ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗНОСТИ ФАЗ В ОПТОЭЛЕКТРОННЫХ И СВЧ ИНТЕРФЕЙСНЫХ МОДУЛЯХ СИСТЕМ СВЯЗИ С МНОГОУРОВНЕВЫМИ ФОРМАТАМИ МОДУЛЯЦИИ
Аннотация
Целью исследования является расчет и проектирование устройства, измеряющего разности фаз сигналов, с возможностью приема команд управления и передачи результатов через высоко- скоростной Ethernet интерфейс. Любой современный измерительный прибор оптического или сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона имеет в своей конструкции важный элемент, без кото- рого невозможно ни одно измерение, а именно – векторный вольтметр, измеряющий сдвиг фаз и отношение амплитуд сигналов. Реализацией таких приборов практически не занимаются и такие разработки в основном являются интеллектуальной собственностью крупных компаний, поэтому проектирование и создание такого устройства в широкодоступном исполнении крайне необходи- мо и актуально. Рассмотрены современные форматы модуляции и реализация транспондеров по передаче оптических сигналов с использованием многоуровневых форматов квадратурной манипу- ляции фазовым сдвигом с двойной поляризацией (DP QPSK) и 16-ти позиционной квадратурно- амплитудной модуляции с двойной поляризацией (DP 16QAM). Так же рассмотрены основные ме- тоды построения векторных вольтметров с использованием микроконтроллеров и field programmable gate arrays (FPGA), произведено моделирование оптических каналов связи и создано устрой- ство измерения сдвига фаз. В результате исследования получен векторный вольтметр на FPGA, который, в свою очередь, может быть использован для создания установки по измерению сдвига фаз смесителей с подключением по Ethernet интерфейсу для передачи данных. Также на языке аппаратного программирования Verilog HDL для FPGA Altera Cyclone V составлен программный код для электронно-вычислительной машины (ЭВМ) по измерению разности фаз двух гармониче- ских сигналов. Реализована программа на языке СИ для процессора ARM Cortex A9 в среде Quartus Prime Lite в составе сверхбольшой интегральной схемы (СБИС) Cyclone V, передающая результа- ты измерений в реальном времени по интерфейсу 1GB на ЭВМ с возможностью приема команд управления.
