數模結合的抗混疊濾波方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及通信領域，尤其是設及一種數模結合的抗混疊濾波方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 近幾年來，隨著光傳輸系統的傳輸速度的提高和容量的增大，傳統的光幅度調制 方法越來越不能滿足DWDM值ense Wavelength Division Multiplexing,密集波分復用系 統）的要求，光相位調制方法越來越受到業界的重視。光相位調制方法可W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制方法大大降低，頻 譜效率得到了顯著的提高。此外，光相位調制相比幅度調制還具有更加優越的色散容限和 偏振模色散容限性能，更加適用于大容量、長距離的光傳輸系統。
[0003] 在光相位調制系統中，通常采用妮酸裡化iNb03)調制器進行相位調制。但是，由 于妮酸裡調制器本身的材料特性，使得妮酸裡調制器對溫度及應力都比較敏感，在使用的 過程中很容易受到器件老化等因素的影響而產生偏置點的漂移，而調制電壓是加在偏置點 上對光進行調制的，因此，偏置點的漂移必定會影響調制輸出光的性能。所W，在RZ-DQPSK 調制系統中需要對I、Q偏置點W及相位偏置點實現精準的控制，通過外圍控制電路來保證 妮酸裡調制器的特性不受外界因素的影響，從而保證其正常的工作。
[0004] 目前，常用的偏置點控制算法的工作流程如下：在妮酸裡調制器的偏置點電壓上 外加一定頻率的導頻信號，然后在輸出光信號中采集其中的差頻信號，當差頻信號消失時， 就認為偏置點已經鎖定到正確的偏置點上。妮酸裡調制器內部集成光電檢測二極管PD,用 于對調制器輸出的光信號進行背光信號檢測，將光信號轉換成電流信號，跨阻放大器將得 到的電流信號轉換為電壓信號。然后，將得到的電壓信號送到抗混疊濾波電路，最后送到模 擬數字轉換單元進行采樣。為了保證信號采集的質量，必須保證抗混疊濾波電路對差頻信 號進行有效放大，對噪聲進行衰減。 陽〇化]目前，常用的抗混疊濾波電路通常采用模擬電路實現，通過改變電阻和電容值來 實現對帶通濾波器的通帶頻率及通帶增益進行調整，而在實際的設計中，往往需要采用不 同頻率的導頻信號和不同的采樣頻率。因此，若采用模擬電路實現，需要更換不同的電阻和 電容來改變通帶頻率，容易造成電路的可移植性差、控制不精準等問題。
【發明內容】
[0006] 本發明的主要目的在于提供一種可移植性好、控制精準，無需更換不同的電阻和 電容就可W改變通帶頻率和通帶增益的抗混疊濾波電路實現方法。
[0007] 為了達到上述目的，本發明提供了一種數模結合的抗混疊濾波方法及裝置。
[0008] 根據本發明的一個方面，提供了一種數模結合的抗混疊濾波方法，包括：對第一差 頻信號中大于采樣頻率fs/2的信號部分進行濾波，同時對第一差頻信號位于通帶內的信 號部分進行放大，得到低頻噪聲和第二差頻信號；對低頻噪聲和光電壓信號中的直流分量 進行濾波，得到第=差頻信號。
[0009] 優選地，在對第一差頻信號中大于采樣頻率fs/2的信號部分進行濾波之前，包 括：接收跨阻放大器（TZ AM巧輸出的光電壓信號，其中，光電壓信號是由TZ AMP根據光電 流信號轉換而成的；采用采樣頻率fs對光電壓信號進行采樣，得到第一差頻信號。
[0010] 優選地，在對低頻噪聲和光電壓信號中的直流分量進行濾波的過程中，使用如下 傳遞函數：
其中，T 1 = 0.0 l T 2 ，: 二 1. 25e-4〇
[0012] 優選地，在對低頻噪聲和光電壓信號中的直流分量進行濾波的過程中，使用雙線 性變換法：
其中，ts = 為采樣周期。
[0014] 根據本發明的另一個方面，還提供了一種數模結合的抗混疊濾波裝置，包括：模擬 濾波單元，用于對第一差頻信號中大于采樣頻率fs/2的信號部分進行濾波，同時對第一差 頻信號位于通帶內的信號部分進行放大，得到低頻噪聲和第二差頻信號；數字濾波單元，用 于對低頻噪聲和光電壓信號中的直流分量進行濾波，得到第=差頻信號。
[0015] 優選地，該裝置還包括：接收單元，用于接收跨阻放大器TZ AMP輸出的光電壓信 號，其中，光電壓信號是由TZ AMP根據光電流信號轉換而成的；采樣單元，用于采用采樣頻 率fs對光電壓信號進行采樣，得到第一差頻信號。
[0016] 優選地，數字濾波單元在對低頻噪聲和光電壓信號中的直流分量進行濾波的過程 中，使用如下傳遞函數：
其中，T 1 = 0.0 l T 2 =1. 25e-4〇
[0018] 優選地，數字濾波單元是由2個PI濾波器和1個積分器直接級聯組成的帶通濾波 器。
[0019] 優選地，數字濾波單元在對低頻噪聲和光電壓信號中的直流分量進行濾波的過程 中，使用雙線性變換法：
其中，ts = 為采樣周期。
[OOW 優選地，該裝置能夠應用在W下類型的妮酸裡LiNbOs調制器中：集成在光模塊中 的DATA調制器、或RZ調制器。
[0022] 與現有技術相比，本發明所述的數模結合的抗混疊濾波方法及裝置，采樣模擬和 數字相結合的濾波電路，無需像現有技術中的模擬電路必須通過更換不同的電阻和電容的 方式來改變帶通頻率和通帶增益，只需通過寄存器對數字濾波部分電路進行不同的參數設 置，即可實現對通帶頻率的修改和對通帶增益的調整。
【附圖說明】
[0023] 圖1是根據本發明實施例的數模結合的抗混疊濾波方法的流程圖；
[0024] 圖2是根據本發明實施例的數模結合的抗混疊濾波裝置的結構框圖；
[00巧]圖3是根據本發明實施例一個較佳實施方式的數模結合的抗混疊濾波裝置的結 構框圖；
[0026] 圖4是根據本發明優選實施例的抗混疊濾波電路（AAF)的結構示意圖；
[0027] 圖5是根據本發明優選實施例的數字濾波電路F做的開環波特圖；
[0028] 圖6是根據本發明優選實施例的數字濾波電路F(巧的組成結構示意圖；
[0029] 圖7是根據本發明優選實施例的模擬濾波電路的開環波特圖；
[0030] 圖8是根據本發明優選實施例的抗混疊濾波電路（AAF)的反饋結構示意圖；
[0031] 圖9是根據本發明優選實施例的抗混疊濾波電路（AAF)的閉環波特圖；
[0032] 圖10是根據本發明優選實施例的數字值ATA)調制器中AAF的實現示意圖；
[0033] 圖11是根據本發明優選實施例的RZ調制器中AAF的實現示意圖；W及
[0034] 圖12是根據本發明優選實施例的LiNb〇3調制器中AAF的實現示意圖。
【具體實施方式】
[0035] 下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基 于本發明中的實施例，本領域的普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所 有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0036] 在偏置點控制算法的整個工作流程中，從輸出光信號中采集差頻信號的質量好壞 是偏置點能否正常鎖定的關鍵。在RZ-DQPSK模塊發送側的偏置點鎖定環路中，采用fs的采 樣頻率對差頻信號進行采樣，抗混疊濾波器（電路）必須對超過fs/2的信號進行衰減，同 時，也需要對通帶內的差頻信號進行放大，由于恢復出來的差頻信號較弱，一般需要對其進 行30~100倍的放大，而且，從跨阻放大器得到的電壓信號是包含直流分量（不同調制器 的直流分量不一樣）的，如果直接對電壓信號采用帶通濾波放大的話，由于直流分量的存 在，會導致輸出飽和。因此，為適應不同調制器的需求，同時也為了能夠靈活地設置低頻3地 增益點，本發明提出了一種可W將模擬濾波電路部分和數字濾波電路部分相結合的抗混疊 帶通濾波電路的實現方式，也就是說，W數字濾波電路代替原來的部分模擬濾波電路，由于 數字濾波電路只需要通過寄存器進行不同參數的設置的方式就可W實現對低頻3地增益 點的修改，因此，該模擬數字相結合的抗混疊帶通濾波電路能夠同時實現對通帶濾波和通 帶增益的調整。
[0037] 本發明實施例提供了一種數模結合的抗混疊濾波方法。圖1是根據本發明實施例 的數模結合的抗混疊