CN205430256U - 微波超宽带基带光传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微波超宽带基带光传输系统，包括用于输出稳定恒流光源作为副载波连续激光器（1）、外调制器（2）、光耦合器（3）及光探测器（4），它还包括导频信号为1KHZ且小于等于50mv的偏置控制模块，所述的偏置控制模块包括与光探测器（4）相连接且用于将部分光信号转换成电压信号的跨阻抗放大电路（5）、用于滤波的滤波模块（7）、用于整流的整流模块（8）及采样判决当前偏置电压是否处于最佳正交偏置工作点的微控制器（6）。该微波超宽带基带传输系统电路板尺寸小巧、芯片体积小、低功耗，精度高。

Description

微波超宽带基带光传输系统

技术领域

本实用新型涉及微波光纤通信领域，特别涉及一种微波超宽带基带光传输系统。

背景技术

现代光通信系统普遍采用铌酸锂马赫一曾德调制器，它能通过调制激光某一参量幅度或相位随输入高速微波信号改变，将电信号加载到激光载波上，使之变更携带有用信息的光信号。它具有很多优势：工作性能稳定、调制速率高、线性度好、工艺成熟、光损耗较低、电光系数高，适用于多种码型等。而现有技术的基于马赫一曾德调制器的微波超宽带基带光传输系统普遍存在的问题是芯片体积大（一般均大于马赫一曾德调制器的体积），功耗高，容易引起电路板面积太大、功耗高以及噪声会淹没有效信号导致信噪比低等问题，根本无法满足机载/舰载要求的体积小、功耗低、精度高的要求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种电路板尺寸小巧、芯片体积小、低功耗，精度高的微波超宽带基带光传输系统。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种微波超宽带基带光传输系统，包括用于输出稳定恒流光源作为副载波连续激光器、外调制器、光耦合器及光探测器，它还包括导频信号为1KHZ且小于等于50mv的偏置控制模块，所述的偏置控制模块包括与光探测器相连接且用于将部分光信号转换成电压信号的跨阻抗放大电路、用于滤波的滤波模块、用于整流的整流模块及采样判决当前偏置电压是否处于最佳正交偏置工作点的微控制器；所述的跨阻抗放大电路、滤波模块、整流模块及微控制器依次相连接；且所述的滤波模块为运算放大器OPA1644搭建高阶有源滤波器；所述的微控制器采用微处理器C8051F007。

系统电源采用外置5V电源及TI双电源芯片。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：该微波超宽带基带光传输系统包括导频信号为1K50mv的偏置控制模块，解决了现有技术导频过大会导致杂散抑制比非常低，不适合实际工程中应用，不具备完整传输系统有用信号的能力，没有实际使用价值的现象。偏置控制模块包括与光探测器相连接且用于将部分光信号转换成电压信号的跨阻抗放大模块、用于滤波的滤波模块、用于整流的整流模块及采样判决当前偏置电压是否处于最佳正交偏置工作点偏置控制处理器。且滤波模块采用运算放大器OPA1644搭建高阶有源滤波器，可以解决电路板面积、低功耗、低噪声等限制因素的影响。微控制器采用微处理器C8051F007，在满足应用要求以及控制性能的基础上，选用小体积封装低功耗微处理器C8051F007足以解决问题，同时成本低廉很多。系统电源则采用外置5V电源及TI双电源芯片。整个传输系统只需要一路外部+5V供电；±9V由芯片电源转换完成，正负双路输出，体积小，纹波噪声低，环境适应性可靠性更高。

附图说明

图1为本实用新型微波超宽带基带光传输系统的结构框图。

图2为本实用新型微波超宽带基带光传输系统的偏置控制的结的构框图。

图1-2中：1连续激光器、2外调制器、3光耦合器、4光探测器、5跨阻抗放大电路、6微控制器、7滤波模块、8整流模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步描述。

如图1所示，一种微波超宽带基带光传输系统，包括用于输出稳定恒流光源作为副载波连续激光器1、外调制器2、光耦合器3及光探测器4，它还包括导频信号为1KHZ且小于50mv的偏置控制模块，所述的偏置控制模块包括与光探测器4相连接且用于将部分光信号转换成电压信号的跨阻抗放大电路5、用于滤波的滤波模块7、用于整流的整流模块8及采样判决当前偏置电压是否处于最佳正交偏置工作点的微控制器6。

在本具体实施例中，如图2所示，跨阻抗放大电路5为两级跨阻抗放大器，LTC6241是双通道低噪声、低失调、轨至轨输出、具稳定单位增益的CMOS运算放大器，常作为光电二极管放大器使用。采用LTC6241搭建的两级跨阻抗放大模块可以放大外调制器内部PD检测输出的微弱信号，PD检测信号电流小于160uA。第一级与第二级放大之间采用电容耦合方式，可以调节电阻R3来调节放大倍数以得到合适的输出信号。

如图2所示，所述的滤波模块7为运算放大器OPA1644搭建高阶有源滤波器。鉴于应用环境的限制，采用小体积封装、功耗低、噪声低的运算放大器OPA1644搭建高阶有源滤波器，可以解决电路板面积、低功耗、低噪声等限制因素的影响。由于巴特沃斯滤波器通频带内的频率响应曲线最大限度平坦，没有起伏，而在阻频带内则逐渐下降为零，在振幅的对数对角频率的波特图上，从某一边界角频率的增加而逐渐减少，趋于负无穷大。所以带通滤波器采用巴特沃斯多阶有源滤波。1kHz和2kHz滤波模块选用低功耗OPA1644AI运放组建的六阶有源带通滤波器，其通带均为200Hz。整流模块则采用LT1492CS8。

所述的微控制器6采用微处理器C8051F007。如图2所示，通信接口则是RS485总线采用半双工方式，上位机可通过RS485总线与ZW-AE140进行通信，查询发射机PD、TEC参数，设置复位等。MCU内部串口UART采用MAX3485芯片实现RS485接口电平转换，通过插座连接至上位机的RS485总线。

且它还包括偏置电压输出范围调整电路，MCU输出模拟信号幅值范围在0-AVDD之间，在+3.3V供电模式下不会超过3.3V的模拟输出电压。而偏置控制电路要求输出直流偏置的动态范围是-12V～+12V。因此需要对MCU的输出进行线性转换，从0～+3.3V转换到-12V～+12V。这里采取差动运算放大器来实现这一转换，调整偏置电压输出范围，导频信号必须叠加到调制电压上方能对调制器进行控制，通过运算放大器(OP)组成的加法模块将导频信号耦合到调制电压Vb上。该部分内容为本领域技术人员的常规选择，不在此赘述。

系统电源采用外置5V电源及TI双电源芯片。采用TI双电源芯片TPS65130进行特殊的滤波模块之后完全可以将纹波噪声降低到不影响有效信号的级别，从而只需要一个外部5V低电源即可，大大实现了传输系统的可操作性和传输系统小型集成化。

本实用新型限于机载/舰载应用环境，电路板尺寸小巧，122mm(长)x22mm(宽)x2mm(高)，截面积小于调制器，便于与调制器一起装配。低功耗，总功率小于0.7W十分有利于供应能量有限的机载/舰载应用。(低功率，有效减少飞机上能源，适于环境温度-50-80度（上述芯片均满足这个温度，阻容则采用低温漂类型）。)

以上仅就本实用新型的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本实用新型独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型保护范围内。

Claims (2)

1.一种微波超宽带基带光传输系统，包括用于输出稳定恒流光源作为副载波连续激光器（1）、外调制器（2）、光耦合器（3）及光探测器（4），其特征在于：它还包括导频信号为1KHZ且小于等于50mv的偏置控制模块，所述的偏置控制模块包括与光探测器（4）相连接且用于将部分光信号转换成电压信号的跨阻抗放大电路（5）、用于滤波的滤波模块（7）、用于整流的整流模块（8）及采样判决当前偏置电压是否处于最佳正交偏置工作点的微控制器（6）；所述的跨阻抗放大电路（5）、滤波模块（7）、整流模块（8）及微控制器（6）依次相连接；且所述的滤波模块（7）为运算放大器OPA1644搭建高阶有源滤波器；所述的微控制器（6）采用微处理器C8051F007。

2.根据权利要求1所述的微波超宽带基带光传输系统，其特征在于：系统电源采用外置5V电源及TI双电源芯片。