专利名称：一种多幅度数字脉冲间隔调制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种多幅度数字脉冲间隔调制(MDPIM， Multi-Digital Pulse Interval Modulation)
背景技术：
多幅度数字脉冲间隔调制具有较高的带宽利用率和功率利用率，即在传输一定二 进制数据的条件下达到指定差错性能所需平均发射光功率小，所需带宽少，而且提供内置 的位同步信息，特别适用于带宽和功率受限的光通信系统中。现有的光通信系统中的多幅度数字脉冲间隔调制装置通常使用一个驱动单元提 供不同大小的驱动电流来驱动单一一个光源发出不同光强幅值的光，其结构简单，易于实 现。然而，这种结构存在以下缺陷第一，由于不同幅度的驱动电流之间存在变化时间，在调 制速度较高时，驱动单元并不能提供稳定幅度的驱动电流，从而不能提供幅值稳定的光脉 冲；第二，驱动单元长时间提供高频多个幅值变化的脉冲电流会降低驱动单元的寿命；第 三，由于只有一个驱动单元和一个光源，长时间工作，各个器件持续发热、温度升高，影响工 作性能。因此，亟待提供一种改进的MDPIM装置以克服上述缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种MDPIM装置，该装置的调制频率高、发光 性能稳定且工作寿命长。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种MDPIM装置，其包括调制模块和光发 射模块。所述调制模块具有多个使能端，所述光发射模块包括两组以上驱动单元和光发射 单元，所述光发射单元分别通过相应的驱动单元与不同的使能端相连，所述调制模块用于 对接收到的数字序列进行多幅度脉冲间隔调制并根据调制后的信号使能相应的驱动单元。与现有技术相比，本实施例的MDPIM装置包括两组以上驱动单元和光发射单元， 且分别连接在调制模块的不同的使能端，调制模块对接收到的数字序列进行多幅度脉冲间 隔调制后，输出信号至使能端，通过不同使能端输出信号的有无，使能相应的驱动单元，从 而获得不同的光强幅值。每个驱动单元提供的驱动电流不变，从而可以提供幅值稳定的光 脉冲，同时不会因脉冲电流的变化而缩短驱动单元的寿命。同时，由于有多个驱动单元，不 同的驱动单元交替工作，从而减少单个驱动单元的工作时间，有效延长其工作寿命。作为本发明的优选实施例，所述调制模块包括锁存单元、数组处理单元和执行单 元。其中，所述锁存单元用于接收数字序列并将所述数字序列每m个一组进行存储；所述数 组处理单元用于判断所述锁存单元中的每组数字序列的前η个比特的值，并将每组剩下的 m-n个比特由二进制转化为十进制，m、η均为自然数且!11 > η ；所述执行单元用于根据所述 数组处理单元的处理结果控制各个使能端的输出。结构简单，易于实现。优选地，每个所述驱动单元提供的驱动电流大小相同。由于每个驱动单元提供的驱动电流大小相同，需要几级幅度的光强就使能相应数目的驱动单元，从而可以保证提供 幅值稳定的光脉冲并且实现程序简单。优选地，所述光发射单元为LED阵列，发光功率大。优选地，所述调制模块为FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门 阵列)。可选地，所述锁存单元为锁存器。通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明 的实施例。
图1为本发明MDPIM装置一个实施例的结构示意图。图2为图1所示MDPIM装置的调制模块的一种工作流程示意图。图3为图1所示MDPIM装置的调制模块的另一种工作流程示意图。
具体实施例方式现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如 上所述，本发明提供了一种调制频率高、发光性能稳定且工作寿命长的MDPIM装置。下面将结合附图详细阐述本发明实施例的技术方案。如图1所示，本实施例的 MDPIM装置包括调制模块10和光发射模块20。所述调制模块10具有多个使能端la。所述 光发射模块20包括两组以上驱动单元2a和光发射单元2b，所述光发射单元2b分别通过相 应的驱动单元2a与不同的使能端Ia相连。所述调制模块10用于对接收到的数字序列进 行多幅度脉冲间隔调制并根据调制后的信号使能相应的驱动单元2a。作为本发明的优选实施例，每个所述驱动单元2a提供的驱动电流大小相同，当其 连接的使能端Ia使能时，该驱动单元2a工作，提供驱动电流使光发射单元2b发光。不同 幅度的光对应使能不同数目的驱动单元2a，即对应调制模块10的不同的使能端Ia的信号 的有无。如幅值为0的光强对应的使能的驱动单元2a的数目为0，幅值为1的光强对应的 使能的驱动单元2a的数目为1，幅值为2的光强对应的使能的驱动单元2a的数目为2，依 次类推。这样，省去了不同幅度的驱动电流之间变化的时间，从而可以保证提供幅值稳定的 光脉冲并且实现程序简单。优选地，所述光发射单元2b为LED阵列。具体地，所述调制模块10可以包括锁存单元11、数组处理单元12和执行单元13。 所述锁存单元11用于接收数字序列并将所述数字序列每m个一组进行存储；所述数组处理 单元12用于判断所述锁存单元11中的每组数字序列的前η个比特的值，并将每组剩下的 m-n个比特由二进制转化为十进制，m、n均为自然数且!11 > η ；所述执行单元13用于根据所 述数组处理单元12的处理结果控制各个使能端Ia的输出。其结构简单，易于实现。具体 地，该调制模块1可以通过FPGA实现，所述锁存单元11可以为锁存器。下面以2个脉冲幅度为例，说明本实施例MDPIM装置的调制模块的工作流程。如 图2所示，首先，对编码器发送来的数字序列每m个一组存入锁存单元11，该m值根据需要 选定。假设本实施例的使能端Ia有2个，分别为引脚1和引脚2。判断每组数字序列的第 一个比特是否为0，若是，则引脚1输出1，引脚2输出0，也就是说，这时使能了一个驱动单元2a，光强输出幅值为ν;若第一个比特不是0，则引脚1和引脚2都输出1，这时，使能了两 个驱动单元2a，光强输出幅值为2v，与此同时，将每组数字序列中剩下的m-1个二进制数据 做二进制到十进制的转换得到d。两个使能端Ia输出d+Ι个0，此时，没有驱动单元提供驱 动电流，此时光强幅值为0。其中，输出d+Ι个0可以起到保护间隔的作用。下面以4个脉冲幅度为例，说明本实施例MDPIM装置的调制模块的工作流程。如 图3所示，首先，对编码器发送来的数字序列每m个一组存入锁存单元11，该m值根据需要 选定。假设本实施例的使能端Ia有4个，分别为引脚1、引脚2、引脚3和引脚4。判断每组 数字序列的前两个比特，如果是00，则引脚1输出1、引脚2-4输出0，也就是说，这时使能了 一个驱动单元2a，光强输出幅值为ν ；若前两个比特是01，则引脚1输出1、引脚2也输出1， 引脚3、4输出0，这时使能了两个驱动单元，光强输出幅值为2v ；若前两个比特是10，则引 脚1输出0、引脚2-4输出1，这时使能了三个驱动单元，光强输出幅值为3v ；若前两个比特 是11，则引脚1-4输出1，这时使能了四个驱动单元，光强输出幅值为4v;与此同时，将每组 数字序列中剩下的m-2个二进制数据做二进制到十进制的转换得到d。四个使能端Ia均输 出d+Ι个0，此时，没有驱动单元提供驱动电流，此时光强幅值为0。其中，输出d+Ι个0可以 起到保护间隔的作用。为了保证每个驱动单元不用持续工作，可以通过程序保证各驱动单 元的工作时间，使其可以适当的休息，从而进一步提高器件的工作性能并延长其工作寿命。需要说明的是，每个驱动单元2a提供的驱动电流也可以不同，判断每组数字序列 的前η个比特后，可以通过使能具有相应驱动电流大小的驱动单元来实现光脉冲幅值的改 变。本发明的MDPIM装置可应用于光通信、传感网络、海洋生物学、海洋地质学、港口大坝工 程和海上石油开发等领域。
权利要求
一种多幅度数字脉冲间隔调制装置，包括调制模块和光发射模块，其特征在于，所述调制模块具有多个使能端，所述光发射模块包括两组以上驱动单元和光发射单元，所述光发射单元分别通过相应的驱动单元与不同的使能端相连，所述调制模块用于对接收到的数字序列进行多幅度脉冲间隔调制并根据调制后的信号使能相应的驱动单元。
2.根据权利要求1所述的多幅度数字脉冲间隔调制装置，其特征在于，所述调制模块 包括锁存单元，用于接收数字序列并将所述数字序列每m个一组进行存储；数组处理单元，用于判断所述锁存单元中的每组数字序列的前η个比特的值，并将每 组剩下的m-n个比特由二进制转化为十进制，m、n均为自然数且m > η ；以及执行单元，用于根据所述数组处理单元的处理结果控制各个使能端的输出。
3.根据权利要求2所述的多幅度数字脉冲间隔调制装置，其特征在于，每个所述驱动 单元提供的驱动电流大小相同。
4.根据权利要求1或2或3所述的多幅度数字脉冲间隔调制装置，其特征在于，所述光 发射单元为LED阵列。
5.根据权利要求1或2或3所述的多幅度数字脉冲间隔调制装置，其特征在于所述 调制模块为现场可编程门阵列。
6.根据权利要求1或2或3所述的多幅度数字脉冲间隔调制装置，其特征在于，所述锁 存单元为锁存器。
全文摘要
本发明公开了一种多幅度数字脉冲间隔调制装置，其包括调制模块和光发射模块。所述调制模块具有多个使能端，所述光发射模块包括两组以上驱动单元和光发射单元，所述光发射单元分别通过相应的驱动单元与不同的使能端相连，所述调制模块用于对接收到的数字序列进行多幅度脉冲间隔调制并根据调制后的信号使能相应的驱动单元。该装置的调制频率高、发光性能稳定且工作寿命长。
文档编号H04B14/02GK101882963SQ20101022649
公开日2010年11月10日 申请日期2010年7月14日 优先权日2010年7月14日
发明者张晓晖, 邓荣, 饶炯辉, 魏巍 申请人:中国人民解放军海军工程大学