CN102393574A - 一种铌酸锂调制器导频信号相位补偿装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铌酸锂调制器导频信号相位补偿装置，该装置包括相位补偿单元，用于对铌酸锂调制器偏置点内部电路网络产生的相位偏移进行补偿。本发明还公开了一种铌酸锂调制器导频信号相位补偿方法，相位补偿单元对铌酸锂调制器偏置点内部电路网络产生的相位偏移进行补偿。采用本发明的装置及方法，能对铌酸锂调制器偏置点进行准确地控制。

Description

一种铌酸锂调制器导频信号相位补偿装置及方法
技术领域
本发明涉及数字光纤传输系统技术中的铌酸锂调制器控制技术，尤其涉及一种铌酸锂调制器导频信号相位补偿装置及方法。
背景技术
近几年来，随着光传输系统速度的提高和容量的增大，传统的光幅度调制方法越来越不能满足密集波分复用系统的要求，光相位调制方法越来越受到业界的重视。光相位调制方法可以用光波的多个不同相位来代表不同的数据信号，因此其码元速度相对传统光幅度调制方法大大降低，频谱效率得到了显著的提高。此外，光相位调制相比幅度调制还具有更加优越的色散容限和偏振模色散容限性能，更加适用于大容量、长距离的光传输系统。
在光相位调制系统中，通常需要采用铌酸锂调制器进行相位调制。而铌酸锂调制器由于其自身材料的特性、其传输特性、或者说偏置点会随温度和应力发生变化，因此必须采用控制技术使铌酸锂调制器的偏置点相对稳定。目前常用的铌酸锂调制器偏置点控制方法是：在铌酸锂调制器上外加导频信号，然后采样背光检测信号并通过带通滤波器滤波，将滤波得到的信号和初始导频信号进行鉴相，当检测的信号和初始导频信号同相时，铌酸锂调制器便锁定到了正常的偏置点上。
目前，一些铌酸锂调制器偏置点DC电压控制端和高频信号输入端在调制器内部共用电极，如图1所示。其中C1＝0.1uF，40Ω≤R1≤60Ω，800Ω≤R2≤1200，VBias为铌酸锂调制器偏置点DC电压控制端的控制电压，VRF为高频信号输入端的电压。其中，所谓DC电压指直流电压。为了对铌酸锂调制器偏置点进行控制，需要在铌酸锂调制器偏置点DC电压控制端加入导频信号，导频信号的频率一般为500Hz左右。当导频信号为500Hz时，铌酸锂调制器内部电路网络引起的相位偏移最大为-21°，这主要是由于铌酸锂调制器内部电阻网络的离散性引起的，该相位偏移会影响铌酸锂调制器偏置点控制的准确性。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种铌酸锂调制器导频信号相位补偿装置及方法，能对铌酸锂调制器偏置点进行准确地控制。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种铌酸锂调制器导频信号相位补偿装置，该装置包括：相位补偿单元，用于对铌酸锂调制器偏置点内部电路网络产生的相位偏移进行补偿。
其中，所述相位补偿单元位于在铌酸锂调制器偏置点电压控制端加入的导频信号的输出端，进一步用于对所述导频信号在铌酸锂调制器内部电路网络产生的相位偏移进行前向补偿。
其中，该装置还包括：控制单元、数字模拟转换单元和驱动单元；其中，
所述控制单元，用于控制数字模拟转换单元的数模转换；
所述数字模拟转换单元，用于生成导频信号和调节铌酸锂调制器偏置点控制电压的信号；
所述驱动单元，用于在所述相位补偿单元对所述数字模拟转换单元生成的所述导频信号进行相位补偿后，对相位补偿单元输出的信号、和数字模拟转换单元生成的所述调节铌酸锂调制器偏置点控制电压的信号进行运算和放大，并将运算和放大后得到的信号输入铌酸锂调制器偏置点电压控制端。
其中，所述相位补偿单元具体采用阻容电路实现，通过电容对输入相位补偿单元的所述导频信号进行延时处理，对所述导频信号进行相位补偿。
其中，所述驱动单元具体采用加法电路实现，通过运算放大器对相位补偿单元输出的信号和调节铌酸锂调制器偏置点控制电压的信号进行运算和放大，并将运算和放大后得到的信号输入铌酸锂调制器偏置点电压控制端。
一种铌酸锂调制器导频信号相位补偿方法，该方法包括：相位补偿单元对铌酸锂调制器偏置点内部电路网络产生的相位偏移进行补偿。
其中，生成导频信号和调节铌酸锂调制器偏置点控制电压的信号后，该方法还包括：相位补偿单元对所述导频信号在铌酸锂调制器内部电路网络产生的相位偏移进行前向补偿，驱动单元对相位补偿单元输出的信号、和所述调节铌酸锂调制器偏置点控制电压的信号进行运算和放大，并将运算和放大后得到的信号输入铌酸锂调制器偏置点电压控制端。
其中，所述相位补偿单元对所述导频信号进行前向补偿具体包括：采用阻容电路，通过电容对输入相位补偿单元的所述导频信号进行延时处理，对所述导频信号进行相位补偿。
本发明的相位补偿单元对铌酸锂调制器偏置点内部电路网络产生的相位偏移进行补偿。铌酸锂调制器内部电阻网络的离散性引起的相位偏移，会影响到偏置点控制的准确性，而采用本发明能对铌酸锂调制器偏置点内部电路网络产生的相位偏移进行补偿，通过补偿控制使偏置点趋于稳定，因此，能对铌酸锂调制器偏置点进行准确地控制。
附图说明
图1为现有技术铌酸锂调制器偏置点DC电压控制端和高频信号输入端在调制器内部共用电极的内部电路图；
图2为本发明装置实施例的功能单元组成结构示意图；
图3为本发明装置的相位补偿单元一实例的电路结构示意图；
图4为本发明装置的驱动单元一实例的电路结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：相位补偿单元对铌酸锂调制器偏置点内部电路网络产生的相位偏移进行补偿。
一种铌酸锂调制器导频信号相位补偿装置，主要包括以下内容：
该装置包括相位补偿单元，用于对铌酸锂调制器偏置点内部电路网络产生的相位偏移进行补偿。从而使铌酸锂调制器偏置点得到准确地控制，能提高铌酸锂调制器输出信号的性能。
进一步的，相位补偿单元具体为在铌酸锂调制器偏置点DC电压控制端加入导频信号后，在导频信号的输出端所增加的相位补偿单元，对导频信号在铌酸锂调制器内部电路网络产生的相位偏移进行前向补偿。
进一步的，该装置还包括：控制单元、数字模拟转换单元和驱动单元。其中，控制单元用于控制数字模拟转换单元的数模转换。数字模拟转换单元用于将控制单元写入数据由数字量转换成模拟量，该数字模拟转换单元用于产生导频信号，以及产生用来调节铌酸锂调制器偏置点的DC控制电压的信号。相位补偿单元加在导频信号之后，用于对铌酸锂调制器偏置点内部电路网络产生的相位偏移进行补偿。驱动单元用于对相位补偿单元的输出信号和调节铌酸锂调制器偏置点DC控制电压的信号进行运算和放大，之后将得到的信号输入到铌酸锂调制器偏置点DC控制电压端，即输入图1的VBias端。
综上所述，本发明的相位补偿装置，通过在铌酸锂调制器偏置点DC控制电压的驱动端增加前向补偿网络，从而对导频信号在铌酸锂调制器内部电路网络产生的相位偏移进行补偿。通过补偿控制使偏置点趋于稳定，因此，能对铌酸锂调制器偏置点进行准确地控制。
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。
装置实施例：如图2所示为本发明相位补偿装置的功能单元组成结构示意图。
该装置包括：控制单元，数字模拟转换单元，相位补偿单元和驱动单元。
其中，控制单元，用于控制数字模拟转换单元的数模控制，采用现有技术实现，如可以采用微控制器(MCU)或者可编程逻辑器(FPGA)来实现。数字模拟转换单元，采用现有数模转换技术实现，用于将控制单元写入的数据由数字量转换成模拟量，该数字模拟转换单元包括两个数字模拟转换器，数字模拟转换器1用于产生导频信号VDAC1，数字模拟转换器2用来调节铌酸锂调制器偏置点DC控制电压VBias。控制单元和两个数字模拟转换器，在本实施例可以采用串行外围设备接口(SPI，serial peripheral interface)进行通讯，控制单元可以通过SPI接口往两个数字模拟转换器写入数据。
相位补偿单元加在数字模拟转换器1产生的导频信号VDAC1之后，用于对铌酸锂调制器偏置点内部电路网络产生的相位偏移进行补偿。本实施例采用RC网络对相位进行补偿，相位补偿单元的输出信号VDITHER连接到驱动单元。其中，RC网络就是电阻电容网络，用RC网络对相位进行补偿即为：通过RC网络进行相位偏移，和调制器内部引起的相位偏移方向相反，正好互补，从而使得没有整体相位偏移或仅有很小的整体相位偏移。
驱动单元用于对相位补偿单元的输出信号VDITHER和调节铌酸锂调制器偏置点DC控制电压的输出信号VBias进行运算和放大，采用现有的运算放大器实现简单的加法电路，运算放大器的输出信号VOUT输入到铌酸锂调制器偏置点DC控制电压端，即图1的VBias端。
实例一：如图3所示为相位补偿单元的电路结构示意图，相位补偿单元采用阻容电路实现，通过电容对输入相位补偿单元的导频信号VDAC1起延时作用，以对VDAC1进行相位补偿。由于阻容电路较容易实现，因此，降低了实现成本，成本低廉。
实例二：如图4所示为驱动单元一实例的电路结构示意图，采用加法电路实现，通过运算放大器对相位补偿单元的输出信号VDITHER和调节铌酸锂调制器偏置点DC控制电压的输出信号VBias进行运算和放大后，将获得的、从运算放大器输出的信号VOUT重新输入到铌酸锂调制器偏置点DC控制电压端，即图1的VBias端。
一种铌酸锂调制器导频信号相位补偿方法，该方法包括：相位补偿单元对铌酸锂调制器偏置点内部电路网络产生的相位偏移进行补偿。
进一步的，生成导频信号和调节铌酸锂调制器偏置点控制电压的信号后，该方法还包括：相位补偿单元对所述导频信号在铌酸锂调制器内部电路网络产生的相位偏移进行前向补偿，驱动单元对相位补偿单元输出的信号、和所述调节铌酸锂调制器偏置点控制电压的信号进行运算和放大，并将运算和放大后得到的信号输入铌酸锂调制器偏置点电压控制端。
进一步的，所述相位补偿单元对所述导频信号进行前向补偿具体包括：采用阻容电路，通过电容对输入相位补偿单元的所述导频信号进行延时处理，对所述导频信号进行相位补偿。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种铌酸锂调制器导频信号相位补偿装置，其特征在于，该装置包括：相位补偿单元，用于对铌酸锂调制器偏置点内部电路网络产生的相位偏移进行补偿。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述相位补偿单元位于在铌酸锂调制器偏置点电压控制端加入的导频信号的输出端，进一步用于对所述导频信号在铌酸锂调制器内部电路网络产生的相位偏移进行前向补偿。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，该装置还包括：控制单元、数字模拟转换单元和驱动单元；其中，
所述控制单元，用于控制数字模拟转换单元的数模转换；
所述数字模拟转换单元，用于生成导频信号和调节铌酸锂调制器偏置点控制电压的信号；
所述驱动单元，用于在所述相位补偿单元对所述数字模拟转换单元生成的所述导频信号进行相位补偿后，对相位补偿单元输出的信号、和数字模拟转换单元生成的所述调节铌酸锂调制器偏置点控制电压的信号进行运算和放大，并将运算和放大后得到的信号输入铌酸锂调制器偏置点电压控制端。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述相位补偿单元具体采用阻容电路实现，通过电容对输入相位补偿单元的所述导频信号进行延时处理，对所述导频信号进行相位补偿。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述驱动单元具体采用加法电路实现，通过运算放大器对相位补偿单元输出的信号和调节铌酸锂调制器偏置点控制电压的信号进行运算和放大，并将运算和放大后得到的信号输入铌酸锂调制器偏置点电压控制端。
6.一种铌酸锂调制器导频信号相位补偿方法，其特征在于，该方法包括：相位补偿单元对铌酸锂调制器偏置点内部电路网络产生的相位偏移进行补偿。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，生成导频信号和调节铌酸锂调制器偏置点控制电压的信号后，该方法还包括：相位补偿单元对所述导频信号在铌酸锂调制器内部电路网络产生的相位偏移进行前向补偿，驱动单元对相位补偿单元输出的信号、和所述调节铌酸锂调制器偏置点控制电压的信号进行运算和放大，并将运算和放大后得到的信号输入铌酸锂调制器偏置点电压控制端。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述相位补偿单元对所述导频信号进行前向补偿具体包括：采用阻容电路，通过电容对输入相位补偿单元的所述导频信号进行延时处理，对所述导频信号进行相位补偿。
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