本實(shí)用新型涉及一種微波光纖傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種寬帶直調(diào)光源系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著電子戰(zhàn)、無線電通信、電視廣播、雷達(dá)定位、遙測遙控、衛(wèi)星通信使用頻率和帶寬的不斷增加，傳統(tǒng)電子方法在傳輸和處理上都遇到嚴(yán)重挑戰(zhàn)，成為了發(fā)展的瓶頸。光纖具有帶寬大、損耗小、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)特別適合微波信號(hào)的處理和傳輸；另外，光纖重量輕，體積小，靈活性高。隨著微波光子技術(shù)的成熟，寬帶微波光纖傳輸技術(shù)面臨著前所未有的需求?，F(xiàn)階段光纖傳輸技術(shù)按照電光轉(zhuǎn)換的方式分為直調(diào)和外調(diào)兩種方式，由于帶寬限制，直調(diào)方式一般應(yīng)用于低頻傳輸中，直調(diào)方式的頻率有很大的限制；高頻傳輸采用外調(diào)方式。外調(diào)方式需要額外引入電光調(diào)制器，增加成本，同時(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

直調(diào)方案中，除了光源本身帶寬限制外，直流驅(qū)動(dòng)和溫度控制同樣很大地限制了應(yīng)用頻率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種寬帶直調(diào)光源系統(tǒng)，克服了對(duì)于目前直調(diào)光源模塊無法應(yīng)用到10GHz以上頻率的難題，通過采用高帶寬的光源和控制電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了高達(dá)18GHz的直調(diào)光源模塊設(shè)計(jì)。

本實(shí)用新型的上述目的是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

一種寬帶直調(diào)光源系統(tǒng)，包括光源模塊、電流電壓轉(zhuǎn)換模塊、放大器、AD轉(zhuǎn)換模塊、中央處理單元、H電阻橋和溫度控制芯片；

中央處理單元：發(fā)出初始驅(qū)動(dòng)電壓至光源模塊；接收AD轉(zhuǎn)換模塊傳來的數(shù)字電壓信號(hào)，跟預(yù)先設(shè)定的電壓值進(jìn)行比較；根據(jù)比較結(jié)果對(duì)初始驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)；

光源模塊：接收中央處理單元傳來的初始驅(qū)動(dòng)電壓，發(fā)出光源；并對(duì)光源的光功率進(jìn)行監(jiān)測，生成光功率的模擬電流信號(hào)，將光功率的模擬電流信號(hào)輸出至電流電壓轉(zhuǎn)換模塊；接收溫度控制芯片傳來的控制電流，根據(jù)控制電流的方向?qū)ψ陨頊囟冗M(jìn)行調(diào)節(jié)；

電流電壓轉(zhuǎn)換模塊：接收光源模塊傳來的光功率的模擬電流信號(hào)，對(duì)光功率的模擬電流信號(hào)進(jìn)行電流電壓轉(zhuǎn)換，生成光功率的模擬電壓信號(hào)，將光功率的模擬電壓信號(hào)發(fā)送至放大器；

放大器：接收電流電壓轉(zhuǎn)換模塊傳來的功率的模擬電壓信號(hào)，對(duì)功率的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行放大處理，生成放大后的功率的模擬電壓信號(hào)，并將放大后的功率的模擬電壓信號(hào)發(fā)送至AD轉(zhuǎn)換模塊；

AD轉(zhuǎn)換模塊：接收放大器傳來的放大后的功率的模擬電壓信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換生成數(shù)字電壓信號(hào)，并將數(shù)字電壓信號(hào)發(fā)送至中央處理單元；

H電阻橋：包括熱敏電阻、第一電阻、第二電阻和第三電阻；第一電阻、第二電阻和第三電阻為等值電阻；熱敏電阻的初始值與第一電阻、第二電阻和第三電阻的阻值相等；通過H電阻橋測得電壓V1的值和電壓V2的值；其中電壓V1值為熱敏電阻和第一電阻電壓的一半；電壓V2值為第二電阻和第三電阻電壓的一半；熱敏電阻的電阻值隨著光源模塊溫度的變化發(fā)生變化，當(dāng)熱敏電阻的電阻值發(fā)生變化后，電壓V1的值發(fā)生變化；計(jì)算V1-V2的差值，并將差值輸出至溫度控制芯片；

溫度控制芯片：接收H電阻橋傳來的V1-V2的差值，并對(duì)V1-V2的差值進(jìn)行判斷，根據(jù)判斷結(jié)果輸出正向控制電流至光源模塊或輸出反向控制電流至光源模塊或不輸出控制電流。

在上述的一種寬帶直調(diào)光源系統(tǒng)，所述光源模塊包括溫度調(diào)節(jié)模塊、功率監(jiān)測模塊和驅(qū)動(dòng)模塊；

驅(qū)動(dòng)模塊：接收中央處理單元傳來的初始驅(qū)動(dòng)電壓，驅(qū)動(dòng)光源模塊發(fā)出光源；

功率監(jiān)測模塊：對(duì)光源模塊發(fā)出的光源的光功率進(jìn)行監(jiān)測，生成光功率的模擬電流信號(hào)，將光功率的模擬電流信號(hào)輸出至電流電壓轉(zhuǎn)換模塊；

溫度調(diào)節(jié)模塊：接收溫度控制芯片傳來的控制電流，根據(jù)控制電流的方向?qū)庠茨K的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

在上述的一種寬帶直調(diào)光源系統(tǒng)，中央處理單元根據(jù)電壓比較結(jié)果對(duì)初始驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法為：當(dāng)數(shù)字電壓信號(hào)大于預(yù)先設(shè)定的電壓值時(shí)，減小初始驅(qū)動(dòng)電壓值；當(dāng)數(shù)字電壓信號(hào)小于預(yù)先設(shè)定的電壓值時(shí)，增大初始驅(qū)動(dòng)電壓值；當(dāng)數(shù)字電壓信號(hào)等于預(yù)先設(shè)定的電壓值時(shí)，維持初始驅(qū)動(dòng)電壓值。

在上述的一種寬帶直調(diào)光源系統(tǒng)，當(dāng)光源模塊的溫度增大時(shí)，熱敏電阻的電阻值變?。划?dāng)光源模塊的溫度減小時(shí)，熱敏電阻的電阻值變大。

在上述的一種寬帶直調(diào)光源系統(tǒng)，當(dāng)V1-V2的差值為正值時(shí)，溫度控制芯片產(chǎn)生正向控制電流，將正向控制電流輸出至溫度調(diào)節(jié)模塊；當(dāng)V1-V2的差值為負(fù)值時(shí)，溫度控制芯片產(chǎn)生反向控制電流，將反向控制電流輸出至溫度調(diào)節(jié)模塊；當(dāng)V1-V2差值為0時(shí)，溫度控制芯片不產(chǎn)生控制電流。

在上述的一種寬帶直調(diào)光源系統(tǒng)，所述溫度調(diào)節(jié)模塊，當(dāng)接收溫度控制芯片傳來的正向控制電流時(shí)，發(fā)熱升高光源模塊的溫度；接收溫度控制芯片傳來的反向控制電流時(shí)，制冷降低光源模塊的溫度。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本實(shí)用新型包括線性和開關(guān)級(jí)輸出方式的技術(shù)可以減少一半的輸出電流紋波，也可以減少一些外圍器件，同時(shí)可以提高效率；

(2)本實(shí)用新型在小信號(hào)工作方式下，線性模式輸出級(jí)將工作在線性模式，從而為TEC在加熱和制冷方式之間轉(zhuǎn)換提供平穩(wěn)的過渡，ADN8830采用了外部的MOSFET，盡可能地使ADN8830效率最大化，該方案不但能改進(jìn)噪聲性能，而且還增加了可靠性，減小了印制電路板PCB的尺寸，用工業(yè)級(jí)器件代替了高等級(jí)器件，降低了成本；

(3)本實(shí)用新型采用了ADN8830控制器，控制溫度穩(wěn)定性達(dá)到0.01℃，效率優(yōu)于90％，紋波電壓噪聲小于1％，提高了總體性能；

(4)本實(shí)用新型中驅(qū)動(dòng)電流方面通過加入反饋機(jī)制，可以實(shí)時(shí)檢測當(dāng)前驅(qū)動(dòng)電路大小，并且通過閉環(huán)控制將驅(qū)動(dòng)電路穩(wěn)定在設(shè)置工作點(diǎn)保證光源模塊始終工作在最佳線性工作點(diǎn)。

(5)本實(shí)用新型中PCB的設(shè)計(jì)走線經(jīng)過設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)與高頻信號(hào)的匹配。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型寬帶直調(diào)光源系統(tǒng)圖；

圖2為本實(shí)用新型H電阻橋電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述：

如圖1所示為寬帶直調(diào)光源系統(tǒng)圖，由圖可知，一種寬帶直調(diào)光源系統(tǒng)，包括光源模塊、電流電壓轉(zhuǎn)換模塊、放大器、AD轉(zhuǎn)換模塊、中央處理單元、H電阻橋和溫度控制芯片；光源模塊包括溫度調(diào)節(jié)模塊、功率監(jiān)測模塊和驅(qū)動(dòng)模塊；

中央處理單元：發(fā)出初始驅(qū)動(dòng)電壓至驅(qū)動(dòng)模塊；接收AD轉(zhuǎn)換模塊傳來的數(shù)字電壓信號(hào)，跟預(yù)先設(shè)定的電壓值進(jìn)行比較；根據(jù)比較結(jié)果對(duì)初始驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)數(shù)字電壓信號(hào)大于預(yù)先設(shè)定的電壓值時(shí)，減小初始驅(qū)動(dòng)電壓值；當(dāng)數(shù)字電壓信號(hào)小于預(yù)先設(shè)定的電壓值時(shí)，增大初始驅(qū)動(dòng)電壓值；當(dāng)數(shù)字電壓信號(hào)等于預(yù)先設(shè)定的電壓值時(shí)，維持初始驅(qū)動(dòng)電壓值。

利用中央處理單元的I/O引腳對(duì)AD轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行控制，使其輸出在一定范圍內(nèi)可變的可調(diào)電壓，將電壓首先引入一個(gè)跟隨器，跟隨器對(duì)引入電壓進(jìn)行等比放大，其作用為增加可調(diào)電壓的帶載能力；由于直調(diào)光源工作電壓為負(fù)值，故需將其引入反向放大電路中，進(jìn)行等比反向放大；

驅(qū)動(dòng)模塊：接收中央處理單元傳來的初始驅(qū)動(dòng)電壓，驅(qū)動(dòng)光源模塊發(fā)出光源；

光源模塊：接收驅(qū)動(dòng)模塊傳來的初始驅(qū)動(dòng)電壓，發(fā)出光源；

功率監(jiān)測模塊：對(duì)光源模塊發(fā)出的光源的光功率進(jìn)行監(jiān)測，生成光功率的模擬電流信號(hào)，將光功率的模擬電流信號(hào)輸出至電流電壓轉(zhuǎn)換模塊；

電流電壓轉(zhuǎn)換模塊：接收光源模塊傳來的光功率的模擬電流信號(hào)，對(duì)光功率的模擬電流信號(hào)進(jìn)行電流電壓轉(zhuǎn)換，生成光功率的模擬電壓信號(hào)，將光功率的模擬電壓信號(hào)發(fā)送至放大器；

放大器：接收電流電壓轉(zhuǎn)換模塊傳來的功率的模擬電壓信號(hào)，對(duì)功率的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行放大處理，生成放大后的功率的模擬電壓信號(hào)，并將放大后的功率的模擬電壓信號(hào)發(fā)送至AD轉(zhuǎn)換模塊；

AD轉(zhuǎn)換模塊：接收放大器傳來的放大后的功率的模擬電壓信號(hào)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換生成數(shù)字電壓信號(hào)，并將數(shù)字電壓信號(hào)發(fā)送至中央處理單元；

如圖2所示為H電阻橋電路圖，由圖可知，H電阻橋：包括熱敏電阻、第一電阻、第二電阻和第三電阻；第一電阻、第二電阻和第三電阻為等值電阻；熱敏電阻的初始值與第一電阻、第二電阻和第三電阻的阻值相等；通過H電阻橋測得電壓V1的值和電壓V2的值；其中電壓V1值為熱敏電阻和第一電阻電壓的一半；電壓V2值為第二電阻和第三電阻電壓的一半；熱敏電阻的電阻值隨著光源模塊溫度的變化發(fā)生變化，當(dāng)光源模塊的溫度增大時(shí)，熱敏電阻的電阻值變?。划?dāng)光源模塊的溫度減小時(shí)，熱敏電阻的電阻值變大；當(dāng)熱敏電阻的電阻值發(fā)生變化后，電壓V1的值發(fā)生變化；計(jì)算V1-V2的差值，并將差值輸出至溫度控制芯片；

溫度控制芯片：接收H電阻橋傳來的V1-V2的差值，并對(duì)V1-V2的差值進(jìn)行判斷，當(dāng)V1-V2的差值為正值時(shí)，溫度控制芯片產(chǎn)生正向控制電流，將正向控制電流輸出至溫度調(diào)節(jié)模塊；當(dāng)V1-V2的差值為負(fù)值時(shí)，溫度控制芯片產(chǎn)生反向控制電流，將反向控制電流輸出至溫度調(diào)節(jié)模塊；當(dāng)V1-V2差值為0時(shí)，溫度控制芯片不產(chǎn)生控制電流；根據(jù)判斷結(jié)果輸出正向控制電流至溫度調(diào)節(jié)模塊或輸出反向控制電流至溫度調(diào)節(jié)模塊或不輸出控制電流。

溫度調(diào)節(jié)模塊：接收溫度控制芯片傳來的控制電流，根據(jù)控制電流的方向?qū)庠茨K的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)接收溫度控制芯片傳來的正向控制電流時(shí)，發(fā)熱升高光源模塊的溫度；接收溫度控制芯片傳來的反向控制電流時(shí)，制冷降低光源模塊的溫度。

本實(shí)用新型通過采用高帶寬的光源和控制電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了高達(dá)18GHz的直調(diào)光源模塊設(shè)計(jì)。

本實(shí)用新型說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。