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一种外调制器偏置电压控制系统制作方法

  • 专利名称
    一种外调制器偏置电压控制系统制作方法
  • 发明者
    黄松正
  • 公开日
    2012年2月1日
  • 申请日期
    2011年8月10日
  • 优先权日
    2011年8月10日
  • 申请人
    黄松正
  • 文档编号
    H04B10/155GK202135131SQ2011202887
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种外调制器偏置电压控制系统,其特征在于包括铌酸锂外调制器(1)、第一光功率检测电路⑵、第二光功率检测电路(3)、采样电路(4)、处理电路(5)、执行电路(6)及电压基准电路(7);所述铌酸锂外调制器(1)具有一个光输入端与两个光信号输出用的光纤接口,其中一个光纤接口通过光纤套管(12)熔接第一分光器(11),另一个光纤接口通过光纤套管(12)熔接第二分光器(10);所述第一分光器(11)与第二分光器(10)均具有主路与辅路两路输出,第一分光器(11)与第二分光器(10)的主路均通过光纤套管(12)熔接输出尾纤(8),第一分光器(11)的辅路通过光纤套管(12)熔接第一光功率检测电路(2),第二分光器(10)的辅路通过光纤套管(12)熔接第二光功率检测电路(3);第一光功率检测电路(2)与第二光功率检测电路(3)的信号输出端连接采样电路(4),所述采样电路(4)、 处理电路(5)、执行电路(6)依次连接,执行电路(6)的输出端连接铌酸锂外调制器(1)的偏置电压端口2.根据权利要求1所述的一种外调制器偏置电压控制系统,其特征在于所述铌酸锂外调制器(1)为平衡型模拟外调制器3.根据权利要求2所述的一种外调制器偏置电压控制系统,其特征在于所述光纤套管(12)包括相互套接的外热缩套管(121)与内热缩套管(122),所述内热缩套管(122)两端包覆光纤,两段光纤的纤芯在内热缩套管(122)中熔接,外热缩套管(121)与内热缩套管 (122)之间夹装有加固用钢针(123)
  • 技术领域
    本实用新型涉及一种能自动调节加在外调制器偏置电压端口的电压、保持外调制器最佳调制状态的控制系统,属于光通信外调制技术领域
  • 背景技术
  • 专利摘要
    本实用新型公开了一种外调制器偏置电压控制系统,包括铌酸锂外调制器、第一光功率检测电路、第二光功率检测电路、采样电路、处理电路、执行电路、电压基准电路;铌酸锂外调制器具有一个光输入端与两个光纤接口,其中一个光纤接口熔接第一分光器,另一个光纤接口熔接第二分光器;第一分光器与第二分光器均具有主路与辅路两路输出,第一分光器与第二分光器的主路均熔接输出尾纤,第一分光器的辅路熔接第一光功率检测电路,第二分光器的辅路熔接第二光功率检测电路;第一光功率检测电路与第二光功率检测电路的信号输出端连接采样电路,采样电路、处理电路、执行电路依次连接,执行电路的输出端连接铌酸锂外调制器的偏置电压端口。
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:一种外调制器偏置电压控制系统的制作方法目前很多厂商使用的外调制光发射机上的外调制器偏置电压是通过采用外调制器的两路光输出中的其中一路特征信号大小来形成闭环控制,这种构造需要有基准信号发生单元、特征信号接收检测单元和控制单元组成;基准信号通过外调制器调制到光信号上, 通过外调制器将两路光信号输出后,对其中的一路光信号使用分光器分出一路微弱的光信号给调制信号接收检测单元,再进行光电转换解调出有用的特征信号,不仅电路结构以及信号处理流程复杂,而且特征信号微弱,对电气环境要求苛刻,通常需要相敏检波等手段才能较好地实现特征信号的检测,检测难度大。因为向外调制器调制了一个或两个基准信号, 使得该信号对有用信号实际也存在干扰;另一个缺点是没有作信号检测的另一路光输出功率需要通过计算才能获得,并不能实时地显示真实的光功率大小。发明内容本实用新型所要解决的问题就是针对现有外调制光发射机上的外调制器偏置电压自动控制电路结构复杂、基准信号对有用信号产生干扰、其中一路光功率输出不能实时显示的缺陷,提供一种外调制器偏置电压控制系统,系统构架简单,并能实时地显示两路光信号输出的功率;通过自动调节使外调制器始终处于最佳的调制状态,获得最佳的CSO和 C/N指标。为解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案一种外调制器偏置电压控制系统,其特征在于包括铌酸锂外调制器、第一光功率检测电路、第二光功率检测电路、采样电路、处理电路、执行电路及电压基准电路;所述铌酸锂外调制器具有一个光输入端与两个光信号输出用的光纤接口,其中一个光纤接口通过光纤套管熔接第一分光器,另一个光纤接口通过光纤套管熔接第二分光器;所述第一分光器与第二分光器均具有主路与辅路两路输出,第一分光器与第二分光器的主路均通过光纤套管熔接输出尾纤,第一分光器的辅路通过光纤套管熔接第一光功率检测电路,第二分光器的辅路通过光纤套管熔接第二光功率检测电路;第一光功率检测电路与第二光功率检测电路的信号输出端连接采样电路,所述采样电路、处理电路、执行电路依次连接,执行电路的输出端连接铌酸锂外调制器的偏置电压端口。进一步的,所述铌酸锂外调制器为平衡型模拟外调制器。进一步的,所述光纤套管包括相互套接的外热缩套管与内热缩套管,所述内热缩套管两端包覆光纤,两段光纤的纤芯在内热缩套管中熔接,外热缩套管与内热缩套管之间夹装有加固用钢针。本实用新型的有益效果[0008]本实用新型省去了现有外调制光发射机的基准信号发生单元、特征信号接收检测单元,利用第一光功率检测电路、第二光功率检测电路分别检测铌酸锂外调制器的两路光信号输出的功率,采样电路采集检测数据,处理电路根据采样电路采集到的信息进行计算、 输出调节命令;执行电路执行处理电路输出的调节命令,调节铌酸锂外调制器上的偏置电压大小。当处理电路检测到铌酸锂外调制器的两路光功率输出差值超出可接受的范围值时,先增加加在铌酸锂外调制器偏置电压端口的电压,若两路光功率输出的差值增大,则减小加在铌酸锂外调制器偏置电压端口的电压;反之,就继续增加加在铌酸锂外调制器偏置电压端口的电压,直到两路光功率输出的差值在可接受的范围值内。第一光功率检测电路、 第二光功率检测电路配合采样电路可实时检测、显示外调制器的两路光信号输出的功率, 整个控制系统重复执行上述调节过程,使外调制器一直保持在最佳调制状态,获得最佳的 CSO和C/N指标。以下结合附图对本实用新型做进一步的说明图1为本实用新型的原理框图;图2为第一光功率检测电路的电路图;图3为采样电路的电路图;图4为处理电路的电路图;图5为执行电路的电路图;图6为电压基准电路的电路图;图7为光纤熔接的结构图;图8为偏置电压与两路光功率输出关系的实验测试数据的曲线图。参照
图1,一种外调制器偏置电压控制系统,包括铌酸锂外调制器1、第一光功率检测电路2、第二光功率检测电路3、采样电路4、处理电路5、执行电路6及电压基准电路7 ; 所述铌酸锂外调制器1具有一个光输入端与两个光信号输出用的光纤接口,其中一个光纤接口通过光纤套管12熔接第一分光器11,另一个光纤接口通过光纤套管12熔接第二分光器10 ;所述第一分光器11与第二分光器10均具有主路与辅路两路输出,第一分光器11与第二分光器10的主路均通过光纤套管12熔接输出尾纤8,第一分光器11的辅路通过光纤套管12熔接第一光功率检测电路2,第二分光器10的辅路通过光纤套管12熔接第二光功率检测电路3 ;第一光功率检测电路2与第二光功率检测电路3的信号输出端连接采样电路4,所述采样电路4、处理电路5、执行电路6依次连接,执行电路6的输出端连接铌酸锂外调制器1的偏置电压端口,形成闭环控制。铌酸锂外调制器1采用平衡型模拟外调制器,它能将RF射频信号通过调幅的方式调制到光信号中,光输入来自于DFB激光器的纯净光源,通常光功率为40Mw。参照图7,光纤套管12包括相互套接的外热缩套管121与内热缩套管122,所述内热缩套管122两端包覆光纤,两段光纤的纤芯在内热缩套管中熔接,外热缩套管121与内热缩套管122之间夹装有加固用钢针123,提高连接强度。[0020]参照图2,第一光功率检测电路2 来自电压基准电路7的基准电压REF PWR连接到滤波电容C142、C114,经过电阻RlOl连接到光电管的阴极,光电管的阳极连接到电感 L101,电感另一端接地,形成电流回路,将光电管反向偏置;电容C101、C103对光电管起滤波作用。电阻RlOl两端分别连接到R103、R105,R103、R105的另一端分别接运算放大器 m01的反相输入端和同相输入端,同相输入端通过电阻R136接地,R120从mOl的第6脚即输出脚连接到反相输入端,形成典型的差分放大电路;电容C105,C106起到滤波作用;+12V 电源通过限流电阻R114连接到mOl的第7脚即电源脚,其第4脚接地形成运放供电回路。 NlOl的第6脚连接到电位器RPlOl的1脚,RPlOl的3脚接地,第2脚连接到电阻R122,R122 另一端连接到C107,C107另一端接地进行滤波;电阻R122输出信号电压输入到采样电路4 的AD采样芯片m06进行光功率大小的采样。当光电转换管ElOl接收到第一分光器11的辅路光信号后,其电流随光信号的增加而增加,电阻RlOl两端的电压也按比例增加,电阻 RlOl两端的压差信号被运算放大器组成的差分放大电路处理后输出一与第一路光信号功率成正比的电压信号,此信号和第二光功率检测电路3的信号一起,作为电压基准电路7的 PID调节依据。第二光功率检测电路3与第一光功率检测电路2原理一致,不再详述,两个光功率检测电路的作用是配合采样电路4检测铌酸锂外调制器1输出的两路光功率输出。参照图3,采样电路4中的AD采样芯片附06使用德州仪器生产的16位、4通道 ADS1112,其第1、第2、第4脚分别接第一光功率检测电路2的输出端、第二光功率检测电路 3的输出端、偏置电压输出;其第3、第5脚接地,配置AIN0,1,2通道为为共模采样端,采样电路4中的主要作用是采集铌酸锂外调制器1的两路光功率输出的大小以及偏置电压的大小。参照图4,处理电路5的处理芯片附09使用目前较为通用的国产51核单片机 STC12C5608AD,时钟晶振使用11. 0592MHz,二极管V101、电阻Rlll与电容C154组成上电复位电路;电阻R138、R138、R140对采样通道进行选择;R141、R142是IIC总线上拉电阻,单片机的第23、第25脚使用IIC总线连接其它IIC芯片。处理电路5的主要功能是根据采样电路4采集到的信息进行计算,然后输出调节命令。参照图5,执行电路6的DA芯片附05采样16位精度的DAC8571。DAC8571输出的电压经过运放m03A进行射极跟随输出通过电阻R104连接到N103B的反向输入端,与电阻R126输入的基准电压进行加法运算后通过第7脚输出,输出电压经过R129、R130和电感 L103后连接到铌酸锂外调制器1的偏置电压接口。执行电路6的主要功能是处理电路5输出的调节命令,调节铌酸锂外调制器1上的偏置电压大小。参照图6,电压基准电路7的输入由外部开关电源提供+5V和士 12V电源,三路电源经过由电感L104、电感L105、电感L106组成的π型滤波网络后+5V供给单片机使用, 士 12V给运放供电。+12V经过REF02基准电压专用芯片Ν110、Ν112稳压后输出+5. OOV的高精度基准电压,其中W12输出经过L108等组成的π型滤波网络后连接到第一光功率检测电路2与第二光功率检测电路3的REF PWR节点,NllO输出经过L107等组成的π型滤波网络后连接到执行电路6的RP103电位器和DAC8571的第1、第2脚,以提供其AD转换的基准电压和芯片工作电压。还通过R131连接到mil的2.5V电压基准芯片,而mil产生的2. 50V基准电压通过电阻R132连接到处理电路5芯片附09的第16脚以提供其AD转换的基准电压。电压基准电路7的主要功能是为上述各电路提供电源和高精度的基准电压。[0025]表1是铌酸锂外调制器1在输入光功率约为40毫瓦时,测得的实验数据。其中DC 表示加在外调制器偏置端的电压,单位为伏特,Pi表示铌酸锂外调制器1输出的第一路光信号的光功率,单位为毫瓦,P2表示铌酸锂外调制器1输出的第二路光信号的光功率,单位为毫瓦。表




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