CN110912613B - 一种基于多路电光调制器的偏置电压控制方法、控制器及系统 - Google Patents
一种基于多路电光调制器的偏置电压控制方法、控制器及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及电光调制领域，公开一种基于多路电光调制器的偏置电压控制方法、控制器及系统，包括：轮流发送工作偏置电压至对应的目标电光调制器，以使每个目标电光调制器轮流工作在特定工作点；计算目标电光调制器的电压误差值；根据工作偏置电压及电压误差值，计算新工作偏置电压；根据新工作偏置电压，驱动目标电光调制器工作。通过将新工作偏置电压施加在目标电光调制器偏置电压引脚上以调节电光调制器的工作点，从而稳定了各电光调制器的工作点，实现多个电光调制器同时工作。
Description
技术领域
本发明涉及电光调制领域，特别是涉及一种基于多路电光调制器的偏置电压控制方法、控制器及系统。
背景技术
电光调制器用于将射频电信号和激光器输出的光载体调制在一起，形成光信号，其中，电光调制器在光纤通信及光纤传感领域有着极为广泛的应用。电光调制器在不同偏置电压条件下的响应出现呈余弦函数形状，为了使电光调制器工作在不同的工作点，并呈现特定的响应状态，可以向光调制器输出偏置电压。
但是由于电光调制器对于工作环境的变化极为敏感，工作环境的改变，例如温度变化，湿度变化，机械振动等等，会导致电光调制器工作点偏移会无法保证调制器的调制性能，因此需要针对环境的变化改变施加给电光调制器不同的偏置电压，这种技术被称为偏置电压控制技术。
在现有技术中，对单个电光调制器，主要基于模拟电路的方案开发偏置电压控制电路，实现偏置电压自动调节。其实现方案主要是在输出偏置电压时，同时输出一个特定频率的导频信号，通过导频信号微调调制器的工作点，该方案是针对单一调制器设计的偏置电压控制电路，无法实现多个调制器同时工作。
发明内容
本发明实施例的一个目的旨在提供一种基于多路电光调制器的偏置电压控制方法、控制器及系统，其能够实现多路电光调制器同时工作。
为了解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
在第一方面，本发明实施例提供一种基于多路电光调制器的偏置电压控制方法，包括：
轮流发送工作偏置电压至对应的目标电光调制器，以使每个所述目标电光调制器轮流工作在特定工作点，并且当对应的所述目标电光调制器在工作在特定工作点时，所述目标电光调制器将射频电信号调制在激光，并将所述激光通过对应一路的光纤分路器输出，其中，每个所述电光调制器皆连接对应至少一个所述光纤分路器；
计算所述目标电光调制器的电压误差值；
根据所述工作偏置电压及所述电压误差值，计算新工作偏置电压；
根据所述新工作偏置电压，驱动所述目标电光调制器工作。
可选地，所述计算所述目标电光调制器的电压误差值包括：
根据所述目标电光调制器的工作模式，计算所述目标电光调制器的电压误差值。
可选地，所述工作模式包括导频工作模式，所述根据所述目标电光调制器的工作模式，计算所述目标电光调制器的电压误差值，包括：
计算误差反馈系数；
获取与所述目标电光调制器连接的光纤分路器反馈的光反馈信号；
从所述光反馈信号提取导频信号的谐波分量；
根据所述谐波分量，计算谐波振幅；
将所述谐波振幅与所述误差反馈系数相乘，得到所述目标电光调制器的电压误差值。
可选地，所述根据所述工作偏置电压及所述电压误差值，计算新工作偏置电压，包括：
根据所述谐波振幅，确定偏移相位；
根据所述偏移相位，将所述工作偏置电压及所述电压误差值作加法或减法运算，得到新工作偏置电压。
可选地，所述根据所述谐波分量，计算谐波振幅包括：
获取预存的一组正交的正弦信号与余弦信号，其中，所述正弦信号与所述导频信号的相位相同，所述余弦信号与所述导频信号相位相差九十度；
使用所述谐波分量分别与所述正弦信号和所述余弦信号相乘，得到一组正交分量；
对所述一组正交分量作滤波处理，得到一组正交的直流分量，将所述一组正交的直流分量作为所述谐波振幅。
可选地，所述导频信号的频率固定。
可选地，所述工作模式包括无导频工作模式，所述根据所述目标电光调制器的工作模式，计算所述目标电光调制器的电压误差值，包括：
计算误差反馈系数；
求取锁定特征值，其中，所述锁定特征值的极性用于指示所述新工作偏置电压的偏移方向；
将所述锁定特征值的绝对值与所述误差反馈系数相乘，得到所述目标电光调制器的电压误差值。
可选地，所述求取锁定特征值，包括：
获取激光光源施加给对应的目标电光调制器的激光采样信号；
计算所述激光采样信号的直流分量；
获取与所述目标电光调制器连接的光纤分路器反馈的光反馈信号，并将所述光反馈信号转换成直流信号；
根据所述直流信号，求取所述目标电光调制器当前工作点的一阶导数，得到一阶求导结果；
将所述一阶求导结果与所述直流分量之比作为锁定特征值。
可选地，所述根据所述工作偏置电压及所述电压误差值，计算新工作偏置电压，包括：
根据所述锁定特征值的极性，将所述工作偏置电压及所述电压误差值作加法或减法运算，得到新工作偏置电压。
可选地，所述计算误差反馈系数包括：
初始化时，轮流发送扫描偏置电压至对应的目标电光调制器；
根据与所述目标电光调制器连接的光纤分路器反馈的光反馈信号，得到所述目标电光调制器的输出响应曲线；
根据所述输出响应曲线，计算初始的工作偏置电压及半波电压；
使用所述半波电压与预设经验值相乘，得到误差反馈系数。
可选地，所述根据所述新工作偏置电压，驱动所述目标电光调制器工作，包括：
判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最大值；
若是，将所述新工作偏置电压与偶数倍的半波电压作减法运算，得到新临时偏置电压并将所述新工作偏置电压更新为所述新临时偏置电压，并返回判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最大值的步骤，直至所述新临时偏置电压小于所述最大值；
若否，判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最小值，若小于最小值，将所述新工作偏置电压与偶数倍的半波电压作加法运算，得到新临时偏置电压并将所述新工作偏置电压更新为所述新临时偏置电压，并返回判断判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最小值的步骤，直至所述新临时偏置电压大于所述最小值。
在第二方面，本发明实施例提供一种偏置电压控制器，包括：
内部光纤分路器，用于分别与激光光源和光源光纤分路器连接，用于采样部分光源给所述偏置电压控制器，另一部分光源通过所述光源光纤分路器传输给每个电光调制器，每个所述电光调制器皆连接对应至少一个所述光纤分路器；
光源转换电路，与所述内部光纤分路器连接，用于将所述部分光源转换成电信号，并按照增益系数，将所述电信号作放大处理；
N路光电转换电路，每路所述光电转换电路的输入端用于连接上每个对应的光纤分路器，其中，N为正整数；
第一开关阵列，包含多个单刀单掷的模拟开关，每个所述模拟开关的输入端与每路所述光电转换电路的输出端连接；
第一路滤波采样电路，所述第一路滤波采样电路的输入端与每个所述模拟开关的输出端连接；
第二路滤波采样电路，所述第二路滤波采样电路的输入端与每个所述模拟开关的输出端连接；
处理器模块，分别与所述光源转换电路的输出端、所述第一路滤波采样电路的输出端及所述第二路滤波采样电路的输出端连接；
解码电路，与所述处理器模块连接，用于根据所述处理器模块的控制指令，控制所述第一开关阵列的各个模拟开关的闭合状态；
N路输出模块，分别与所述处理器模块连接，所述处理器模块通过对应的输出模块输出偏置电压；
其中，所述处理器模块用于执行上述任一项所述的基于多路电光调制器的偏置电压控制方法。
可选地，还包括：
第N+1输出模块，与所述处理器模块连接，用于输出频率固定的导频信号；
N路输出放大模块，分别与所述第N+1输出模块和所述处理器模块连接，用于根据所述处理器模块的控制指令，调节所述导频信号的幅度；
第二开关阵列，包含多个单刀单掷的模拟开关，每个所述模拟开关的输入端与每路所述输出放大模块的输入端连接；
加法器阵列，分别与每路所述输出模块、所述第二开关阵列中各个模拟开关的输出端及每个所述电光调制器连接，用于将所述工作偏置电压与所述导频信号作合并处理，并输出给对应的电光调制器。
在第三方面，本发明实施例提供一种偏置电压控制系统，包括：
激光光源，用于输出激光；
如上述的偏置电压控制器，所述偏置电压控制器中的内部光纤分路器与所述激光光源连接，用于采样部分激光；
光源光纤分路器，与所述偏置电压控制器中的内部光纤分路器连接，用于接收另一部分激光；
N路电光调制器，每路所述电光调制器分别与所述偏置电压控制器和所述光源光纤分路器连接，并且，每路所述电光调制器还用于接收射频电信号；
N路光纤分路器，每路所述电光调制器皆连接对应一路的电光调制器，用于输出激光，并且，每路所述电光调制器还与所述偏置电压控制器连接，向所述偏置电压返回光反馈信号。
在本发明实施方式中，通过轮流发送工作偏置电压至对应的目标电光调制器，根据调制后的光信号计算目标电光调制器的电压误差值，结合目标电光调制器工作偏置电压及电压误差值，计算出新工作偏置电压，并将新工作偏置电压施加在目标电光调制器偏置电压引脚上以调节电光调制器的工作点，从而稳定了各电光调制器的工作点，实现多个电光调制器同时工作。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为本发明实施例提供的一种偏置电压控制系统的系统结构框图；
图2为本发明实施例提供的一种多路电光调制器的偏置电压控制方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种多路电光调制器的偏置电压控制方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的一种多路电光调制器的偏置电压控制方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的一种多路电光调制器的偏置电压控制方法的流程图；
图6为本发明实施例提供的一种多路电光调制器的偏置电压控制方法的流程图；
图7为本发明实施例提供的一种偏置电压控制器的硬件结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，如图所示，偏置电压控制系统100包括激光光源101、偏置电压控制器102、光源光纤分路器103、N路电光调制器104、N路光纤分路器及射频电信号106。
其中，激光光源101，用于输出激光。
偏置电压控制器102，与所述激光光源101连接，用于采样部分激光作为反馈信号以作计算。
光源光纤分路器103，与所述偏置电压控制器102连接，用于接收另一部分激光，并将该部分激光分成N路输出。
N路电光调制器104，每路所述电光调制器分别与所述偏置电压控制器102和所述光源光纤分路器103连接，并且，每路所述电光调制器还用于接收射频电信号106。每路所述电光调制器接收由光源光纤分路器103输出的激光，同时，根据偏置电压控制器102计算得到的新工作偏置电压调节电光调制器的工作点，当电光调制器工作在特定工作点的情况下，将射频电信号106调制在激光上并输出到后级。
N路光纤分路器105，每路所述电光调制器皆连接对应一路的电光调制器，用于输出激光，并且，每路所述光纤分路器还与所述偏置电压控制器102连接，向所述偏置电压控制器102返回光反馈信号。
具体的，激光光源101输出激光至偏置电压控制器102作为光源反馈，偏置电压控制器102采集一部分激光作计算，并将另一部分激光输出到光源光纤分路器103，光源光纤分路器103将该部分激光分成N路并分别送入N路电光调制器104中作为光源，并通过N路光纤分路器105输出激光，同时，每路所述光纤分路器将一部分的输出激光作为反馈信号返回偏置电压控制器102，偏置电压控制器102根据采集的部分激光信号及每路光纤分路器的反馈信号计算出对应电光调制器的新工作偏置电压以调节对应电光调制器的工作点。当对应的电光调制器在工作点时，对应的电光调制器将射频电信号106调制在激光，并将激光通过对应一路的光纤分路器输出。
由于电光调制器对工作环境的变化非常敏感，因此，需要向电光调制器施加偏置电压以调节电光调制器的工作点，请参阅图2，图2为本发明实施例提供的一种多路电光调制器的偏置电压控制方法，该方法包括：
S10、轮流发送工作偏置电压至对应的目标电光调制器，以使每个所述目标电光调制器轮流工作在特定工作点；
当对应的所述目标电光调制器在工作点时，所述目标电光调制器将射频电信号调制在激光，并将所述激光通过对应一路的光纤分路器输出，其中，每个所述电光调制器皆连接对应至少一个所述光纤分路器。
需要说明的是，在初始时，工作偏置电压为扫描偏置电压，将扫描偏置电压施加在电光调制器偏置电压引脚，经过电光调制器的调制后反馈回偏置电压控制器，偏置电压控制器计算出初始工作偏置电压并输出。
S20、计算所述目标电光调制器的电压误差值；
在一些实施例中，用户可根据自身的需求，在偏置电压控制器启动时，输入指定的指令以设置目标电光调制器的工作模式。在不同的工作模式下，目标电光调制器的电压误差值的计算方法也不同，因此，目标电光调制器需要根据其工作模式计算电压误差值。其中，目标电光调制器的工作模式包括导频工作模式和无导频工作模式，通过工作模式来设置是否基于导频信号对目标电光调制器进行工作点调节。
在一些实施例中，所述导频信号的频率固定。
S30、根据所述工作偏置电压及所述电压误差值，计算新工作偏置电压；
S40、根据所述新工作偏置电压，驱动所述目标电光调制器工作。
在本实施例中，通过轮流发送工作偏置电压至对应的目标电光调制器，根据调制后的光信号计算目标电光调制器的电压误差值，结合目标电光调制器工作偏置电压及电压误差值，计算出新工作偏置电压，并将新工作偏置电压施加在目标电光调制器偏置电压引脚上以调节电光调制器的工作点，从而稳定了各电光调制器的工作点，实现多个电光调制器同时工作。
在另一些实施例中，所述工作模式包括导频工作模式和无导频工作模式，当用户设置目标电光调制器的工作模式为导频工作模式时，请参阅图3，步骤S20包括以下步骤：
S211、计算误差反馈系数；
S212、获取与所述目标电光调制器连接的光纤分路器反馈的光反馈信号；
S213、从所述光反馈信号提取导频信号的谐波分量；
S214、根据所述谐波分量，计算谐波振幅；
具体的，系统中预存有一组正交的正弦信号与余弦信号，其中，正弦信号与导频信号的相位相同，余弦信号与导频信号相位相差九十度；使用谐波分量分别与正弦信号和余弦信号相乘，得到一组正交分量；对一组正交分量作滤波处理，得到一组正交的直流分量，将一组正交的直流分量作为谐波振幅。
S215、将所述谐波振幅与所述误差反馈系数相乘，得到所述目标电光调制器的电压误差值。
通过上述计算得到了基于导频工作模式下的目标电光调制器电压误差值，根据所述工作偏置电压及所述电压误差值，计算新工作偏置电压，请继续参阅图3，步骤S30包括：
S31、根据所述谐波振幅，确定偏移相位；
在计算工作偏置电压过程中，偏移相位决定新工作偏置电压的偏移方向。
S32、根据所述偏移相位，将所述工作偏置电压及所述电压误差值作加法或减法运算，得到新工作偏置电压。
具体的，新工作偏置电压的值的计算公式，如下：
V(t)＝V(t-1)±p*Vf
V(t)为新工作偏置电压值，V(t-1)为当前工作偏置电压，p为误差反馈系数，Vf为谐波分量的谐波振幅，偏移相位决定V(t-1)与p*Vf是相加还是相减。
在另一些实施例中，当用户设置目标电光调制器的工作模式为无导频工作模式时，请参阅图4，步骤S20包括以下步骤：
S221、计算误差反馈系数；
S222、求取锁定特征值，其中，所述锁定特征值的极性用于指示所述新工作偏置电压的偏移方向；
具体的，获取激光光源施加给对应的目标电光调制器的激光采样信号；计算所述激光采样信号的直流分量；获取与所述目标电光调制器连接的光纤分路器反馈的光反馈信号，并将所述光反馈信号转换成直流信号；根据所述直流信号，求取所述目标电光调制器当前工作点的一阶导数，得到一阶求导结果；将所述一阶求导结果与所述直流分量之比作为锁定特征值。
S223、将所述锁定特征值的绝对值与所述误差反馈系数相乘，得到所述目标电光调制器的电压误差值。
通过上述计算得到了基于无导频工作模式下的目标电光调制器电压误差值，并根据所述锁定特征值的极性，将所述工作偏置电压及所述电压误差值作加法或减法运算，得到新工作偏置电压。
具体的，新工作偏置电压的值的计算公式，如下：
V(t)＝V(t-1)±p*Vp
V(t)为新工作偏置电压值，V(t-1)为当前工作偏置电压，p为误差反馈系数，Vp为锁定特征值的绝对值，锁定特征值的极性决定了V(t-1)与p*Vp是相加还是相减。
电光调制器在工作的过程中，调整工作偏置电压，使得电光调制器的输出更加稳定，减少外界对其影响。
其中，导频工作模式和无导频工作模式的新工作偏置电压的计算中，步骤S211和S221均为计算误差反馈系数，在一些实施例中，请参阅图5，计算误差反馈系数的步骤如下：
S51、初始化时，轮流发送扫描偏置电压至对应的目标电光调制器；
在向各电光调制器输出扫描偏置电压的过程中，偏置电压控制器轮流向电光调制器输出扫描偏置电压，在某一时刻仅向一个电光调制器输出扫描偏置电压。输出扫描偏置电压的过程中，偏置电压控制器以一定的电压间隔，在一定的电压范围内，从小到大输出扫描偏置电压，某一时刻的输出扫描偏置电压是一定的。
S52、根据与所述目标电光调制器连接的光纤分路器反馈的光反馈信号，得到所述目标电光调制器的输出响应曲线；
具体的，将与所述目标电光调制器连接的光纤分路器反馈的光反馈信号转换成直流信号，其中，所述直流信号包括多个周期并连续的直流曲线；将多个直流曲线作曲线拟合处理，得到所述目标电光调制器的输出响应曲线。
S53、根据所述输出响应曲线，计算初始的工作偏置电压及半波电压；
S54、使用所述半波电压与预设经验值相乘，得到误差反馈系数。
在一些实施例中，在计算新工作偏置电压时，为避免新工作偏置电压过高或过低，降低损坏光调制器的风险，影响光调制器的调制性能，偏置电压控制器还对计算得到的新工作偏置电压进行检测，当新工作偏置电压过高或过低时，主动将新工作偏置电压进行回调，请参阅图6，将新工作偏置电压进行回调包括以下步骤：
S61、判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最大值；
S62、若是，将所述新工作偏置电压与偶数倍的半波电压作减法运算，得到新临时偏置电压并将所述新工作偏置电压更新为所述新临时偏置电压，并返回判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最大值的步骤，直至所述新临时偏置电压小于所述最大值；
S63、若否，判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最小值，若小于最小值，将所述新工作偏置电压与偶数倍的半波电压作加法运算，得到新临时偏置电压并将所述新工作偏置电压更新为所述新临时偏置电压，并返回判断判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最小值的步骤，直至所述新临时偏置电压大于所述最小值。
其中，半波电压就是光调制器工作曲线的半周期对应的电压，半波电压的偶数倍则好为光调制器工作曲线的1个周期对应的电压，或者光调制器工作曲线的周期倍数对应的电压，优选的，半波电压的偶数倍为半波电压的2倍，则加减2倍半波电压就是加减一个周期对应的电压。
在本实施例中，通过判断新工作偏置电压是否超出预设电压阈值范围，在判断新工作偏置电压超出预设电压阈值范围，进行回调，并在回调后再将新工作偏置电压作为工作偏置电压输出至电光调制器，从而能够防止工作偏置电压过高或过低，进一步保证电光调制器的稳定性。
本发明又提供一种偏置电压控制器实施方式。请参阅图7，偏置电压控制器200包括：内部光纤分路器201、光源转换电路202、N路光电转换电路203、第一开关阵列204、第一路滤波采样电路205、第二路滤波采样电路206、处理器模块207、解码电路208及N路输出模块209。
其中，内部光纤分路器201，用于分别与激光光源和光源光纤分路器连接，用于采样部分光源给所述偏置电压控制器，另一部分光源通过所述光源光纤分路器传输给每个电光调制器，每个所述电光调制器皆连接对应至少一个所述光纤分路器。
光源转换电路202，与所述内部光纤分路器201连接，光源转换电路202中包括第1光电转换模块、第1输入放大模块及第1采集模块，第1光电转换模块将所述部分光源转换成电信号，并输出至第1输入放大模块，该模块包含增益可调放大电路，将第1光电转换模块转换的电信号中的最大值与预设直流阈值之间的比例系数作为所述放大模块的增益系数，通过所述增益系数，将所述电信号作放大处理，第1采集模块包含模拟-数字转换器(ADC)，放大后的电信号通过第1采集模块完成ADC转换后作为激光光源反馈信号送入处理器模块，处理器模块根据所述反馈信号计算激光光源的特征值。
N路光电转换电路203，每路所述光电转换电路的输入端用于连接上每个对应的光纤分路器，其中，N为正整数。N路电光转换电路203中包含有N路光电转换模块和与其连接的N路输入放大模块，其中N路光电转换模块用于将对应的光纤分路器的光反馈信号转换为电信号，N路输入放大模块均包含增益可调放大电路，分别用于放大N路转换的电信号。
第一开关阵列204，包含多个单刀单掷的模拟开关，每个所述模拟开关的输入端与每路所述光电转换电路的输出端连接。
第一路滤波采样电路205，所述第一路滤波采样电路的输入端与每个所述模拟开关的输出端连接。第一路滤波采样电路205包括第1滤波模块和第2采集模块，第1滤波模块中包含低通滤波器，用于滤除反馈信号中的交流成分，提取直流信号；第2采集模块包含模拟-数字转换器(ADC)，用于采集反馈信号中的直流信号并传输到处理器模块中进行计算。
第二路滤波采样电路206，所述第二路滤波采样电路的输入端与每个所述模拟开关的输出端连接。第二路滤波采样电路206包括第2滤波模块和第3采集模块，第2滤波模块包含带通滤波器，用于滤除反馈信号中的导频信号二次谐波交流信号；第3采集模块包含模拟-数字转换器(ADC)，用于采集反馈信号中的导频信号二次谐波信号并传输到处理器模块中进行计算。
处理器模块207，分别与所述光源转换电路的输出端、所述第一路滤波采样电路的输出端及所述第二路滤波采样电路的输出端连接，用于执行控制程序和算法，并根据采集到的信号，计算出各电光调制器的新工作偏置电压，并将该新工作偏置电压输出至对应的目标电光调制器，以使目标电光调制器工作在特定工作点。
解码电路208，与所述处理器模块连接，用于根据所述处理器模块的控制指令，控制所述第一开关阵列204的各个模拟开关闭合或断开。可以理解的，在某一时刻，所述解码电路208根据处理模块的控制指令，控制第一开关阵列204中只有一路模拟开关为闭合状态，而其他模拟开关为断开状态，以保证第一开关阵列204的输出端只包含来一路电光调制器的反馈信号。
N路输出模块209，分别与所述处理器模块连接，所述处理器模块通过对应的输出模块输出直流工作偏置电压以调节电光调制器的工作点。
在一些实施例中，偏置电压控制器200还包括：
第N+1输出模块210，与所述处理器模块连接，用于输出频率固定的导频信号，作为偏置电压控制器的导频信号源。
N路输出放大模块211，分别与所述第N+1输出模块和所述处理器模块连接，用于根据所述处理器模块的控制指令，调节所述导频信号的幅度。该N路输出放大模块中均包含增益可放大电路，其增益大小由处理控制器控制，以针对各个电光调制器的自身参数，放大导频信号源的信号，使施加到各调制器的导频幅度匹配电光调制器的自身参数。
第二开关阵列212，包含多个单刀单掷的模拟开关，每个所述模拟开关的输入端与每路所述输出放大模块的输出端连接，同时，第二开关阵列212还与处理器模块连接，用于根据所述处理器模块的控制指令，控制所述第二开关阵列212的各个模拟开关闭合或断开。可以理解的，当第二开关阵列212的某个模拟开关闭合时，该开关对应的导频信号将从第二开关阵列212的输出端输出到后级；当第二开关阵列212的某个模拟开关断开时，该开关对应的输出端将无信号输出。
加法器阵列213，分别与每路所述输出模块、所述第二开关阵列中各个模拟开关的输出端及每个所述电光调制器连接，用于将所述工作偏置电压与所述导频信号作合并处理得到新工作偏置电压，并将其输出给对应的电光调制器。
在本实施例中，通过轮流发送工作偏置电压至对应的目标电光调制器，根据调制后的光信号计算目标电光调制器的电压误差值，结合目标电光调制器工作偏置电压及电压误差值，计算出新工作偏置电压，并将新工作偏置电压施加在目标电光调制器偏置电压引脚上以调节电光调制器的工作点，从而稳定了各电光调制器的工作点，实现多个电光调制器同时工作。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件的方式来实现。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为Flash、EEPROM、磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory,RAM)等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (12)
1.一种基于多路电光调制器的偏置电压控制方法，其特征在于，包括：
轮流发送工作偏置电压至对应的目标电光调制器，以使每个所述目标电光调制器轮流工作在特定工作点，并且当对应的所述目标电光调制器在工作在特定工作点时，所述目标电光调制器将射频电信号调制在激光，并将所述激光通过对应一路的光纤分路器输出，其中，每个所述电光调制器皆连接对应至少一个所述光纤分路器；
根据所述目标电光调制器的工作模式，计算所述目标电光调制器的电压误差值；
所述目标电光调制器的工作模式包括无导频工作模式，所述根据所述目标电光调制器的工作模式，计算所述目标电光调制器的电压误差值，包括：
计算误差反馈系数；
获取激光光源施加给对应的目标电光调制器的激光采样信号；
计算所述激光采样信号的直流分量；
获取与所述目标电光调制器连接的光纤分路器反馈的光反馈信号，并将所述光反馈信号转换成直流信号；
根据所述直流信号，求取所述目标电光调制器当前工作点的一阶导数，得到一阶求导结果；
将所述一阶求导结果与所述直流分量之比作为锁定特征值，其中，所述锁定特征值的极性用于指示新工作偏置电压的偏移方向；
将所述锁定特征值的绝对值与所述误差反馈系数相乘，得到所述目标电光调制器的电压误差值；
根据所述工作偏置电压及所述电压误差值，计算所述新工作偏置电压；
根据所述新工作偏置电压，驱动所述目标电光调制器工作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工作模式包括导频工作模式，所述根据所述目标电光调制器的工作模式，计算所述目标电光调制器的电压误差值，包括：
计算误差反馈系数；
获取与所述目标电光调制器连接的光纤分路器反馈的光反馈信号；
从所述光反馈信号提取导频信号的谐波分量；
根据所述谐波分量，计算谐波振幅；
将所述谐波振幅与所述误差反馈系数相乘，得到所述目标电光调制器的电压误差值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述工作偏置电压及所述电压误差值，计算新工作偏置电压，包括：
根据所述谐波振幅，确定偏移相位；
根据所述偏移相位，将所述工作偏置电压及所述电压误差值作加法或减法运算，得到新工作偏置电压。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述谐波分量，计算谐波振幅包括：
获取预存的一组正交的正弦信号与余弦信号，其中，所述正弦信号与所述导频信号的相位相同，所述余弦信号与所述导频信号相位相差九十度；
使用所述谐波分量分别与所述正弦信号和所述余弦信号相乘，得到一组正交分量；
对所述一组正交分量作滤波处理，得到一组正交的直流分量，将所述一组正交的直流分量作为所述谐波振幅。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述导频信号的频率固定。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述工作偏置电压及所述电压误差值，计算新工作偏置电压，包括：
根据所述锁定特征值的极性，将所述工作偏置电压及所述电压误差值作加法或减法运算，得到新工作偏置电压。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述计算误差反馈系数包括：
初始化时，轮流发送扫描偏置电压至对应的目标电光调制器；
根据与所述目标电光调制器连接的光纤分路器反馈的光反馈信号，得到所述目标电光调制器的输出响应曲线；
根据所述输出响应曲线，计算初始的工作偏置电压及半波电压；
使用所述半波电压与预设经验值相乘，得到误差反馈系数。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据与所述目标电光调制器连接的光纤分路器反馈的光反馈信号，得到所述目标电光调制器的输出响应曲线，包括：
将与所述目标电光调制器连接的光纤分路器反馈的光反馈信号转换成直流信号，其中，所述直流信号包括多个周期并连续的直流曲线；
将多个直流曲线作曲线拟合处理，得到所述目标电光调制器的输出响应曲线。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述新工作偏置电压，驱动所述目标电光调制器工作，包括：
判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最大值；
若是，将所述新工作偏置电压与偶数倍的半波电压作减法运算，得到新临时偏置电压并将所述新工作偏置电压更新为所述新临时偏置电压，并返回判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最大值的步骤，直至所述新临时偏置电压小于所述最大值；
若否，判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最小值，若小于最小值，将所述新工作偏置电压与偶数倍的半波电压作加法运算，得到新临时偏置电压并将所述新工作偏置电压更新为所述新临时偏置电压，并返回判断判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最小值的步骤，直至所述新临时偏置电压大于所述最小值。
10.一种偏置电压控制器，其特征在于，包括：
内部光纤分路器，用于分别与激光光源和光源光纤分路器连接，用于采样部分光源给所述偏置电压控制器，另一部分光源通过所述光源光纤分路器传输给每个电光调制器，每个所述电光调制器皆连接对应至少一个所述光纤分路器；
光源转换电路，与所述内部光纤分路器连接，用于将所述部分光源转换成电信号，并按照增益系数，将所述电信号作放大处理；
N路光电转换电路，每路所述光电转换电路的输入端用于连接上每个对应的光纤分路器，其中，N为正整数；
第一开关阵列，包含多个单刀单掷的模拟开关，每个所述模拟开关的输入端与每路所述光电转换电路的输出端连接；
第一路滤波采样电路，所述第一路滤波采样电路的输入端与每个所述模拟开关的输出端连接；
第二路滤波采样电路，所述第二路滤波采样电路的输入端与每个所述模拟开关的输出端连接；
处理器模块，分别与所述光源转换电路的输出端、所述第一路滤波采样电路的输出端及所述第二路滤波采样电路的输出端连接；
解码电路，与所述处理器模块连接，用于根据所述处理器模块的控制指令，控制所述第一开关阵列的各个模拟开关的闭合状态；
N路输出模块，分别与所述处理器模块连接，所述处理器模块通过对应的输出模块输出偏置电压；
其中，所述处理器模块用于执行上述权利要求1至9任一项所述的基于多路电光调制器的偏置电压控制方法。
11.根据权利要求10所述的偏置电压控制器，其特征在于，还包括：
第N+1输出模块，与所述处理器模块连接，用于输出频率固定的导频信号；
N路输出放大模块，分别与所述第N+1输出模块和所述处理器模块连接，用于根据所述处理器模块的控制指令，调节所述导频信号的幅度；
第二开关阵列，包含多个单刀单掷的模拟开关，每个所述模拟开关的输入端与每路所述输出放大模块的输入端连接；
加法器阵列，分别与每路所述输出模块、所述第二开关阵列中各个模拟开关的输出端及每个所述电光调制器连接，用于将所述工作偏置电压与所述导频信号作合并处理，并输出给对应的电光调制器。
12.一种偏置电压控制系统，其特征在于，包括：
激光光源，用于输出激光；
如权利要求10或11所述的偏置电压控制器，所述偏置电压控制器中的内部光纤分路器与所述激光光源连接，用于采样部分激光；
光源光纤分路器，与所述偏置电压控制器中的内部光纤分路器连接，用于接收另一部分激光；
N路电光调制器，每路所述电光调制器分别与所述偏置电压控制器和所述光源光纤分路器连接，并且，每路所述电光调制器还用于接收射频电信号；
N路光纤分路器，每路所述电光调制器皆连接对应一路的电光调制器，用于输出激光，并且，每路所述光纤分路器还与所述偏置电压控制器连接，向所述偏置电压返回光反馈信号。
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