基于DSP的马赫-曾德尔电光调制器偏置点控制技术研究

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MZ电光调制器作为一种外调制器,广泛应用于现代电子战、雷达以及光纤通信系统中。MZ调制器在使用前,需要根据应用领域的不同,将偏置电压设定在不同的偏置点上,但是其偏置点会随外界条件的改变而发生漂移,这将极大影响MZ调制器的正常使用。为了解决这一问题,目前最常见的控制技术是通过设计偏置点控制电路来调整偏置电压,从而将偏置电压稳定控制在预先设定的偏置点上。而随着现代信息化战争以及高速通信的要求越来越高,研究MZ调制器更优的偏置点控制技术,减小偏置点漂移对调制效果的影响,也变得愈发重要。论文具体研究内容如下:(1)对比分析了基于光功率监测的控制技术和基于扰动信号监测的控制技术的优缺点,得出了基于扰动信号监测的控制技术具精度高的优点,并选定了这种技术进行研究。(2)通过公式推导的方式研究了MZ调制器的工作原理,研究了导致MZ调制器偏置点漂移的因素并分析了偏置点漂移的现象,同时从理论上分析了基于扰动信号监测的控制技术的可行性。(3)研究了基于扰动信号监测的控制技术,设计了噪声低、抗干扰性强的偏置点控制硬件系统,解决了输出光信号中小幅值扰动信号成分难采集的问题,设计了精确、高效的信号处理与控制算法,解决了采集到的信号在傅里叶变换时出现频谱泄漏的问题,加快了偏置点控制的速率。(4)搭建了MZ调制器偏置点控制系统的测试平台,首先完成了对硬件系统各模块的性能测试,测试结果表明各模块皆可完成其功能并具有较好性能。其次完成了对偏置点控制系统控制效果测试,测试结果表明,在添加的扰动信号幅值为50m V的情况下,偏置点控制系统可完成对任意偏置点的快速控制,在5秒内就可以稳定偏置点,并且在偏置点为Q点和135°点时,偏置点的最大波动约为3°,达到了不错的控制效果。本论文所设计的基于DSP的马赫-曾德尔电光调制器偏置点控制技术增强了MZ调制器偏置点的控制效果,并减弱了扰动信号对信号调制的影响,为未来高速通信的发展提供了有效助力。
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