Генератор оптических импульсов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 Н О1 8 3 19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3975123/24-25 (22) 04.11.85 (46) 30.01.90. Бюл. К - 4 (72) Н.А.Войло, М.Д.Фиштейн и Н.П.Шевченко (53) 621.375.8(088.8) (56) Техническое описание генератора оптических и электрических импульсов

ОГ5-87, ГВ3.268.000ТО, с. 50, 56, 63.

Gruber J Electronic. Cirmits For.

High — Bit — Rate à digital Fiber

-. Optic Communication Systems, IEEE

Transections on Communications, 1978, 26, Ф 7, р.1088-1099. (54) ГЕНЕРАТОР ОПТИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ (56) Изобретение относится к измерительной технике и цифровой технике световодной связи..Целью изобретения является повышение частоты следования импульсов, а также упрощение генератора и повышение стабильности оптического сигнала. Генератор оптических импульсов содержит измеритель скважности входных импульсов, управляемый генератор и коммутатор. Установка токов смещения и модуляции производится с помощью цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) с регистрами запоминания входных данных, управляемыми

Изобретение относится,к измерительной технике, а именно технике связи, и может быть использовано .в цифровых световодных системах связи и передачи информации, а также во

„Л0„„1355073 А 1 устройством управления. ЦАП подключены к источникам тока смещения и тока модуляции, а последние соединены с входом формирователя электрических импульсов и лазерным диодом. Цифровые коды,.подаваемые на ЦАП, формируются устройством управления на основе анализа состояния компараторов верхнего и нижнего уровня фотосигнала. Сигнал на компараторы подается с фотоусилителя, к входу которого подключен контрольный фотодиод. Оптическое излучение на фотодиод может подаваться как через оптический ответвитель, так и с задней грани лазерного диода. По окончании предварительной установки токов модуляции и смещения лазерного диода регистры данных ЦАП запоминают их значения, а коммутатор подключает вход устройства к формирователю. электрических импульсов. Стабильность мощности оптических импульсов может быть повьппена включением между фотоусилителем и устройством управления последовательно соединенных интегратора и аналого-цифрового преобразователя. При этом обеспечивается стабилизация средней мощности излучения в процессе преобразования входного сигнала. 2 з.п.ф-лы, 1 ил. всех областях, где в качестве источ- ников оптического излучения применяются полупроводниковые лазеры.

Цель изобретения — повьппение частоты следования импульсов, а также!

355073 упрощение генератора и повышение стабильности мощности оптического сигнала.

На чертеже представлена схема ге5 нератора оптических импульсов, Генератор состоит из формирователя 1 электрических импульсов, источника тока модуляции 2, источника тока смещения 3, лазерного диода 4, оптического ответвителя 5, фотодиода 6. фотоусилителя 7, компаратора 8 верхнего уровня, компаратора 9 нижнего уровня, коммутатора IO измерителя скважности 11, управляемого генератора 12, первого цифроаналогового преобразователя 13, второго цифроаналогового преобразователя 14, устройства управления 15, регистра запоми-. нания данных 16 первого преобразоватепя 13 регистра запоминания 17 и шины данных 18.

Генератор работает следующим образом.

Входные электрические импульсы . поступают через коммутатор 10 на формирователь 1 электрических импульсОВ, формирователь электрических импульсов нормирует входные импульсы по амплитуде и форме и подает их на лазерный диод в качестве сигнала, мо-дулирующего оптическое излучение. Амплитуда модулируюцего сигнала 1м д задается истОчникОМ тОка модуляции 2.

Для обеспечения максимального быстродействия и повторения оптическим сигналом формы электрических импульсов от источника тока смещения 3 на лазерный диод подается постоянный ток смещения I, который должен не"коль-. „ ко превышать пороговый ток лазерного диода I „ . Установка необходимых значений тока модуляции и тока смещения осуществляется цифроаналоговыми преобразователями 13 и !4 соответственно.

При изменении температуры окружающей среды в процессе старения лазерного диода изменяются его пороговый ток и наклон вать-амперной характеристики. Это может привести к изменению амплитуды оптических импульсов и глубины модуляции оптического сигнала Исключением этого нежелательного

55 явления служит система обратной связи, в состав которой входит оптический ответвитель 5, который подает часть излучения лазерного диода на фотодиод 6, линейно преобразующий его в электрический сигнал.

Электрический сигнал усиливается фотоусилителем, что обеспечивает возможность функционирования компараторов 8 и 9 верхнего и нижнего уровней фотосигнала. Компаратор 9 нижне—

ro уровня фотосигнала срабатывает при достижении мощности оптического сигнала уровня, соответствующего порогоному току, а компаратор верхнего уровня фотосигнала — при достижении моцности оптического сигнала уровня, соответствующего номинальному значению тока модуляции. Сигналы компараторов па шине данных 18 подаются на цифровое устройство управления 15, которое через регистры запоминания данных 16, 17 и цифроаналоговые преобразователи задает ток смещения и ток модуляции.

Устройство управления 15 представляет собой контролер, который может быть построен на микропроцессоре.

Снизить требования к быстродействию фотодиода, фотоусилителя и КоМ параторов и тем. самым повысить быстродействие всего устройства позволяет предварительная установка тока смещения и тока модуляции лазерного диода. Она проводится с помощью измерителя скважности l!, управляемого генератора 12 и коммутатора 10. Коммутатор 10 подключает к входу формирователя импульсов выход генератора

12 импульсов с управляемой скважностью. Измеритель скважности 1! измеряет скважность О входного сигнала устройства и устанавливает скважность

Ц импульсов управляемого генератора 12 равную скважности входного сигнала. При этом частота генератора

12 импульсов заведомо не превышает быстродействия фотодиода, фотоусилителя и компараторов, так как может быть задана сколь угодно низкой. При выполнении условия Q1 = Q сохраняются все тепловые процессы в лазерном диоде и система обратной связи устанавливает токи смещения и модуляции в соответствии с температурой окружающей среды, характером ватт-амперной характеристики лазерного диода и джоулевым теплом, выделяемым на его кристалле.

По окончании процесса предварительной установки регистры запоминания данных цифроаналоговых преоб5 135507 разователей запоминают цифровые коды, соответствующие требуемым значениям тока модуляции и тока смещения и управляющее устройство переключает коммутатор 10 в состояние, когда входной

5 сигнал устройства подается на вход формирователя электрических импульсов 1. При этом обеспечивается установка амплитуды выходных оптических импульсов и постоянного излучения, определяемого пороговым током, вблизи номинальных значений, заданных уровнями срабатывания компараторов.

Генератор может быть упрощен исключением оптического ответвителя 5 и установкой фотодиода вблизи заднего зеркала (грани) лазерного диода.

Стабильность амплитуды оптических 20 импульсов можно повысить введением последовательно соединенных интегратора и дополнительного аналого-цифрового преобразователя между выходом, фотоусилителя 7 и шиной данных 18 ус- 25 тройства управления.

Формула изобретения

1. Генератор оптических импульсов, содержащий лазерный диод, к которому подключен формирователь электрических импульсов, фотодиод, оптически связанный с лазерным диодом и подключенный к входу фотоусилителя, компараторы верхнего и нижнего уровней фотосигнала, входы которых соединены с выходом фотоусилителя, источник тока смещения, подключенный к лазерному диоду и источник тока модуляции. под- р0 ключенный к второму входу формирователя электрических импульсов, о т— л и ч а ю щ и и с. я тем, что, с целью повышения частоты следования импульсов, в него введены коммутатор, управляемый генератор, измеритель скважности входных импульсов, первый и второй цифроаналоговые преобразователи с регистрами запоминания данных и устройство управления, причем выход компаратора соединен с входом формирователя электрических импульсов, вход измерителя скважности соединен с первым входом коммутатора, а, выход — с входом управляемого генератора, выход которого соединен с вторым входом коммутатора, выходы первого и второго цифроаналоговых преобразователей подключены к соответствующим входам источника тока модуляции и смещения, а входы регистров .запоминания данных цифроаналоговых преобразователей соединены с шиной данных устройства управления, к которой подключены выходы компараторов верхнего и нижнего уровней, при этом адресные выходы устройства управления соединены с соответствующими входами управления коммутатора компараторов и регистров запоминания данных цифроаналоговых преобразователей.

2. Генератор по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью упрощения устройства, фотодиод оптически связан с задней гранью лазерного диода.

3. Генератор по пп.1, п.2, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности мощности оптического сигнала, в него введены последовательно соединенные интегратор и дополнительный аналого-цифровой преобразователь, причем вход интегратора подключен к выходу фотоусилителя, а выходы дополнительного аналогоцифрового преобразователя соединены с шиной устройства управления, 1355073

Составитель Ю. Маслобоев

Редактор,Т.Шагова Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Палий

Заказ 157 Тираж 393 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