II. Sơ đồ khối tổng quát của bộ thu quang coherent :
3. Tách sóng Homodyne
Tách sóng Homodyne không chỉ tăng được độ nhạy thu của bộ thu 3dB mà còn dễ dàng đạt được yêu cầu về băng thông của bộ thu .Hình 3.5 so sánh phổ ngõ ra của bộ tách sóng Homodyne PSK và Heterodyne PSK.Có thể thấy rằng tách sóng Homodyne chỉ yêu cầu băng thông của bộ thu tách sóng trực tiếp trong khi đó tách sóng Heterodyne yêu cầu ít nhất 2 lần băng thông này và thường là 3 hoặc 4 lần..Nhưng tách sóng quang Homodyne sử dụng nguồn phát và laser dao động nội độc lập nhau nên gặp phải một điều cực kỳ khó khăn để điều khiển sự khóa pha của hai tín hiệu này.Tức là độ lệch pha φ
cao .Hơn nữa ,nếu φ trôi đến giá trị π /2 thì dòng tín hiệu Is ở ngõ ra sẽ bằng 0 và quá trình tách sóng sẽ kết thúc
Hình 3.5:So sánh phổ tín hiệu FSK ở ngõ ra bộ tách sóng homodyne và Heterodyne.
4.Vòng khóa pha trong máy thu quang coherent
Cấu trúc vòng khóa pha quang minh họa ở hình 3.6 áp dụng kỹ thuật sóng mang dẫn đường sử dụng cho tách sóng quang homodyne PSK .Sóng mang dẫn đường này được tạo ra từ điều chế pha không hoàn toàn ( pha nhỏ hơn 180 0 .Sóng mang dẫn đường cùng với tín hiệu vào được tổ hợp ở bộ ghép định hướng DC 3dB và sau đó được tách sóng bằng bộ thu cân bằng .Tín hiệu ngõ ra của bộ khuếch đại vi sai sẽ là hàm chênh lệch pha được sử dụng để khóa pha bộ dao động nội dưới sự điều khiển của bộ VCO sau khi đi qua bộ lọc vòng .Lưu ý rằng công suất của bất kỳ sóng mang được xử dụng cho quá trình khóa pha đều trực tiếp làm giảm độ nhạy của bộ thu một lượng tương đương .Hơn nữa công suất của tín hiệu cần thiết để dò pha của sóng mang và được xác định chính xác phụ thuộc vào nhiễu pha của laser nguồn và laser của bộ dao động nội được tổ hợp cũng như băng thông của PLL .Do đó,băng thông của vòng tối ưu sẽ cho lỗi pha nhỏ nhất và có thể làm tăng chất lượng của bộ thu quang homodyne.
Hình 3.6:Bộ thu vòng khóa pha quang sóng mang dẫn đường
Bộ thu Homodyne sử dụng vòng khóa pha Costas áp dụng cho tín hiệu điều chế PSK được minh họa ở hình 3.7.Tín hiệu tới bộ thu và tín hiệu dao động nội được tổ hợp ở bộ Optical Hybrid sao cho hai tín hiệu này sẽ lệch pha 900
Hình 3.7 :Bộ thu vòng khóa pha quang Costas
Hai tín hiệu ở ngõ ra của hai bộ tách sóng quang sẽ được khuếch đại ,rồi nhân với nhau ở bộ Mixer.Pha của sóng mang sau đó sẽ được xác định ở bộ lọc thông thấp .Hơn nữa, tín hiệu điều khiển cũng được lọc và được sử dụng để điều chỉnh tấn số của bộ dao động nội theo cách giống như đã áp dụng ,cho vòng khóa pha quang sóng mang dẫn đường .Tuy nhiên,sử dụng PLL quang Costas cơ ưu điểm là tất cả các mạch tín hiệu bé hơn trước khi trộn có thể được ghép a.c và do đó không bị tiêu tốn công suất truyền như trong linh kiên sóng mang dẫn đường.