專利名稱：一種多幅度數(shù)字脈沖間隔調(diào)制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，尤其涉及一種多幅度數(shù)字脈沖間隔調(diào)制(MDPIM， Multi-Digital Pulse Interval Modulation)
背景技術(shù)：
多幅度數(shù)字脈沖間隔調(diào)制具有較高的帶寬利用率和功率利用率，即在傳輸一定二 進(jìn)制數(shù)據(jù)的條件下達(dá)到指定差錯(cuò)性能所需平均發(fā)射光功率小，所需帶寬少，而且提供內(nèi)置 的位同步信息，特別適用于帶寬和功率受限的光通信系統(tǒng)中?，F(xiàn)有的光通信系統(tǒng)中的多幅度數(shù)字脈沖間隔調(diào)制裝置通常使用一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元提 供不同大小的驅(qū)動(dòng)電流來(lái)驅(qū)動(dòng)單一一個(gè)光源發(fā)出不同光強(qiáng)幅值的光，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí) 現(xiàn)。然而，這種結(jié)構(gòu)存在以下缺陷第一，由于不同幅度的驅(qū)動(dòng)電流之間存在變化時(shí)間，在調(diào) 制速度較高時(shí)，驅(qū)動(dòng)單元并不能提供穩(wěn)定幅度的驅(qū)動(dòng)電流，從而不能提供幅值穩(wěn)定的光脈 沖；第二，驅(qū)動(dòng)單元長(zhǎng)時(shí)間提供高頻多個(gè)幅值變化的脈沖電流會(huì)降低驅(qū)動(dòng)單元的壽命；第 三，由于只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元和一個(gè)光源，長(zhǎng)時(shí)間工作，各個(gè)器件持續(xù)發(fā)熱、溫度升高，影響工 作性能。因此，亟待提供一種改進(jìn)的MDPIM裝置以克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種MDPIM裝置，該裝置的調(diào)制頻率高、發(fā)光 性能穩(wěn)定且工作壽命長(zhǎng)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種MDPIM裝置，其包括調(diào)制模塊和光發(fā) 射模塊。所述調(diào)制模塊具有多個(gè)使能端，所述光發(fā)射模塊包括兩組以上驅(qū)動(dòng)單元和光發(fā)射 單元，所述光發(fā)射單元分別通過(guò)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)單元與不同的使能端相連，所述調(diào)制模塊用于 對(duì)接收到的數(shù)字序列進(jìn)行多幅度脈沖間隔調(diào)制并根據(jù)調(diào)制后的信號(hào)使能相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)施例的MDPIM裝置包括兩組以上驅(qū)動(dòng)單元和光發(fā)射單元， 且分別連接在調(diào)制模塊的不同的使能端，調(diào)制模塊對(duì)接收到的數(shù)字序列進(jìn)行多幅度脈沖間 隔調(diào)制后，輸出信號(hào)至使能端，通過(guò)不同使能端輸出信號(hào)的有無(wú)，使能相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)單元，從 而獲得不同的光強(qiáng)幅值。每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元提供的驅(qū)動(dòng)電流不變，從而可以提供幅值穩(wěn)定的光 脈沖，同時(shí)不會(huì)因脈沖電流的變化而縮短驅(qū)動(dòng)單元的壽命。同時(shí)，由于有多個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，不 同的驅(qū)動(dòng)單元交替工作，從而減少單個(gè)驅(qū)動(dòng)單元的工作時(shí)間，有效延長(zhǎng)其工作壽命。作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述調(diào)制模塊包括鎖存單元、數(shù)組處理單元和執(zhí)行單 元。其中，所述鎖存單元用于接收數(shù)字序列并將所述數(shù)字序列每m個(gè)一組進(jìn)行存儲(chǔ)；所述數(shù) 組處理單元用于判斷所述鎖存單元中的每組數(shù)字序列的前η個(gè)比特的值，并將每組剩下的 m-n個(gè)比特由二進(jìn)制轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制，m、η均為自然數(shù)且!11 > η ；所述執(zhí)行單元用于根據(jù)所述 數(shù)組處理單元的處理結(jié)果控制各個(gè)使能端的輸出。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)單元提供的驅(qū)動(dòng)電流大小相同。由于每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元提供的驅(qū)動(dòng)電流大小相同，需要幾級(jí)幅度的光強(qiáng)就使能相應(yīng)數(shù)目的驅(qū)動(dòng)單元，從而可以保證提供 幅值穩(wěn)定的光脈沖并且實(shí)現(xiàn)程序簡(jiǎn)單。優(yōu)選地，所述光發(fā)射單元為L(zhǎng)ED陣列，發(fā)光功率大。優(yōu)選地，所述調(diào)制模塊為FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén) 陣列)。可選地，所述鎖存單元為鎖存器。通過(guò)以下的描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本發(fā)明 的實(shí)施例。


圖1為本發(fā)明MDPIM裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1所示MDPIM裝置的調(diào)制模塊的一種工作流程示意圖。圖3為圖1所示MDPIM裝置的調(diào)制模塊的另一種工作流程示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中類似的元件標(biāo)號(hào)代表類似的元件。如 上所述，本發(fā)明提供了一種調(diào)制頻率高、發(fā)光性能穩(wěn)定且工作壽命長(zhǎng)的MDPIM裝置。下面將結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案。如圖1所示，本實(shí)施例的 MDPIM裝置包括調(diào)制模塊10和光發(fā)射模塊20。所述調(diào)制模塊10具有多個(gè)使能端la。所述 光發(fā)射模塊20包括兩組以上驅(qū)動(dòng)單元2a和光發(fā)射單元2b，所述光發(fā)射單元2b分別通過(guò)相 應(yīng)的驅(qū)動(dòng)單元2a與不同的使能端Ia相連。所述調(diào)制模塊10用于對(duì)接收到的數(shù)字序列進(jìn) 行多幅度脈沖間隔調(diào)制并根據(jù)調(diào)制后的信號(hào)使能相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)單元2a。作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，每個(gè)所述驅(qū)動(dòng)單元2a提供的驅(qū)動(dòng)電流大小相同，當(dāng)其 連接的使能端Ia使能時(shí)，該驅(qū)動(dòng)單元2a工作，提供驅(qū)動(dòng)電流使光發(fā)射單元2b發(fā)光。不同 幅度的光對(duì)應(yīng)使能不同數(shù)目的驅(qū)動(dòng)單元2a，即對(duì)應(yīng)調(diào)制模塊10的不同的使能端Ia的信號(hào) 的有無(wú)。如幅值為0的光強(qiáng)對(duì)應(yīng)的使能的驅(qū)動(dòng)單元2a的數(shù)目為0，幅值為1的光強(qiáng)對(duì)應(yīng)的 使能的驅(qū)動(dòng)單元2a的數(shù)目為1，幅值為2的光強(qiáng)對(duì)應(yīng)的使能的驅(qū)動(dòng)單元2a的數(shù)目為2，依 次類推。這樣，省去了不同幅度的驅(qū)動(dòng)電流之間變化的時(shí)間，從而可以保證提供幅值穩(wěn)定的 光脈沖并且實(shí)現(xiàn)程序簡(jiǎn)單。優(yōu)選地，所述光發(fā)射單元2b為L(zhǎng)ED陣列。具體地，所述調(diào)制模塊10可以包括鎖存單元11、數(shù)組處理單元12和執(zhí)行單元13。 所述鎖存單元11用于接收數(shù)字序列并將所述數(shù)字序列每m個(gè)一組進(jìn)行存儲(chǔ)；所述數(shù)組處理 單元12用于判斷所述鎖存單元11中的每組數(shù)字序列的前η個(gè)比特的值，并將每組剩下的 m-n個(gè)比特由二進(jìn)制轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制，m、n均為自然數(shù)且!11 > η ；所述執(zhí)行單元13用于根據(jù)所 述數(shù)組處理單元12的處理結(jié)果控制各個(gè)使能端Ia的輸出。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。具體 地，該調(diào)制模塊1可以通過(guò)FPGA實(shí)現(xiàn)，所述鎖存單元11可以為鎖存器。下面以2個(gè)脈沖幅度為例，說(shuō)明本實(shí)施例MDPIM裝置的調(diào)制模塊的工作流程。如 圖2所示，首先，對(duì)編碼器發(fā)送來(lái)的數(shù)字序列每m個(gè)一組存入鎖存單元11，該m值根據(jù)需要 選定。假設(shè)本實(shí)施例的使能端Ia有2個(gè)，分別為引腳1和引腳2。判斷每組數(shù)字序列的第 一個(gè)比特是否為0，若是，則引腳1輸出1，引腳2輸出0，也就是說(shuō)，這時(shí)使能了一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元2a，光強(qiáng)輸出幅值為ν;若第一個(gè)比特不是0，則引腳1和引腳2都輸出1，這時(shí)，使能了兩 個(gè)驅(qū)動(dòng)單元2a，光強(qiáng)輸出幅值為2v，與此同時(shí)，將每組數(shù)字序列中剩下的m-1個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù) 做二進(jìn)制到十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換得到d。兩個(gè)使能端Ia輸出d+Ι個(gè)0，此時(shí)，沒(méi)有驅(qū)動(dòng)單元提供驅(qū) 動(dòng)電流，此時(shí)光強(qiáng)幅值為0。其中，輸出d+Ι個(gè)0可以起到保護(hù)間隔的作用。下面以4個(gè)脈沖幅度為例，說(shuō)明本實(shí)施例MDPIM裝置的調(diào)制模塊的工作流程。如 圖3所示，首先，對(duì)編碼器發(fā)送來(lái)的數(shù)字序列每m個(gè)一組存入鎖存單元11，該m值根據(jù)需要 選定。假設(shè)本實(shí)施例的使能端Ia有4個(gè)，分別為引腳1、引腳2、引腳3和引腳4。判斷每組 數(shù)字序列的前兩個(gè)比特，如果是00，則引腳1輸出1、引腳2-4輸出0，也就是說(shuō)，這時(shí)使能了 一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元2a，光強(qiáng)輸出幅值為ν ；若前兩個(gè)比特是01，則引腳1輸出1、引腳2也輸出1， 引腳3、4輸出0，這時(shí)使能了兩個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，光強(qiáng)輸出幅值為2v ；若前兩個(gè)比特是10，則引 腳1輸出0、引腳2-4輸出1，這時(shí)使能了三個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，光強(qiáng)輸出幅值為3v ；若前兩個(gè)比特 是11，則引腳1-4輸出1，這時(shí)使能了四個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，光強(qiáng)輸出幅值為4v;與此同時(shí)，將每組 數(shù)字序列中剩下的m-2個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)做二進(jìn)制到十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換得到d。四個(gè)使能端Ia均輸 出d+Ι個(gè)0，此時(shí)，沒(méi)有驅(qū)動(dòng)單元提供驅(qū)動(dòng)電流，此時(shí)光強(qiáng)幅值為0。其中，輸出d+Ι個(gè)0可以 起到保護(hù)間隔的作用。為了保證每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元不用持續(xù)工作，可以通過(guò)程序保證各驅(qū)動(dòng)單 元的工作時(shí)間，使其可以適當(dāng)?shù)男菹?，從而進(jìn)一步提高器件的工作性能并延長(zhǎng)其工作壽命。需要說(shuō)明的是，每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元2a提供的驅(qū)動(dòng)電流也可以不同，判斷每組數(shù)字序列 的前η個(gè)比特后，可以通過(guò)使能具有相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電流大小的驅(qū)動(dòng)單元來(lái)實(shí)現(xiàn)光脈沖幅值的改 變。本發(fā)明的MDPIM裝置可應(yīng)用于光通信、傳感網(wǎng)絡(luò)、海洋生物學(xué)、海洋地質(zhì)學(xué)、港口大壩工 程和海上石油開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域。
權(quán)利要求
一種多幅度數(shù)字脈沖間隔調(diào)制裝置，包括調(diào)制模塊和光發(fā)射模塊，其特征在于，所述調(diào)制模塊具有多個(gè)使能端，所述光發(fā)射模塊包括兩組以上驅(qū)動(dòng)單元和光發(fā)射單元，所述光發(fā)射單元分別通過(guò)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)單元與不同的使能端相連，所述調(diào)制模塊用于對(duì)接收到的數(shù)字序列進(jìn)行多幅度脈沖間隔調(diào)制并根據(jù)調(diào)制后的信號(hào)使能相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多幅度數(shù)字脈沖間隔調(diào)制裝置，其特征在于，所述調(diào)制模塊 包括鎖存單元，用于接收數(shù)字序列并將所述數(shù)字序列每m個(gè)一組進(jìn)行存儲(chǔ)；數(shù)組處理單元，用于判斷所述鎖存單元中的每組數(shù)字序列的前η個(gè)比特的值，并將每 組剩下的m-n個(gè)比特由二進(jìn)制轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制，m、n均為自然數(shù)且m > η ；以及執(zhí)行單元，用于根據(jù)所述數(shù)組處理單元的處理結(jié)果控制各個(gè)使能端的輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多幅度數(shù)字脈沖間隔調(diào)制裝置，其特征在于，每個(gè)所述驅(qū)動(dòng) 單元提供的驅(qū)動(dòng)電流大小相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的多幅度數(shù)字脈沖間隔調(diào)制裝置，其特征在于，所述光 發(fā)射單元為L(zhǎng)ED陣列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的多幅度數(shù)字脈沖間隔調(diào)制裝置，其特征在于所述 調(diào)制模塊為現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的多幅度數(shù)字脈沖間隔調(diào)制裝置，其特征在于，所述鎖 存單元為鎖存器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多幅度數(shù)字脈沖間隔調(diào)制裝置，其包括調(diào)制模塊和光發(fā)射模塊。所述調(diào)制模塊具有多個(gè)使能端，所述光發(fā)射模塊包括兩組以上驅(qū)動(dòng)單元和光發(fā)射單元，所述光發(fā)射單元分別通過(guò)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)單元與不同的使能端相連，所述調(diào)制模塊用于對(duì)接收到的數(shù)字序列進(jìn)行多幅度脈沖間隔調(diào)制并根據(jù)調(diào)制后的信號(hào)使能相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)單元。該裝置的調(diào)制頻率高、發(fā)光性能穩(wěn)定且工作壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)H04B14/02GK101882963SQ20101022649
公開(kāi)日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者張曉暉, 鄧榮, 饒炯輝, 魏巍 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍海軍工程大學(xué)