專利名稱：基于pid的de-mzm自動偏置控制裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光通信，具體涉及基于PID的DE-MZM自動偏置控制裝置及控制方法。
背景技術(shù)：
利用光纖傳輸射頻信號的光載無線(ROF)系統(tǒng)日益成為人們研究的熱點。在ROF系統(tǒng)中，由于溫度、電離輻射等外部環(huán)境因素的影響，電光調(diào)制器的半波電壓會發(fā)生變化，同時直流偏置電源電壓也會有一定程度的隨機起伏，引起調(diào)制器的直流偏置點發(fā)生漂移，導(dǎo)致系統(tǒng)性能惡化。為提高ROF通信系統(tǒng)性能，需要對電光調(diào)制器的直流偏置點漂移現(xiàn)象進行有效抑制。但現(xiàn)有的多種自動偏置控制方法主要針對直流偏置點為線性點或最小傳輸點的調(diào)制器，不能夠?qū)崿F(xiàn)對電光調(diào)制器所有直流偏置點的偏置控制，其主要方法和不足包括以下幾個方面。方法I利用低頻擾動進行直流漂移補償，該方法只適用于線性點的偏置控制，無法進行非線性點的偏置控制；方法2將輸入信號與反饋信號進行混頻和濾波得到誤差信號，利用誤差信號對偏置単元進行控制，可實現(xiàn)相干FSK系統(tǒng)和光生微波本振系統(tǒng)的直流漂移補償，但只適用于直流偏置點為最小傳輸點的調(diào)制器；方法3利用擾動信號基波分量和二次諧波分量信號幅度比值進行調(diào)制器自動偏置控制，由于其比值在相位n 處發(fā)生正負無窮突變，所以該方法不適用于偏置點為0和的調(diào)制器；方法4通過比較調(diào)制器前后光功率來實現(xiàn)偏置點自動控制，由于誤差比較器中需要調(diào)整兩個放大器増益使得調(diào)制前后光電流相等，而最小傳輸點處光功率近似為零，所以不適用于偏置點為最小傳輸點的調(diào)制器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，自動化程度高，誤差小，偏置控制能力強的基于PID的DE-MZM自動偏置控制裝置。本發(fā)明的另ー目的是提供自動偏置控制裝置的控制方法。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的技方案是這樣解決的:一種基于PID的DE-MZM自動偏置控制裝置，該自動偏置控制裝置由激光器、電光調(diào)制器3、一相移器1、另ー相移器2、光耦合器、光探測器H)、混頻器、低通濾波器、控制單元、偏置單元組成，其特征在于所述激光器與電光調(diào)制器3連接，所述電光調(diào)制器3 —端分別與ー相移器I 一端、光耦合器的一端連接，所述電光調(diào)制器3另一端分別與偏置単元一端、一相移器I另一端連接，所述偏置單元另一端與控制單元連接，所述控制單元另一端與低通濾波器一端連接，所述低通濾波器另一端與混頻器連接，所述混頻器另一端分別與光探測器ro —端、另ー相移器2另一端連接，所述ー相移器I另一端與另ー相移器2 —端連接，所述光探測器ro另一端與光率禹合器連接，光稱合器用來輸出激光。所述激光器為DFB-LD激光器。
所述控制單元為PID控制器。所述低通濾波器為LPF濾波器。一種基于PID的DE-MZM自動偏置控制裝置的自動偏置控制方法，按下述步驟進行:
1)、輸入射頻信號經(jīng)過兩次分路，第一次分路后，一路信號經(jīng)過另一相移器2與反饋信號進行混頻，另一路信號經(jīng)由電光調(diào)制器3進行電光調(diào)制；
2)、對電光調(diào)制的信號進行第二次分路，且分路后兩路信號幅值相等；將第二次分路后的兩路等幅信號分別加載到電光調(diào)制器3的上下兩個電極上，其中加載到上電極的信號經(jīng)過ー相移器I產(chǎn)生相移；
3)、DFB-LD激光器輸出光經(jīng)過電光調(diào)制器(3)被調(diào)制，此時輸出信號包絡(luò)
權(quán)利要求
1.一種基于PID的DE-MZM自動偏置控制裝置，該自動偏置控制裝置由激光器、電光調(diào)制器(3)、一相移器(I)、另ー相移器(2)、光耦合器、光探測器H)、混頻器、低通濾波器、控制単元、偏置單元組成，其特征在于所述激光器與電光調(diào)制器(3)連接，所述電光調(diào)制器(3)一端分別與ー相移器(I) 一端、光耦合器的一端連接，所述電光調(diào)制器(3)另一端分別與偏置単元一端、一相移器(I)另一端連接，所述偏置單元另一端與控制單元連接，所述控制單元另一端與低通濾波器一端連接，所述低通濾波器另一端與混頻器連接，所述混頻器另ー端分別與光探測器(PD)—端、另ー相移器(2)另一端連接，所述ー相移器(I)另一端與另ー相移器(2) —端連接，所述光探測器(PD)另一端與光耦合器連接，光耦合器用來輸出激光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種基于PID的DE-MZM自動偏置控制裝置，其特征在于所述激光器為DFB-LD激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種基于PID的DE-MZM自動偏置控制裝置，其特征在于所述控制單兀為PID控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種基于PID的DE-MZM自動偏置控制裝置，其特征在于所述低通濾波器為LPF濾波器。
5.一種如權(quán)利要求4所述基于PID的DE-MZM自動偏置控制裝置的自動偏置控制方法，按下述步驟進行: 1)、輸入射頻信號經(jīng)過兩次分路，第一次分路后，一路信號經(jīng)過另一相移器(2)與反饋信號進行混頻，另一路信號經(jīng)由電光調(diào)制器(3)進行電光調(diào)制； 2)、對電光調(diào)制的信號進行第二次分路，且分路后兩路信號幅值相等；將第二次分路后的兩路等幅信號分別加載到電光調(diào)制器(3)的上下兩個電極上，其中加載到上電極的信號經(jīng)過ー相移器(I)產(chǎn)生相移； 3)、DFB-LD激光器輸出光經(jīng)過電光調(diào)制器(3)被調(diào)制，此時輸出信號包絡(luò)
全文摘要
本發(fā)明公開了基于PID的DE-MZM自動偏置控制裝置及控制方法。裝置的激光器與電光調(diào)制器連接，電光調(diào)制器一端分別與一相移器一端、光耦合器一端連接，電光調(diào)制器另一端與偏置單元、一相移器連接，偏置單元與控制單元連接，控制單元與低通濾波器連接，低通濾波器與混頻器連接，混頻器與光探測器PD、另一相移器連接，一相移器與另一相移器連接，光探測器PD與光耦合器連接，光耦合器輸出激光。任意直流偏置點的雙電極馬赫-曾德爾調(diào)制器自動偏置控制方法通過引入可調(diào)相移器，使不同偏置點處誤差信號形式相同并保持在余弦函數(shù)線性點附近，利用調(diào)制器偏置電壓高精度自動調(diào)整，適用于雙邊、單邊帶調(diào)制、載波抑制調(diào)制以及低偏置工作方式的電光調(diào)制器。
文檔編號H04B10/516GK103095378SQ20131002858
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者李勇軍, 李軒, 朱子行, 譚慶貴, 幺周石, 蔣煒, 李瑞欣, 王建峰 申請人:中國人民解放軍空軍工程大學(xué)