廣電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的光接收機(jī)原理故障分析與排除

文丨施永忠 施偉民

（中廣有線紹興分公司，浙江紹興 312000）

當(dāng)今，網(wǎng)絡(luò)公司已經(jīng)在大量使用各種類型的光接收機(jī)。在長時(shí)期的使用過程中，各種不同原因的故障已經(jīng)顯露出來。為了更好地使用光接收機(jī)與掌握維修技術(shù)，進(jìn)一步節(jié)約成本和維護(hù)好HFC網(wǎng)絡(luò)，筆者經(jīng)過實(shí)踐和總結(jié)，探討對(duì)光接收機(jī)原理、故障的分析與排除，以期同行對(duì)光接收機(jī)原理和修理有新的認(rèn)識(shí)，下面，就中廣有線紹興分公司在鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村FHC網(wǎng)絡(luò)大量使用的LGOR4075BP-1 光接收機(jī)為例進(jìn)行分析。

1 原理

1.1 光接收機(jī)工作原理

24V直流電壓通過R22（4.7K）、R15（10K）加到光電二極管(IC4)的負(fù)極上，完成了對(duì)光電二極管的反向偏置。在激光的照射下，在IC4正極端輸出有線電視信號(hào)，電視信號(hào)經(jīng)過L6濾波經(jīng)高頻自耦變壓器（T1）中間抽頭輸出高頻信號(hào)，該T1又起到信號(hào)從光電二極管輸出到放大模塊輸入端之間的阻抗匹配作用。高頻信號(hào)再經(jīng)過C24耦合回到IC3（BGY887）的第一腳輸入進(jìn)行低噪聲放大，放大后的信號(hào)從7腳輸出，經(jīng)均衡器（EQ）、衰減器（ATT）通過二分配器，同時(shí)分配給IC2、IC3（均為BGY887）分別從C7、C27輸出電視信號(hào)。

光電二極管IC4完成O/E轉(zhuǎn)換輸出65 dBuV @0dB的信號(hào)，二級(jí)放大模塊IC3、IC2凈增益為38dB左右，該接收機(jī)兩個(gè)輸出口正常輸出為98dBuv@-2dBu/22ch。

1.2 光電顯示原理

（1）接上直流24V電源，一通電紅燈亮。24V電壓經(jīng)過L7、R11再經(jīng)R16、R12分壓、加到運(yùn)放第6腳、7腳輸出低電壓（0.8V），同時(shí)24V直流經(jīng)過R21加到D6正極上使D6（紅燈）導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)壓降為1.9V。完成了24V接通時(shí)（光信號(hào)沒加到光電二極管前）紅燈亮，其反饋過程由下列表示：

（2）當(dāng)輸入光信號(hào)達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，紅燈熄滅，綠燈亮起。

當(dāng)光信號(hào)輸入到光電二極管IC4上，在IC4兩端建立起電壓降，此電壓使運(yùn)放3腳電位升高使V3大于V2，1腳電位上升加到5腳后，使7腳電位上升到22.5V，紅燈（D6）處于反偏狀態(tài)熄滅，這時(shí)，綠燈（D5）正極上建立1.9V電位，使綠燈點(diǎn)亮。其反饋過程由下列表示：

2 故障分析

2.1 有光信號(hào)，二個(gè)輸出端（out1、out2）無電視信號(hào)（電源正常）

該類型故障一般由下列情況引起：

（1）光電二極管損壞；（2）IC3損壞；（3）無源器件（從L6—ATT間檢查故障）

2.2 輸出電平偏低，MER正常

該類故障一般是光電二極管（IC4）老化或法蘭頭損壞或放大模塊增益低所造成。

2.3 輸出電平正常，MER偏低

（1）如有一輸出(out1)端口，輸出正常，MER正常（但另一輸出端口MER不正常）。此類故障可以排除光電二極管（IC4）和放大模塊（IC3）EQ 和ATT有問題。問題可能出在ATT2、IC2和C7到out2之間的無源器件上，只要逐個(gè)檢查馬上可以找到故障點(diǎn)。問題一般出在IC2上較多，特殊時(shí)耦合電容CX有虛焊也會(huì)造成MER下降。

（2）如二個(gè)輸出端輸出電平和MER都偏低。這時(shí)一般應(yīng)為IC3放大模塊質(zhì)量不好，內(nèi)部有局部損壞所致，一般應(yīng)檢查公共通道上的器件，如光電二極管，EQ，ATT，C24或T1。

2.4 光接收機(jī)雷擊后，出現(xiàn)輸出電平低

當(dāng)外線遭雷擊時(shí)，一般會(huì)造成光接收機(jī)的電源部分損壞。容易損壞的部件是避雷放電管，變壓器，濾波電容，穩(wěn)壓模塊等元件。造成輸出電平低的故障是信號(hào)通道堵塞或短路。

2.5 光接收機(jī)輸出電平低可能出現(xiàn)三種情況

（1）高低端信號(hào)都差。這種故障主要原因是；光纖APC頭接觸不良或臟污；增益調(diào)正電位器或插片阻值變大或質(zhì)量欠佳；放大器模塊性能變差。（2）高端信號(hào)正常，低端信號(hào)差。這種現(xiàn)象主要原因有輸出口，增益，均衡調(diào)整插件的氧化銹蝕引起的接觸不良，以及均衡器件開路所致。（3）低端信號(hào)正常，高端信號(hào)差。其主要原因有；放大模塊性能不良，高頻磁芯器件Q值下降，光機(jī)內(nèi)部元件受潮等。

2.6 電光指示燈不亮

遇到此類故障，首先要檢查24V電源是否正常，正常時(shí)檢查的程序如下：（1）查輸出端信號(hào)是否正常；（2）檢查雙運(yùn)放LM2904各腳是否正常，同表1；（3）檢查D6、D5電位是否正常，見表2。一般通過上述檢查馬上能找到故障現(xiàn)象所在的地方。

2.7 光接收性能的提高

該機(jī)型號(hào)適用于分散形非規(guī)則的農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)，如果電平要求要大于原設(shè)計(jì)98 dBuV@，可將IC2、IC3放大模塊換成功率倍增型（D8740270GTH）的放大模塊，使輸出加大的同時(shí)非線性指標(biāo)也會(huì)相應(yīng)提高。

該接收機(jī)線路簡潔，用一只光電二極管三塊BGY887低噪聲放大模塊，價(jià)格也較適中，易于維修，非常適合于農(nóng)村光纜傳輸系統(tǒng)，缺點(diǎn)是輸出電平低些。若要求輸出再高些，非線性指標(biāo)高些，可以將末級(jí)二塊放大模塊換成功率倍增型放大奇志（D8740270GTH）輸出在原有基礎(chǔ)上增加5dB且非線性指標(biāo)比原來高，如還覺得輸出低，可以將IC3換成比益大些的，但注意必須是低噪聲放大模塊。這時(shí)經(jīng)過簡單改造將該光接收機(jī)成為高輸出，低非線性失真的設(shè)備。

LM2904各腳電位 表1

原理圖上四點(diǎn)電位 表2

光接收機(jī)的故障檢修光接收機(jī)的常見故障包括光路故障、RF放大故障、RF。輸出故障、印刷電路被雷電擊中燒斷開路、控制電路故障、電源電路故障等。

光路故障常見的有光電二極管損壞，法蘭盤接頭臟污，光纖受外力壓迫或彎曲半徑太小。放大電路故障常見的有放大模塊不好，耦合元件不好等；控制電路故障主要有增益調(diào)節(jié)器、均衡調(diào)節(jié)器接觸不良時(shí)好時(shí)壞等；電源故障主要有開關(guān)電源損壞、保險(xiǎn)管斷開等。

3 故障實(shí)例：

[例1]：光接收機(jī)被打雷后無信號(hào)。檢查電源指示燈不亮，接上60V電源后，供電器自動(dòng)保護(hù)指示燈點(diǎn)亮，可以判定光接收機(jī)內(nèi)部存在短路現(xiàn)象。仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)有一只避雷放電管外殼已變黑，用萬用表測量其阻值為0，說明避雷管被擊穿短路，更換避雷管后，光接收機(jī)電路恢復(fù)正常。

[例2]：打開光接收機(jī)后，發(fā)現(xiàn)電源指示燈不亮，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)開關(guān)電源無24V輸出，可以判定開關(guān)電源電路已損壞，更換開關(guān)電源的穩(wěn)壓模塊后，光接收機(jī)電路恢復(fù)正常。

[例3]：皋埠某村光接收機(jī)發(fā)現(xiàn)光功率在 -7dBm ～ 1dBm 之間變化，仔細(xì)檢查是一尾纜被打成了“小結(jié)”造成的故障，將尾纜“小結(jié)”松開并固定好。故障排除。

[例4]：光接收機(jī)信號(hào)時(shí)好時(shí)不好。檢查發(fā)現(xiàn)光功率、電源電路都正常，調(diào)節(jié)可調(diào)衰減器，信號(hào)恢復(fù)正常，但一會(huì)兒信號(hào)又衰減下去，可以判定是可調(diào)衰減器接觸不良的故障，更換此可調(diào)衰減器后，故障排除。

[例5]：皋埠五和村一只光接收機(jī)OUT1、OUT2 輸出信號(hào)正常， OUT3、OUT4輸出信號(hào)偏低，且有網(wǎng)紋干擾。因?yàn)镺UT1、OUT2輸出信號(hào)正常。仔細(xì)檢查可以判定放大模塊G3損壞，更換G3后故障排除恢復(fù)正常。

[例6]：某小區(qū)用戶反映接收電視圖像有兩條白色橫道滾動(dòng)，判定是50Hz交流聲干擾。重點(diǎn)檢查電源電路。發(fā)現(xiàn)濾波1000μF／50V的電解電容有問題。因?yàn)闉V波電容損壞使輸出的DC24V電壓紋波系數(shù)增大。50Hz交流信號(hào)被調(diào)制到射頻上，在電視機(jī)屏幕上表現(xiàn)即為白色橫道滾動(dòng)現(xiàn)象。更換濾波電容 1000μF／50V后故障排除恢復(fù)正常。