CS238147B1

CS238147B1 - Connection of optical receiver for detection and processing of optical signals

Info

Publication number: CS238147B1
Application number: CS192884A
Authority: CS
Inventors: Josef Dostal; Antonin Dockalek
Original assignee: Josef Dostal; Antonin Dockalek
Priority date: 1984-03-19
Filing date: 1984-03-19
Publication date: 1985-11-13

Abstract

Předmětné zapojení řeší problém detekce a zpracování jak číslicově modulovaných signálů, tak i signálů modulovaných v širokém frekvenčním rozsahu. Podstata spočívá v tom, že k symetrickému výstupu řízeného zesilovače(33)jsou připojeny koncové obvody (34, pro zpracování číslicově modulovaných signálů, tvořené prahovými obvody s dekodérem, a koncové obvody (37) pro zpracování analogově modulovaných signálů v širokém frekvenčním rozsahu, tvořené oddělovacím zesilovačem. Řešení lze využít ve všech oborech, kde je při přenosu kladen požadavek bu3 na přenos různorodých signálů digitálních co do jejich přenosové rychlosti a způsobu kódování, nebo signálů analogových modulovaných v širokém frekvenčním rozsahu.The circuit in question solves the problem of detecting and processing both digitally modulated signals and signals modulated in a wide frequency range. The essence lies in the fact that the symmetrical output of the controlled amplifier (33) is connected to the terminal circuits (34, for processing digitally modulated signals, formed by threshold circuits with a decoder, and terminal circuits (37) for processing analogically modulated signals in a wide frequency range, formed by an isolation amplifier. The solution can be used in all fields where the transmission requires the transmission of either diverse digital signals in terms of their transmission speed and coding method, or analog signals modulated in a wide frequency range.

Description

Vynález se týká zapojení optického přijímače pro detekci a zpracování optických signálů, který je součástí optoelektronického vláknového přenosového systému, určeného pro přenos řídicích a informačních signálů, zejména v prostředí se silným elektromagnetickým rušením.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an optical receiver for the detection and processing of optical signals as part of an optoelectronic fiber transmission system for transmitting control and information signals, particularly in environments with strong electromagnetic interference.

Je známo, že optoelektronický přenosový systém je obvykle řešen jako soustava vysílače, optické přenosové trasy a přijímače. Obvykle se digitální elektrický signál přivádí k vysílači přenosového systému na dohodnuté úrovni a ve vysílači se transformuje na signál optický. Po průchodu optickým vláknem se vlivem útlumu trasy zmenší amplituda optického signálu a vlivem disperze se zvětší šířka přenášenéno impulsu. Účelem přijímače je detekovat optický signál přicházející optickým vláknem a zajistit jeho obnovu na původní elektrický signál na dohodnuté úrovni. Požaduje-li se přenos najen libovolného ratmického a arytmického digitálně modulovaného signálu, ale i přenos analogově modulovaného signálu v širokém frekvenčním rozsahu, při použití optické trasy různé délky, potom tyto požadavky kladou mimořádné nároky zejména na funkci optického přijímače. Jedno ze známých zapojení optického přijímače pro detekci a zpracování optických signálů sestává z fotodetektoru, ze zesilovacích o obvodů a z koncových obvodů, které jsou tvořeny prahovými detektory a dekodérem. V zapojení je dále uplatněna střídavá zpětná vazba pro AVC a stejnosměrná zpětná vazba navstup zesilovače .It is known that an optoelectronic transmission system is usually designed as a transmitter, optical transmission path and receiver system. Usually, the digital electrical signal is fed to the transmitter of the transmission system at an agreed level and transformed into an optical signal at the transmitter. After passing through the optical fiber, the amplitude of the optical signal is reduced by the attenuation of the path and the width of the transmitted pulse is increased by the dispersion. The purpose of the receiver is to detect the optical signal coming through the optical fiber and to ensure its recovery to the original electrical signal at an agreed level. If transmission of not only arbitrary and arrhythmic digitally modulated signals but also transmission of an analogue modulated signal over a wide frequency range using optical paths of different lengths is required, these requirements place particular demands on the function of the optical receiver. One known optical receiver circuit for detecting and processing optical signals consists of a photodetector, amplifier circuits, and end circuits that consist of threshold detectors and a decoder. In the circuit is also applied AC feedback for AVC and DC feedback to the amplifier input.

Nedostatkem dosavadních řešení je skutečnost, že jsou vhodná jen pro přenos datových, digitálně modulovaných signálů, nelze je ale použít pro přenos analogových signálů v širokém frekvenčním rozsahu, protože činnost přijímače má za následek snižování dynamického rozsahu tohoto analogového signálu. Zisk zesilovačese totiž mění v závislosti na amplitudě přenášeného signálu, což právě vede k nežádoucí závislosti zesílení na dynamice signálu.A disadvantage of the prior art is that they are suitable only for the transmission of data, digitally modulated signals, but cannot be used for the transmission of analog signals over a wide frequency range, since the operation of the receiver results in a decrease in the dynamic range of this analog signal. Indeed, the gain of the amplifier varies depending on the amplitude of the transmitted signal, which just leads to an undesired dependence of the amplification on the signal dynamics.

K zesílení analogových signálů v širokém frekvenčním rozsahu by proto bylo třeba použít dalšího, odlišně řízeného zesilovače.Therefore, to amplify analog signals over a wide frequency range, it would be necessary to use another, differently controlled amplifier.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zapojení optického přijímače pro detekci a zpracování optických signálů podle vynálezu, který je součástí optoelektronického přenosového systému, jehož podstata spočívá v tom, že k symetrickému výstupu řízeného zesilovače jsou připojeny jednak koncové obvody pro zpracování číslicově modulovaných signálů a tvořené prahovými obvody a dekodérem, a jednak koncové obvody pro zpracování analogově modulovaných signálů v širokém frekvenčním rozsahu, tvořené oddělovacím zesilovačem.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the connection of the optical receiver for detection and processing of optical signals according to the invention, which is part of the optoelectronic transmission system, which consists in that the digital circuits of digital modulated signal processing and threshold thresholds are connected to the symmetrical output of the controlled amplifier. and a circuit for processing analogue modulated signals over a wide frequency range formed by a decoupling amplifier.

Vyšší účinek dosažený řešením podle vynálezu spočívá v tom, že při příjmu optického signálu optický přijímač detekuje a zpracovává nejen libovolný digitálně modulovaný signál, rytmický nebo arytmický, s ópakovacími kmitočty až k stejnosměrnému signálu, ale i analogové modulovaný optický signál v širokém frekvenčním rozsahu, doplněný na vysílací straně periodicky se opakujícím vloženým impulsem o velikosti maximální a minimální úrovně amplitudy to tohoto signálu, na původní tvar a na dohodnutou úroveň, přičemž při zachování vysoké citlivosti vyrovnává různý útlum optické přenosové trasy pro oba druhy signálu.The higher effect achieved by the solution according to the invention is that when receiving an optical signal, the optical receiver detects and processes not only any digitally modulated signal, rhythmic or arrhythmic, with ripping frequencies up to the DC signal, but also an analogue modulated optical signal over a wide frequency range. on the transmitting side, a periodically repeated insertion pulse of magnitude of the maximum and minimum amplitude levels of this signal, to its original shape and to an agreed level, while compensating for different attenuation of the optical path for both types of signal while maintaining high sensitivity.

Zapojení optického přijímače pro detekci a zpracování optických signálů bude blíže popsáno v příkladovém provedení s pomocí připojených výkresů, kde na obr. i je slokové uspořádání optoelektrického vláknového přenosového systému, a na obr. 2 je konkrétní blokové zapojení optického přijímače.The wiring of an optical receiver for detecting and processing optical signals will be described in more detail in the exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a block arrangement of an optoelectric fiber transmission system, and Fig. 2 shows a specific block wiring of an optical receiver.

Zapojení optického přijímače pro detekci a zpracování optických signálů, který je součástí optoelektronického přenosového systému, tvořeného optickým vysílačem optickou přenosovou trasou 2 a optickým přijímačem 2* sestává z fotodetektoru, ze zesilovacích obvodů a z koncových obvodů, jak je dále blíže uvedeno.The wiring of an optical receiver for detecting and processing optical signals which is part of an optoelectronic transmission system comprising an optical transmitter through an optical transmission path 2 and an optical receiver 2 * consists of a photodetector, amplification circuits, and terminal circuits as further detailed below.

Fotcdctektor 31 je připojen k trasimpedančnímu zesilovači 32 , jehož výstup je připojen jak k symetrickému vstupu koncových obvodů 34 pro zpracování digitálních sigr.uiu, ktere jsou tvořeny pranovými detektory a dekodérem, tak současna - x symetrickému vstupu ror.cových obvo238147 dů 37 pro zpracování analogové modulovaných sionálů v širokém frekvenčním rozsahu, které jsou tvořeny oddělovacím zesilovačem. V zapojeni je dále zavedena střídavá zpětná vazba pomocí detektoru 35 se zesilovačem pro AVC na vstup řízeného zesilovače 33 a stejnosměrná zpětná vazba pomocí zpětnovazebního zesilovače 36 na vstup transimpedančního zesilovače 32.The photodetector 31 is connected to a transimpedance amplifier 32, the output of which is connected both to the symmetrical input of the digital circuit processing terminals 34, which are constituted by prane detectors and a decoder, and simultaneously - x symmetrical input of the analog circuitry 38387 modulated sionals in a wide frequency range, which are formed by a decoupling amplifier. In the wiring, AC feedback is also provided by an AVC amplifier 35 to the input of the controlled amplifier 33 and a DC feedback by the feedback amplifier 36 to the input of the transimpedance amplifier 32.

Při funkci zapojení optického přijímače pro detekci a zpracování optických signálů, který je součástí optoelektronického přenosového systému tvořeného optickým vysílačem 1, optickou přenosovou trasou 2 a optickým přijímačem 2' dopadá na ťotodetektor 31 optický signál S, který se transformuje na elektrický signál a zesiluje se v transimpeciančním zesilovači 32 a v řízeném zesilovači 33.In an optical receiver for the detection and processing of optical signals, which is part of an optoelectronic transmission system consisting of an optical transmitter 1, an optical transmission path 2 and an optical receiver 2 ', an optical signal S is impeded on the detector 31 which transforms into an electrical signal transimpeciation amplifier 32 and in the controlled amplifier 33.

Při příjmu digitálního signálu 5_ se zesílený signál zpracovává v koncových obvodech 3 4, které jsou tvořeny prahovými obvody a dekodérem, a vystupuje z přijímače digitálním výstupem PV na dohodnuté výstupní úrovni.Upon reception of the digital signal 5, the amplified signal is processed in the terminal circuits 34, which consist of threshold circuits and a decoder, and output from the receiver by a digital output PV at an agreed output level.

Při příjmu miulvyo^úno signálu £, doplněného na vysílací straně periodicky se opakujícími impulsy o velikosti maximální a minimální úrovně amplitudy analogového signálu, se zesílaný signál zpracovává v koncových obvodech 37, které jsou tvořeny oddělovacím 'zesilovačem, a vystupuje z přijímače analogovým výstupem AV na dohodnuté výstupní úrovni. Střídavá zpětná vazba, zavedená pomocí detektoru 36 se zesilovačem pro AVC na vstup řízeného zesilovače 33, řídí zisk špičkovou detekcí bipolárního impulsního signálu. Při zpracování analogového signálu v širokém frekvenčním rozsahu zůstává proto zesílení v době mezi periodami impulsů o velikosti maximální a minimální úrovně amplitudy analogového signálu konstantní a zachová sc- dynamika přenášeného signálu.Upon receiving a pulse signal supplemented on the transmit side with periodically repeating pulses of the maximum and minimum amplitude levels of the analog signal, the amplified signal is processed in the terminal circuits 37 which are formed by a decoupling amplifier and output from the receiver by analog output AV at agreed output level. The AC feedback introduced by the AVC amplifier 36 at the input of the controlled amplifier 33 controls the gain by peak detection of the bipolar pulse signal. Therefore, when processing an analog signal over a wide frequency range, the gain in the time between the pulse periods of the maximum and minimum amplitude levels of the analog signal remains constant and maintains the dynamics of the transmitted signal.

Stejnosměrná zpětná vazby, zavedená pomocí zpětnovazebního zesilovače 36 na vstup trans impedančního zesilovače 3 2 , řídí stejnosměrný potenciál na obou symetrických výstupech řízeného zesilovače 33 na shodnou úroveň.The DC feedback introduced by the feedback amplifier 36 at the input of the trans impedance amplifier 32 controls the DC potential at both symmetrical outputs of the controlled amplifier 33 to the same level.

Zapojeni optického přijímače pro detekci a zpracování optických signálů přenášených po optickém vláknu lze využít ve všech oborách, kde je při přenosu kladen požadavek buů na přenes různorodých signálů digitálních co do jejich přenosové rychlosti a způsobu kódování, neoo šígnálů analogových modulovaných v širokém frekvenčním rozsahu.The use of an optical receiver for detecting and processing optical signals transmitted over the optical fiber can be used in all fields where the transmission is required to transmit diverse digital signals in terms of their bit rate and coding method, or analog signals modulated over a wide frequency range.

Claims

P * <E D M 3 T V Ϊ d X L 2

2 U

Connection of an optical receiver for the detection and processing of optical signals, which is part of an optical transmission system consisting of a photodetector, amplifier circuits with AC and DC reverse rates, and terminal circuits, characterized by: The circuitry (34) is connected to the symmetrical output of the controlled amplifier (33) for processing the digital modulated signals consisting of the threshold circuits and the decoder, and for the circuit circuits (37) for processing the analog modulated signals over a wide frequency range. delay amplifier.