CN203071942U - 一种光发射机及其预失真电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于光纤通信领域，提供了一种光发射机及其预失真电路。本实用新型通过在光发射机中采用包括补偿信号产生模块、电调衰减模块以及补偿信号放大模块的预失真电路，由补偿信号产生模块根据线性状态调整电压对射频信号进行处理后输出一个与该射频信号相位相反的初级补偿信号，通过电调衰减模块根据电调衰减控制电压将该初级补偿信号进行衰减处理，并由补偿信号放大模块进行幅度放大后输出一个与延时射频信号相位相反且幅度相同的预失真补偿信号，达到了产生与外调制器输出的射频信号相位相反且幅度相同的预失真补偿信号的目的，使该预失真补偿信号与外调制器的调制曲线完全匹配，同时还可根据不同的外调制器实现自适应匹配。

Description

一种光发射机及其预失真电路

技术领域

本实用新型属于光纤通信领域，尤其涉及一种光发射机及其预失真电路。

背景技术

随着光纤通信技术在有线电视系统中的普及和应用，光纤传输系统也随之得到迅速的发展。而在光纤传输系统中，光发射机是整个系统的核心设备，其作用是将输入的射频电信号调制成光信号，并向光缆系统发送连续、稳定、可靠的光信号。光发射机由外调制器、激光器、激光控制电路、调制控制电路、微处理器、预失真电路、光检测器、RF信号衰减器、放大器、电源等组成。其中最关键的器件为外调制器，且常用的外调制器的调制曲线为正弦函数曲线，当输入的射频电信号超过了外调制器的调制范围时就会引起非线性失真，进而导致光纤传输系统中CSO（Composite Second Order Distortion，载波组合二次失真）和CTB（Composite Triple Beat，载波组合三次差拍）的指标劣化。于是，可通过预失真电路产生一个与外调制器输出信号中的非线性失真部分相位相反且幅度相等的补偿信号，将该补偿信号与外调制器输出信号进行叠加以抵消非线性失真部分，进而产生较好的线性信号（如图1所示），从而使光发射机电输出的光信号与输入的射频电信号呈线性关系以满足CSO和CTB指标。

现有技术主要是利用器件的非线性特性来补偿的外调制器的失真，这就要求器件的非线性特性要与被补偿的外调制器失真特性尽可能互补，这样才能取得明显的补偿效果，同时，由于外调制器的工作频率较高，还要求所选器件具备良好的高频特性以保证预失真电路的功能。由于二极管的伏安特性曲线与预失真补偿所需的反正弦函数曲线非常相似，所以现有技术所提供的预失真电路是采用两个反向并联的二级管和用于频响校正的电阻组成的并联反向二极管对电路（如图2所示）。

然而，虽然图2所提供的并联反向二极管对电路能够对外调制器的失真实现补偿，但由于每个外调制器的调制曲线不一样，外调制器的调制曲线在不同的温度、环境和压力状况下也会发生一定的变化，且图2所示的预失真电路并不具备自适应特性，所以在每次使用该预失真电路前均需要测试外调制器的最佳偏置点，且每次的预失真补偿匹配结果也很难达到一致；此外，该预失真电路还不能调节其产生补偿信号的幅度，这样也就无法完全与外调制器实现匹配。因此，现有技术所提供的预失真电路存在补偿信号无法自动调节以实现与外调制器的调制曲线实现完全匹配，同时也无法与不同外调制器实现匹配的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种光发射机的预失真电路，旨在解决现有技术提供的预失真电路所存在的补偿信号无法自动调节以实现与外调制器的调制曲线实现完全匹配，同时也无法与不同外调制器实现匹配的问题。

本实用新型是这样实现的，一种光发射机的预失真电路，与光发射机中的信号分路模块及信号混合模块连接，外调制器所输出的射频信号经过信号放大模块放大和所述信号分路模块分路后分别输出至信号延时模块和所述预失真电路，所述信号混合模块将所述信号延时模块所输出的延时射频信号与所述预失真电路所输出的预失真补偿信号进行混合叠加后输出；

所述预失真电路包括：

输入端连接所述信号分路模块的输出端，控制端接入线性状态调整电压，根据所述线性状态调整电压对所述射频信号进行处理后输出一个与所述射频信号相位相反的初级补偿信号的补偿信号产生模块；

输入端连接所述补偿信号产生模块的输出端，控制端接入电调衰减控制电压，根据所述电调衰减控制电压将所述初级补偿信号进行衰减处理的电调衰减模块；

输入端和输出端分别连接所述电调衰减模块的输出端和所述信号混合模块，将经过所述电调衰减模块衰减处理后的所述初级补偿信号进行幅度放大后输出一个与所述延时射频信号相位相反且幅度相同的所述预失真补偿信号的补偿信号放大模块。

本实用新型的另一目的还在于提供一种光发射机，所述光发射机包括信号放大模块、信号分路模块、信号延时模块、信号混合模块以及所述的预失真电路。

本实用新型通过在光发射机中采用包括补偿信号产生模块、电调衰减模块以及补偿信号放大模块的预失真电路，由所述补偿信号产生模块根据线性状态调整电压对射频信号进行处理后输出一个与所述射频信号相位相反的初级补偿信号，通过所述电调衰减模块根据电调衰减控制电压将所述初级补偿信号进行衰减处理，并由所述补偿信号放大模块进行幅度放大后输出一个与延时射频信号相位相反且幅度相同的预失真补偿信号，整个预失真电路根据所述线性状态调整电压和所述电调衰减控制电压实现了产生与外调制器输出的射频信号相位相反且幅度相同的预失真补偿信号，使所述预失真补偿信号与外调制器的调制曲线完全匹配，同时还可根据不同的外调制器实现自适应匹配，从而解决了现有技术提供的预失真电路所存在的补偿信号无法自动调节以实现与外调制器的调制曲线实现完全匹配，同时也无法与不同外调制器实现匹配的问题。

附图说明

图1是现有的光发射机的预失真原理示意图；

图2是现有技术所提供的预失真电路的电路结构图；

图3是本实用新型提供的包括预失真电路的光发射机的模块结构图；

图4是本实用新型提供的光发射机的预失真电路的示例电路结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例通过在光发射机中采用包括补偿信号产生模块、电调衰减模块以及补偿信号放大模块的预失真电路，由补偿信号产生模块根据线性状态调整电压对射频信号进行处理后输出一个与该射频信号相位相反的初级补偿信号，通过电调衰减模块根据电调衰减控制电压将该初级补偿信号进行衰减处理，并由补偿信号放大模块进行幅度放大后输出一个与延时射频信号相位相反且幅度相同的预失真补偿信号，整个预失真电路根据所述线性状态调整电压和所述电调衰减控制电压实现了产生与外调制器输出的射频信号相位相反且幅度相同的预失真补偿信号，使预失真补偿信号与外调制器的调制曲线完全匹配，同时还可根据不同的外调制器实现自适应匹配。

以下以在光发射机中的应用为例对本实用新型实施例提供的预失真电路进行说明：

图3示出了本实用新型提供的包括预失真电路的光发射机的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分，详述如下：

光发射机包括信号放大模块100、信号分路模块200、信号延时模块300、信号混合模块400以及预失真电路500；预失真电路500与信号分路模块200及信号混合模块400连接，外调制器所输出的射频信号经过信号放大模块100放大和信号分路模块分路200后分别输出至信号延时模块300和预失真电路500，信号混合模块400将信号延时模块300所输出的延时射频信号与预失真电路500所输出的预失真补偿信号进行混合叠加后输出。

预失真电路500包括：

输入端连接信号分路模块200的输出端，控制端接入线性状态调整电压YSZP，根据线性状态调整电压YSZP对所述射频信号进行处理后输出一个与所述射频信号相位相反的初级补偿信号的补偿信号产生模块501；

输入端连接补偿信号产生模块501的输出端，控制端接入电调衰减控制电压YSZT，根据电调衰减控制电压YSZT将补偿信号产生模块501输出的初级补偿信号进行衰减处理的电调衰减模块502；

输入端和输出端分别连接电调衰减模块的输出端和信号混合模块，将经过电调衰减模块502衰减处理后的所述初级补偿信号进行幅度放大后输出与所述延时射频信号相位相反且幅度相同的预失真补偿信号的补偿信号放大模块503。

图4示出了本实用新型提供的光发射机的预失真电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分，详述如下：

作为本实用新型一优选实施例，补偿信号产生模块501包括：

耦合电容C1、反向二极管对D1、电阻R1、电阻R2、耦合电容C2以及耦合电容C3；

耦合电容C1的第一端为补偿信号产生模块501的输入端，反向二极管对D1的共接端3连接耦合电容C1的第二端，电阻R1的第一端接地，电阻R1的第二端与耦合电容C2的第一端共接于反向二极管对D1的阴极端1，电阻R2的第一端与耦合电容C3的第一端共接于反向二极管对D1的阳极端2，电阻R2的第二端为补偿信号产生模块501的控制端，耦合电容C2的第二端与耦合电容C3的第二端的共接点为补偿信号产生模块501的输出端。其中，耦合电容C2和耦合电容C3用于补偿反向二极管对D1的电抗。

作为本实用新型一优选实施例，电调衰减模块502包括：

耦合电容C4、电阻R3、同向二极管对D2、滤波电容C5、电阻R4、电阻R5、滤波电容C6及同向二极管对D3；

耦合电容C4的第一端为电调衰减模块502的输入端，耦合电容C4的第二端与电阻R3的第一端共接于同向二极管对D2的共阴极端2，电阻R3的第二端接地，同向二极管对D2的第二阳极端3与同向二极管对D3的第一阳极端1共接于电阻R4的第一端，电阻R4的第二端与滤波电容C5的第一端的共接点为电调衰减模块502的控制端，滤波电容C5的第二端接地，同向二极管对D2的第一阳极端1与同向二极管对D3的第二阳极端3共接于电阻R5的第一端，电阻R5的第二端与滤波电容C6的第一端的共接点连接直流电源VCC，滤波电容C6的第二端接地，同向二极管对D3的共阴极端2为电调衰减模块502的输出端。其中，耦合电容C4和电阻R3组成RC滤波网络用于消除同向二极管对D2在反射信号过程中所产生的线性分量；同向二极管对D2和同向二极管对D3在具体应用中可以选用肖特基二极管对以提高电调衰减性能。

作为本实用新型一优选实施例，补偿信号放大模块503包括：

射频放大器A1、电感L1及电阻R6；

射频放大器A1的输入端和输出端分别为补偿信号放大模块503的输入端和输出端，电阻R6的第一端连接直流电源VCC，电感L1连接于电阻R6的第二端与射频放大器A1的正电源端之间，射频放大器A1的负电源端接地。

在本实用新型实施例中，调节电阻R2、电阻R4、电阻R5以及电阻R6的阻值可以起到调节整个预失真电路相对于外调制器的匹配参数；调节线性状态调整电压YSZP和电调衰减控制电压YSZT可自适应地实现与外调制器的调制曲线的完全匹配，同时还可根据外调制器的不同实现匹配。

以下结合工作原理对上述的预失真电路作进一步说明：

从信号分路模块200输出的射频信号由耦合电容C1耦合进入反向二极管对D1，线性状态调整电压YSZP通过电阻R2调节反向二极管对D1的线性状态以使补偿信号产生模块501产生一个与该射频信号相位相反的初级补偿信号。随后，该初级补偿信号通过耦合电容C4进入电调衰减模块502，并由电调衰减控制电压YSZT通过电阻R4控制同向二极管对D2与同向二极管对D3对初级补偿信号进行电调衰减处理后输出至后级的补偿信号放大模块503，最后由射频放大器A1进行幅度放大后输出与信号延时模块300所输出的延时射频信号相位相反且幅度相同的预失真补偿信号，则信号混合模块400将延时射频信号与该预失真补偿信号进行混合叠加以抵消外调制器所输出的射频信号中的非线性分量，从而使光发射机的整个电-光转换过程工作于线性区域内。

本实用新型实施例通过在光发射机中采用包括补偿信号产生模块、电调衰减模块以及补偿信号放大模块的预失真电路，由补偿信号产生模块根据线性状态调整电压对射频信号进行处理后输出一个与该射频信号相位相反的初级补偿信号，通过电调衰减模块根据电调衰减控制电压将该初级补偿信号进行衰减处理，并由补偿信号放大模块进行幅度放大后输出一个与延时射频信号相位相反且幅度相同的预失真补偿信号，整个预失真电路根据所述线性状态调整电压和所述电调衰减控制电压实现了产生与外调制器输出的射频信号相位相反且幅度相同的预失真补偿信号，使预失真补偿信号与外调制器的调制曲线完全匹配，同时还可根据不同的外调制器实现自适应匹配，从而解决了现有技术提供的预失真电路所存在的补偿信号无法自动调节以实现与外调制器的调制曲线实现完全匹配，同时也无法与不同外调制器实现匹配的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光发射机的预失真电路，与光发射机中的信号分路模块及信号混合模块连接，外调制器所输出的射频信号经过信号放大模块放大和所述信号分路模块分路后分别输出至信号延时模块和所述预失真电路，所述信号混合模块将所述信号延时模块所输出的延时射频信号与所述预失真电路所输出的预失真补偿信号进行混合叠加后输出；其特征在于，所述预失真电路包括：

输入端连接所述信号分路模块的输出端，控制端接入线性状态调整电压，根据所述线性状态调整电压对所述射频信号进行处理后输出一个与所述射频信号相位相反的初级补偿信号的补偿信号产生模块；

输入端连接所述补偿信号产生模块的输出端，控制端接入电调衰减控制电压，根据所述电调衰减控制电压将所述初级补偿信号进行衰减处理的电调衰减模块；

输入端和输出端分别连接所述电调衰减模块的输出端和所述信号混合模块，将经过所述电调衰减模块衰减处理后的所述初级补偿信号进行幅度放大后输出一个与所述延时射频信号相位相反且幅度相同的所述预失真补偿信号的补偿信号放大模块。

2.如权利要求1所述的预失真电路，其特征在于，所述补偿信号产生模块包括：

耦合电容C1、反向二极管对D1、电阻R1、电阻R2、耦合电容C2以及耦合电容C3；

所述耦合电容C1的第一端为所述补偿信号产生模块的输入端，所述反向二极管对D1的共接端连接所述耦合电容C1的第二端，所述电阻R1的第一端接地，所述电阻R1的第二端与所述耦合电容C2的第一端共接于所述反向二极管对D1的阴极端，所述电阻R2的第一端与所述耦合电容C3的第一端共接于所述反向二极管对D1的阳极端，所述电阻R2的第二端为所述补偿信号产生模块的控制端，所述耦合电容C2的第二端与所述耦合电容C3的第二端的共接点为所述补偿信号产生模块的输出端。

3.如权利要求1所述的预失真电路，其特征在于，所述电调衰减模块包括：

耦合电容C4、电阻R3、同向二极管对D2、滤波电容C5、电阻R4、电阻R5、滤波电容C6及同向二极管对D3；

所述耦合电容C4的第一端为所述电调衰减模块的输入端，所述耦合电容C4的第二端与电阻R3的第一端共接于所述同向二极管对D2的共阴极端，所述电阻R3的第二端接地，所述同向二极管对D2的第二阳极端与所述同向二极管对D3的第一阳极端共接于所述电阻R4的第一端，所述电阻R4的第二端与所述滤波电容C5的第一端的共接点为所述电调衰减模块的控制端，所述滤波电容C5的第二端接地，所述同向二极管对D2的第一阳极端与所述同向二极管对D3的第二阳极端共接于所述电阻R5的第一端，所述电阻R5的第二端与所述滤波电容C6的第一端的共接点连接直流电源，所述滤波电容C6的第二端接地，所述同向二极管对D3的共阴极端为所述电调衰减模块的输出端。

4.如权利要求1所述的预失真电路，其特征在于，所述补偿信号放大模块包括：

射频放大器A1、电感L1及电阻R6；

所述射频放大器A1的输入端和输出端分别为所述补偿信号放大模块的输入端和输出端，所述电阻R6的第一端连接直流电源，所述电感L1连接于所述电阻R6的第二端与所述射频放大器A1的正电源端之间，所述射频放大器A1的负电源端接地。

5.一种光发射机，其特征在于，所述光发射机包括信号放大模块、信号分路模块、信号延时模块、信号混合模块以及预失真电路，所述预失真电路与所述信号分路模块及所述信号混合模块连接，外调制器所输出的射频信号经过所述信号放大模块放大和所述信号分路模块分路后分别输出至所述信号延时模块和所述预失真电路，所述信号混合模块将所述信号延时模块所输出的延时射频信号与所述预失真电路所输出的预失真补偿信号进行混合叠加后输出；

所述预失真电路包括：

输入端连接所述信号分路模块的输出端，控制端接入线性状态调整电压，根据所述线性状态调整电压对所述射频信号进行处理后输出一个与所述射频信号相位相反的初级补偿信号的补偿信号产生模块；

输入端连接所述补偿信号产生模块的输出端，控制端接入电调衰减控制电压，根据所述电调衰减控制电压将所述初级补偿信号进行衰减处理的电调衰减模块；

输入端和输出端分别连接所述电调衰减模块的输出端和所述信号混合模块，将经过所述电调衰减模块衰减处理后的所述初级补偿信号进行幅度放大后输出一个与所述延时射频信号相位相反且幅度相同的所述预失真补偿信号的补偿信号放大模块。

6.如权利要求5所述的光发射机，其特征在于，所述补偿信号产生模块包括：

耦合电容C1、反向二极管对D1、电阻R1、电阻R2、耦合电容C2以及耦合电容C3；

所述耦合电容C1的第一端为所述补偿信号产生模块的输入端，所述反向二极管对D1的共接端连接所述耦合电容C1的第二端，所述电阻R1的第一端接地，所述电阻R1的第二端与所述耦合电容C2的第一端共接于所述反向二极管对D1的阴极端，所述电阻R2的第一端与所述耦合电容C3的第一端共接于所述反向二极管对D1的阳极端，所述电阻R2的第二端为所述补偿信号产生模块的控制端，所述耦合电容C2的第二端与所述耦合电容C3的第二端的共接点为所述补偿信号产生模块的输出端。

7.如权利要求5所述的光发射机，其特征在于，所述电调衰减模块包括：

耦合电容C4、电阻R3、同向二极管对D2、滤波电容C5、电阻R4、电阻R5、滤波电容C6及同向二极管对D3；

所述耦合电容C4的第一端为所述电调衰减模块的输入端，所述耦合电容C4的第二端与电阻R3的第一端共接于所述同向二极管对D2的共阴极端，所述电阻R3的第二端接地，所述同向二极管对D2的第二阳极端与所述同向二极管对D3的第一阳极端共接于所述电阻R4的第一端，所述电阻R4的第二端与所述滤波电容C5的第一端的共接点为所述电调衰减模块的控制端，所述滤波电容C5的第二端接地，所述同向二极管对D2的第一阳极端与所述同向二极管对D3的第二阳极端共接于所述电阻R5的第一端，所述电阻R5的第二端与所述滤波电容C6的第一端的共接点连接直流电源，所述滤波电容C6的第二端接地，所述同向二极管对D3的共阴极端为所述电调衰减模块的输出端。

8.如权利要求5所述的光发射机，其特征在于，所述补偿信号放大模块包括：

射频放大器A1、电感L1及电阻R6；

所述射频放大器A1的输入端和输出端分别为所述补偿信号放大模块的输入端和输出端，所述电阻R6的第一端连接直流电源，所述电感L1连接于所述电阻R6的第二端与所述射频放大器A1的正电源端之间，所述射频放大器A1的负电源端接地。

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