
借了块相干IQ调制芯片,手把手跑一遍
我花了两天试了一下犀里光电这块相干IQ调制芯片。被投的一家光模块公司要选调制器,供应商寄了块评估板过来,我自己跑了一遍,把新手容易卡住的地方记下来。
先把几个词说清楚。相干看的是光的相位,相当于从黑白照片升级到能看出深浅。IQ调制是把信息分成两路,一路叫I(同相),一路叫Q(正交),两路载波相位差90度,像两条互相垂直的丝带编在一起,同样带宽里能塞进更多信息。星座图是屏幕上那些点,一个点代表一个符号,点越集中说明信号越干净。偏置就是给芯片设的工作点,类似收音机调台的位置。评估板是把芯片焊在一小块板子上,带电源口和射频口,方便你试。
准备和上电
1. 先把东西凑齐。评估板、可调稳压电源、任意波形发生器(负责产生I和Q两路基带信号)、能看星座图的采样示波器或者相干接收机、几根射频线、两个衰减器。手册先翻一遍,重点看供电顺序和偏置电压范围。
2. 接线。电源地先接,再上电。上电之后别急着加信号,先看电流是不是落在手册标的区间里。我这边测下来,空载电流比标称略高一点,属于正常,不用慌。
3. 调偏置。IQ调制器有几个工作点,I、Q和相位各一个,都得调到正交位置。最省事的办法是用芯片配套的偏压控制电路让它自己扫。我手动扫过一轮,输出功率曲线上有两个谷一个峰,找准了再上信号。
加信号,以及我踩的坑
基带幅度先小后大。我第一轮开得太足,驱动器直接饱和,星座图糊成一团,还以为是芯片坏了。降下来就正常了。
接上QPSK信号,屏幕上应该出四个点。这时候看两件事,点散不散,有没有多余的镜像点。镜像点是I、Q两路幅度或者延时没配平漏出来的,调增益和延时线就能压下去。
再就是偏置漂移。
偏置偏移会直接拉低信噪比和EVM,温度和老化是两个主要来源。
我实测确实这样,刚调好的点过半小时就开始散,温度一上来更明显。后来我换成闭环偏压控制,用导频加相干检测盯着,据说收敛精度能到±0.03 Vπ这个量级,手动做不到。
最后一个坑是相位同步。相干接收要本振光和信号光同相,本振就是接收端自己那束参考光。新手最容易卡在这。我的土办法是先不分路,同一个激光器分两路出来做自相干,跑通了再换成独立本振加载波恢复。
芯片本身不难用,难的是外围那圈偏置、延时和相位,三样里错一样,星座图就不给你面子。这一圈能不能做进方案里,比芯片标称指标好看重要得多,也是我看这类团队时最先问的一件事。
下一步可以在Python和NumPy里把IQ调制解调仿真一遍,星座图和镜频抑制心里有数了再上硬件,能省掉一半调试时间。跑通QPSK之后往16QAM推。
物界前沿