微波超寬帶基帶光傳輸系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種微波超寬帶基帶光傳輸系統，包括用于輸出穩定恒流光源作為副載波連續激光器（1）、外調制器（2）、光耦合器（3）及光探測器（4），它還包括導頻信號為1KHZ且小于等于50mv的偏置控制模塊，所述的偏置控制模塊包括與光探測器（4）相連接且用于將部分光信號轉換成電壓信號的跨阻抗放大電路（5）、用于濾波的濾波模塊（7）、用于整流的整流模塊（8）及采樣判決當前偏置電壓是否處于最佳正交偏置工作點的微控制器（6）。該微波超寬帶基帶傳輸系統電路板尺寸小巧、芯片體積小、低功耗，精度高。
【專利說明】
微波超寬帶基帶光傳輸系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及微波光纖通信領域，特別涉及一種微波超寬帶基帶光傳輸系統。
【背景技術】
[0002]現代光通信系統普遍采用鈮酸鋰馬赫一曾德調制器，它能通過調制激光某一參量幅度或相位隨輸入高速微波信號改變，將電信號加載到激光載波上，使之變更攜帶有用信息的光信號。它具有很多優勢:工作性能穩定、調制速率高、線性度好、工藝成熟、光損耗較低、電光系數高，適用于多種碼型等。而現有技術的基于馬赫一曾德調制器的微波超寬帶基帶光傳輸系統普遍存在的問題是芯片體積大(一般均大于馬赫一曾德調制器的體積)，功耗高，容易引起電路板面積太大、功耗高以及噪聲會淹沒有效信號導致信噪比低等問題，根本無法滿足機載/艦載要求的體積小、功耗低、精度高的要求。
【發明內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種電路板尺寸小巧、芯片體積小、低功耗，精度高的微波超寬帶基帶光傳輸系統。
[0004]本實用新型解決上述問題所采用的技術方案為:一種微波超寬帶基帶光傳輸系統，包括用于輸出穩定恒流光源作為副載波連續激光器、外調制器、光耦合器及光探測器，它還包括導頻信號為IKHZ且小于等于50mv的偏置控制模塊，所述的偏置控制模塊包括與光探測器相連接且用于將部分光信號轉換成電壓信號的跨阻抗放大電路、用于濾波的濾波模塊、用于整流的整流模塊及采樣判決當前偏置電壓是否處于最佳正交偏置工作點的微控制器;所述的跨阻抗放大電路、濾波模塊、整流模塊及微控制器依次相連接;且所述的濾波模塊為運算放大器0PA1644搭建高階有源濾波器；所述的微控制器采用微處理器C8051F007o
[0005]系統電源采用外置5V電源及TI雙電源芯片。
[0006]與現有技術相比，本實用新型的優點在于:該微波超寬帶基帶光傳輸系統包括導頻信號為lK50mv的偏置控制模塊，解決了現有技術導頻過大會導致雜散抑制比非常低，不適合實際工程中應用，不具備完整傳輸系統有用信號的能力，沒有實際使用價值的現象。偏置控制模塊包括與光探測器相連接且用于將部分光信號轉換成電壓信號的跨阻抗放大模塊、用于濾波的濾波模塊、用于整流的整流模塊及采樣判決當前偏置電壓是否處于最佳正交偏置工作點偏置控制處理器。且濾波模塊采用運算放大器0PA1644搭建高階有源濾波器，可以解決電路板面積、低功耗、低噪聲等限制因素的影響。微控制器采用微處理器C8051F007，在滿足應用要求以及控制性能的基礎上，選用小體積封裝低功耗微處理器C8051F007足以解決問題，同時成本低廉很多。系統電源則采用外置5V電源及TI雙電源芯片。整個傳輸系統只需要一路外部+5V供電；± 9V由芯片電源轉換完成，正負雙路輸出，體積小，紋波噪聲低，環境適應性可靠性更高。
【附圖說明】
[0007]圖1為本實用新型微波超寬帶基帶光傳輸系統的結構框圖。
[0008]圖2為本實用新型微波超寬帶基帶光傳輸系統的偏置控制的結的構框圖。
[0009]圖1-2中:I連續激光器、2外調制器、3光耦合器、4光探測器、5跨阻抗放大電路、6微控制器、7濾波模塊、8整流模塊。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖對本實用新型的實施例作進一步描述。
[0011]如圖1所示，一種微波超寬帶基帶光傳輸系統，包括用于輸出穩定恒流光源作為副載波連續激光器1、外調制器2、光耦合器3及光探測器4，它還包括導頻信號為IKHZ且小于50mv的偏置控制模塊，所述的偏置控制模塊包括與光探測器4相連接且用于將部分光信號轉換成電壓信號的跨阻抗放大電路5、用于濾波的濾波模塊7、用于整流的整流模塊8及采樣判決當前偏置電壓是否處于最佳正交偏置工作點的微控制器6。
[0012]在本具體實施例中，如圖2所示，跨阻抗放大電路5為兩級跨阻抗放大器，LTC6241是雙通道低噪聲、低失調、軌至軌輸出、具穩定單位增益的CMOS運算放大器，常作為光電二極管放大器使用。采用LTC6241搭建的兩級跨阻抗放大模塊可以放大外調制器內部PD檢測輸出的微弱信號，H)檢測信號電流小于160uA。第一級與第二級放大之間采用電容耦合方式，可以調節電阻R3來調節放大倍數以得到合適的輸出信號。
[0013]如圖2所示，所述的濾波模塊7為運算放大器0PA1644搭建高階有源濾波器。鑒于應用環境的限制，采用小體積封裝、功耗低、噪聲低的運算放大器0PA1644搭建高階有源濾波器，可以解決電路板面積、低功耗、低噪聲等限制因素的影響。由于巴特沃斯濾波器通頻帶內的頻率響應曲線最大限度平坦，沒有起伏，而在阻頻帶內則逐漸下降為零，在振幅的對數對角頻率的波特圖上，從某一邊界角頻率的增加而逐漸減少，趨于負無窮大。所以帶通濾波器采用巴特沃斯多階有源濾波。IkHz和2kHz濾波模塊選用低功耗0PA1644AI運放組建的六階有源帶通濾波器，其通帶均為200Hz。整流模塊則采用LT1492CS8。
[0014]所述的微控制器6采用微處理器C8051F007。如圖2所示，通信接口則是RS485總線采用半雙工方式，上位機可通過RS485總線與ZW-AE140進行通信，查詢發射機H)、TEC參數，設置復位等。M⑶內部串口 UART采用MAX3485芯片實現RS485接口電平轉換，通過插座連接至上位機的RS485總線。
[0015]且它還包括偏置電壓輸出范圍調整電路，M⑶輸出模擬信號幅值范圍在O-AVDD之間，在+3.3V供電模式下不會超過3.3V的模擬輸出電壓。而偏置控制電路要求輸出直流偏置的動態范圍是-12V?+12V。因此需要對MCU的輸出進行線性轉換，從O?+3.3V轉換到-12V?+ 12V。這里采取差動運算放大器來實現這一轉換，調整偏置電壓輸出范圍，導頻信號必須疊加到調制電壓上方能對調制器進行控制，通過運算放大器(OP)組成的加法模塊將導頻信號耦合到調制電壓Vb上。該部分內容為本領域技術人員的常規選擇，不在此贅述。
[0016]系統電源采用外置5V電源及TI雙電源芯片。采用TI雙電源芯片TPS65130進行特殊的濾波模塊之后完全可以將紋波噪聲降低到不影響有效信號的級別，從而只需要一個外部5V低電源即可，大大實現了傳輸系統的可操作性和傳輸系統小型集成化。
[0017]本實用新型限于機載/艦載應用環境，電路板尺寸小巧，122mm(長)x22mm(寬)x2mm(高)，截面積小于調制器，便于與調制器一起裝配。低功耗，總功率小于0.7W十分有利于供應能量有限的機載/艦載應用。(低功率，有效減少飛機上能源，適于環境溫度-50-80度(上述芯片均滿足這個溫度，阻容則采用低溫漂類型)。)
[0018]以上僅就本實用新型的最佳實施例作了說明，但不能理解為是對權利要求的限制。本實用新型不僅局限于以上實施例，其具體結構允許有變化。凡在本實用新型獨立權利要求的保護范圍內所作的各種變化均在本實用新型保護范圍內。
【主權項】
1.一種微波超寬帶基帶光傳輸系統，包括用于輸出穩定恒流光源作為副載波連續激光器(I)、外調制器(2)、光耦合器(3)及光探測器(4)，其特征在于:它還包括導頻信號為IKHZ且小于等于50mv的偏置控制模塊，所述的偏置控制模塊包括與光探測器(4)相連接且用于將部分光信號轉換成電壓信號的跨阻抗放大電路(5)、用于濾波的濾波模塊(7)、用于整流的整流模塊(8)及采樣判決當前偏置電壓是否處于最佳正交偏置工作點的微控制器(6);所述的跨阻抗放大電路(5)、濾波模塊(7)、整流模塊(8)及微控制器(6)依次相連接;且所述的濾波模塊(7)為運算放大器0PA1644搭建高階有源濾波器;所述的微控制器(6)采用微處理器C8051F007。2.根據權利要求1所述的微波超寬帶基帶光傳輸系統，其特征在于:系統電源采用外置5V電源及TI雙電源芯片。
【文檔編號】H04B10/516GK205430256SQ201520951248
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年11月25日
【發明人】汪濱波, 楊江
【申請人】寧波中物東方光電技術有限公司, 深圳金信諾高新技術股份有限公司