傳輸高穩(wěn)定原子鐘信號(hào)的光纖模擬通信系統(tǒng)
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2．2 系統(tǒng)原理
光纖模擬通信系統(tǒng)通常由光發(fā)送機(jī)、光接收機(jī)以及光纖信道3部分組成。光發(fā)送機(jī)主要實(shí)現(xiàn)模擬電信號(hào)的輸入，模擬調(diào)制激光器，電光轉(zhuǎn)換后送人光纖。光接收機(jī)實(shí)現(xiàn)從光纖接收光信號(hào)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換，放大濾波后恢復(fù)模擬為電信號(hào)輸出。光纖信道是光信號(hào)傳輸的介質(zhì)載體，可遠(yuǎn)程傳輸光信號(hào)。
2．2．1 專(zhuān)用設(shè)備原理框圖
專(zhuān)用光纖模擬通信設(shè)備包括專(zhuān)用光發(fā)送機(jī)和專(zhuān)用光接收機(jī)。其原理框圖分別如圖1，圖2所示。此外，專(zhuān)用光發(fā)送機(jī)和專(zhuān)用光接收機(jī)中所用到的供電電源均采用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的低噪線性穩(wěn)壓電源。本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/188604.htm
2．2．2 頻率穩(wěn)定性分析
實(shí)現(xiàn)模擬光纖系統(tǒng)，主要考慮參數(shù)有：載噪比、帶寬和傳輸系統(tǒng)中的非線性引起的信號(hào)失真。因此，這也是影響原子鐘5 MHz正弦信號(hào)10 ms短期頻率穩(wěn)定度的主要原因。原子鐘5 MHz正弦信號(hào)是高穩(wěn)定信號(hào)，10 ms短期頻率穩(wěn)定度達(dá)2x10-10，經(jīng)模擬線性傳輸其基頻頻率不變，但受系統(tǒng)各種噪聲干擾，光器件的非線性失真及光纖線路上的反射、色散等因素影響，時(shí)鐘頻率信號(hào)相位改變，且產(chǎn)生諧波分量，最終導(dǎo)致時(shí)鐘信號(hào)頻率穩(wěn)定度降低。因此，在光纖模擬通信系統(tǒng)中，影響原子鐘5 MHz正弦信號(hào)lO ms短期頻率穩(wěn)定度的主要因素有：激光發(fā)射模塊中光源的穩(wěn)定性、激光調(diào)制的非線性及電路噪聲；PIN光探測(cè)模塊中的非線性和噪聲；光纖連接器接頭的光反射；光纖的色散；電子電路的非線性、噪聲及電磁干擾；輸入輸出的電信號(hào)由于阻抗不匹配而引起的反射。
當(dāng)然，光纖的折射率會(huì)隨溫度變化而改變，但這是一個(gè)緩慢的過(guò)程，其對(duì)原子鐘5 MHz正弦信號(hào)的10 ms短期頻率穩(wěn)定度的影響可忽略不計(jì)。
2．2．3 專(zhuān)用設(shè)備電路設(shè)計(jì)
為盡量減少光纖模擬通信系統(tǒng)在傳輸高穩(wěn)定原子鐘5 MHz正弦信號(hào)過(guò)程中對(duì)其產(chǎn)生的劣化，應(yīng)選用穩(wěn)定可靠，非線性失真小，低噪聲的光器件和集成電路，并在專(zhuān)用光纖模擬通信設(shè)備的電路設(shè)計(jì)中注意電子電路的非線性、噪聲及電磁干擾，從而盡量提高系統(tǒng)的載噪比和線性度。專(zhuān)用光發(fā)送機(jī)電路設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是激光發(fā)射模塊電路。圖3為激光發(fā)射模塊電路原理框圖。
激光發(fā)射模塊電路的主要特點(diǎn)為：光源的中心波長(zhǎng)為1 310 nm，輸出光功率大于4 mW，光譜寬度小于0_3 nm，邊模抑制比大于30 dB，載噪比大于50 dB，二階失真小于-61 dBc。三階失真小于-65 dBc，平坦度為±1 dB，帶寬為45~750 MHz，光纖耦合反射小，還有預(yù)失真補(bǔ)償、APC功率控制和ATC溫度控制(帶制冷器TEC)等輔助電路，減少激光發(fā)射模塊電路的非線性失真，降低噪聲，穩(wěn)定工作。
評(píng)論