[实用新型]一种超宽带数字激光锁相环装置

权利要求书

1.一种超宽带数字激光锁相环装置，其特征在于，包括：

光混频器，用于将接收光信号和本振信号混频得到四路混频信号；

平衡探测器，用于将所述四路混频信号转换成互为正交的第一路电信号和第二路电信号；

第一AD采样电路和第二AD采样电路，分别用于根据预设的采样频率对所述第一路电信号和第二路电信号进行采样，得到对应的第一数字信号和第二数字信号；

相位精跟踪环路，用于实现解调时载波的精跟踪，包括相位精跟踪计算模块、第一D/A转换模块、低通滤波器和声光移频器；所述相位精跟踪计算模块根据所述第一数字信号和第二数字信号计算出接收光信号和本振信号之间的频差，并根据频差得到声光移频器控制信号，所述声光移频器控制信号先后通过所述第一D/A转换模块、低通滤波器后输出给声光移频器；所述声光移频器用于根据所述声光移频器控制信号对激光器输出的原始激光信号进行移频处理，得到本振信号输出给所述光混频器；

相位粗跟踪环路，包括相位粗跟踪计算模块、温度控制模块和激光器，所述相位粗跟踪计算模块根据所述第一数字信号和第二数字信号计算出接收光信号和本振信号之间的频差，并根据频差生成激光器温度参数调整信号，所述温度控制模块根据所述激光器温度参数调整信号调整所述激光器的温度，从而使所述激光器输出的原始激光信号的频率落入所述相位精跟踪环路的频带范围内；

其中，所述相位精跟踪计算模块和相位粗跟踪计算模块通过FPGA芯片实现；

所述第一AD采样电路和第二AD采样电路均采用EV10AQ190A芯片，采样频率均为5GHz。

2.如权利要求1所述的超宽带数字激光锁相环装置，其特征在于，所述相

位精跟踪计算模块包括第一乘法器、环路滤波器、DDS和第二D/A转换模块，输入的第一数字信号和第二数字信号通过所述第一乘法器相乘后得到接收光信号和本振信号之间的频偏信号，然后通过所述环路滤波器的环路滤波，以将频偏信号转换为幅度信号后输出控制所述DDS，所述DDS的输出通过所述第二D/A转换模块转换为模拟信号，从而得到所述声光移频器控制信号。

3.如权利要求1或2所述的超宽带数字激光锁相环装置，其特征在于，所述相位粗跟踪环路包括第二乘法器、滑动滤波器、能量检测模块和频率/温度转化模块；所述滑动滤波器的通带对应粗跟踪所划分的N个子带，其中N＝P1/P2，P1为粗跟踪带宽，P2为精跟踪带宽；

输入的第一数字信号和第二数字信号通过所述第二乘法器相乘后接收光信号和本振信号之间的频偏信号，然后通过所述滑动滤波器进行滤波，所述滑动滤波器在滤波器参数控制模块的控制作用下输出对应能量的信号，所述能量检测模块通过检测所述滑动滤波器的输出信号的能量大小以判断频差处于哪个子带，从而得到频差的范围，所述能量检测模块输出的结果通过所述频率/温度转化模块转换为所述激光器温度参数调整信号。

4.如权利要求3所述的超宽带数字激光锁相环装置，其特征在于，所述精跟踪带宽为±25MHz，粗跟踪带宽为±5GHz，N＝200。

5.如权利要求1所述的超宽带数字激光锁相环装置，其特征在于，还包括外部时钟接口电路，所述外部时钟接口电路分别与所述第一AD采样电路和第二AD采样连接以提供采样时钟；所述外部时钟接口电路采用ADCLK925时钟缓冲芯片。