iXblue 設計,生產和出品光學調製器給不同的應用領域,包括:光通訊,脈衝激光,光纖傳感,射頻光纖模塊(RoF),每(měi)種應用使用不同的調製方式:
· 光通訊通常需要數字調製。例如,非歸零碼(NRZ)的0和1編碼的長時間隨(suí)機分布
· 脈衝激光需要周(zhōu)期性的脈衝產生,可(kě)產生占空比低的短的方形波或任意波形。
· 射頻光纖模塊(RoF) 和雷達信號需要模(mó)擬調製,信號需要在載波上呈現任(rèn)意振幅變化
所有上述調製信號均來自特定(dìng)的電子信號發生器,光學調製器需盡可能(néng)的無變化的轉化(huà)這些(xiē)電子信號到光學信號。
我們的光學調製器一般分為3個主要的係列:
· 馬赫(hè)-曾德爾(Mach-Zehnder) 振幅調製器,
· 相位調製器
· I&Q 調製器(兩個平行的Mach-Zehnder調製器嵌入一個合路內)
這些(xiē)調製(zhì)器都通過他們的半(bàn)波電壓Vp表征。對於振幅調(diào)製器,它表示從開至關狀態所需要的電壓。對於相位調製器,它是要(yào)得到一個p相位變化(huà)的必須(xū)的電壓。通常Vp是指要得到最大動態範圍調製所需的電壓,調製器Vp電壓一(yī)般在4-6V。
調製器驅動器(qì)介紹:
調製器驅動器是(shì)高寬帶放大器,基於砷化镓(jiā)(GaAs)技術和分布式放大器拓撲的單片微波(bō)集成電路(MMIC), 用於驅動調(diào)製(zhì)器使之工作在最高(gāo)性能的(de)條件下。iXblue設(shè)計的放大器,特別注意封裝,這是為了優化散熱功能和避免內部共振頻率(lǜ),機械(xiè)設計允許(xǔ)這些模組更容易(yì)連接(jiē)iXblue調製器。為了易於使用和安全,一個+12V直流電(diàn)壓驅動放大器,另外一(yī)個Vamp電壓用於細調(diào)放(fàng)大器增益。
強烈建議選擇iXblue散熱片用於驅動器散熱,過高的(de)溫度,驅動器的的性能和壽(shòu)命會直線下降
RF連接頭根據速率或帶寬(BW)不同而選擇,我們(men)的驅動器有:
· SMA接口, 用於BW ≤ 12.5 GHz
· 2.92 mm / K接(jiē)口,用於BW 12.5-30 GHz
· 1.85 mm / 2.4 mm /V接口,用於 BW>40 GHz或40 Gb/s的數據傳輸.
DR-AN-20-MO 20 GHz analog modulator driver
下一篇章將提供更多信息,關於iXblue四種主要(yào)的調製器驅動器(qì)的詳細介紹和不同應用。
DR-DG係列模塊是數字驅動器,他們主要的應用(yòng)是光(guāng)纖數字通訊,其中非回(huí)零碼(NRZ)是最通用的調製(zhì)模式。
典型的數(shù)字調製設置(zhì)
增益
DR-DG-XX-MO係列驅動器允許放大一個輸入信號從0.5V峰間電(diàn)壓到6V峰間電壓。這樣的電壓適(shì)合驅(qū)動調製器的半(bàn)波電壓Vp。電(diàn)壓(yā)放大係數是12。注:電壓增益表示(shì)用dB表示是10.5dB,功率增益表示是21dB,增益可通過外部電壓調節。
帶寬
XX的(de)數值代表(biǎo)帶寬,單位GHz,對應數據速率: 10, 20, 28 or 44Gb/s. DR-DG-XX-MO有較高的截止頻率對(duì)應所需數據速(sù)率(10 GHz for 10 Gb/s),截止頻率的上限要求(qiú)不小於0.8倍的數(shù)據速率,下限要求越低越好,為了能傳輸低頻的信號 (長周期0和1數(shù)據),通常50KHz,。
所有(yǒu)iXBlue驅動器是交流耦合(AC-coupled) ,他們(men)不傳輸和放大任何直流或超低頻率信號。內部隔直器(DC-block)避免驅動器輸出連續(xù)的偏置電壓。這樣(yàng),平均的電壓輸出(chū)永遠是零。對於一個6V的峰間電壓,最大電壓是+3V,最小是-3V。
頻率10 Gb/s,峰間電壓Vp的電子信號施加到調製器上,產生高信噪比的10 Gb/s非歸零碼光信號
飽和:
“MO”意(yì)思是中等輸出(chū)電壓,驅動器內放大器的飽和電壓匹配調製器(qì)所需的工作峰間電壓(大約等於調製器的半波電壓)。當輸入方波調製信號時(上圖),它保證調製器輸出信號的全部動態範(fàn)圍,避免過載,和(hé)極高品質因(yīn)子及信(xìn)噪比。
其他參數::
對於DR-DG係列, 其他特征參數(shù)例(lì)如:上升/下降(jiàng)時間,信噪比,峰間抖動和RMA抖動。
iXblue驅動(dòng)器產品手冊提供詳(xiáng)細的技術信息,例(lì)如:電子帶寬,回損,輸出電壓隨Vamp,眼圖實例等。
DR-DG-XX-HO係列驅動(dòng)器是特別給數字通訊所涉及,他們不同於MO係列,能輸出更高的峰間電壓。HO意思是高電壓輸出(High Output)。
高(gāo)速率的光纖通訊調(diào)製方(fāng)式(DPSK,DQPSK&QPSK)需要峰間電(diàn)壓兩倍於調製(zhì)器的半波電(diàn)壓Vp。如果調製器的半波電壓Vp是6V,那麽驅(qū)動器所(suǒ)需的輸出峰間電壓則要達到12V。為了這種應用,驅動器必須集成3級高輸出功率MMIC。
頻率20Gb/s,峰間電壓2Vp的電子信號施加到調製器上,產生高信噪比的40 Gb/s DPSK光信(xìn)號
相比DR-DG-XX-MO, HO係(xì)列的線性增益是MO係列2倍(功率6dB),HO驅動器的增益一般是29dB,飽和功率可達+26dBm。因此,驅動器(qì)的散熱能(néng)力將變得非常苛刻(kè),散熱片是必須配備的。
DR-AN-XX-MO係列驅動器適用於模(mó)擬調製。在(zài)這種應用中,輸入信號可能是任(rèn)意振幅和頻率,驅動器(qì)和調製器的匹配要保證不對信號產生(shēng)畸(jī)變(biàn)和加(jiā)入額外噪聲(shēng)。為此,放大器必須有較高的(de)飽和值,就是(shì)說它(tā)必須完美的重現和放大輸入信號,以避免從調製器輸(shū)出的(de)光信號發生畸變。
模(mó)擬電子信號 < Vp峰間電壓作用於調製器上,重現輸出光信號
DR-AN係列關注的是優化驅動器的(de)線(xiàn)性區和1dB壓縮點(diǎn)(P1dB),而DR-DG係列關注的是輸(shū)出(chū)信號交叉點,信噪比和抖(dǒu)動。
DR-AN-XX-MO係列的1dB壓縮點是(shì)大約+23dBm, 高(gāo)於調製器全部調製(Vp)所需的功率。這保證高的動態範圍和優化的線性區(qū)。之後,調製器的非線性效應將是調製器性能的唯一限製參數。
目前從信號源發(fā)出的信(xìn)號通常非常弱,電子信(xìn)號必(bì)須(xū)要經過放大,因此模擬放大器必須擁有高的增益,一般30dB,這是遠大於(yú)DR-DG係列的。DR-AN係列驅(qū)動器的截止頻率的(de)下限(xiàn)通常也高於(yú)DR-DG係列的50KHz,上(shàng)升到100KHz。
脈(mò)衝調製需要特殊的驅動(dòng)器,DR-PL係列是專門(mén)設計為(wéi)了這種應用的(de)。
峰間電壓Vp的(de)電子脈(mò)衝信號施加到調製器上,產生高消光比(bǐ)的光脈衝信(xìn)號
DR-PL係列驅動器是特殊設計為了放大弱電子脈衝信(xìn)號到調製器所需的(de)峰值Vp,典型的應用(yòng)通常需要產生高消光比的光脈衝信號。這需要DR-PL驅動(dòng)器(qì)盡量保持方形波的形狀,完美的轉化脈衝寬度和占空比(bǐ),甚至極低的占(zhàn)空比。這需要(yào)通過特殊設計的MMIC,才能(néng)得到足(zú)夠的增益,而同時不產(chǎn)生抖動和過載,及飽和。
截止頻率的下限(xiàn)優化要求達到非常低的脈衝重複頻(pín)率,這對特殊應用例如脈衝包(pulse burst)特別有用。DR-PL的上升/下降沿通常達到40ps,這允許我們(men)產生非常(cháng)短的光學脈衝(chōng)0.1ns至(zhì)100ns。
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