【摘要】：集成了無線通信以及光纖通信技術(shù)優(yōu)點的光載射頻(RoF)技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛。作為RoF系統(tǒng)關(guān)鍵器件之一的電光調(diào)制器受限于材料特質(zhì),會在外部因素的影響下發(fā)生偏壓漂移現(xiàn)象,嚴(yán)重影響RoF系統(tǒng)的通信質(zhì)量,這對電光調(diào)制器的偏壓控制提出了極大要求。針對電光調(diào)制器的偏壓漂移問題,本文進(jìn)行了偏壓控制研究,提出了針對提高系統(tǒng)無雜散動態(tài)范圍的線性優(yōu)化方案中DPMZM的任意點偏壓控制系統(tǒng),并針對所提出方案的不足進(jìn)行改進(jìn),在此基礎(chǔ)上設(shè)計了硬件電路。論文從電光調(diào)制器工作的物理基礎(chǔ)入手,說明了電光調(diào)制器發(fā)生偏壓漂移的現(xiàn)象及其原因,介紹了幾種常用的電光調(diào)制器以及常用的調(diào)制方式,著重介紹了一種基于DPMZM的線性優(yōu)化方案,該方案通過調(diào)整DPMZM三個偏置點到最優(yōu)點,抵消系統(tǒng)三階交調(diào)干擾以達(dá)到增大系統(tǒng)無雜散動態(tài)范圍的目的。論文詳細(xì)闡述了幾種馬赫-曾德爾調(diào)制器的偏壓控制方案,其中包括直流功率檢測法、導(dǎo)頻信號法,以及直流功率檢測法的改進(jìn)方法——后向光功率檢測法,對以上方案的原理進(jìn)行了理論推導(dǎo),分析了其各自的優(yōu)缺點;之后介紹了一種利用導(dǎo)頻法控制DPMZM工作于最大點、最小點以及正交點的常用工作點方案,對該方案進(jìn)行了理論推導(dǎo)證明,分析了該方案的優(yōu)勢和劣勢。論文針對所介紹的線性優(yōu)化方案,說明了DPMZM在此場景下進(jìn)行偏壓控制的必要性,提出了一種基于三導(dǎo)頻分時隙檢測諧波分量比值的DPMZM任意點偏壓控制方案,詳細(xì)介紹、推導(dǎo)了該方案的原理,并對該方案進(jìn)行仿真驗證,針對驗證過程中出現(xiàn)的誤差分析產(chǎn)生原因,并提出有效的改進(jìn)措施。最后針對提出的DPMZM的三導(dǎo)頻偏壓控制方案,給出該方案中偏壓控制的具體電路結(jié)構(gòu),對完整電路按功能分模塊單獨實現(xiàn),包括前置放大、濾波、數(shù)據(jù)處理、導(dǎo)頻生成以及供電模塊等,綜合選擇合理器件對各功能模塊進(jìn)行原理說明、參數(shù)調(diào)整、仿真驗證,說明電路的可行性,最后搭建相對完整的偏壓控制硬件系統(tǒng)。
【圖文】：

圖2.1 RoF 最小系統(tǒng)框圖oF 系統(tǒng)實現(xiàn)通信的關(guān)鍵步驟包括將攜帶信息的電信號調(diào)制到光載波上進(jìn)行傳輸。RoF 系統(tǒng)中完成這一功能的器件為電光調(diào)制器，已調(diào)光信號進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。系統(tǒng)接收端通過光電探測器將已調(diào)光信號轉(zhuǎn)換為射頻續(xù)處理。其中，偏壓控制模塊用于保證調(diào)制過程中電光調(diào)制器直流偏置見，電光調(diào)制技術(shù)是 RoF 系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，偏壓控制研究的意義節(jié)，因此，本文將先對電光調(diào)制原理進(jìn)行介紹，包括直接調(diào)制和外調(diào)制，之后總結(jié)介紹電光調(diào)制器以及 RoF 系統(tǒng)中常用的幾種調(diào)制方案。光調(diào)制技術(shù)攜帶傳輸信息的電信號調(diào)制到光載波上的過程稱為電光調(diào)制。信號調(diào)制統(tǒng)信號的傳輸質(zhì)量有決定性的影響�，F(xiàn)在主流的調(diào)制技術(shù)分為直接調(diào)制

調(diào)制后的信號在光纖中傳輸并在接收端通過光電探測器轉(zhuǎn)換為電信號，進(jìn)行后續(xù)傳輸處理。圖2.2 直接調(diào)制原理框圖原理直接、結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)是直接調(diào)制技術(shù)的優(yōu)勢，因此直接調(diào)制成為早期光纖通信主流調(diào)制方式。但是直接調(diào)制也存在很多問題，比如直調(diào)激光器存在馳豫區(qū)間，導(dǎo)致開始的輸出是震蕩的、不穩(wěn)定的，影響信號的調(diào)制質(zhì)量，導(dǎo)致直接調(diào)制的調(diào)制頻率受到很大的限制；再如當(dāng)調(diào)制大帶寬信號時，受半導(dǎo)體材料折射率因驅(qū)動電流變化而產(chǎn)生動態(tài)變化的特性影響，激光器產(chǎn)生的光強(qiáng)隨電流強(qiáng)度變化，相位也會產(chǎn)生變化，相位變化又反映到輸出光的頻率動態(tài)變化，，這就是啁啾現(xiàn)象。啁啾現(xiàn)象嚴(yán)重影響光信號的傳輸距離。因此直接調(diào)制僅適用于半導(dǎo)體光源，同時不適應(yīng)長距、高速的通信場景。圖2.3 直調(diào)激光器功率控制模塊圖 2.3 所示為筆者設(shè)計的直調(diào)光鏈路中 LD 供電以及功率控制模塊。該模塊可以實現(xiàn) LD 的功率控制
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN761;TN929.11

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 郭安華;張帆;楊俊杰;賈國棟;馬小貞;;光纖Sagnac環(huán)的研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用[J];光電技術(shù)應(yīng)用;2013年06期

2 葉肇晉,蔣鳳仙,楊文奎;LiTaO_3強(qiáng)度調(diào)制器在脈沖調(diào)制中的穩(wěn)定性研究[J];復(fù)旦學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年01期

3 劉彬,張秋嬋;光電檢測前置放大電路的設(shè)計[J];燕山大學(xué)學(xué)報;2003年03期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 陳陽;微波和亳米波信號光學(xué)產(chǎn)生及傳輸技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

2 王天亮;毫米波信號光纖傳輸關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];清華大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 任鐵鐵;RoF鏈路中馬赫—曾德爾電光調(diào)制器偏置點控制技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2013年

2 鄭平;光載射頻系統(tǒng)中光生毫米波技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

3 王靜;基于OFM光生毫米波技術(shù)的ROF系統(tǒng)的研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2009年

本文編號：2673253