[發明專利]一種鈮酸鋰晶體外調制驅動裝置

有效

• 申請號: 201410230905.8
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN104038282A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 李智;馮國英;張飛正
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H04B10/11
• 分類號: H04B10/11;G02F1/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種通過高壓數字信號調制酸鋰晶體進行無線光通信的電光調制通信系統，其特征在于該高壓驅動裝置適用于對鈮酸鋰晶體進行外調制的無線光通信領域。

背景技術

大氣光通信就是以光作為信息的載體的通信，實際上是將有線通信的電信號處理技術、光調制技術和光傳輸技術相結合，可用于空間及地面通信。光通信具有無線電波通信無法比擬的優點：首先是通信容量大，激光不但頻率很高，而且單色性很好，可以做通信的載頻使用；其次抗干擾能力強，由于光通信的載體特性，無線電波對他沒有干擾作用，激光的方向性也使得光波很難被干擾；再次是保密性好，由于光在大氣通信中，發散角較小，激光束，幾乎是一條準直的細線，保持了高度方向性。本文提出一種鈮酸鋰晶體外調制驅動裝置，基于鈮酸鋰晶體的線性電光調制特性，將經過調制的數字信號加在鈮酸鋰晶體兩端，對光信號進行相應的調制。當晶體加上電場以后，折射率會發生變化，當在一定的電壓范圍內，折射率的變化正比于電場強度，成為線性電光效應。因此當鈮酸鋰晶體兩端的電壓發生變化，折射率的改變會導致光通量的改變，從而使大氣光通信成為了可能。

對光信號的調制方式主要有兩種：直接對光源進行調制的內調制方法和通過對電光物體調制的外調制方法，內調制方法簡單，速率高，但是容易受到外界光線的影響，而且對模擬信號的調制實現起來難度較大；通過對電光晶體的外調制可以將數字信號和模擬信號放大到300V足以應對外界干擾，可以在惡劣的天氣環境下可靠的工作。該鈮酸鋰晶體外調制通信系統專用高壓驅動電路,可以將FPGA調制以后就低壓數字信號，進行50倍的放大，然后加在鈮酸鋰晶體兩端，較高的數字信號，保證了整個激光通信系統的穩定工作。?

發明內容

該發明的電路部分發射端通過ARM對視頻、音頻信號進行采集、壓縮、轉換處理。然后經過FPGA對數字信號進行進一步的壓縮編碼、加密，以降低數字信號誤碼率和傳輸率，增強激光通信系統的安全性。然后將FPGA調制以后的數字信號，經過鈮酸鋰晶體外調制通信系統專用高壓驅動電路放大到高電平正150V，低電平負150V。由于加在鈮酸鋰晶體上的數字信號高達300V，可以極大的提高通信過程中外界自然光的干擾，即使在天氣環境惡劣的情況下也可以正常通信。

在鈮酸鋰晶體外調制通信系統專用高壓驅動電路中，為了降低鈮酸鋰晶體的直流工作點，需要在光路部分增加了四分之一波片，因此需要將FPGA調制后的數字信號進行單極性到雙極性轉化。由于對FPGA編碼后的LVTTL電平，需要放大50倍，過高的增益會影響運放的穩定和頻帶寬度，采用兩級式的復合放大可以有效解決這兩個問題。在室溫及標準電源電壓下,?輸入電壓為零時,?為使集成運放的輸出電壓為零,在輸入端需要增加補償電壓，兩級式的復合運放前級放大采用低失調電壓集成芯片LT1227CS8，可以有效的對失調電壓進行補償，提高通信系統可靠性。當集成運放應用電路的開環增益為一定值時,由于相移過大,?電路會產生高端提升及振蕩現象。為了克服這些現象,?應對集成運放進行相位補償。集成運放的相位補償可通過補償引線端,?輸入端和輸出引線端外接RC補償元件,?構成相位補償網絡,?實現相位補償。相位補償不僅提高放大電路的穩定性,?而且還能使帶寬擴展，提高電光調制通信系統的可靠性。

附圖說明

圖1是本發明光路發射和接收部分示意圖。

圖2是本發明調制解調及信號處理部分電路示意圖。

圖3是本發明鈮酸鋰晶體外調制專用高壓驅動電路示意圖。

具體實施方式

鈮酸鋰晶體外調制通信系統包括電路調制解調部分和光路發射接收兩部分。

所述的鈮酸鋰晶體外調制通信系統光路部分如圖1所示，激光光源選用氦氖激光，通過縮束鏡組、光闌、圓形階躍式中性濾光片、斬波器、單色濾光片、起偏振片、λ/4波片、檢偏振片等對光源進行準直濾光后加在鈮酸鋰晶體的Z軸方向，縮束鏡組、光闌、圓形階躍式中性濾光片、斬波器、單色濾光片、起偏振片主要是為了對光束進行聚焦和改善光束的質量，選出特定頻譜，特定方向的光源。增加λ/4波片可以改變鈮酸鋰晶體的直流偏置工作點，使其工作在直流電位為零的點。在接收端，光電探測器將通過大氣激光傳輸的調制光信號，轉化為相應的電信號。