[發明專利]一種面向馬赫-曾德爾干涉儀的脈沖寬度調制系統及方法

有效

• 申請號: 202210253901.6
• 申請日: 2022-03-15
• 公開（公告）號: CN114584223B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 閔圣凱;張彥峰;桂許春
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H04B10/524
• 分類號: H04B10/524;H04B10/50
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 高冰

1.一種面向馬赫-曾德爾干涉儀的脈沖寬度調制系統，其特征在于：包括上位機(1)、FPGA(2)、功率驅動電路(3)、2×2MZI模塊(4)、光電探測器(5)、ADC模塊(6)、功率計(7)、可調直流源(8)、可調諧激光器(9)；所述上位機(1)與FPGA(2)相連接，所述FPGA(2)、功率驅動電路(3)、2×2MZI模塊(4)依次電連接，所述2×2MZI模塊(4)輸出端連接光電探測器(5)、功率計(7)，所述光電探測器(5)輸出端連接ADC模塊(6)，所述ADC模塊(6)輸出端連接FPGA(2)，所述2×2MZI模塊(4)輸入端還連接可調諧激光器(9)，所述功率驅動電路(3)輸入端連接可調直流源(8)；所述FPGA(2)包括串口收發環回模塊、PWM控制模塊、FIFO模塊、調頻模塊；所述串口收發環回模塊通過串口連接上位機(1)，所述串口收發環回模塊輸出端分別連接PWM控制模塊、調頻模塊；所述FIFO模塊輸入端連接ADC模塊(6)，所述FIFO模塊輸出端連接調頻模塊，所述調頻模塊輸出端連接PWM控制模塊，所述PWM控制模塊的輸出端連接功率驅動電路(3)。

2.如權利要求1所述的一種面向馬赫-曾德爾干涉儀的脈沖寬度調制系統，其特征在于：所述調頻模塊包括排序模塊和比較器，所述排序模塊輸入端連接FIFO模塊，所述排序模塊輸出端連接比較器，所述比較器輸出端連接PWM控制模塊。

3.一種面向馬赫-曾德爾干涉儀的脈沖寬度調制方法，其特征在于，包括：

上位機(1)發送數據通過串口進入FPGA(2)，FPGA(2)產生的具有一定占空比的PWM信號通過功率驅動電路(3)驅動2×2MZI模塊(4)，將可調諧激光器(9)產生的紅外可見光接入到2×2MZI模塊(4)，2×2MZI模塊(4)輸出光信號經過光電探測器(5)、ADC模塊(6)進入FPGA(2)的調頻模塊，FPGA(2)的調頻模塊處理后將數據發送給FPGA(2)的PWM控制模塊，完成PWM頻率的調整并實現了光輸出紋波的減小，通過功率計(7)觀察2×2MZI模塊(4)光輸出的變化；所述上位機(1)與FPGA(2)之間采用串口通信，上位機(1)發送的數據一路通過串口進入FPGA(2)的PWM控制模塊，實現PWM信號占空比的調整；另一路通過串口進入FPGA(2)的調頻模塊，作為調頻模塊中的比較器中判斷紋波大小的基準值。

4.如權利要求3所述的一種面向馬赫-曾德爾干涉儀的脈沖寬度調制方法，其特征在于：所述2×2MZI模塊(4)經過功率驅動電路(3)放大后的脈沖電壓驅動，熱光調制后的光信號輸出通過光電探測器(5)、ADC模塊(6)進行光信號到數字電信號的轉換。

5.如權利要求3所述的一種面向馬赫-曾德爾干涉儀的脈沖寬度調制方法，其特征在于：所述FPGA(2)接收到ADC模塊(6)發送的數據后，經過FPGA(2)的FIFO模塊先完成數據的緩存，再將數據發送到調頻模塊，調頻模塊的排序模塊通過使用并行全比較排序算法將接收的數據完成排序，把數據中的最大值與最小值相減得到的差值發送到調頻模塊的比較器，比較器根據比較的結果將數據發送給FPGA(2)的PWM控制模塊實現頻率的調整進而改變光輸出響應紋波。

6.如權利要求3所述的一種面向馬赫-曾德爾干涉儀的脈沖寬度調制方法，其特征在于：所述上位機(1)發送的數據通過串口發送到FPGA(2)的串口收發環回模塊后，一路進入FPGA(2)的PWM控制模塊，實現PWM信號占空比的調整；另一路進入FPGA(2)的調頻模塊，作為比較器中判斷紋波大小的基準值。

7.如權利要求3所述的一種面向馬赫-曾德爾干涉儀的脈沖寬度調制方法，其特征在于：所述可調諧激光器(9)產生1550nm紅外可見光接入到2×2MZI模塊(4)。