副载波光锁相环系统的制作方法_3

文档序号:9711155阅读:来源:国知局
元1034以及控制电压生成单元1035,其中,
[0064] 限幅放大器1031与平衡接收机1022的第一输出端连接,控制电压生成单元1035的 输出端与控制电压处理模块105的第一输入端连接;
[0065] 限幅放大器1031,用于接收平衡接收机1022发送的第一相位差信号和第二相位差 信号,并对第一相位差信号和第二相位差信号的幅度进行调整,并向分频电路1032发送幅 度调整后的第一相位差信号和幅度调整后的第二相位差信号;
[0066] 分频电路1032,用于接收幅度调整后的第一相位差信号和幅度调整后的第二相位 差信号,并分别对幅度调整后的第一相位差信号和幅度调整后的第二相位差信号进行分频 处理,向比较器1033发送分频处理后的第一相位差信号和分频处理后的第二相位差信号; [0067]比较器1033,用于接收分频处理后的第一相位差信号和处理分频后的第二相位差 信号,根据分频处理后的第一相位差信号和处理分频后的第二相位差信号得到方波信号, 并向控制电压确定单元1034发送方波信号;
[0068]控制电压确定单元1034,用于接收方波信号,并根据方波信号确定第一相位差信 号和第二相位差信号对应的频率差,根据频率差确定控制电压值,并向控制电压生成单元 1035发送控制电压值;
[0069]控制电压生成单元1035,用于接收控制电压值,根据控制电压值生成第一控制电 压,并向控制电压处理模块105发送第一控制电压。
[0070] 下面,对相位检测模块的内部结构和工作原理进行详细说明。
[0071] 频差调整模块中的限幅放大器的输入端与平衡接收机的第一输出端连接,用于接 收平衡接收机发送的第一相位差信号和第二相位差信号,并对第一相位差信号和第二相位 差信号的幅度进行调整,然后向分频电路发送幅度调整后的第一相位差信号和幅度调整后 的第二相位差信号,以使得分频电路对幅度调整后的第一相位差信号和幅度调整后的第二 相位差信号进行分频处理,可选的,可以对幅度调整后的第一相位差信号和幅度调整后的 第二相位差信号进行8分频处理,并向比较器发送分频处理后的第一相位差信号和分频处 理后的第二相位差信号,比较器将分频处理后的第一相位差信号和处理分频后的第二相位 差信号得到方波信号,优选的,方波信号的占空比为〇 . 5,并向控制电压确定单元发送方波 信号,可选的,控制电压确定单元可以为现场可编程门阵列(FieId - Programmable Gate Array,简称FPGA)单元,控制电压确定单元根据预设时长内方波的个数确定方波信号的频 率,该方波信号的频率即为信号光和本振光的频率差,控制电压确定单元内部存储着频率 差和控制电压值的一一对应关系,根据频率差确定控制电压值,并将控制电压值发送至控 制电压生成单元,控制电压生成单元根据控制电压值生成第一控制电压,并向控制电压处 理模块发送第一控制电压,可选的,控制电压生成单元可以为数字模拟转换器(Digital to analog converter,简称DAC) 〇
[0072] 针对控制电压处理模块105:
[0073] 针对控制电压处理模块105具体用于:接收第一控制电压,确定综合控制电压为第 一控制电压,并向光压控振荡器106发送综合控制电压;或者,接收第一控制电压和第二控 制电压,确定综合控制电压为第一控制电压和第二控制电压之和,并向光压控振荡器106发 送综合控制电压。
[0074] 在实际应用过程中,当控制电压处理模块仅接收到第一控制电压时,将第一控制 电压确定为综合控制电压,当控制电压处理模块同时接收到第一控制电压和第二控制电压 时将第一控制电压和第二控制电压之和确定为综合控制电压。
[0075]针对光压控振荡器106:
[0076] 光压控振荡器106包括本振激光器1061、电压控振荡器(electronic vibration Controlled Oscillator,简称EVCO) 1062、调制器驱动放大器1063以及马赫-曾德尔调制器 (Mach-Zehnder modulator,简称MZM) 1064,EVCO的输入端与控制电压处理模块105的输出 端连接,EVCO 106 2的输出端与调制器驱动放大器106 3的输入端连接,调制器驱动放大器 1063的输出端和本振激光器的输出端分别与MZM 1064的输入端连接;其中,
[0077] EVCO 1062,用于接收控制电压处理模块105发送的综合控制电压,根据综合控制 电压生成初始射频驱动信号,并向调制器驱动放大器1063发送初始射频驱动信号;
[0078] 调制器驱动放大器1063,用于接收初始射频驱动信号,对初始射频调制信号进行 放大处理,得到放大处理后的射频驱动信号,并向MZM 1064发送放大处理后的射频驱动信 号;
[0079] 本振激光器1061,用于生成初始光,并向MZM 1064发送初始光;
[0080] MZM 1064用于,接收放大处理后的射频驱动信号以及初始光,根据放大处理后的 射频驱动信号以及初始光生成第二本振光,并向相位检测模块102发送第二本振光。
[0081] 下面,对光压控振荡器的内部结构以及工作原理进行详细说明。
[0082] EV⑶的输入端与控制电压处理模块105的输出端连接,用于接收控制电压处理模 块发送的综合控制电压,假设综合控制电压为Uc(t),则EVCO根据Uc(t)生成公式(八)所示的 初始射频驱动信号,并向调制器驱动放大器发送初始射频驱动信号。
[0083] U(t) =VPcos(23ifv〇ct)公式(八);
[0084] 其中,Vp为U(t)的峰值,fv。。= fc+KUc(t),f c为EVCO的中心频率,K是EV⑶的调节系 数。
[0085] 在调制器驱动放大器接收到初始射频驱动信号,对初始射频调制信号进行放大处 理,得到放大处理后的射频驱动信号,并向MZM发送放大处理后的射频驱动信号。
[0086]当MZM偏置在最小传输点时,MZM的输出电场强度EQUT(t)和输入电场强度EIN(t)之 间的关系如公式(九)所示:
[0088]将公式(八)代入至公式(九)得到公式(十):
[0090]将公式(十)展开得到公式(十一):
[0092]其中,fi。为本振激光器产生本振光的频率,
为第一类贝塞尔函数的奇 数阶,将高阶的谐波分量用滤波器滤除,留下频率在flo+fV。。处的频谱分量如公式(十二)所 示,并将公式(十二)所示的信号确定为第二本振光:
[0094]由于f= fC+KUC(t),将该式子代入上述公式(十二),得到公式(十三):
[0096]由公式(十三)可知,综合控制电压Uc(t)改变了本振信号L0(t)的频率。
[0097] 在图2所示的实施例中,副载波光锁相环系统包括了频差调整模块,该频差调整模 块可以捕获任何频率差的信号光和本振光,增大光锁相环系统的工作频带。
[0098] 本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通 过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程 序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:R〇M、RAM、磁碟或 者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0099] 最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽 管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依 然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进 行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术 方案的范围。
【主权项】
1. 一种副载波光锁相环系统,其特征在于,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,
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