JP2001526010A - 先行歪み発生器を備えた外部光変調システム - Google Patents

先行歪み発生器を備えた外部光変調システム

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JP2001526010A JP54876998A JP54876998A JP2001526010A JP 2001526010 A JP2001526010 A JP 2001526010A JP 54876998 A JP54876998 A JP 54876998A JP 54876998 A JP54876998 A JP 54876998A JP 2001526010 A JP2001526010 A JP 2001526010A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、非線形段の入出力特性における非線形性、特に、三次非線形性を防止する方法および信号先行歪み発生回路に関する。更に特定すれば、本発明は、テレビジョン信号の外部光変調器のための方法および先行歪み発生回路に関する。可変振幅信号の先行歪み発生方法は、前記信号を少なくとも1つの第1歪み発生回路に送る段階と、前記少なくとも1つの第1歪み発生回路にバイアスをかける段階と、前記少なくとも1つの第1歪み発生回路において前記信号を歪ませる段階とから成り、前記少なくとも1つの第1歪み発生回路を歪ませる前記段階が、前記少なくとも1つの第1歪み発生回路における前記信号の振幅の変動に対して、実質的に一定のプリセット電圧値を維持する段階を含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 先行歪み発生器を備えた外部光変調システム 本発明は、非線形段の入出力特性における非線形性、特に、三次非線形性を防 止する方法および信号先行歪み発生回路(signal predistorter circuit)に関す る。更に特定すれば、本発明は、テレビジョン信号の外部光変調器のための方法 および先行歪み発生回路に関するものである。 CATV(ケーブル・テレビジョン)装置を通じたテレビジョン信号の分配は 、光ファイバによって行うことができる。光信号の変調は、光源、通常はレーザ に作用することによって直接的に、または光変調器によって間接的に行うことが できる。 非常に高い周波数(例えば、従来では40ないし860MHzの範囲であるテ レビジョン・チャネルの他のキャリア等)を有する無線周波数(RF)変調信号 (外部信号としても知られている)によって、光信号の振幅変調を可能にする光 変調器は、例えば、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)内に構成したマッハ・ツ ェンダー(Mach-Zehnder)型の干渉計に基づく機器から成る。 外部変調器に必要とされる特性は、変調の線形性であり、アナログ型伝送を用 いるCATV装置において用いるには非常に重要である。特に、変調信号が単一 のテレビジョン・チャネルではなく、例えば、40から80チャネルまでの多数 のテレビジョン・チャネルで構成されている場合には重要である。この種(マッ ハ・ツェンダー干渉計)の変調器の電光特性(光出力パワー対無線周波数入力電 圧)は、典型的に非線形である。信号の歪みを抑制するためには、できるだけ特 性が線形に近いところで変調器を動作させることが得策である。 この目的のために、マッハ・ツェンダー干渉計型電光変調器では、電極RFに 無線周波数(RF)変調信号を印加し、更に同一電極または第2電極に、変調器 の動作点を決定するd.c.電源電圧を印加する。この種の変調器は、例えば、 本出願人によって、基準PIR PIM1510という商品名で販売されている 。 RF入力に印加される変調信号は、例えば、ユーザに分配するテレビジョン・ チャネルの被変調キャリア集合から成る。 マッハ・ツェンダー変調器の場合、正弦波によって特性のプロファイル(profi le:即ち、一方の特性に対する他方の特性の変化を表す線図)を近似することが でき、正弦波の変曲点付近で変調器を動作させ、印加される作用点VQ電圧に対 応させると有利である。 動作点に関係するマッハ・ツェンダー変調器の変調特性は、以下の関係で表わ すことができる。 Pu=Kzsinβ ここで、 Puは、光出力パワー、 Kzはマッハ・ツェンダー変調器の特性に依存する係数、 β=πV/Vπは、ラアジアンで表わす変調信号の変調指数、 Vは、動作電圧VQに対する印加電圧の変動、 Vπは定数である。 正弦波プロファイルを有するこの特性は、次の2つの値によって区別される。 −前述の電圧Vπの値。これは、最大値から最小値までの光パワーを搬送する ようにRF(無線周波数)電極に印加される、電圧変化範囲(voltage variation )を表わす。 −電圧VQの値。これは、正弦波プロファイル即ち奇数対称性(odd symmetry) を有する特性の変曲点のそれに動作点を対応させるように、電源電極に印加する 。このような場合、偶数次数の歪み(印加信号の二次高調波を含む)は消滅し、 奇数次数の歪みが明確な値を呈する。 例えば、本出願人が生産するPIR PIM1510型のマッハ・ツェンダー 変調器の場合に、前述の電圧は次の値を取ることができる。 Vπ=4.3V、およびVQ=0.7V。 動作点の電圧VQの値は一定ではなく、経時的にそして温度に対しても変化す る(例えば、LiNbO3における静電気の蓄積によって)。 したがって、動作電圧の値は、例えば、偶数次数の歪みまたは二次相互変調生 成物(products)の存在および大きさを情報として用い、継続的に適応化させなけ ればならない。これらの情報を総称してCSO(複合二次)と呼ぶ。 また、前述の動作点における変調器の動作は偶数次数の歪みを最少化するもの の、入出力特性における非線形性が奇数次数(主に三次)の残留歪みをもたらし 、これが相互変調生成物またはCTB(複合三重ビート:Composite Triple Beat )および交差変調(XMOD:cross modulation)に変換され、ユーザに達する 信号の品質を損なうことになる。したがって、良質の信号を得てユーザに分配す ることに関して、キャリアの振幅変調を伴うテレビジョン・チャネルの品質は、 前述の相互変調生成物の存在によって大きく影響される。この相互変調生成物の 全体レベルは十分に低く、例えば、各チャネルの映像キャリア(picture carrier )のレベルよりも65dB下に維持しなければならない。 ある程度までこれらの歪みを抑制するためには、変調信号に対して過度に高い 変調深度(depth of modulation)を選択せず、例えば、チャネル当たり3.5% または4%程度とすることが、特性の線形部分にできるだけ近く動作させるには 得策である(変調深度とは、変調指数βの百分率で表わした最大値として理解す ることとする)。 変調器の特性における非線形性が引き起こす歪みを抑制する目的には、変調器 の最大使用率は通常約40%である。したがって、ノイズ特性に関する前述の要 件を念頭に置くと、適用可能なチャネルの最大数を得るには、相関のない種々の キャリアが矩象(phase quadrature)内に統計的に集まる(sum together)ことを考 慮する。つまり、チャネルの合計は、パワーに換算して検討する。即ち、前述の 率を超過しないように変調器に適用可能なチャネルの最大数は、約100である 。 残留歪みを低減するため、特に三次歪みについては、非線形素子の使用により 、変調信号に先行歪みを与え、この先行歪みを変調器側の後の歪みによって補償 する技法が示唆されている。この目的のために、変調器に先立って、変調器の入 出力特性の逆関数である入出力特性を無線周波数信号に対して有する、歪み発生 回路を配することができる。 本発明の目的上、歪み発生回路とは、電気回路、特に、その入力に配信される 電気信号に対応させるために、入力信号の予め設定された非線形関数である信号 を出力として発生する非線形回路を備える電気回路と解釈するものとする。 この技法およびこの目的のために用いられる回路例は、例えば、Journal of L ightwave Technology vol.11,no.1の82ないし104ページに発表された、M. Mazarathy et al.(M.ナザラシその他)の"Progressin Externally Modulate d AM CATV Transmission Systems"(外部変調AM CATV伝送システムにお ける発展)という論文において説明されている。即ち、これは、非線形素子とし て、電流源によってバイアスされたダイオードを用いた回路を示す。 特許出願EP第0 620 661号および米国特許第5,172,068号 は、入力信号に対して逆極性を有するように、並列に接続したダイオードを備え る歪み発生回路について記載する。ダイオードは、所定のバイアス値を有する非 線形素子として動作する。これらは、抵抗を介して電圧発生器によって、または 電流発生器によってバイアスされる。 本発明によれば、本出願人は、前述の引例の回路には欠点があることを発見し た。 即ち、これらによって生成される歪み量は、場合によっては、変調器が発生す る歪みを補償するには不十分であることに気付いた。 更に、本出願人は、かかる回路の性能は、入力信号の振幅の変動によってばら つくこともわかった。 即ち、本出願人は、印加信号の振幅を大きくしていくと、この種の歪み発生回 路によって混入される歪みは、理論値に対して減少し、変調器が引き起こす歪み を補償できないことをに気付いた。 本出願人は、これは、印加信号の振幅が変動すると、ダイオードの動作点も変 動するという事実によるものと確信する。 即ち、偶数次数の歪みがd.c.成分を発生し、これがダイオードの動作点を 変更してしまうものと確信する。 本発明によれば、ダイオードに印加する電圧を一定にするように供給すること によって、動作点は変動せず、したがって入力信号の広い範囲の振幅変動に対応 するために必要な歪み量を生成可能であることが判明した。 本発明は、その第1の態様において、可変振幅信号の先行歪み方法に関連し、 この方法は、 − 前記信号を少なくとも1つの第1の歪み発生回路に送る段階と、 − 前記少なくとも1つの第1の歪み発生回路にバイアスをかける段階と、 − 前記少なくとも1つの第1の歪み発生回路において前記信号を歪ませる段階 と、 から成り、 −前記少なくとも1つの第1の歪み発生回路を歪ませる前記段階が、前記少なく とも1つの第1の歪み発生回路における前記信号の振幅の変動に対して、実質的 に一定のプリセット電圧値を維持する段階を含むことを特徴とする。 好ましくは、更に、 − 前記信号を少なくとも1つの第2歪み発生回路に送る段階と、 − 前記少なくとも1つの第2歪み発生回路にバイアスをかける段階と、 − 前記少なくとも1つの第2歪み発生回路において前記信号を歪ませる段階と 、 前記少なくとも1つの第1および1つの第2歪み発生回路によって歪ませた 前記信号を組み合わせる段階と、 を含む。 好ましくは、前述の方法は、前記信号を線形減衰器に送る段階と、前記減衰信 号を前記歪み信号と結合する段階とを含む。 好適な形態では、前記信号の振幅の変動に対して、実質的に一定のプリセット 電圧値を維持する段階は、 − 前記少なくとも1つの第1の歪み発生回路のバイアス電圧を測定する段階と 、 − 前記測定したバイアス電圧を、プリセット基準電圧と比較する段階と、 − 前記比較を表わす制御信号を生成する段階と、 −前記制御信号に応答し、前記信号の振幅変動に対して、前記バイアス電圧が実 質的に一定のプリセット電圧値を有するように、前記バイアス電圧を制御する段 階とを含む。 好ましくは、制御信号を生成する前記段階の後に、前記制御信号を積分する段 階を含む。 特定の実施形態では、前記信号の振幅の変動に対して、実質的に一定のプリセ ット電圧値を維持する段階が、 − 前記回路の一部分において、前記少なくとも1つの第1歪み発生回路の前記 バイアス電圧を表わす電気量を測定する段階と、 − 前記バイアス電圧の値を、前記バイアス電圧を表わす前記電気量の関数とし て計算する段階と、 − 前記計算したバイアス電圧を、プリセット基準電圧と比較する段階と、 − 前記比較を表わす制御信号を生成する段階と、 − 前記制御信号に応答して、前記信号の振幅変動に対して、前記バイアス電圧 が実質的に一定のプリセット電圧値を有するように、前記バイアス電圧を制御す る段階とを含む。 好ましくは、前記電気量は電圧である。 本発明は、その第2の態様において、可変振幅電気信号の先行歪み発生回路に 関し、 − 可変振幅の電気入力信号を受け取り可能な入力端子と、 − 前記入力信号に対応する電気信号を送出可能な出力端子と、 − 前記入力端子と前記出力端子との間に介挿され、入力信号と対応する出力信 号との間に所定の関係を有する非線形素子と、 − 前記非線形素子に電気的に接続されたバイアス回路と、 を備え、前記バイアス回路が、プリセット電圧を前記非線形素子に印加する手段 を備え、前記プリセット電圧が、前記入力信号の振幅変動に対して、実質的に一 定であることを特徴とする。 具体的には、前記入力信号に対して並列に接続されている第1および第2非線 形素子を備える。 好ましくは、前記入力信号に対して、前記非線形素子に並列に接続された線形 減衰器を備える。 好ましくは、前記非線形素子は、少なくとも1つのダイオードから成る。 好ましくは、前記第1および第2非線形素子は、少なくとも1つのダイオード から成る。 好ましくは、前記第1非線形素子の前記少なくとも1つのダイオードは、前記 第2非線形素子の前記少なくとも1つのダイオードに対して、逆極性で配置され ている。 好適な形態では、前記バイアス回路は、前記非線形素子と並列に接続され、前 記入力信号によって変更され得ないようなバイアス電流を有する少なくとも1つ のダイオードを備える。 具体的には、前記ダイオードは、ショットキ・ダイオードである。 好ましくは、前記バイアス回路は、少なくとも1つの抵抗を介して、前記少な くとも1つの非線形素子に接続されている。 好適な実施形態では、前記前記バイアス回路は、 − 前記非線形素子のバイアス電圧を測定する回路と、 − プリセット基準電圧発生器と、 − 前記測定バイアス電圧と前記プリセット基準電圧とを比較し、前記比較を表 わす信号を送出可能な回路と、 − 前記比較を表わす前記信号に応答して、前記バイアス手段を制御する回路と 、 を備える。 好適な実施形態では、前記バイアス回路は、 − 前記非線形素子の前記バイアス電圧を表わす電圧を測定することによって、 前記非線形素子のバイアス電圧を計算する手段と、 − プリセット基準電圧発生器と、 − 前記測定バイアス電圧と前記プリセット基準電圧とを比較し、前記比較を表 わす信号を送出可能な回路と、 − 前記比較を表わす前記信号に応答して、前記バイアス手段を制御する回路と 、 を備える。 好ましくは、前記計算手段は、アナログ計算回路から成る。 好ましくは、更に、前記比較を表わす前記信号を積分する回路を備える。 具体的には、前記線形減衰器は、抵抗から成る。 具体的には、前記非線形素子は、コンデンサを含み、該コンデンサから見たイ ンピーダンスに対して、前記信号のa.c.成分に対して、低い値のインピーダ ンスを呈する。 好ましくは、前記バイアス回路は、可調節電圧発生器を備える。 好ましくは、前記バイアス回路が、可調節電流発生器を備える。 本発明は、その第3の態様においては、外部変調光送信機に関し、 − 少なくとも1つの被バイアス非線形素子を含み、変調信号が印加される先行 歪み発生回路と、 − 被変調光信号を出力可能であり、前記先行歪み変調信号が印加される電気入 力と光入力とを有する電光変調器と、 − 前記変調器の前記光入力に接続された光線源と、 を備え、 前記信号の振幅変動に対して、実質的に一定のプリセット電圧で、前記少なく とも1つの非線形素子にバイアスをかける手段を備えることを特徴とする。 好ましくは、前記電光変調器は、マッハ・ツェンダー型干渉変調器から成る。 好ましくは、更に、先行歪み変調信号用入力と、前記電光変調器に接続された 出力とを有する増幅器を備える。 これ以上の詳細は、添付図面を参照し、以下の説明から得ることができよう。 図1は、外部変調光送信機の図である。 図2は、歪み発生回路の簡略電気回路図である。 図3は、歪み発生回路の完全な電気回路図である。 図4は、図3の歪み発生回路の三次高調波歪みの測定値のプロファイルである 。 図5は、本発明の第1実施形態による歪み発生回路の電気回路図である。 図6は、図5の歪み発生回路の三次高調波の測定値のプロファイルである。 図7は、本発明の第2実施形態による歪み発生回路の電気回路図である。 図8は、本発明の第3実施形態による歪み発生回路の電気回路図である。 図9は、本発明の第4実施形態による歪み発生回路の電気回路図である。 図1のブロック図を参照しながら、これよりアナログ外部変調光送信機につい て例示する。 参照符号1は、指定された周波数帯域内の無線周波数変調のための電気信号の 入力を示す。入力1は、歪み発生回路2に接続されている。この歪み発生器2は 、以下に示すように選択した入出力特性(出力電圧対入力電圧)を備えている。 歪み発生器2の後段には、好ましくは、無線周波数電気変調信号の周波数帯域で 動作する増幅器4がある。この場合、CATVシステムの例では、40ないし8 60MHzの範囲である。 増幅器4の出力5は、電光変調器7の電気入力に接続されている。 光ファイバ8を通じて、変調器7の光入力には、連続光信号を発生可能な光線 源9が接続されている。この光線源は、特に半導体型の、レーザで構成すること ができる。 変調器7は、被変調光信号を出力6に送る。 歪み発生器2の入出力特性は、その非線形を補償するように、または変調器が 出力する光信号のパワーと入力1にある変調信号の電圧との間にできるだけ線形 な関係が得られるように、電光変調器の入出力特性に基づいて選択することが得 策である。即ち、変調器7の三次歪みを最少に抑えるように選択することが得策 である。歪み発生器2は、変調器7の非線形特性によって発生される三次歪みと 振幅が等しく符号が逆の三次歪みを主に発生する。 増幅器4は、先行歪み発生回路において処理された信号の振幅を、変調器が要 求する信号の振幅に適応化させ、十分な変調深度を得るために用いられる。 この種の歪み発生器2の入出力特性を得るためには、非線形素子としてダイオ ードまたはトランジスタを使用することができる。 記載中の例では、そして好ましくはビデオ周波数(40ないし860MHz) 程度の帯域において動作が行われる場合には、歪み発生回路2は非線形素子とし てダイオードを用いる。 図2に、歪み発生回路2の簡略化した電気回路図を示す。 歪ませる入力信号を入力端子1に印加する。コンデンサC1を通り、信号は、 各々ダイオードD1およびD2ならびにコンデンサC2およびC3で構成された 、2本の並列分岐路に転送される。これらのダイオードD1およびD2は、互い に反対極性を有するように配列されている。ダイオードD1のアノードはコンデ ンサC1に接続され、カソードは抵抗R1の端子およびコンデンサC2に接続さ れている。抵抗R1の他方の端子は、負の電源電圧−Vに接続されている。 ダイオードD2のカソードはコンデンサC1に接続され、アノードは抵抗R2 の端子およびコンデンサC3に接続されている。抵抗R2の他方の端子は正の電 源電圧+Vに接続されている。 好ましくは、前述の2本の分岐路に並列に抵抗Rpを接続する。この抵抗によ り、回路の設計自由度を高めることが可能となる。即ち、これによって、入力信 号(ダイオードD1およびD2によって減衰される)のレベルを高め、利得が1 5ないし18dBを超過しないように、後続の増幅段4を使用することが可能と なる。 抵抗Rp、コンデンサC2およびコンデンサC3は、コンデンサC4を介して 出力端子3に接続され、ここに歪み信号が現れる。 コンデンサC1ないしC4は、歪み発生回路2内のダイオードのバイアス電流 を制限するために用いられる。 図2において、各分岐路にはダイオードが1つしかないが、要求性能によって は、2つ以上のダイオードがあってもよい。 電源電圧+Vおよび−Vは、電流/電圧特性が非線形性を有する動作点におい て、ダイオードD1およびD2をバイアスするように選択しなければならず、特 に、ダイオードの動作点を変化させることによって、生成される歪みの大きさを 変化させることができる。 図2に示す回路は、主に三次歪みを発生することができる。これらの歪みの大 きさは、電源電圧+Vおよび−Vの値によって制御する。一方、二次歪みは、こ の回路の対称性のために消滅する。また、例えば、ダイオードD2、コンデンサ C3、抵抗R4および電源電圧+Vを除去することによって、単一のダイオード を使用することも可能である。このようにすると、この種の非対称性回路は、二 次歪みも生成することになる。以下では、図2に示す形式の対称性回路について 説明する。しかしながら、以下に続く教示を、単一のダイオードを用いる非対称 性回路の場合にも利用することは、当業者の範囲内のことである。 本出願人は、外部変調光送信機を作成した。これについて、図1のブロック図 を参照しながら、以下に説明する。 用いた電光変調器7は、本出願人が生産する、型番PIR PIM1510マ ッハ・ツェンダー型変調器である。 光線源9は、レーザ、特に、DFB型レーザで構成する。 歪み発生器(distorter)2および後段の増幅器4からなる群を図3 に示す。図2の歪み発生回路の簡略化した電気回路図に対して、図3の歪み発生 回路の完全な電気回路図は、以下に説明する、光送信機のその他の素子とのイン ターフェースおよび接続のための追加の回路も含む。 入力1に印加される入力信号は、約3.5dBの減衰をもたらすT型抵抗性減 衰器30に送られ、次いで減衰が約9dBのπ型抵抗性減衰器31に送られる。 次に、約1.5dBの減衰をもたらすT型抵抗性減衰器32に送られ、そして増 幅器4に至る。 抵抗性減衰器30,31および32は、回路内の種々の素子間において、信号 のインピーダンスおよびレベルを適切に整合させることができる。 非線形回路33は、6つのダイオードD1ないしD6から成り、並列接続され た2本の分岐路に配列されている。各分岐路は、3つのダイオードD1,D2, D3およびD4,D5,D6から成り、第1分岐路内のダイオードD1,D2, D3はそれらの極性が、他方の分岐路内のダイオードD4,D5,D6と逆とな るように配列されている。使用するダイオードは、MACON社が販売するMA 4E976L型のショットキ・ダイオードが好ましいが、例えば、スレシホルド 電圧が低いダイオードのように、他の種類のダイオードも使用可能である。 各分岐路には、コンデンサC2およびC3が、それぞれ、ダイオードに直列に 配され、d.c.成分を切断する。コンデンサC2の第1端子は、ダイオードD 1のアノードに接続されており、コンデンサC3の第1端子は、ダイオードD6 のカソードに接続されており、コンデンサC2およびC3の第2端子は共通接続 されている。 非線形回路33は、抵抗性減衰器31と並列に接続されている。コンデンサC 1は、非線形回路33の入力端子に対応する、非線形回路33のアノードD4お よびカソードD3間の接合点を、π型抵抗性減衰器31の一端に接続する。C2 およびC3の第2端子は、非線形回路33の出力端子に対応する、π型抵抗性減 衰器31の他端に接続されている。図2の抵抗Rpは、ダイオードD1ないしD 6から成る分岐路に直接並列に配されたが、ここでは、π型抵抗性減衰器31の 入力信号に対して直列に配された抵抗から成る。抵抗Rpの値は、例えば、入力 信号が、この抵抗がない回路よりは減衰が少なくなるように選択される。したが って、後続の増幅は小さくなり、また増幅器に対するノイズの影響(contributio n)も減少する。 2つの外側端子および1つの可変中央端子を有する第1可変ポテンショメータ P1は、一方の外側端子が電源電圧+Vに接続され、他方の外側端子および中央 端子が第2のポテンショメータP2の外側端子に接続されている。ポテンショメ ータP2の他方の外側端子は、接地端子に接続されている。ポテンショメータP 1およびP2は、電源電圧+Vの分圧器の機能を有し、それらの間にある接続点 に電圧Vpを生成する。この点および接地端子間には、電圧Vpを安定化させる ためのコンデンサC5がある。電圧Vpは、抵抗R1を介して、ダイオードD1 のアノードに供給される。ダイオードD6のカソードは、抵抗R3を介して接地 端子に接続されている。ポテンショメータP2の中央端子は、ダイオードD1〜 D6から成る2本の分岐路間、具体的には、ダイオードD3のカソードとダイオ ードD4のアノードとの間に抵抗R2を介して接続されている。 ダイオードにおけるバイアス電流(約30μA)は、2つの高値抵抗R1およ びR3(約33kΩ)を通じて得られる。コンデンサC1,C2およびC3は、 約100nFの値を有する。ダイオードのバイアス電流は、歪み発生回路2が生 成する歪み量を決定し、較正段階において、ポテンショメータP1によって電圧 (Vp)を変化させることによって調節する。 2本のダイオード分岐路における電流のバランスは、二次歪みを最少化するた めに、ポテンショメータP2によって調節する。 回路を最適化するには、所望の歪みを得るように、π抵抗性減衰器31の抵抗 値またはダイオードのバイアス電流のいずれかの値を適切に選択する。 減衰器4は、適切な増幅値、ならびに適切な動的、線形性、およびノイズ特性 を呈することが得策である。これらは公知の方法にしたがって設計段階において 考慮するが、ここでは検討しない。 増幅器4の周波数応答を等化し、周波数変動時における周波数応答および歪み 特性を改善するために、その出力にRCLネットワークを配置する。 増幅は約17dBであり、Motorola社が販売する増幅器CA922を用いて得 られる。 入力に印加すべき信号レベルは、4%に等しい変調深度を得るためには−17 dBm、そして3.5%では−18dBmである。 80個のテレビジョン・チャネルおよび3.5%の変調指数で、前述の歪み発 生回路を用いて線形化された光変調器上で、CTBおよびXMODの測定を行っ た。次の表にその値を明示する。 測定結果は、ダイオードD1ないしD6のバイアス電流を変化させることによ りCTB値を最少化した場合を示す。この値は、XMODのそれに対して顕著な 改善を示す。 XMODの値は、ダイオードにおけるバイアス電流の値を多少(約10%)低 下させることによって改善可能であることがわかった。この場合、しかしながら 、CTBの値は悪化する。 本出願人は、CTB値およびXMOD値は双方共、三次歪みの大きさに主に依 存することに気付いた。歪み発生器2のダイオードD1〜D6のバイアス電流を 変化させることによって、生成される先行歪みの量が、特に三次のものについて 、決定され、その大きさは他よりも大きくなっている。したがって、本出願人は 、CTBおよびXMODの測定値が、生成される先行歪みの同じ大きさに対して 、つまりダイオードの同一バイアス電流に対して最少の値を示すことを予想した 。 このために、200MHzの周波数で入力信号レベルを−15dBmから+1 0dBmまで変化させたときの比率D3/C(第3高調波歪みとキャリアの値と の間の比率)を測定することによって、歪み発生回路の第3高調波歪みの測定を 行った。これを図4に示す。図4を参照すると、非線形デバイスの入出力特性が 分析され、例えば以下のような形式の幕吸収展開として分析的に近似することが できる。 Vu=K1Vi+K2Vi2+K3Vi3+K4Vi4 (1) ここで、Vuは出力信号、Viは入力信号、K1,K2,K3,K4は定数であ る。 例えば、入力信号が正弦波である場合、 Vi=Vicosωt (2) となる。 したがって、出力は、以下のようになる。 Vu=K1cosωt+(1/2)K2V2+(1/2)K2V2 cos2ωt+(1/4)K3V3cos3ωt+(3/4)K3V3 cosωt+... (3) 三次項において展開を割愛する。 最後の式から、第3高調波歪みは、入力信号の振幅の3乗に比例して増大し、 したがって入力信号が1dB高くなる毎に3dB増大することが分かり、更に比 率D3/Cは入力信号が1dB高くなる毎に2dB増大することが分かる。図4 に示す、歪み発生器2が混入するD3/C歪みに対して行った測定は、予想した ような、入力信号が1dB高くなる毎に2dBに等しくはならず、上昇が小さい ことを示す。 即ち、歪みのプロファイルは、0dBmよりも高いレベルの印加信号では、当 該印加信号レベルの1dB毎の上昇に対する増大は2dBの値よりも小さいこと を示す。 本出願人は、印加信号のレベルと生成される歪み量との関係に着目した。 本出願人は、この挙動はいずれかの次数の偶数次数の歪み、特に二次の歪みの 存在に帰するものと確信する(高次の振幅に比較して、振幅が大きいため)。例 えば、式(3)における(1/2)K2V2項のように、これもd.c.成分を 発生する。 本出願人は、図3の回路図を参照し、更に非線形回路33の対称構造に基づい て、コンデンサC2およびC3間の接続点、即ち、ダイオードD1〜D6の出力 において、2本の並列分岐路から発生する偶数次数の信号成分は互いに補償して 消滅するが、d.c.成分はダイオードD1〜D6のバイアス成分と代数的に加 算されることに気が付いた。 したがって、本出願人は、図3の回路において、偶数次数の歪みによるd.c .成分の存在が、これらダイオードの動作点の変動を決定し、特に、ダイオード の動作点の電圧低下を伴うことが分かった。この動作点の変動は、発生する奇数 次数の歪みの大きさ、特に第3高調波歪みの大きさの減少を伴う。 このことから、歪み発生回路に印加される信号レベルの上昇に伴い、動作点の 変動の大きさも増大し、したがって第3高調波歪みは、図4の曲線によって証明 されるように、理論的に予測したものよりも増大が少なくなることが分かる。 したがって、本出願人は、この効果の存在が、実用上必要な、印加信号レベル の変動に対して三次歪みの補償を不変に維持する可能性を阻害し、テレビジョン 信号の振幅変調では、変調深度が時間的に変動することに気付いた。 本発明によれば、本出願人は、前述の望ましくない挙動を排除するためには、 入力信号の振幅が変動しても、動作点が変動しないようにダイオードをバイアス すべきこと、即ち、実質的に一定の電圧にダイオードをバイアスすべきことに気 付いた。 図3の回路では、前述の回路および先に引用した文書におけると同様、ダイオ ードD1〜D6は電流バイアスされている。バッテリ電圧+Vが、抵抗ネットワ ーク(P1,P2,R1−R3)を介して、ダイオードD1〜D6に印加される 。電流発生器または電圧発生器および抵抗(P1,P2,R1−R3)によって ダイオードD1〜D6にバイアスをかけ、ダイオードD1〜D6の動作点電圧を 維持するために特に処置を講じない場合、変動する可能性がある。例えば、第2 高調波成分による電流のような、電流の存在のために、これらがバイアス電流と 代数的に加算され、その結果ダイオードD1〜D6の動作点電圧が変動する。 本発明による歪み発生器の第1実施形態を図5に示す。 非線形回路33に更に2つのダイオードD7およびD8を加え、これらを共に 直列に接続し、D8のカソードをD7のアノードに接続する。D8のアノードは 、ダイオードD1のアノードに接続され、D7のカソードはD6のカソードに接 続されている。 ダイオードD7およびD8は、したがって、一連のダイオードD1〜D6に並 列に接続されている。 これらは、ダイオードD1〜D6と同じ種類のダイオードであることが好まし いが、他の種類のダイオードも使用可能である。好ましくはダイオードD1ない しD6を通過する電流よりもはるかに大きい数mAの電流で、抵抗R1およびR 2によって、ダイオードD7およびD8にバイアスをかける。この電流が、ダイ オードD7およびD8間の電圧降下を決定し、非線形素子D1〜D6に印加され 、これらは実質的に固定的な電圧でバイアスされることになる。 ダイオードD7およびD8に流れる電流は、好ましくは、偶数次数の歪みによ る電流のd.c.成分による電流に実質的に影響され得ないような値とすること は当然である。ポテンショメータP1によって電圧Vpを(較正段階において) 調節し、したがって、生成される歪み量を決定するように、ダイオードD7およ びD8に流れる電流の大きさを調節することができる。 歪み発生回路に印加される信号のレベルを変化させてD3/Cを測定すること により、事実上典型的なプロファイルが得られる。即ち、図6から分かるように 、0dBm程度以上の信号レベルに対しても、入力信号の上昇毎に、D3/Cは 約2dB増大する。 図5において、π型受動減衰器31には抵抗がなく、これに代わってダイオー ドのバイアスに用いられる2つの抵抗R1およびR2の並列配列があることが分 かる。 80チャネルおよび変調指数3.5%で、回路全体に対するCTBおよびXM ODの測定を行い、以下の表に示す結果を得た。これは、ダイオードのバイアス の同一状態に対する2回の測定間における優れた一致性を示す。 本発明による歪み発生器の第2実施形態を図7に示す。 この場合、単一のダイオードD7を用いて、ダイオードD1ないしD6のバイ アス電圧を固定した。D7のアノードはD1のアノードに接続され、D7のカソ ードはD6のカソードに接続されている。ダイオードD7間の電圧は、これによ って、非線形素子D1〜D7に印加される。 このような場合も、スレシホルド電圧が高いダイオードを用いても、またはダ イオード内の電流を増大させても、ダイオードD1ないしD6には同じバイアス 電圧が得られ、これによってその動的抵抗値を低下させることができる。 また、この提案を用いて、ダイオードD1〜D6の数を例えば6つから4つに 減らすことも可能である。何故なら、ダイオードD7間のバイアス電圧は、図5 の回路におけるような2つのダイオードD7およびD8間の電圧よりも低い値を 有することができるからである。 行った測定の結果は、先の回路と同様である。 図5および図7の回路におけるダイオードD7およびD8には、ショットキ型 ダイオードを用いることが好ましいが、他の種類のダイオードも使用可能である 。 本発明の実施形態をいくつか説明したが、これらから他の実施形態も得ること ができる。しかしながら、それは本発明の保護範囲に該当するものである。例え ば、他の回路には、非線形素子上の電圧を実質的に一定に維持するように、これ らにバイアスを供給可能なものもある。 本発明の歪み発生器の第3実施形態を図8に示す。 この実施形態では、閉ループ制御回路80を用い、制御対象のダイオードD1 ないしD6間の電圧DVを間接的に測定する。 閉ループ制御回路80は、ホロワとして機能し、電圧Vyyを演算増幅器83 の反転入力に返送する演算増幅器81で構成されている。演算増幅器83は、差 動増幅器の機能を果たす。電圧Vxxを、演算増幅器83の非反転入力に印加す る。電圧VxxおよびVyyは抵抗Rx間の電圧であり、この抵抗Rxを歪み発 生回路2の供給電流が通過し、電圧Vyyは、歪み発生回路2に印加される電源 電圧(電圧Vpと同一)となる。演算増幅器83の出力は、代数的加算器および 積分器として機能する演算増幅器84の非反転入力に印加される。電圧Vyyは 演算増幅器82にも印加され、後者は増幅された電圧Vyyを演算増幅器84の 反転入力に印加する。基準電圧VDCも、演算増幅器84の非反転入力に接続さ れている。演算増幅器82の出力は、演算増幅器84の反転入力に印加される。 演算増幅器84からの出力は、電圧Vxxを指示する。 制御回路80は、電圧VDを計算し、抵抗Rx上の電流変動の測定、および電 圧Vyyからこれを抽出する。 電圧VDは、以下の式で与えられる。 VD=Vyy−(ID−(Vyy/P2)*2R1=Vyy*(1+(2R1/ P2))−ID*2R1 ここで、IDは、回路80によって、抵抗R1とポテンショメータP2との間の 接続点に送られる電流である。 その後、計算した電圧VDと基準電圧VDCとの比較を行い、基準電圧VDC が電圧VDと数ミリボルト以内でほぼ等しくなるように、制御電圧Vxxを生成 する。 即ち、演算増幅器81は、電圧Vyyを演算増幅器83の入力に戻し、後者は 更に電圧Vxxも入力として受け取る。演算増幅器83は、それの間に接続され た適切な値の抵抗を介して、−ID*2R1の演算を実行する。演算増幅器82 は、−Vyy(1+2R1/P2))の演算を実行する。演算増幅器84は、演 算増幅器82および83によって得られた結果の差と、電圧VDCとの比較を実 行する。即ち、電圧VDCをVDの計算値と比較する。その結果を演算増幅器8 4によって時間で積分し、電圧Vxxを送り出す。 このようにして、ダイオードD1ないしD6のバイアス電圧VDは、規定電圧 即ちVDCとなる。 P3のポテンショメータは、コンポーネントの許容度を考慮するように(較正 段階において)調節する。 演算増幅器81,82,83,84は、例えば、Analog Devices(アナログ・ デバイスイズ社)が販売するOP27型である。 本発明による歪み発生器の第4実施形態を図9に示す。 この実施形態では、閉ループ制御回路90を用い、制御すべき電圧VDを直接 測定する。 電圧VDを測定増幅器(instrument amplifier)91の入力に印加する。その出 力は、代数的加算器および時間積分器として機能する演算増幅器92の反転入力 に接続されている。基準電圧VDCが演算増幅器92の非反転入力に接続されて いる。演算増幅器92の出力は電圧Vpを指示する。これは、電圧VDが数ミリ ボルトの範囲内で基準電圧VDCに実質的に対応するように、歪み発生回路2に 印加される電源電圧である。 電圧VDCは、必要な歪みの大きさの関数として、ダイオードD1〜D6間に 望まれる電圧VDの値を指示することができる。 演算増幅器92は、例えば、Analog Devices(アナログ・デバイスイズ社)が 販売するOP27型であり、測定増幅器91は、例えば、Burr Brown(バー・ブ ラウン社)が販売するINA120型である。 ここに記載する実施形態の全てでは、単一の電源電圧を用いたが、例えば、正 のバイアス電圧1つおよび負のバイアス電圧1つのように、複数のバイアス電圧 も、当業者の範囲内の回路変更によって、用いることが可能である。このように 、2本の非線形分岐路の動作(performance)は独立して調節することができる。 本発明の実施形態をいくつか説明したが、これらから他の実施形態も得ること ができる。しかしながら、それは本発明の保護範囲に該当するものである。例え ば、他には、非線形素子上の電圧を実質的に一定に維持するように、これらに電 圧または電流を供給可能な制御回路もある。 本発明による教示は、他の歪み発生回路、例えば、プッシュ・プル型構成に配 列した非線形素子のように、トランジスタ(またはトランジスタおよびダイオー ド)を基本とするものにも有効である。 更に、本出願人は、図2の回路ではダイオードD1およびD2の動作点が変動 することに気が付いた。これは、信号成分のピークを検出するD1およびD2、 およびコンデンサC2およびC3の協同によるものと考えられる。本出願人は、 コンデンサC2およびC3に、通常用いられる100nFよりも高い容量値、好 ましくは1μF程度の値を用い、信号のa.c.成分に対する自己インピーダン スを減少させることによって、この欠点を解消には至らなくとも、軽減可能であ ることを発見した。この方策は図8および図9の回路に有利に利用されている。 これは、図5および図7の回路には適用されていない。何故なら、ダイオードD 7およびD8の存在が既に、信号に対する低インピーダンスを表わすからである 。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成11年5月11日(1999.5.11) 【補正内容】 (明細書第4頁第10行目乃至第8頁第28行目) 特許出願EP第0 620 661号および米国特許第5,172,068号 は、入力信号に対して逆極性を有するように、並列に接続したダイオードを備え る歪み発生回路について記載する。ダイオードは、所定のバイアス値を有する非 線形素子として動作する。これらは、抵抗を介して電圧発生器によって、または 電流発生器によってバイアスされる。 Gnauck A.H.et al.(グノックA.H.その他)の"Comparison of direct and external modulation for CATV lightwave transmission at 1.5 um wavelengt h"(1.5μm波長におけるCATV光波伝送のための直接および外部変調の比 較)(Electronics Letters,Vol.28,no.20,1875〜1876ページ)は、ダイ オード対先行歪み発生回路を開示し、その中でダイオードを〜0.3Vで順方向 にバイアスしている。 本発明によれば、本出願人は、前述の引例の回路には欠点があることを発見し た。 即ち、これらによって生成される歪み量は、場合によっては、変調器が発生す る歪みを補償するには不十分であることに気付いた。 更に、本出願人は、かかる回路の性能は、入力信号の振幅の変動によってばら つくこともわかった。 即ち、本出願人は、印加信号の振幅を大きくしていくと、この種の歪み発生回 路によって混入される歪みは、理論値に対して減少し、変調器が引き起こす歪み を補償できないことをに気付いた。 本出願人は、これは、印加信号の振幅が変動すると、ダイオードの動作点も変 動するという事実によるものと確信する。 即ち、偶数次数の歪みがd.c.成分を発生し、これがダイオードの動作点を 変更してしまうものと確信する。 本発明によれば、ダイオードに印加する電圧を一定にするように供給すること によって、動作点は変動せず、したがって入力信号の広い範囲の振幅変動に対応 するために必要な歪み量を生成可能であることが判明した。 本発明は、その第1の態様において、可変振幅電気信号の先行歪み方法に関し 、この方法は、 − 前記信号を少なくとも1つの歪み発生回路に送る段階と、 − 前記歪み発生回路を規定の動作点にバイアスする段階と、 − 前記歪み発生回路において前記信号を歪ませる段階と、 から成り、 −前記歪み発生回路を歪ませる前記段階が、前記歪み発生回路に並列に経路を設 け、前記歪み発生回路における前記信号の振幅変動に対して、前記規定の動作点 を変動させない段階を含むことを特徴とする。 好ましくは、更に、 − 前記信号を少なくとも1つの第2歪み発生回路に送る段階と、 − 前記少なくとも1つの第2歪み発生回路にバイアスをかける段階と、 − 前記少なくとも1つの第2歪み発生回路において前記信号を歪ませる段階と 、 − 前記少なくとも1つの第1および1つの第2歪み発生回路によって歪ませた 前記信号を組み合わせる段階と、 を含む。 好ましくは、前述の方法は、前記信号を線形減衰器に送る段階と、前記減衰信 号を前記歪み信号と結合する段階とを含む。 好適な形態では、前記信号の振幅変動に対して前記規定の動作点を変動させな い段階は、 − 前記少なくとも1つの歪み発生回路のバイアス電圧を測定する段階と、 − 前記測定したバイアス電圧を、プリセット基準電圧と比較する段階と、 − 前記比較を表わす制御信号を生成する段階と、 − 前記制御信号に応答し、前記信号の振幅変動に対して、前記バイアス電圧が 実質的に一定のプリセット電圧を有するように、前記バイアス電圧を制御する段 階とを含む。 好ましくは、制御信号を生成する前記段階の後に、前記制御信号を積分する段 階を含む。 特定の実施形態では、前記信号の振幅変動に対して前記規定の動作点を変動さ せない段階は、 − 前記回路の一部分において、前記少なくとも1つの第1歪み発生回路の前記 バイアス電圧を表わす電気量を測定する段階と、 − 前記バイアス電圧の値を、前記バイアス電圧を表わす前記電気量の関数とし て計算する段階と、 − 前記計算したバイアス電圧を、プリセット基準電圧と比較する段階と、 − 前記比較を表わす制御信号を生成する段階と、 − 前記制御信号に応答して、前記信号の振幅変動に対して、前記バイアス電圧 が実質的に一定のプリセット電圧値を有するように、前記バイアス電圧を制御す る段階とを含む。 好ましくは、前記電気量は電圧である。 本発明は、その第2の態様において、可変振幅電気信号の先行歪み発生回路に 関し、 − 可変振幅の電気入力信号を受け取り可能な入力端子と、 − 前記入力信号に対応する電気信号を送出可能な出力端子と、 − 前記入力端子と前記出力端子との間に介挿され、入力信号と対応する出力信 号との間に所定の関係を有する非線形素子と、 − 前記非線形素子に電気的に接続され、規定の動作点に対応する電圧を前記非 線形素子に供給するバイアス回路と、 を備え、前記バイアス回路が、前記非線形素子に並列に接続され、前記入力信号 の振幅変動に対して、前記規定の動作点の電圧を維持可能な回路を備えることを 特徴とする。 具体的には、前記入力信号に対して並列に接続されている第1および第2非線 形素子を備える。 好ましくは、前記入力信号に対して、前記非線形素子に並列に接続された線形 減衰器を備える。 好ましくは、前記非線形素子は、少なくとも1つのダイオードから成る。 好ましくは、前記第1および第2非線形素子は、少なくとも1つのダイオード から成る。 好ましくは、前記第1非線形素子の前記少なくとも1つのダイオードは、前記 第2非線形素子の前記少なくとも1つのダイオードに対して、逆極性で配置され ている。 好適な形態では、前記バイアス回路は、前記非線形素子と並列に接続され、前 記入力信号によって変更され得ないようなバイアス電流を有する少なくとも1つ のダイオードを備える。 具体的には、前記ダイオードは、ショットキ・ダイオードである。 好ましくは、前記バイアス回路が、少なくとも1つの抵抗を介して、前記少な くとも1つの非線形素子に接続されている。 好適な実施形態では、前記バイアス回路は、 − 前記非線形素子のバイアス電圧を測定する回路と、 − プリセット基準電圧発生器と、 − 前記測定バイアス電圧と前記プリセット基準電圧とを比較し、前記比較を表 わす信号を送出可能な回路と、 − 前記比較を表わす前記信号に応答して、前記バイアス手段を制御する回路と 、 を備える。 好適な実施形態では、前記バイアス回路は、 − 前記非線形素子の前記バイアス電圧を表わす電圧を測定することによって、 前記非線形素子のバイアス電圧を計算する手段と、 − プリセット基準電圧発生器と、 − 前記測定バイアス電圧と前記プリセット基準電圧とを比較し、前記比較を表 わす信号を送出可能な回路と、 − 前記比較を表わす前記信号に応答して、前記バイアス手段を制御する回路と 、 を備える。 好ましくは、前記計算手段は、アナログ計算回路から成る。 好ましくは、更に、前記比較を表わす前記信号を積分する回路を備える。 具体的には、前記線形減衰器は抵抗から成る。 具体的には、前記非線形素子は、コンデンサを含み、当該コンデンサから見た インピーダンスに対して、前記信号のa.c.成分に対して、低い値のインピー ダンスを呈する。 好ましくは、前記バイアス回路は、可調節電圧発生器を備える。 好ましくは、前記バイアス回路は、可調節電流発生器を備える。 本発明は、その第3の態様において、外部変調光送信機に関し、 − 少なくとも1つのバイアスされる非線形素子を含み、変調信号が印加される 先行歪み発生回路と、 − 規定の動作点に対応する電圧を前記非線形素子に供給するバイアス回路と、 − 被変調光信号を出力可能であり、前記先行歪み変調信号が印加される電気入 力と光入力とを有する電光変調器と、 − 前記変調器の前記光入力に接続された光線源と、 を備え、 前記バイアス回路が、前記非線形素子に並列に接続され、前記入力信号の振幅 変動に対して、前記規定の動作点の電圧を実質的に一定に維持することが可能な 回路を備えることを特徴とする。 好ましくは、前記電光変調器は、マッハ・ツェンダー型干渉変調器から成る。 好ましくは、更に、先行歪み変調信号用入力と、前記電光変調器に接続された 出力とを有する増幅器を備える。 これ以上の詳細は、添付図面を参照し、以下の説明から得ることができよう。 図1は、外部変調光送信機の図である。 図2は、歪み発生回路の簡略電気回路図である。 図3は、歪み発生回路の完全な電気回路図である。 図4は、図3の歪み発生回路の三次高調波歪みの測定値のプロファイルである 。 図5は、本発明の第1実施形態による歪み発生回路の電気回路図である。 図6は、図5の歪み発生回路の三次高調波の測定の値のプロファイルである。 (請求の範囲) 1.可変振幅電気信号の先行歪み方法であって、 − 前記信号を少なくとも1つの歪み発生回路(33)に送る段階と、 − 前記歪み発生回路(33)を規定の動作点にバイアスする段階と、 − 前記歪み発生回路(33)において前記信号を歪ませる段階と、 から成り、 −前記歪み発生回路(33)を歪ませる前記段階が、前記歪み発生回路(33) に並列に経路(D7,D8)を設け、前記歪み発生回路(33)における前記信 号の振幅変動に対して、前記規定の動作点を変動させない段階を含むことを特徴 とする方法。 2.請求項1記載の信号先行歪み方法において、 − 前記信号を第1および第2歪み発生回路(33)に送る段階と、 − 前記第1および第2歪み発生回路(33)にバイアスをかける段階と、 − 前記第1および第2歪み発生回路(33)において前記信号を歪ませる段階 と、 − 前記第1および第2歪み発生回路(33)によって歪ませた前記信号を組み 合わせる段階と、 を含むことを特徴とする方法。 3.請求項1記載の信号先行歪み方法において、前記信号を線形減衰器(Rp) に送る段階と、前記減衰信号を前記歪み信号と結合する段階とを含むことを特徴 とする方法。 4.請求項1記載の信号先行歪み方法において、前記信号の振幅変動に対して前 記規定の動作点を変動させない段階が、 − 前記歪み発生回路(33)のバイアス電圧(VD)を測定する段階と、 − 前記測定したバイアス電圧(VD)を、プリセット基準電圧(VDC)と比 較する段階と、 − 前記比較を表わす制御信号(Vp)を生成する段階と、 − 前記制御信号(Vp)に応答し、前記信号の振幅変動に対して、前記バイア ス電圧(VD)が実質的に一定のプリセット電圧を有するように、前記バイアス 電圧(VD)を制御する段階と、 を含むことを特徴とする方法。 5.請求項4記載の信号先行歪み方法において、制御信号(Vp)を生成する前 記段階の後に、前記制御信号(Vp)を積分する段階を含むことを特徴とする方 法。 6.請求項1記載の信号先行歪み方法において、前記信号の振幅変動に対して前 記規定の動作点を変動させない段階が、 − 前記回路の一部分において、前記少なくとも1つの第1歪み発生回路(33 )の前記バイアス電圧(VD)を表わす電気量(Vp)を測定する段階と、 − 前記バイアス電圧(VD)の値を、前記バイアス電圧(VD)を表わす前記 電気量(Vp)の関数として計算する段階と、 − 前記計算したバイアス電圧(VD)を、プリセット基準電圧(VDC)と比 較する段階と、 − 前記比較を表わす制御信号(Vp)を生成する段階と、 − 前記制御信号(Vp)に応答して、前記信号の振幅変動に対して、前記バイ アス電圧(VD)が実質的に一定のプリセット電圧値を有するように、前記バイ アス電圧(VD)を制御する段階と、 を含むことを特徴とする方法。 7.請求項6記載の方法において、前記電気量(Vp)が電圧であることを特徴 とする方法。 8.可変振幅電気信号の先行歪み発生回路(2)であって、 − 可変振幅の電気入力信号を受け取り可能な入力端子(1)と、 − 前記入力信号に対応する電気信号を送出可能な出力端子(3)と、 − 前記入力端子(1)と前記出力端子(3)との間に介挿され、入力信号と対 応する出力信号との間に所定の関係を有する非線形素子(33)と、 − 前記非線形素子(33)に電気的に接続され、規定の動作点に対応する電圧 を前記非線形素子(33)に供給するバイアス回路(P1,P2,R1〜R3) と、 を備え、前記バイアス回路(P1,P2,R1〜R3)が、前記非線形素子(3 3)に並列に接続され、前記入力信号の振幅変動に対して、前記規定の動作点の 電圧を実質的に一定に維持可能な回路(D7,D8)を備えることを特徴とする 回路。 9.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記入力信号に対し て並列に接続されている第1(D1〜D3)および第2(D4〜D6)非線形素 子を備えることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 10.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記入力信号に対 して、前記非線形素子(33)に並列に接続された線形減衰器(Rp)を備える ことを特徴とする信号先行歪み発生回路。 11.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記非線形素子( 33)が少なくとも1つのダイオード(D1〜D6)から成ることを特徴とする 信号先行歪み発生回路。 12.請求項9記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記第1(D1〜 D3)および第2(D4〜D6)非線形素子が少なくとも1つのダイオードから 成ることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 13.請求項12記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記第1(D1 〜D3)非線形素子の前記少なくとも1つのダイオードが、前記第2(D4〜D 6)非線形素子の前記少なくとも1つのダイオードに対して、逆極性で配置され ていることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 14.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記バイアス回路 (P1,P2,R1〜R3)が、前記非線形素子(33)と並列に接続され、前 記入力信号によって変更され得ないようなバイアス電流を有する少なくとも1つ のダイオード(D7,D8)を備えることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 15.請求項11または12または14記載の信号先行歪み発生回路(2)にお いて、前記ダイオードがショットキ・ダイオードであることを特徴とする信号先 行歪み発生回路。 16.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記バイアス回路 (P1,P2,R1〜R3)が、少なくとも1つの抵抗(R1,R3)を介して 、前記少なくとも1つの非線形素子(33)に接続されていることを特徴とする 信号先行歪み発生回路。 17.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記バイアス回路 (P1,P2,R1〜R3)が、 − 前記非線形素子(33)のバイアス電圧(VD)を測定する回路と、 − プリセット基準電圧(VDC)発生器と、 − 前記測定バイアス電圧(VD)と前記プリセット基準電圧(VDC)とを比 較し、前記比較を表わす信号を送出可能な回路と、 − 前記比較を表わす前記信号に応答して、前記バイアス手段を制御する回路と 、 を備えることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 18.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記バイアス回路 が、 − 前記非線形素子(33)の前記バイアス電圧(VD)を表わす電圧を測定す ることによって、前記非線形素子(VDC)のバイアス電圧(VD)を計算する 手段と、 − プリセット基準電圧(VDC)発生器と、 − 前記測定バイアス電圧と前記プリセット基準電圧(VDC)とを比較し、前 記比較を表わす信号を送出可能な回路と、 − 前記比較を表わす前記信号に応答して、前記バイアス手段を制御する回路と 、 を備えることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 19.請求項18記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記計算手段が 、アナログ計算回路から成ることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 20.請求項17または18記載の信号先行歪み発生回路(2)において、更に 、前記比較を表わす前記信号を積分する回路を備えることを特徴とする信号先行 歪み発生回路。 21.請求項10記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記線形減衰器 (Rp)が抵抗から成ることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 22.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記非線形素子( 33)が、コンデンサ(C2,C3)を含み、該コンデンサから見たインピーダ ンスに対して、前記信号のa.c.成分に対して、低い値のインピーダンスを呈 することを特徴とする信号先行歪み発生回路。 23.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記バイアス回路 (P1,P2,R1〜R3)が、可調節電圧発生器を備えることを特徴とする信 号先行歪み発生回路。 24.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記バイアス回路 (P1,P2,R1〜R3)が、可調節電流発生器を備えることを特徴とする信 号先行歪み発生回路。 25.外部変調光送信機であって、 − 少なくとも1つの被バイアス非線形素子(33)を含み、変調信号が印加さ れる先行歪み発生回路(2)と、 − 規定の動作点に対応する電圧を前記非線形素子(33)に供給するバイアス 回路(P1,P2,R1〜R3)と、 − 被変調光信号を出力可能であり、前記先行歪み変調信号が印加される電気入 力(5)と光入力(8)とを有する電光変調器(7)と、 − 前記変調器(7)の前記光入力(8)に接続された光線源(9)と、 を備え、 前記バイアス回路(P1,P2,R1〜R3)が、前記非線形素子(33)に 並列に接続され、前記入力信号の振幅変動に対して、前記規定の動作点の電圧を 実質的に一定に維持することが可能な回路(D7,D8)を備えることを特徴と する外部変調光送信機。 26.請求項25記載の外部変調光送信機において、前記電光変調器(7)が、 マッハ・ツェンダー型干渉変調器から成ることを特徴とする外部変調光送信機。 27.請求項25記載の外部変調光送信機において、更に、先行歪み変調信号用 入力(3)と、前記電光変調器(7)に接続された出力(5)とを有する増幅器 (4)を備えることを特徴とする外部変調光送信機。 【手続補正書】 【提出日】平成11年11月18日(1999.11.18) 【補正内容】 (1)明細書の特許請求の範囲を以下の通に補正する。 『1.可変振幅電気信号の先行歪み方法であって、 − 前記信号を少なくとも1つの歪み発生回路(33)に送る段階と、 − 前記歪み発生回路(33)を規定の動作点にバイアスする段階と、 − 前記歪み発生回路(33)において前記信号を歪ませる段階と、 から成り、 −前記歪み発生回路(33)をバイアスする前記段階が、前記歪み発生回路(3 3)に並列に経路(D7,D8)を設け、実質的に一定のバイアス電圧を維持す ることにより、前記歪み発生回路(33)における前記信号の振幅変動に対して 、前記規定の動作点を変動させない段階を含むことを特徴とする方法。 2.請求項1記載の信号先行歪み方法において、 − 前記信号を第1および第2歪み発生回路(33)に送る段階と、 − 前記第1および第2歪み発生回路(33)にバイアスをかける段階と、 − 前記第1および第2歪み発生回路(33)において前記信号を歪ませる段階 と、 − 前記第1および第2歪み発生回路(33)によって歪ませた前記信号を組み 合わせる段階と、 を含むことを特徴とする方法。 3.請求項1記載の信号先行歪み方法において、前記信号を線形減衰器(Rp) に送る段階と、前記減衰信号を前記歪み信号と結合する段階とを含むことを特徴 とする方法。 4.請求項1記載の信号先行歪み方法において、前記信号の振幅変動に対して前 記規定の動作点を変動させない段階が、 − 前記歪み発生回路(33)のバイアス電圧(VD)を測定する段階と、 − 前記測定したバイアス電圧(VD)を、プリセット基準電圧(VDC)と比 較 する段階と、 − 前記比較を表わす制御信号(Vp)を生成する段階と、 − 前記制御信号(Vp)に応答し、前記信号の振幅変動に対して、前記バイア ス電圧(VD)が実質的に一定のプリセット電圧を有するように、前記バイアス 電圧(VD)を制御する段階と、 を含むことを特徴とする方法。 5.請求項4記載の信号先行歪み方法において、制御信号(Vp)を生成する前 記段階の後に、前記制御信号(Vp)を積分する段階を含むことを特徴とする方 法。 6.請求項1記載の信号先行歪み方法において、前記信号の振幅変動に対して前 記規定の動作点を変動させない段階が、 − 前記回路の一部分において、前記少なくとも1つの第1歪み発生回路(33 )の前記バイアス電圧(VD)を表わす電気量(Vp)を測定する段階と、 − 前記バイアス電圧(VD)の値を、前記バイアス電圧(VD)を表わす前記 電気量(Vp)の関数として計算する段階と、 − 前記計算したバイアス電圧(VD)を、プリセット基準電圧(VDC)と比 較する段階と、 − 前記比較を表わす制御信号(Vp)を生成する段階と、 − 前記制御信号(Vp)に応答して、前記信号の振幅変動に対して、前記バイ アス電圧(VD)が実質的に一定のプリセット電圧値を有するように、前記バイ アス電圧(VD)を制御する段階と、 を含むことを特徴とする方法。 7.請求項6記載の方法において、前記電気量(Vp)が電圧であることを特徴 とする方法。 8.可変振幅電気信号の先行歪み発生回路(2)であって、 − 可変振幅の電気入力信号を受け取り可能な入力端子(1)と、 − 前記入力信号に対応する電気信号を送出可能な出力端子(3)と、 − 前記入力端子(1)と前記出力端子(3)との間に介挿され、入力信号と対 応する出力信号との間に所定の関係を有する非線形素子(33)と、 − 前記非線形素子(33)に電気的に接続され、規定の動作点に対応する電圧 を前記非線形素子(33)に供給するバイアス回路(P1,P2,R1〜R3) と、 を備え、前記バイアス回路(P1,P2,R1〜R3)が、前記非線形素子(3 3)に並列に接続された回路(D7,D8)を備え、前記入力信号の振幅変動に 対して前記規定の動作点が変動しないように、前記電圧を実質的に一定に保持可 能であることを特徴とする回路。 9.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記入力信号に対し て並列に接続されている第1(D1〜D3)および第2(D4〜D6)非線形素 子を備えることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 10.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記入力信号に対 して、前記非線形素子(33)に並列に接続された線形減衰器(Rp)を備える ことを特徴とする信号先行歪み発生回路。 11.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記非線形素子( 33)が少なくとも1つのダイオード(D1〜D6)から成ることを特徴とする 信号先行歪み発生回路。 12.請求項9記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記第1(D1〜 D3)および第2(D4〜D6)非線形素子が少なくとも1つのダイオードから 成ることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 13.請求項12記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記第1(D1 〜D3)非線形素子の前記少なくとも1つのダイオードが、前記第2(D4〜D 6)非線形素子の前記少なくとも1つのダイオードに対して、逆極性で配置され ている ことを特徴とする信号先行歪み発生回路。 14.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記非線形素子( 33)に並列に接続された前記回路(D7,D8)が、前記入力信号によって変 更され得ないような値のバイアス電流を有する少なくとも1つのダイオードを備 えることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 15.請求項11または12または14記載の信号先行歪み発生回路(2)にお いて、前記ダイオードがショットキ・ダイオードであることを特徴とする信号先 行歪み発生回路。 16.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記バイアス回路 (P1,P2,R1〜R3)が、少なくとも1つの抵抗(R1,R3)を介して 、前記少なくとも1つの非線形素子(33)に接続されていることを特徴とする 信号先行歪み発生回路。 17.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記バイアス回路 (P1,P2,R1〜R3)が、 − 前記非線形素子(33)のバイアス電圧(VD)を測定する回路と、 − プリセット基準電圧(VDC)発生器と、 − 前記測定バイアス電圧(VD)と前記プリセット基準電圧(VDC)とを比 較し、前記比較を表わす信号を送出可能な回路と、 − 前記比較を表わす前記信号に応答して、前記バイアス手段を制御する回路と 、 を備えることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 18.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記バイアス回路 が、 − 前記非線形素子(33)の前記バイアス電圧(VD)を表わす電圧を測定す ることによって、前記非線形素子(VDC)のバイアス電圧(VD)を計算する 手段 と、 − プリセット基準電圧(VDC)発生器と、 − 前記測定電圧と前記プリセット基準電圧(VDC)とを比較し、前記比較を 表わす信号を送出可能な回路と、 − 前記比較を表わす前記信号に応答して、前記バイアス手段を制御する回路と 、 を備えることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 19.請求項18記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記計算手段が 、アナログ計算回路から成ることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 20.請求項17または18記載の信号先行歪み発生回路(2)において、更に 、前記比較を表わす前記信号を積分する回路を備えることを特徴とする信号先行 歪み発生回路。 21.請求項10記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記線形減衰器 (Rp)が抵抗から成ることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 22.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記非線形素子( 33)が、コンデンサ(C2,C3)を含み、該コンデンサから見たインピーダ ンスに対して、前記信号のa.c.成分に対して、低い値のインピーダンスを呈 することを特徴とする信号先行歪み発生回路。 23.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記バイアス回路 (P1,P2,R1〜R3)が、可調節電圧発生器を備えることを特徴とする信 号先行歪み発生回路。 24.請求項8記載の信号先行歪み発生回路(2)において、前記バイアス回路 (P1,P2,R1〜R3)が、可調節電流発生器を備えることを特徴とする信 号先行歪み発生回路。 25.外部変調光送信機であって、 − 少なくとも1つのバイアスされる非線形素子(33)を備える変調信号が供 給されるように構成された先行歪み発生回路(2)と、 − 規定の動作点に対応する電圧を前記非線形素子(33)に供給するバイアス 回路(P1,P2,R1〜R3)と、 − 被変調光信号を出力可能であり、前記先行歪み変調信号が印加される電気入 力(5)と光入力(8)とを有する電光変調器(7)と、 − 前記変調器(7)の前記光入力(8)に接続された光線源(9)と、 を備え、 前記バイアス回路(P1,P2,R1〜R3)が、前記非線形素子(33)に 並列に接続され、前記入力信号の振幅変動に対して、前記規定の動作点の電圧を 実質的に一定に維持し、前記変調信号の振幅変動に対して、前記規定の動作点が 変動しないようにすることが可能な回路(D7,D8)を備えることを特徴とす る外部変調光送信機。 26.請求項25記載の外部変調光送信機において、前記電光変調器(7)が、 マッハ・ツェンダー型干渉変調器から成ることを特徴とする外部変調光送信機。 27.請求項25記載の外部変調光送信機において、更に、先行歪み変調信号用 入力(3)と、前記電光変調器(7)に接続された出力(5)とを有する増幅器 (4)を備えることを特徴とする外部変調光送信機。』
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04B 10/142 10/152 10/18 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),AU,BR,C A,JP,NZ,US (72)発明者 ゴベッティ,ジャンルカ イタリア国ピアチェンツァ,29010 カス テルヴェトロ・ピアチェンティノ,ヴィ ア・ドゥエ・ポンティ 2 (72)発明者 ラヴァシオ,ジュゼッペ イタリア国ベルガモ,24042 カプリアー テ・サン・ジェルヴァシオ,ヴィア・デ・ ガスペリ 20 (72)発明者 ザンマルキ,クラウディオ イタリア国 20157 ミラノ,ヴィア・ ウ・チェヴァ 29

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.可変振幅電気信号の先行歪み方法であって、 − 前記信号を少なくとも1つの歪み発生回路に送る段階と、 − 前記歪み発生回路にバイアスをかける段階と、 − 前記歪み発生回路において前記信号を歪ませる段階と、 から成り、 −前記歪み発生回路を歪ませる前記段階が、前記歪み発生回路における前記信号 の振幅の変動に対して、実質的に一定のプリセット電圧値を維持する段階を含む ことを特徴とする方法。 2.請求項1記載の信号先行歪み方法において、 − 前記信号を第1および第2歪み発生回路に送る段階と、 − 前記第1および第2歪み発生回路にバイアスをかける段階と、 − 前記第1および第2歪み発生回路において前記信号を歪ませる段階と、 − 前記第1および第2歪み発生回路によって歪ませた前記信号を組み合わせる 段階と、 を含むことを特徴とする方法。 3.請求項1記載の信号先行歪み方法において、前記信号を線形減衰器に送る段 階と、前記減衰信号を前記歪み信号と結合する段階とを含むことを特徴とする方 法。 4.請求項1記載の信号先行歪み方法において、前記信号の振幅の変動に対して 、実質的に一定のプリセット電圧値を維持する段階が、 − 前記歪み発生回路のバイアス電圧を測定する段階と、 − 前記測定したバイアス電圧を、プリセット基準電圧と比較する段階と、 − 前記比較を表わす制御信号を生成する段階と、 − 前記制御信号に応答し、前記信号の振幅変動に対して、前記バイアス電圧が 実質的に一定のプリセット電圧を有するように、前記バイアス電圧を制御する段 階と、 を含むことを特徴とする方法。 5.請求項4記載の信号先行歪み方法において、制御信号を生成する前記段階の 後に、前記制御信号を積分する段階を含むことを特徴とする方法。 6.請求項1記載の信号先行歪み方法において、前記信号の振幅の変動に対して 、実質的に一定のプリセット電圧値を維持する段階が、 − 前記回路の一部分において、前記少なくとも1つの第1歪み発生回路の前記 バイアス電圧を表わす電気量を測定する段階と、 − 前記バイアス電圧の値を、前記バイアス電圧を表わす前記電気量の関数とし て計算する段階と、 − 前記計算したバイアス電圧を、プリセット基準電圧と比較する段階と、 − 前記比較を表わす制御信号を生成する段階と、 − 前記制御信号に応答して、前記信号の振幅変動に対して、前記バイアス電圧 が実質的に一定のプリセット電圧値を有するように、前記バイアス電圧を制御す る段階と、 を含むことを特徴とする方法。 7.請求項6記載の方法において、前記電気量が電圧であることを特徴とする方 法。 8.可変振幅電気信号の先行歪み発生回路であって、 − 可変振幅の電気入力信号を受け取り可能な入力端子と、 − 前記入力信号に対応する電気信号を送出可能な出力端子と、 − 前記入力端子と前記出力端子との間に介挿され、入力信号と対応する出力信 号との間に所定の関係を有する非線形素子と、 − 前記非線形素子に電気的に接続されたバイアス回路と、 を備え、前記バイアス回路が、プリセット電圧を前記非線形素子に印加する手段 を備え、前記プリセット電圧が、前記入力信号の振幅変動に対して、実質的に一 定であることを特徴とする回路。 9.請求項8記載の信号先行歪み発生回路において、前記入力信号に対して並列 に接続されている第1および第2非線形素子を備えることを特徴とする信号先行 歪み発生回路。 10.請求項8記載の信号先行歪み発生回路において、前記入力信号に対して、 前記非線形素子に並列に接続された線形減衰器を備えることを特徴とする信号先 行歪み発生回路。 11.請求項8記載の信号先行歪み発生回路において、前記非線形素子が少なく とも1つのダイオードから成ることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 12.請求項9記載の信号先行歪み発生回路において、前記第1および第2非線 形素子が少なくとも1つのダイオードから成ることを特徴とする信号先行歪み発 生回路。 13.請求項12記載の信号先行歪み発生回路において、前記第1非線形素子の 前記少なくとも1つのダイオードが、前記第2非線形素子の前記少なくとも1つ のダイオードに対して、逆極性で配置されていることを特徴とする信号先行歪み 発生回路。 14.請求項8記載の信号先行歪み発生回路において、前記バイアス回路が、前 記非線形素子と並列に接続され、前記入力信号によって変更され得ないようなバ イアス電流を有する少なくとも1つのダイオードを備えることを特徴とする信号 先行歪み発生回路。 15.請求項11または12または14記載の信号先行歪み発生回路において、 前記ダイオードがショットキ・ダイオードであることを特徴とする信号先行歪み 発生回路。 16.請求項8記載の信号先行歪み発生回路において、前記バイアス回路が、少 なくとも1つの抵抗を介して、前記少なくとも1つの非線形素子に接続されてい ることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 17.請求項8記載の信号先行歪み発生回路において、前記バイアス回路が、 − 前記非線形素子のバイアス電圧を測定する回路と、 − プリセット基準電圧発生器と、 − 前記測定バイアス電圧と前記プリセット基準電圧とを比較し、前記比較を表 わす信号を送出可能な回路と、 − 前記比較を表わす前記信号に応答して、前記バイアス手段を制御する回路と 、 を備えることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 18.請求項8記載の信号先行歪み発生回路において、前記バイアス回路が、 − 前記非線形素子の前記バイアス電圧を表わす電圧を測定することによって、 前記非線形素子のバイアス電圧を計算する手段と、 − プリセット基準電圧発生器と、 − 前記測定バイアス電圧と前記プリセット基準電圧とを比較し、前記比較を表 わす信号を送出可能な回路と、 − 前記比較を表わす前記信号に応答して、前記バイアス手段を制御する回路と を備えることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 19.請求項18記載の信号先行歪み発生回路において、前記計算手段が、アナ ログ計算回路から成ることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 20.請求項17または18記載の信号先行歪み発生回路において、更に、前記 比較を表わす前記信号を積分する回路を備えることを特徴とする信号先行歪み発 生回路。 21.請求項10記載の信号先行歪み発生回路において、前記線形減衰器が抵抗 から成ることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 22.請求項8記載の信号先行歪み発生回路において、前記非線形素子が、コン デンサを含み、該コンデンサから見たインピーダンスに対して、前記信号のa. c.成分に対して、低い値のインピーダンスを呈することを特徴とする信号先行 歪み発生回路。 23.請求項8記載の信号先行歪み発生回路において、前記バイアス回路が、可 調節電圧発生器を備えることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 24.請求項8記載の信号先行歪み発生回路において、前記バイアス回路が、可 調節電流発生器を備えることを特徴とする信号先行歪み発生回路。 25.外部変調光送信機であって、 − 少なくとも1つの被バイアス非線形素子を含み、変調信号が印加される先行 歪み発生回路と、 − 被変調光信号を出力可能であり、前記先行歪み変調信号が印加される電気入 力と光入力とを有する電光変調器と、 − 前記変調器の前記光入力に接続された光線源と、 を備え、 前記信号の振幅変動に対して、実質的に一定のプリセット電圧で、前記少なく とも1つの非線形素子にバイアスをかける手段を備えることを特徴とする外部変 調光送信機。 26.請求項25記載の外部変調光送信機において、前記電光変調器が、マッハ ・ツェンダー型干渉変調器から成ることを特徴とする外部変調光送信機。 27.請求項25記載の外部変調光送信機において、更に、先行歪み変調信号用 入力と、前記電光変調器に接続された出力とを有する増幅器を備えることを特徴 とする外部変調光送信機。
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