[發明專利]激光信號恢復模塊、多點對準的水下激光通信系統及方法

有效

• 申請號: 202010640654.6
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111934779B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 蔡文郁;唐國棟;楊俊雷;吳巖;吳培鵬
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/66;H04B10/69;H04B13/02
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

1.一種激光信號恢復模塊，包括DAC電路、壓控放大電路、ADC采樣電路、脈沖峰值保持電路、自相關電路和可調閾值比較器電路；其特征在于：所述的DAC電路、壓控放大電路、ADC采樣電路、脈沖峰值保持電路組成自動增益控制電路；壓控放大電路的輸入接口接收外部輸入的信號；DAC電路的電壓輸出端連接到壓控放大電路的控制輸入端連接；脈沖峰值保持電路的輸出接口連接到ADC采樣電路的采樣接口；壓控放大電路的輸出接口向自相關電路輸出信號；自相關電路的輸出接口連接到可調閾值比較器電路及脈沖峰值保持電路的輸入接口；ADC采樣電路的數字信號并口輸出接口連接到激光通信核心處理模塊；DAC電路的輸入接口與外部的激光通信核心處理模塊連接；

所述的壓控放大電路包括以高速運放為中心的一級放大電路和以壓控增益放大器為中心的可變增益電路；外部用于信號恢復控制的激光通信核心處理模塊通過DAC電路改變壓控增益放大器的控制電壓，實現對可變增益電路的增益進行控制；脈沖峰值保持電路通過采樣保持芯片來保持信號輸出端的電壓；使用比較器對瞬時輸入電壓以及當前輸出電壓進行比較，并輸出控制信號；脈沖峰值保持電路通過雙路復用選擇器來控制脈沖峰值保持電路的工作模式；脈沖峰值保持電路內設置有用于保存峰值電壓的電容C27；當系統需要更新接收信號的峰值電平時，對電容C27進行放電；自相關電路通過延遲器和乘法器進行脈沖信號的自相關檢測，通過將接收信號與該接收信號延遲后的信號進行乘法運算以及低通濾波的處理，抑制掉自相關較弱的噪聲信號，有效提高信號的信噪比；可調閾值比較器電路通過比較器和數控電位器將經過恢復的激光信號轉換為數字信號并輸出；

脈沖峰值保持電路包括比較器U8、采樣保持芯片U6和雙路復用選擇器U7；比較器U8的型號為TLV3501；采樣保持芯片U6的型號為LF298；雙路復用選擇器U7的型號為SN74LVC2G53；

所述采樣保持芯片U6的第3引腳連接到電容C25、電容C26的負極并連接負5V電源；電容C25、電容C26的正極均接地；采樣保持芯片U6的第12引腳連接到電容C28、電容C29的正極并連接到正5V電源；電容C28、電容C29的負極均接地；采樣保持芯片U6的第8引腳連接到電容C27的一端；電容C27的另一端接地；采樣保持芯片U6的第10引腳連接到電阻R43的一端，電阻R43的另一端接地；雙路復用選擇器U7的第8引腳連接到電容C30、電容C31的正極并連接到正5V電源；電容C30、電容C31的負極均接地；比較器U8的第7引腳連接到電容C32、電容C33的正極并連接到正5V電源，電容C32、電容C33的負極均接地；

所述雙路復用選擇器U7的第6引腳連接到電阻R44的一端，電阻R44的另一端接正5V電源；采樣保持芯片U6的第1引腳與比較器U8的第3引腳相連；采樣保持芯片U6的第7引腳與比較器U8的第2引腳相連；采樣保持芯片U6的第11引腳與雙路復用選擇器U7的第1引腳相連；雙路復用選擇器U7的第2引腳、第3引腳、第4引腳均接地；雙路復用選擇器U7的第7引腳與比較器U8的第6引腳相連；比較器U8的第4引腳及第8引腳均接地；采樣保持芯片U6的1引腳為脈沖峰值保持電路的信號輸入端，連接到自相關電路的輸出端；采樣保持芯片U6的7引腳為脈沖峰值保持電路的保持信號輸出端，連接到ADC采樣電路的輸入端。

2.根據權利要求1所述的一種激光信號恢復模塊，其特征在于：所述的DAC電路包括數模轉換器U4，電容C34、電容C35和電容C36；數模轉換器U4的型號為TLV5636；數模轉換器U4的第5引腳接地；數模轉換器U4的第8引腳連接到電容C34、電容C35的正極及正5V電源VCC；電容C34及電容C35的負極均接地；數模轉換器U4第6引腳與電容C36的一端連接，電容C36的另一端接地；數模轉換器U4的第1引腳、第2引腳、第3引腳、第4引腳與外部的激光通信核心處理模塊SPI通信；數模轉換器U4的第7引腳作為DAC電路的數模轉換輸出端，接壓控放大電路的控制輸入端。