DE69032831T2

DE69032831T2 - Vorverzerrungsschaltung für elektronische und optische Signalenlinearisierung

Info

Publication number: DE69032831T2
Application number: DE69032831T
Authority: DE
Inventors: Henry A Blauvelt; Howard L Loboda
Original assignee: Ortel Corp
Current assignee: Ortel Corp
Priority date: 1989-09-07
Filing date: 1990-09-06
Publication date: 1999-05-12
Anticipated expiration: 2010-09-07
Also published as: JPH03179807A; CA2024385A1; EP0416622A2; US4992754A; US4992754B1; ES2125851T3; DE69032831D1; AU645029B2; AU6199590A; DE416622T1; EP0416622A3; EP0416622B1; CA2024385C; JPH0652816B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorverzerrungsschaltung sowie ein Verfahren, wie sie in den Oberbegriffsabschnitten von Anspruch 1 und 14 dargestellt sind.
Eine derartige Schaltung und ein derartiges Verfahren sind aus dem Inhalt von EP-A-0 078 884 herzuleiten, in dem ein Entzerrer offenbart wird, der leicht für die Vorentzerrung von frequenzmodulierten Signalen eingesetzt werden kann, die einer Wanderfeldröhre oder einer anderen nicht-linearen Einrichtung zugeführt werden, die Phasenverzerrung und Amplitudenverzerrung erzeugt.
Es ist nicht klar, ob diese Schaltung nach dem Stand der Technik bei amplitudenmodulierten Signalen eingesetzt werden kann. Die Schaltung teilt das Eingangssignal in einen primären und einen sekundären elektrischen Pfad. Die Schaltung umfaßt eine Einrichtung, die das Nutzsignal in dem zweiten Pfad unterdrückt, sowie einen Phasen/- Frequenz-Einstellblock, der die Amplitude und die Phase des Signals in bezug auf die nicht-lineare Einrichtung einstellt.
US-A-4,068,186 offenbart eine Schaltung nach dem Stand der Technik zum Kompensieren von nicht-linearen Kennlinien in Hochfrequenzverstärkern. Die Schaltung enthält einen Eingangskoppler, der ein Eingangssignal in zwei Signalteile teilt, die jeweils auf eine erste und eine zweite Übertragungsleitung aufgeteilt werden. Die erste Übertragungsleitung enthält eine Verzögerungsleitung sowie einen Entzerrer, der nicht-lineare Phasen/Frequenz-Kennlinien erzeugt. Die zweite Übertragungsleitung enthält eine Wanderfeldröhre, die hauptsächlich Verzerrung zur Korrektur von Nichtlinearitäten in einem Hochfrequenzverstärker erzeugt. Die Signale der ersten und der zweiten Übertragungsleitung werden in einem Ausgangskoppler zum Anlegen an den Verstärker kombiniert.
Die direkte Modulation der analogen Intensität einer Leuchtdiode (light-emitting diode - LED) oder eines Halbleiterlasers mit einem elektrischen Signal wird zu den einfachsten in der Technik bekannten Verfahren zur Übertragung von analogen Signalen, wie bei spielsweise Ton- oder Bildsignalen, mittels Lichtleitfasern gezählt. Obwohl für derartige analoge Verfahren vorteilhafterweise erheblich geringere Bandbreiten erforderlich sind als für die digitale Pulskodemodulation oder die analoge bzw. Pulsfrequenzmodulation kann bei Amplitudenmodulation Rauschen und Nicht-linearität der optischen Quelle auftreten.
Die Verzerrung, die bei bestimmten analogen Übertragungseinrichtungen auftritt, verhindert die lineare Umwandlung eines linearen elektrischen Modulationssignals in ein optisches Signal und bewirkt statt dessen Verzerrung des Signals. Diese Auswirkungen sind besonders nachteilig bei der Mehrkanal-Bildübertragung, für die ausgezeichnete Linearität erforderlich ist, um zu verhindern, daß sich die Kanäle gegenseitig stören. Ein stark linearisiertes analoges optisches System wird verbreitet in der kommerziellen Fernsehübertragung, beim Gemeinschaftsantennen-Fernsehen, beim interaktiven Fernsehen und bei der Bildtelefon-Übertragung eingesetzt.
Die Linearisierung von optischen und anderen nicht-linearen Übertragungseinrichtungen ist seit geraumer Zeit Gegenstand von Untersuchungen, die vorgeschlagenen Lösungen weisen jedoch praktische Nachteile auf. Die Bandbreiten der meisten Lösungen sind zu groß für den praktischen Einsatz. Für Vorwärtskopplungs-Verfahren (feedforward techniques) sind komplexe Systembauteile, wie beispielsweise optische Leistungsaddierstufen und mehrfache optische Quellen erforderlich. Bei quasi-optischen Vorwärtskopplungsverfahren treten die gleichen Probleme hinsichtlich der Komplexität auf, und darüber hinaus sind dafür außerordentlich gut angepaßte Teile erforderlich.
Ein in der Vergangenheit eingesetztes Verfahren zur Verringerung von Verzerrung, die bei nicht-linearen Vorrichtungen auftritt, ist die Vorverzerrung gewesen. Bei diesem Verfahren wird ein Modulationssignal mit einem Signal moduliert, dessen Stärke der Verzerrung entspricht, die der nicht-linearen Vorrichtung inhärent ist, das jedoch das umgekehrte Vorzeichen aufweist. Wenn die nicht-lineare Vorrichtung das kombinierte Signal moduliert, wird die der Vorrichtung inhärente Verzerrung durch die Vorverzerrung des kombinierten Signals aufgehoben, und nur der lineare Teil des Quellensignals wird übertragen. Dieses Vorverzerrungssignal hat normalerweise die Form additiver und subtraktiver Kombinationen der Eingangs-Grundfrequenzen, da diese Intermodulationsprodukte die stärkste Quelle von Verzerrung bei der analogen Signalübertragung dar stellen. Bei der Verteilung von amplitudenmodulierten Signalen für Kabelfernsehen beispielsweise befinden sich häufig bis zu 40 Frequenzen auf einem bestimmten Band, so daß es reichlich Gelegenheit für Intermodulationsprodukte dieser Frequenzen der zweiten und der dritten Ordnung gibt.
Bei gegenwärtig eingesetzten Vorverzerrungsverfahren wird im allgemeinen ein Eingangssignal in zwei oder mehr elektrische Pfade geteilt und Vorverzerrung eines oder mehrerer der Pfade erzeugt, die der der nicht-linearen Übertragungsvorrichtung inhärenten Verzerrung gleicht. Die erzeugte Vorverzerrung ist der Kehrwert der der nichtlinearen Vorrichtung inhärenten Verzerrung und dient dazu, die Auswirkung der der Vorrichtung inhärenten Verzerrung beim Wiederzusammenfügen mit dem Eingangs- Signal aufzuheben.
Dämpfung kann genutzt werden, um die Stärke der Vorverzerrung an die Stärke der inhärenten Verzerrungs-Kennlinie der Vorrichtung anzupassen, bevor die Signale rekombiniert und der nicht-linearen Vorrichtung zur Modulation zugeführt werden. Das Verfahren ist jedoch nicht sehr ausgereift, da nicht-lineare Vorrichtungen häufig Amplituden- und Phasenverzerrungs-Kennlinien aufweisen, die von der Frequenz des Modulationssignals abhängen. Gegenwärtige Verfahren stellen kein Mittel zum Kompensieren dieser frequenzabhängigen Nichtlinearitäten dar.
Die Vernachlässigung der Korrektur der Frequenzabhängigkeit der Verzerrung führt zu einem Ergebnis, das für viele Systeme und für Signale mit relativ schmaler Bandbreite annehmbar sein mag. Problematisch wird es jedoch insbesondere bei der Umwandlung eines elektrischen Fernsehsignales in ein optisches Signal für die Kabelübertragung. Derartige Signale für Kabelfernsehen können vierzig oder mehr Eingangsfrequenzen aufweisen, die alle qualitativ hochwertige amplitudenmodulierte Signale sein müssen. Die Übertragungsvorrichtungen für ein derartiges Signal müssen einen außerordentlich hohen Grad an Linearität aufweisen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Schaltung und das Verfahren, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 und 14 dargestellt sind, dahingehend zu verbessern, daß ein Eingangsmodulationssignal mit großer Bandbreite so vorverzerrt werden kann, daß die Übertragung des Modulationssignals weitgehend linearisiert wird.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 und 14 erfüllt.
Bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung gemäß einer gegenwärtig bevorzugten Ausführung teilt daher eine Vorverzerrungsschaltung zur Verringerung von Verzerrung bei der Übertragung von analogen Signalen ein Eingangsmodulationssignal in zwei elektrische Pfade, d. h. einen primären und einen sekundären. Ein Vorverzerrungsverstärker auf dem sekundären Weg erzeugt Intermodulations-Verzerrungsprodukte des Eingangssignals zweiter oder höherer geradzahliger Ordnung. Die so erzeugte Verzerrung bzw. Vorverzerrung wird so eingestellt, daß sie der einer nicht-linearen Modulationsvorrichtung, an die das Signal angelegt wird, inhärenten Verzerrung hinsichtlich der Größe entspricht und hinsichtlich des Vorzeichens entgegengesetzt ist. Das Vorverzerrungssignal wird hinsichtlich der Amplitude und der Phase so eingestellt, daß es der Frequenzabhängigkeit der Verzerrung durch die nicht-lineare Vorrichtung angepaßt ist. Die Phase der Signale werden durch ein Verzögerungs- bzw. Phaseneinstellelement in einem der elektrischen Pfade synchronisiert. Das Primär- und das Sekundärsignal werden anschließend wieder additiv zusammengefügt, um ein einzelnes Modulationssignal zu erzeugen, das eine Intermodulationsprodukt-Verzerrung einschließt. So wird mit dieser Vorverzerrungsschaltung die Übertragung von Modulationssignalen durch Aufheben von nicht-linearen Übertragungsvorrichtungen inhärenter Verzerrung weitgehend linearisiert.
Die Erfindung wird aus der folgenden ausführlichen Beschreibungen im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich und umfaßender zu würdigen sein, wobei:
Fig. 1 ein Blockschaltbild ist, das eine gegenwärtig bevorzugte Ausführung einer Vorverzerrungsschaltung zeigt;
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Push-Push-Verstärkers ist, der bei der Vorverzerrungsschaltung gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
Fig. 3 eine schematische Darstellung ist, die ein Beispiel einer praktischen Vorverzerrungsschaltung zeigt; und
Fig. 4 eine Darstellung der Auswirkung von Vorverzerrung auf die Wellenformen eines Modulationssignals ist.
Das Prinzip der Vorverzerrung ist in Fig. 4 abstrakt dargestellt. Ein Eingangssignal Y&sub0; wird einer Vorverzerrungsschaltung 40 hinzugeführt. Die Vorverzerrungsschaltung weist eine nicht-lineare Übertragungsfunktion auf, die von der Linearität entgegengesetzt und reziprok zur Abweichung einer nicht-linearen Übertragungsvorrichtung mit einer bekannten Übertragungsfunktion 41 abweicht. Das Signal Y&sub1; aus der Vorverzerrungs-Schaltung stellt eine Kombination des Eingangsquellensignals Y&sub0; und der Vorverzerrung dar, die aus der nicht-linearen Übertragungsfunktion 40 resultiert. Signal Y&sub1; wird der nichtlinearen Übertragungsvorrichtung zugeführt, und nach Modulation durch den Sender erscheint es als im wesentlichen lineares Signal Y&sub2; aufgrund der der Übertragungsvorrichtung inhärenten Verzerrung, die durch die Vorverzerrung von Signal Y&sub1; umgekehrt und aufgehoben wurde.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist zu sehen, daß ein Eingangsquellensignal 12 einem Richtungskoppler 10 zugeführt wird und in einen primären elektrischen Pfad 13 und einen sekundären elektrischen Pfad 14 geteilt wird. Normalerweise ist der Anteil des Signals auf dem primären elektrischen Pfad erheblich größer bezüglich der Energie als der des Signals auf dem sekundären elektrischen Pfad. So kann beispielsweise ein Richtungskoppler mit 11 dB eingesetzt werden, um dieses Ergebnis zu erzielen.
Der sekundäre elektrische Pfad umfaßt in Reihenschaltung einen Verzerrungserzeuger 15, einen Amplituden-Einstellblock 17, einen "Neigungs-" bzw. Frequenz-Einstellblock 19 sowie einen Phasen-Feineinstellblock 21. Diese Elemente können in verschiedener Anordnung auf dem sekundären elektrischen Pfad vorhanden sein, ohne vom Bestimmungszweck der Erfindung abzuweichen.
Bei einer Ausführung gelangt das Signal auf dem sekundären elektrischen Weg zunächst in den Verzerrungserzeuger. Der Ausgang des Verzerrungserzeugers umfaßt Intermodulationsverzerrung der Eingangsfrequenzen. Es wird Verzerrung zweiter oder höherer geradzahliger Ordnung erzeugt. Die Grundfrequenz wird in dem Verzerrungserzeuger durch Aufheben, Filtern oder andere Mittel unterdrückt. Das so erzeugte Intermodulationsprodukt weist dem Eingangssignal entgegengesetzte Phase auf. Diese Umkehrung kann in dem Verzerrungserzeuger oder mit einem separaten Umkehrelement (nicht dargestellt) erzielt werden.
Der verzerrte Ausgang des Verzerrungsgenerators wird hinsichtlich der Größe an die Größe der in der Übertragungsvorrichtung (in Fig. 1 nicht dargestellt), die das Ausgangssignal 25 empfängt, vorhergesagten Verzerrung angepaßt. Die Anpassungsfunktion wird in dem Amplituden-Einstellblock 17 ausgeführt, und diese Einstellung kann manuell mit einem einstellbaren Dämpfungsglied oder dynamisch beispielsweise mit einem automatischen Verstärkungsreglungselement ausgeführt werden. Der Ausgang des Amplituden-Einstellblocks 17 umfaßt daher lntermodulationsverzerrung eines kleinen Teils des Eingangssignals und gleicht hinsichtlich der Größe im wesentlichen der einer nicht-linearen Übertragungsvorrichtung, die das Ausgangssignal 25 der Vorverzerrungsschaltung empfängt, inhärenten Verzerrung und ist ihr hinsichtlich des Vorzeichens entgegengesetzt. Dieses Ausgangs- bzw. Vorverzerrungssignal verringert die frequenzunabhängige Komponente der Verzerrung der nicht-linearen Vorrichtung erheblich.
Zur Erzeugung des Vorverzerrungssignals auf dem sekundären elektrischen Pfad gehört normalerweise eine Zeitverzögerung in bezug auf den primären elektrischen Pfad. Bevor der primäre und der sekundäre elektrische Weg wieder zusammengeführt werden, wird das Verhältnis der Phase des elektrischen Signals des primären Pfades zur Phase des elektrischen Signals des sekundären Weges so eingestellt, daß es zur bestmöglichen Aufhebung der der nicht-linearen Vorrichtung inhärenten Verzerrung kommt. Diese Phasenanpassung wird auf dem primären elektrischen Pfad durch eine externe Verzögerung 23 ausgeführt, die den Hauptteil des durch den Richtungskoppler 10 geteilten Signals 13 empfängt. Die Zeitverzögerung kann manuell oder automatisch reguliert werden. Ein Beispiel für die Verzögerung kann eine einfache Übertragungsleitung einer ausgewählten Länge sein, durch die eine geeignete Verzögerung erzeugt wird.
Eine beispielhafte Übertragungsvorrichtung kann ein Halbleiterlaser oder eine LED sein, die durch das Ausgangssignal moduliert wird. Die einer derartigen Vorrichtung inhärente Verzerrung ist nicht unabhängig von der Frequenz. Allgemein läßt sich sagen, daß die Verzerrung bei höheren Frequenzen inhärent größer ist.
Zur Anpassung an die frequenzabhängige Verzerrung der nicht-linearen Übertragungsvorrichtung wird der Ausgang des Amplituden-Einstellblocks einem Frequenzeinstell- bzw. "Neigungs-"Einstellblock 19 zugeführt. Die Neigungseinstellung wird mit einem regelbaren Filter oder einer ähnlichen Einrichtung ausgeführt, die die Amplitude der Verzerrung bei höheren Frequenzen zur "Aufwärtsneigung" erhöht und sie bei hohen Frequenzen zur "Abwärtsneigung" verringert. Diese Einstellung kann wie die Amplituden- Einstellung entweder manuell oder automatisch ausgeführt werden. Durch Zuführen von mehr oder weniger der Hochfrequenz-Verzerrungsprodukte im Vergleich zu den Niederfrequenz-Verzerrungsprodukten ermöglicht die Neigungseinstellung die genauere Anpassung des Vorverzerrungssignals an die inhärente Verzerrungs-Kennlinie der nichtlinearen Vorrichtung.
Normalerweise wird die Amplituden-Einstellung vorgenommen, um die Verzerrung auszugleichen, die am niederfrequenten Ende des Bandes auftritt. Die Frequenzeinstellung wird dann als Aufwärtsneigung ausgeführt, um die Verzerrung am hochfrequenten Ende des Bandes auszugleichen. Es ist anzumerken, daß sich der gleiche Effekt durch Amplituden-Einstellung am hochfrequenten Ende und eine Aufwärtsneigung oder Abwärtsneigung am niederfrequenten Ende als geeignete Dämpfung bzw. Verstärkung des Signals erzielen läßt.
Ein zusätzlicher Phasen-Feineinstellblock 21 auf dem sekundären elektrischen Pfad ermöglicht genaueres Einstellen der Phasenbeziehung zwischen der in dem sekundären Pfad erzeugten Verzerrung und der der nicht-linearen Vorrichtung inhärenten Verzerrung. Auch diese Einstellung kann wie die Amplituden-Einstellung manuell vorgenommen werden und kann frequenzabhängig sein. Es hat sich herausgestellt, daß manuelles Einstellen von Amplitude, Frequenz und Phase gewöhnlich in weniger als einer Minute bewerkstelligt ist. Dazu wird die entsprechende Einstellung vorgenommen, während die Verzerrung am Ausgang der nicht-linearen Vorrichtung beobachtet wird. Durch die Einstellung soll die Endverzerrung auf ein Minimum verringert werden. Die optimale Einstellung liegt dann vor, wenn das Vorverzerrungssignal die gleiche Größe hat wie die der nicht-linearen Vorrichtung inhärente Verzerrung und die Vorverzerrung genau 180º phasenverschoben zu der Verzerrung ist.
Es ist wichtig, daß die Phaseneinstellung in bezug auf die Verzerrung der Vorrichtung vorgenommen wird. Zuvor sind Zeitverzögerungen ausgeführt worden, so daß die Vorverzerrung genau phasengleich (bzw. um 180º phasenverschoben) zu dem Primärsignal ist. Dies kann für einige Zwecke ausreichen, für andere, so beispielsweise Fernsehbandbreiten-Modulation eines Lasers, reicht es jedoch nicht aus.
Wenn die Phasen der Signale auf dem primären und dem sekundären elektrischen Pfad zueinander eingestellt worden sind, werden sie durch den Ausgangs-Richtungskoppler 11 wieder zusammengefügt. Das zusammengefügte Signal 25 einschließlich der Vorverzerrungskomponente von dem sekundären Pfad wird an eine nicht-lineare Übertragungsvorrichtung zur Modulation des Signals ausgegeben.
Ein Beispiel für einen Vorverzerrer bzw. einen Verzerrungsverstärkerblock 15 ist in Fig. 2 detailliert dargestellt. Ein Teil des Eingangssignals 14 auf dem sekundären elektrischen Pfad wird einem 180º-Teiler 30 zugeführt, der das Signal in einen ersten elektrischen Pfad 38 und einen zweiten elektrischen Pfad 39 mit gleicher Größe und entgegengesetztem Vorzeichen teilt. Wenn gewünscht, müssen die so geteilten Signale nicht gleiche Größe haben, wenn sie anschließend verstärkt oder gedämpft werden.
Der erste elektrische Pfad speist einen ersten Verstärker 32, der Intermodulationsprodukte der Grundfrequenzen zweiter oder höherer Ordnung in dem Eingangssignal 14 erzeugt. Der zweite elektrische Pfad, der ein Signal leitet, das hinsichtlich des Vorzeichens dem ersten elektrischen Pfad entgegengesetzt ist, speist einen zweiten Verstärker 33, der Intermodulationsprodukte geradzahliger Ordnung erzeugt, die das gleiche Vorzeichen haben wie die von dem ersten Verstärker 32 ausgegebenen, erzeugt jedoch Intermodulationsprodukte ungeradzahliger Ordnung, deren Vorzeichen dem der von dem ersten Verstärker ausgegebenen entgegengesetzt ist. Die Signale werden additiv durch eine 0º-Zusammenfügungseinrichtung 34 zusammengefügt, die die Grundfrequenzen und die Intermodulationsprodukte ungerader Ordnung in einem Ausgangs signal 37 im wesentlichen reduziert und Intermodulationsprodukt-Anteile gerader Ordnung beläßt. Idealerweise werden mit diesem Vorgang reine Komponenten der lntermodulationsverzerrung zweiter oder höherer gerader Ordnung erzeugt.
Der erste und der zweite Verstärker 32 und 33 sind regelbar. Diese Regelung kann ausgeführt werden, indem die Vorspannungsströme, die den Verstärkern zugeführt werden, verändert werden, wobei dadurch die Verstärkung der Grundfrequenzen kaum beeinflußt wird. Eine Zunahme des Vorspannungsstroms des ersten Verstärkers 32 bei gleichzeitiger Verringerung des Vorspannungsstroms des zweiten Verstärkers 33 bringt die beiden Verstärker dahingehend aus dem Gleichgewicht, daß die Größe der erzeugten Intermodulationsprodukte beider Verstärker nicht mehr identisch ist. So heben die Intermodulationsprodukte ungerader Ordnung einander nicht auf.
Das Ungleichgewicht dieser Verzerrungsschaltung, die als Push-Push-Verstärker bezeichnet wird, würde zu einer Erzeugung von Intermodulationsverzerrung aller Größenordnungen führen. Die Grundfrequenzen können durch eine spezielle Verstärkerauslegung oder durch eine Filtereinrichtung (nicht dargestellt) unterdrückt werden, die entweder in Reihe hinter jeden Verstärker geschaltet oder integral damit sind. Vorzugsweise werden die Vorspannungsströme beider Verstärker 32 und 33 so eingestellt, daß sie einander entsprechen und entgegengesetzt gerichtet sind, so daß die Ungleichgewichtseffekte lediglich der Intermodulationsprodukte ungerader Ordnung und der Intermodulationsprodukte gerader Ordnung im Gleichgewicht und im wesentlichen hinsichtlich der Größe unverändert bleiben.
Eine Ausführung der Vorverzerrungsschaltung ist in Fig. 3 dargestellt. Das Signal 14 in dem sekundären Pfad von dem Signal-Teilkoppler 10 wird zunächst mit einem regelbaren Dämpfer R&sub1;, R&sub3; gedämpft, um einen konstanten Signalpegel zu gewährleisten. Wenn das Signal zu klein ist, kann keine ausreichende Verzerrung vorliegen, um die Verzerrung der Übertragungsvorrichtung zu kompensieren. Wenn hingegen das Signal zu groß ist, wird der Verzerrer überlastet und erzeugt selbst nicht annehmbare Verzerrung.
Das gedämpfte Signal wird in dem 180º-Teiler 30 geteilt und kapazitiv dem ersten und dem zweiten Verstärker 32 und 33 zugeführt. Die Vorspannung der Verstärker wird so reguliert, daß die gewünschten Intermodulationsprodukte zweiter und höherer gerader Ordnung erzielt werden, und das wieder zusammengefügte Signal wird mit der Amplituden-Einstellung 17 gedämpft, um den gewünschten Betrag an Verzerrung bei relativ niedrigen Frequenzen, wie beispielsweise 50 MHz, zu erzielen. Dann wird das höherfrequente Ende des Bandes geprüft und das Frequenzfilter 19 solange reguliert, bis die Verzerrung der inhärenten Verzerrung der Übertragungsvorrichtung bei dieser höheren Frequenz entspricht. Dies hat nur geringe Auswirkung auf die Vorverzerrung am niederfrequenten Ende des Bandes. Dadurch wird die Amplitude als Funktion der Frequenz um einen Drehpunkt in der Nähe des unteren Endes des Bandes geneigt.
Die Zeitverzögerung 23 wird am hochfrequenten Ende des Bandes so eingestellt, daß die Phase des Signals in dem primären Signalweg eingestellt wird. Auch dies hat kaum Auswirkungen am niederfrequenten Ende des Bandes. Schließlich wird mit der Phaseneinstellung 21 die Phase der in dem sekundären Pfad erzeugten Vorverzerrung genau eingestellt, um die Phasenverzerrung durch die nicht-lineare Vorrichtung auszugleichen. Falls erforderlich, kann der Einstellvorgang wiederholt werden, um bessere Entsprechung zu der inhärenten Verzerrung der Übertragungsvorrichtung herzustellen. Normalerweise müssen der Anfangsdämpfer und die Vorspannung der Vorverzerrungsverstärker nicht reguliert werden, sondern verbleiben in einem voreingestellten Zustand. Die drei Einstellungen, d. h. die der Amplitude, der Neigung und der Phase, reichen aus. Die grundsätzliche Verzögerung in dem primären Pfad kann auch für einen bestimmten sekundären Pfad festgelegt werden.
Das Signal in dem sekundären Pfad wird mit dem Signal in dem primären Pfad mittels des Richtungskopplers 11 wieder zusammengefügt, und das so vorverzerrte Signal 25 wird an einen Laser 40 oder dergleichen zur Modulation angelegt.
Für den Fachmann liegen viele Veränderungen und Abwandlungen auf der Hand. So können beispielsweise, obwohl Beschreibung und Darstellung sich auf Fernsehsignal- Modulierung eines Lasers oder einer Leuchtdiode beziehen, andere nicht-lineare Vorrichtungen, wie beispielsweise Verstärker, inhärente Verzerrung aufweisen, die mit die sem Verfahren weitestgehend aufgehoben wird. Die Feineinstellung der Phasenbeziehung der Signale in dem primären und dem sekundären Pfad erfolgt bei der dargestellten Ausführung in dem sekundären Pfad, dies könnte jedoch bezüglich der Grobeinstellung auch in dem primären Pfad geschehen. Der sekundäre Pfad wird vorgezogen, da eine derartige Verzögerung in dem primären Pfad eine für diesen Pfad nicht angemessene Impedanz bewirken könnte.
Bei der vorliegenden Ausführung ist ein einzelner sekundärer Pfad mit seinem Verzerrungserzeuger vorhanden. Wenn gewünscht, könnte ein dritter "sekundärer" Pfad eingesetzt werden, wobei ein Pfad Unterdrückungssignale zweiter Ordnung erzeugt und ein weiterer Pfad Unterdrückungssignale dritter Ordnung erzeugt. Jeder dieser Pfade kann über seine eigene Einstellung der Frequenzabhängigkeit von Amplitude und Phase verfügen. Bei einer derartigen Ausführung wird vorzugsweise Feineinstellung der Phase auf jedem der sekundären Wege ausgeführt. Wenn zwei oder mehr sekundäre Pfade vorhanden sind, die für Verzerrung höherer Ordnung genutzt werden, können zunächst die Amplitude, die Neigung und die Phase in jedem Pfad eingestellt werden, da es keine Wechselwirkung zwischen ihnen gibt.

Claims

1. Vorverzerrungsschaltung mit:

einer Einrichtung (10) zum Teilen eines Eingangsmodulationssignals für ein nichtlineares Bauteil in einen primären elektrischen Pfad (13) und einen sekundären elektrischen Pfad (14);

einer Einrichtung (11) zum additiven Wiederzusammenfügen des primären und des sekundären Pfads (13, 14) zu einem einzigen Pfad, um ein an ein nichtlineares Bauteil (40) zuzuführendes Signal zu bilden;

einer Einrichtung (15) zum Erzeugen von Intermodulationsprodukten in dem sekundären Pfad (14), die eine der Amplitude der Verzerrung in dem nicht-linearen Bauteil (40) entsprechende relative Amplitude haben, und zum Unterdrücken von Grundfrequenzen des Modulationssignals;

einer Einrichtung (17) in Reihe mit der Einrichtung (15) zum Erzeugen von Intermodulationsprodukten zum Einstellen der Amplitude des Signals in dem sekundären elektrischen Pfad (14), und

einer Einrichtung (23) in dem primären elektrischen Pfad (13) und/oder dem sekundären elektrischen Pfad (14) zum Einstellen der Phase des Signals in dem primären Pfad in bezug auf die Phase des Signals in dem sekundären Pfad;

gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (19) zum Bewirken einer frequenzabhängigen Amplitudeneinstellung von im wesentlichen nur der Intermodulationsprodukte zweiter und höherer gerader Ordnung in dem sekundären Pfad.

2. Vorverzerrungsschaltung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (23) in dem primären elektrischen Pfad (13) zum Einstellen der Phase des Signals in dem primären Pfad in bezug auf die Phase des Signals in dem sekundären Pfad eine Zeitverzögerungseinrichtung aufweist.

3. Vorverzerrungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, die außerdem eine Einrichtung (21) in Reihe mit den anderen Einrichtungen (15, 17, 19) in dem sekundären elektrischen Pfad (14) zum Kompensieren der relativen Phasendifferenzen zwischen dem sekundären Pfad (14) und dem nicht-linearen Bauteil (40) aufweist.

4. Vorverzerrungsschaltung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der primäre elektrische Pfad (13) einen Hauptteil der Eingangssignalleistung trägt.

5. Vorverzerrungsschaltung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Einrichtung (15) zum Erzeugen von Intermodulationsprodukten einen Push-Push- Verstärker (32, 33) aufweist.

6. Vorverzerrungsschaltung nach Anspruch 5, wobei der Push-Push-Verstärker (32, 33) aufweist:

eine Einrichtung (30) zum Teilen des Eingangssignals in erste und zweite elektrische Pfade (38, 39), wobei die Signale in ihrer Größe gleich und ihrem Vorzeichen entgegengesetzt sind;

eine erste Verstärkungseinrichtung (32) in dem ersten elektrischen Pfad (38) zum Erzeugen von positiven Intermodulationsprodukten des in dem Pfad geführten Signals;

eine zweite Verstärkungseinrichtung (33) in dem zweiten elektrischen Pfad (39) zum Erzeugen von positiven Intermodulationsprodukten gerader Ordnung und negativen Intermodulationsprodukten ungerader Ordnung des in dem Pfad geführten Signals, und

eine Signalzusammenfassungseinrichtung (34) zum additiven Wiederzusammenfügen der ersten und zweiten elektrischen Pfade (38, 39) nach dem Erzeugen der Intermodulationsprodukte, wodurch die Intermodulationsproduktkomponenten ungerader Ordnung im wesentlichen beseitigt werden.

7. Vorverzerrungsschaltung nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Push-Push-Verstärker (32, 33) außerdem eine Vorspanneinrichtung zum Abgleichen der ersten und zweiten Verstärkungseinrichtungen (32, 33) umfaßt, wobei die Vorspanneinrichtung eine Einstellung in einem ersten Sinne des Vorspannungsstroms der ersten Verstärkungseinrichtung (32) und eine Einstellung in einem entgegengesetzten Sinn für die zweite Verstärkungseinrichtung (33) umfaßt, um eine im wesentlichen konstante Größe der Intermodulationsprodukte gerader Ordnung beizubehalten.

8. Vorverzerrungsschaltung nach Anspruch 6 oder 7, die außerdem eine Filtereinrichtung in Reihe mit jeder Verstärkungseinrichtung (32, 33) zum Unterdrücken der Grundfrequenzen aufweist.

9. Vorverzerrungsschaltung nach Anspruch 8, wobei die Filtereinrichtung mit den ersten und zweiten Verstärkungseinrichtungen (32, 33) integral ausgebildet ist.

10. Vorverzerrungsschaltung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, die eine Einrichtung (34) in dem sekundären elektrischen Pfad (14) zum Unterdrücken der Grundfrequenzen des Modulationssignals aufweist.

11. Vorverzerrungsschaltung nach Anspruch 10, wobei die Einrichtung zum Unterdrücken die ersten und zweiten Verstärkungseinrichtungen (32, 33) aufweist.

12. Vorverzerrungsschaltung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Teilereinrichtung (10) ein erster Richtungskoppler und die Wiederzusammenfügungseinrichtung (11) ein zweiter Richtungskoppler sind.

13. Vorverzerrungsschaltung nach Anspruch 12, wobei das Eingangssignal in eine Vielzahl von sekundären Pfaden aufgeteilt wird, wobei jeder Pfad eine Einrichtung zum Erzeugen von einem oder mehreren Intermodulationsprodukten des Eingangsmodulationssignals aufweist.

14. Verfahren zum Verringern der Verzerrung in einer Amlitudenmodulationseinrichtung (40) mit den Schritten:

Aufteilen eines Eingangssignals für die Modulationseinrichtung (40) in primäre und sekundäre elektrische Pfade (13, 14);

Erzeugen von Intermodulationsprodukten in dem sekundären Pfad (14) mit einer relativen Amplitude, die der Amplitude der Verzerrung in der nicht-linearen Einrichtung (40) entspricht;

Unterdrücken der Grundfrequenzen des Modulationssignals;

Einstellen der Amplitude des Signals in dem sekundären elektrischen Pfad (14), und

Wiederzusammenfügen der Signale der primären und sekundären elektrischen Pfade zum Bewirken eines Ausgangssignals und Zuführen dieses an die nicht-lineare Modulationseinrichtung;

gekennzeichnet durch

Bewirken einer frequenzabhängigen Amplitudeneinstellung von im wesentlichen nur der Intermodulationsprodukte zweiter und höherer gerader Ordnung in dem sekundären Pfad.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Intermodulationsverzerrung in der Größe im wesentlichen gleich der Verzerrung der nicht-linearen Modulationseinrichtung (40) bei relativ niedrigen Frequenzen gemacht wird und ein Frequenzgang eingestellt wird, um die Intermodulationsverzerrung, die bei relativ hohen Frequenzen erzeugt wird, in ihrer Größe im wesentlichen gleich der Verzerrung der nicht-linearen Modulationseinrichtung (40) bei den relativ hohen Frequenzen zu machen, ohne die Größe der Intermodulationsverzerrung, die bei relativ niedrigen Frequenzen erzeugt wird, wesentlich zu ändern.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Zeitverzögerung des Signals in einem der Pfade (13, 14) bei einer relativ hohen Frequenz auf etwa 180º aus der Phase mit der Verzerrung der nicht-linearen Einrichtung (40) bei der hohen Frequenz eingestellt wird.