一種鈮酸鋰調製器導頻信號相位補償裝置及方法
2023-05-12 02:54:21 1
專利名稱：一種鈮酸鋰調製器導頻信號相位補償裝置及方法
技術領域：
本發明涉及數字光纖傳輸系統技術中的鈮酸鋰調製器控制技術，尤其涉及一種鈮酸鋰調製器導頻信號相位補償裝置及方法。
背景技術：
近幾年來，隨著光傳輸系統速度的提高和容量的增大，傳統的光幅度調製方法越來越不能滿足密集波分復用系統的要求，光相位調製方法越來越受到業界的重視。光相位調製方法可以用光波的多個不同相位來代表不同的數據信號，因此其碼元速度相對傳統光幅度調製方法大大降低，頻譜效率得到了顯著的提高。此外，光相位調製相比幅度調製還具有更加優越的色散容限和偏振模色散容限性能，更加適用於大容量、長距離的光傳輸系統。在光相位調製系統中，通常需要採用鈮酸鋰調製器進行相位調製。而鈮酸鋰調製器由於其自身材料的特性、其傳輸特性、或者說偏置點會隨溫度和應力發生變化，因此必須採用控制技術使鈮酸鋰調製器的偏置點相對穩定。目前常用的鈮酸鋰調製器偏置點控制方法是在鈮酸鋰調製器上外加導頻信號，然後採樣背光檢測信號並通過帶通濾波器濾波，將濾波得到的信號和初始導頻信號進行鑑相，當檢測的信號和初始導頻信號同相時，鈮酸鋰調製器便鎖定到了正常的偏置點上。目前，一些鈮酸鋰調製器偏置點DC電壓控制端和高頻信號輸入端在調製器內部共用電極，如圖 1 所示。其中 C1 = 0. IuF, 40 Ω ^ R1 ^ 60 Ω, 800 Ω ^ R2 ^ 1200，VBias 為鈮酸鋰調製器偏置點DC電壓控制端的控制電壓，Vkf為高頻信號輸入端的電壓。其中，所謂DC電壓指直流電壓。為了對鈮酸鋰調製器偏置點進行控制，需要在鈮酸鋰調製器偏置點DC電壓控制端加入導頻信號，導頻信號的頻率一般為500Hz左右。當導頻信號為500Hz時，鈮酸鋰調製器內部電路網絡引起的相位偏移最大為-21°，這主要是由於鈮酸鋰調製器內部電阻網絡的離散性引起的，該相位偏移會影響鈮酸鋰調製器偏置點控制的準確性。
發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種鈮酸鋰調製器導頻信號相位補償裝置及方法，能對鈮酸鋰調製器偏置點進行準確地控制。為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的—種鈮酸鋰調製器導頻信號相位補償裝置，該裝置包括相位補償單元，用於對鈮酸鋰調製器偏置點內部電路網絡產生的相位偏移進行補償。其中，所述相位補償單元位於在鈮酸鋰調製器偏置點電壓控制端加入的導頻信號的輸出端，進一步用於對所述導頻信號在鈮酸鋰調製器內部電路網絡產生的相位偏移進行前向補償。其中，該裝置還包括控制單元、數字模擬轉換單元和驅動單元；其中，所述控制單元，用於控制數字模擬轉換單元的數模轉換；所述數字模擬轉換單元，用於生成導頻信號和調節鈮酸鋰調製器偏置點控制電壓的信號；所述驅動單元，用於在所述相位補償單元對所述數字模擬轉換單元生成的所述導頻信號進行相位補償後，對相位補償單元輸出的信號、和數字模擬轉換單元生成的所述調節鈮酸鋰調製器偏置點控制電壓的信號進行運算和放大，並將運算和放大後得到的信號輸入鈮酸鋰調製器偏置點電壓控制端。其中，所述相位補償單元具體採用阻容電路實現，通過電容對輸入相位補償單元的所述導頻信號進行延時處理，對所述導頻信號進行相位補償。其中，所述驅動單元具體採用加法電路實現，通過運算放大器對相位補償單元輸出的信號和調節鈮酸鋰調製器偏置點控制電壓的信號進行運算和放大，並將運算和放大後得到的信號輸入鈮酸鋰調製器偏置點電壓控制端。一種鈮酸鋰調製器導頻信號相位補償方法，該方法包括相位補償單元對鈮酸鋰調製器偏置點內部電路網絡產生的相位偏移進行補償。其中，生成導頻信號和調節鈮酸鋰調製器偏置點控制電壓的信號後，該方法還包括相位補償單元對所述導頻信號在鈮酸鋰調製器內部電路網絡產生的相位偏移進行前向補償，驅動單元對相位補償單元輸出的信號、和所述調節鈮酸鋰調製器偏置點控制電壓的信號進行運算和放大，並將運算和放大後得到的信號輸入鈮酸鋰調製器偏置點電壓控制端。其中，所述相位補償單元對所述導頻信號進行前向補償具體包括採用阻容電路，
通過電容對輸入相位補償單元的所述導頻信號進行延時處理，對所述導頻信號進行相位補m
te ο本發明的相位補償單元對鈮酸鋰調製器偏置點內部電路網絡產生的相位偏移進行補償。鈮酸鋰調製器內部電阻網絡的離散性引起的相位偏移，會影響到偏置點控制的準確性，而採用本發明能對鈮酸鋰調製器偏置點內部電路網絡產生的相位偏移進行補償，通過補償控制使偏置點趨於穩定，因此，能對鈮酸鋰調製器偏置點進行準確地控制。
圖1為現有技術鈮酸鋰調製器偏置點DC電壓控制端和高頻信號輸入端在調製器內部共用電極的內部電路圖；圖2為本發明裝置實施例的功能單元組成結構示意圖；圖3為本發明裝置的相位補償單元一實例的電路結構示意圖；圖4為本發明裝置的驅動單元一實例的電路結構示意圖。
具體實施例方式本發明的基本思想是相位補償單元對鈮酸鋰調製器偏置點內部電路網絡產生的相位偏移進行補償。一種鈮酸鋰調製器導頻信號相位補償裝置，主要包括以下內容該裝置包括相位補償單元，用於對鈮酸鋰調製器偏置點內部電路網絡產生的相位偏移進行補償。從而使鈮酸鋰調製器偏置點得到準確地控制，能提高鈮酸鋰調製器輸出信號的性能。
進一步的，相位補償單元具體為在鈮酸鋰調製器偏置點DC電壓控制端加入導頻信號後，在導頻信號的輸出端所增加的相位補償單元，對導頻信號在鈮酸鋰調製器內部電路網絡產生的相位偏移進行前向補償。進一步的，該裝置還包括控制單元、數字模擬轉換單元和驅動單元。其中，控制單元用於控制數字模擬轉換單元的數模轉換。數字模擬轉換單元用於將控制單元寫入數據由數字量轉換成模擬量，該數字模擬轉換單元用於產生導頻信號，以及產生用來調節鈮酸鋰調製器偏置點的DC控制電壓的信號。相位補償單元加在導頻信號之後，用於對鈮酸鋰調製器偏置點內部電路網絡產生的相位偏移進行補償。驅動單元用於對相位補償單元的輸出信號和調節鈮酸鋰調製器偏置點DC控制電壓的信號進行運算和放大，之後將得到的信號輸入到鈮酸鋰調製器偏置點DC控制電壓端，即輸入圖1的VBias端。綜上所述，本發明的相位補償裝置，通過在鈮酸鋰調製器偏置點DC控制電壓的驅動端增加前向補償網絡，從而對導頻信號在鈮酸鋰調製器內部電路網絡產生的相位偏移進行補償。通過補償控制使偏置點趨於穩定，因此，能對鈮酸鋰調製器偏置點進行準確地控制。下面結合附圖對技術方案的實施作進一步的詳細描述。裝置實施例如圖2所示為本發明相位補償裝置的功能單元組成結構示意圖。該裝置包括控制單元，數字模擬轉換單元，相位補償單元和驅動單元。其中，控制單元，用於控制數字模擬轉換單元的數模控制，採用現有技術實現，如可以採用微控制器(MCU)或者可編程邏輯器(FPGA)來實現。數字模擬轉換單元，採用現有數模轉換技術實現，用於將控制單元寫入的數據由數字量轉換成模擬量，該數字模擬轉換單元包括兩個數字模擬轉換器，數字模擬轉換器1用於產生導頻信號VDAa，數字模擬轉換器2用來調節鈮酸鋰調製器偏置點DC控制電壓VBias。控制單元和兩個數字模擬轉換器，在本實施例可以採用串行外圍設備接口(SPI，serial peripheral interface)進行通訊，控制單元可以通過SPI接口往兩個數字模擬轉換器寫入數據。相位補償單元加在數字模擬轉換器1產生的導頻信號VDAa之後，用於對鈮酸鋰調製器偏置點內部電路網絡產生的相位偏移進行補償。本實施例採用RC網絡對相位進行補償，相位補償單元的輸出信號Vdithek連接到驅動單元。其中，RC網絡就是電阻電容網絡，用RC網絡對相位進行補償即為通過RC網絡進行相位偏移，和調製器內部引起的相位偏移方向相反，正好互補，從而使得沒有整體相位偏移或僅有很小的整體相位偏移。驅動單元用於對相位補償單元的輸出信號Vdithek和調節鈮酸鋰調製器偏置點DC控制電壓的輸出信號VBias進行運算和放大，採用現有的運算放大器實現簡單的加法電路，運算放大器的輸出信號Vot輸入到鈮酸鋰調製器偏置點DC控制電壓端，即圖1的VBias端。實例一如圖3所示為相位補償單元的電路結構示意圖，相位補償單元採用阻容電路實現，通過電容對輸入相位補償單元的導頻信號Vim起延時作用，以對νΜα進行相位補償。由於阻容電路較容易實現，因此，降低了實現成本，成本低廉。實例二 如圖4所示為驅動單元一實例的電路結構示意圖，採用加法電路實現，通過運算放大器對相位補償單元的輸出信號Vdithek和調節鈮酸鋰調製器偏置點DC控制電壓的輸出信號VBias進行運算和放大後，將獲得的、從運算放大器輸出的信號Vott重新輸入到鈮酸鋰調製器偏置點DC控制電壓端，即圖1的VBias端。
—種鈮酸鋰調製器導頻信號相位補償方法，該方法包括相位補償單元對鈮酸鋰調製器偏置點內部電路網絡產生的相位偏移進行補償。進一步的，生成導頻信號和調節鈮酸鋰調製器偏置點控制電壓的信號後，該方法還包括相位補償單元對所述導頻信號在鈮酸鋰調製器內部電路網絡產生的相位偏移進行前向補償，驅動單元對相位補償單元輸出的信號、和所述調節鈮酸鋰調製器偏置點控制電壓的信號進行運算和放大，並將運算和放大後得到的信號輸入鈮酸鋰調製器偏置點電壓控制端。進一步的，所述相位補償單元對所述導頻信號進行前向補償具體包括採用阻容電路，通過電容對輸入相位補償單元的所述導頻信號進行延時處理，對所述導頻信號進行相位補償。以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種鈮酸鋰調製器導頻信號相位補償裝置，其特徵在於，該裝置包括相位補償單元，用於對鈮酸鋰調製器偏置點內部電路網絡產生的相位偏移進行補償。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述相位補償單元位於在鈮酸鋰調製器偏置點電壓控制端加入的導頻信號的輸出端，進一步用於對所述導頻信號在鈮酸鋰調製器內部電路網絡產生的相位偏移進行前向補償。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於，該裝置還包括控制單元、數字模擬轉換單元和驅動單元；其中，所述控制單元，用於控制數字模擬轉換單元的數模轉換；所述數字模擬轉換單元，用於生成導頻信號和調節鈮酸鋰調製器偏置點控制電壓的信號；所述驅動單元，用於在所述相位補償單元對所述數字模擬轉換單元生成的所述導頻信號進行相位補償後，對相位補償單元輸出的信號、和數字模擬轉換單元生成的所述調節鈮酸鋰調製器偏置點控制電壓的信號進行運算和放大，並將運算和放大後得到的信號輸入鈮酸鋰調製器偏置點電壓控制端。
4.根據權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述相位補償單元具體採用阻容電路實現，通過電容對輸入相位補償單元的所述導頻信號進行延時處理，對所述導頻信號進行相位補償。
5.根據權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述驅動單元具體採用加法電路實現，通過運算放大器對相位補償單元輸出的信號和調節鈮酸鋰調製器偏置點控制電壓的信號進行運算和放大，並將運算和放大後得到的信號輸入鈮酸鋰調製器偏置點電壓控制端。
6.一種鈮酸鋰調製器導頻信號相位補償方法，其特徵在於，該方法包括相位補償單元對鈮酸鋰調製器偏置點內部電路網絡產生的相位偏移進行補償。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，生成導頻信號和調節鈮酸鋰調製器偏置點控制電壓的信號後，該方法還包括相位補償單元對所述導頻信號在鈮酸鋰調製器內部電路網絡產生的相位偏移進行前向補償，驅動單元對相位補償單元輸出的信號、和所述調節鈮酸鋰調製器偏置點控制電壓的信號進行運算和放大，並將運算和放大後得到的信號輸入鈮酸鋰調製器偏置點電壓控制端。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述相位補償單元對所述導頻信號進行前向補償具體包括採用阻容電路，通過電容對輸入相位補償單元的所述導頻信號進行延時處理，對所述導頻信號進行相位補償。
全文摘要
本發明公開了一種鈮酸鋰調製器導頻信號相位補償裝置，該裝置包括相位補償單元，用於對鈮酸鋰調製器偏置點內部電路網絡產生的相位偏移進行補償。本發明還公開了一種鈮酸鋰調製器導頻信號相位補償方法，相位補償單元對鈮酸鋰調製器偏置點內部電路網絡產生的相位偏移進行補償。採用本發明的裝置及方法，能對鈮酸鋰調製器偏置點進行準確地控制。
文檔編號G02F1/03GK102393574SQ201110135219
公開日2012年3月28日 申請日期2011年5月24日 優先權日2011年5月24日
發明者呂書生 申請人:中興通訊股份有限公司