本次设计将以单片机作为主控系统,设计合适的相干光通信系统,能够在系统中进行信息码输着这个目的以完成本是设计。

系统结构:

如下图所示:本系统主要是完成相干光前端的信号调制控制和系统同步控制。其中发射端包括生光控制系统和电光控制系统,包括幅度调制和相位调制将是PIC单片机的主要控制工作。

基于PIC单片机的相干光通信系统设计

2.1发射控制模块设计

2.1.1声光控制模块

激光器(SDL5412)发出的是连续光,而在信号传输的过程中需要提供同步时钟以使发送端和接收端能够同步。在本系统设计中,对光源产生的连续激光进行声光调制,产生脉冲光信号,作为接收端的同步信号。

1 声光调制器:

本系统中采用的声光调制器(MT80-B30A1-IR)集成了了声光介质、电声换能器、吸声(或反射)装置等。调制器中所采用的声光晶体为TeO2 。

TeO2晶体是一种具有高品质因数的声光材料,有良好的双折射和旋光性能,沿[110]方向传播的声速慢;具有响应速度快、驱动功率小、衍射效率高、性能稳定可靠等优点。它是制做声光偏转器、调制器、谐振器、可调滤光器等各类声光器件的理想单晶材料。

2 调制信号驱动器:

系统中的声光调制信号由直接数字合成器(DDS)产生,利用DDS信号源可以方便地实现对输出频率和幅度的数字控制。DDS信号源的控制端口有31位频率控制和8位幅度控制。

3 控制模块设计:

控制模块实现对声光调制信号驱动器的控制,使其产生频率为80MHz、幅度为脉冲波的射频信号,以驱动声光调制晶体进行声光调制。

控制模块主要由PIC单片机加外围控制电路实现。由于控制需要的引脚数量较多(31位频率控制,1位频率锁定,8位幅度控制,1位外部触发位,共41位),主控单片机采用PIC系列的来实现,采用2位设置固定频率,8位设置幅度,1位触发。下图2给出声光调制硬件结构图:

电路设计时候首先考虑用变压器降压到合适电压,整流滤波后在通过稳压芯片稳压,集成稳压片输出电源摆动值比较小,合适的集成芯片主要是5V好12V输出的比较多这里面就选择用2个MC7812或者LM7812 提供24V电压,一个MC7805或者LM7805提供5V电压,电路在500MA保持住。

电源模块的电路如图4所示:

PIC控制主要考虑的是控制声光调制器产生一定幅度和频率的脉冲光信号。

声光调制在本系统中有两个作用:把连续激光变成120NS的脉冲光,第一:发送端作为本地载波。第二:接收端作为本地振荡信号,提供时钟。

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