集成光學鈮酸鋰調(diào)制器偏置漂移反饋電路碩士論文

1、<p>　　集成光學調(diào)制器工作點穩(wěn)定性研究</p><p>　　【摘要】 基于鈮酸鋰材料的M-Z調(diào)制器已經(jīng)被廣泛用于數(shù)字光通信系統(tǒng)、微波光子鏈路以及各種光交換系統(tǒng)中，但是調(diào)制器的偏置工作點在外界因素的干擾下以及受器件的老化影響而產(chǎn)生漂移，因此無論是在某些對信號的調(diào)制相位要求高的光通信系統(tǒng)還是在對信號的調(diào)制幅度要求高的光通信系統(tǒng)中，如何實現(xiàn)偏置工作點的精確控制成為決定系統(tǒng)性能的關鍵技術。傳統(tǒng)鈮酸鋰調(diào)制器的

2、自動偏置控制技術是以調(diào)制器的輸入與輸出直流光功率之比作為反饋參量的反饋控制系統(tǒng)，這種技術只能用于將器件穩(wěn)定地工作在線性工作點且控制精度受輸入光強度影響較大，精度不高，另外一種基于抑制諧波幅度的改進技術雖然精度較高，但是受輸入光強度的影響也很大。本文設計了一種運用擾動信號的二次諧波信號與基波信號幅度的比值作為反饋系統(tǒng)的反饋參量的自動偏置控制系統(tǒng)，能夠很大程度地擺脫控制精度受輸入光強度的影響，本文以實現(xiàn)鈮酸鋰調(diào)制器的工作點的穩(wěn)定為研究對象，

3、進行了如下的研究工作：1、分析了調(diào)制器工作點漂移特性，理論上分析了偏置相位對光通信中的Rof鏈路的增益、噪聲、動態(tài)范圍的影響。2、分析了以擾動信號的二次諧波與基波信號幅度的比值為反饋參量的偏置控制系統(tǒng)的控制原理及結構。</p><p>　　【Abstract】 Lithium niobate based Mach-Zehnder modulators are widely used in digital opti

4、calcommunication systems, microwave photonic links and various photonics switchingsystems, but the operating bias point of the modulator is known to drift over time due toenvironment perturbations and aging effects. Ther

5、efore high precision bias controlbecomes very critical for application where either amplitude or phase information fromM-Z modulators determines the system performance. Conventional lithium ni</p><p>　　【關鍵詞】

6、 集成光學； 鈮酸鋰； 調(diào)制器； 偏置； 漂移； 反饋電路； 【Key words】 integrated optics； Lithium Niobate； modulator； bias； drift； Feedback circuits； </p><p><b>　　摘要 4-5 </b></p><p>　　ABSTRACT 5 </p>&l

7、t;p><b>　　簡縮字表 8-9 </b></p><p>　　圖表目錄 9-12 </p><p>　　第一章 緒論 12-21 </p><p>　　1.1 引言 12 </p><p>　　1.2 研究背景及現(xiàn)狀 12-19 </p><p>　　1.2.1 鈮酸鋰集成光學器件的結

8、構及工作原理 12-15 </p><p>　　1.2.2 集成光學鈮酸鋰調(diào)制器工作點漂移原理 15-19 </p><p>　　1.3 本文主要工作及內(nèi)容安排 19-21 </p><p>　　第二章 鈮酸鋰調(diào)制器工作點特性分析 21-34 </p><p>　　2.1 工作點漂移對調(diào)制器非線性的影響 21-27 </p>&

9、lt;p>　　2.1.1 引言 21 </p><p>　　2.1.2 工作點的漂移對調(diào)制器系統(tǒng)直流光功率的影響 21-25 </p><p>　　2.1.3 工作點的漂移對諧波信號的影響 25-27 </p><p>　　2.2 調(diào)制器偏置點設置對模擬光通信鏈路的影響 27-33 </p><p>　　2.2.1 模擬光通信鏈路系統(tǒng)模

10、型 27-28 </p><p>　　2.2.2 系統(tǒng)增益 28-29 </p><p>　　2.2.3 系統(tǒng)噪聲系數(shù) 29-30 </p><p>　　2.2.4 無寄生動態(tài)范圍 30-31 </p><p>　　2.2.5 計算仿真分析 31-33 </p><p>　　2.3 本章小結 33-34 </p&

11、gt;<p>　　第三章 鈮酸鋰調(diào)制器自動偏置控制系統(tǒng)設計 34-45 </p><p>　　3.1 鈮酸鋰調(diào)制器自動偏置控制系統(tǒng)理論分析 34-37 </p><p>　　3.1.1 引言 34-35 </p><p>　　3.1.2 鈮酸鋰自動偏置控制系統(tǒng)設計原理 35-37 </p><p>　　3.2 鈮酸鋰調(diào)制器自動偏

12、置控制系統(tǒng)結構設計 37-38 </p><p>　　3.3 系統(tǒng) PID 控制器設計 38-44 </p><p>　　3.3.1 標準 PID 控制算法 38-39 </p><p>　　3.3.2 幾種改進的 PID 控制算法 39-41 </p><p>　　3.3.3 系統(tǒng) PID 控制器仿真 41-44 </p>&

13、lt;p>　　3.4 本章小結 44-45 </p><p>　　第四章 系統(tǒng)硬件電路設計 45-57 </p><p>　　4.1 信號處理模塊 45-52 </p><p>　　4.1.1 濾波電路模塊設計 45-46 </p><p>　　4.1.2 真有效值轉換電路設計 46-48 </p><p>　　

14、4.1.3 相位檢測硬件電路設計 48-51 </p><p>　　4.1.4 除法模塊設計 51-52 </p><p>　　4.2 基于 FPGA 的 PID 控制模塊設計 52-56 </p><p>　　4.2.1 基于 FPGA 的 PID 控制算法的仿真 52-54 </p><p>　　4.2.2 基于 FPGA 的系統(tǒng) PID

15、 模塊硬件平臺設計 54-56 </p><p>　　4.3 本章小結 56-57 </p><p>　　第五章 實驗與數(shù)據(jù)分析 57-64 </p><p>　　5.1 諧波測量實驗與電路模塊驗證實驗 57-62 </p><p>　　5.2 本章小結 62-64 </p><p>　　第六章 總結與展望 64-66