电光调制实验系统的设计

调制是光电系统中的一个重要环节，目前普遍采用的是电光调制、声光调制等调制方法。本文设计了一种基于锂酸铌电光晶体的电光调制实验系统。该电光调制实验系统主要是验证电光调制原理，并介绍了电光调制在激光通信方面的应用。通过此系统，可以了解晶体电光调制的原理和实验方法，学会在此系统中测量晶体的半波电压，电光系数和消光比等参量。     

光调制器半波电压漂移对测频的性能影响研究

电子战系统的前端是微波频率测量装置,光辅助法微波频率测量因带宽大、抗电磁干扰能力强、损耗低而被广泛研究.然而该方法使用的电光调制器存在半波电压易漂移的问题,对微波频率测量存在影响.该文详细分析了各种电光调制器半波电压漂移对微波频率测量的性能影响.理论分析和仿真计算结果表明:偏振调制器半波电压漂移对频率测量存在微小的误差,可忽略不计;强度调制器半波电压漂移缩小微波频率测量的动态范围;双平行调制器的下臂半波电压漂移影响微波频率测量的动态范围、上臂半波电压漂移引起较大的微波频率测量误差、移相器半波电压微小的漂移即引起较大测量误差.该结论对微波光子频率测量的工程化应用具有指导意义.     

调制器的偏置电压控制板中PID调节器的设计

在光通信领域目前较好的调制方式就是外调制方式,它采用的是在激光器发射的光路上加入调制器的方式,并在调制器载入要传输的有效信号(调制信号),并对激光载波信号进行调制后传输出去。但随着实验环境、器件温度的上升等因素的影响,调制器件的偏置电压(以保证传输信号不失真的电压工作点)会发生漂移,影响信号的传输质量,为此有必要在发生漂移之前检测到。此种设计方案能够很好地解决偏置电压工作点漂移的问题。     

LiNbO3晶体电光调制中半波电压测量方法研究

在基于一次电光效应的光学电压传感器中,电光晶体的半波电压是影响传感器输入输出特性的关键参数之一。通过对电光调制原理的深入分析,选用LiNbO_3晶体搭建半波电压测量平台,针对关键参数半波电压进行了测量。对试验所选用的LiNbO_3晶体的半波电压进行了理论计算,并与实际结果进行对比;分析影响LiNbO_3晶体半波电压的因素,并指出在实际工程应用中应考虑的问题。     

立方氮化硼横向电光调制半波电压的测量

宽禁带半导体材料立方氮化硼(cBN)具有闪锌矿结构和43m点群对称性,因此cBN晶体也是电光晶体。用cBN晶体进行了横向电光调制,首次观察到cBN的电光效应,并且测得了样品的半波电压．     

低半波电压铌酸锂薄膜电光调制器仿真与分析

针对铌酸锂薄膜Mach-Zehnder电光调制器存在半波电压较大的问题，采用有限元法对方向耦合器耦合模理论进行分析，并对电光调制器的关键结构参数进行优化设计。结果表明：两干涉臂光功率差与波导耦合长度呈正弦函数分布，最小波导耦合长度随耦合间距的增大而增大。在调制臂长度为2 cm,光波长为1550 nm时，仿真计算的半波电压值V_π为0.9 V，半波电压长度积为1.8 V·cm，消光比达到26 dB。通过调制臂截面分析，得到静电场分量E_x，电位移矢量D_x，以及光模分布，并计算出电光重叠积分因子Γ为0.586。基于上述仿真结果，与以往现有的电光调制器的半波电压（1.4～10.2 V）相比，经优化后的电光调制器的半波电压更低，进而使器件的功耗更低，有利于大规模光电集成。     

锥光干涉图、光强透过率曲线对电光调制实验的影响

基于电光效应的基本原理，讨论了铌酸锂（LiNbO3）晶体横向电光调制实验中利用锥光干涉图暗十字线图样确定起偏器和检偏器偏振方向分别平行于晶体x,y光轴的方法，及光强透过率曲线偏移对测量铌酸锂晶体半波电压的影响．     

有机场效应管在晶体电光调制中的应用

利用以肽菁铜为半导体层的有机场效应晶体管构成一个 反向放大电路作为电光调制器的调制电路, 测试了其对光信号的调制效果. 实验结果表明, 有机场效应管在低频下可实现放大功能, 为电光晶体提供驱动和调制电压, 并实现了对激光信号的调制. 根据实验结果, 对该场效应管的性能进行了分析.     

微波光调制器

自从电光晶体对光的调制现象发现以后,人们已经应用ADP、KDP和CuCl晶体做成了光调制器。到目前,已经发展到应用LiNbO_3、LiTaO_3和电光晶体膜。调制方式也从一般的调制发展到做成微波光调制器。微波光调制器是激光应用中的关键之一。无论宽带光通讯、光多普勒雷达及激光测距(包括七十年代的激光测月),都要用到光     

高信息率LiNbO_3光调制器

从调制器的结构和稳定性、同步带宽、调制效率、消光比、插入损耗以及调制晶体尺寸等方面提出高信息速率铌酸锂(LiNbO_3)光调制器的设计。介绍了调制晶体的加工,调制器的装调工艺和性能测试。所研制的LiNbO_3组合调制器,通常其半波延迟电压为35伏(λ=6328A),消光比17dB以上,透过率大于38％,电容为30Pf,理论计算同步带宽约为700MHz,此外还消除了压电谐振。此调制器在光纤PCM可视电话通信联试中获得满意的结果。     

多电平逆变器的通用空间矢量调制算法

为解决多电平逆变器的空间矢量调制(SVM)算法设计及实现的复杂性问题,提出了基于参考电压分解和零序电压等效的新型多电平SVM算法。参考电压分解的方法将任何电平数目的开关矢量选择问题都简化成二电平SVM算法来解决;基于零序电压等效的SVM波形控制方法简化了开关状态的选择问题,并使其与逆变器性能优化控制问题得到有机结合。所提的多电平SVM算法设计简单并且占用计算时间少,同时算法设计不依赖于电平数目,所以具有通用性。所提算法适用于任何电平数目的逆变器的空间矢量调制,并通过在数字信号处理器(DSP)上的实现结果及具体应用实例的仿真结果得到验证。     

反射型光纤信号干涉调制器

利用光纤传输系统中菲涅耳反射所产生的反射回波和多光束干涉效应设计了一种反射型光纤信号干涉调制器.实验中从X型光纤耦合器输入端输入光波,从输出端输出光波并入射到晶体表面上.将调制信号以电压形式加载于压电陶瓷管用共伸缩振荡来控制光纤端与晶体表面间距离,光信号在光纤端面与晶体表面发生菲涅耳反射产生的回波发生多光束干涉效应,实现对反射光的调制,从光纤耦合器的回波端输出被调制的回波光信号.这种光纤信号调制器主要针对光的振幅调制,实验中获得调制度约为44%,信噪比约为13 dB,带宽约为200 kH z.具有价格低廉、调制度高的特点,可应用于光纤传输信号的调制及信号斩波等.     

超小型PLC在小型自动化控制系统中的应用

介绍了小型变配电站电压无功调节自动控制系统的组成、控制方法与控制原理。该系统以超小型可编程逻辑控制器LOGO！230RCL为核心，可在负荷变化引起电压波动时自动控制电力变压器和无功功率补偿器的投入与切换，实现无功平衡和调节电压的目的。运行结果表明，自控系统控制可靠、运行稳定、操作方便。     

光伏并网发电系统中公共连接点的电压调节

光伏并网发电系统通常应用于薄弱电网末端,输出功率的随机性会造成并网点处电压波动。利用光伏自身无功调节可抑制电压波动,为分析抑制效果,本文推导出光伏并网发电系统输入电网的有功、无功功率调节范围。当光伏无功调节效果不满足国标要求时,使用超导储能动态电压恢复器（DVR）维持公共连接点（PCC）电压的稳定。本文采用了PCC电压外环,电容电流内环的双环控制策略,结合空间矢量脉宽调制（SVPWM）对变换器进行控制,仿真结果表明超导储能动态电压恢复器可快速稳定公共连接点电压。     

光伏并网发电系统中公共连接点的电压调节

光伏并网发电系统通常应用于薄弱电网末端,输出功率的随机性会造成并网点处电压波动。利用光伏自身无功调节可抑制电压波动。为分析抑制效果,推导出光伏并网发电系统输入电网的有功、无功功率调节范围。当光伏无功调节效果不满足国标要求时,使用超导储能动态电压恢复器(DVR)维持公共连接点(PCC)电压的稳定。采用了PCC电压外环,电容电流内环的双环控制策略,结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)对变换器进行控制。仿真结果表明超导储能动态电压恢复器可快速稳定公共连接点电压。     

悬浮电容式五电平变频PWM控制器设计

为了解决悬浮电容式多电平逆变器控制中所存在的电压平衡控制困难和冗余开关选择复杂的问题,采用一种直接脉冲宽度调制(PWM)算法和以电压级差为控制目标的电压平衡策略,设计了一台基于数字信号处理芯片(DSP)和现场可编程门极阵列(FPGA)的悬浮电容式五电平变频PWM控制器。该控制策略具有物理概念清晰、实现简单的突出优点。给出了所采用的直接PWM算法的原理、控制器设计的方案以及该控制器在380V/8kW悬浮电容式五电平逆变器样机上的电压、电流实验结果与频谱分析结果。实验结果表明:该设计方案具有理想的电压平衡能力和良好的输出谐波性能。     

一族开关电容DC-DC变换器及其控制方法

提出一种不使用任何感性元件、仅由开关和电容组成的新型ＤＣ－ＤＣ变换器。该变换器采用适当的多级高阶串并电容组合结构取代传统的单级单电容,因而使各种电压变换比的ＤＣ－ＤＣ变换器都能获得较高效率,并可使升压变换与反极性变换同降压变换一样能方便实现。针对该变换器的控制问题,除ＰＷＭ调节外,还就逐压反馈控制（ＶＴＣ）、频率调节（ＦＭ）、以及针对数字系统的固定频率开环控制和级联低压差线性稳压器的方法等展开讨论;并就理论分析提出了一种比传统的状态变量平均法及其他方法更加简单的等效电量关系法。     

一种基于空间矢量的脉冲宽度调制方法与实验研究

终端级联式五电平逆变器是将两台三电平逆变器的输出终端通过开绕组电机级联而成,针对终端级联式五电平逆变器中存在的共模电压和中点电位平衡问题,研究了一种空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)策略。该方法完全采用零共模电压矢量来消除电机端共模电压;与传统二极管钳位型三电平逆变器相比,所采用的零共模电压矢量对直流侧中点电位的影响更为复杂,基于此采用一种平衡因子控制法来平衡中点电位。仿真和实验结果表明,该方法能完全消除共模电压,较精确地控制中点电位平衡。     

一种新型光伏独立发电系统拓扑及控制策略

提出一种采用推挽输出的新型光伏独立发电主电路拓扑结构,系统由光伏电池阵列、充电器、蓄电池和逆变器组成.该逆变器能同时实现升压和逆变,省去了蓄电池之后的DC-DC升压部分.在简化主电路拓扑的同时,能够有效输出稳定的220 V交流电压.此外,该系统采用基于高频链SPWM调制方法及电压有效值外环、瞬时值内环的闭环控制策略.采用该系统不仅可以减小系统体积,降低系统成本,而且具有输出电压动态响应好、稳态精度高等优点.