Устройство регулирования режима электрооптического модулятора системы с фазово-импульсной модуляцией Советский патент 1991 года по МПК G02F1/01 

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

Известно устройство регулирования режима электрооптического модулятора, состоящее из фотоприемника, череэ светоделитель связанного с выходI

ным лучом электрооптического модулятора, дифференциального усилителя, один из входов которого через первый фШ1ьт2 нижних частот связан с выходом усилителя,.вход которого соеди-; нен с фотоприемником, второй вход дифференциального усилителя через второй фильтр нижних частот и инвертор свя- зан с выходом усилителя, а выход диф- .

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 разностньй Сигнал на выходе дифференциального усилителя зависит от характера информационной последовательности.

Наиболее близким техническим решением можно считать устройство для регулирования режима электрооптического модулятора системы с фазового-импульсной модуляцией, состоящее из оптически связанных источника излучения, пер вого 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 усилителя через блок коррекции подключен к первому электрическому входу электрооптического модулятора, второй электрический вход которого подключен к выходу формирователя информационного сигнала, и второго фотоприемника.

Недостатком является невысокая точность регулирования при передаче информационной последовательности с переменной диспаритетностью.

Целью изобретения является повьпле- ние точности регулирования при передаче информационной последовательности с переменной диспаритетностью,

Это достигается благодаря тому, что устройство для регулирования режима электрооптического модулятора сиетемы с фазово-импульсной модуляцией, состоящее из оптически связанных источника излучения, первого светоделителя, электрооптического модулятора, второго светоделителя и первого фотоприемни1са, выход которого подключен к первому входу дифференциального усилителя, второй вход которого через интегратор подключен к выходу усилителя, а выход дифференциального уси лителя через блок коррекции подключен кПервому 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 информационного сигнала, а выход коммутатора подключен к входу усилителя, выход генератора поднесущей подключен к первому электрическому входу электрооптического модулятора.

На фиГв приведена схема устройства; на фиг,2,3,4,5 - временные диаграммы работы устройства,

В устройстве источник излучения I, 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 I1 связан с одним из входов дифференциального усилителя 12, второй вход которого соединен с первым фотоприемником 5 в 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 демул1-типлексора 15 связан с формирователем информационного сигнала 16 и с вторым входом модулятора 3, Первый и второй выходы демультиплексора 15 подключены к соответствующим первому и второму управляющим входам коммутатора 9, Работа устройства осуществляется следующим образом, В исходном состоянии сигнал с генератора 14 поступает на первый вход модулятора 3« Рабочая точка модулятора находится на середине линейного участка харак теристики, что соответствует относительному фазовому сдвигу ортогональн 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 амплитудно- модулированньй 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/j-, что приводит к смещению рабочей точки на участок характеристики с противоположным наклоном. Это приводит к изменению фазы модулированного сигнала на 180 (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 ISO (фиг,2,а,б). Термически наведенное двулучепреломли1 ие электрооптического кристалла приводит к дополнительному фазовому сдвигу между ортогональными составляющими луча на выходе модулятора, что приводит к смещению рабочей точки по модуляционной характеристике причем это смещение для лучей на пер вом и втором выходах призмы противоположно. На фиг,3 показаны: а - модулирукяций сигнал поднесущей; б характеристика модулятора по отношению к сигналу, поляризация которого совпадает с поляризацией на входе; в - характеристика модулятора по отно шению к сигналу с поляризацией, орто- гональной поляризации входного сигнала; О - середина линейного участка характеристики; А - величина смещения 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 О соответствует различная величина сигналов на одном и том же выходе призмы 6, На фиг,4 показан процесс модуляции фазы поднесущей при отсутствии смещения рабочей точки за счет естественного двулучепреломления кристалла, а на фиг,5 показан тот же процесс при наличии смещения рабочей точки U , Стробируя первый фотоприемник и интегрируя выходной сигнал, можно получить сигнал, пропорциональный смещению рабочей-точки Д. Для , этого необходимо сравнивать среднее значение сигнала, соответствующих логическим I, с входным оптическим сигналом модулятора и по разности вырабатывать корректирующее напряжение, компенсирующее уход рабочей точки модулятора: Ч Однако такое сравнение позволяет однозначно связать Д и только для последовательности, у которой за период интегрирювания соотношение количества логических 1 О 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, какой символ передается, при передаче 1 входной оптический сигнал сравнивается с сигналом на первом выходе призмы 6, при передаче О - с сигналом на втором вьпсоде. При этом используется тот факт, что смещение рабочей точки модулятора приводит к противоположному измененмо сигналов на первом и втором выхрдах призмы. Демультиплексор 15 осуществляет разделение информационной последовательности на два потока, одна из которых содержит сигналы, соответствующие логическим l, другой - О , При передаче 1 появляется сигнал на первом выходе демультнплексора J5, который поступает на первый управ ляющий вход коммутатора 9. Это вызывает соединение первого сигнального входа, связанного со вторым фотоприем ником 7, с выходом. Сигнал второго фотоприемника 7 поступает через коммутатор 9, усилитель 10 и интегратор П на один из входов дифференциального усилителя 12, на BTOpoii вход которого поступает сигнал С первого фотоприемника 5 При передаче символа О появляется сигнал на втором выходе демультиплексора 15, который- подается на второй управляющий вход коммутатора 9. При этом второй сигнальный вход коммутатора 9 соединяется с его выходом. Сигнал третьего фотоприемника 8, связанного с вто рым выходом призмы 6, подается на вход дифференциального усилителя 12, ,и вырабатывает сигнал, пропорционал ньй среднему значению разности сигна 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 повьшения достоверности информации о положении рабочей точки, которое достигается устранением погрешности, вызванной колебаниями диспаритетности информационного потока. Кроме того, повышение точности регулирования модулятора позволяет устранить переходные процессы при модуляции фазы поднесущей, что увеличивает отнощение сигнал/щум на приемной стороне, В конечном счете увеличение точности регулирования режима модулятора существенно снижает среднюю вероятность ошибки в системе передачи информации с базово-импульсной модуляцией, что обеспечивает конкурентоспособность и экономическую эффективность таких систем в сравнении с традиционными системами радиодиапазона. , . t / 1 / I / I / I ; , / I /. 1 / I / I / /g i ,2 r X fno3H. ,A/l/l/ W b

1

I 4m-wbФиг. 5

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.