專利名稱：一種通過(guò)io口進(jìn)行放電的采保電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光通信領(lǐng)域，尤其涉及對(duì)光信號(hào)轉(zhuǎn)換得到的電信號(hào)進(jìn)行采保的采保電路。
背景技術(shù)：
隨著對(duì)通信傳輸速率要求的提高，以及現(xiàn)代制造エ藝的提升使光纖制造成本下降，現(xiàn)代通信領(lǐng)域越來(lái)越多地利用光纖進(jìn)行信息的傳輸。光通信網(wǎng)絡(luò)連接到用戶終端的接入網(wǎng)，按照是否接入了有源器件可分為A0N(Active Optical Network,有源光網(wǎng)絡(luò))和PON(Passive Optical Network,無(wú)源光網(wǎng)絡(luò))。由于PON具有維護(hù)簡(jiǎn)便,便于安裝和拓展的特點(diǎn)，得到了廣泛的使用，并成為了國(guó)際通信聯(lián)盟的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。ー個(gè)PON通常由ー個(gè)位于中心局的OLT (Optical Line Terminal,光線路終端)，數(shù)個(gè)位于用戶端的ONU(Optical Network Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元)和位于兩者之間的光配線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。當(dāng)數(shù)據(jù)下行的時(shí)候，OLT將下行數(shù)據(jù)包廣播到各個(gè)0NU，各ONU根據(jù)下行數(shù)據(jù)包中的地址信息各自進(jìn)行匹配即可。當(dāng)數(shù)據(jù)上行的時(shí)候，由于上行數(shù)據(jù)往往量小且時(shí)間規(guī)律性不高，現(xiàn)行的做法是讓各個(gè)ONU以時(shí)分復(fù)用模式工作。通信領(lǐng)域?qū)τ谛盘?hào)傳輸、采集、恢復(fù)等的各種指標(biāo)的要求越來(lái)越高，特別是在光通信領(lǐng)域中，由于ONU發(fā)光功率普遍比較小，使OLT收到的光信號(hào)往往比較微弱，這就對(duì)OLT的微弱信號(hào)采樣能力提出了更高的要求。在OLT中存在如圖I所示的光信號(hào)接收電路，在收到光信號(hào)后，首先通過(guò)光電轉(zhuǎn)換電路將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，再通過(guò)信號(hào)放大電路將電流信號(hào)放大為電壓信號(hào)，而后通過(guò)采保電路對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行采樣保持(以下稱采保，即保持當(dāng)前電壓便于后續(xù)的對(duì)電壓信號(hào)的采樣)，最后由模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)該電壓信號(hào)進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以便后續(xù)處理。如圖2所示，傳統(tǒng)的采保電路一般由開(kāi)關(guān)和采保電容組成，開(kāi)關(guān)一端作為輸入端，開(kāi)關(guān)另一端作為輸出端的同時(shí)接采保電容一端，采保電容另一端接地。這樣的采保電路充電回路和放電回路是同一個(gè)回路，沒(méi)有提供專門(mén)的放電回路的，非常容易出現(xiàn)上一次采保電容的放電還未結(jié)束，又開(kāi)始下一次的充電。這就造成采保電容上電荷不穩(wěn)定，雖然是同樣的光信號(hào)強(qiáng)度，卻在采保電容上采樣出不同的電壓，最終反饋給上位機(jī)的信號(hào)失真。特別是在接收到微弱信號(hào)的時(shí)候，如果上次放電還沒(méi)有結(jié)束，采保電容上殘留的電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接收到微弱信號(hào)時(shí)應(yīng)有的電壓，則最終得到的數(shù)字信號(hào)完全是誤碼。同時(shí)因?yàn)橛邢到y(tǒng)性的環(huán)境噪音的存在，采保電容總是存在因噪音電流而產(chǎn)生的電壓，在充電時(shí)這樣的噪音電壓無(wú)法清除，也會(huì)導(dǎo)致微弱信號(hào)的采樣失敗。也有廠商在傳統(tǒng)采保電路的基礎(chǔ)上做了一些改進(jìn)如圖3所示，除了原有的開(kāi)關(guān)一外，還在采保電容上連接了另ー個(gè)接地的開(kāi)關(guān)ニ。毎次在對(duì)信號(hào)的采樣結(jié)束后，將開(kāi)關(guān)ニ閉合，讓采保電容上的電荷充分釋放。這在很大程度上減少了充電放電的沖突和噪音電壓，但是由于開(kāi)關(guān)本身就存在內(nèi)阻，故開(kāi)關(guān)ニ的兩端上必然會(huì)存在電壓降，也就是說(shuō)采保電容上依然會(huì)殘存電荷，從而仍然無(wú)法真正解決微弱信號(hào)的采樣問(wèn)題。同時(shí)由于多了ー個(gè)開(kāi)關(guān)，該方案還增加了生產(chǎn)成本。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供ー種成本更低的，能夠更加有效的對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行采樣的采保電路。本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)完成一種通過(guò)IO ロ進(jìn)行放電的采保電路，包括開(kāi)關(guān)、采保電容，還包括MCU，該MCU的ー個(gè)IO ロ與采保電容非接地端相連接，該IO ロ平時(shí)為輸入狀態(tài)，每次采保電容采樣完畢后將該IO ロ清零，IO ロ清零后回到輸入狀態(tài)。進(jìn)ー步的，所述MCU還對(duì)采樣進(jìn)行數(shù)字濾波。由于MCU為整個(gè)光信號(hào)接收電路的核心，最終采樣到的信號(hào)都會(huì)進(jìn)入MCU，故通過(guò)MCU對(duì)采樣進(jìn)行數(shù)字濾波，可以在硬件消除噪音的基礎(chǔ)上通過(guò)軟件優(yōu)化信號(hào)，能夠更加有效率的消除噪音的影響。進(jìn)ー步的，所述采保電容的電容量為220pf 330pf。由于ONU的發(fā)光功率比較低， OLT接收到的信號(hào)往往比較微弱，故使用220pf 330pf的電容可以保證電容量足夠接收較大的信號(hào)的同時(shí)，其成本也低很多。因?yàn)槌Ｒ?jiàn)的電容規(guī)格中，低于220pf的，比如IOOpf的電容器會(huì)在接收較大信號(hào)的時(shí)候飽和而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，而大于330pf的，比如500pf的成本相對(duì)較高。進(jìn)ー步的，所述開(kāi)關(guān)為T(mén)S5A4594或TS5A4595。這兩個(gè)型號(hào)的開(kāi)關(guān)芯片為市面上常見(jiàn)的型號(hào)，生產(chǎn)成本較低。本實(shí)用新型的有益效果在干本實(shí)用新型通過(guò)將采保電容非接地端與MCU的IO ロ相連接，由于IO ロ處于輸入狀態(tài)時(shí)，其阻抗非常高，可以保證采保電容正常充電；而IO ロ清零時(shí),會(huì)通過(guò)接地而將IO ロ的電荷清除掉，此時(shí)的IO 口內(nèi)阻非常小，可以保證采保電容放電的徹底性，同時(shí)因其清零時(shí)內(nèi)阻非常小，故殘留的系統(tǒng)性的噪音電壓也非常小；如此最終保證整個(gè)采樣過(guò)程能夠高效的采樣到微弱信號(hào)。

圖I為OLT上的光信號(hào)接收電路示意圖；圖2為傳統(tǒng)采保電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為改進(jìn)后的采保電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的采保電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的任ー特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。同時(shí)本說(shuō)明書(shū)中對(duì)替代特征的描述是對(duì)等同技術(shù)特征的描述，不得視為對(duì)公眾的捐獻(xiàn)。本說(shuō)明書(shū)中用語(yǔ)若同時(shí)具有一般含義與本領(lǐng)域特有含義的，如無(wú)特殊說(shuō)明，均定義為本領(lǐng)域特有含義。[0019]如圖4所示，為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型的通過(guò)IOロ進(jìn)行放電的采保電路由開(kāi)關(guān)、采保電容、和MCU組成；開(kāi)關(guān)一端作為輸入端，開(kāi)關(guān)另一端作為輸出端的同時(shí)接采保電容非接地端，采保電容該非接地端還連接MCU的ー個(gè)IO ロ，采保電容接地端接地。整個(gè)采保電路的工作過(guò)程如下首先初始化MCU ;開(kāi)關(guān)默認(rèn)狀態(tài)為斷開(kāi)狀態(tài)，如果開(kāi)關(guān)沒(méi)有斷開(kāi)則將開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；同時(shí)清零IO ロ，這時(shí)采保電容上的噪音電荷會(huì)釋放到地，保證采保電容上無(wú)電荷存在，而后將IO ロ切換為輸入狀態(tài)。接著采保電路開(kāi)始工作，由于開(kāi)關(guān)芯片為觸發(fā)信號(hào)使能開(kāi)關(guān)，故有信號(hào)傳來(lái)時(shí)，開(kāi)關(guān)將閉合；電壓信號(hào)完成對(duì)采保電容的充電過(guò)程；充電完畢后，集成在MCU中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器開(kāi)始對(duì)采保電容上的電壓進(jìn)行采樣，由于此時(shí)IO ロ的工作方式是輸入狀態(tài)，理想情況下， 輸入狀態(tài)是等同于高阻態(tài)，因此不會(huì)對(duì)采保電容上的電荷存在影響。采樣結(jié)束后，開(kāi)關(guān)再次斷開(kāi)，此時(shí)采保電容上只有原信號(hào)電荷和噪音電荷；MCU將IO ロ清零，從而采保電容上的電荷通過(guò)該IO ロ被釋放干凈；而后該IO ロ又切換為輸入狀態(tài)，準(zhǔn)備下一次米樣。這樣的工作方式可以保證毎次采樣前，采保電容上是沒(méi)有殘余電荷，不會(huì)發(fā)生電荷疊加的情況，同時(shí)因其清零時(shí)內(nèi)阻非常小，故殘留的系統(tǒng)性的噪音電壓也非常小，如此最終保證整個(gè)采樣過(guò)程能夠高效地采樣到微弱信號(hào)。根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，MCU還對(duì)采樣進(jìn)行數(shù)字濾波。由于MCU為整個(gè)光信號(hào)接收電路的核心，最終采樣到的信號(hào)都會(huì)進(jìn)入MCU，故通過(guò)MCU對(duì)采樣進(jìn)行數(shù)字濾波，可以在硬件消除噪音的基礎(chǔ)上通過(guò)軟件優(yōu)化信號(hào)，能夠更加有效率地消除噪音的影響。根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，采保電容的電容量為220pf 330pf。由于ONU的發(fā)光功率比較低，OLT接收到的信號(hào)往往比較微弱，故使用220pf 330pf的電容可以保證電容量足夠接收較大的信號(hào)的同時(shí)，其成本也低很多。因?yàn)槌Ｒ?jiàn)的電容規(guī)格中，低于220pf的，比如IOOpf的電容器會(huì)在接收較大信號(hào)的時(shí)候飽和而導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，而大于330pf的，比如500pf的成本相對(duì)較高。根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，開(kāi)關(guān)為T(mén)S5A4594或TS5A4595。這兩個(gè)型號(hào)的開(kāi)關(guān)芯片為市面上常見(jiàn)的型號(hào)，生產(chǎn)成本較低。
權(quán)利要求1.一種通過(guò)IO 口進(jìn)行放電的采保電路，包括開(kāi)關(guān)、采保電容，其特征在于 還包括MCU，該MCU的一個(gè)IO 口與采保電容非接地端相連接，該IO 口平時(shí)為輸入狀態(tài)，每次采保電容采樣完畢后將該IO 口清零，IO 口清零后回到輸入狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述通過(guò)IO口進(jìn)行放電的采保電路，其特征在于 所述MCU還對(duì)采樣進(jìn)行數(shù)字濾波。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述通過(guò)IO口進(jìn)行放電的采保電路，其特征在于 所述采保電容的電容量為220pf 330pf。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述通過(guò)IO口進(jìn)行放電的采保電路，其特征在于 所述開(kāi)關(guān)為T(mén)S5A4594或TS5A4595。
專利摘要一種通過(guò)IO口進(jìn)行放電的采保電路，通過(guò)將采保電容非接地端與MCU的IO口相連接，該IO口平時(shí)為輸入狀態(tài)，每次采保電容采樣完畢后將該IO口清零，IO口清零后回到輸入狀態(tài)，可以保證采保電容放電的徹底性，同時(shí)因其清零時(shí)內(nèi)阻非常小，故殘留的系統(tǒng)性的噪音電壓也非常小，如此最終保證整個(gè)采樣過(guò)程能夠高效地采樣到微弱信號(hào)；同時(shí)MCU還對(duì)采樣進(jìn)行數(shù)字濾波；采保電容用于OLT時(shí)的電容量為220pf~330pf；開(kāi)關(guān)為T(mén)S5A4594或TS5A4595；這些能夠保證更加高效地采樣微弱信號(hào)，同時(shí)生產(chǎn)成本也更低。
文檔編號(hào)H03K19/0175GK202524373SQ201220174869
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者鄧彬 申請(qǐng)人:成都優(yōu)博創(chuàng)技術(shù)有限公司