【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及信号解调技术，特别涉及一种激光干涉系统的iq信号处理模块。
技术介绍
1、等离子体密度是等离子体物理研究中一个很重要的物理量，利用激光在等离子体内传输时其相位与路径物质折射率的物理关系，通过对激光相位测量来间接实现对等离子体密度诊断。常规方法是通过相位差计等仪器对参考通道与检测通道中频信号相位进行标定，计算二者差值并进行相位-密度反演，获得聚变装置内等离子体密度数据。该方法光路结构复杂，一个诊断通道的密度信息需要通过两个光电探测器来组合获取，由于两个光电探测器的非相关性，体现在噪声抑制、带宽等关键指标上不尽理想。
技术实现思路
1、为解决上述问题，提出一种激光干涉系统的iq信号处理模块，当参考通道与检测通道光路直接光电检测拍频输出含相位变化信息的rf信号，再与系统lo本振信号正交解调，对输出的零中频的i、q两路信号进行数学余切或正切计算，获得相位时间变化量，反演出时间变化范围内的等离子体密度信息。该方法任意诊断光路只用到一个光电探测器，相位分辨率、噪声抑制、带宽、响应时间等关键指标水平均有较大提高。
2、本专利技术提出一种激光干涉系统的iq信号处理模块，包括本振信号产生及分配电路、iq正交信号解调电路、直流ldo稳压源三个部分；本振信号产生及分配电路由有源晶振网络、倍频器、低噪放大器a、低噪放大器b、低噪放大器c、1/2功分器a、1/2功分器b、1/3功分器组成，实现模块中110mhz原始本振信号的产生、倍频、放大及分发；iq正交信号解调电路由低噪声放大器
3、有源晶振网络输出110mhz原始本振信号；1/2功分器a接收来至有源晶振网络输出的原始本振信号进行两路功率均分，其中一路经低噪声放大器a增益放大后作为激光干涉系统调制信号，输出至诊断通道光载波上；另外一路经低噪声放大器b增益放大后输出至1/2功分器b；1/2功分器b对放大后的本振信号再次进行两路功率均分，其中一路传输至倍频器，另一路作为整个模块本振信号的备用输出；倍频器对频率为110mhz的本振信号进行两倍扩频，输出220mhz的本振信号；倍频后的本振信号经低噪声放大器c增益放大，随后依次经过1/3功分器、1/2功分器实现2倍频后lo本振信号的六路功率均分，分配至iq正交信号解调电路的本振输入端；含等离子体密度信息的rf信号经低噪声放大器d增益放大，再经过低通滤波器滤除杂散；巴伦变压器对输入的rf信号进行差分转换；差分转换后的rf信号与倍频本振信号进入差分解调器相应端口，差分解调器输出正交零中频及二次谐波信号；运算放大和滤波网络实现对中频的信号的差分到单端的转换，适当功率放大及滤除二次谐波信号，并对输出端口阻抗进行匹配；直流ldo稳压源及其外围电路实现dc-dc的电压转换输出，为整个iq处理模块各部件供电。
4、本专利技术具有以下有益效果：
5、本专利技术的iq信号处理模块可实现对输入rf信号的相位解调，获得单位时间内rf信号的相位改变，适用于激光干涉法获得聚变装置等离子体密度的iq模式时间分辨诊断系统。相较于传统的等离子体密度激光干涉相位计，简化了系统信号链路结构，节约了光电探测器成本，提高了输入rf信号解调的噪声抑制、带宽、响应时间等关键指标。
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1.一种激光干涉系统的IQ信号处理模块，其特征在于，包括本振信号产生及分配电路、IQ正交信号解调电路、直流LDO稳压源三个部分；本振信号产生及分配电路由有源晶振网络、倍频器、低噪放大器A、低噪放大器B、低噪放大器C、1/2功分器A、1/2功分器B、1/3功分器组成，实现模块中110MHz原始本振信号的产生、倍频、放大及分发；IQ正交信号解调电路由低噪声放大器D、低通滤波器、巴伦变压器、差分解调器、运算放大和滤波网络组成，实现模块中IQ正交信号的放大、滤波、解调及差分运算；直流LDO稳压源由线性LDO及其外围电路组成，为模块各功能芯片提供合适的电源；
2.根据权利要求1所述的一种激光干涉系统的IQ信号处理模块，所述有源晶振网络中晶振型号为SiT5157AE-FK-33E0-110T。
3.根据权利要求1所述的一种激光干涉系统的IQ信号处理模块，其特征在于：所述倍频器型号为AMK-2-13+。
4.根据权利要求1所述的一种激光干涉系统的IQ信号处理模块，其特征在于：所述低噪声放大器A、低噪声放大器B型号均为IGB-003B-X；所述低噪声放大器C型
5.根据权利要求1所述的一种激光干涉系统的IQ信号处理模块，其特征在于：所述1/2功分器A、1/2功分器B型号为SBTC-2-10L；所述1/3功分器型号为AD3PS-1+。
6.根据权利要求1所述的一种激光干涉系统的IQ信号处理模块，其特征在于：所述低通滤波器型号为HLCB0110S。
7.根据权利要求1所述的一种激光干涉系统的IQ信号处理模块，其特征在于：所述巴伦变压器型号为ETC1-1-13。
8.根据权利要求1所述的一种激光干涉系统的IQ信号处理模块，其特征在于：所述差分解调器型号为ADL5387。
9.根据权利要求1所述的一种激光干涉系统的IQ信号处理模块，其特征在于：所述运算放大和滤波网络的运算放大器型号为THS4001。
10.根据权利要求3所述的一种激光干涉系统的IQ信号处理模块，其特征在于：所述线性LDO及其外围电路由型号为TPS54300DA、TPS78501BQWDRBRQ1、TPS564201、ME6214A33PG的DC-DC电源网络构成。
...【技术特征摘要】
1.一种激光干涉系统的iq信号处理模块，其特征在于，包括本振信号产生及分配电路、iq正交信号解调电路、直流ldo稳压源三个部分；本振信号产生及分配电路由有源晶振网络、倍频器、低噪放大器a、低噪放大器b、低噪放大器c、1/2功分器a、1/2功分器b、1/3功分器组成，实现模块中110mhz原始本振信号的产生、倍频、放大及分发；iq正交信号解调电路由低噪声放大器d、低通滤波器、巴伦变压器、差分解调器、运算放大和滤波网络组成，实现模块中iq正交信号的放大、滤波、解调及差分运算；直流ldo稳压源由线性ldo及其外围电路组成，为模块各功能芯片提供合适的电源；
2.根据权利要求1所述的一种激光干涉系统的iq信号处理模块，所述有源晶振网络中晶振型号为sit5157ae-fk-33e0-110t。
3.根据权利要求1所述的一种激光干涉系统的iq信号处理模块，其特征在于：所述倍频器型号为amk-2-13+。
4.根据权利要求1所述的一种激光干涉系统的iq信号处理模块，其特征在于：所述低噪声放大器a、低噪声放大器b型号均为igb-003b-x；所述低噪声放大器c型号为igb-004...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹志勇，孙磊，王翠珍，
申请(专利权)人：合肥综合性国家科学中心能源研究院安徽省能源实验室，
类型：发明
国别省市：
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