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铌酸锂MZ调制器是光纤通信系统中常用的外调制器件之一,但是MZ调制器存在最佳偏置电压点会随着环境温度等因素的影响而发生漂移的问题,为了改善MZ调制器的电光调制特性以提高整个光纤通信系统的性能,本文采用基于导频信号的最佳偏置电压控制系统来对MZ调制器的最佳偏置电压点进行检测和偏置电压控制。 本文通过对MZ调制器的传递函数进行公式推导得到了在任意信号输入情况下输出信号的表达通式,然后从频谱的角度对通式进行分析,得出MZ调制器的输出信号主要由输入信号的基波分量、二次谐波交调分量和三次谐波交调分量组成,且各分量的大小均与MZ调制器的偏置电压及本征相位有关,且二次谐波失真分量及基波分量与最佳偏置电压点的漂移量密切相关,当MZ调制器处于最佳偏置电压点时,二次谐波失真分量为0,基波分量最大;当MZ调制器的最佳偏置电压点发生漂移时,二次谐波失真分量开始增大,而基波分量开始减小,且变化的大小都与最佳偏置电压点漂移量的正弦或者余弦成正比。 基于上述规律,提出基于导频信号的MZ调制器最佳偏置控制系统,输入的导频信号是一个已知量,只要在MZ调制器的输出端对其基波分量和二次谐波分量进行检测就能求出最佳偏置电压点的漂移量,然后进行偏置控制。首先对系统进行输入输出分析和Matlab仿真,主要分析导频信号(含两个频率)经过MZ调制器后的输出信号的频谱,得到基波和二次谐波失真分量的频率及幅值大小,其中待检测的二次谐波失真分量含有一个低频信号,这有利于后级电路的检测。然后进行器件选型、功能电路和DSP软件程序设计,采用抑制载波双边带调制的方法产生导频信号;由于二次谐波失真分量在最佳偏置电压点附近的值很小,采用锁定放大器对其进行检测。 最后,论文做了相关的实验来测试器件和功能电路,并且对系统进行了联调。实验结果表明,该基于导频信号的MZ调制器最佳偏置电压点控制系统能够有效地检测最佳偏置电压点的漂移情况,并对偏置电压进行控制。