一种空间光接收解调装置的制作方法

技术特征：

1.一种空间光接收解调装置，其特征在于包括：四象限光探测器、前置跨阻放大电路、低通滤波器、低噪声放大电路、采样时钟PLL电路、高速模数转换电路、FPGA处理电路、输出接口电路，其中：

四象限光探测器：位于空间光光学系统焦平面位置，根据功率大小为P的光功率信号在四象限上能量分布的比例，将光功率信号转换为四路电流信号SAi(t)，其中i＝A,B,C,D；所述的光功率信号中包含空间光位置精跟踪信号和通信信号A(t)；

前置跨阻放大电路：共有四个，对应将四路电流信号SAi(t)转换为电压信号，得到四路模拟信号输入SA(t)、SB(t)、SC(t)、SD(t)；

低通滤波器：共有四个，每一个对应一路模拟电压信号，对接收到的四路信号SA(t)、SB(t)、SC(t)、SD(t)进行低通滤波处理；

低噪声放大电路：共有四个，每一个对应一个低通滤波器的输出，对低通滤波器输出的信号进行增益为g的放大处理；

采样时钟PLL电路：产生采样时钟并送至高速模数转换电路；

高速模数转换电路：共有四个，每一个对应一个低噪声放大电路的输出，根据所述采样时钟对放大后的模拟电压信号进行采样，由此得到四路数字信号Qi(n)并送至FPGA处理电路；

FPGA处理电路：对输入的四路数字信号Qi(n)进行幅度检测和控制，计算出空间光方位向归一化位置误差信息fx和俯仰向归一化位置误差信息fy；同时将输入的四路数字信号Qi(n)经过数字滤波、数字插值时钟恢复和过零检测，恢复出空间光携带的原始信息，完成光通信信号的解调；

输出接口电路：将FPGA处理电路处理得到的空间光位置跟踪误差信息反馈至外部的空间光学跟瞄系统进行空间光的捕获跟踪扫描，同时将恢复出的光通信信号原始信息向外部输出。

2.根据权利要求1所述的一种空间光接收解调装置，其特征在于：所述的空间光接收解调装置还包括探测器温度补偿电路、光探测器供电电路和温度检测电路，其中探测器温度补偿电路又包括输入滤波器、电压放大电路、低速模数转换电路、数模转换电路、运算放大电路和输出滤波器，其中温度检测电路获取四象限光探测器的温度信号，所述温度信号依次经过输入滤波器进行模拟信号滤波、电压放大电路进行模拟信号放大、低速模数转换电路转换为数字信号后送至FPGA处理电路；FPGA处理电路查找自身存储的反映四象限光探测器温度与供电电压的拟合曲线，查找到与当前温度对应的数字电压值，所述数字电压值依次经过数模转换电路转换为模拟信号、运算放大电路进行模拟信号放大、输出滤波器进行模拟信号滤波后送至光探测器供电电路，利用光探测器供电电路控制四象限光探测器的供电偏压，从而对四象限光电探测器进行温度补偿。

3.根据权利要求1或2所述的一种空间光接收解调装置，其特征在于：所述的FPGA处理电路计算出空间光方位向归一化位置误差信息fx和俯仰向归一化位置误差信息fy的方式为：

(31)根据幅度检测和控制后的Qi(n)经过M次平均运算处理，计算出空间光落在四象限光探测器的四个不同象限的光输入功率的放大值为

(32)通过2^N次采样点的累加迭代计算，得到空间光在四象限光探测器上经过放大后的四个不同象限的功率总和为：

(33)得到四象限的光斑功率大小分别为：

a＝PM,A(n)

b＝PM,B(n)

c＝PM,C(n)

d＝PM,D(n)

由此得到

。

4.根据权利要求1或2所述的一种空间光接收解调装置，其特征在于：所述的FPGA处理电路进行幅度检测和控制的方式为：

(41)将输入的四路高速A/D转换后数字信号QA(n)、QB(n)、QC(n)、QD(n)进行时域相加，得到四路相加的空间光通信信号为：

U(n)＝QA(n)+QB(n)+QC(n)+QD(n)；

(42)将输入的四路高速A/D转换后数字信号QA(n)、QB(n)、QC(n)、QD(n)进行最高位取反加1，得到四路有符号数据为Q1A(n)、Q1B(n)、Q1C(n)、Q1D(n)；

(43)对四路数据Q1A(n)、Q1B(n)、Q1C(n)、Q1D(n)取绝对值运算得到信号的相对幅度包络信息；当最高位为1，则对Q1A(n)、Q1B(n)、Q1C(n)、Q1D(n)最高位取反加1，然后分别作为Q2A(n)、Q2B(n)、Q2C(n)、Q2D(n)输出，当最高位为0时，则直接将Q1A(n)、Q1B(n)、Q1C(n)、Q1D(n)分别作为Q2A(n)、Q2B(n)、Q2C(n)、Q2D(n)输出；

(44)经过M次平均运算处理，从而得到信号幅度的累计平均值为：

(45)根据Q3i(n)对信号的幅度范围Q3i,k(n)进行检测，当Q3i,k(n)∈[2^16-k-1,2^16-k)，表示Q3i(n)处于信号幅度检测的第k段，其中k＝0～6；同时引入COUNTk＝COUNTk+1表示幅度检测在k段出现次数，经统计当COUNTk次数超过设定次数时，认为此时幅度的指示信息zhishik为1，否则为0；

(46)根据7段zhishik信号组成7bit的ZHISHI＝zhishi0&zhishi1…&zhishi6信号；

(47)根据ZHISHI信号，对采集到的信号幅度的最佳有效位进行截取进行后续的解调处理。