集成光學(xué)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(xué)調(diào)制器工作點(diǎn)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(diǎn)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(hào)的調(diào)制相位要求高的光通信系統(tǒng)還是在對信號(hào)的調(diào)制幅度要求高的光通信系統(tǒng)中，如何實(shí)現(xiàn)偏置工作點(diǎn)的精確控制成為決定系統(tǒng)性能的關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)鈮酸鋰調(diào)制器的

2、自動(dòng)偏置控制技術(shù)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(shù)只能用于將器件穩(wěn)定地工作在線性工作點(diǎn)且控制精度受輸入光強(qiáng)度影響較大，精度不高，另外一種基于抑制諧波幅度的改進(jìn)技術(shù)雖然精度較高，但是受輸入光強(qiáng)度的影響也很大。本文設(shè)計(jì)了一種運(yùn)用擾動(dòng)信號(hào)的二次諧波信號(hào)與基波信號(hào)幅度的比值作為反饋系統(tǒng)的反饋參量的自動(dòng)偏置控制系統(tǒng)，能夠很大程度地?cái)[脫控制精度受輸入光強(qiáng)度的影響，本文以實(shí)現(xiàn)鈮酸鋰調(diào)制器的工作點(diǎn)的穩(wěn)定為研究對象，

3、進(jìn)行了如下的研究工作：1、分析了調(diào)制器工作點(diǎn)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(dòng)態(tài)范圍的影響。2、分析了以擾動(dòng)信號(hào)的二次諧波與基波信號(hào)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(jié)構(gòu)。</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(guān)鍵詞】

6、 集成光學(xué)； 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(xué)器件的結(jié)

8、構(gòu)及工作原理 12-15 </p><p>　　1.2.2 集成光學(xué)鈮酸鋰調(diào)制器工作點(diǎn)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(diǎn)特性分析 21-34 </p><p>　　2.1 工作點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)的漂移對諧波信號(hào)的影響 25-27 </p><p>　　2.2 調(diào)制器偏置點(diǎn)設(shè)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(dòng)態(tài)范圍 30-31 </p><p>　　2.2.5 計(jì)算仿真分析 31-33 </p><p>　　2.3 本章小結(jié) 33-34 </p&

11、gt;<p>　　第三章 鈮酸鋰調(diào)制器自動(dòng)偏置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 34-45 </p><p>　　3.1 鈮酸鋰調(diào)制器自動(dòng)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(dòng)偏置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 35-37 </p><p>　　3.2 鈮酸鋰調(diào)制器自動(dòng)偏

12、置控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 37-38 </p><p>　　3.3 系統(tǒng) PID 控制器設(shè)計(jì) 38-44 </p><p>　　3.3.1 標(biāo)準(zhǔn) PID 控制算法 38-39 </p><p>　　3.3.2 幾種改進(jìn)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(jié) 44-45 </p><p>　　第四章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 45-57 </p><p>　　4.1 信號(hào)處理模塊 45-52 </p><p>　　4.1.1 濾波電路模塊設(shè)計(jì) 45-46 </p><p>　　4.1.2 真有效值轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 46-48 </p><p>　　

14、4.1.3 相位檢測硬件電路設(shè)計(jì) 48-51 </p><p>　　4.1.4 除法模塊設(shè)計(jì) 51-52 </p><p>　　4.2 基于 FPGA 的 PID 控制模塊設(shè)計(jì) 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(tái)設(shè)計(jì) 54-56 </p><p>　　4.3 本章小結(jié) 56-57 </p><p>　　第五章 實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析 57-64 </p><p>　　5.1 諧波測量實(shí)驗(yàn)與電路模塊驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 57-62 </p><p>　　5.2 本章小結(jié) 62-64 </p><p>　　第六章 總結(jié)與展望 64-66