文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
全光OFDM 复用芯片的移相控制系统的硬件设计与实现
姓名:王艳波
申请学位级别:硕士
专业:光学工程
指导教师:李蔚
2010-12-22
华中科技大学硕士学位论文
摘要
基于平面光波导技术(PLC:Planar Lightwave Circuit)技术的全光正交频分复用
(OOFDM:All-Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing)芯片体积小,易实
现,便于集成,是很有潜力的 OOFDM 系统实现方案。全光傅立叶变换芯片用于全光
正交频分复用光纤通信系统中不仅可以有效提高系统性能,降低其成本,也可以提高
系统的频谱利用率以及系统容量,降低系统对高速率电子处理芯片的依赖。该芯片通
过精确控制硅基波导的局部温度,利用热光效应来产生所需要的相移,完成移相的功
能,由于光波导的相位对温度的敏感性,温度的变化严重影响整个波导器件的性能,
因此要从硅基波导的热光效应的理论出发,根据温度变化与相位的对应关系,确定需
要稳定的温度精确值,从而设计出温度控制电路对其精确控制。
基于以上背景,本论文设计了一种精确有效的移相控制系统硬件电路,该电路以
高性能 ARM 单片机 ADuC7024 作为微处理器,利用其强大的运算控制能力,设计出
了同时控制四路温度的电路,而且单片机 ADuC7024 内部集成了多种硬件电路接口,
有效地降低了成本,减小了其体积。
论文设计的硬件电路的结构框架主要分为下载程序电路部分,电压转换部分,单
片机 ADuC7024,温度采集部分,DA(模数转换)输出部分,DRV591 脉宽调制控制部
分,TEC(半导体致冷器)和加热片部分等组成。论文完成了四路移相控制电路的 Protel
原理图设计,PCB 制板与制作,并与软件控制结合实现了相关接口,调试了制作出的
电路板,同时完成了电路板的实验测试。
经过实验测试,本电路对四路温度的控制精度误差在± , 控制范围在 25 oC
~100 oC。本电路具有高精度、低耗、结构简单等优点。

关键词:正交频分复用离散傅里叶变换平面光波导温度控制
单片机

I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
All-optical Fourier Transform chip based on planar lightwave circuit (PLC) is regarded
as the most potential experimental scheme because pactness, easy to be implemented
and suitable for integration. This chip could be introduced into all-optical Orthogonal
frequency division multiplexing (OOFDM) munication, which could improve the
performance of system and lower the costs, in addition could increase frequency effective
and system capacity, and could reduce the dependence of system on high-speed electronic
processing chips. The PLC-based chip utilizes thermo-optical effect to realize the phase-shift
function. Then temperature control is indispensable to this chip. A thermal control circuit is
designed in this thesis. Accuracy temperature control is essential because the phase-shift is
very sensitive to temperature. The fluctuation of temperature will severely deteriorate the
PLC-based chip’s performance. Therefore, this thesis bases on the theory of thermo-optical