传输高稳定原子钟信号的光纤模拟通信系统

2．2．2 频率稳定性分析
实现模拟光纤系统，主要考虑参数有：载噪比、带宽和传输系统中的非线性引起的信号失真。因此，这也是影响原子钟5 MHz正弦信号10 ms短期频率稳定度的主要原因。原子钟5 MHz正弦信号是高稳定信号，10 ms短期频率稳定度达2x10-10，经模拟线性传输其基频频率不变，但受系统各种噪声干扰，光器件的非线性失真及光纤线路上的反射、色散等因素影响，时钟频率信号相位改变，且产生谐波分量，最终导致时钟信号频率稳定度降低。因此，在光纤模拟通信系统中，影响原子钟5 MHz正弦信号lO ms短期频率稳定度的主要因素有：激光发射模块中光源的稳定性、激光调制的非线性及电路噪声；PIN光探测模块中的非线性和噪声；光纤连接器接头的光反射；光纤的色散；电子电路的非线性、噪声及电磁干扰；输入输出的电信号由于阻抗不匹配而引起的反射。
当然，光纤的折射率会随温度变化而改变，但这是一个缓慢的过程，其对原子钟5 MHz正弦信号的10 ms短期频率稳定度的影响可忽略不计。
2．2．3 专用设备电路设计
为尽量减少光纤模拟通信系统在传输高稳定原子钟5 MHz正弦信号过程中对其产生的劣化，应选用稳定可靠，非线性失真小，低噪声的光器件和集成电路，并在专用光纤模拟通信设备的电路设计中注意电子电路的非线性、噪声及电磁干扰，从而尽量提高系统的载噪比和线性度。专用光发送机电路设计的重点是激光发射模块电路。图3为激光发射模块电路原理框图。

激光发射模块电路的主要特点为：光源的中心波长为1 310 nm，输出光功率大于4 mW，光谱宽度小于0_3 nm，边模抑制比大于30 dB，载噪比大于50 dB，二阶失真小于-61 dBc。三阶失真小于-65 dBc，平坦度为±1 dB，带宽为45~750 MHz，光纤耦合反射小，还有预失真补偿、APC功率控制和ATC温度控制(带制冷器TEC)等辅助电路，减少激光发射模块电路的非线性失真，降低噪声，稳定工作。