副载波光锁相环系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明实施例涉及光锁相环技术领域，尤其涉及一种副载波光锁相环系统。
【背景技术】
[0002] 随着自由空间光通信技术的发展，为了增加自由空间光通信系统的灵敏度，在自 由空间光通信系统中使用光锁相环系统，通过光锁相环系统可以将信号光和本振光的频率 及相位锁定。
[0003] 在现有技术中，光锁相环系统的工作原理如下:将信号激光器生成信号光、以及光 压控振荡器生成的本振光传输至相位检测模块，相位检测模块对信号光和本振光进行处 理，得到信号光和本振光的相位差信号Ud(t)，Ud(t)包含了信号光和本振光之间的相位差信 息，相位检测模块将U d(t)传输至环路滤波器，环路滤波器根据Ud(t)的频率确定控制电压Uc (t)，并将Uc(t)发送至光压控振荡器以调整本振光的输出频率，然后光压控振荡器将输出 频率调整后的本振光发送至相位检测模块，重复上述过程，直至信号光和本振光的相位差 恒定、频率相等，使得信号光和本振光的频率及相位锁定。
[0004] 然而，在现有技术中，只有当信号光和本振光的频差(Ud(t)的频率)小于预设频率 时，环路滤波器才能正常工作，对于常用的一阶有源滤波器，假设该滤波器的阻尼系数为ζ， 自然频率为f n，只有当Ud(t)的频率小于2XGXfJt，环路滤波器才能正常工作；由于滤波器 的阻尼系数ζ为定值，光锁相环系统的相位误差和自然频率f n成正比，若自然频率fn过高时， 会导致光锁相环系统的相位误差增大，性能降低，因此，需要将自然频率f n设置在一定范围 内，进而使得环路滤波器的工作频带较窄，导致光锁相环系统的工作频带较窄。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例提供一种副载波光锁相环系统，用以提高副载波光锁相环系统的工 作频带。
[0006] 本发明实施例提供一种一种副载波光锁相环系统，包括:信号激光器、相位检测模 块、频差调整模块、环路滤波器、控制电压处理模块以及光压控振荡器，其中，
[0007] 所述信号激光器的输出端与所述相位检测模块的第一输入端连接，所述相位检测 模块的第一输出端与所述频差调整模块的输入端连接，所述相位检测模块的第二输出端与 所述环路滤波器的输入端连接，所述频差调整模块的输出端与所述控制电压处理模块的第 一输入端连接，所述环路滤波器的输出端与所述控制电压处理模块的第二输入端连接，所 述控制电压处理模块的输出端与所述光压控振荡器的输入端连接，所述光压控振荡器的输 出端与所述相位检测模块的第二输入端连接；
[0008] 所述相位检测模块，用于接收所述信号激光器发送的信号光和所述光压控振荡器 发送的第一本振光，确定所述信号光和所述第一本振光的相位差信号，并分别向所述频差 调整模块和所述环路滤波器发送所述相位差信号；
[0009] 所述频差调整模块，用于接收所述相位差信号，根据所述相位差信号的频率确定 第一控制电压，并向所述光压控振荡器发送所述第一控制电压；
[0010]所述环路滤波器，用于接收所述相位差信号，在所述相位差信号的频率小于预设 频率时，根据所述相位差信号的频率确定第二控制电压，并向所述光压控振荡器发送所述 第二控制电压；
[0011] 所述控制电压处理模块，用于在所述相位差信号的频率大于预设频率时，接收所 述第一控制电压，根据所述第一控制电压确定综合控制电压，并向所述光压控振荡器发送 所述综合控制电压;或者，在所述相位差信号的频率小于或等于预设频率时，接收第一控制 电压和第二控制电压，根据第一控制电压和所述第二控制电压确定综合控制电压，并向所 述光压控振荡器发送所述综合控制电压；
[0012] 所述光压控振荡器还用于，接收所述综合控制电压，并根据所述综合控制电压生 成第二本振光，并向所述相位检测模块发送所述第二本振光。
[0013] 本发明实施例提供的副载波光锁相环系统，包括:信号激光器、相位检测模块、频 差调整模块、环路滤波器、控制电压处理模块以及光压控振荡器，当信号光和本振光的频率 差大于或等于预设频率时，频差调整模块根据信号光和本振光的频率差确定第一控制信 号，使得光压控振荡器根据第一控制信号对本振光的频率进行调整，重复该过程以逐步缩 小信号光和本振光的频率差；当信号光和本振光的频率差小于预设频率时，频差调整模块 根据信号光和本振光的频率差确定第一控制信号，且环路滤波器根据信号光和本振光的频 率差确定第二控制信号，使得光压控振荡器根据第一控制信号和第二控制信号对本振光的 频率进行调整，重复该过程直至光压控振荡器生成的本振光的频率与信号激光器生成的信 号光的频率相同，使得锁相环锁定；由于在该光锁相环系统包括了捕获任何频率差的信号 光和本振光的频差调整模块，增大光锁相环系统的工作频带。
【附图说明】
[0014] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0015] 图1为本发明提供的副载波光锁相环系统的结构示意图一；
[0016] 图2为本发明提供的副载波光锁相环系统的结构示意图二。
【具体实施方式】
[0017] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0018] 图1为本发明提供的副载波光锁相环系统的结构示意图一，请参照图1，该副载波 光锁相环系统包括:信号激光器101、相位检测模块102、频差调整模块103、环路滤波器104、 控制电压处理模块105以及光压控振荡器106;其中，
[0019] 信号激光器101的输出端与相位检测模块102的第一输入端连接，相位检测模块 102的第一输出端与频差调整模块103的输入端连接，相位检测模块102的第二输出端与环 路滤波器104的输入端连接，频差调整模块103的输出端与控制电压处理模块105的第一输 入端连接，环路滤波器104的输出端与控制电压处理模块105的第二输入端连接，控制电压 处理模块105的输出端与光压控振荡器106的输入端连接，光压控振荡器106的输出端与相 位检测模块102的第二输入端连接；
[0020]相位检测模块102,用于接收信号激光器101发送的信号光和光压控振荡器106发 送的第一本振光，确定信号光和第一本振光的相位差信号，并分别向频差调整模块103和环 路滤波器104发送相位差信号；
[0021 ]频差调整模块103，用于接收相位差信号，根据相位差信号的频率确定第一控制电 压，并向光压控振荡器106发送第一控制电压；
[0022] 环路滤波器104,用于接收相位差信号，在相位差信号的频率小于预设频率时，根 据相位差信号的频率确定第二控制电压，并向光压控振荡器106发送第二控制电压；
[0023] 控制电压处理模块105,用于在相位差信号的频率大于或等于预设频率时，接收第 一控制电压，根据第一控制电压确定综合控制电压，并向光压控振荡器106发送综合控制电 压;或者，在相位差信号的频率小于预设频率时，接收第一控制电压和第二控制电压，根据 第一控制电压和第二控制电压确定综合控制电压，并向光压控振荡器106发送综合控制电 压；
[0024] 光压控振荡器106还用于，接收综合控制电压，并根据综合控制电压生成第二本振 光，并向相位检测模块102发送第二本振光。
[0025] 下面，对图1实施例所示的副载波光锁相环系统（下文简称光锁相环系统）的工作 原理进行详细说明。