宽带HFC光接收机设计

论文摘要

宽带HFC网络由于具有传输容量大、抗干扰性好以及适于双向传输数字传输等特点已经成为目前国内外有线电视网络发展的主流。作为宽带HFC网络中重要传输设备的光接收机,其性能指标是整个HFC网络性能指标的综合体现,其性能好坏直接决定了用户端的信号质量。随着我国HFC网络的普及及原有光网络的改造,原有的光接收机由于存在着输出端口少、带负载能力差及不适于数字传输等缺点,所以不能很好地满足发展的需要,因此设计一款具有良好性能的光接收机具有重要意义。本文对光接收机的性能参数进行了介绍,并根据国家标准重点对光接收机的光接收组件、功率放大电路和辅助电路等进行了设计。作为光接收机的关键部分,光接收组件主要由光探测器、前置放大电器及匹配电路构成。本文选用了InGaAs PIN光探测器;依据跨阻原理设计了一种新颖实用的放大器电路,并通过宽带变压器与光探测器匹配,很好地满足了设计要求。功率放大采用集成一体化模块,依据信号的放大流程,前级选用推挽放大模块,后级选用功率倍增模块,并设计了匹配电路。在前后级放大模块之间设计了增益和均衡电路,即设计了灵活方便的可调衰减器和可调均衡器,有效地改善了光接收机的性能指标。本文还精心设计了光接收机的辅助电路,包括光功率显示电路、回传组件和电源等电路。最后组装了样机在实验室及小区进行了测试,指标符合国家标准并优于传统光接收机,具有良好的实用意义和参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 课题的提出及意义
• 1.1.2 国内外CATV 网络的发展概况
• 1.1.3 宽带HFC 网络的组成
• 1.1.4 宽带HFC 网络的特点
• 1.1.5 国内外光接收机的发展概况
• 1.2 本文的主要研究内容
• 第2章 宽带HFC 光接收机简介
• 2.1 引言
• 2.2 宽带HFC 光接收机简介
• 2.2.1 宽带HFC 光接收机的构成
• 2.2.2 工作原理
• 2.3 宽带HFC 光接收机的性能参数分析
• 2.3.1 载噪比C/N
• 2.3.2 C/CSO 与C/CTB
• 2.3.3 其他参数
• 2.4 本章小结
• 第3章 光接收组件的设计与实现
• 3.1 引言
• 3.2 光探测器
• 3.2.1 PIN 光电二极管
• 3.2.2 雪崩光电二极管
• 3.2.3 光探测器的噪声分析
• 3.2.4 光探测器的选择
• 3.3 前置放大器的设计与实现
• 3.3.1 前置放大器的噪声
• 3.3.2 前置放大器的电路类型
• 3.3.3 前置放大器设计
• 3.4 光接收组件
• 3.5 本章小结
• 第4章 功率放大电路的设计与实现
• 4.1 引言
• 4.2 光接收机的功率放大
• 4.2.1 推挽放大模块
• 4.2.2 功率倍增放大模块
• 4.3 光接收机的增益调节
• 4.4 光接收机的均衡调节
• 4.5 本章小结
• 第5章 辅助电路
• 5.1 引言
• 5.2 光功率显示电路
• 5.3 回传组件
• 5.4 电源
• 5.5 其它电路
• 5.6 本章小结
• 第6章 光接收机测试
• 6.1 光接收机的调试
• 6.1.1 C/N 及C/CTB 的调试
• 6.1.2 带内平坦度的调试
• 6.1.3 输出电平的调试
• 6.1.4 输出信号质量差的调试
• 6.1.5 输出电平不稳定的调试
• 6.2 光接收机的测试
• 6.2.1 测试仪器的连接
• 6.2.2 测试结果分析
• 6.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 附录1 宽带HFC 光接收机原理图