一种基于FPGA的电光调制器偏置电压自动控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术一种基于FPGA的电光调制器偏置电压自动控制装置，涉及光学控制领域，包括光电探测器、数字电位器、跨阻放大电路、A/D采集模块、主控FPGA、D/A转换模块和偏置电压调理电路。主控FPGA通过内部DDS数字信号发生器、D/A转换模块和偏置电压调理电路在电光调制器直流偏置电压V

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的电光调制器偏置电压自动控制装置
本专利技术涉及一种基于FPGA的电光调制器偏置电压自动控制装置，属于光学控制

技术介绍
光纤通信、分布式传感等
大多采用脉冲光调制，通过分析光路的干涉或者散射情况来获得待测物理量的信息，其中脉冲光的消光比是系统最为重要的参数之一，直接影响后续系统的信噪比和稳定性。锂酸铌LiNbO3电光调制器以其低损耗、高响应度、频率调制啁啾小和波长依赖性小等优点，被广泛应用于脉冲光调制系统。然而由于其波导材料和自身结构的原因，易受外界环境如温度、振动的影响，长时间工作情况下，其自身热量的积累也容易造成其最佳工作点漂移或者抖动，导致输出脉冲光的消光比下降，影响系统性能甚至使得系统无法正常工作。因此对电光调制器的偏置电压进行自动控制，使其稳定在最佳工作点，对于系统长时间稳定运行具有重要意义。目前电光调制器偏置电压反馈控制装置大多以单片机为主控芯片，采用内部A/D、D/A模块完成光电压的采集和偏置电压的输出。由于单片机工作主频一般不超过20MHz，且内部集成AD、DA模块位宽有限，因此在偏置电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA的电光调制器偏置电压自动控制装置，其特征在于包括：光电探测器(1)、跨阻放大电路(3)、A/D采集模块(4)、主控FPGA(5)、D/A转换模块(6)和偏置电压调理电路(7)；/n跨阻放大电路(3)中具有数字电位器(2)；数字电位器(2)用作跨阻放大电路(3)中的跨阻；/n外部电光调制器输出光信号，由分光片将输出光信号功率的5％输入至光电探测器(1)，由光电探测器(1)进行光电转换，产生光电流信号，送至跨阻放大电路(3)；/nFPGA(5)向数字电位器(2)发出控制指令，数字电位器(2)根据FPGA(5)的控制指令，调整跨阻放大电路(3)中的跨阻值；/n跨阻放大电路(3)根...

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的电光调制器偏置电压自动控制装置，其特征在于包括：光电探测器(1)、跨阻放大电路(3)、A/D采集模块(4)、主控FPGA(5)、D/A转换模块(6)和偏置电压调理电路(7)；
跨阻放大电路(3)中具有数字电位器(2)；数字电位器(2)用作跨阻放大电路(3)中的跨阻；
外部电光调制器输出光信号，由分光片将输出光信号功率的5％输入至光电探测器(1)，由光电探测器(1)进行光电转换，产生光电流信号，送至跨阻放大电路(3)；
FPGA(5)向数字电位器(2)发出控制指令，数字电位器(2)根据FPGA(5)的控制指令，调整跨阻放大电路(3)中的跨阻值；
跨阻放大电路(3)根据调整后的跨阻值将光电流信号转换为模拟光电压信号，送至A/D采集模块(4)，主控FPGA(5)控制A/D采集模块(4)采集模拟光电压信号进行模数转换后形成数字光电压信号，作为反馈控制的输入；主控FPGA(5)通过反馈控制，驱动D/A转换模块(5)产生偏置电压信号，然后由偏置电压调理电路(6)对偏置电压信号进行幅度线性放大后，输出至电光调制器，使电光调制器工作在最佳工作点。


2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的电光调制器偏置电压自动控制装置，其特征在于：数字电位器(2)作为跨阻放大电路(3)中的跨阻，主控FPGA(5)与数字电位器(2)控制接口相连，设置数字电位器(2)的输出值从而调整跨阻放大电路(3)放大倍数，提高了跨阻放大电路(3)的动态范围。


3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的电光调制器偏置电压自动控制装置，其特征在于：D/A转换模块(6)采用高精度、低温漂的D/A转换芯片DAC8560，能够产生0V～2.5V的电光调制器偏置电压信号。


4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的电光调制器偏置电压自动控制装置，其特征在于：偏置电压调理电路(7)包括加法器(701)和同相比例放大电路(702)；加法器(701)具有两个输入端，分别为输入端1和输入端2；并具有一个输出端；其中加法器(701)输入端1连接至外部-1.25V直流偏置电压，加法器(701)的输入端2连接至D/A转换模块(6)输出；同相比例放大电路(702)输入端连接至加法器(701)输出端，同相比例放大电路(702)输出端连接至外部电光调制器偏置电压引脚，偏置电压调理电路(7)的放大倍数A＝10，偏置电压调理电路(7)的输出偏置电压范围为-12.5V～+12.5V。


5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的电光调制器偏置电压自动控制装置，其特征在于：主控FPGA(5)控制数字电位器(2)设置跨阻值，控制A/D采集模块(4)采集光电压信号并进行模数转换，进行反馈控制，驱动D/A转换模块(6)产生偏置电压。


6.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的电光调制器偏置电压自动控制装置，其特征在于：主控FPGA(5)，包括：DDS数字信号发生器(501)、数据选通器(502)、数字加法器(503)、D/A控制模块(504)，偏置电压反馈控制模块(505)、A/D控制模块(506)、带通滤波器(507)、互相关运算模块(508)。


7.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的电光调制器偏置电压自动控制装置，其特征在于：主控FPGA(5)包括：DDS数字信号发生器(501)、数据选通器(502)、数字加法器(503)、D/A控制模块(504)，偏置电压反馈控制模块(505)、A/D控制模块(506)、带通滤波器(507)、互相关运算模块(508)；
DDS数字信号发生器(501)产生直流偏置信号Vbias和正弦扰动信号Vsin；
数据选通器(502)具有输入端1、输入端2、选通端、输出端；
数字加法器(503)具有输入端1、输入端2、输出端；
偏置电压反馈控制模块(505)具有输入端1、输入端2、输出端；
互相关运算模块(508)具有输入端1、输入端2、输出端；
产生的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马胜利，孙巧英，孔令兵，姚李刚，唐才杰，潘亮，吴海涛，王宇，高腾宇，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11