[发明专利]一种基于DDS的可宽温工作的IQ调制器偏置电压控制装置

说明书

本发明涉及一种基于DDS的可宽温工作的IQ调制器偏置电压控制装置。该装置由光电探测器、前置输入放大模块、DSP处理模块、宽温晶振模块、DDS模块、模拟开关模块、数模转换模块、输出放大模块构成。本发明通过DDS模块生成两个幅值、频率严格相同且相位相差的导频信号并对导频反馈信号一、二次谐波幅值的监测来自动调节偏置电压，利用宽温晶振模块为DSP处理模块与DDS模块同时提供相同时钟信号，从而避免了温度改变时DSP处理模块的采样频率和由DDS模块生成的导频频率的比例发生变化而导致采样到的导频反馈信号相位存在偏差的问题，从而可以在‑40℃至80℃温度范围内精确控制IQ调制器的偏置状态。本发明适用于光通信等领域。

技术领域

本发明涉及一种基于DDS的可宽温工作的IQ调制器偏置电压控制装置，适用于光纤通信等领域。

背景技术

在过去的十年中，由于相干光通信的快速发展，相干光正交频分复用因其优异的性能而备受关注且被认为是未来长距离传输和动态光网络的一项有前途的技术。IQ调制器(In-phase And Quadrature Modulator)相干光传输系统中产生光信号的关键部件，但一些环境因素如温度和机械振动会影响调制器的稳定性。为了保持传输信号的长期质量，自动偏置控制对于保持调制器处于最佳偏置状态至关重要，而IQ调制器由两个马赫曾德调制器和一个相位调制器集成，其最佳偏置状态是将相位调制器设置在PEAK点，将I、Q分支调制器设置在NULL点。而偏置电压控制方式是在I、Q分支调制器偏置电压端口引入两个幅值、频率严格相同且相位相差的导频信号，并基于对导频信号的一、二次谐波幅值的监测来自动调节偏置电压，但传统偏置电压控制装置会由于温度变化造成导频频率和采样频率的比例发生变化，导致采样到的导频反馈信号相位存在偏差，从而无法精确保持调制器处于最佳偏置状态。本发明通过同一个宽温晶振模块为DSP(Digital Signal Processing)处理模块与DDS(Direct Digital Synthesizer)模块提供相同的时钟信号，从而避免了温度改变时DSP处理模块的采样频率和由DDS模块生成的导频频率的比例发生变化而导致采样到的导频反馈信号相位存在偏差的问题，从而使偏置电压控制装置能在-40℃至80℃范围内精确控制IQ调制器的偏置状态。

发明内容

本发明提出一种基于DDS的可宽温工作的IQ调制器偏置电压控制装置，通过同一个宽温晶振模块为DSP处理模块与DDS模块提供时钟信号，并通过DDS模块同时生成两个幅值、频率严格相同且相位相差的导频信号导入至I、Q分支调制器的偏置电压控制端，并监测导频信号的一、二次谐波来自动控制IQ调制器偏置电压，适用于光纤通信等领域。

本发明的技术方案是一种基于DDS的可宽温工作的IQ调制器偏置电压控制装置，其特征在于：偏置电压控制装置由光电探测器、前置输入放大模块、DSP处理模块、宽温晶振模块、DDS模块、模拟开关模块、数模转换模块、输出放大模块构成。宽温晶振模块与DSP处理模块和DDS模块连接，提供相同的时钟信号；DDS模块由双通道的AD9958芯片及其外围电路构成，经模拟开关模块连接至输出放大模块的加法器；模拟开关模块由两个模拟开关芯片及其外围电路构成；DSP处理模块由DSP芯片以及其外围电路构成，通过IIC总线与数模转换模块连接；而数模转换模块由12位的DA芯片及其外围电路构成。

偏置电压控制装置操作方式如下：DSP处理模块生成数字信号并将其传输至数模转换模块进行转换，转换生成的模拟信号经输出放大模块放大后分别传输至IQ调制器的三个直流偏置电压输入端口，对IQ调制器的偏置电压进行扫描调节，经IQ调制器调制后的输出光信号通过光纤耦合器耦合出部分光，传输至光电探测器转换为电信号，电信号经过前置输入放大模块的放大后传至DSP处理模块进行监测，扫描调节偏置电压和监测传输曲线完成对IQ调制器最佳偏置状态的偏置电压粗略确定，然后DSP处理模块控制DDS模块同时生成两个幅值、频率严格相同且相位相差的导频信号通过模拟开关模块和输出放大模块分别引入至I、Q分支调制器的偏置电压端口并同步对导频反馈信号进行采样，通过DSP处理模块对导频反馈信号的一、二次谐波幅值的监测来对IQ调制器最佳偏置状态进行确定，从而自动控制IQ调制器的偏置电压。