[發明專利]一種高鎖定精度的電光調制器偏壓控制電路系統

有效

• 申請號: 202010628546.7
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111796540B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 陳曦;鄒志勇;周中昊
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王林

本發明公開了一種高鎖定精度的電光調制器偏壓控制電路系統，屬于馬赫?曾德爾調制器的工作點控制技術領域，包括激光器模塊、電光調制器、光纖分束器、高頻光電探測器、低頻光電探測器、信號調理模塊、ADC及工作點設定模塊、MCU控制模塊、DAC模塊、導頻產生模塊、信號混合模塊。本發明在電光調制器的輸入端加入一個1KHz微小擾動信號，經由低頻光電探測器探測之后對其中包含的光信號與導頻信號進行了分別處理，分別提高了兩個信號的測量精度；并使用了逐次逼近法，FFT算法，使得反饋信號的控制精度與處理速度得到了大幅度提升；還通過PID算法對低頻探測器輸出的直流信號與交流信號的幅值的比值K進行控制，提高了系統鎖定精度。

技術領域

本發明涉及外強度調制的馬赫-曾德爾調制器的工作點控制技術領域，具體涉及一種高鎖定精度的電光調制器偏壓控制電路系統。

背景技術

隨著互聯網業務形態的快速發展，以及數據量的爆炸式增長，使得通訊設備的用戶對網絡的帶寬和便攜性都提出了更高的需求。無線通訊因為其便攜以及靈活性的優勢，受到越來越多用戶的青睞，但是隨著數據傳輸速度的需求不斷提高，寬帶無線通信技術成為了關注熱點，使得原本相互并行的兩門學科漸漸融合，成為了微波光子學。

微波光子學技術融合了光網絡的大容量與無線通訊的靈活性，是無線通信技術中的一個熱門關鍵技術。但是目前的外部電光調制技術雖然能夠提供更大的帶寬，但是由于電光調制器在自然環境下，會受到波長，溫度，輻射，光功率以及偏振等因素變化的影響，工作點會發生漂移，使得電光調制器的調制精度降低，從而對整個光纖無線通訊系統的通訊質量變差，嚴重影響光纖無線通訊技術的應用條件。

目前的國內的電光調制器的偏壓控制板大部分集中在研究所與高校中，大規模生產以及適應多種要求的產品就更少。使用最多的方法為：在調制器的偏壓輸入端加入一個微小擾動的信號，通過調制器調制之后，將經由低頻光電探測器探測得到的信號進行處理并進行判斷、處理與反饋。但是大多數產品不能針對苛刻的環境溫度變化(1℃/min)以及應力變化對調制器的工作點進行快速的鎖定與調節，也不能針對調制器的任意工作點進行實時的調節，即便有少數產品具有上述部分功能，但其電路結構復雜，不能適應小型化的趨勢，還有一些控制方案受到前端激光器光功率變化的影響，降低了工作點的控制精度。為此，提出一種高鎖定精度的電光調制器偏壓控制電路系統。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于：如何解決現有技術在電光調制器工作點控制上面的控制精度低、響應時間慢以及對外界環境(溫度，應力等)變化不敏感的問題，提供了一種高鎖定精度的電光調制器偏壓控制電路系統。

本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的，本發明包括激光器模塊、電光調制器、光纖分束器、高頻光電探測器、低頻光電探測器、信號調理模塊、ADC及工作點設定模塊、 MCU控制模塊、DAC模塊、導頻產生模塊、信號混合模塊；

所述激光器模塊的光輸出端與所述電光調制器的光輸入端連接，所述電光調制器的光輸出端與所述光纖分束器的光輸入端連接，所述光纖分束器的一個光輸出端與所述高頻光電探測器的光輸入端連接，所述高頻光電探測器的輸出端與后端電路連接，所述光纖分束器的另一個光輸出端與所述低頻光電探測器的光輸入端連接，所述低頻光電探測器的輸出端與所述信號調理模塊的輸入端連接，所述信號調理模塊的輸出端與ADC及工作點設定模塊的輸入端連接，所述ADC及工作點設定模塊的輸出端與所述MCU控制模塊的輸入端連接，所述MCU控制模塊輸出端與所述DAC模塊的輸入端連接，所述DAC模塊的輸出端、所述導頻產生模塊的輸出端與所述信號混合模塊的輸入端對應連接，所述信號混合模塊的輸出端與所述電光調制器的反饋控制端連接。

更進一步的，所述電光調制器為馬赫-曾德爾型調制器，所述電光調制器根據輸入的射頻信號對進入電光調制器的光信號進行調制。

更進一步的，所述激光器模塊為窄線寬外調制激光器，通過所述激光器模塊為整個鏈路提供光載波。