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論文名稱 Title |
外調式調幅視訊光發射機的研究 The Study of Externally Modulated AM Video Lightwave Transmitter |
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系所名稱 Department |
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畢業學年期 Year, semester |
語文別 Language |
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學位類別 Degree |
頁數 Number of pages |
68 |
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研究生 Author |
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指導教授 Advisor |
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召集委員 Convenor |
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口試委員 Advisory Committee |
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口試日期 Date of Exam |
2000-06-15 |
繳交日期 Date of Submission |
2000-06-27 |
關鍵字 Keywords |
受激布里昂散射、自動溫度控制、自動增益控制、自動功率控制、CATV光發射機 (APC), automatic power control, CATV optical transmitter, (ATC), automatic temperature control, (AGC), automatic gain control, (SBS), stimulated Brillouin scattering |
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統計 Statistics |
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中文摘要 |
中文摘要 在本論文中,我們研製使用1550 nm高功率DFB 雷射和 Ti:LiNbO3 Mach-Zehnder 外部調變器所組成的外調式光發 射機 。我們利用兩種技術,來降低激發性布里昂效應對外 調式光發射機傳送訊號時所造成的影響,分別是高頻相位 調變技術和低頻抖動技術。經實驗證明,可提昇激發性布 里昂效應的功率門檻值約6 dB。我們也在光發射機載波輸 入端加上了自動增益控制電路,其控制能力高達10 dB。在 我們製作的光發射機加上線性化電路之後,經20 km的單模 光纖傳送60個頻道NTSC 標準載波訊號(50 MHz ~440 MHz), 我們所量測到的系統性能CNR≧46~52 dB,CSO≦-68~-73 dBc ,CTB≦-59~-63 dBc,若將傳送的載波訊號由60個頻道增加 為80個頻道(50 MHz ~550 MHz),測量到的性能CNR≧46~51 dB,CSO≦-65.5~-71 dBc,CTB≦-55~-60.4 dBc。而由前面 的敘述可知道我們的光發射機可以輸送60~80頻道載波訊號。 |
Abstract |
Abstract In this thesis, we use a high power 1550 nm DFB laser and a Ti:LiNbO3 Mach-Zehnder modulator to construct an externally modulated trensmitter for CATV lightwave system. We use two methods to reduce the problem caused by stimulated Brillouin scattering (SBS) effect in externally modulated AM video system by using high-frequency phase modulation and low-frequency dithering techniques. In this experiment, the SBS threshold can be increased by 6 dB. We also design a automatic gain control (AGC) circuit with a 10 dB dynamic range in our transmitter. After addition with a home-made predistortion linearized circuit, the system performance of this transmitter in a 20 km single-mode fiber link carrying 60 NTSC channels can be achieved with a CNR≧46~52 dB、CSO≦-68~-73 dBc、CTB≦-59~-63 dBc. As the number of channels increased from 60 to 80, we can obtain CNR≧46~51 dB, CSO≦-65.5~-71 dBc, and CTB≦-55~-60.4 dBc. According to preceding description, we know that our trensmitter can carry 60 ~ 80 NTSC channels. |
目次 Table of Contents |
內容目錄 頁次 誌謝中文摘要 III 英文摘要 III 內容目錄 IV 表目錄 VI 圖目錄 VII 第一章 簡介 1.1 研究背景…………………………………………... 1 1.2 研究動機…………………………………………... 1 1.3 論文結構…………………………………………... 2 第二章 外調式光發射機的介紹 2.1 一般外調式調幅視訊光發射機的性能…………... 3 2.2 本論文採用的外調式調幅視訊光發射機的結構... 4 2.2.1 DFB Laser控制電路…………………………… 5 2.3 外調器的介紹……………………………………... 7 2.4 外調器的偏壓控制電路(Bias control circuit)技術. 10 2.5 自動增益控制(AGC)電路………………………... 13 第三章 外調器的線性化電路技術 3.1 線性化(Linearization)電路工作原理……………... 16 3.2 一般的線性化電路………………………………... 17 3.3 本論文採用的線性化電路………………………... 17 第四章 激發性布里昂效應的抑制技術 4.1 激發性布里昂(SBS)效應的原理………………….. 19 4.24.3 一般的激發性布里昂效應抑制電路……………...本論文採用的激發性布里昂抑制電路…………...IV 2021 第五章 光發射機性能測試與未來的發展 5.1 光發射機性能測試………………………………... 24 5.2 未來的發展………………………….……………. 26 參考文獻 27 附表 29 附圖 37 V 表目錄 頁次 表一 光發射機性能比較表…………………………… 29 表二 DFB和Nd:YAG Laser比較表…………………. 29 表三 DFB Laser 測試資料…………………………… 30 表四 DFB Laser 輸出功率量測值…………………… 30 表五 外調器的測試資料……………………………… 31 表六 AGC 電路性能量測值…………………………. 31 表七 AGC 電路性能量測值…………………………. 32 表八 CATV 60個頻道的線性化電路性能量測……… 32 表九 CATV 80個頻道的線性化電路性能量測……… 32 表十 SBS 效應的量測………………………………... 33 表十一 SBS1 功能的量測………………………………. 33 表十二 SBS2 功能的量測………………………………. 34 表十三 SBS1和SBS2 功能合併的量測……………….. 34 表十四 CATV 80和60個頻道的線性化電路性能量測.. 35 表十五 CATV 80和60個頻道的性能量測……………. 35 表十六 CATV 80和60個頻道經20 km光纖加上線性化電路的性能量測……………………………… 36 表十七 CATV 80和60個頻道經20 km性能量測……. 36 VI 圖目錄 頁次 圖 2.1 本論文採用的 CATV 外調式光發射機結構圖………. 37 圖 2.2 自動功率控制(APC)電路方塊圖………………………. 38 圖 2.3 自動功率控制(APC)電路圖……………………………. 38 圖 2.4 自動功率控制(APC)電路及自動溫度控制(ATC)實作照片圖…………………………………………………... 39 圖 2.5 自動溫度控制(ATC)電路方塊…………………………. 40 圖 2.6 自動溫度控制(ATC)電路………………………………. 40 圖 2.7 功率自動(APC)和溫度自動(ATC) 電路測試架構圖…. 41 圖 2.8 DFB Laser 經光譜分析儀之量測圖…………………… 42 圖 2.9 外調器的基本架構圖…………………………………... 43 圖 2.10 外調器之簡化光學結構………………………………... 44 圖 2.11 外調器的轉換函數曲線圖……………………………... 45 圖 2.12 相位調變器之各個幾何參數說明圖…………………... 46 圖 2.13 外調式調變器偏壓控制電路(Bias control ckt.)方塊圖.. 47 圖 2.14 偏壓控制電路 (Bias control ckt.)成品照片圖………… 47 圖 2.15 外調式調變器偏壓控制電路 (Bias ckt.)實驗架圖……. 48 圖 2.16圖 2.17 當偏壓控制電路 (Bias control ckt.)加經過於外部調變器上二十四小時後,頻譜分析儀量測到頻道40 CSO之結果……………………………………………………...當沒有加偏壓控制電路 (Bias control ckt.)加經過於外部調變器上二十四小時後,頻譜分析儀量測到頻道40 CSO之結果…………………………………………….. 4949 圖 2.18 AGC電路方塊圖……………………………………….. 50 圖 2.19 AGC電路實作照片圖………………………………….. 50 圖 2.20 AGC電路系統量測架構圖…………………………….. 51 圖 3.1 線性化電路技術方塊圖………………………………... 52 圖 3.2 推挽式電路圖…………………………………………... 53 圖 3.3 線性化電路圖…………………………………………... 54 圖 3.4 線性化電路實作照片圖………………………………... 54 圖 3.5 線性化電路量測系統架構圖…………………………... 55 圖 4.1 一般激發性布里昂效應(SBS)抑制技術………………. 55 圖 4.2 低頻抖動電路實作照片圖……………………………... 56 圖 4.3 高頻振盪電路實作照片圖……………………………... 57 圖 4.4 激發性布里昂 (SBS) 抑制電路量測架構…………….VII 58 圖 4.5 激發性布里昂 (SBS1,SBS2) 抑制電路量測架構……. 59 圖 4.6 有加SBS電路與不加SBS抑制電路的Scattered power比較……………………………………………… 60 圖 5.1 外調式光發設機量測系統架構圖……………………... 61 圖 5.2 CATV 60個頻道性能比較圖…………………………... 62 圖 5.3 CATV 60個頻道性能比較圖…………………………... 63 圖 5.4 CATV 60個頻道性能比較圖…………………………... 64 圖 5.5 CATV 80 個頻道性比較能圖………………………….. 65 圖 5.6 CATV 80 個頻道性比較能圖………………………….. 66 圖 5.7 CATV 80 個頻道性比較能圖………………………….. 67 圖 5.8 光發射機整機後的內部實作電路照片圖……………... 68 VIII |
參考文獻 References |
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