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传输高稳定原子钟信号的光纤模拟通信系统
来源:本站整理  作者:佚名  2010-04-08 18:19:08




2.2 系统原理
    光纤模拟通信系统通常由光发送机、光接收机以及光纤信道3部分组成。光发送机主要实现模拟电信号的输入,模拟调制激光器,电光转换后送人光纤。光接收机实现从光纤接收光信号,经光电转换,放大滤波后恢复模拟为电信号输出。光纤信道是光信号传输的介质载体,可远程传输光信号。
2.2.1 专用设备原理框图
    专用光纤模拟通信设备包括专用光发送机和专用光接收机。其原理框图分别如图1,图2所示。此外,专用光发送机和专用光接收机中所用到的供电电源均采用专门设计的低噪线性稳压电源。

2.2.2 频率稳定性分析
    实现模拟光纤系统,主要考虑参数有:载噪比、带宽和传输系统中的非线性引起的信号失真。因此,这也是影响原子钟5 MHz正弦信号10 ms短期频率稳定度的主要原因。原子钟5 MHz正弦信号是高稳定信号,10 ms短期频率稳定度达2x10-10,经模拟线性传输其基频频率不变,但受系统各种噪声干扰,光器件的非线性失真及光纤线路上的反射、色散等因素影响,时钟频率信号相位改变,且产生谐波分量,最终导致时钟信号频率稳定度降低。因此,在光纤模拟通信系统中,影响原子钟5 MHz正弦信号lO ms短期频率稳定度的主要因素有:激光发射模块中光源的稳定性、激光调制的非线性及电路噪声;PIN光探测模块中的非线性和噪声;光纤连接器接头的光反射;光纤的色散;电子电路的非线性、噪声及电磁干扰;输入输出的电信号由于阻抗不匹配而引起的反射。
    当然,光纤的折射率会随温度变化而改变,但这是一个缓慢的过程,其对原子钟5 MHz正弦信号的10 ms短期频率稳定度的影响可忽略不计。
2.2.3 专用设备电路设计
    为尽量减少光纤模拟通信系统在传输高稳定原子钟5 MHz正弦信号过程中对其产生的劣化,应选用稳定可靠,非线性失真小,低噪声的光器件和集成电路,并在专用光纤模拟通信设备的电路设计中注意电子电路的非线性、噪声及电磁干扰,从而尽量提高系统的载噪比和线性度。专用光发送机电路设计的重点是激光发射模块电路。图3为激光发射模块电路原理框图。

    激光发射模块电路的主要特点为:光源的中心波长为1 310 nm,输出光功率大于4 mW,光谱宽度小于0_3 nm,边模抑制比大于30 dB,载噪比大于50 dB,二阶失真小于-61 dBc。三阶失真小于-65 dBc,平坦度为±1 dB,带宽为45~750 MHz,光纤耦合反射小,还有预失真补偿、APC功率控制和ATC温度控制(带制冷器TEC)等辅助电路,减少激光发射模块电路的非线性失真,降低噪声,稳定工作。

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