简易光发射机电路图大全（晶振调频/彩色电视/音频发射机电路图详解）

杨桂花 2018-03-09 18479

信号处理电子电路图

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描述

简易光发射机电路图（一）

一个实际的光发射机电路中除了调制电路和光源这两个部分外，还应包括码型变换电路和许多辅助电路，因比，实际的光发射机电路是十分复杂的，不便列出．下面，仅给出一个较简单的电路，这个电路是用在光中继器上的，如图3-37所示．

图中包括了激光器和它的调制电路，以及正向偏置控制电路，控制电路是根据PIN管从LD得到的背向散射光来实现对LD的控制．图中没有画出码型变换电路及其他辅助电路．

发射机

简易光发射机电路图（二）

光发射机是在发射端将电信号转换成适合于在光纤中传输的光信号。光源是光发射机的主要器件，但仅有光源是不能构成发射机的，光发射机还包括输入接口、激光二极管（LD）驱动电路、自动功率控制（APC）电路、自动温度控制（ATC）电路、慢启动与限流保护电路、光源与光纤的耦合等，其组成框图如图1所示。

输入电路将输入的PCM脉冲信号进行整形，变换成NRZ/RZ码后通过驱动电路调制光源（直接调制）或送到光调制器调制光源，输出连续光波（外调制）。驱动电路给光源一个预偏置电流。为稳定输出的平均光功率和工作温度，通常设置一个自动功率控制及自动温度控制电路。光发射机中的报警电路是对光源寿命及工作状态进行监测与报警。LD的温控电路用于稳定平均功率和工作温度。

发射机

LD驱动电路

驱动电路将电信号转化成光信号，将要传输的电信号调制到光源的输出。LED的驱动电路比较简单，而在较高速率下采用LD驱动电路可能变得相当复杂。无论是LED还是LD，一般都需要在一定的注入电流下进行调制，因此驱动电路应该能对光源同时提供偏置电流和随信号变化的调制电流。

常用的LD驱动电路可分为单管集电极和射级耦合2种驱动电路。这里采用一种简单的，但可实际应用的射级耦合LD驱动电路，如图2所示。

发射机

图2中，通过偏置电路，使LD的偏置电流在其阈值附近，晶体管VBG3构成一个恒流源，向LD提供调制电流，晶体管VBG1和VBG2构成对LD调制电流的开关电路，VBG2的基极加有固定的参考电压VBB，当输入为“0”码时，VBG1的基极电位比VBB低，因此VBG1截止而VBG2导通，是恒流源通过VBG2流过LD而发射出光脉冲；反之，当输入信号为“1”码时，VBG1的基极电位比VBB高，因此VBG1导通而VBG2截止，不发出光脉冲，如果在信号输入VBG1之前加一个反相器，则可以在LD上得到与电信号脉冲一致的光脉冲输出。

自动功率控制（APC）电路

为了稳定激光器的输出功率，需要在发射机中具有自动功率控制（APC）电路，APC电路一般利用与LD封装在一起的PIN二极管检测LD后向输出的光信号，根据PIN输出的大小而自动改变对LD的偏置电流，使其输出功率保持恒定。可能引起激光输出功率变化的因素是芯片温度变化和激光器老化效应。

图3给出APC电路原理图，PIN二极管检测到的信号与直流参考电压进行比较后，送到集成运算放大器的反向输入端，另一方面再生信号电压通过调节R2后送到集成运算放大器的同相输入端，集成运算放大器和晶体管VQ1组成可自动调节的恒流源向LD提供直流偏置，偏流的大小可由直流参考电压的调整而进行预置。该APC电路可以保证在输入信号为“1”码时，激光器发出强度恒定的“1”码；而当输入信号为“0”码时，激光器工作在阈值附近。

发射机

自动温度控制（ATC）电路

导体激光器的输出特性受温度影响很大，当温度发生变化（包括环境温度变化和注入电流引起的温度变化）时，LD的P-I特性和光谱特性都要发生变化，因此在光发射机中需要有自动温度控制电路，以保证激光器在恒定温度下工作。一般说来，在实用的半导体激光器封装中，都带有一个半导体致冷器和一只能够检测激光器芯片温度变化的热敏电阻，可采用图4的ATC电路实现对激光器工作温度的稳定。

发射机

简易光发射机电路图（三）

这套结构简单，易于制作，性能优良，发射功率约0.3W的UHF频段彩色电视发射机。既可用来开路发射录像机、卫星电视接收机，摄像头，VCD影碟机等音视频输出的节目信号。当用室外天线接收、发送时，传输距离可达500米以上。在本发射机输出端口加装一个UHF频段相应频道的滤波器后，又可以进行闭路传送。供多用户收看UHF频道电视节目。其收发效果要比VHF频段干扰小，图像稳定，音质和画面都要清晰很多。

电路原理简介

整机电路原理如下图所示。它主要由UHF射频调制器、射频功率放大器等组成。本机调制器采用专门为UHF射频调制器而设计的单片式集成电路，它的外围元件少，一致性好，安装调试简单，性能优良。图中，音频信号A/IN经音量电位器调节适当幅度后，由IC③脚进入IC内进行放大，并由5脚与地之间的LC网络振荡在6.5MHz的频率上。视频信号V/IN由电位器调节为一定幅度后，由电容耦合至IC⑧脚进入IC内进行钳位放大等处理后，并与其内部的射频载频信号、伴音载频信号混合成完整的UHF频段电视射频信号，并由IC第20脚输出。射频载频频率由IC外接的SAW振子（或LC网络）决定。不同的频道需要不同的SAW振子（或改变LC网络数据）。本机的射频功率放大比较简单，几乎无可调元件，由图可知，它由四级线性高频宽带功率放大电路组成。各集电极电感均为‘高频恒流线圈，其中心抽头主要起阻抗匹配作用，经放大的射频信号　　RF由1/4波长天线向空中辐射，供电视接收机收看。

发射机

元件选择、制作与调试

本机射频放大部分的三级管选用fT＞1.5GHZ的高频中功率管（注：前两级可用fT＞1.5GHZ高频小功率管），如C3355等。所有线圈除伴音振荡线圈需用电视中周骨架绕制外，其余均绕成空心线圈。其中调制部分线圈用φ0.6mm左右漆包线在φ3mm圆棒上绕制。射频功率放大部分的线圈用φ0.6mm左右漆包线在φ5mm圆棒上绕制。本机所用的SAW振子应根据所发射频　　道选择。如无SAW振子也可用LC网络代替，方法是参照图2，把图一调制器部分的A、B处断开，接入下图所示的LC网络即可，这样，在输出不同的频道时，调节改变微调电容的容量。伴音振荡线圈用电视中周改制，用0.lmm左右漆包线在骨架上绕26T。本机电容除音视频输入耦合电容要求不高外，其余电容宜用瓷片电容：由于本机工作于UHF频段，在安装时，所有元件引脚不宜过长，否则，极易自激。本机调试较为简单，射频功率放大部分由于采用宽带高频功率放大电路，只要元件焊接无误，无需调试就能工作。射频调制部分如用晶振，只需调试伴音振荡线圈磁芯，使伴音蜂音消失，失真最小即可。如无晶振而用IC网络，还需调节LC网络的微调电容，使射频输出在相应的UHF频道上。

发射机

简易光发射机电路图（四）

作为光发射的一种方法，可以用音频信号来调整灯丝，放大器Q1/Q2/Q3驱动射极跟随器TM，调整R10.使Q点，（灯泡）的效果最好，要得到最好的音频响应特性，灯丝应具有低的热情性。

发射机

简易光发射机电路图（五）

电路原理

如图1所示，由V1及相关阻容元件组成一级音频放大电路，为调制级提供足够强度的音频信号。D1是变容二极管，其等效电容量随着两极所加的反向电压变化而变化，从而使晶振及外围电路组成的振荡器中心频率随之变化，达到调频目的。振荡器输出的信号经V3倍频、放大，再由调谐变压器完成匹配与滤波后输出。

发射机

该电路用了调谐变压器，因而在制作完后要调整其磁心，使之匹配。其方法是制作一个简易场强电路（如图2所示），接至变压器的输出端，调整磁心，直到电流表指示值最大为止。电路中所用元器件尽量使用高频特性好的元器件。晶振选用标称值为29～36MHz之间的晶振，D1可用MV2105，变压器需自制，可选用电视中周作骨架，去掉屏蔽罩，用∮0.2mm左右的漆包线在骨架上初级绕3匝，次级绕1匝。天线可用1/4波长的软导线代用。

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