本发明涉及mz电光调制器偏置点控制领域，特别是涉及一种mz电光调制器偏置点控制方法及系统。
背景技术：
：：信息技术的发展对带宽更大、速度更快、精度更高的模数转换器(analog-to-digitalconvertor，adc)提出了更高的要求，为了解决传统电子adc采样率难以实现进一步提升的难题，光学adc开始受到关注，其中基于光采样电量化adc由于可以同时利用光信息处理的优越性能和电子量化的成熟技术而被高度关注。电光调制器作为光采样电量化adc的核心器件，对整个adc的性能有着十分重要的影响，对解决调制器偏置点漂移问题具有非常重要的应用意义和实用价值。光功率监测技术、扰动信号监测技术是最常用于现有的电光调制器偏置点控制的方法。在光功率监测方法中，通过监测调制器的光输出功率，根据其变化来判断调制器的工作点是否发生漂移，根据输出功率改变幅度的大小调节调制器的偏置电压，以实现对其工作点的稳定和控制。在扰动信号监测方法中，在调制器直流偏置端添加低频扰动信号，对输出调制信号进行快速傅里叶变换(fastfouriertransformation,fft)，从中提取其一次谐波和二次谐波频率信号的功率谱，通过对其谐波分量进行分析得到调制器工作点的位置，并对调制器的工作点进行稳定控制。检测输出光功率法方法简单，但是调制器的输出光功率除了受到偏置电压的影响外，还容易受到光源本身输出光功率不稳定的影响，因此误差较大，而检测调制扰动信号一次谐波或者二次谐波的方式精确度提高了很多，不过调制信号的谐波分量也会受到输入光功率的影响。kenrosekine等人于2007年提出了基于光功率法控制光电调制器偏置点的方法，在所提出的方案中，在mz调制器的输出端放置一个连续波后向光源，该光源的输出光沿反方向通过mz调制器到达调制信号光。在mz调制器的输入端设置功率监控仪，控制目标mz调制器的偏置电压，使背向光的监控直流功率最小来稳定调制器的工作点。尽管该技术确实具有锁定到任何偏置位置的能力的优点，但是需要在系统中添加额外的光源，增加了系统的复杂性，而且输出光功率信号强烈地依赖于mzm输入光功率波动和光路损耗变化，导致系统的控制精度有限。2017年柯昌剑等人提出基于调制器输出光功率的偏导数的方法实现对调制器工作点的控制，通过比较一个小范围内的偏置电压对应的平均光功率偏导数与设定的理论偏导数值，判断并控制调制器的偏置电压，该方法解决了光功率法依赖光路的插入损耗的弱点，但是没有解决其依赖输入光功率的不足。为了进一步优化光功率法，郝崇正等人于2017年提出了一种基于平均光功率斜率值和余切值的复合控制算法，实现了利用fpga技术的工作点稳定控制，设计框图如图1所示，在该方案中，同样是监测调制器的输出光功率，其不同之处在于利用平均光功率的斜率的余切值来判断调制器的偏置点，并不断调整偏置电压大小来实现调制器工作点的稳定控制。该方案解决了调制器的输出光功率大小受输入光功率影响的缺点，但是需要对光功率求一阶导数和二阶导数，还需要得到其余切值，而且每次调整偏置电压都需要进行一次计算，处理方式复杂又耗时。min-hyeongkimz2017年基于监测平均功率法，采用28-nmcmos技术实现了用于mz调制器偏置控制的集成电路(ic)，架构如图2所示。该电路首先通过扫描预置范围内的偏置电压，搜索得到最大光调制振幅的调制器偏置电压，然后通过监测平均调制输出功率来控制偏置电压，使平均功率保持在一定状态，从而提供最优的偏置电压。虽然该芯片的性能还有待进一步的提高，但是该技术为将来实现硅调制器与控制电路单片集成提供了更大的可能性。为了实现高消光比和高控制精度，人们还对控制算法做了大量的研究工作，2016年，北京邮电大学的张文琪通过对几种偏置点漂移复位算法进行研究和实验，证明了选择优质的算法能提高调制器控制系统的整体性能。l.r.hofer在2017年设计了一种反馈算法，在激光器的主脉冲之间交织一组诊断脉冲以映射传递函数，在映射之后，该算法利用曲线拟合来精确地维持调制器传递函数的最小值并保持调制器的最高消光比。测试证明了算法在响应传递函数的温度和时间漂移时保持高消光比的有效性，但是该方法需要额外的脉冲信号，实现起来比较复杂。石跃武等人在2015年提出了一种无扰动信号的循环迭代锁定算法，通过多次迭代逼近最佳偏置电压，该方法无需发射扰动信号且结构简单，但是目前能实现的调制精度不高。通过对电光调制器偏置点控制方案研究现状的归纳总结可以看出，针对电光调制器的偏置点漂移现象，前人已经做了大量的研究工作，也提出了很多种的研究方案，这些方案各有优势，但是仍存在控制精度不高、控制方式繁琐或者控制算法过于复杂的问题。技术实现要素：本发明的目的是提供一种mz电光调制器偏置点控制方法及系统，以解决现有的光电调制器偏置点因受到输入光功率的影响，从而导致检测结果准确度低的问题。为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种mz电光调制器偏置点控制方法，包括：向马赫曾德mz电光调制器加入khz级的扰动信号，并获取所述mz电光调制器的输出光强以及偏置电压；根据所述扰动信号确定所述输出光强以及所述偏置电压之间的输出光强-偏置电压关系；对所述输出光强-偏置电压关系进行预处理，确定处理后的输出光强-偏置电压关系；根据所述处理后的输出光强-偏置电压关系确定一次谐波分量与二次谐波分量的谐波比；根据所述谐波比控制所述mz电光调制器的偏置点。可选的，所述根据所述扰动信号确定所述输出光强以及所述偏置电压之间的输出光强-偏置电压关系；利用公式确定所述扰动信号引起的相移；其中，vsin(ωt θ(ω))为扰动信号；为扰动信号引起的相移；θ(ω)为由于微波-光速度不匹配导致的调制信号相位响应延迟；vπ(ω)为所述mz电光调制器的半波电压关于输入信号频率的函数；利用公式根据所述相移确定所述输出光强以及所述偏置电压之间的输出光强-偏置电压关系；其中，pout为调制器的输出光功率；td为调制器的固有损耗；p0为输入信号的输入功率；为所述mz电光调制器的两分支臂的固有相位差。可选的，所述对所述输出光强-偏置电压关系进行预处理，确定处理后的输出光强-偏置电压关系，具体包括：利用泰勒公式处理所述输出光强-偏置电压关系，确定展开后的输出光强-偏置电压关系；对所述展开后的输出光强-偏置电压关系的高次频率项重新排序，确定处理后的输出光强-偏置电压关系。可选的，所述根据所述处理后的输出光强-偏置电压关系确定一次谐波分量与二次谐波分量的谐波比，具体包括：利用公式确定一次谐波分量与二次谐波分量的谐波比；其中，i1st为一次谐波分量，a＝πv/vπ(ω)，ε为光电探测器的响应度；i2nd为一次谐波分量，r为谐波比。一种mz电光调制器偏置点控制系统，包括：光电探测器、电流i-电压v转换及放大电路、带通滤波器、信号幅度调节电路、模数转换电路、现场可编程门阵列fpga、数模转换电路、信号放大电路以及低通滤波器；所述光电探测器、所述i-v转换及放大电路、所述带通滤波器、所述信号幅度调节电路、所述模数转换电路、所述现场可编程门阵列fpga、所述数模转换电路、信号放大电路以及所述低通滤波器依次连接；所述光电探测器用于输出光电探测器信号，所述光电探测器信号为mz电光调制器输出的光信号经光电探测器转换后的电流信号；所述i-v转换及放大电路用于将所述电流信号转换为放大后的电压信号；所述带通滤波器用于滤除所述电压信号中的直流信号及高频干扰信号；所述信号幅度调节电路用于将-5v～ 5v的输入电压按比例减小到1v-3v的范围；所述模数转换电路用于将减小后的电压信号转换为数字信号；所述fpga用于分析一次谐波分量与二次谐波分量，并用于输出控制电压信号；所述数模转换电路用于将输出的控制电压信号从数字电压信号转换为模拟电压信号；所述信号放大电路用于放大所述模拟电压信号，放大后的模拟电压信号为所述mz电光调节器的偏置电压；所述低通滤波器用于将高频成分滤除；所述扰动信号由所述fpga中的数字控制振荡器nco模块产生的1khz低频正弦信号，与所述偏置电压一起加载到mz电光调制器的直流偏置端，控制所述mz电光调制器的偏置点。可选的，所述i-v转换及放大电路具体包括：第一运算放大器以及第二运算放大器；所述第一运算放大器以及所述第二运算放大器串联；所述第一块运算放大器用于将所述光电探测器输出的电流信号转换为电压信号，并对所述电压信号进行一级放大，确定一级放大后的电压信号；所述第二运算放大器用于对所述一级放大后的电压信号进行二级放大。可选的，所述扰动信号的频率为1khz；所述扰动信号的一次谐波分量的频率为1khz；所述扰动信号的二次谐波分量的频率为2khz。可选的，所述带通滤波器的通频带范围为500hz-2.5khz。可选的，还包括：加法器；所述加法器设于所述数模转换电路以及所述低通滤波器之间，所述加法器用于叠加所述nco模块产生的扰动信号与所述偏置电压。可选的，还包括：供电电源及基准电压电路；所述供电电源及基准电压电路用于为所述mz电光调制器偏置点控制系统供电；所述供电电源及基准电压电路包括1.2v、2.5v、3.3v、5v、6v、-5v和-6v六种电平。根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供了一种mz电光调制器偏置点控制方法，通过检测一、二次谐波的谐波比的方式来实现对调制器工作点的控制，将一、二次谐波相除可以消除偏置电压以外的因素对检测结果的影响，可以进一步提高控制精度，从而提高了检测结果的准确度。同时，本发明还提供了一种mz电光调制器偏置点控制系统，本发明针对mz电光调制器的工作点漂移现象，研究其偏置点控制技术，设计了基于fpga dsp技术的mz电光调制器偏置点控制系统，本发明实时采集adc的输出信号并进行fft转换和谐波点频率幅值的查找，在采集时需要处理的数据量比较大，fpga相对于传统的处理器具有更大的并行度，内部的多个模块之间可以同时独立进行计算，而不局限于同时执行相同的功能，运算速度可以满足很高的需求，从而提高运算速度；数字信号处理(digitalsignalprocessor，dsp)技术包括数模转换电路以及模数转化电路；dsp是一种专门用于数字信号处理的独特的微处理器，使用dsp可以得到更高的精度和更快的运算速度。且本发明在将偏置电压和扰动信号添加到偏置端之前，使用了低通滤波器来滤除电路中的高频干扰信号，减弱了电路得噪声，更好地保留了偏置电压信号和扰动信号，可以得到更准确的输出光信号，以实现更高精度的运算。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明所提供的郝崇正提出的mz调制器偏置工作点控制框图；图2为本发明所提供的mz调制器偏置点控制ic框图；图3为本发明所提供的mz电光调制器偏置点控制方法流程图；图4为本发明所提供的mz调制器的结构图；图5为本发明所提供的mz调制器传输特性曲线图；图6为本发明所提供的正交点输出曲线图；图7为本发明所提供的mz电光调制器工作点漂移曲线图；图8为本发明所提供的一次谐波分量和二次谐波分量以及谐波比的关系对比图；图9为本发明所提供的mz电光调制器偏置点控制系统结构图；图10为本发明所提供的mz电光调制器偏置点控制架构图；图11为本发明所提供的mz电光调制器偏置点控制系统硬件总体框图；图12为本发明所提供的程序整体架构框图；图13为本发明所提供的a/d模块采样时序图；图14为本发明所提供的确定控制电压的程序流程图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明的目的是提供一种mz电光调制器偏置点控制方法及系统，能够提高检测结果准确度。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。图3为本发明所提供的mz电光调制器偏置点控制方法流程图，如图3所示，一种mz电光调制器偏置点控制方法，包括：步骤301：向马赫曾德mz电光调制器加入khz级的扰动信号，并获取所述mz电光调制器的输出光强以及偏置电压。mz调制器的结构图如图4所示，通常，在调制器的一个分支臂加电压，另一个不加，用以调节两点路的相位差，考虑两分支臂固有相位差则此时调制器的输出光强与外加电场电压(此外加电压就是所谓的偏置电压)的关系表达式为：其中，td是调制器的固有损耗，p0是信号的输入功率，vπ是调制器的半波电压，也就是使两路分支信号的相位差达到π所需的电压值，是支路加电压过后引起的相移，并且与所加电压v的关系为：因此，可以得到mz调制器的传输特性曲线如图5所示，而正交点可以实现对输入信号的线性调制，如图6所示，下面为输入调制信号，右边为输出信号，可以看到，输入输出都是完整的正弦波没有失真，因此要把偏置点锁定到正交点。而偏置点会由于外界条件发生漂移，漂移曲线如图7所示，实线为未漂移曲线，虚线和带三角形的线代表漂移的曲线。如果偏置电压没变的话，输出的调制信号就会失真。所以要做的就是控制偏置电压一起变化，例如：如果漂移为虚线，就要把偏置电压控制到虚线的正交点上。上述理论方案就是偏置端再加入一个khz级的扰动信号，然后检测其一、二次谐波分量。如果扰动信号为vsin(ωt θ(ω))，则扰动信号引起的相移表达式为：(可以理解为上述的是外加电场引起的相移)是扰动信号引起的相移。θ(ω)是由于微波-光速度不匹配导致的调制信号相位响应延迟。vπ(ω)是调制器的半波电压关于输入信号频率的函数。步骤302：根据所述扰动信号确定所述输出光强以及所述偏置电压之间的输出光强-偏置电压关系。代入公式(1)(即把代入公式(1)中的)，得到：步骤303：对所述输出光强-偏置电压关系进行预处理，确定处理后的输出光强-偏置电压关系。pout是调制器的输出光功率，td是调制器的固有损耗，p0是信号的输入功率，令a＝πv/vπ(ω)，当a＜＜1时，公式(4)可用三角函数展开为：泰勒展开：高次频率项进行重新排列：步骤304：根据所述处理后的输出光强-偏置电压关系确定一次谐波分量与二次谐波分量的谐波比。从式(7)可以得到相应的光电二极管输出电流的一次谐波分量和二次谐波分量以及谐波比：其中ε表示光电探测器的响应度。从式(10)可以看出，对于给定的mz调制器和固定的输入信号，输出信号的谐波比r与调制器的偏置电压有关。步骤305：根据所述谐波比控制所述mz电光调制器的偏置点。根据mz电光调制器偏置点控制系统进行偏置点控制的具体方法是：偏置点即工作点，假如说原本工作点应该是5v(实际根据调制器而定)，而工作点发生漂移，比如变成了4v，而此时经过扰动信号的作用，调制器输出信号的一次谐波和二次谐波的比值就会随之改变，一次谐波分量和二次谐波分量以及谐波比的关系如图8所示，具体实现的方法就是电路和程序结合的两部分；电路就是信号采集与控制电压输出两个功能，而fpga芯片的程序具体的作用就是对其采集到的信号(激光-mz调制器-耦合器-光电探测器-fpga)进行傅里叶变换，就可以得到一次谐波与二次谐波，再通过幅值查找模块找到一二次谐波幅值，然后将幅值传输进dsp芯片；dsp芯片中，计算两个波幅值的大小，然后因为偏置电压(工作点)与这个比值一一对应，就可以找到漂移后的调制器的工作点，找到过后把这个电压的值传回fpga中，再输出，并与noc模块产生的扰动信号一起加到调制器偏置端。图9为本发明所提供的mz电光调制器偏置点控制系统结构图，图10为本发明所提供的mz电光调制器偏置点控制架构图，图11为本发明所提供的mz电光调制器偏置点控制系统硬件总体框图，如图9-图11所示，一种mz电光调制器偏置点控制系统，包括：光电探测器1、i-v转换及放大电路2、带通滤波器3、信号幅度调节电路4、模数转换电路5、现场可编程门阵列fpga6、数模转换电路7、信号放大电路8以及低通滤波器9；所述光电探测器1、所述电流i-电压v转换及放大电路2、所述带通滤波器3、所述信号幅度调节电路4、所述模数转换电路5、所述现场可编程门阵列fpga6、所述数模转换电路7、信号放大电路8以及所述低通滤波器9依次连接；所述光电探测器1用于输出光电探测器1信号，所述光电探测器1信号为mz电光调制器输出的光信号经光电探测器1转换为的电流信号；所述i-v转换及放大电路2用于将所述电流信号转换为放大后的电压信号；所述带通滤波器用于滤除所述电压信号的直流信号与高频干扰信号；所述信号幅度调节电路4用于将-5v～ 5v的输入电压按比例减小到1v-3v的范围；所述模数转换电路5用于将减小后的电压信号转换为数字信号；所述fpga6用于分析一次谐波分量与二次谐波分量，并用于输出控制电压信号；所述数模转换电路7用于将输出的控制电压信号从数字电压信号转换为模拟电压信号；所述信号放大电路8用于放大所述模拟电压信号，放大后的模拟电压信号为所述mz电光调节器的偏置电压；所述低通滤波器9电路用于将高频成分滤除；扰动信号由所述fpga6中数字控制振荡器nco模块产生的1khz低频正弦信号，与所述偏置电压一起加载到mz电光调制器的直流偏置端，控制所述mz电光调制器的偏置点。其中，耦合器的作用是分光，将10％的光传输到光电探测器1。程序设计：mz电光调制器偏置点控制系统中，大部分的信号处理是基于fpga6实现的，程序生成的硬件框架图如图12所示，时钟模块给整个系统提供了时钟信号，同步系统各器件的工作频率，并且通过分频的方式以满足各模块需要的时钟；电路的程序运行都需要时钟控制，然后各模块所需要的时钟频率不一样，所以先产生一个固定频率的时钟模块，分频就是可以改变时钟的频率，然后满足各模块需要的时钟频率。硬件部分提到的扰动信号由数控振荡器(numericallycontrolledoscillator，nco)ip核产生；如图13所示，模数转换器(analogtodigitalconverter，a/d)采样控制模块控制了a/d的采样速度并接收a/d的采样数据，仅需要对该芯片提供一个合适的时钟信号，芯片就可以进行数据采集及转换，并且以并行的方式输出转换后的数字信号，而且芯片的otr引脚还提供了输入电压范围检测功能，通过此引脚的输出，判断输入的电压是否超过了芯片设计所在量程。为了保证所有采集到的数据都能进入fft(傅里叶变换)模块进行频谱转换，在a/d采样得到的数据和fft模块之间设置了先入先出队列(firstinputfirstoutput，fifo)来缓存a/d的数据。fft模块用来实现对a/d转换得到的数字信号进行时域到频域的转换。变换得到的频谱数据的实部和虚部是分开的，因此还需要设计平方根转换程序得到真实的频谱数据，a/d转换所需的采样时钟通过程序将系统时钟的分频得到，这样可以在需要改变采样率时从外部直接输入所需的分频频率即可，而无需每次都对程序进行设置。谐波频率幅值查找模块寻找得到所需频率点的值后通过串行外设接口(serialperipheralinterface，spi)将数据传输到dsp进行处理，dsp对该数据进行算法处理，进行查找的过程如图14所示。在查找时首先找到需要查找的数据所在的范围，然后对比该值与这个范围内两个数的差值，取差值较小的数作为查找结果，然后返回该数值的地址，将该地址加上m就是所需控制电压的存储地址了。查找到需要输入到偏置端的控制电压后，dsp将该数据再次通过spi协议传送回fpga6。fpga6再将该控制信号输入到d/a模块输出，从而完成整个系统的控制。本发明将光电流信号变换为电压信号并放大后，使用了带通滤波器，该电路可以滤除电路中直流信号及高频干扰信号，可以在保留扰动信号的信息的同时减少其它信号的干扰，从而可以得到更精确的第一次和二次谐波分量，进而计算出更准确的谐波比值。本发明采用的fpga相对于传统的处理器具有更大的并行度，内部的多个模块之间可以同时独立进行计算，而不局限于同时执行相同的功能，运算速度可以满足很高的需求。同时fpga内部的逻辑可根据设计需求改变，十分方便开发，而且对于高速信号的数字处理功能上，fpga的处理性能比dsp出色很多。本系统中需要实时采集adc的输出信号并进行fft转换和谐波点频率幅值的查找，在采集时需要处理的数据量比较大，对硬件的处理速度要求比较高，但运算过程相对比较简单，该部分特别适于用fpga进行处理。本发明采用的dsp是一种专门用于数字信号处理的独特的微处理器，相对于fpga，dsp主要是用来计算的，其优势是强大的数据处理能力、较高的运行速度以及可以轻松实现很高的运算精度，对于转换得到谐波频谱数据，需要进行涉及到浮点运算的除法处理，通常在fpga中进行浮点运算时，会消耗很多的显示查找表(look-up-table，lut)、寄存器和乘法器，大大增加开发成本，而且尽管消耗了如此多的资源，运算得到的结果精度仍然很低，因此使用dsp可以得到更高的精度和更快的运算速度。本发明在将偏置电压和扰动信号添加到偏置端之前，使用了低通滤波器来滤除电路中的高频干扰信号，减弱了电路的噪声，更好地保留了偏置电压信号和扰动信号，可以得到更准确的输出光信号，以实现更高精度的运算。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。当前第1页1 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技术特征：1.一种mz电光调制器偏置点控制方法，其特征在于，包括：
向马赫曾德mz电光调制器加入khz级的扰动信号，并获取所述mz电光调制器的输出光强以及偏置电压；
根据所述扰动信号确定所述输出光强以及所述偏置电压之间的输出光强-偏置电压关系；
对所述输出光强-偏置电压关系进行预处理，确定处理后的输出光强-偏置电压关系；
根据所述处理后的输出光强-偏置电压关系确定一次谐波分量与二次谐波分量的谐波比；
根据所述谐波比控制所述mz电光调制器的偏置点。
2.根据权利要求1所述的mz电光调制器偏置点控制方法，其特征在于，所述根据所述扰动信号确定所述输出光强以及所述偏置电压之间的输出光强-偏置电压关系，具体包括：
利用公式确定所述扰动信号引起的相移；其中，vsin(ωt θ(ω))为扰动信号；为扰动信号引起的相移；θ(ω)为由于微波-光速度不匹配导致的调制信号相位响应延迟；vπ(ω)为所述mz电光调制器的半波电压关于输入信号频率的函数；
利用公式根据所述相移确定所述输出光强以及所述偏置电压之间的输出光强-偏置电压关系；其中，pout为调制器的输出光功率；td为调制器的固有损耗；p0为输入信号的输入功率；为所述mz电光调制器的两分支臂的固有相位差。
3.根据权利要求2所述的mz电光调制器偏置点控制方法，其特征在于，所述对所述输出光强-偏置电压关系进行预处理，确定处理后的输出光强-偏置电压关系，具体包括：
利用泰勒公式处理所述输出光强-偏置电压关系，确定展开后的输出光强-偏置电压关系；
对所述展开后的输出光强-偏置电压关系的高次频率项重新排序，确定处理后的输出光强-偏置电压关系。
4.根据权利要求3所述的mz电光调制器偏置点控制方法，其特征在于，所述根据所述处理后的输出光强-偏置电压关系确定一次谐波分量与二次谐波分量的谐波比，具体包括：
利用公式确定一次谐波分量与二次谐波分量的谐波比；其中，i1st为一次谐波分量，a＝πv/vπ(ω)，ε为光电探测器的响应度；i2nd为二次谐波分量，r为谐波比。
5.一种mz电光调制器偏置点控制系统，其特征在于，包括：光电探测器、电流i-电压v转换及放大电路、带通滤波器、信号幅度调节电路、模数转换电路、现场可编程门阵列fpga、数模转换电路、信号放大电路以及低通滤波器；
所述光电探测器、所述i-v转换及放大电路、所述带通滤波器、所述信号幅度调节电路、所述模数转换电路、所述现场可编程门阵列fpga、所述数模转换电路、信号放大电路以及所述低通滤波器依次连接；所述光电探测器用于输出光电探测器信号，所述光电探测器信号为mz电光调制器输出的光信号经光电探测器转换后的电流信号；所述i-v转换及放大电路用于将所述电流信号转换为放大后的电压信号；所述带通滤波器用于滤除扰动信号中的直流信号及高频干扰信号；所述信号幅度调节电路用于将-5v～ 5v的输入电压按比例减小到1v-3v的范围；所述模数转换电路用于将所述减小后的电压信号转换为数字信号；所述fpga用于分析一次谐波分量与二次谐波分量，并用于输出控制电压信号；所述数模转换电路用于将输出的控制电压信号从数字电压信号转换为模拟电压信号；所述信号放大电路用于放大所述模拟电压信号，放大后的模拟电压信号为所述mz电光调节器的偏置电压；所述低通滤波器用于将高频成分滤除；所述扰动信号由所述fpga中的数字控制振荡器nco模块产生的1khz低频正弦信号，与所述偏置电压一起加载到mz电光调制器的直流偏置端，控制所述mz电光调制器的偏置点。
6.根据权利要求5所述的mz电光调制器偏置点控制系统，其特征在于，所述i-v转换及放大电路具体包括：第一运算放大器以及第二运算放大器；
所述第一运算放大器以及所述第二运算放大器串联；所述第一块运算放大器用于将所述光电探测器输出的电流信号转换为电压信号，并对所述电压信号进行一级放大，确定一级放大后的电压信号；所述第二运算放大器用于对所述一级放大后的电压信号进行二级放大。
7.根据权利要求5所述的mz电光调制器偏置点控制系统，其特征在于，所述扰动信号的频率为1khz；所述扰动信号的一次谐波分量的频率为1khz；所述扰动信号的二次谐波分量的频率为2khz。
8.根据权利要求5所述的mz电光调制器偏置点控制系统，其特征在于，所述带通滤波器的通频带范围为500hz-2.5khz。
9.根据权利要求5所述的mz电光调制器偏置点控制系统，其特征在于，还包括：加法器；
所述加法器设于所述数模转换电路以及所述低通滤波器之间，所述加法器用于叠加所述nco模块产生的扰动信号与所述偏置电压。
10.根据权利要求5所述的mz电光调制器偏置点控制系统，其特征在于，还包括：供电电源及基准电压电路；
所述供电电源及基准电压电路用于为所述mz电光调制器偏置点控制系统供电；所述供电电源及基准电压电路包括1.2v、2.5v、3.3v、5v、6v、-5v和-6v六种电平。
技术总结本发明涉及一种MZ电光调制器偏置点控制方法及系统。所述控制方法包括：向马赫曾德MZ电光调制器加入kHz级的扰动信号，并获取所述MZ电光调制器的输出光强以及偏置电压；根据所述扰动信号确定所述输出光强以及所述偏置电压之间的输出光强‑偏置电压关系；对所述输出光强‑偏置电压关系进行预处理，确定处理后的输出光强‑偏置电压关系；根据所述处理后的输出光强‑偏置电压关系确定一次谐波分量与二次谐波分量的谐波比；根据所述谐波比控制所述MZ电光调制器的偏置点。采用本发明所提供的MZ电光调制器偏置点控制方法及系统能够提高检测结果准确度。
技术研发人员：余华;黄勤;史书新;石崇钰;袁浚
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2020.02.12
技术公布日：2020.06.09
