DE3431896A1

DE3431896A1 - Verfahren zur korrektur der signalamplitude optischer nachrichtenempfaenger

Info

Publication number: DE3431896A1
Application number: DE19843431896
Authority: DE
Inventors: Ernst-Georg Prof. Dr. 5600 Wuppertal Neumann
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1984-08-30
Filing date: 1984-08-30
Publication date: 1986-03-13

Description

Verfahren zur Korrektur der Signalamplitude optischer
Nachrichtenempfänger Bei der Signalübertragung über einwellige Lichtwellenleiter schwankt der Polarisationszustand regellos, so daß bei üblichen Überlagerungsempfängern störende Schwankungen der Signalamplitude an deren Ausgang auftreten.
Zur Vermeidung dieser Schwankungen. ist es bekannt, den Polarisationszustand am Empfängereingang mit einem aufwendigen Regelsystem zu stabilisieren, oder man verwendet stark doppelbrechende Fasern, die schwierig herzustellen sind, eine höhere Dämpfung haben und zusätzlich eine in der Praxis kaum realisierbare Justierung bei Spleiß- und Steckverbindungen erforderlich machen.
Aus der DE-OS 32 43 464 ist es bekannt, die sich durch Änderung des Polarisationszustandes ergebenden Schwankungen der Signalamplitude dadurch zu korrigieren, daß die ankommende Trägerwelle durch einen polarisationsselektiven Strahlteiler in zwei orthogonal polarisierte Anteile aufgeteilt und diese Anteile mit den Anteilen einer von einem Oszillator erzeugten Hilfsträgerwelle gemischt werden. Die Hilfsträgerwelle wird bei der bekannten Einrichtung über eine halbdurchlässige Platte aufgeteilt und die Polarisation des einen Anteiles vor der Mischvorrichtung durch eine ;L/2 Platte gedreht, die beiden Zwischenfrequenz(ZF)-Trägerwellen phasendemoduliert und schließlich die demodulierten Ausgangssignale summiert.
Diese bekannte Vorrichtung ist aufwendig und nicht für alle Modulationsarten einsetzbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Korrektur der sich aus den Änderungen des Polarisationszustandes ergebenden Schwankungen anzugeben, das weniger aufwendig und bei den verschiedensten Modulationsarten einsetzbar ist.
Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren unter Verwendung von Elementen der beschriebenen Art dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsträgerwelle und die Trägerwelle über den gleichen polarisationsselektiven Strahlteiler je einem Fotodioden-Mischer zugeführt, dann die ZF-Spannungen frequenzselektiv verstärkt und schließlich die sich ergebenden Spannungen summiert werden.
Bei Intensitätsmodulation ist es vorteilhaft, die ZF-Spannungen vor der Summierung durch quadratische Gleichrichtung zu demodulieren.
Bei Phasen-, Frequenz-, Winkel- und ähnlichen Modulationen ist es vorteilhaft, einen Phasenschieber vor das Summierglied zu schalten, durch den die ZF-Spannungen, von einem Phasendetektor gesteuert, gleichphasig gemacht werden.
Ferner ist es vorteilhaft, die von einem Phasendetektor abgegebene Steuerspannung über ein Tiefpaßfilter zu leiten und schließlich können durch einen Amplitudenbegrenzer vor der Demodulation die aus regellosen Schwankungen der Leistung in den beiden orthogonalen Teilwellen sich ergebenden Schwankungen der ZF-Spannung beseitigt werden.
Als Demodulator kann in üblicher Weise ein Phasen- oder Frequenzdiskriminator eingesetzt werden.
Anhand der Zeichnung wird ein schematischer Schaltungsaufbau beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.
Die Fig. 1 zeigt eine Schaltung zur Gewinnung der geeigneten ZF-Spannungen.
Die Fig. 2 zeigt eine Schaltung für die Weiterverarbeitung der ZF-Spannungen bei Intensitätsmodulation.
Die Fig. 3 zeigt eine Schaltung für die Weiterverarbeitung der ZF-Spannungen bei anderen Modulationsarten.
Nach Fig. 1 kommt das Signal auf einer Trägerwelle über den Lichtwellenleiter 1 an den Eingang eines Empfängers, der durch eine optische Linse 2 symbolisiert ist. Hinter der Linse 2 ist ein polarisationsselektiver Strahlteiler 3, z.B. ein Glan-Polarisationsprisma, angeordnet, durch den die Trägerwelle aufgeteilt und die Teilwellen den beiden Fotodioden-Mischern 4, 5 zugeführt werden.
Hinter den Mischern 4, 5 sind übliche ZF-Verstärker 6, 7 angeordnet, deren Ausgänge 8, 9 mit den in den Fig. 2 und 3 beschriebenen Einheiten verbunden sind.
Ein Hilfsoszillator 10 speist in den Strahlteiler 3 eine Hilfswelle ein, die in diesem ebenfalls aufgeteilt und gemeinsam mit den Teilwellen der Trägerwelle in den Mischern 4, 5 zu den ZF-Signalen gemischt werden.
Nach Fig. 2 werden bei Intensitätsmodulation an den Klemmen 8, 9 die ZF-Spannungen abgenommen, in den Elementen 11, 12 durch quadratische Gleichrichtung demoduliert und schließlich in einem Summierglied 13 addiert. Da trotz schwankenden Polarisationszustandes die Gesamtleistung der beiden orthogonal polarisierten Teilwellen unabhängig von Umgebungseinflüssen ist, gilt dies auch für die Ausgangsspannung des Empfängers, welche bei Intensitätsmodulation das zu übertragende Signal enthält.
Bei Winkeldemodulation würde, ebenso wie bei Phasen- oder Frequenzmodulation, das Signal bei einer quadratischen Gleichrichtung verloren gehen. Deshalb wird das an den Klemmen 8, 9 abgenommene ZF-Signal über die Klemmen 15, 16 einer Schaltungsanordnung zugeführt, die aus dem Phasenschieber 17, dem Phasendetektor 18 und dem Tiefpaßfilter 19 besteht. Durch diese Schaltungsanordnung werden die beiden ZF-Signale gleichphasig gemacht. Der Phasendetektor 18 steuert dabei den Phasenschieber 17 in der gewünschten Weise. Die durch Umwelteinflüsse bedingten Schwankungen der Phasenverschiebung zwischen den orthogonalen Teilwellen und damit der Phasendifferenz der beiden ZF-Spannungen werden ausgeregelt.
Die beiden gleichphasigen ZF-Spannungen werden im Summierglied 13 addiert und über den Begrenzer 20 der Demodulationsstufe 14 zugeführt. Der Begrenzer 20 hat die Aufgabe, die durch regellose Schwankungen der Leistungen in den beiden orthogonalen Teilwellen bedingten Schwankungen der Amplitude, die zwischen 1 und t2 liegen kann, zu beseitigen.
Durch das Verfahren nach der Erfindung läßt sich die Grenzempfindlichkeit um 10 bis 20 dB gegenüber der direkten Detektion verbessern.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Korrektur der sich durch Änderung des Polarisationszustandes ergebenden Schwankungen der Signalamplitude optischer Nachrichtenempfänger unter Verwendung eines Oszillators zur Erzeugung einer Hilfsträgerwelle, eines polarisationsselektiven Strahlteilers zur Aufteilung der ankommenden Trägerwelle in zwei orthogonal polarisierte Anteile und je einer Mischvorrichtung, durch die die Trägerwellenanteile mit der Hilfsträgerwelle gemischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsträgerwelle und die Trägerwelle über den gleichen polarisationsselektiven Strahlteiler je einem Fotodioden-Mischer zugeführt, dann die ZF-Spannungen frequenzselektiv verstärkt und schließlich die sich ergebenden Spannungen summiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ZF-Spannungen bei Intensitätsmodulation vor der Summierung durch quadratische Gleichrichtung demoduliert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ZF-Spannungen bei Phasen-, Frequenz- und ähnlichen Modulationsarten durch einen von einem Phasendetektor gesteuerten Phasenschieber vor der Summierung auf Gleichphasigkeit gesteuert und dann demoduliert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Phasendetektor abgegebene Spannung über ein Tiefpaßfilter geleitet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ZF-Summenspannung vor der Demodulation in bezug auf die Amplitude begrenzt wird.