[发明专利]一种延时干涉仪工作点的控制装置及其控制方法

说明书

技术领域

 本发明有关一种延时干涉仪工作点的控制装置及其控制方法，特别是指一种能使接收的光信号自适应实时控制在最佳点的延时干涉仪工作点的控制装置及其控制方法。

背景技术

在光纤通信领域的高速长距离的传输系统中，采用传统的强度调制技术很难达到要求。目前长距传输中普遍采用了相位调制技术，在发射端一般运用了马赫曾德外调制技术，而在接收端采用延时干涉仪（DLI），通过光的干涉将光的相位信息转化成强度信息，完成光的相位解调。对于当前的相位延时干涉仪，大部分都是通过调节内部的Heater（加热电阻）来控制温度的变化，促使延时干涉仪光中心频率的对齐。但是，由于接收光的波长和功率都会存在波动的变化，而直接影响延时干涉仪的解调性能。同样，器件在运行过程中，外部环境温度的变化也会造成光中心频率的慢慢偏离，从而使得延时干涉仪的理想控制点从预设点处产生漂移。当发生严重漂移时，接收到的光信号甚至无法恢复出原有的强度信息，所以必须实现干涉仪工作点的稳定控制。现有技术寻找延时干涉仪工作点速度较慢，而且需要外部系统提供反馈信息来控制工作点，设计复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种防止接收光波长和功率的变化，以及环境温度的影响造成延时干涉仪工作点偏移的延时干涉仪工作点的控制装置及其控制方法。

为达到上述目的，本发明提供一种延时干涉仪工作点的控制装置，其包括依次连接的TIA（跨阻放大器）电路，滤波放大电路，误差信号比较电路，积分电路及驱动放大电路，该驱动放大电路输出端连接延时干涉仪的加热电阻，该控制装置还包括有可调直流电压电路与低频信号发生电路，该可调直流电压电路连接该积分电路的输出端，该低频信号发生电路的两输出端分别连接该积分电路输出端与该误差信号比较电路，其中该TIA电路是将平衡探测器高速PD（光电二极管）输出光生电流转化成电压信号；该滤波放大电路是检测出低频信号f成分并放大；该误差信号比较电路检测误差信号的相位信息，并输出相位误差信号；积分电路对相位的误差信号进行积分调节；该可调直流电压电路为直流电压可调节电路，调节延时干涉仪的加热电阻的电压工作范围；该低频信号发生电路的作用是对低频信号幅度调节；该驱动放大电路是用电流信号驱动延时干涉仪的加热电阻。

所述滤波放大电路主要包括有依次连接的无源低通滤波器、比例运放器、带通滤波器、有源低通滤波器，所述平衡探测器高速PD将光信号转化成电流信号，该信号包含了从延时干涉仪加热电阻端口输入的低频信号f成分，所述TIA电路将电流信号转换成可处理电压信号，再经过该无源低通滤波器滤除高频成分，经过该比例运放器将该信号放大通过该带通滤波器再次进行滤波处理，滤除高频和低频的噪声部分，再经该有源低通滤波器得到所述低频信号f。

所述误差信号比较电路包括反相器与相位误差比较器，该反相器的输出端连接该相位误差比较器的输入端，同时该反相器的输入端还直接连接该相位误差比较器的另一输入端，所述低频信号f经过该反相器反相后输入到该相位误差比较器，同时该低频信号f还直接输入到该相位误差比较器，所述低频信号发生电路产生的低频方波信号控制该相位误差比较器的电容开关，来控制是正相输出还是反相输出，该相位误差比较器输出相位误差信号。

该控制装置还包括有复位电路与监控电路，所述积分电路与该复位电路并联连接，所述积分电路的输出端通过该监控电路连接该复位电路，该复位电路完成对延时干涉仪的加热电阻工作电压管脚重置复位，该监控电路主要是对积分电路的输出电压进行监视，超过其工作电压范围，完成复位。

所述复位电路由相连接的窗口比较器与模拟开关芯片组成，其中该模拟开关芯片的一输入端连接所述积分电路的输入端，该模拟开关芯片的输出端连接所述积分电路的输出端，该监控电路连接该窗口比较器的输入端。

该控制装置还包括有可调直流电压电路，该可调直流电压电路连接所述积分电路的输出端，该可调直流电压电路为直流电压可调节电路，调节延时干涉仪的加热电阻的电压工作范围。

所述低频信号发生电路由相连接的单片机和数字电位器组成，该单片机产生低频方波信号，并可调节方波的频率；该数字电位器可以调节方波信号的幅度。

本发明还提供一种延时干涉仪工作点的控制方法，该方法包括：

（1）延时干涉仪接收相位调制的光信号，通过低频信号发生电路产生一个低频方波信号输入到延时干涉仪的加热电阻的控制管脚；

（2）利用平衡探测器高速PD将光信号转换为光电流信号，该光电流信号里包含了所需要控制的低频信号，还包括高频信号部分；