【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电调制器自动控制，具体涉及一种马赫曾德尔强度调制器工作点的调控系统及调控方法。
技术介绍
1、随着社会的进步发展，马赫曾德尔强度调制器在光学领域的运用越来越广泛，例如在光电振荡器中，为了把反馈电信号调制到光载波上，可以使用马赫曾德尔强度调制器来实现。马赫曾德尔强度调制器在工作时对应一个工作点，通过外加偏置电压，能够改变工作点的位置。在马赫曾德尔强度调制器工作的过程中，容易受到工作环境的影响，例如环境温度的变化会使其工作点产生漂移，进而其输出信号频率发生改变，影响整个系统工作的稳定性。
2、现有的马赫曾德尔强度调制器任意工作点控制的方法，有基于工作点的斜率来实现工作点的控制，这种控制方法是向调制器偏置电压端口施加偏置电压和扰动信号，之后对pd光电转换之后的信号进行乘法积分等操作，得到一个与工作点成线性关系的直流信号，通过该直流信号与调制器工作点处斜率的对应关系，改变调制器的偏置电压即可使调制器工作在任意工作点，此种方法的缺陷是需要较高的系统检测精度。还有基于快速傅里叶变换和扰动信号谐波响应反馈控制方法，此种方法输出信号的二阶谐波和基波的幅度比值对应一个偏置点，将其与设定值比较实现反馈控制的目的，该方法的缺陷是反馈控制电路设计复杂。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决现有技术的不足，提出一种马赫曾德尔强度调制器工作点的调控系统及调控方法，当需要改变调制器的工作点时，由工作点与锁相环参考频率的对应关系，mcu单元自动调节参考频率的分频值，通过改变输入调制器的
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种马赫曾德尔强度调制器工作点的调控系统，包括：可调激光器、第一光耦合器、第二光耦合器、第一光电探测器、带通滤波器、鉴频鉴相模块、高稳晶振、环路滤波器、电压补偿单元、加法器、扰动信号发生器、mcu单元和第二光电探测器；
4、所述马赫曾德尔强度调制器分别与所述可调激光器和所述加法器连接；
5、所述第一光耦合器分别与所述马赫曾德尔强度调制器和所述第二光耦合器连接；
6、所述第二光耦合器还分别与所述第一光电探测器和所述第二光电探测器连接；
7、所述第一光电探测器还与所述带通滤波器连接；
8、所述第二光电探测器还与所述mcu单元连接；
9、所述鉴频鉴相模块分别与所述带通滤波器、所述高稳晶振、所述环路滤波器和所述mcu单元连接；
10、所述电压补偿单元分别与所述环路滤波器、所述mcu单元和所述加法器连接；
11、所述加法器还与所述扰动信号发生器连接。
12、优选的，所述扰动信号发生器发出的扰动信号为0.2v、1khz电信号。
13、优选的，所述第一光耦合器和所述第二光耦合器均可选用95：5的光耦合器。
14、优选的，所述带通滤波器可选用中心频率为1khz、带宽为4khz的滤波器。
15、优选的，所述高稳晶振可选用振荡频率为1mhz的晶振。
16、优选的，所述环路滤波器可选用带宽为100khz的三阶有源低通滤波器。
17、优选的，所述鉴频鉴相模块包括电源、稳压电路和鉴频鉴相器芯片，所述鉴频鉴相模块中所述高稳晶振的分频方式为整数分频，所述高稳晶振的频率f0与输出频率f的对应关系f0/f为对应工作点需要的分频值r。
18、优选的，所述mcu单元包括数据接收模块和数据发送模块，采用spi通讯协议与所述鉴频鉴相模块中的所述鉴频鉴相器芯片进行通讯，改变输入的所述高稳晶振的所述分频值r；
19、所述mcu单元还包括显示屏和按键部分，所述显示屏用于显示当前所述第二光电探测器的输出功率，按键部分用于选择所述第二光电探测器的输出功率，控制所述马赫曾德尔强度调制器的工作点；
20、所述mcu单元还包括频率检测和功率检测模块，用于记录所述第二光电探测器输出的频率和功率；
21、所述mcu单元还包括直流电压发生模块，能够以δv步进值对外输出偏置电压。
22、优选的，所述调控系统的工作流程包括：
23、所述可调激光器输出的连续激光射入到所述马赫曾德尔强度调制器中，所述马赫曾德尔强度调制器将调制信号、所述扰动信号发生器发出的扰动信号调制到光载波上；
24、所述马赫曾德尔强度调制器输出的光信号经所述第一光耦合器被分为两路，一路作为信号输出，另一路输入到所述第二光耦合器中；
25、所述第二光耦合器输出信号分为两路，一路经过所述第二光电探测器进入所述mcu单元的第一个输入端口，另一路信号输入至所述第一光电探测器完成光电转换，经所述带通滤波器滤出扰动信号，进入所述鉴频鉴相模块的一路频率输入端口；
26、所述mcu单元输出分为两路，一路输出端口与所述鉴频鉴相模块连接，控制所述高稳晶振的所述分频值r，另一路进入所述电压补偿单元；
27、所述环路滤波器将所述鉴频鉴相模块输出的电流脉冲变为电压信号并滤掉高频交流分量输入所述电压补偿单元的输入端口，所述电压补偿单元的输出电压与扰动信号进入所述加法器，其输出信号进入到所述马赫曾德尔强度调制器的直流偏置输入端口，控制所述马赫曾德尔强度调制器的工作点q。
28、本专利技术还提供了一种马赫曾德尔强度调制器工作点的调控方法，所述调控方法用于控制上述任一项所述的调控系统，包括以下步骤：
29、s1、系统上电，所述mcu单元以δv步进值输出偏置电压v，同时采集所述光电探测器的输出功率p和输出频率f；
30、s2、得到所述偏置电压v与所述输出功率p、所述输出频率f的对应关系，所述马赫曾德尔强度调制器的工作点q与所述输出功率p的对应关系，所述输出频率f与所述高稳晶振的输出频率f0的对应关系；
31、s3、得到所述工作点q与所述输出频率f的对应关系；
32、s4、得到所述工作点q与所述输出频率f0的对应关系；
33、s5、改变所述输出功率p，设置所述工作点q；
34、s6、所述mcu单元根据手动输入的功率值pi调节所述鉴频鉴相模块的所述分频值r，实现对所述工作点q的控制。
35、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
36、本专利技术通过mcu单元调节高稳参考频率的分频值，改变调制器的偏置电压使其工作在对应工作点，实现调制器工作点任意可控；通过使用锁相环作为马赫曾德尔强度调制器工作点的控制单元，简化了整个系统的设计结构，为马赫曾德尔强度调制器工作点控制提供了一种新的设计方案。
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1.一种马赫曾德尔强度调制器工作点的调控系统，其特征在于，包括：可调激光器、第一光耦合器、第二光耦合器、第一光电探测器、带通滤波器、鉴频鉴相模块、高稳晶振、环路滤波器、电压补偿单元、加法器、扰动信号发生器、MCU单元和第二光电探测器；
2.根据权利要求1所述一种马赫曾德尔强度调制器工作点的调控系统，其特征在于，所述扰动信号发生器发出的扰动信号为0.2V、1kHz电信号。
3.根据权利要求1所述一种马赫曾德尔强度调制器工作点的调控系统，其特征在于，所述第一光耦合器和所述第二光耦合器均可选用95：5的光耦合器。
4.根据权利要求1所述一种马赫曾德尔强度调制器工作点的调控系统，其特征在于，所述带通滤波器可选用中心频率为1kHz、带宽为4kHz的滤波器。
5.根据权利要求1所述一种马赫曾德尔强度调制器工作点的调控系统，其特征在于，所述高稳晶振可选用振荡频率为1MHz的晶振。
6.根据权利要求1所述一种马赫曾德尔强度调制器工作点的调控系统，其特征在于，所述环路滤波器可选用带宽为100kHz的三阶有源低通滤波器。
7.根
8.根据权利要求7所述一种马赫曾德尔强度调制器工作点的调控系统，其特征在于，所述MCU单元包括数据接收模块和数据发送模块，采用SPI通讯协议与所述鉴频鉴相模块中的所述鉴频鉴相器芯片进行通讯，改变输入的所述高稳晶振的所述分频值R；
9.根据权利要求7所述一种马赫曾德尔强度调制器工作点的调控系统，其特征在于，所述调控系统的工作流程包括：
10.一种马赫曾德尔强度调制器工作点的调控方法，所述调控方法用于控制权利要求1-9任一项所述的调控系统，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种马赫曾德尔强度调制器工作点的调控系统，其特征在于，包括：可调激光器、第一光耦合器、第二光耦合器、第一光电探测器、带通滤波器、鉴频鉴相模块、高稳晶振、环路滤波器、电压补偿单元、加法器、扰动信号发生器、mcu单元和第二光电探测器；
2.根据权利要求1所述一种马赫曾德尔强度调制器工作点的调控系统，其特征在于，所述扰动信号发生器发出的扰动信号为0.2v、1khz电信号。
3.根据权利要求1所述一种马赫曾德尔强度调制器工作点的调控系统，其特征在于，所述第一光耦合器和所述第二光耦合器均可选用95：5的光耦合器。
4.根据权利要求1所述一种马赫曾德尔强度调制器工作点的调控系统，其特征在于，所述带通滤波器可选用中心频率为1khz、带宽为4khz的滤波器。
5.根据权利要求1所述一种马赫曾德尔强度调制器工作点的调控系统，其特征在于，所述高稳晶振可选用振荡频率为1mhz的晶振。
6.根据权利要求1所述一种马赫曾德尔强...
【专利技术属性】
技术研发人员：张家洪，丁奇红，李英娜，张大骋，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：
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