Устройство регулирования режима электрооптического модулятора системы с фазово-импульсной модуляцией

 

УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМА ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОГО МОДУЛЯТОРА СИСТЕМЫ С ФАЗОВО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ , состоящее из оптически связанных источника излучения, первого светоделителя , электрооптического модулятора , второго светоделителя и первого фотоприемника, выход которого подключен к первому входу дифференциального усилителя, второй вход ко ,торого через интегратор подключен к выходу усилителя, а выход дифференциального усилителя через блок коррекции подключен к первому электрическому входу электрооптического модулятора , второй электрический вход которого подключен к выходу формировате-. ля информационного сигнала, и второго фотоприемника, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности регулирования при передаче информационной последовательности с переменной диспаритетностью, в него дополнительно введены двулучепреломляющая призма, третий фотоприемник, демультиплексор, коммутатор и генератор подне сущей, причем вход призмы.оптически связан с вторым све тоделителем , первьй выход призмы оптически связан с вторым фотоприемником, выход которого подключен к первому сигнальному входу коммутатора, второй сигнапьньй вход которого подключен к входу третьего фотоприемника, оптичес (О ки связанного с вторым входом призмы, при этом первый и второй управляющие входы коммутатора подключены к соот- :ветствующим выходам демультиплексора, |вход которого подключен к выходу формирователя информационного сигнала, выход коммутатора подключен к входу усилителя, выход генератора подиесущей подключен к первому электрическог му входу электрооптического модулятора .

11)1

СО)03 СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1

С 02 F 1/О1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3567362/25 (22) 17,03.83 (46) 30.03.91 Бюп, № 12. (71) Институт электроники АН БССР (72) А,А,Визнер (53) 535„8(088,8) (56) Патент США № 4253734, кл. G Oi J i/32, опубл. 1980 °

Патент СНА № 4162398, кл. С 01 J 1 /32, опубл. 1980, (54)(57) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМА ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОГО МОДУЛЯТОРА

СИСТЕМЫ С ФАЗОВО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, состоящее из оптически связанных источника излучения, первого светоделителя, электрооптического модулятора, второго светоделителя и первого фотоприемника, выход которого подключен к первому входу дифференциального усилителя, второй вход ко,торого через интегратор подключен к выходу усилителя, а выход дифференциального усилителя через блок коррекции подключен к первому электрическому входу электрооптического модулятора, второй электрический вход которого подключен к выходу формировате-.

Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано при создании оптических систем передачи информации с фазово-импульсной модуляцией.

Известно устройство регулирования режима электрооптического модулятора, состоящее из фотоприемника, черев светоделитель связанного с выходля информационного сигнала, и второго фотоприемника, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения точности регулирования при передаче информационной последовательности с переменной диспаритетностью, в .него дополнительно введены двулучепреломляющая призма, третий фотоприемник, демультиплексор, коммутатор и генератор поднесущей, причем вход призмы.оптически связан с вторым светоделителем, первый выход призмы оптически связан с вторым фотоприемником, выход которого подключен к первому сигнальному входу коммутатора, второй сигнальный вход которого подключен к . g входу третьего фотоприемника, оптически связанного с вторым входом призмы, при этом первый и второй управляющие входы коммутатора подключены к соот:ветствующим выходам демультиплексора, вход которого подключен к выходу формирователя информационного сигнала, выход коммутатора подключен к входу усилителя, выход генератора поднесущей подключен к первому электрическог му входу электрооптического модулятора, ! ным лучом электрооптического модуля- тора, дифференциального усилителя, один из входов которого через первый фильтр нижних частот связан с выходом усилителя,.вход которого соединен с фотоприемником, второй вход диф-. ференциального усилителя через второй фильтр нижних частот и инвертор связан с выходом усилителя, а выход диф1136632 ференциального усилителя соединен с входом модулятора.

Недостатком такого устройства является низкая точность регулирования, возникающая за счет того, что рабочая точка модулятора принудительно смещается на половину периода характеристики модулятора при передаче сигнала логической единицы и нуля, а это приводит к тому,,что разностный сигнал на выходе дифференциального усилителя зависит от характера информационной последовательности

Наиболее близким техническим реше- 15 нием можно считать устройство для регулирования режима электрооптического модулятора системы с фазового-импульсной модуляцией, состоящее из оптически связанных источника излучения, пер-2п вого светоделителя, электрооптического модулятора, второго светоделителя и первого фотоприемника, выход которого подключен к первому входу дифференциального усилителя, второй вход 25 которого через интегратор подключен к выходу усилителя, а выход дифференциального усилителя через блок коррекции подключен к первому электрическому входу электрооптического модулято- 3О ра, второй электрический вход которого подключен к выходу формирователя информационного сигнала, и второго фотоприемника, Недостатком является невысокая точ-35 ность регулирования при передаче информационной последовательности с переменной диспаритетностью, Целью изобретения является повышение точности регулирования при пере- 4О даче информационной последовательности с переменной диспаритетностью.

Это достигается благодаря тому, что устройство для регулирования режима электрооптического модулятора сис- 45 темы с фазово-импульсной модуляцией, состоящее из оптически связанных источника излучения, первого светоделителя, электрооптического модулятора, второго светоделителя и первого фотоприемника, выход которого подключен к первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого через интегратор подключен к выходу усилителя, а выход дифференциального уси-5 лителя через блок коррекции подключен к первому электрическому входу электрооптического модулятора, второй электрический вход которого подключен к выходу формирователя информационного сигнала, и второго фотоприемника, дополнительно содержит двулучепреломляющую призму, третий фотоприемник, демультиплексор, коммутатор, генератор поднесущей, причем вход призмы оптически связан с вторым светоделителем, первый выход призмы оптически связан с вторым фотоприемником, выход которого подключен к первому сигнальному входу коммутатора, второй сигнальный вход которого подключен к выходу третьего фотоприемника, оптически .связанного с вторым выходом призмы, при этом первый и второй управляющие входы коммутатора подключены к соответствующим входам демультиплексора, вход которого подключен к выходу формирователя инфор мационного сигнала, а выход коммутатора подключен к входу усилителя, выход генератора поднесущей подключен к первому электрическому входу электрооптического модулятора.

На фиг,l приведена схема устройства; на фиг ° 2,3,4,5 — временные диа« граммы работы устройства, 1

E устройстве источник излучения

1, первый светоделитель 2, электрооптический модулятор 3 и второй светоделитель 4 связаны оптически последовательно. На пути второго луча первого светоделителя 2 установлен первый фотоприемник 5, на пути второго луча второго светоделителя 4 установлена двулучепреломляющая призма 6. С одним их выходных лучей призмы 6 оптически связан второй фотоприемник 7, а другим — третий фотоприемник 8 Выходы второго и третьего фотоприемников связаны соответственно с первым и вторым сигнальными входами коммутатора 9. Выход коммутатора 9 через усилитель 10 и интегратор 11 связан с одним из входов дифференциального усилителя 12, второй вход которого соединен с первым фотоприемником 5. Выход дифференциального усилителя 12 через блок коррекции

13 связан с одним из входов модулятора 3 ° С этим же входом связан генератор сигнал» поднесущей 14 ° Вход демул)-типлексора 15 связан с формирователем информационного сигнала l6 и с вторым входом модулятора 3 ° Первый и второй выходы демультиплексора 15 подключены к соответствующим первому

6632

15

5 113 и второму управляющим входам коммутатора 9 °

Работа устройства осуществляется следующим образом, В исходном состоянии сигнал с генератора l4 поступает на первый вход модулятора 3, Рабочая точка модулятора находится на середине линейного участка характеристики, что соответствует относительному фазовому сдвигу ортогонально поляризованных составляющих луча на выходе модулятора (90 ). Соответственно, средние значения сигналов на обоих выходах двулучепреломляющей призмы 6 одинаковы. Призма осуществляет преобразование поляризационной модуляции в амплитудную. В результате на ее выходах имеется амплитудномодулированный оптический сигнал, Частота модуляции равна частоте сигнала поднесущей (фиг.2). При передаче сигнала, соответствующего логической единице, с выхода формирователя информационного сигнала 16 на второй вход модулятора 3 подается перепад напряжения величиной, равной полуволновому напряжению U, что приводит к смещению рабочей точки на участок характеристики с противоположным наклоном, Это приводит к изменению фазы модулированного сигнала на о

l 80 (фиг 2, в, г) . Если за этим следует передача логического нуля, сигнал на выходе формирователя информационного сигнала равен нулю, рабочая точка модулятора 3 возвращается в исходное состояние, фаза выходного сигнала вновь изменяется на 180 (фиг.2,а,б). Термически наведенное двулучепреломление электрооптического кристалла приводит к дополнительному фазовому сдвигу между ортогоиальными составляющими луча на выходе модулятора, что приводит к смещению рабочей точки по модуляционной характеристике, причем это смещение для лучей на первом и втором выходах призмы противо.положно, На фиг,З показаны: а - мо- дулирующий сигнал поднесущей, бхарактеристика модулятора по отношению к сигналу, поляризация которого совпадает с поляризацией на входе; в - характеристика модулятора по отношению к сигналу с поляризацией, ортогональной поляризации входного сигнала; 0 - середина линейного участка характеристики; Ь - величина смеще,ния рабочей точки относительно середины линейного участка, Если на входе модулятора 3 присутствует только синусоидальный сигнал поднесущей, информацию об истинном положении рабочей точки можно извлечь, сравнивая сигналы на выходах призмы 6 между собой либо один из них с сигналом на входе модулятора 3 ° Однако, как указывалось ранее, модуляция фазы поднесущей осуществляется путем принудительного смещения рабочей точки модулятора, Для этого на другой вход последнего подают перепады напряжения величиной, равной полуволновому напряжению.

При этом одному и тому же смещению рабочей точки при передаче "1" и при передаче "0 соответствует различная величина сигналов на одном и том же выходе призмы 6. На фиг.4 показан процесс модуляции фазы поднесущей нри отсутствИи смещения рабочей точки за счет естественного двулучепреломления кристалла, а.на фиг ° 5 показан тот же процесс при напичии смещения рабочей точки d . Стробируя первый фотоприемник и интегрируя выходной сигнал, можно получить сигнал, пропорциональный смещению рабочей. точки

Д. Для,. этого необходимо сравнивать среднее значение сигнала, соответствующих логическим "1", с входным оптическим сигналом модулятора и по разности вырабатывать корректирующее напряжение, компенсирующее уход рабочей точки модулятора: UÄÄÄ y(d)

Однако такое сравнение позволяет однозначно связать Q u U „только для последовательности, у которой за период интегрирования соотношение количества логических "l" "0" остается неизменным, Если это условие не соблюдается, результат интегрирования зависит от количества логических

"1" за время интегрирования. Для исключения указанного явления сигнал на входе модулятора сравнивается с одним из выходных сигналов призмы в зависимости .от того, каком символ передается, при передаче "l" входной оптический сигнал сравнивается с сигналом на первом выходе призмы 6, при передаче "0" - с сигналом на втором вйходе, При этом используется тот факт, что смещение рабочей точки модулятора приводит к противоположному изменению сигналов на первом и втором выходах призмы.

11 3 б632

Демультиплексор 15 осуществля т разделение информационной последовательности на два потока, одна as ко-торых содержит сигналы, соответствующие логическим "1", другой - "О" °

При передаче "l" появляется сигнал на первом выходе демультиплексора

l5, который поступает на первый управ" ляющий вход коммутатора 9. Это вызывает соединение первоГо сигнального входа, связанного со вторым фотоприемником 7, с выходом. Сигнал второго фотоприемника 7 поступает через коммутатор 9, усилитель 10 и интегра- 15 тор 11 на один из входов дифференциального усилителя 12, на второй вход которого поступает сигнал C первого фотоприемника 5, При передаче символа "О" появляется сигнап на вто- 20 ром выходе демультиплексора 15, который подается на второй управляющий вход коммутатора 9. При этом второй сигнальный вход коммутатора 9 соединяется с его выходом, Сигнал третье- 25 го фотоприемника 8, связанного с вторым выходом призмы 6, подается на вход дифференциального усилителя 12, .и вырабатывает сигнал, пропорциональный среднему значению разности сигна- 3р ю лов фотоприемников, который несет информацию о смещении рабочей точки модулятора 3 ° Этот сигнал подается на второй вход модулятора 3 и компенсирует смещение рабочей точки.

Данное устройство позволяет повысить точность регулирования режима электрооптического модулятора за счет повышения достоверности информации о положении рабочей точки, которое достигается устранением погрешности, вызванной колебаниями диспьритетности информационного потока. Кроме того, повышение точности регулирования модулятора позволяет устранить переходные процессы при мо;., дуляции фазы поднесущей, что увеличивает отношение сигнал/шум на приемной стороне, В конечном счете увеличение точности регулирования режима модулятора существенно снижает среднюю вероятность ошибки в системе передачи информации с фазово-импульсной модуляцией, что обеспечивает конкурентоспособность и экономическую эффективность таких систем в сравнении с традиционными системами радиодиапазона. иг.

1136632.ll36632

Техред А.Кравчук Корректор Н. Ревская

Редактор С,Титова

Заказ 1062 Тираж.336 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101