【摘要】：集成了無(wú)線通信以及光纖通信技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的光載射頻(RoF)技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。作為RoF系統(tǒng)關(guān)鍵器件之一的電光調(diào)制器受限于材料特質(zhì),會(huì)在外部因素的影響下發(fā)生偏壓漂移現(xiàn)象,嚴(yán)重影響RoF系統(tǒng)的通信質(zhì)量,這對(duì)電光調(diào)制器的偏壓控制提出了極大要求。針對(duì)電光調(diào)制器的偏壓漂移問(wèn)題,本文進(jìn)行了偏壓控制研究,提出了針對(duì)提高系統(tǒng)無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍的線性優(yōu)化方案中DPMZM的任意點(diǎn)偏壓控制系統(tǒng),并針對(duì)所提出方案的不足進(jìn)行改進(jìn),在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了硬件電路。論文從電光調(diào)制器工作的物理基礎(chǔ)入手,說(shuō)明了電光調(diào)制器發(fā)生偏壓漂移的現(xiàn)象及其原因,介紹了幾種常用的電光調(diào)制器以及常用的調(diào)制方式,著重介紹了一種基于DPMZM的線性優(yōu)化方案,該方案通過(guò)調(diào)整DPMZM三個(gè)偏置點(diǎn)到最優(yōu)點(diǎn),抵消系統(tǒng)三階交調(diào)干擾以達(dá)到增大系統(tǒng)無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍的目的。論文詳細(xì)闡述了幾種馬赫-曾德?tīng)栒{(diào)制器的偏壓控制方案,其中包括直流功率檢測(cè)法、導(dǎo)頻信號(hào)法,以及直流功率檢測(cè)法的改進(jìn)方法——后向光功率檢測(cè)法,對(duì)以上方案的原理進(jìn)行了理論推導(dǎo),分析了其各自的優(yōu)缺點(diǎn);之后介紹了一種利用導(dǎo)頻法控制DPMZM工作于最大點(diǎn)、最小點(diǎn)以及正交點(diǎn)的常用工作點(diǎn)方案,對(duì)該方案進(jìn)行了理論推導(dǎo)證明,分析了該方案的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。論文針對(duì)所介紹的線性優(yōu)化方案,說(shuō)明了DPMZM在此場(chǎng)景下進(jìn)行偏壓控制的必要性,提出了一種基于三導(dǎo)頻分時(shí)隙檢測(cè)諧波分量比值的DPMZM任意點(diǎn)偏壓控制方案,詳細(xì)介紹、推導(dǎo)了該方案的原理,并對(duì)該方案進(jìn)行仿真驗(yàn)證,針對(duì)驗(yàn)證過(guò)程中出現(xiàn)的誤差分析產(chǎn)生原因,并提出有效的改進(jìn)措施。最后針對(duì)提出的DPMZM的三導(dǎo)頻偏壓控制方案,給出該方案中偏壓控制的具體電路結(jié)構(gòu),對(duì)完整電路按功能分模塊單獨(dú)實(shí)現(xiàn),包括前置放大、濾波、數(shù)據(jù)處理、導(dǎo)頻生成以及供電模塊等,綜合選擇合理器件對(duì)各功能模塊進(jìn)行原理說(shuō)明、參數(shù)調(diào)整、仿真驗(yàn)證,說(shuō)明電路的可行性,最后搭建相對(duì)完整的偏壓控制硬件系統(tǒng)。
【圖文】：

圖2.1 RoF 最小系統(tǒng)框圖oF 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信的關(guān)鍵步驟包括將攜帶信息的電信號(hào)調(diào)制到光載波上進(jìn)行傳輸。RoF 系統(tǒng)中完成這一功能的器件為電光調(diào)制器，已調(diào)光信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。系統(tǒng)接收端通過(guò)光電探測(cè)器將已調(diào)光信號(hào)轉(zhuǎn)換為射頻續(xù)處理。其中，偏壓控制模塊用于保證調(diào)制過(guò)程中電光調(diào)制器直流偏置見(jiàn)，電光調(diào)制技術(shù)是 RoF 系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，偏壓控制研究的意義節(jié)，因此，本文將先對(duì)電光調(diào)制原理進(jìn)行介紹，包括直接調(diào)制和外調(diào)制，之后總結(jié)介紹電光調(diào)制器以及 RoF 系統(tǒng)中常用的幾種調(diào)制方案。光調(diào)制技術(shù)攜帶傳輸信息的電信號(hào)調(diào)制到光載波上的過(guò)程稱為電光調(diào)制。信號(hào)調(diào)制統(tǒng)信號(hào)的傳輸質(zhì)量有決定性的影響�，F(xiàn)在主流的調(diào)制技術(shù)分為直接調(diào)制

調(diào)制后的信號(hào)在光纖中傳輸并在接收端通過(guò)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，進(jìn)行后續(xù)傳輸處理。圖2.2 直接調(diào)制原理框圖原理直接、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)是直接調(diào)制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，因此直接調(diào)制成為早期光纖通信主流調(diào)制方式。但是直接調(diào)制也存在很多問(wèn)題，比如直調(diào)激光器存在馳豫區(qū)間，導(dǎo)致開(kāi)始的輸出是震蕩的、不穩(wěn)定的，影響信號(hào)的調(diào)制質(zhì)量，導(dǎo)致直接調(diào)制的調(diào)制頻率受到很大的限制；再如當(dāng)調(diào)制大帶寬信號(hào)時(shí)，受半導(dǎo)體材料折射率因驅(qū)動(dòng)電流變化而產(chǎn)生動(dòng)態(tài)變化的特性影響，激光器產(chǎn)生的光強(qiáng)隨電流強(qiáng)度變化，相位也會(huì)產(chǎn)生變化，相位變化又反映到輸出光的頻率動(dòng)態(tài)變化，，這就是啁啾現(xiàn)象。啁啾現(xiàn)象嚴(yán)重影響光信號(hào)的傳輸距離。因此直接調(diào)制僅適用于半導(dǎo)體光源，同時(shí)不適應(yīng)長(zhǎng)距、高速的通信場(chǎng)景。圖2.3 直調(diào)激光器功率控制模塊圖 2.3 所示為筆者設(shè)計(jì)的直調(diào)光鏈路中 LD 供電以及功率控制模塊。該模塊可以實(shí)現(xiàn) LD 的功率控制
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN761;TN929.11

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2673253