[发明专利]一种传输HDTV信号的光模块发射电路

说明书

技术领域

本发明属于光纤通信产品的有源光电器件类，它涉及提供一种双纤或单纤双向高清光模块发射电路的设计方案，尤其涉及能兼容SMPTE 297-2006标准，支持50M-3Gbps 的速率以及SMPTE 259M， SMPTE 344M， SMPTE 292M 和 SMPTE 424MSDI 等病态码型的HDTV信号的光电模块发射电路实现方案。

背景技术

随着视频传输及安防领域对视频质量要求的不断提升，用户对能看到清晰的图像有很高的要求。要达到这样的要求需要一种新型的光收发模块，这种模块能兼容SMPTE 297-2006标准，支持50M～3Gbps 的速率以及能实现SMPTE 259M， SMPTE 344M， SMPTE 292M 和 SMPTE 424MSDI 等病态码型信号的传输。SMPTE测试的病态码型如图1和图2所示。

常规光模块的结构示意图如图3所示，其中包含光发射组件（101），激光器背光检测（102），比较器（103）和偏置电流控制（104）等组件。

完成这种普通光模块的信息传输功能的原理图如图4所示，由采样电阻（R）将激光器的背光电流直接转化为电压信号，然后经过比较器（compartor）调节控制激光器偏置电流的大小，达到控制光功率的目的。

由于光模块的工作电压较低，为了防止饱和，能够使用的电阻就不能太大，同时，由于模块的体积限制，加上电容的漏电影响，保持电压的电容也不可能很大，所以，其时间常数小于1毫秒。这样在19个“1”，一个“0”，或者19个“0”，一个“1”连续多次重复传输时，由于采样保持电路的时间常数很小，在传输上述的病态码型时发射信号功率会出现很大幅度的波动，眼图的张开度变小，抖动增大，消光比抖动也剧烈增大，致使接收端误判，造成信号图像失真。如图5所示，在阶段“I”， 19个“1”，一个“0”连续720次或1920次重复信号中，由于“1”比较多，检测电路在检测时，有效值较大，误判为光功率较大，控制电路逐步减少偏置电流，使激光器的峰值光功率逐渐减少；在阶段“II”，19个“0”，一个“1”，连续720次或1920次重复的传输，由于“0”比较多，检测电路在检测时，有效值较大小，误判为光功率较小，控制电路逐步增加偏置电流，使激光器的峰值光功率逐渐增大；之后如果不断重复阶段“I”，阶段“II”的信号，激光器的峰值功率就不断的波动，造成接收端回复困难，产生误码。不能满足高清信号的病态码型传输。

本发明提供的光模块发射电路可以有效克服上述不足，实现特殊病态信号的传输。

发明内容

本发明提供了一种符合支持SMPTE 297-2006标准，能传输SMPTE 259M， SMPTE 344M， SMPTE 292M 和 SMPTE 424M SDI 等病态码型的光模块发射电路设计，其结构如图6所示，图中101为光发射组件，102为激光器背光检测，103为比较器，104为偏置电流控制，105为缓冲级I，106为存储保持单元，107为缓冲级II。

本发明提供的传输HDTV信号的光模块发射电路原理图如图7所示。

它的工作原理是：1.通过采样电阻将激光器的背光电流直接转化为电压信号，再经C1存储；2.再经过高输入阻抗的输入缓冲级隔离后给峰值存储器C2存储，3.经输出级缓冲后送至比较级进行比较，4.比较级进行比较后控制激光器偏置电流的大小，达到控制光功率的目的。由于采用两级缓冲，驱动能力较强，可实现快速采样，快速响应调整激光器的偏置电流。由于第二级缓冲级输入的阻抗非常高，达10¹²欧姆，这样保持周期主要由泄放电阻R决定，很容易实现1秒以上的采样周期。这样在19个“1”，一个“0”，或者19个“0”，一个“1”连续多次重复传输时，由于采样保持电路的时间常数很大，激光器的峰值光功率随着信号的变化波动很小。如附图8所示，在阶段“I”， 19个“1”，一个“0”连续720或1920次重复信号中，“1”比较多；在阶段“II”，19个“0”，一个“1”，连续720次或1920次重复的传输， “0”比较多，由于采样保持电路的保持时间很长，在整个设计周期内光功率基本保持不变，这样就保证了能够传输所需要的病态码型。

附图及附图说明

图1：SDTV-SDI 270Mbps测试的病态码型图

图2：HDTV-SDI 1.485Gpbs测试的病态码型图

图3为普通模块的结构示意图