长距离光色散补偿装置

技术领域

本发明涉及一种补偿装置，尤其是一种长距离光色散补偿装置。

背景技术

随着通信行业的发展，用户使用体验提高，对于接收的网络信号及视频信号要求更加稳定、增强、高效，进而实现了光纤到户的传输系统。现有的光纤传输系统由前端的卫星接收器、信号调制器、前置放大器、1550nm光发射机、光放大器、终端接收机等设备组成；其中，信号发送的基站到用户一般都有几十公里甚至几百公里，在这么远距离传输存在噪声的汇聚，导致必须在传输过程中增加转换基站，保证信号的完整及失真度，增加转换基站后，会增加施工及检修的难度，同时，增加更多的设备和费用。

目前，市场上还出现了能提高光纤的传输距离的外调制1550nm的光发射机，其实现原理为光调制来改善光传输过程光的色散补偿，但是调试过程需要很强的专业知识工程人员进行调试，操作复杂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种长距离光色散补偿装置，其能能够补偿光纤信号长距离产生的色散噪声，有效确保所需的传输距离并满足传输后的指标，使用操作方便，降低成本，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述长距离光色散补偿装置，包括光色散补偿电路，所述光色散补偿电路包括能进行光色散补偿的第一级补偿电路、第二级补偿电路以及第三级补偿电路，其中，第一级补偿电路、第二级补偿电路以及第三级补偿电路依次连接，且第一级补偿电路还与输入匹配阻抗变换电路连接，第三级补偿电路与输出匹配阻抗变换电路连接。

还包括与输入匹配阻抗变换电路适配连接的射频放大电路以及与输出匹配阻抗变换电路适配连接的调幅补偿电路，所述射频放大电路、调幅补偿电路均与控制电路连接，且通过控制电路还能提供第一级补偿电路、第二级补偿电路以及第三级补偿电路连所需的补偿电压。

所述输入匹配阻抗变换电路包括阻抗变压器T2，所述阻抗变压器T2原边线圈的一端与射频放大电路的输出端连接，阻抗变压器T2原边线圈的另一端接地，阻抗变压器T2副边线圈的一端与电容C12的一端连接，电容C12的另一端与第一级补偿电路连接。

所述第一级补偿电路包括电感L5，电感L5的一端与电容C2的一端、电容C12的一端以及电容C17的一端连接，电容C17的另一端通过电感L8接地，电容C2的另一端接地，电感L5的另一端与电容C8的一端、变容二极管VR1的阴极端以及电容C15的一端连接，电容C8的另一端以及变容二极管VR1的阳极端均接地，电容C15的另一端与变容二极管VR6的阴极端以及电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与电感L9的一端连接，电感L9的另一端接收控制电路输出的补偿电压VC1，且电感L9的另一端与第二级补偿电路连接。

所述第二级补偿电路包括电感L2，电感L2的一端与变容二极管VR1的阴极端连接，电感L2的另一端与变容二极管VR2的阴极端、电感L1的一端、电容C9的一端以及电容C14的一端连接，变容二极管VR2的阳极端接地，电感L1的另一端通过电阻R1接收控制电路提供的补偿电压VC2；电容C14的另一端与电阻R4的一端以及变容二极管VR5的阴极端连接，变容二极管VR5的阳极端接地，电阻R4的另一端与电感L11的一端连接，电感L11的另一端与电感L9的另一端以及电容C23的一端连接，电容C23的另一端接地。

所述第三级补偿电路包括电感L3，电感L3的一端与电容C9的另一端连接，电感L3的另一端与电容C4的一端、电容C10的一端以及电阻R3的一端连接，电容C4的另一端接地，电阻R3的另一端与电容C18的一端连接，电容C18的另一端与变容二极管VR7的阴极端连接，电阻R7的另一端与电感L12的一端连接，电感L12的另一端能接收控制电路提供的补偿电压VC3，且电感L12的另一端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与电容C27的一端以及电感L10的一端连接，电容C27的另一端接地，电感L10的另一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与电容C10的另一端、变容二极管VR3的阴极端以及电感L4的一端连接，电感L4的另一端与变容二极管VR4的阴极端连接，变容二极管VR3的阳极端以及变容二极管VR4的阳极端均接地。

所述输出匹配阻抗变换电路包括阻抗变压器T1，阻抗变压器T1原边线圈的一端与电容C3的一端以及电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电容C1的一端连接，电容C1的另一端以及电容C3的另一端均接地；阻抗变压器T1原边线圈的另一端与电感L6的一端连接，阻抗变压器T1副边线圈的一端与调幅补偿电路连接；电感L6的另一端与电容C16的一端以及电容C5的一端连接，电容C16的另一端接地，电容C5的另一端与第三级补偿电路连接。

调幅补偿电路包括芯片U1，所述芯片U1采用型号为DS1090的芯片，芯片U1的J0端与电阻R10的一端连接，芯片U1的J1端与电阻R11的一端连接，芯片U1的JC0与电阻R3的一端连接，芯片U1的JC1端与电阻R15的一端连接，电阻R10的另一端以及电阻R11的另一端均接地，电阻R13的另一端、电阻R15的另一端连接+3.3V电压且与电容C24的一端连接，电容C24的另一端接地；

芯片U1的GND端接地，芯片U1的Vcc端接收+3.3V电压且与电容C22的一端连接，电容C22的另一端接地；芯片U1的Rset端通过电阻R14接地；芯片U1的OUT端与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端与电位器w1的动端连接，电位器w1还与电感L13的一端以及电容C26的一端连接，电感L13的另一端与电容C25的一端以及电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与电容C19的一端以及电容C20的一端连接，电容C26的另一端、电容C25的另一端以及电容C19的另一端均接地；

电容C20的另一端与电感L7的一端连接，电感L7的另一端与电容C11的一端、电容C7的一端以及电容C13的一端连接，电容C7的一端接地，电容C11的另一端与阻抗变压器T1副边线圈连接，电容C13的另一端与激光器的输入口连接。

所述控制电路包括单片机。

本发明的优点：通过输入匹配阻抗电路、第一级补偿电路、第二级补偿电路、第三级补偿电路以及输出匹配阻抗电路能形成光色散补偿电路，通过光色散补偿电路补偿后，能够补偿光纤信号长距离产生的色散噪声，能有效确保所需的传输距离并满足传输后的指标，提高操作的便捷性，安全可靠。

附图说明

图1为本发明使用状态的结构框图。

图2为本发明光色散补偿电路的电路原理图。

图3为本发明调幅补偿电路的电路原理图。

附图标记说明：1-控制电路、2-射频放大电路、3-光色散补偿电路以及4-调幅补偿电路。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示：为了能有效确保所需的传输距离并满足传输后的指标，提高操作的便捷性，本发明包括光色散补偿电路3，所述光色散补偿电路3包括能进行光色散补偿的第一级补偿电路、第二级补偿电路以及第三级补偿电路，其中，第一级补偿电路、第二级补偿电路以及第三级补偿电路依次连接，且第一级补偿电路还与输入匹配阻抗变换电路连接，第三级补偿电路与输出匹配阻抗变换电路连接。

具体地，通过光色散补偿电路3内的第一级补偿电路、第二级补偿电路以及第三级补偿电路能实现对光传输过程光的色散补偿，在补偿时，通过输入匹配阻抗变换电路能实现输入阻抗的匹配，通过输出匹配阻抗变换电路电路能实现输出阻抗的匹配。

进一步地，还包括与输入匹配阻抗变换电路适配连接的射频放大电路2以及与输出匹配阻抗变换电路适配连接的调幅补偿电路4，所述射频放大电路2、调幅补偿电路4均与控制电路1连接，且通过控制电路1还能提供第一级补偿电路、第二级补偿电路以及第三级补偿电路连所需的补偿电压。

本发明实施例中，控制电路1可以采用单片机等，通过射频放大电路2能进行射频放大，经过射频放大电路2能把不失真的小信号放大处理，达到激光的的最佳激励电平，保证激光器最佳状态工作。一般激光器的电平98～105dBuV左右。由光色散补偿电路3处理后的信号，通过调幅补偿电路4能进了一步改善射频指标，给光纤增加一个可以调制信号进行改善光色散补偿，即增加的调幅补偿电路4为光源的线宽或谱宽提供调整范围。

如图2所示，所述输入匹配阻抗变换电路包括阻抗变压器T2，所述阻抗变压器T2原边线圈的一端与射频放大电路2的输出端连接，阻抗变压器T2原边线圈的另一端接地，阻抗变压器T2副边线圈的一端与电容C12的一端连接，电容C12的另一端与第一级补偿电路连接。

本发明实施例中，射频信号RF IN为经过射频放大电路2放大后的射频信号，经阻抗变压器T2能将将75欧姆变换成50欧姆的射频信号，经过电容C12传输后能实现与第一级补偿电路连接，阻抗变压器T2能实现输入阻抗的匹配。

进一步地，所述第一级补偿电路包括电感L5，电感L5的一端与电容C2的一端、电容C12的一端以及电容C17的一端连接，电容C17的另一端通过电感L8接地，电容C2的另一端接地，电感L5的另一端与电容C8的一端、变容二极管VR1的阴极端以及电容C15的一端连接，电容C8的另一端以及变容二极管VR1的阳极端均接地，电容C15的另一端与变容二极管VR6的阴极端以及电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与电感L9的一端连接，电感L9的另一端接收控制电路1输出的补偿电压VC1，且电感L9的另一端与第二级补偿电路连接。

本发明实施例中，电容C2、电容C8为射频补偿电容，电容C17与电感L8组成LC校正电路，改善整个带宽平坦度，电感L5为线路上的容感抗匹配。电容C8为匹配电容。电感L9为高频电感，补偿电压VC1由控制电路1提供，通过改善变容二极管VR1，变容二极管VR6内部导通性，产生延时进行补偿光色散的时延性。补偿电压VC1的具体大小可以根据实际需要由控制电路1产生，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

进一步地，所述第二级补偿电路包括电感L2，电感L2的一端与变容二极管VR1的阴极端连接，电感L2的另一端与变容二极管VR2的阴极端、电感L1的一端、电容C9的一端以及电容C14的一端连接，变容二极管VR2的阳极端接地，电感L1的另一端通过电阻R1接收控制电路1提供的补偿电压VC2；电容C14的另一端与电阻R4的一端以及变容二极管VR5的阴极端连接，变容二极管VR5的阳极端接地，电阻R4的另一端与电感L11的一端连接，电感L11的另一端与电感L9的另一端以及电容C23的一端连接，电容C23的另一端接地。

本发明实施例中，通过电感L2实现容感抗匹配，电阻R1以及电阻R4为限流电阻，电感L11、电感L1均为高频电感。经过第一级补偿电路补偿后的信号，且第二级补偿电路在补偿电压VC2的作用下能来改变群时延，实现相位校正，达到补偿光纤传输产生的色散，改善好的型号，进入下一级的补偿。

进一步地，所述第三级补偿电路包括电感L3，电感L3的一端与电容C9的另一端连接，电感L3的另一端与电容C4的一端、电容C10的一端以及电阻R3的一端连接，电容C4的另一端接地，电阻R3的另一端与电容C18的一端连接，电容C18的另一端与变容二极管VR7的阴极端连接，电阻R7的另一端与电感L12的一端连接，电感L12的另一端能接收控制电路1提供的补偿电压VC3，且电感L12的另一端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端与电容C27的一端以及电感L10的一端连接，电容C27的另一端接地，电感L10的另一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端与电容C10的另一端、变容二极管VR3的阴极端以及电感L4的一端连接，电感L4的另一端与变容二极管VR4的阴极端连接，变容二极管VR3的阳极端以及变容二极管VR4的阳极端均接地。

本发明实施例中，电感L2以及电感L10均为高频电感，电阻R7以及电阻R12为限流电阻，经过第二级补偿电路补偿后，第三级补偿电路在补偿电压VC3的作用下能进一步地改变群时延，实现相位校正，达到补偿光纤传输产生的色散。此外，电容C9、电容C5以及电容C12的作用为隔直通交。

进一步地，所述输出匹配阻抗变换电路包括阻抗变压器T1，阻抗变压器T1原边线圈的一端与电容C3的一端以及电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与电容C1的一端连接，电容C1的另一端以及电容C3的另一端均接地；阻抗变压器T1原边线圈的另一端与电感L6的一端连接，阻抗变压器T1副边线圈的一端与调幅补偿电路4连接；电感L6的另一端与电容C16的一端以及电容C5的一端连接，电容C16的另一端接地，电容C5的另一端与第三级补偿电路连接。

本发明实施例中，经阻抗变压器T1能转换为75欧姆的射频信号，由电容C3，电容C1和电阻R2进行匹配，即把处理好的信号再传输给调幅补偿电路4。

具体实施时，通过上述第一级补偿电路、第二级补偿电路以及第三级补偿电路进行补偿后，能最大的补偿群时延。，证进入激光器后通过光纤中产生的色散问题。从而实现光纤更远的传输距离。

如图3所示，调幅补偿电路4包括芯片U1，所述芯片U1采用型号为DS1090的芯片，芯片U1的J0端与电阻R10的一端连接，芯片U1的J1端与电阻R11的一端连接，芯片U1的JC0与电阻R3的一端连接，芯片U1的JC1端与电阻R15的一端连接，电阻R10的另一端以及电阻R11的另一端均接地，电阻R13的另一端、电阻R15的另一端连接+3.3V电压且与电容C24的一端连接，电容C24的另一端接地；

芯片U1的GND端接地，芯片U1的Vcc端接收+3.3V电压且与电容C22的一端连接，电容C22的另一端接地；芯片U1的Rset端通过电阻R14接地；芯片U1的OUT端与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端与电位器w1的动端连接，电位器w1还与电感L13的一端以及电容C26的一端连接，电感L13的另一端与电容C25的一端以及电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与电容C19的一端以及电容C20的一端连接，电容C26的另一端、电容C25的另一端以及电容C19的另一端均接地；

电容C20的另一端与电感L7的一端连接，电感L7的另一端与电容C11的一端、电容C7的一端以及电容C13的一端连接，电容C7的一端接地，电容C11的另一端与阻抗变压器T1副边线圈连接，电容C13的另一端与激光器的输入口连接。

具体地，由于光纤传输的波长不同，会产生一些不同的偏差，从而导致补偿有差异，达不到1500-1600nm的全通道传输。因而，每次不同的激光器要求选用不同的色散补偿电压。为了改善上述问题，通过调幅补偿电路4能增加调节信号的带宽，实现可调节的光源的线宽，实现光源的调节谱宽，实现频域法。

本发明实施例中，通过调幅补偿电路4进了一步改善射频指标。给光纤增加一个可以调制信号进行改善光色散补偿，增加的调幅补偿电路4为光源的线宽或谱宽提供调整范围。

具体实施时，电位器W1由控制电路1提供相应的分压电压，根据不同的传输光纤长度进行调试幅度。芯片U1的供电电压为+3.3V，通过芯片U1能产生一个频率信号，经过电位器与单片机输入电压进行分压调整输出频率信号幅度。经过电感L13与电容C25组成一个谐振电路，再经过电阻R8，电容C19组成的高通滤波器，经过电容C20与电感L7组成的LC电路，加载到射频信号中，实现频域法调整。

以上描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。