数模结合的抗混叠滤波方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种数模结合的抗混叠滤波方法及装置。其中，该方法包括：对第一差频信号中大于采样频率fs/2的信号部分进行滤波，同时对第一差频信号位于通带内的信号部分进行放大，得到低频噪声和第二差频信号；对低频噪声和光电压信号中的直流分量进行滤波，得到第三差频信号。通过本发明专利技术，可以只需通过寄存器对数字滤波部分电路进行不同的参数设置，即可实现对通带频率的修改和对通带增益的调整，从而达到了电路可移植性好、控制精准的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域，尤其是涉及一种数模结合的抗混叠滤波方法及装置。
技术介绍
近几年来，随着光传输系统的传输速度的提高和容量的增大，传统的光幅度调制方法越来越不能满足DWDM(DenseWavelengthDivisionMultiplexing，密集波分复用系统)的要求，光相位调制方法越来越受到业界的重视。光相位调制方法可以用光波的多个不同相位来代表不同的数据信号，因此其码元速度相对传统光幅度调制方法大大降低，频谱效率得到了显著的提高。此外，光相位调制相比幅度调制还具有更加优越的色散容限和偏振模色散容限性能，更加适用于大容量、长距离的光传输系统。在光相位调制系统中，通常采用铌酸锂(LiNbO3)调制器进行相位调制。但是，由于铌酸锂调制器本身的材料特性，使得铌酸锂调制器对温度及应力都比较敏感，在使用的过程中很容易受到器件老化等因素的影响而产生偏置点的漂移，而调制电压是加在偏置点上对光进行调制的，因此，偏置点的漂移必定会影响调制输出光的性能。所以，在RZ-DQPSK调制系统中需要对I、Q偏置点以及相位偏置点实现精准的控制，通过外围控制电路来保证铌酸锂调制器的特性不受外界因素的影响，从而保证其正常的工作。目前，常用的偏置点控制算法的工作流程如下：在铌酸锂调制器的偏置点电压上外加一定频率的导频信号，然后在输出光信号中采集其中的差频信号，当差频信号消失时，就认为偏置点已经锁定到正确的偏置点上。铌酸锂调制器内部集成光电检测二极管PD，用于对调制器输出的光信号进行背光信号检测，将光信号转换成电流信号，跨阻放大器将得到的电流信号转换为电压信号。然后，将得到的电压信号送到抗混叠滤波电路，最后送到模拟数字转换单元进行采样。为了保证信号采集的质量，必须保证抗混叠滤波电路对差频信号进行有效放大，对噪声进行衰减。目前，常用的抗混叠滤波电路通常采用模拟电路实现，通过改变电阻和电容值来实现对带通滤波器的通带频率及通带增益进行调整，而在实际的设计中，往往需要采用不同频率的导频信号和不同的采样频率。因此，若采用模拟电路实现，需要更换不同的电阻和电容来改变通带频率，容易造成电路的可移植性差、控制不精准等问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种可移植性好、控制精准，无需更换不同的电阻和电容就可以改变通带频率和通带增益的抗混叠滤波电路实现方法。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种数模结合的抗混叠滤波方法及装置。根据本专利技术的一个方面，提供了一种数模结合的抗混叠滤波方法，包括：对第一差频信号中大于采样频率fs/2的信号部分进行滤波，同时对第一差频信号位于通带内的信号部分进行放大，得到低频噪声和第二差频信号；对低频噪声和光电压信号中的直流分量进行滤波，得到第三差频信号。优选地，在对第一差频信号中大于采样频率fs/2的信号部分进行滤波之前，包括：接收跨阻放大器(TZAMP)输出的光电压信号，其中，光电压信号是由TZAMP根据光电流信号转换而成的；采用采样频率fs对光电压信号进行采样，得到第一差频信号。优选地，在对低频噪声和光电压信号中的直流分量进行滤波的过程中，使用如下传递函数：F(s)=1sτ11+sτ2sτ11+sτ2sτ1=1sτ1(1sτ1+τ2τ1)(1sτ1+τ2τ1),]]>其中，τ1＝0.01τ2＝1.25e-4。优选地，在对低频噪声和光电压信号中的直流分量进行滤波的过程中，使用双线性变换法：F(z)=F(s)|1s=ts1+z-121-z-1=Ki1+z-11-z-1(Ki1+z-11-z-1+Kp)(Ki1+z-11-z-1+Kp),]]>其中，ts＝1/fs，为采样周期。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种数模结合的抗混叠滤波装置，包括：模拟滤波单元，用于对第一差频信号中大于采样频率fs/2的信号部分进行滤波，同时对第一差频信号位于通带内的信号部分进行放大，得到低频噪声和第二差频信号；数字滤波单元，用于对低频噪声和光电压信号中的直流分量进行滤波，得到第三差频信号。优选地，该装置还包括：接收单元，用于接收跨阻放大器TZAMP输出的光电压信号，其中，光电压信号是由TZAMP根据光电流信号转换而成的；采样单元，用于采用采样频率fs对光电压信号进行采样，得到第一差频信号。优选地，数字滤波单元在对低频噪声和光电压信号中的直流分量进行滤波的过程中，使用如下传递函数：F(s)=1sτ11+sτ2sτ11+sτ2sτ1=1sτ1(1sτ1+τ2τ1)(1sτ1+τ2τ1),]]>其中，τ1＝0.01τ2＝1.25e-4。优选地，数字滤波单元是由2个PI滤波器和1个积分器直接级联组成的带通滤波器。优选地，数字滤波单元在对低频噪声和光电压信号中的直流分量进行滤波的过程中，使用双线性变换法：F(z)=F(s)|1s=ts1+z-121-z-1=Ki1+z-11-z-1(Ki1+z-11-z-1+Kp)(Ki1+z-11-z-1+Kp),]]>其中，ts＝1/fs，为采样周期。优选地，该装置能够应用在以下类型的铌酸锂LiNbO3调制器中：集成在光模块中的DATA调制器、或RZ调制器。与现有技术相比，本专利技术所述的数模结合的抗混叠滤波方法及装置，采样模拟和数字相结合的滤波电路，无需像现有技术中的模拟电路必须通过更换不同的电阻和电容的方式来改变带通频率和通带增益，只需通过寄存器对数字滤波部分电路进行不同的参数设置，即可实现对通带频率的修改和对通带增益的调整。附图说明图1是根据本专利技术实施例的数模结合的抗混叠滤波方法的流程图；图2是根据本专利技术实施例的数模结合的抗混叠滤波装置的结构框图；图3是根据本专利技术实施例一个较佳实施方式的数模结合的抗混叠滤波装置的结构框图；图4是根据本专利技术优选实施例的抗混叠滤波电路(AAF)的结构示意图；图5是根据本专利技术优选实施例的数字滤波电路F(S)的开环波特图；图6是根据本专利技术优选实施例的数字滤波电路F(S)的组成结构示意图；图7是根据本专利技术优选实施例的模拟滤波电路的开环波特图；图8是根据本专利技术优选实施例的抗混叠滤波电路(AAF)的反馈结构示意图；图9是根据本专利技术优选实施例的抗混叠滤波电路(AAF)的闭环波特图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数模结合的抗混叠滤波方法，其特征在于，包括：对第一差频信号中大于采样频率fs/2的信号部分进行滤波，同时对所述第一差频信号位于通带内的信号部分进行放大，得到低频噪声和第二差频信号；对所述低频噪声和光电压信号中的直流分量进行滤波，得到第三差频信号。

【技术特征摘要】
1.一种数模结合的抗混叠滤波方法，其特征在于，包括：
对第一差频信号中大于采样频率fs/2的信号部分进行滤波，同时对所述第
一差频信号位于通带内的信号部分进行放大，得到低频噪声和第二差频信号；
对所述低频噪声和光电压信号中的直流分量进行滤波，得到第三差频信
号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对第一差频信号中大于
采样频率fs/2的信号部分进行滤波之前，包括：
接收跨阻放大器TZAMP输出的所述光电压信号，其中，所述光电压信号
是由所述TZAMP根据光电流信号转换而成的；
采用所述采样频率fs对光电压信号进行采样，得到所述第一差频信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在对所述低频噪声和光电
压信号中的直流分量进行滤波的过程中，使用如下传递函数：
F(s)=1sτ11+sτ2sτ11+sτ2sτ1=1sτ1(1sτ1+τ2τ1)(1sτ1+τ2τ1),]]>其中，τ1＝0.01τ
2＝1.25e-4。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，在对所述低频噪声和
光电压信号中的直流分量进行滤波的过程中，使用双线性变换法：
F(z)=F(s)|1s=ts21+z-11-z-1=Ki1+z-11-z-1(Ki1+z-11-z-1+Kp)(Ki1+z-11-z-1+Kp),]]>其中，ts＝1/fs，
为采样周期。
5.一种数模结合的抗混叠滤波装置，其特征在于，包括：
模拟滤波单元，用于对第一差频信号中大于采样频率fs/2的信号部分进行
滤波，同时对所述第一差频信号位于通带内的信号部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚静，刘国枫，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44