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基于光纤传输的延时系统设计

时间:2016-04-07 21:19:15  来源:  浏览量:


2延时系统设计

一个完整的延时系统包括电信号的延时和功率控制功能,基于光纤传输的延时系统包括输入衰减器、延时光路、输出衰减器和控制模块,系统框图如图1所示。



2.1功率控制模块设计

延时系统的功率控制模块由输入衰减器和输出衰减器组成。由于延时光路中,进行电-光转换的直调激光器的输入功率范围较小,最大不超过15 dBm,且在0 dBm功率时的性能达到最佳。而雷达、通信应用中射频电信号的功率一般比较大,需要前置同轴衰减器来减小输入功率,将其控制在直调激光器的输入范围内并靠近0 dBm.在延时系统前端加输入衰减器的作用,还能够减小输入功率对光纤延时精度影响。因为所有材料的折射率都随着光强的增大而增加,而通过输入衰减器将入射信号的功率保持在0 dBm,则可避免光纤的非线性折射率效应对延时精度的影响。

在雷达系统的设计中,经常要求延时系统能够模拟电磁波信号在空间中的传播损耗,公式为:W=30log(1/R)dB.W为传波损耗,R为电磁波传播距离,单位为m.光纤传输的损耗约为0.2 dB/km,因此,在延时系统的输出端,需要采用可调同轴衰减器,实现功率控制功能。由于同轴衰减器采用同种介质制作,信号经过不同衰减的路程相同,所以信号延时的一致性较好。

2.2控制模块设计

延时系统的控制模块主要实现延时量的改变,程控衰减器的控制,状态指示以及人机交互(或者上位机通讯)。典型电路采用LM89C51单片机芯片设计实现上述功能,控制模块电路原理框图及控制程序流程图如图2所示。

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