CN1070664C - 具有大动态范围的接收系统 - Google Patents

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Abstract

光学探头61，接收激光器21的激光束和输入信号I以产生束强度随信号I强度而变的透射束。接收器27接收光电变换器25的电信号，反馈控制器35随该电信号产生反馈控制信号。激光控制器37响应反馈控制信号控制激光器使变换后幅度近似等于恒定值而与输入幅度无关，还可使其束强度近似恒定而与输入幅度无关。一接收系统可包括不同光探头63及其控制器使不同透射束的不同束强度近似等于一恒定束强度而与输入信号幅度无关。

Description

具有大动态范围的接收系统
本发明涉及一种接收系统，该系统接收激光束和具一定输入信号强度的输入信号并产生一个其束强度随输入信号强度而变的透射束。
一个传统型接收系统，以后面要更详细描述的方式，包括一个激光器，一光学探头，一个光电变换器和一个接收装置。该光学探头接收来自激光器的激光束和一具有输入信号强度和输入幅度的输入信号。该光学探头产生其束强度随输入信号强度而变的透射束。该光电变换器接收来自光学探头的透射束，以将该透射束变换成具有变换后幅度的电信号。该接收装置接收来自光电变换器的电信号。
由于束强度是随着输入信号的强度而色散的，故当输入信号强度具有在极大范围内变化的可变信号强度时，该接收系统具有小的动态范围。
因此，本发明的一个目的是提供具有大的动态范围的接收系统。
本发明的其他目的将随说明的进行而变得明显。
根据本发明的第一方面所提供的接收系统包括用于辐射激光束的激光器；用于接收该激光束和一具有输入信号强度和输入幅度的输入信号，以产生其束强度随输入信号强度变化的透射束的光学探头；一个光电变换器，用于将来自光学探头的透射束变换成有变换后幅度的电信号；一个反馈控制装置，用于接收电信号以产生反馈控制信号；一个接收装置，用于接收该电信号，和一个激光器控制装置，用于响应反馈控制信号如此控制激光器以使变换后幅度近似等于一个恒定幅度而与输入幅度无关。
根据本发明第二方面所提供的接收系统包括一个用于幅射激光束的激光器；一个光学探头，用于接收激光束和具有输入信号强度和输入幅度的输入信号以产生具有随输入信号强度而变的束强度的透射束；一个光电变换器，用于将来自光学探头的透射束变换成具有变换后幅度的电信号；一个反馈控制装置，用于接收电信号以产生反馈控制信号；一个接收装置，用于接收反馈控制信号；和一个激光器控制装置，用于响应反馈控制信号控制激光器以使其束强度近似等于一个恒定束强度而与输入幅度无关。
根据本发明第三方面所提供的接收系统包括用于辐射激光束的激光器；一个第一光学探头，用于接收激光束和具有输入信号强度和输入信号幅度的输入信号，以产生具有随输入信号强度而变的第一束强度的第一透射束；一个第二光学探头，用于接收第一透射束以产生具有第二束强度的第二透射束，该第二光学探头与第一光学探头性能基本相同；一个光电变换器，用于将第二透射束转换成具有一变换后强度的电信号；一个反馈控制装置，用于接收电信号以产生反馈控制信号；一个接收装置用于接收反馈控制信号；和一个光学探头控制装置，用于响应反馈控制信号控制第二光学探头以使第二束强度近似等于一恒定束强度而与输入幅度无关。
图1是一传统接收系统的方块图；
图2是根据本发明第一实施例的一个接收系统的方块图；
图3是图2所示接收系统的光学探头的简要前视图；
图4是用于描述图2所示接收系统操作的曲线图；
图5(A)至5(D)是用于说明图2所示接收系统操作的另一些曲线图；
图6是根据本发明第二实施例的接收系统的方块图；
图7是用于描述图6所示接收系统操作的曲线图；
图8(A)至8(D)是用于描述图6所示接收系统操作的另一些曲线图；
图9是根据本发明第三实施例的接收系统的方块图；以及
图10(A)至10(E)是用于描述图9所示接收系统操作的曲线图。
现参照图1，说明一种传统式接收装置，以便更好地理解本发明。该传统式接收装置包括激光器21，光学探头23，光电变换器25和接收装置27。光学探头23通过光纤29和31连接到激光器21和光电变换器25。光电变换器25经导线33连接到接收装置27。
激光器21辐射激光束。光学探头23通过光纤29接收来自激光器21的激光束。再者，光学探头23通过天线(未示出)接收输入信号I。该输入信号为高频信号。该输入信号具有一输入信号强度和一输入幅度。该光学探头23用该输入信号调制激光束，以产生束强度随输入信号强度而变的透射束。
光电变换器25通过光纤31接收来自光学探头23的透射束，以将透射束变换成具有变换后幅度的电信号。该接收装置27通过导线33接收来自光电变换器25的电信号。
由于该束强度是随输入信号强度而色散的，故当输入信号强度具有在一极大范围内变化的可变信号强度时，该接收系统具有小的动态范围。
参考图2,3,4和5，将描述根据本发明第一实施例的接收系统。类似元部件由同一标号表示。
在图2中，该接收系统包括激光器21，光学探头23，光电变换器25，接收装置27，反馈控制装置35，和激光器控制装置37。反馈控制装置35通过导线39和41连接到光电变换器25和激光器控制装置37。激光器控制装置37通过导线43连接到激光器21。
接收装置27通过导线33接收来自光电变换器25的电信号。反馈控制装置35通过导线39接收来自光电变换器25的电信号以响应该电信号产生反馈控制信号。激光器控制装置37通过导线41接收来自反馈控制装置35的反馈控制信号。激光器控制装置37响应反馈控制信号控制激光器21，以使电信号的变换后幅度近似等于一恒定幅度而与输入信号I的输入幅度无关。
在图3中，光学探头23包括一衬底45，形成在衬底45上的入射光波导47，形成在衬底45上要从入射光波导47分出的两个相-移光波导49，形成在衬底45上以连接相移光波导49的输出(outgoing)光波导51，和形成在相移光波导49上或其附近的两个调制电极53。
调制电极53分别被连接到天线55。通过天线55向调制电极53供以输入信号I，以建立一个响应输入信号I的可变电场。该入射光波导被连接到光纤29并通过光纤29接收来自激光器21的激光束。输出光波导51被连接到光纤31。每个相移光波导49具有随所述可变电场变化的可变折射率，该可变电场是在调制电极53被供以输入信号I时，由调制电极53提供的。相移光波导49的可变折射率是依赖可变电场的强度而变化的。这导致通过相移光波导49发射的激光束相位的变化。该输出光波导45接合来自相移光波导49的激光束，以产生和发射透射束。
例如，如图4所示，在曲线S1,S2和S3处光学探头23的性能水平是不同的。再者，假设，输入信号I体现在曲线A1,A2和A3处。假设：输入信号I体现在曲线A1和光学探头23的性能水平体现在曲线S1，则光学探头23的透射束的束强度体现在曲线B1。假设：输入信号I体现在曲线A及光学探头23的性能水平体现在曲线S2，则来自光学探头23透射束的束强度体现在曲线B2。假设输入信号I体现在曲线A3及光学探头23的性能水平体现在曲线S3，则来自光学探头23的透射束的束强度体现在曲线B3。
例如，假设：输入信号I是如图5(A)所示那样变化的，则来自反馈控制装置35的控制信号是如图5(B)那样变化。激光器控制装置37将激光器21控制成：使其激光束如图5(C)所示那样变化。在此情况下，来自光学探头23的透射束的束强度是如图5(D)所示那样变化。因此，来自光电变换器25的电信号如图5(D)所示那样变化。也就是说，电信号的变换后幅度近似等于一恒定幅度而与输入信号I的输入幅度无关。
参照图6,7和8，将对按本发明第二实施例的接收系统加以描述。其中相同元部件用相同标号表示。
在图6中，该接收系统包括激光器21，光学探头23，光电变换器25，接收装置27，反馈控制装置35和激光器控制装置37。反馈控制装置35通过导线39和导线57被连到光电变换器25和接收装置27。激光器控制装置37通过导线59连接到反馈控制装置35。
接收装置27接收来自反馈控制装置35的反馈控制信号。激光器控制装置37接收来自反馈控制装置35的反馈控制信号。激光器控制装置37响应反馈控制信号控制激光器21以使来自光学探头23的透射束的束强度近似等于一恒定束强度而与输入信号I的输入幅度无关。
在图7中，假设：当输入信号I体现在曲线A4时，光学探头23的性能水平随时间推移在曲线S4,S5和S6变化。在此情况下，来自光学探头23的透射束的束强度近似等于线B所示的恒定束强度。
例如，当输入信号I为图8(A)中所示信号时，来自反馈控制装置35的反馈控制信号则表示在图8(B)中。当激光器控制装置37接收反馈控制信号时，激光器控制装置37响应反馈控制信号控制激光器21，以使其激光束是图8(c)所示激光束。在此情况下，来自光学探头23的透射束的束强度近似等于如图8(D)所示的恒定束强度。
参照图9和10，对按本发明第三实施例的接收系统加以说明。其中相同部分用相同标号表示。
在图9中，该接收系统包括激光器21，第一光学探头61，第二光学探头63，光电变换器25，反馈控制装置35，接收装置27和光学探头控制装置65。第一光学探头61通过光纤29连接到激光器21。第二光学探头63通过光纤67连接到第一光学探头61。光学探头控制装置65通过导线69和71连接到反馈控制装置35和第二光学探头63。
第一光学探头61等效于光学探头23。第一光学探头61接收来自激光器21的激光束和输入信号I并产生第一透射束，该透射束具有随输入信号I的输入信号强度而变的第一束强度。
第二光学探头63等同于第一光学探头61。第二光学探头63与第一光学探头61性能基本相同。该第二光学探头63接收来自第一光学探头61的第一透射束并产生具有第二束强度的第二透射束。光电变换器25接收来自第二光学探头63的第二透射束并将第二透射束变换成具有变换后强度的电信号。
光学探头控制装置65接收来自反馈控制装置35的反馈控制信号。该光学探头控制装置65响应反馈控制信号控制第二光学探头63，以使来自第二光学探头63的第二透射束的第二束强度近似等于一恒定束强度而与输入信号I的输入幅度无关。
例如，当来自激光器21的激光束如图10(A)中所示那样和输入信号I呈现为图10(B)中所示时，来自第一光学探头61的第一透射束的第一束强度被呈现为图10(C)所示。在此情况下，来自第二光学探头63的第二透射束的第二束强度表示在图10(D)中。也就是说，第二束强度近似等于恒定束强度。而且，在此情况下，来自反馈控制装置35的反馈控制信号示于图10(E)中。

Claims (3)

1．一种接收系统，包括：
-用于幅射激光束的激光器；
-用于接收所述激光束和具有一输入信号强度和输入幅度的输入信号，以产生其束强度随所述输入信号而变化的透射束的光学探头；
-光电变换器，用于将来自所述光学探头的所述透射束变换成具有变换后幅度的电信号；
-反馈控制装置，用于接收所述电信号以产生反馈控制信号；
-接收装置，用于接收所述电信号；以及
-激光器控制装置，用于响应所述反馈控制信号控制所述激光器，以使所述变换后幅度近似等于一恒定幅度，而与所述输入幅度无关。
2．一种接收系统包括：
-用于辐射激光束的激光器；
-光学探头，用于接收所述激光束和具有输入信号强度和输入幅度的输入信号，以产生其束强度随所述输入信号强度而变的透射束；
-光电变换器，用于将来自所述光学探头的所述透射束变换成具有变换后幅度的电信号；
-反馈控制装置，用于接收所述电信号以产生反馈控制信号；
-接收装置，用于接收所述反馈控制信号；以及
-激光器控制装置，用于响应所述反馈控制信号控制所述激光器以使所述束强度近似等于一恒定束强度而与所述输入幅度无关。
3．一种接收系统，包括：
-用于辐射激光束的激光器；
-第一光学探头，用于接收所述激光束和具有输入信号强度和输入幅度的输入信号以产生具有随所述输入信号强度而变的第一束强度的第一透射束；
-第二光学探头，用于接收所述第一透射束以产生具有第二束强度的第二透射束，所述第二光学探头与所述第一光学探头的性能基本相同；
-光电变换器，用于将所述第二透射束变换成具有变换后强度的电信号；
-反馈控制装置，用于接收所述电信号以产生反馈控制信号；
-接收装置，用于接收所述反馈控制信号，以及
-光学探头控制装置，用于响应所述反馈控制信号控制所述第二光学探头，以使所述第二束强度近似等于一恒定束强度而与所述输入幅度无关。
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