一種電光型光調(diào)制器數(shù)字自動(dòng)偏置電壓控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電光型光調(diào)制器數(shù)字自動(dòng)偏置電壓控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光調(diào)制器用于將射頻信號(hào)和激光器輸出的光載體調(diào)制在一起，形成光信號(hào)，其中，光調(diào)制器在光纖通信及光纖傳感領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用。經(jīng)光調(diào)制器調(diào)制后的光信號(hào)的輸出曲線為余弦函數(shù)形狀的波形。為了使光調(diào)制器被控制在不同的工作點(diǎn)，可以向光調(diào)制器輸出偏置電壓。
[0003]但是由于光調(diào)制器對(duì)于工作環(huán)境的變化極為敏感，工作環(huán)境的改變，例如溫度變化，濕度變化，機(jī)械振動(dòng)等等，會(huì)導(dǎo)致光調(diào)制器輸出曲線的偏移進(jìn)而使得工作點(diǎn)偏移而無(wú)法保證，因此需要針對(duì)環(huán)境的變化改變施加給光調(diào)制器不同的偏置電壓，這種技術(shù)被稱為偏置電壓控制技術(shù)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，偏壓控制技術(shù)主要基于模擬電路的方案開(kāi)發(fā)而成，主要是在輸出偏置電壓時(shí)，同時(shí)輸出一個(gè)抖動(dòng)信號(hào)，通過(guò)抖動(dòng)信號(hào)微調(diào)光調(diào)制器的工作點(diǎn)。但是偏壓控制技術(shù)主要基于模擬電路的方案開(kāi)發(fā)，其容易受到環(huán)境噪聲干擾，穩(wěn)定性差，誤差率高。另外，現(xiàn)有技術(shù)中的偏置電壓技術(shù)的誤差反饋系數(shù)是固定的，不同型號(hào)的光調(diào)制器的半波電壓可能有3倍的差距，因此固定的誤差反饋系數(shù)無(wú)法保證控制器應(yīng)用于不同型號(hào)光調(diào)制器上具有一致性的效果，需要在使用過(guò)程中間歇性地調(diào)試器件，無(wú)法做到真正的自動(dòng)控制而且無(wú)法適用于工業(yè)應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電光型光調(diào)制器數(shù)字自動(dòng)偏置電壓控制方法及裝置，能夠據(jù)不同光調(diào)制器，自動(dòng)輸出與其適配的偏置電壓。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種自動(dòng)偏置電壓控制方法，包括向所述光調(diào)制器輸入掃描偏置電壓，采集經(jīng)過(guò)所述光調(diào)制器根據(jù)所述掃描偏置電壓進(jìn)行調(diào)制后輸出的第一光信號(hào)；將所述第一光信號(hào)轉(zhuǎn)化為第一電信號(hào)；通過(guò)濾波器過(guò)濾所述第一電信號(hào)，輸出第一直流信號(hào)；根據(jù)所述第一直流信號(hào)，計(jì)算所述光調(diào)制器的工作點(diǎn)的光調(diào)制器的工作點(diǎn)的工作偏置電壓和半波電壓；根據(jù)所述半波電壓計(jì)算誤差反饋系數(shù)和抖動(dòng)信號(hào)的抖動(dòng)振幅；向所述光調(diào)制器輸出工作偏置電壓和振幅為所述抖動(dòng)振幅的抖動(dòng)信號(hào)；采集經(jīng)過(guò)所述光調(diào)制器根據(jù)工作偏置電壓和抖動(dòng)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后輸出的第二光信號(hào)；將所述第二光信號(hào)轉(zhuǎn)化為第二電信號(hào)；通過(guò)濾波器過(guò)濾所述第二電信號(hào)，輸出諧波分量；計(jì)算所述諧波分量的諧波振幅和偏移相位；根據(jù)所述偏移相位，結(jié)合所述誤差反饋系數(shù)、工作偏置電壓和諧波振幅，計(jì)算新偏置電壓；將所述新偏置電壓作為工作偏置電壓，重新返回所述向所述光調(diào)制器輸出工作偏置電壓和振幅為所述抖動(dòng)振幅的抖動(dòng)信號(hào)步驟。
[0007]其中，所述諧波分量包括一次諧波和二次諧波；所述濾波器包括第一低通濾波器、第二低通濾波器、高通濾波器和帶通濾波器；所述通過(guò)濾波器過(guò)濾所述第一電信號(hào)，輸出第一直流信號(hào)的步驟包括:通過(guò)所述第一低通濾波器從所述第一電信號(hào)過(guò)濾出第一直流信號(hào)；所述通過(guò)濾波器過(guò)濾所述第二電信號(hào)，輸出諧波分量的步驟包括:通過(guò)所述高通濾波器從所述第二電信號(hào)過(guò)濾出交流信號(hào)；通過(guò)所述第二低通濾波器所述交流信號(hào)中過(guò)濾出一次諧波，以及通過(guò)所述帶通濾波器從所述交流信號(hào)中過(guò)濾二波諧波；所述計(jì)算所述諧波分量的諧波振幅和偏移相位的步驟包括:分別計(jì)算所述一次諧波的諧波振幅和偏移相位，以及，所述二次諧波的諧波振幅和偏移相位；所述向光調(diào)制器輸出掃描偏置電壓的步驟之前，所述方法還包括:接收輸出的指定指令；所述根據(jù)所述偏移相位，結(jié)合所述誤差反饋系數(shù)、工作偏置電壓和諧波振幅，計(jì)算新偏置電壓的步驟包括:根據(jù)所述指定指令，從所述一次諧波或者二次諧波中選定一個(gè)，作為選定諧波；根據(jù)所述選定諧波的偏移相位，結(jié)合所述誤差反饋系數(shù)、工作偏置電壓和所述選定諧波的諧波振幅，計(jì)算新偏置電壓。
[0008]其中，所述第一直流信號(hào)和掃描偏置電壓的數(shù)量均為多個(gè)，并且所述掃描偏置電壓和第一直流信號(hào)具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；所述根據(jù)所述第一直流信號(hào)，計(jì)算所述光調(diào)制器的工作點(diǎn)的光調(diào)制器的工作點(diǎn)的工作偏置電壓和半波電壓的步驟包括:將所述多個(gè)第一直流信號(hào)進(jìn)行曲線擬合，生成所述光調(diào)制器的信號(hào)輸出曲線；根據(jù)所述信號(hào)輸出曲線，計(jì)算所述光調(diào)制器工作點(diǎn)的工作偏置電壓和半波電壓。
[0009]其中，在所述根據(jù)所述偏移相位，結(jié)合所述誤差反饋系數(shù)、工作偏置電壓和諧波振幅，計(jì)算新偏置電壓步驟之后，所述方法還包括:判斷所述新偏置電壓是否在電壓閾值范圍內(nèi)；若所述新偏置電壓小于所述電壓閾值范圍的最小值，則將所述新偏置電壓與所述半波電壓的偶數(shù)倍之和作為新偏置電壓，并進(jìn)入所述將所述新偏置電壓作為工作偏置電壓的步驟；若所述新偏置電壓大于所述電壓閾值范圍的最大值，則將所述新偏置電壓與所述半波電壓的偶數(shù)倍之差作為新偏置電壓，并進(jìn)入所述將所述新偏置電壓作為工作偏置電壓的步驟。
[0010]其中，在所述向光調(diào)制器輸出掃描偏置電壓的步驟之前，所述方法還包括:向所述光調(diào)制器輸出測(cè)試電壓；采集經(jīng)過(guò)所述光調(diào)制器根據(jù)所述測(cè)試電壓進(jìn)行調(diào)制后輸出的第三光信號(hào)；將所述第三光信號(hào)轉(zhuǎn)化為第三電信號(hào)；通過(guò)放大器放大所述第三電信號(hào)；通過(guò)所述濾波器過(guò)濾經(jīng)過(guò)放大后的第三電信號(hào)，輸出第二直流信號(hào)；計(jì)算所述第二直流信號(hào)中的最大值與預(yù)設(shè)直流閾值之間比例系數(shù)；根據(jù)比例系數(shù)計(jì)算所述放大器的放大系數(shù)；向所述放大器輸出所述放大系數(shù)；所述將所述第一光信號(hào)轉(zhuǎn)化為第一電信號(hào)的步驟為將所述第一光信號(hào)轉(zhuǎn)化為第一電信號(hào)，并通過(guò)所述放大器根據(jù)所述放大系統(tǒng)放大所述第一電信號(hào)；所述通過(guò)濾波器過(guò)濾所述第一電信號(hào)，輸出第一直流信號(hào)的步驟包括:通過(guò)所述濾波器過(guò)濾所述放大后的第一電信號(hào)，輸出第一直流信號(hào)；所述將所述第二光信號(hào)轉(zhuǎn)化為第二電信號(hào)的步驟為:將所述第二光信號(hào)轉(zhuǎn)化為第二電信號(hào)，并通過(guò)所述放大器根據(jù)所述放大信號(hào)放大所述第二電信號(hào)；所述通過(guò)濾波器過(guò)濾所述第二電信號(hào)，輸出諧波分量的步驟包括:通過(guò)所述濾波器過(guò)濾所述放大后的第二電信號(hào)，輸出諧波分量。
[0011]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種電光型光調(diào)制器數(shù)字自動(dòng)偏置電壓控制裝置，包括第一輸出模塊，用于向光調(diào)制器輸出掃描偏置電壓；第一采集模塊，用于采集經(jīng)過(guò)所述光調(diào)制器根據(jù)所述掃描偏置電壓進(jìn)行調(diào)制后輸出的第一光信號(hào)；第一光電轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述第一光信號(hào)轉(zhuǎn)化為第一電信號(hào)；第一濾波模塊，用于過(guò)濾所述第一電信號(hào)，輸出第一直流信號(hào)；第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述第一直流信號(hào)，計(jì)算所述光調(diào)制器的工作點(diǎn)的工作偏置電壓和半波電壓；第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述半波電壓計(jì)算誤差反饋系數(shù)和抖動(dòng)信號(hào)的抖動(dòng)振幅；第二輸出模塊，用于向所述光調(diào)制器輸出工作偏置電壓和振幅為所述抖動(dòng)振幅的抖動(dòng)信號(hào)；第二采集模塊，用于采集經(jīng)過(guò)所述光調(diào)制器根據(jù)工作偏置電壓和抖動(dòng)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后輸出的第二光信號(hào)；第二光電轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述第二光信號(hào)轉(zhuǎn)化為第二電信號(hào)；第二濾波模塊，用于過(guò)濾所述第二電信號(hào)，輸出諧波分量；數(shù)字鎖相放大模塊，用于計(jì)算所述諧波分量的諧波振幅和偏移相位；第三計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述偏移相位，結(jié)合所述誤差反饋系數(shù)、工作偏置電壓和諧波振幅，計(jì)算新偏置電壓；賦值模塊，用于將所述新偏置電壓作為工作偏置電壓，重新返回所述第二輸出模塊。
[0012]其中，所述諧波分量包括一次諧波和二次諧波；所述第一濾波模塊包括第一低通濾波器；所述第一低通濾波器用于從所述第一電信號(hào)過(guò)濾出第一直流信號(hào)；所述第二濾波模塊包括第二低通濾波器、高通濾波器和帶通濾波器；所述高通濾波器用于從所述第二電信號(hào)過(guò)濾出交流信號(hào)；所述第二低通濾波器用于所述交流信號(hào)中過(guò)濾出一次諧波；所述帶通濾波器用于從所述交流信號(hào)中過(guò)濾二波諧波；所述數(shù)字鎖相放大模塊具體用于分別計(jì)算所述一次諧波的諧波振幅和偏移相位，以及二次諧波的諧波振幅和偏移相位；所述裝置還包括接收模塊；所述接收模塊用于接收輸出的指定指令；所述第三計(jì)算模塊包括:選定單元，用于根據(jù)所述指定指令，從所述一次諧波或者二次諧波中選定一個(gè)，作為選定諧波；第一計(jì)算單元，用于根據(jù)所述選定諧波的偏移相位，結(jié)合所述誤差反饋系數(shù)、工作偏置電壓和所述選定諧波的諧波振幅，計(jì)算新偏置電壓。
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