[发明专利]一种高速自动增益控制的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用在掺杂光纤放大器中的由前馈和后馈相结合实现的高速的自动增益控制(AGC)功能的控制方法。

背景技术

当前的在掺杂光纤放大器模块中实现快速AGC控制功能一般主要有以下两种方案：基于处理器控制的数字控制方案、硬件电路后反馈控制方案，下面对各种方案做一简单的介绍：

基于处理器控制的数字控制方案，总体来说这种方案使用灵活、方便，该方案一般都要与高速的ADC(模数转换器)和DAC(数模转换器)配合使用，需要在处理器中进行计算后得出需要的结果。通常情况下，这些高速的器件功耗都会很大，一般都在几百毫瓦甚至几瓦以上，这样就会使放大器模块的整体功耗增加，而在当今的通信产品以低成本、低功耗、小尺寸为主流的时代，高功耗就会有很大的弊端性。

硬件电路后反馈控制方案，成本最低，但这种方案主要是通过光输入功率和光输出功率的反馈结果来控制泵浦电流，一般这种仅通过后反馈的方式来控制增益的方案速度会比较慢，因为电路中包含了一个积分和微分的时间过程。

发明内容

本发明提出了一种高速自动增益控制的装置和方法，即前馈电路控制和后反馈电路控制相结合的控制方案，提供了一种高速的、低功耗的、低成本的控制装置和方法。

为了实现上述目的，本发明提出了一种高速自动增益控制的方法，其特征在于：包括前馈控制部分和后反馈控制部分，前馈控制部分，输入光信号与泵浦电流成线性关系，输入光信号通过运算放大器检测、放大，将控制信号直接加载到泵浦上产生相应的泵浦驱动电流；后馈控制部分，通过检测输入光信号和输出光信号做比较，得出输出光信号与目标值之间的误差，然后将它们之间的误差输入到比例积分微分(PID)电路输出控制信号，控制泵浦的驱动电流，最终的控制结果由前馈电路的输出结果和后馈电路的输出结果借由加法器输出最终的控制信号来控制泵浦激光器，实现放大器的增益控制。

其中，优选方案为，所述前馈控制部分的输出结果直接由输入光信号的大小决定。

其中，优选方案为，所述后反馈控制部分的输出结果由输入光信号与输出光信号误差比较结果决定。

其中，优选方案为，：前馈控制部分的作业步骤包括：第一步：输入光经过输入端分光器分得一小部分光信号进入输入端光电二极管，产生相应的光电流I1，该光电流I1再经过输入端互阻放大器转换成电压V1，该电压V1经过输入端比例放大器放大目标增益倍数G得到输出电压V2；第二步：调节可调电压偏置电路使得该电路的输出电压为B1；第三步：输入端比例放大器的输出电压V2和可调电压偏置电路的输出电压B1同时输入到加法器，得到加法器输出的电压V6；第四步：加法器的输出电压V6输入到激光器驱动电路，将该控制电压V6转换成相应的驱动电流，并将该电流加载到激光器上，后馈控制部分的工作步骤包括：第一步：输入光经过输入端分光器分得一小部分光信号进入输入端光电二极管，产生相应的光电流I1，该光电流I1再经过输入端互阻放大器转换成电压V1，该电压V1经过输入端比例放大器放大G倍得到输出电压V2；第二步：输出光经过输出端分光器分得一小部分光信号进入输出端光电二极管，产生相应的光电流I2，该光电流I2再经过输出端互阻放大器转换成电压V3；第三步：输入端比例放大器输出的电压V2和输出端互阻放大器转换成电压V3同时输入到比例积分微分电路，得到比例积分微分电路的出电压V5；第四步：比例积分微分电路的输出电压V5经过加法器，得到加法器的输出电压V6；第七步：加法器的输出电压V6输入到激光器驱动电路，将该控制电压V6转换成相应的驱动电流，并将该电流加载到激光器上。