CN110850607B 有效 一种级联电光调制器偏置电压控制方法及控制器
技术领域 [0001]本发明涉及电光调制技术领域,特别是涉及一种级联电光调制器偏置电压控制方法及控制器。 背景技术 [0002]光调制器用于将射频信号和激光器输出的光载体调制在一起,形成光信号,其中,光调制器在光纤通信及光纤传感领域有着极为广泛的应用。电光调制器在不同偏置电压条件下的响应出现呈余弦函数形状。为了使电光调制器工作在不同的工作点,并呈现特定的响应状态,可以向光调制器输出偏置电压。 [0003]但是由于光调制器对于工作环境的变化极为敏感,工作环境的改变,例如温度变化,湿度变化,机械振动等等,会导致光调制器工作点偏移会无法保证调制器的调制性能,因此需要针对环境的变化改变施加给光调制器不同的偏置电压,这种技术被称为偏置电压控制技术。 [0004]在现有技术中,偏置电压控制器通过在调制器上输出直流电压及抖动信号,对单一电光调制器的工作点进行微调。但对于调制器级联的应用场景,这类型的偏置电压控制器容易受到系统干扰,且无法同时自动调节两级电光调制器,并且操作复杂,稳定性差。 发明内容 [0005]本发明实施例提供一种级联电光调制器偏置电压控制方法及控制器,其能够提高偏置电压控制器的稳定性。 [0006]为解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种级联电光调制器偏置电压控制方法,包括: [0007]分别向第一级电光调制器输出消光比最大点第一工作偏置电压及第一导频信号、向第二级电光调制器输出消光比最大点第二工作偏置电压及第二导频信号,其中,所述第一级电光调制器与所述第二级电光调制器级联; [0008]采集第五光信号,其中,所述第五光信号由级联的所述第一级电光调制器根据所述第一工作偏置电压和所述第一导频信号、所述第二级电光调制器根据所述第二工作偏置电压和所述第二导频信号进行调制后而得到的; [0009]将所述第五光信号转换为第五电信号; [0010]通过第二滤波模块提取所述第一导频信号的谐波分量,并通过第三滤波模块提取所述第二导频信号的谐波分量; [0011]根据所述谐波分量计算所述谐波分量的谐波振幅和偏移相位; [0012]根据偏移相位,结合误差反馈系数、所述工作偏置电压及所述谐波振幅,分别计算出新第一工作偏置电压和新第二工作偏置电压; [0013]将所述新第一工作偏置电压迭代第一工作偏置电压、所述新第二工作偏置电压迭代第二工作偏置电压,重新返回分别向第一级电光调制器输出消光比最大点第一工作偏置电压及第一导频信号、向第二级电光调制器输出消光比最大点第二工作偏置电压及第二导频信号步骤。 [0014]可选地,所述误差反馈系数包括第一误差反馈系数和第二误差反馈系数,在所述分别向所述第一级电光调制器输出第一工作偏置电压及第一导频信号、向所述第二级电光调制器输出第二工作偏置电压及第二导频信号之前,还包括: [0015]计算所述第一级电光调制器的第一误差反馈系数和第一导频信号及所述第二级电光调制器的第二误差反馈系数和第二导频信号。 [0016]可选地,所述计算第一级电光调制器的第一误差反馈系数和第一导频信号、第二级电光调制器的第二误差反馈系数和第二导频信号,包括: [0017]分别计算所述第一级电光调制器和第二级电光调制器的最大和最小功率工作点偏置电压; [0018]向所述第一级电光调制器输出扫描偏置电压,并向所述第二级电光调制器输出所述第二级电光调制器的最小功率工作点对应的偏置电压; [0019]采集经过所述第一级电光调制器根据所述扫描偏置电压进行调制后输出的第三光信号; [0020]将所述第三光信号转化为第三电信号; [0021]通过第一滤波模块过滤所述第三电信号,输出第三直流信号; [0022]根据所述第三直流信号,计算第一级电光调制器工作点的工作偏置电压和半波电压; [0023]根据所述半波电压,计算所述第一级电光调制器的第一误差反馈系数和第一导频信号; [0024]向所述第二级电光调制器输出扫描偏置电压,并向所述第一级电光调制器输出所述第一级电光调制器的最小功率工作点对应的偏置电压; [0025]采集经过所述第二级电光调制器根据所述扫描偏置电压进行调制后输出的第四光信号; [0026]将所述第四光信号转化为第四电信号; [0027]通过第一滤波模块过滤所述第四电信号,输出第四直流信号; [0028]根据所述第四直流信号,计算第二级电光调制器工作点的工作偏置电压和半波电压; [0029]根据所述半波电压,计算所述第二级电光调制器的第二误差反馈系数和第二导频信号。 [0030]可选地,所述分别计算所述第一级电光调制器和第二级电光调制器的最大和最小功率工作点偏置电压,包括: [0031]向所述第一级电光调制器输出扫描偏置电压; [0032]采集经过所述第一级电光调制器根据所述扫描偏置电压进行调制后输出的第一光信号; [0033]将所述第一光信号转化为第一电信号; [0034]通过第一滤波模块过滤所述第一电信号,输出第一直流信号; [0035]根据所述第一直流信号,计算所述第一级电光调制器的最大及最小功率工作点偏置电压; [0036]向所述第二级电光调制器输出扫描偏置电压,并向所述第一电光调制器输出最大功率工作点对应的偏置电压; [0037]采集经过所述第二级电光调制器根据所述扫描偏置电压进行调制后输出的第二光信号; [0038]将所述第二光信号转化为第二电信号; [0039]通过第一滤波模块过滤所述第二电信号,输出第二直流信号; [0040]根据所述第二直流信号,计算所述第二级电光调制器的最大及最小功率工作点偏置电压。 [0041]可选地,所述根据所述第二直流信号,计算所述第二级电光调制器的最大及最小功率工作点偏置电压之后,还包括: [0042]分别向所述第一和第二电光调制器输出对应的最大功率工作点对应的偏置电压; [0043]采集经过所述第一级电光调制器与所述第二级电光调制器级联输出的第六光信号; [0044]将所述第六光信号转化为第六电信号; [0045]通过第一滤波模块过滤所述第六电信号,输出第六直流信号; [0046]计算所述第六直流信号中的最大值与预设直流阈值之间的比例系数; [0047]根据所述比例系数计算第一放大模块的增益系数; [0048]向所述第一放大模块输出所述第一放大模块的增益系数。 [0049]可选地,所述第三直流信号还用于计算第二放大模块的增益系数,包括: [0050]计算所述第三直流信号中的最大值与预设谐波增益阈值之间的比例系数; [0051]根据所述比例系数计算所述第二放大模块的增益系数; [0052]向所述第二放大模块输出所述第二放大模块的增益系数。 [0053]可选地,所述第四直流信号还用于计算第三放大模块的增益系数,包括: [0054]计算所述第四直流信号中的最大值与预设谐波增益阈值之间的比例系数; [0055]根据所述比例系数计算所述第三放大模块的增益系数; [0056]向所述第三放大模块输出所述第三放大模块的增益系数。 [0057]可选地,所述根据所述谐波分量计算所述谐波分量的谐波振幅和偏移相位,包括: [0058]获取预存的一组正交的正弦信号与余弦信号,其中,所述正弦信号与所述导频信号的相位相同,所述余弦信号与所述导频信号相位相差九十度; [0059]使用所述谐波分量分别与所述正弦信号和所述余弦信号相乘,得到一组正交分量; [0060]对所述一组正交分量作滤波处理,得到一组正交的直流分量,将所述一组正交的直流分量作为所述谐波振幅; [0061]通过所述谐波振幅计算所述偏移相位。 [0062]可选地,所述将所述新第一工作偏置电压迭代第一工作偏置电压、所述新第二工作偏置电压迭代第二工作偏置电压,包括: [0063]判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最大值; [0064]若是,将所述新工作偏置电压与偶数倍的半波电压作减法运算,得到新临时偏置电压并将所述新工作偏置电压更新为所述新临时偏置电压,并返回判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最大值的步骤,直至所述新临时偏置电压小于所述最大值; [0065]若否,判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最小值,若小于最小值,将所述新工作偏置电压与偶数倍的半波电压作加法运算,得到新临时偏置电压并将所述新工作偏置电压更新为所述新临时偏置电压,并返回判断判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最小值的步骤,直至所述新临时偏置电压大于所述最小值。 [0066]在第二方面,本发明实施例提供一种级联电光调制器偏置电压控制器,包括: [0067]光电转换模块,用于将电光调制器输出端光纤分路器中的光信号转换为电信号,作为所述偏置电压控制器的反馈信号输入; [0068]信号放大滤波模块,与所述光电转换电路连接,用于将所述电信号进行放大滤波,并输出直流信号供后级计算; [0069]处理器模块,与所述信号放大滤波电路连接,用于执行控制程序及算法; [0070]输出模块,与所述处理器模块连接,所述处理器模块通过对应的输出模块输出工作偏置电压; [0071]其中,所述处理器模块用于执行上述任一项所述的基于级联电光型光调制器自动偏置电压控制方法。 [0072]在本发明实施方式中,分别向第一级电光调制器输出第一工作偏置电压及第一导频信号、向第二级电光调制器输出第二工作偏置电压及第二导频信号,采集由级联的第一级电光调制器和第二级电光调制器进行调制后的光信号作为反馈信号,通过分析反馈信号的成分,分别计算第一级电光调制器和第二级电光调制器的工作偏置电压,并通过输出工作偏置电压来使两级电光调制器工作在最佳的工作点。通过同时输出不同频率和幅度的导频信号至两级电光调制器,可避免级联控制器中两个光调制器导频的相互干扰,保证了级联系统中电路工作的稳定性。 附图说明 [0073]一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。 [0074]图1为本发明实施例提供的一种级联电光调制器偏置电压控制系统结构框图; [0075]图2为本发明实施例提供的一种级联电光调制器偏置电压控制方法的流程图; [0076]图3为本发明实施例提供的一种级联电光调制器偏置电压控制方法的流程图; [0077]图4为本发明实施例提供的一种级联电光调制器偏置电压控制方法的流程图; [0078]图5为本发明实施例提供的一种级联电光调制器偏置电压控制方法的流程图; [0079]图6为本发明实施例提供的一种级联电光调制器偏置电压控制方法的流程图; [0080]图7为本发明实施例提供的一种级联电光调制器偏置电压控制方法的流程图; [0081]图8为本发明实施例提供的一种级联电光调制器偏置电压控制方法的流程图; [0082]图9为本发明实施例提供的一种级联电光调制器偏置电压控制器的硬件结构图。 具体实施方式 [0083]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。 [0084]请参阅图1,如图所示,级联电光调制器偏置电压控制系统100包括激光光源101、射频电信号102、第一级电光调制器103、第二级电光调制器104、光纤分路器105及偏置电压控制器106。 [0085]其中,激光光源101用于输出激光信号。 [0086]第一级电光调制器103和第二级电光调制器104级联,射频电信号102分别输出至第一级电光调制器103和第二级电光调制器104,激光信号和射频电信号经过级联的第一级电光调制器103和第二级电光调制器104调制,将射频电信号附带在激光信号上变成光信号,以实现光通信。 [0087]光纤分路器105与第二级电光调制器104连接,用于采集由级联的第一级电光调制器103和第二级电光调制器104调制后的部分激光信号作为反馈信号。可以理解的,也可以在每级电光调制器的输入端分别接入光纤分路器,以分别采集各级电光调制器调制后的激光信号作为各级的反馈信号。 [0088]偏置电压控制器106与所述光纤分路器105连接,用于接收光纤分路器105的反馈信号,根据所述反馈信号分别计算出第一级电光调制器103和第二级电光调制器104的新工作偏置电压;同时,偏置电压控制器106还分别与第一级电光调制器103和第二级电光调制器104相连,偏置电压控制器106将计算得到的新工作偏置电压分别输出至第一级电光调制器103和第二级电光调制器104,以使第一级电光调制器103和第二级电光调制器104根据新工作偏置电压工作,从而稳定了电光调制器的输出,减少外界对其影响。 [0089]请参阅图2,本发明实施例提供一种级联电光调制器偏置电压控制方法,包括: [0090]S201、分别向第一级电光调制器输出消光比最大点第一工作偏置电压及第一导频信号、向第二级电光调制器输出消光比最大点第二工作偏置电压及第二导频信号,其中,所述第一级电光调制器与所述第二级电光调制器级联; [0091]S202、采集第五光信号; [0092]其中,所述第五光信号由级联的所述第一级电光调制器根据所述第一工作偏置电压和所述第一导频信号、所述第二级电光调制器根据所述第二工作偏置电压和所述第二导频信号进行调制后而得到的。 [0093]S203、将所述第五光信号转换为第五电信号; [0094]S204、通过第二滤波模块提取所述第一导频信号的谐波分量,并通过第三滤波模块提取所述第二导频信号的谐波分量; [0095]其中,通过第二滤波模块和第三滤波模块过滤出来的谐波分量,分别代表第一级电光调制器上第一导频信号的谐波分量和第二级电光调制器上第二导频信号的谐波分量。 [0096]S205、根据所述谐波分量计算所述谐波分量的谐波振幅和偏移相位; [0097]其中,根据所述第一导频信号的谐波分量计算所述第一导频信号的谐波分量的谐波振幅和偏移相位,根据所述第二导频信号的谐波分量计算所述第二导频信号的谐波分量的谐波振幅和偏移相位。 [0098]具体的,系统中也可以预先存储有一组正交的正弦信号和余弦信号,该正弦信号与抖动信号相位相同,该余弦信号与抖动信号相差为九十度,谐波分量分别与正弦信号和余弦信号相乘,得到一组正交分量,该组正交分量通过数字低通滤波器过滤出得到一组正交的直流分量,该组直流分量值就是谐波分量的谐波振幅,通过谐波振幅可计算偏移相位。 [0099]分别计算第一导频信号和第二导频信号谐波分量的谐波振幅和偏移相位,可分别探测出第一级电光调制器和第二级电光调制器的工作点误差。 [0100]S206、根据偏移相位,结合误差反馈系数、所述工作偏置电压及所述谐波振幅,分别计算出新第一工作偏置电压和新第二工作偏置电压; [0101]偏移相位是用于决定新偏置电压的偏移方向,具体的,新工作偏置电压的值的计算公式,如下: [0102]V(t)=V(t-1)±p*Vf [0103]V(t)为新偏置电压值,V(t-1)为当前工作偏置电压,p为误差反馈系数,Vf为谐波分量的谐波振幅,偏移相位决定V(t-1)与p*Vf是相加还是相减。 [0104]可以理解的,上述计算公式为新工作偏置电压计算的通用公式,用来分别计算新第一工作偏置电压和新第二工作偏置电压,将相应的参数带入上述公式计算,即可以得到相应电光调制器的新工作偏置电压。比如,计算新第一工作偏置电压时,上述公式中的V(t-1)为第一电光调制器的的当前工作偏置电压,p为第一误差反馈系数,Vf为第一导频信号的谐波分量的谐波振幅;同理的,计算新第二工作偏置电压时,上述公式中的V(t-1)为第二电光调制器的的当前工作偏置电压,p为第二误差反馈系数,Vf为第二导频信号的谐波分量的谐波振幅。 [0105]S207、将所述新第一工作偏置电压迭代第一工作偏置电压、所述第二新工作偏置电压迭代第二工作偏置电压,重新返回S201步骤。 [0106]在本发明实施例中,分别向第一级电光调制器输出第一工作偏置电压及第一导频信号、向第二级电光调制器输出第二工作偏置电压及第二导频信号,采集由级联的第一级电光调制器和第二级电光调制器进行调制后的光信号作为反馈信号,通过分析反馈信号的成分,分别计算第一级电光调制器和第二级电光调制器的工作偏置电压,并通过输出工作偏置电压来使两级电光调制器工作在最佳的工作点。通过同时输出不同频率和幅度的导频信号至两级电光调制器,可避免级联控制器中两个光调制器导频的相互干扰,保证了级联系统中电路工作的稳定性。 [0107]可以理解的,在初始启动系统时,向电光调制器输出扫描偏置电压,以计算所述第一级电光调制器的第一误差反馈系数和第一导频信号及所述第二级电光调制器的第二误差反馈系数和第二导频信号,请参阅图3,包括: [0108]S301、分别计算所述第一级电光调制器和第二级电光调制器的最大和最小功率工作点偏置电压; [0109]其中,请参阅图4,步骤S301又包括: [0110]S3011、向所述第一级电光调制器输出扫描偏置电压; [0111]S3012、采集经过所述第一级电光调制器根据所述扫描偏置电压进行调制后输出的第一光信号; [0112]S3013、将所述第一光信号转化为第一电信号; [0113]S3014、通过第一滤波模块过滤所述第一电信号,输出第一直流信号; [0114]S3015、根据所述第一直流信号,计算所述第一级电光调制器的最大及最小功率工作点偏置电压; [0115]S3016、向所述第二级电光调制器输出扫描偏置电压,并向所述第一电光调制器输出最大功率工作点对应的偏置电压; [0116]S3017、采集经过所述第二级电光调制器根据所述扫描偏置电压进行调制后输出的第二光信号; [0117]S3018、将所述第二光信号转化为第二电信号; [0118]S3019、通过第一滤波模块过滤所述第二电信号,输出第二直流信号; [0119]S3020、根据所述第二直流信号,计算所述第二级电光调制器的最大及最小功率工作点偏置电压。 [0120]S302、向所述第一级电光调制器输出扫描偏置电压,并向所述第二级电光调制器输出所述第二级电光调制器的最小功率工作点对应的偏置电压; [0121]S303、采集经过所述第一级电光调制器根据所述扫描偏置电压进行调制后输出的第三光信号; [0122]S304、将所述第三光信号转化为第三电信号; [0123]S305、通过第一滤波模块过滤所述第三电信号,输出第三直流信号; [0124]S306、根据所述第三直流信号,计算第一级电光调制器工作点的工作偏置电压和半波电压; [0125]S307、根据所述半波电压,计算所述第一级电光调制器的第一误差反馈系数和第一导频信号; [0126]S308、向所述第二级电光调制器输出扫描偏置电压,并向所述第一级电光调制器输出所述第一级电光调制器的最小功率工作点对应的偏置电压; [0127]S309、采集经过所述第二级电光调制器根据所述扫描偏置电压进行调制后输出的第四光信号; [0128]S310、将所述第四光信号转化为第四电信号; [0129]S311、通过第一滤波模块过滤所述第四电信号,输出第四直流信号; [0130]S312、根据所述第四直流信号,计算第二级电光调制器工作点的工作偏置电压和半波电压; [0131]S313、根据所述半波电压,计算所述第二级电光调制器的第二误差反馈系数和第二导频信号。 [0132]其中,扫描偏置电压的数量为多个,第三直流信号和第四直流信号分别与扫描偏置电压之间一一对应,因此,第三直流信号和第四直流信号的数量也分别为多个,并且,第三直流信号和第四直流信号的数量分别与扫描偏置电压的数量相同。在向第一级电光调制器和第二级电光调制器分别输出一个扫描偏置电压后,获得一个第三直流信号和第四直流信号,再向光调制器输出下一个扫描偏置电压后,又分别获得一个第三直流信号和第四直流信号,直至所有扫描偏置电压都输出完成,例如:在-10伏到10伏的区间上以0.1伏的间隔快速扫描输出扫描偏置电压,扫描偏置电压被输出到电光调制器的偏置电压端口,扫描偏置电压的改变会引起光调制器输出的变化,进而引第三直流信号和第四直流信号的变化。 [0133]通过对多个第三直流信号以及第四直流信号进行曲线拟合可得到相应调制器的输出曲线,然后根据该曲线可准确计算第一级电光调制器和第二级电光调制器工作点的初始工作偏置电压以及半波电压。其中,半波电压是指扫描偏置电压过程中,调制器输出曲线最小点及相邻的最大点对应的偏置电压差值;导频信号是指一个单一特定频率特定幅度的正弦信号,其振幅的大小与半波电压的大小有关。误差反馈系数的数值等于半波电压与偏置电压控制器预定常数之积。可以理解的,在计算出第一级电光调制器和第二级电光调制器工作点的初始工作偏置电压以及半波电压之后,分别向第一级电光调制器和第二级电光调制器输出对应的导频信号和初始工作偏置电压,以计算出下一个新工作偏置电压。 [0134]在本发明实施例中,通过分别向第一级电光调制器和第二级电光调制器输出数量多个的扫描偏置电压,并将采集的多个直流信号拟合得到相应电光调制器的输出曲线,根据相应的输出曲线得到电光调制器工作点的工作偏置电压和半波电压,进而根据对应的半波电压计算出第一级电光调制器的第一误差反馈系数和第一导频信号、第二级电光调制器的第二误差反馈系数和第二导频信号,以使第一级电光调制器和第二级电光调制器根据不同的导频信号进行工作,避免了导频信号之间的混叠,提高了级联电光调制系统的稳定性。 [0135]在一些实施例中,在计算新工作偏置电压时,为避免新工作偏置电压过高或过低,降低损坏光调制器的风险,影响光调制器的调制性能,偏置电压控制器还对计算得到的新工作偏置电压进行检测,当新工作偏置电压过高或过低时,主动将新工作偏置电压进行回调,请参阅图5,将新工作偏置电压进行回调,包括以下步骤: [0136]S501、判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最大值; [0137]S502、若是,将所述新工作偏置电压与偶数倍的半波电压作减法运算,得到新临时偏置电压并将所述新工作偏置电压更新为所述新临时偏置电压,并返回判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最大值的步骤,直至所述新临时偏置电压小于所述最大值; [0138]S503、若否,判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最小值,若小于最小值,将所述新工作偏置电压与偶数倍的半波电压作加法运算,得到新临时偏置电压并将所述新工作偏置电压更新为所述新临时偏置电压,并返回判断判断所述新工作偏置电压是否大于预设电压阈值范围中的最小值的步骤,直至所述新临时偏置电压大于所述最小值。 [0139]其中,半波电压就是光调制器工作曲线的半周期对应的电压,半波电压的偶数倍则好为光调制器工作曲线的1个周期对应的电压,或者光调制器工作曲线的周期倍数对应的电压,优选的,半波电压的偶数倍为半波电压的2倍,则加减2倍半波电压就是加减一个周期对应的电压。在本实施例中,通过判断新工作偏置电压是否超出预设电压阈值范围,在判断新工作偏置电压超出预设电压阈值范围,进行回调,并在回调后再将新工作偏置电压作为工作偏置电压输出至电光调制器,从而能够防止工作偏置电压过高或过低,进一步保证电光调制器的稳定性。 [0140]初始时,向第一级电光调制器和第二级电光调制器分别输出扫描偏置电压,为了使滤波器接收到的电信号相一致,方便后续处理,在将光信号转换为电信号时,通过放大器进行放大电信号,并可以通过调整放大器的放大系数,使滤波器接收电信号相一致。 [0141]其中,放大模块包括第一放大模块、第二放大模块及第三放大模块,第一放大模块用于放大反馈信号;第二放大模块与第一放大模块连接,用于放大第一放大模块的输出信号;第三放大模块与第二放大模块连接,用于放大第二放大模块的输出信号。在计算新工作偏置电压之前,需要先分别获取第一放大模块、第二放大模块及第三放大模块的电路增益系数,具体的,请参阅图6,获取第一放大模块的电路增益系数包括: [0142]S601、分别向所述第一和第二电光调制器输出对应的最大功率工作点对应的偏置电压; [0143]S602、采集经过所述第一级电光调制器与所述第二级电光调制器级联输出的第六光信号; [0144]S603、将所述第六光信号转化为第六电信号; [0145]S604、通过第一滤波模块过滤所述第六电信号,输出第六直流信号; [0146]S605、计算所述第六直流信号中的最大值与预设直流阈值之间的比例系数; [0147]S606、根据所述比例系数计算第一放大模块的增益系数; [0148]S607、向所述第一放大模块输出所述第一放大模块的增益系数。 [0149]第二放大模块的电路增益系数由上述实施例中的第三直流信号计算得到,请参阅图7,包括: [0150]S701、计算所述第三直流信号中的最大值与预设谐波增益阈值之间的比例系数; [0151]S702、根据所述比例系数计算所述第二放大模块的增益系数; [0152]S703、向所述第二放大模块输出所述第二放大模块的增益系数。 [0153]第三放大模块的电路增益系数由上述实施例中的第四直流信号计算得到,请参阅图8,包括: [0154]S801、计算所述第四直流信号中的最大值与预设谐波增益阈值之间的比例系数; [0155]S802、根据所述比例系数计算所述第三放大模块的增益系数; [0156]S803、向所述第三放大模块输出所述第三放大模块的增益系数。 [0157]本发明又提供一种级联电光调制器偏置电压控制器的实施例。请参阅图9,级联电光调制器偏置电压控制器900包括:光电转换模块901、信号放大滤波模块902、处理器模块904及输出模块904。 [0158]其中,光电转换模块901用于将光纤分路器中的光信号转换为电信号,比如,光电转换模块901用于将经过电光调制器调制后输出的第五光信号转换为第五电信号。 [0159]信号放大滤波模块902,与光电转换模块901连接,用于将光电转换模块901输出的电信号经过放大、滤波处理后,输出直流信号或交流信号,供后级进行计算。 [0160]其中,信号放大滤波模块902包括第一放大模块9021、第一滤波模块9022、第一采集模块9023、第二放大模块9024、第二滤波模块9025、第二采集模块9026、第三放大模块9027、第三滤波模块9028、第三采集模块9029。 [0161]第一放大模块9021,与光电转换模块901连接,该模块包含增益可调放大电路,用于放大由光电转换模块901转换的电信号;第一滤波模块9022,与第一放大模块9021连接,该模块包含第一低通滤波器,用于滤除由第一放大模块9021输出的放大信号中的交流成分,提取出直流信号;第一采集模块9023与第一滤波模块9022连接,该模块包含模拟-数字转换器(ADC),用于采集第一滤波模块9022输出的直流信号。 [0162]第二放大模块9024,与第一放大模块9021,该模块包含增益可调放大电路,用于放大第一放大模块9021输出的电信号;第二滤波模块9025,与第二放大模块9024连接,该模块包含第一带通滤波器,用于提取第二放大模块9024输出的第一导频一次谐波交流信号;第二采集模块9026与第二滤波模块9025连接,该模块包含模拟-数字转换器(ADC),用于采集第一导频一次谐波信号。 [0163]第三放大模块9027,与第二放大模块9024,该模块包含增益可调放大电路,用于放大第二放大模块9024输出的电信号;第三滤波模块9028,与第三放大模块9027连接,该模块包含第二带通滤波器,用于提取第三放大模块9027输出的第二导频一次谐波交流信号;第三采集模块9029与第三滤波模块9028连接,该模块包含模拟-数字转换器(ADC),用于采集第二导频一次谐波信号。 [0164]处理器模块903,与所述信号放大滤波模块902连接,用于执行控制程序及算法。 [0165]初始时,处理器模块903向第一级电光调制器和第二级电光调制器根据多个扫描偏置电压调制后的反馈信号,经过第一放大模块9021将反馈信号进行放大、第一滤波模块9022从放大信号中提取直流信号,并由第一采集模块9023采集直流信号输出至处理器模块,其中,所述直流信号包括多个周期并连续的直流曲线;将多个直流曲线作曲线拟合处理,得到所述目标电光调制器的输出响应曲线,并根据输出响应曲线,计算初始的工作偏置电压及半波电压,还根据半波电压计算第一级电光调制器的第一误差反馈系数及第一导频信号的振幅、第二级电光调制器的第二误差反馈系数及第二导频信号的振幅。 [0166]向第一级电光调制器和第二级电光调制器分别输出对应的初始工作偏置电压及导频信号,根据偏移相位,结合误差反馈系数、所述初始的工作偏置电压及所述谐波振幅,分别计算出新第一工作偏置电压和新第二工作偏置电压,将所述新第一工作偏置电压迭代第一工作偏置电压、所述第二新工作偏置电压迭代第二工作偏置电压,并将第一工作偏置电压输出至第一级电光调制器,将第二工作偏置电压输出至第二级电光调制器。 [0167]处理器模块903还采集第二滤波模块9025输出的第一导频信号的谐波分量和第三滤波模块9028输出的第二导频信号的谐波分量,用于计算新的第一工作偏置电压和第二工作偏置电压,以进行不断调节施加在第一级电光调制器和第二级电光调制器上的偏置电压。 [0168]为了防止新工作偏置电压过高或者过低,还可以对新工作偏置电压进行检测,则在处理器模块903根据偏移相位,结合误差反馈系数、工作偏置电压和谐波振幅,计算新偏置电压步骤之后,处理器模块903判断新偏置电压是否在电压阈值范围内,若新工作偏置电压小于电压阈值范围的最小值,则处理器模块903将新工作偏置电压与半波电压的偶数倍之和作为新工作偏置电压,若新工作偏置电压大于电压阈值范围的最大值,则处理器模块903将新工作偏置电压与半波电压的偶数倍之差作为新工作偏置电压。 [0169]在处理器模块903计算新工作偏置电压之前,需要先分别获取第一放大模块、第二放大模块及第三放大模块的电路增益系数。通过向所述第二电光调制器输出最大功率工作点对应的偏置电压;采集经过所述第一级电光调制器与所述第二级电光调制器级联输出的第六光信号;在光电转换模块901将所述第六光信号转化为第六电信号;通过第一滤波模块过滤所述第六电信号,输出第六直流信号;计算所述第六直流信号中的最大值与预设直流阈值之间的比例系数;根据所述比例系数计算第一放大模块的增益系数。计算由第一滤波模块输出的第三直流信号中的最大值与预设谐波增益阈值之间的比例系数;根据比例系数计算所述第二放大模块的增益系数。计算由第一滤波模块输出的第四直流信号中的最大值与预设谐波增益阈值之间的比例系数;根据比例系数计算所述第三放大模块的增益系数。 [0170]输出模块904,与处理器模块903连接,其中,输出模块904包括第一输出模块9041和第二输出模块9042。第一输出模块9041,该模块包含数字-模拟转换器(DAC)及电压放大电路,用于输出第一直流偏置电压及第一导频信号至第一级电光调制器;第二输出模块9042,该模块包含数字-模拟转换器(DAC)及电压放大电路,用于输出第二直流偏置电压及第二导频信号至第二级铌酸锂电光调制器。 [0171]在本发明实施例中,分别向第一级电光调制器输出第一工作偏置电压及第一导频信号、向第二级电光调制器输出第二工作偏置电压及第二导频信号,采集由级联的第一级电光调制器和第二级电光调制器进行调制后的光信号作为反馈信号,通过分析反馈信号的成分,分别计算第一级电光调制器和第二级电光调制器的工作偏置电压,并通过输出工作偏置电压来使两级电光调制器工作在最佳的工作点。通过同时输出不同频率和幅度的导频信号至两级电光调制器,可避免级联控制器中两个光调制器导频的相互干扰,保证了级联系统中电路工作的稳定性。 [0172]以上所述仅为本发明的实施方式,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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