hào)輸入端接收突發(fā)信號(hào)的高通濾波電路，用于將突發(fā)信號(hào)的基線推 移至信號(hào)幅度的平均中線，以使信號(hào)能量平均分布在已處于平均中線位置的基線 的上下方，且高通時(shí)間常數(shù)小于所述輸入突發(fā)信號(hào)的1比特時(shí)間；
等效輸出阻抗值為定值的平衡放大電路，與所述高通濾波電路輸出端相連 接，用于將所述高通濾波電路的輸出的小信號(hào)進(jìn)行放大而大信號(hào)進(jìn)行限幅處理， 其使經(jīng)過(guò)處理后的信號(hào)的基線仍為信號(hào)幅度的平均中線；
與所述平衡放大電路輸出端相連接的正反饋放大電路，包括放大電路和連于 放大電路輸入及輸出端的低通正反饋回路，用于消除所述平衡放大電路的輸出信 號(hào)中因交流耦合電路和高通濾波電路所引起的信號(hào)失真，從而使信號(hào)中的低頻和 直流分量得以再生，且所述低通正反饋回路的低通時(shí)間常數(shù)與所述高通時(shí)間常數(shù) 相同。
本發(fā)明將輸入的突發(fā)電壓信號(hào)通過(guò)高通濾波電路將幅度不同的突發(fā)電壓信 號(hào)的基線推移至信號(hào)中線，從而得到一條統(tǒng)一的識(shí)別不同幅度突發(fā)信號(hào)的基準(zhǔn) 線。平衡放大電路對(duì)上述經(jīng)基線推移的小信號(hào)放大，對(duì)大信號(hào)限幅。正反饋放大 電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大限幅，再生由于上述交流耦合和高通網(wǎng)絡(luò)傳遞而損失的信號(hào) 低頻分量及直流分量。從而使幅度不同的輸入突發(fā)信號(hào)再生為具有統(tǒng)一邏輯電平 的數(shù)字信號(hào)。其信號(hào)輸入到信號(hào)放大再生輸出整個(gè)過(guò)程均自動(dòng)完成，無(wú)需外部干 預(yù)，因而具有完善的自適應(yīng)功能。且該突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，如上所述，是
通過(guò)一系列高低通濾波器和多級(jí)放大電路組合，實(shí)現(xiàn)突發(fā)信號(hào)逐比特恢復(fù)，響應(yīng) 速度快，不存在響應(yīng)時(shí)延，可適用于各種線路碼型的突發(fā)信號(hào)流的接收再生放大。 作為對(duì)上述技術(shù)方案的完善和補(bǔ)充，本發(fā)明進(jìn)一步釆取如下技術(shù)措施或是這 些措施的任意組合所述高通濾波電路通過(guò)一交流耦合電路與突發(fā)信號(hào)輸入端相連，該交流耦合 電路包括輸入信號(hào)控制電路，用于將耦合輸入的信號(hào)中幅度低于一固定值的信號(hào) 無(wú)衰減通過(guò)，而幅度高于所述固定值的信號(hào)予以衰減后通過(guò)；及射極跟隨器，用
于將所述輸入信號(hào)控制電路輸出的信號(hào)送入所述高通濾波電路。其中，所述交流 耦合電路的耦合時(shí)間常數(shù)至少大于所述高通濾波器的高通時(shí)間常數(shù)1個(gè)數(shù)量級(jí)。 所述輸入信號(hào)控制電路包括二極管。
所述交流耦合電路還包括與所述輸入信號(hào)控制電路相連接的射極跟隨器。 所述交流耦合電路為電容耦合電路。
所述正反饋放大電路的輸出端與再生信號(hào)輸出端之間設(shè)有輸出緩沖電路，用 于將所述正反饋放大電路與所述負(fù)載電路相隔離。
所述的高通濾波電路由連于交流耦合電路輸出端的濾波電容和平衡放大電 路的等效輸入阻抗構(gòu)成。
當(dāng)接入的突發(fā)信號(hào)為差分互補(bǔ)信號(hào)時(shí)，所述平衡放大電路包括差分放大電路 和用于將所述差分放大電路的輸出信號(hào)反饋回輸入端以消除正負(fù)相信號(hào)增益不 平衡的平衡控制負(fù)反饋回路。
所述平衡放大電路中的差分放大電路包括串聯(lián)的第一差分放大器和第二差 分放大器，所述的平衡控制負(fù)反饋回路包括依次相連的緩沖隔離電路、差模抑制 濾波器和比較放大器。
所述平衡放大電路還包括連接在所述第二差分放大器輸出端的兩射極跟隨 器及分別連接在所述兩射極跟隨器輸出端且用于使正負(fù)相的等效輸出阻抗都為 定值的正相穩(wěn)定電阻和負(fù)相穩(wěn)定電阻。
所述的低通正反饋回路包括連接在所述平衡放大電路輸出端的正相和負(fù)相 的反饋電阻和連接在所述反饋電阻輸入端的低通濾波器。
所述正反饋放大電路中的放大電路包括串聯(lián)的第三差分放大器和第四差分 放大器。
所述正反饋放大電路還包括分別與所述第三差分放大器輸出端相連接且用 于將所述第三差分放大器的信號(hào)送入第四差分放大器的射極跟隨器。
還包括一連接在所述正反饋放大電路輸出端的監(jiān)測(cè)告警電路，用于當(dāng)正反饋 放大電路輸出的信號(hào)中斷時(shí)發(fā)出告警信號(hào)。所述的監(jiān)測(cè)告警電路包括
緩沖隔離電路，與正反饋放大電路輸出端相連，用于隔離監(jiān)測(cè)告警電路對(duì)正 反饋放大電路的影響；
與緩沖隔離電路相連的微分電路，用于隔離緩沖隔離電路靜態(tài)輸出電平的不 確定性；
連于微分電路輸出端的施密特基線再生電路，用于將微分電路的微分脈沖信 號(hào)轉(zhuǎn)換成有穩(wěn)定直流基線的數(shù)字信號(hào)；
連于施密特基線再生電路輸出端的直流耦合峰值檢波電路，用于對(duì)施密特基 線再生電路的輸出信號(hào)進(jìn)行峰值檢波，避免交流耦合帶來(lái)的基線波動(dòng)；
連于直流耦合峰值檢波電路輸出端的放大輸出電路，用于將直流耦合峰值檢 波電路的輸出信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所要求的數(shù)字電平，輸出監(jiān)測(cè)告警信號(hào)；
連于施密特基線再生電路輸出端與輸入端之間的自動(dòng)復(fù)位電路，用于將施密 特基線再生電路輸出的超時(shí)高電平信號(hào)反饋回施密特基線再生電路的輸入端，生 成低電平信號(hào)輸出。
需要偏置電壓的各電路的偏置電壓由一具有溫度補(bǔ)償和工藝偏差補(bǔ)償?shù)钠?置電壓源提供。
有益效果本發(fā)明通過(guò)一系列高低通濾波器和多級(jí)放大器組合，實(shí)現(xiàn)突發(fā)信 號(hào)逐比特恢復(fù)，響應(yīng)速度快，響應(yīng)時(shí)延可以忽略，從而可以有效壓縮突發(fā)信號(hào)的 包間間隙，提高信道的帶寬利用率，并適用于各種碼型傳輸，例如EPON、GPON, 隨機(jī)平衡信號(hào)流等。從信號(hào)輸入到再生輸出的整個(gè)回路增益高，其電壓增益可達(dá) 50dB，且通過(guò)優(yōu)化電路中各級(jí)高低通濾波器使整個(gè)放大再生回路具有良好的噪 聲抑制能力，從而提高了接收靈敏度；信號(hào)輸入到信號(hào)放大再生輸出整個(gè)過(guò)程均 自動(dòng)完成，無(wú)需外部干預(yù)(如外部提供復(fù)位信號(hào)等)，具有完善的自適應(yīng)功能； 本發(fā)明還具有小信號(hào)檢出能力和較大的突發(fā)電壓信號(hào)輸入動(dòng)態(tài)范圍。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的原理框圖2為本發(fā)明突發(fā)信號(hào)再生過(guò)程主要波形圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的電路圖；圖4為本發(fā)明平衡控制負(fù)反饋回路的電路結(jié)構(gòu)框圖； 圖5為本發(fā)明監(jiān)測(cè)告警電路的電路結(jié)構(gòu)框圖； 圖6為本發(fā)明TDMA通道狀態(tài)監(jiān)測(cè)示例圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示的自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，其中1、 2為其兩個(gè)差分互 補(bǔ)突發(fā)信號(hào)的輸入端，l為正相輸入，2為負(fù)相輸入，兩個(gè)較大的耦合電容3、 4 容量相等，分別連接兩個(gè)輸入端，與后級(jí)輸入阻抗構(gòu)成對(duì)稱(chēng)的較大的交流耦合常 數(shù)，使輸入信號(hào)交流耦合至下一級(jí)電路。
輸入信號(hào)控制電路5的作用是使小信號(hào)以0dB增益通過(guò)，而對(duì)大信號(hào)衰減， 以避免大信號(hào)引起后級(jí)電路輸入過(guò)載，減少大信號(hào)失真，增加本發(fā)明突發(fā)信號(hào)接 收再生放大器的輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍。
兩個(gè)相等的電容6、 7的容量足夠小，兩個(gè)相等的電阻8、 9實(shí)際為后續(xù)電路 的等效輸入阻抗。電容6、 7和電阻8、 9構(gòu)成兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的高通濾波器，其高通時(shí) 間常數(shù)足夠小，例如約等于被傳輸信號(hào)的二分之一比特。兩個(gè)高通的輸入端分別 與上述輸入信號(hào)控制電路的輸出端連接。上述輸入信號(hào)控制電路的輸出信號(hào)，經(jīng) 過(guò)該高通濾波器網(wǎng)絡(luò)后，其基線被推移至不同幅度的突發(fā)信號(hào)的中心線，因而得 到一條對(duì)不同幅度突發(fā)信號(hào)完全統(tǒng)一的幅度識(shí)別基準(zhǔn)線。
第一差分放大器10與第二差分放大器11串聯(lián)，其差分互補(bǔ)輸入端分別與上 述高通網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)輸出端連接。 一個(gè)平衡控制負(fù)反饋回路12跨接于該平衡差分 放大器的輸出和輸入端。該平衡控制負(fù)反饋回路12檢出平衡差分放大器輸出端 的直流偏差，負(fù)反饋到第一差分放大器的輸入端，以此保證差分放大器的良好平 衡特性，提高其共模抑制比，降低電路噪聲。由第一差分放大器10、第二差分 放大器11和平衡控制負(fù)反饋回路12組成平衡放大電路，其輸出電壓直流偏差小 于或等于lmV。該平衡差分放大器將上述高通的輸出信號(hào)放大，電壓增益約為 35dB，并確保不同幅度的突發(fā)信號(hào)幅度識(shí)別的統(tǒng)一基準(zhǔn)線始終保持在信號(hào)中線。 在此，所述的平衡放大電路由兩級(jí)差放構(gòu)成，而在實(shí)際實(shí)施中所述的平衡放大電 路可以由nl級(jí)差放串聯(lián)構(gòu)成，其中nl.為正整數(shù)1,2，3....。
兩個(gè)電阻13、 14連接在上述平衡差分放大器的兩個(gè)互補(bǔ)輸出端，使上述平衡差分放大器的輸出阻抗為設(shè)定值，以利于確定下述正反饋放大器的反饋量。
正反饋放大電路，其由第三差分放大器15和第四差分放大器16串聯(lián)，正反 饋放大電路輸入端與上述電阻13、 14連接，經(jīng)上述平衡差分放大器放大后的信 號(hào)，直接傳輸至回路的輸入端，第三差分放大器15和第四差分放大器16對(duì)其進(jìn) 行放大，放大后的信號(hào)從輸出端經(jīng)過(guò)一個(gè)低通濾波器網(wǎng)絡(luò)17和電阻器18、 19 正反饋到第三差分放大器15的兩個(gè)互補(bǔ)輸入端，從而構(gòu)成正反饋放大電路，其 正反饋量由電阻18、 19和上述電阻13、 14之間的比例確定。通過(guò)這一正反饋放 大電路，消除上述交流耦合和上述高通網(wǎng)絡(luò)引起的信號(hào)失真，再生信號(hào)中的低頻 分量和直流分量，通過(guò)優(yōu)化反饋低通的頻響和正反饋量，經(jīng)過(guò)正反饋放大電路放 大后的信號(hào)具有良好的相位抖動(dòng)特性和良好的信噪比，并使突發(fā)信號(hào)再生為一致 的幅度輸出。正反饋放大電路的電壓增益約為18dB。在此，所述的正反饋放大 電路由兩級(jí)差放串聯(lián)構(gòu)成，在實(shí)際實(shí)施中，其可以通過(guò)n2級(jí)差放構(gòu)成，其中n2 為正整數(shù)1,2,3....。
監(jiān)測(cè)告警電路20，其輸入端與上述正反饋放大電路的正相輸出連接，在本 發(fā)明用于對(duì)多點(diǎn)信號(hào)(多信源信號(hào))接收時(shí)，其可以用來(lái)監(jiān)測(cè)每個(gè)輸入通道的信 號(hào)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號(hào)中斷時(shí)發(fā)出告警電平。在一些情況下，其輸入端亦可與上述 正反饋放大電路的負(fù)相輸出連接，此時(shí)只需要在監(jiān)測(cè)電路中進(jìn)行相應(yīng)的正負(fù)極性 處理即可。
輸出緩沖電路21和輸出端22、 23。其輸入端與上述正反饋放大電路的輸出 端連接。其主要作用之一是將上述正反饋放大電路與輸出端隔離，以避免輸出負(fù) 載的影響，保證回路穩(wěn)定工作。其作用之二是輸出設(shè)定的數(shù)字邏輯電平信號(hào)。輸 出端22和23作為本發(fā)明突發(fā)信號(hào)接收再生放大器的再生信號(hào)輸出端口 ，即幅度 再生后的突發(fā)信號(hào)由22和23輸出，其中22為正相輸出，23為負(fù)相輸出。
如圖2，其表示本發(fā)明突發(fā)信號(hào)接收再生放大器較佳實(shí)施例中信號(hào)再生過(guò)程 主要波形圖。圖中波形a，b,c,d,e均以正相信號(hào)為例。
參照?qǐng)D1和圖2,對(duì)照?qǐng)D2中的波形與圖1中信號(hào)再生過(guò)程的相應(yīng)位置，可 以清楚表明突發(fā)信號(hào)在本發(fā)明提供的突發(fā)信號(hào)接收再生放大器較佳實(shí)施例中的 幅度再生過(guò)程。圖2a為輸入突發(fā)信號(hào)波形，該波形在圖1中的對(duì)應(yīng)位置為輸入 端1，顯然該波形不能直接被平衡差分放大器放大，否則部分信號(hào)會(huì)丟失。圖2b為輸入信號(hào)先經(jīng)過(guò)上述輸入信號(hào)控制電路、高通網(wǎng)絡(luò)處理，再經(jīng)過(guò)上述平衡 差分放大器放大后的信號(hào)波形，該波形在圖1中的對(duì)應(yīng)位置為上述第二差分放大 器ll的正相輸出端。從圖2b可見(jiàn)，該被形中的不同幅度信號(hào)有一條統(tǒng)一的基準(zhǔn) 識(shí)別線(0線)，如圖中虛線所示。信號(hào)能量在O線上下方均勻分布。圖2c為上 述正反饋放大電路中低通反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出信號(hào)波形，即正反饋信號(hào)波形。該波形 在圖1中的對(duì)應(yīng)位置為低通網(wǎng)絡(luò)17的正相輸出端。圖2d為圖2b與圖2c兩個(gè)波 形相加后的波形，即d二b + c。從圖中可以看到，b,c相加后，已基本消除由上 述交流耦合和高通網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的信號(hào)失真。該波形2d對(duì)應(yīng)于上述正反饋放大電路 的正相輸入端即第三差分放大器15的正相輸入端。圖2e為經(jīng)上述正反饋放大電 路放大限幅再經(jīng)輸出緩沖電路輸出的信號(hào)波形，其對(duì)應(yīng)于圖1中的位置為輸出端 22。圖中可以看到，至此不同幅度的突發(fā)信號(hào)已經(jīng)完成幅度再生，輸出信號(hào)為設(shè) 定的數(shù)字邏輯電平信號(hào)。 .
圖3表示的本發(fā)明實(shí)施例中，兩個(gè)電容器C1和C2，分別與兩個(gè)電阻器R1， R2串聯(lián)連接，兩個(gè)方向相反的二極管Dl和D2并聯(lián)后跨接于Rl和R2的另兩 個(gè)端點(diǎn)，電阻器R3， R4相互串聯(lián)后跨接于并聯(lián)二極管D1、 D2的兩端。兩個(gè)電 阻器R5、 R6相互串聯(lián)，R5的另一端連接電源VCC， R6的另一端接地。R3、 R4的串聯(lián)連接點(diǎn)與R5、 R6的串聯(lián)連接點(diǎn)相連接。晶體管Q1，其集電極接電源 VCC,其發(fā)射極通過(guò)一個(gè)電阻器R7接地，其基極與二極管Dl的正極及D2的 負(fù)極連接，構(gòu)成一個(gè)射極跟隨器。晶體管Q2其集電極接電源VCC，其發(fā)射極通 過(guò)一個(gè)電阻器R8接地，其基極與二極管Dl的負(fù)極及D2的正極連接，構(gòu)成另 一個(gè)射極跟隨器。
按上述連接，構(gòu)成一個(gè)交流耦合輸入的差分互補(bǔ)輸入信號(hào)控制電路。合理選 擇C1、 C2和電阻R1 R8的參數(shù)，射極跟隨器使交流耦合時(shí)間常數(shù)足夠大，以 致當(dāng)至少72比特連號(hào)脈沖通過(guò)時(shí)，其頂部?jī)A斜量不超過(guò)脈沖幅度的5%。差分互 補(bǔ)信號(hào)的正相信號(hào)從C1輸入，負(fù)相信號(hào)從C2輸入。當(dāng)輸入信號(hào)幅度小于D1、 D2的導(dǎo)通電壓時(shí)，Dl、 D2不導(dǎo)通，且R1、 R2阻值較R3、 R4的阻值小一個(gè)數(shù) 量級(jí)，所以輸入信號(hào)無(wú)衰減通過(guò)，并從Q1和Q2的發(fā)射極輸出。當(dāng)輸入信號(hào)幅 度大于等于Dl、 D2的導(dǎo)通電壓時(shí)，Dl或D2導(dǎo)通，所以輸入信號(hào)被衰減，衰 減后的信號(hào)從Q1和Q2的發(fā)射極輸出。在一些情況下，該差分互補(bǔ)輸入信號(hào)控制電路可以省略，突發(fā)信號(hào)直接從電容器C3和C4接入后續(xù)電路。
晶體管Q3、 Q4、 Q5和電阻器R9、 RIO、 Rll、 R12、 R13、 R14、 R15構(gòu)成 本發(fā)明實(shí)施例電路的第一差分放大器，其中Q3、 Q4的發(fā)射極與Q5的集電極連 接，Q3、 Q4的集電極分別通過(guò)電阻R.ll和R12連接電源VCC， Q5的發(fā)射極通 過(guò)電阻R13接地。Q5作為差分放大器的恒流源，其基極連接Vbias， Vbias為本 發(fā)明電路中專(zhuān)為各級(jí)差分放大器恒流源設(shè)定的一個(gè)具有溫度補(bǔ)償和工藝偏差補(bǔ) 償功能的偏置電壓源。R9和R10相互串聯(lián)后，R9的另一端接VCC, R10的另 一端接地。R9和R10的串聯(lián)連接點(diǎn)與晶體管Q3的基極連接，為Q3提供基極偏 置電壓。R14與R15相互串聯(lián)后，R14的另一端接電源VCC， R15的另一端接 地，R14、 R15串聯(lián)連接點(diǎn)與晶體管Q4的基極連接，為Q4的基極提供偏置電壓。 另外，電容器C3的兩端分別與Q3的基極以及上述晶體管Ql的發(fā)射極連接； 電容器C4的兩端分別與Q4的基極以及上述晶體管的Q2的發(fā)射極連接。
按上述連接，電容器C3和與晶體管Q3基極相連接的等效阻抗構(gòu)成一個(gè)高 通濾波器，其將上述晶體管Ql發(fā)射極輸出的正相信號(hào)耦合至上述晶體管Q3的 基極，即上述差分放大器的正相輸入端。電容器C4和與晶體管Q4基極相連接 的等效阻抗構(gòu)成另一個(gè)高通濾波器，其將上述晶體管Q2發(fā)射極輸出的負(fù)相信號(hào) 耦合至上述晶體管Q4的基極，即上述第一個(gè)差分放大器的負(fù)相輸入端。在此， 兩個(gè)高通濾波器的特征是其高通時(shí)間常數(shù)相等，且足夠小，約為相應(yīng)傳輸信號(hào) 的1/2比特 1比特。即其時(shí)間常數(shù)t小于等于1比特，以使幅度不同的突發(fā)信號(hào) 經(jīng)高通傳輸后，信號(hào)基線被推移至信號(hào)幅度的平分線，信號(hào)能量在基線的上下方 平均分布，以便對(duì)信號(hào)進(jìn)行平衡差分放大。在此由于高通時(shí)間常數(shù)較上述電容 Cl、 C2交流耦合時(shí)間常數(shù)小一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，所以，其高通傳遞函數(shù)受交流耦 合時(shí)間常數(shù)的影響可以忽略，即小信號(hào)從上述電容C1， C2輸入經(jīng)上述輸入信號(hào)
控制電路到高通輸出的信號(hào)傳遞函數(shù)仍為單級(jí)高通傳遞函數(shù)，其傳遞函數(shù)為 H(w)l且
<formula>formula see original document page 12</formula> ............................. (1)
式(1)中j為復(fù)數(shù)因子，"為信號(hào)中各頻率分量的角頻率。晶體管Q6、 Q7和電阻器R16、 R17構(gòu)成兩個(gè)射極跟隨器。其中Q6的集電 極接電源VCC，其發(fā)射極通過(guò)電阻R16接地，其基極與上述晶體管Q4的集電 極連接。Q7的集電極接電源VCC，其發(fā)射極通過(guò)電阻R17接地，其基極與上述 晶體管Q3的集電極連接。
按上述連接，構(gòu)成兩個(gè)射極跟隨器，其將經(jīng)上述第一個(gè)差分放大器放大的信 號(hào)傳輸輸出至下級(jí)電路，其中Q6的發(fā)射極輸出正相信號(hào)，Q7的發(fā)射極輸出負(fù) 相信號(hào)。這兩個(gè)射極跟隨器的作用是推移上述第一差分放大器輸出的直流工作 點(diǎn)，使之與后級(jí)電路輸入端工作點(diǎn)匹配。同時(shí)降低了上述第一個(gè)差分放大器的輸 出阻抗。
晶體管Q8， Q9的發(fā)射極與晶體管Q10的集電極連接，Q8的集電極通過(guò)一 個(gè)電阻器R18連接電源VCC， Q9的集電極通過(guò)電阻器R19連接電源VCC， Q10 的發(fā)射極通過(guò)電阻器R20接地。Q10的基極連接偏置電壓源Vbias， Q8、 Q9的 基極分別與上述晶體管Q6、 Q7的發(fā)射極連接。
按上述連接晶體管Q8、 Q9、 Q10及電阻器R18、 R19、 R20構(gòu)成本發(fā)明實(shí) 施例電路的第二差分放大器。上述射申M艮隨器的輸出信號(hào)被傳輸?shù)皆摬罘址糯笃?的TH負(fù)相輸入端即Q8和Q9的基極并被該差分放大器進(jìn)一步放大或?qū)ΨQ(chēng)限幅。 被其放大或放大限幅后的互補(bǔ)差分信號(hào)分別從Q8和Q9的集電極輸出。
一個(gè)平衡控制負(fù)反饋回路跨接在上述第二差分放大的輸出端和上述第一差 分放大器的輸入端，即平衡控制負(fù)反饋回路的兩個(gè)輸入端分別與上述晶體管Q8、 Q9的集電極連接，其兩個(gè)輸出端分別與上述晶體管Q3、 Q4的基極連接，后面 有專(zhuān)門(mén)補(bǔ)充，將較詳細(xì)描述平衡控制的電路結(jié)構(gòu)和作用方式。
按上述連接，平衡控制檢測(cè)上述第二差分放大器兩個(gè)差分互補(bǔ)輸出端之間的 直流電壓偏差，并將這一偏差放大后負(fù)反饋至上述第一差分放大器的輸入端，疊 加在這一直流電壓偏差上的交流分量被濾除，相應(yīng)濾波器的高頻端截止頻率至少 低于被傳輸信號(hào)比特頻率fb的1/104，從而對(duì)交流信號(hào)不產(chǎn)生影響。以此消除由 于電路元件工藝偏差而弓I起的差分放大器正負(fù)相增益不平衡，提高共模抑制比， 降低電路噪聲，從而提高電路檢出小信號(hào)的能力即提高檢出靈敏度。
如上所述，由上述第一差分放大器，第二差分放大器、射 跟隨器以及平衡 控制負(fù)反饋回路組成平衡放大電路，其特征是互補(bǔ)輸出端直流電壓偏差小于等于lmV，正負(fù)相交流電壓增益偏差約等于零。串聯(lián)放大電壓增益A"35dB。
晶體管Qll，其集電極連接電源VCC，其發(fā)射極通過(guò)電阻器R22接地，其
基極與上述晶體管Q9的集電極連接。晶體管Q12，其集電極連接電源VCC，其
發(fā)射極通過(guò)電阻器R21接地，其基極與上述晶體管Q8的集電極連接。
按上述連接，由Qll、 Q12、電阻器R21和R22構(gòu)成兩個(gè)射極跟隨器，這兩
個(gè)射極跟隨器將經(jīng)過(guò)上述兩級(jí)串聯(lián)平衡差分放大器放大或放大限幅的信號(hào)傳輸
至后續(xù)電路。其中Qll的射極輸出正相信號(hào)，Q12的射極輸出負(fù)相信號(hào)。
電阻器R23的一端與上述晶體管Qll的發(fā)射極連接，其另一端與下述后續(xù)
電路連接。電阻器R24的一端與上述晶體管Q12的發(fā)射極連接，其另一端與下
述后續(xù)電路連接。
按上述連接，與上述晶體管Qll、 Q12相應(yīng)的射極跟隨器的輸出信號(hào)將經(jīng)過(guò) 電阻器R23、 R24傳輸并輸出至下一級(jí)電路，也就是說(shuō)電阻器R23、 R24的一端 為差分信號(hào)輸入端，另一端為輸出端，其作用是使相應(yīng)的輸出阻抗為穩(wěn)定的設(shè)定 值，其約等于R23和R24的阻值。這樣便于量化下述正反饋放大器的反饋量。
晶體管Q13、 Q14的發(fā)射極與晶體管Q15的集電極連接。Q13、 Q14的集電 極分別通過(guò)電阻器R25和R26連接電源VCC， Q15的發(fā)射極通過(guò)電阻器R27接 地，Q15的基極連接偏置電壓Vbias。 Q13、 Q14的基極分別與上述電阻器R23、 R24的輸出端連接。
按上述連接，晶體管Q13、 Q14、 Q15和電阻器R25、 R26、 R27構(gòu)成本發(fā) 明實(shí)施例電路的第三差分放大器。被上述兩極串聯(lián)平衡差分放大器(第一和第二) 處理后的信號(hào)經(jīng)過(guò)上述電阻器R23、 R24傳輸至第三差分放大器的輸入端。
晶體管Q16、 Q17,其集電極接電源VCC，其發(fā)射極分別通過(guò)電阻器R29 和R28接地，其基極分別與上述晶體管Q14和Q13的集電極連接。
按上述連接，晶體管Q16、 Q17和電阻器R28、 R29構(gòu)成兩個(gè)射極跟隨器， 其對(duì)上述第三差分放大器的輸出信號(hào)進(jìn)行傳輸，并分別從Q16、 Q17的發(fā)射極輸 出正負(fù)相差分信號(hào)。其作用是推移電路的靜態(tài)工作點(diǎn)，使之與下一級(jí)電路輸入端 工作點(diǎn)匹配，同時(shí)降低輸出阻抗。
晶體管Q18、 Q19的發(fā)射極與晶體管Q20的集電極連接。Q18、 Q19的集電 極分別通過(guò)電阻器R30和R31連接電源VCC， Q20的發(fā)射極通過(guò)電阻器R32接
14地，其基極與偏置電壓Vbis連接。Q18、 Q19的基極分別與上述晶體管Q16、Q17的發(fā)射極即上述射極跟隨器的輸出端連接。
按上述連接，晶體管Q18、 Q19、 Q20和電阻器R30、 R31、 R32構(gòu)成本發(fā)明實(shí)施例第四差分放大器。該差分放大器通過(guò)由上述晶體管Q16、 Q17構(gòu)成的射極跟隨器與上述第3級(jí)差分放大器串聯(lián)，對(duì)第3級(jí)差分放大器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大限幅。
兩個(gè)低通濾波器，其中低通濾波器1的輸入端與上述第四差分放大器的正相輸出端即上述晶體管Q19的集電極連接，其輸出端通過(guò)電阻器R33與上述第三差分放大器的正相輸入端即上述晶體管Q13的基極連接。低通濾波器2的輸入端與上述第四差分放大器的負(fù)相輸出端即上述晶體管Q18的集電極連接，其輸出端通過(guò)電阻器R34與上述第三差分放大器的負(fù)相輸入端即上述晶體管Q14的基極連接。其中R33比上述電阻器R23阻值大一個(gè)數(shù)量級(jí)，R34比上述電阻R24阻值大一個(gè)數(shù)量級(jí)。
按上述連接，上述第三差分放大器，第四差分放大器，低通反饋網(wǎng)絡(luò)等組成一個(gè)兩級(jí)串聯(lián)正反饋放大電路，在低通濾波器1和低通濾波器2的低通時(shí)間常數(shù)相等并約等于上述由于電容器C3和C4形成的高通濾波器的高通時(shí)間常數(shù)，即設(shè)定上述高通和低通的時(shí)間常數(shù)相等且等于t ,且如上所述t《1比特。當(dāng)上述第三差分放大器和第四差分放大器串聯(lián)放大增益為B，且上述電阻器R23、 R24和電阻器R33、 R34的阻值滿(mǎn)足條件
<formula>formula see original document page 15</formula>時(shí)，根據(jù)反饋公式可以計(jì)算出小信號(hào)從電阻器
R23、 R24經(jīng)上述第三差分放大器與第四差分放大器以及低通反饋網(wǎng)絡(luò)組成的正
反饋放大電路輸出過(guò)程的傳遞函數(shù)-<formula>formula see original document page 15</formula>
綜上所述，至此可以計(jì)算出小信號(hào)自本發(fā)明實(shí)施例電路的輸入端至上述第四差分放大器輸出端的傳遞函數(shù)H(")3，參照上述說(shuō)明，則<formula>formula see original document page 15</formula>
將式(1)代入式(3)得到 )3 = J*5 .................................(4)
式(4)中A和B均為正實(shí)數(shù)。
從上述傳遞函數(shù)//(^)3 = ^*^可以看到，小信號(hào)從本發(fā)明實(shí)施例電路的輸
入端至第四差分放大器的輸出端，其傳遞函數(shù)中的復(fù)數(shù)項(xiàng)被消除，亦即電路中的所有高低通濾波器引起的信號(hào)失真被均衡和消除，整個(gè)傳遞函數(shù)H(")3為正實(shí)數(shù)增益。其中A"35dB， B"18dB，總增益可達(dá)53dB。至此突發(fā)信號(hào)得以放大再生。并有很高的信號(hào)檢出靈敏度。
從上述傳遞函數(shù)HO)3還可以看到，其等于一個(gè)正實(shí)數(shù)，電路中的高通效應(yīng)被消除，也就是說(shuō)電路的頻響通帶低端截止頻率為直流(零頻)，因而只要設(shè)計(jì)電路的頻響通帶高端截止頻率大于或等于被傳輸信號(hào)比特率fb，該信號(hào)即被無(wú)損傷放大再生，與線路碼型頻譜無(wú)關(guān)。也就是說(shuō)本發(fā)明提供的突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，可以適用于任何線路碼型的突發(fā)信號(hào)的接收放大再生。
晶體管Q21和Q22,其集電極分別連接電源VCC，其發(fā)射極分別通過(guò)電阻器R35和R36接地，其基極分別與上述晶體管Q19和Q18的集電極連接。
按上述連接，Q21， Q22和電阻器R35、 R36構(gòu)成兩射極跟隨器，其作為本發(fā)明實(shí)施例突發(fā)信號(hào)接收再生放大器的緩沖輸出電路。其中Q21的發(fā)射極輸出差分信號(hào)的正相信號(hào)，Q22的發(fā)射極輸出差分信號(hào)的負(fù)相信號(hào)。緩沖輸出電路的作用是隔離輸出負(fù)載與上述前級(jí)正反饋回路，使正反饋回路不受輸出負(fù)載影響，工作穩(wěn)定。其另一作用是輸出設(shè)定的數(shù)字邏輯電平。該緩沖輸出電路可根據(jù)實(shí)際需要選擇設(shè)置。
一個(gè)監(jiān)測(cè)告警電路，其輸出端與上述晶體管Q19的集電極即上述第四差分放大器的正相輸出連接。其輸出端輸出監(jiān)測(cè)信息和信號(hào)中斷告警信號(hào)。該監(jiān)測(cè)告警電路可根據(jù)實(shí)際需要選擇設(shè)置。
需注意的是，以上實(shí)施例是以接入的正負(fù)相差分互補(bǔ)突發(fā)信號(hào)來(lái)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明的，若接入的僅僅只是單相突發(fā)信號(hào)，則只需要將差分輸入的兩端中將無(wú)信號(hào)輸入的另一端接地，并在輸入部分進(jìn)行簡(jiǎn)單處理(參考圖3，將R3、 R4之間的串聯(lián)連接點(diǎn)通過(guò)一個(gè)電容接地)。
平衡控制負(fù)反饋回路結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示兩個(gè)差分信號(hào)輸入端041和042，其中041連接上述晶體管Q9的集電極，042連接上述晶體管Q8的集電極，將差分信號(hào)輸入到一個(gè)緩沖隔離電路，其作用是隔離后續(xù)電路對(duì)前級(jí)電路可能產(chǎn)生的不利影響，以保證前級(jí)電路的性能，例如帶寬增益等，不因后續(xù)電路而劣化。
兩個(gè)電阻044 (Rfl)和045 (Ro)分別與上述緩沖隔離電路的輸出端連接，一個(gè)電容046 (Cf)跨接于所述電阻044和045的另一端，其中Rfl=Rc。
按上述連接，上述電阻044、 045和電容046構(gòu)成一個(gè)差模抑制濾波器，在所述電容Cf的兩端，經(jīng)電阻Rf!和Re輸入的差分平衡交流信號(hào)被抑制(被抵消)，只剩下直流偏差電壓。而非平衡差分信號(hào)(非平衡差模信號(hào)，例如瞬間單相干擾信號(hào))則會(huì)通過(guò)Cf轉(zhuǎn)換為共模信號(hào)，所以該差模抑制濾波器能有效阻斷交流信號(hào)進(jìn)入后續(xù)電路。
一個(gè)比較放大器(Comparator) 047，其兩個(gè)輸入端分別與上述電容046的兩端連接，其正相輸出端048與上述第一級(jí)平衡差分放大器的負(fù)相輸入端即上述晶體管Q4的基極連接，其負(fù)相輸出端049與上述第一級(jí)平衡差分放大器的正相輸入端即上述晶體管Q3的基極連接。在此所述比較放大器047的輸出阻抗為設(shè)定值，以并聯(lián)方式計(jì)入上述第一級(jí)平衡差分放大器的等效輸入阻抗。
按照上述連接，構(gòu)成包括上述第一級(jí)和第二級(jí)平衡差分放大器在內(nèi)的平衡控制負(fù)反饋回路。其特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)包括所述平衡控制負(fù)反饋回路中，采用上述差模抑制濾波方式，平衡差分交流信號(hào)被濾除，不平衡差模干擾被轉(zhuǎn)換為共模干擾，這種共模干擾又被上述比較放大器047抑制。因而所述比較放大器047的輸出反饋電壓僅與上述第二級(jí)平衡差分放大器輸出的直流偏差成正比，其包含的交流分量可忽略不計(jì)，保證了上述兩級(jí)平衡差分放大器的平衡特性，其交流傳輸特性包括帶寬、增益等不受平衡控制回路的影響；采用上述差模抑制濾波器較之通常的阻容對(duì)地低通濾波器使上述平衡控制負(fù)反饋回路工作更穩(wěn)定，有效克服了控制回路可能引起的相移振蕩(低頻振蕩)。
監(jiān)測(cè)告警電路結(jié)構(gòu)框圖如圖5所示
一個(gè)信號(hào)輸入端051,其與上述第4級(jí)差分放大器的正相輸出端即上述晶體管Q19的集電極連接。 一個(gè)與信號(hào)輸入端051連接的緩沖隔離電路，其作用是將輸入端051的信號(hào)傳輸至后續(xù)電路，并隔離后續(xù)電路對(duì)前級(jí)電路的影響，以保證該連接不導(dǎo)致前級(jí)電路性能劣化。
一個(gè)小電容(Cd) 053，其一端與上述緩沖隔離電路的輸出端連接，其另一端通過(guò)一個(gè)電阻(Rd) 054接地，構(gòu)成一個(gè)微分電路，其微分時(shí)間常數(shù)視傳輸信號(hào)速率設(shè)定，使Rd + Cd《0.5比特。該微分電路的作用之一是隔離前級(jí)靜態(tài)輸出電平可能的不確定性，以保證后續(xù)電路工作點(diǎn)的獨(dú)立穩(wěn)定性，其二，以R(^Cd《0.5比特的小微分時(shí)間常數(shù)克服一般交流耦合傳輸?shù)男盘?hào)基線波動(dòng)。
一個(gè)施密特基線再生電路055，其主要包括一個(gè)施密特觸發(fā)器和一個(gè)與后續(xù)直流耦合峰值檢波電路057輸入電壓工作點(diǎn)適配的電平推移電路。所述施密特基線再生電路055的輸入端與上述微分電路的輸出連接，微分脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)上述施密特觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)沿(上升和下降沿)判決，再生出有穩(wěn)定直流基線的數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)上述電平推移電路輸出。
一個(gè)自動(dòng)復(fù)位電路056跨接于上述施密特基線再生電路的輸出端和輸入端。由于施密特基線再生電路055具有雙穩(wěn)態(tài)特性，即其靜態(tài)輸出電平既可能是高電平也可能是低電平，當(dāng)其高電平輸出時(shí)間大于100比特時(shí)，自動(dòng)復(fù)位電路056將產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)反饋至施密特基線再生電路055的輸入端，將施密特基線再生電路055的輸出端拉至低電平，從而保證其靜態(tài)輸出電平為低電平。(選擇輸出高電平大于100比特時(shí)糾錯(cuò)復(fù)位，是因?yàn)樵诟鞣N數(shù)字傳輸碼型中最長(zhǎng)連1為72比特左右)
一個(gè)直流耦合峰值檢波電路057，其輸入端與上述施密特基線再生電路055的輸出端連接。直流耦合峰值檢波電路057的作用是對(duì)上述施密特基線再生電路055的輸出信號(hào)進(jìn)行峰值檢波。所謂峰值檢波就是檢出電壓與被檢波信號(hào)的電壓峰值對(duì)應(yīng)，這就要求該電路快速檢出，.即檢波充電時(shí)間短，而充電保持時(shí)間長(zhǎng)。采用直流耦合是為了消除交流耦合帶來(lái)的基線波動(dòng)，從而保證檢出電壓的穩(wěn)定性。本發(fā)明中的上述直流耦合峰值檢波電路，其檢波充電時(shí)間常數(shù)僅為ns數(shù)量級(jí)，而保持時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá)秒數(shù)量級(jí)，而且可以根據(jù)用戶(hù)要求外部設(shè)置。
一個(gè)供用戶(hù)設(shè)置檢波充電電壓保持時(shí)間的端口 (tset) 058，用戶(hù)可根據(jù)系統(tǒng)要求通過(guò)外接電阻(Rt) 059和電容(Ct) 0510并聯(lián)到地來(lái)設(shè)置保持時(shí)間常數(shù)。由于上述直流耦合峰值檢波電路的充電阻抗僅為IOOQ數(shù)量級(jí)，當(dāng)外接電阻Rt^10kQ時(shí)，其充電時(shí)間僅與外接電容Ct有關(guān)，例如取Ct^Opf時(shí)，充電時(shí)間僅
18為ns數(shù)量級(jí)，當(dāng)Rt-w即開(kāi)路時(shí)，其放電電阻為10"Q。若Ct仍為10pf，則充電時(shí)間為ns數(shù)量級(jí)的同時(shí)，保持時(shí)間可達(dá)秒數(shù)量級(jí)?？傊涑潆姺烹姇r(shí)間可根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)/告警要求來(lái)設(shè)置。
一個(gè)放大輸出電路0511，其輸入端與上述直流耦合峰值檢波電路057連接，其作用是將上述直流耦合峰值檢波電路的輸出電壓進(jìn)行放大并轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所要求的數(shù)字電平經(jīng)由監(jiān)測(cè)浩警輸出端0512輸出，其輸出電平通常為L(zhǎng)VTTL電平或TTL電平。
按上述連接構(gòu)成本發(fā)明突發(fā)信號(hào)再生放大器的監(jiān)測(cè)/告警電路。所指監(jiān)測(cè)，可用于多信道接收時(shí)(例如時(shí)分多址即TDMA信道)監(jiān)測(cè)每一信道是否有信號(hào)傳輸或者中斷。所指告警是復(fù)幀中斷告警， 一般指連續(xù)三個(gè)或三個(gè)以上復(fù)幀中斷時(shí)發(fā)出中斷告警信號(hào)，當(dāng)信號(hào)正常傳輸時(shí)，所述監(jiān)測(cè)/告警電路輸出高電平，反之輸出低電平。
圖6為本發(fā)明突發(fā)信號(hào)再生放大器中TDMA通道監(jiān)測(cè)示例圖。
為了說(shuō)明本發(fā)明突發(fā)信號(hào)再生放大器中多信道接收再生情況下的信道監(jiān)測(cè)情況，我們以1.25Gbps的GPON時(shí)分多址(TDMA)信道為例來(lái)加以描述。根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟ITU-T的建議標(biāo)準(zhǔn)，1.25GbpsGPON的幀長(zhǎng)為125 P s，各子幀間隔不低于32比特，子幀中最長(zhǎng)連號(hào)考慮為72比特，每一比特時(shí)隙為0.8ns，其分路比即每幀包含子幀數(shù)量假定為100，即包含100個(gè)不同信道(目前只能做到16-32個(gè)信道)。那么，每子幀長(zhǎng)度約為1500比特。
根據(jù)上述情況，我們可以認(rèn)為，當(dāng)上述l,25Gbps的GPON幀結(jié)構(gòu)中，若出現(xiàn)大于72個(gè)連續(xù)0碼時(shí)，則某一子幀即一信道中斷或嚴(yán)重?fù)p傷。我們可以在信道所處時(shí)間點(diǎn)檢出一個(gè)告警信號(hào)即低電平。為了提高告警的可靠性，我們可設(shè)定當(dāng)一個(gè)子幀缺失信號(hào)達(dá)到多于200比特即連續(xù)輸出多于200個(gè)0碼時(shí)，判定該子幀即該信道中斷或嚴(yán)重?fù)p傷，予以告警。
在圖5中，如果我們將峰值檢波保持時(shí)間設(shè)置電阻(Rt) 059和電容(Ct)0510分別設(shè)置為Rt=40kQ ， Ct=5pf，則其檢波保持時(shí)間常數(shù)為Rt * Ct = 40kQ *5pf= 200ns = 250比特。
例如，我們假設(shè)上述1.25GbpsTDMA第6信道信號(hào)中斷時(shí)，上述監(jiān)測(cè)告警電路就會(huì)在相應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)上出現(xiàn)一個(gè)低電平，如圖6所示。維護(hù)人員可以用儀表，如存儲(chǔ)示波器直觀判斷故障信道的位置，也可以通過(guò)網(wǎng)元監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行故障定位。
應(yīng)當(dāng)指出，本實(shí)施例僅列示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范圍下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改。因此，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書(shū)所列。
權(quán)利要求
1、自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，具有突發(fā)信號(hào)輸入端和再生信號(hào)輸出端，用于向負(fù)載電路提供信號(hào)幅度統(tǒng)一的數(shù)字邏輯電平，所述自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器的特征在于包括從突發(fā)信號(hào)輸入端接收突發(fā)信號(hào)的高通濾波電路，用于將突發(fā)信號(hào)的基線推移至信號(hào)幅度的平均中線，以使信號(hào)能量平均分布在已處于平均中線位置的基線的上下方，且高通時(shí)間常數(shù)小于所述輸入突發(fā)信號(hào)的1比特時(shí)間；等效輸出阻抗值為定值的平衡放大電路，與所述高通濾波電路輸出端相連接，用于將所述高通濾波電路的輸出的小信號(hào)進(jìn)行放大而大信號(hào)進(jìn)行限幅處理，其使經(jīng)過(guò)處理后的信號(hào)的基線仍為信號(hào)幅度的平均中線；與所述平衡放大電路輸出端相連接的正反饋放大電路，包括放大電路和連于放大電路輸入及輸出端的低通正反饋回路，用于消除所述平衡放大電路的輸出信號(hào)中因交流耦合電路和高通濾波電路所引起的信號(hào)失真，從而使信號(hào)中的低頻和直流分量得以再生，且所述低通正反饋回路的低通時(shí)間常數(shù)與所述高通時(shí)間常數(shù)相同。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，其特征在于 所述高通濾波電路通過(guò)一交流耦合電路與突發(fā)信號(hào)輸入端相連，該交流耦合電路 包括輸入信號(hào)控制電路，用于將耦合輸入的信號(hào)中幅度低于一固定值的信號(hào)無(wú)衰 減通過(guò)，而幅度高于所述固定值的信號(hào)予以衰減后通過(guò)；及射極跟隨器，用于將 所述輸入信號(hào)控制電路輸出的信號(hào)送入所述高通濾波電路，其中，所述交流耦合 電路的耦合時(shí)間常數(shù)至少大于所述高通濾波器的高通時(shí)間常數(shù)1個(gè)數(shù)量級(jí)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，其特征在于-所述輸入信號(hào)控制電路包括二極管。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，其特征在于 所述交流耦合電路還包括與所述輸入信號(hào)控制電路相連接的射極跟隨器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，其特征在于 所述交流耦合電路為電容耦合電路。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，其特征在于 所述正反饋放大電路的輸出端與再生信號(hào)輸出端之間設(shè)有輸出緩沖電路，用于將 所述正反饋放大電路與所述負(fù)載電路相隔離。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，其特征在于 所述的高通濾波電路由連于交流耦合電路輸出端的濾波電容和平衡放大電路的 等效輸入阻抗構(gòu)成。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，其特征在于 所述平衡放大電路包括差分放大電路和用于將所述差分放大電路的輸出信號(hào)中 的直流分量反饋回輸入端以消除正負(fù)相信號(hào)增益不平衡的平衡控制負(fù)反饋回路。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，其特征在于-所述平衡放大電路中的差分放大電路包括串聯(lián)的第一差分放大器和第二差分放 大器，所述的平衡控制負(fù)反饋回路包括依次相連的緩沖隔離電路、差模抑制濾波 器和比較放大器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，其特征在于 所述平衡放大電路還包括連接在所述第二差分放大器輸出端的兩射極跟隨器及 分別連接在所述兩射極跟隨器輸出端且用于使正負(fù)相的等效輸出阻抗都為定值 的正相穩(wěn)定電阻和負(fù)相穩(wěn)定電阻。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，其特征在于 所述的低通正反饋回路包括連接在所述平衡放大電路輸出端的正相和負(fù)相的反 饋電阻和連接在所述反饋電阻輸入端的低通濾波器。
12、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，其特征在于 所述正反饋放大電路中的放大電路包括串聯(lián)的第三差分放大器和第四差分放大 器。 .
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，其特征在于 所述正反饋放大電路還包括分別與所述第三差分放大器輸出端相連接且用于將 所述第三差分放大器的信號(hào)送入第四差分放大器的射極跟隨器。
14、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，其特征在于還 包括一連接在所述正反饋放大電路輸出端的監(jiān)測(cè)告警電路，用于當(dāng)正反饋放大電 路輸出的信號(hào)中斷時(shí)發(fā)出告警信號(hào)。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，其特征在于所述的監(jiān)測(cè)告警電路包括緩沖隔離電路，與正反饋放大電路輸出端相連，用于隔離監(jiān)測(cè)告警電路對(duì)正反饋放大電路的影響；與緩沖隔離電路相連的微分電路，用于隔離緩沖隔離電路靜態(tài)輸出電平的不 確定性；連于微分電路輸出端的施密特基線再生電路，用于將微分電路的微分脈沖信 號(hào)轉(zhuǎn)換成有穩(wěn)定直流基線的數(shù)字信號(hào)；連于施密特基線再生電路輸出端的直流耦合峰值檢波電路，用于對(duì)施密特基 線再生電路的輸出信號(hào)進(jìn)行峰值檢波，消除交流耦合帶來(lái)的基線波動(dòng)；連于直流耦合峰值檢波電路輸出端的放大輸出電路，用于將直流耦合峰值檢 波電路的輸出信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所要求的數(shù)字電平，輸出監(jiān)測(cè)告警信號(hào)；連于施密特基線再生電路輸出端與輸入端之間的自動(dòng)復(fù)位電路，用于將施密 特基線再生電路輸出的超時(shí)高電平信號(hào)反饋回施密特基線再生電路的輸入端，生 成低電平信號(hào)輸出。 .
16、根據(jù)權(quán)利要求1-15任一所述的自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，其特 征在于需要偏置電壓的各電路的偏置電壓由一具有溫度補(bǔ)償和工藝偏差補(bǔ)償?shù)?偏置電壓源提供。
全文摘要
自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)接收再生放大器，涉及數(shù)字通信技術(shù)領(lǐng)域。現(xiàn)有技術(shù)存在接收靈敏度低、無(wú)自適應(yīng)能力的缺陷，本發(fā)明包括交流耦合電路、高通濾波電路和正反饋放大電路，通過(guò)一系列高低通濾波器和多級(jí)放大器組合，實(shí)現(xiàn)突發(fā)信號(hào)逐比特恢復(fù)，提高了接收靈敏度；信號(hào)輸入到信號(hào)放大再生輸出整個(gè)過(guò)程均自動(dòng)完成，具有完善的自適應(yīng)功能。
文檔編號(hào)H03F1/34GK101674055SQ200910197320
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者易河清 申請(qǐng)人:上海博為光電科技有限公司