[实用新型]一种通过IO口进行放电的采保电路

说明书

技术领域

    本实用新型属于光通信领域，尤其涉及对光信号转换得到的电信号进行采保的采保电路。

背景技术

随着对通信传输速率要求的提高，以及现代制造工艺的提升使光纤制造成本下降，现代通信领域越来越多地利用光纤进行信息的传输。光通信网络连接到用户终端的接入网，按照是否接入了有源器件可分为AON(Active Optical Network，有源光网络)和PON(Passive Optical Network，无源光网络)。由于PON具有维护简便，便于安装和拓展的特点，得到了广泛的使用，并成为了国际通信联盟的标准规范。一个PON通常由一个位于中心局的OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)，数个位于用户端的ONU(Optical Network Unit，光网络单元)和位于两者之间的光配线网络构成。当数据下行的时候，OLT将下行数据包广播到各个ONU，各ONU根据下行数据包中的地址信息各自进行匹配即可。当数据上行的时候，由于上行数据往往量小且时间规律性不高，现行的做法是让各个ONU以时分复用模式工作。通信领域对于信号传输、采集、恢复等的各种指标的要求越来越高，特别是在光通信领域中，由于ONU发光功率普遍比较小，使OLT收到的光信号往往比较微弱，这就对OLT的微弱信号采样能力提出了更高的要求。

在OLT中存在如图1所示的光信号接收电路，在收到光信号后，首先通过光电转换电路将光信号转换为电流信号，再通过信号放大电路将电流信号放大为电压信号，而后通过采保电路对电压信号进行采样保持（以下称采保，即保持当前电压便于后续的对电压信号的采样），最后由模数转换器对该电压信号进行采样并转换为数字信号，以便后续处理。

如图2所示，传统的采保电路一般由开关和采保电容组成，开关一端作为输入端，开关另一端作为输出端的同时接采保电容一端，采保电容另一端接地。这样的采保电路充电回路和放电回路是同一个回路，没有提供专门的放电回路的，非常容易出现上一次采保电容的放电还未结束，又开始下一次的充电。这就造成采保电容上电荷不稳定，虽然是同样的光信号强度，却在采保电容上采样出不同的电压，最终反馈给上位机的信号失真。特别是在接收到微弱信号的时候，如果上次放电还没有结束，采保电容上残留的电压远远大于接收到微弱信号时应有的电压，则最终得到的数字信号完全是误码。同时因为有系统性的环境噪音的存在，采保电容总是存在因噪音电流而产生的电压，在充电时这样的噪音电压无法清除，也会导致微弱信号的采样失败。

也有厂商在传统采保电路的基础上做了一些改进：如图3所示，除了原有的开关一外，还在采保电容上连接了另一个接地的开关二。每次在对信号的采样结束后，将开关二闭合，让采保电容上的电荷充分释放。这在很大程度上减少了充电放电的冲突和噪音电压，但是由于开关本身就存在内阻，故开关二的两端上必然会存在电压降，也就是说采保电容上依然会残存电荷，从而仍然无法真正解决微弱信号的采样问题。同时由于多了一个开关，该方案还增加了生产成本。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种成本更低的，能够更加有效的对微弱信号进行采样的采保电路。

本实用新型的目的通过以下的技术方案来完成：一种通过IO口进行放电的采保电路，包括开关、采保电容，还包括MCU，该MCU的一个IO口与采保电容非接地端相连接，该IO口平时为输入状态，每次采保电容采样完毕后将该IO口清零，IO口清零后回到输入状态。

进一步的，所述MCU还对采样进行数字滤波。由于MCU为整个光信号接收电路的核心，最终采样到的信号都会进入MCU，故通过MCU对采样进行数字滤波，可以在硬件消除噪音的基础上通过软件优化信号，能够更加有效率的消除噪音的影响。

进一步的，所述采保电容的电容量为220pf~330pf。由于ONU的发光功率比较低，OLT接收到的信号往往比较微弱，故使用220pf~330pf的电容可以保证电容量足够接收较大的信号的同时，其成本也低很多。因为常见的电容规格中，低于220pf的，比如100pf的电容器会在接收较大信号的时候饱和而导致数据丢失，而大于330pf的，比如500pf的成本相对较高。

进一步的，所述开关为TS5A4594或TS5A4595。这两个型号的开关芯片为市面上常见的型号，生产成本较低。