JP2002057628A - Frequency stabilization control circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光信号伝送系、例
えばヘテロダイン検波を用いた光信号送信機又は受信機
における中間周波数の安定化制御を行う中間周波数安定
化制御回路に関し、特にそのコールドスタート方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an intermediate frequency stabilization control circuit for stabilizing an intermediate frequency in an optical signal transmission system, for example, an optical signal transmitter or receiver using heterodyne detection. About the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】光ヘテロダイン検波を用いた光信号送信
機又は受信機は、信号光と局部発振光の合波光を光検出
器で受光し、信号光と局部発振光の周波数差に相当する
ビートを中間周波数(IF:Intermediate Frequency)
として得るようになされており、送信機は、前記IF信
号により再度光変調して光伝送するものであり、また、
受信機は、前記IF信号を復調することによりベースバ
ンド信号を得るものである。この通信方式では、信号光
と局部発振光の周波数変動によってIFが変動し、伝送
特性あるいは受信特性が劣化するのでIFの安定化制御
が必要である。2. Description of the Related Art An optical signal transmitter or receiver using optical heterodyne detection receives a combined light of a signal light and a local oscillation light with a photodetector, and generates a beat corresponding to a frequency difference between the signal light and the local oscillation light. Is the intermediate frequency (IF)
The transmitter is to re-modulate the light with the IF signal and transmit the light again.
The receiver obtains a baseband signal by demodulating the IF signal. In this communication system, the IF fluctuates due to the frequency fluctuation of the signal light and the local oscillation light, and the transmission characteristics or the reception characteristics are deteriorated. Therefore, the IF stabilization control is required.
【0003】ここで、IF帯は光源の周波数偏移量より
はるかに狭いため、中間周波数の安定化制御(AFC:
Automatic Frequency Control)を動作させるために
は、あらかじめ信号光あるいは局部発振光の周波数を掃
引してIFをAFCの動作範囲内に引き込んでおく必要
がある。ところで、局部発振光の周波数を掃引すると、
IF信号の周波数は0で折り返される。すなわち、局部
発振光の周波数が信号光よりも高いか低いかにより、例
えばIF信号の周波数が同一であっても、一方は実帯
域、他方はイメージ帯域のIF信号となる。そして、A
FCに用いられる周波数弁別器の入力周波数対出力電圧
特性は、実帯域とイメージ帯域とでは逆特性となる。こ
のため、実帯域にAFCの動作点を設定した場合、も
し、IF信号がイメージ帯域にある場合、AFCは動作
しなくなる。Since the IF band is much narrower than the frequency shift of the light source, the intermediate frequency stabilization control (AFC:
In order to operate Automatic Frequency Control, it is necessary to sweep the frequency of signal light or local oscillation light in advance to bring the IF into the operating range of the AFC. By the way, when the frequency of the local oscillation light is swept,
The frequency of the IF signal is looped back at zero. That is, depending on whether the frequency of the local oscillation light is higher or lower than that of the signal light, for example, even if the frequency of the IF signal is the same, one becomes the real band IF signal and the other becomes the image band IF signal. And A
The input frequency versus output voltage characteristics of the frequency discriminator used for FC have opposite characteristics between the real band and the image band. Therefore, when the operating point of the AFC is set in the real band, if the IF signal is in the image band, the AFC does not operate.
【0004】この問題を回避する方法として、従来は、
前記周波数弁別器にIF信号を入力し、信号光あるいは
局部発振光の周波数を掃引しながら、周波数弁別器出力
電圧の掃引周波数に対する変化率を求め、この変化率の
正負により実帯域とイメージ帯域とを判別する方法がし
ばしば用いられてきた。この方法を用いるにあたって、
周波数弁別器の出力周波数の入力周波数依存性が図4に
示すような特性であった場合、実帯域のAFCの動作安
定点がE点(領域B)であるのに対し、周波数弁別器出
力電圧の掃引周波数に対する変化率がAFCの動作安定
点であるE点と等しくなるF点の領域B’がイメージ帯
域にも存在する。このF点との切り分けについてさまざ
まな方法が考案されてきた。As a method of avoiding this problem, conventionally,
An IF signal is input to the frequency discriminator, and while sweeping the frequency of the signal light or the local oscillation light, a change rate of the frequency discriminator output voltage with respect to the sweep frequency is obtained. Has often been used. In using this method,
When the input frequency dependence of the output frequency of the frequency discriminator is as shown in FIG. 4, the operation stable point of the AFC in the real band is point E (region B), whereas the output voltage of the frequency discriminator is A region B ′ at point F where the rate of change with respect to the sweep frequency is equal to point E, which is the stable operation point of the AFC, also exists in the image band. Various methods have been devised for the separation from the point F.
【0005】特開平5−227093号公報に記載され
たものはその一例である。この従来例について図3を参
照しつつ説明する。図7は、前記公報に記載されている
もので、従来の光信号伝送系における中間周波数安定化
制御方法を適用したコヒーレント光通信用受信機の構成
を示すブロック図である。図示構成において、光ファイ
バ19により伝送された信号光24は、光カプラ20で
半導体レーザ22から出射される局部発振光23と合波
され、バランスドレシーバ21に入射される。ここで、
半導体レーザ22は温度が一定に保たれている。バラン
スドレシーバ21から出力されるIF信号は、通過帯域
2.5GHz〜7.5GHzのバンドパスフィルタ(B
PF)25を経た後、復調回路(DEM)26と周波数
弁別器(DISC)28に入力される。The one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-227093 is one example. This conventional example will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a coherent optical communication receiver to which an intermediate frequency stabilization control method in a conventional optical signal transmission system is applied, which is described in the above publication. In the illustrated configuration, the signal light 24 transmitted by the optical fiber 19 is multiplexed with the local oscillation light 23 emitted from the semiconductor laser 22 by the optical coupler 20 and is incident on the balanced receiver 21. here,
The temperature of the semiconductor laser 22 is kept constant. The IF signal output from the balanced receiver 21 is a bandpass filter (B) having a pass band of 2.5 GHz to 7.5 GHz.
After passing through a PF) 25, it is input to a demodulation circuit (DEM) 26 and a frequency discriminator (DISC) 28.
【0006】復調回路26の出力はカットオフ周波数
2.5GHzの第1のローパスフィルタ(LPF1)2
7に接続されており、2.5Gb/sのデータ信号が取
り出される。なお、復調回路26は、IF中心周波数が
5GHzで最大の復調効率が得られるように調整されて
いる。周波数弁別器28の特性は5GHzでゼロクロス
となっており実帯域でIF安定化のための制御信号が出
力される。周波数弁別器28の出力は、カットオフ周波
数10kHzの第2のローパスフィルタ(LPF2)2
9を経た後、位相比較器30と第1のA/Dコンバータ
33へ入力される。第1のA/Dコンバータ33は、周
波数弁別器28の出力をサンプリングしてデータをマイ
クロコンピュータ34へ入力する。The output of the demodulation circuit 26 is a first low-pass filter (LPF1) 2 having a cutoff frequency of 2.5 GHz.
7, and a 2.5 Gb / s data signal is taken out. The demodulation circuit 26 is adjusted so that the IF demodulation frequency is 5 GHz and the maximum demodulation efficiency is obtained. The characteristic of the frequency discriminator 28 is a zero cross at 5 GHz, and a control signal for IF stabilization is output in the actual band. The output of the frequency discriminator 28 is a second low-pass filter (LPF2) 2 having a cutoff frequency of 10 kHz.
After 9, the signal is input to the phase comparator 30 and the first A / D converter 33. The first A / D converter 33 samples the output of the frequency discriminator 28 and inputs the data to the microcomputer 34.
【0007】発信周波数1kHzの発振器31の出力
は、スイッチ32を経た後、位相比較器30と加算器3
7へ入力される。位相比較器30の出力は、第2のA/
Dコンバータ36でサンプリングされた後、マイクロコ
ンピュータ34へ入力される。D/Aコンバータ35
は、マイクロコンピュータ34からの信号を受けて半導
体レーザ22の電流制御信号を出力する。この信号は、
加算回路37で発振器31からの信号と加算された後、
半導体レーザ22の電流ドライバ(DRV)38に加え
られる。マイクロコンピュータ34は、信号光24の受
信開始から以下のプロセスを介してIFの引き込み制御
を行う。[0007] The output of the oscillator 31 having a transmission frequency of 1 kHz passes through a switch 32, and then passes through a phase comparator 30 and an adder 3
7 is input. The output of the phase comparator 30 is the second A /
After being sampled by the D converter 36, it is input to the microcomputer 34. D / A converter 35
Receives a signal from the microcomputer 34 and outputs a current control signal for the semiconductor laser 22. This signal is
After being added to the signal from the oscillator 31 by the adding circuit 37,
The current driver (DRV) 38 of the semiconductor laser 22 is applied. The microcomputer 34 controls the pull-in of the IF from the start of reception of the signal light 24 through the following process.
【0008】マイクロコンピュータ34は、受信開始命
令を受けると、D/Aコンバータ35を介して電流制御
信号を出力し、局部発振光23の周波数を低周波側から
高周波側へ20GHzの範囲で掃引する。また、スイッ
チ32は閉じられて発振器31の信号が電流ドライバ3
8に供給される。これにより、局部発振光23には周波
数偏移量500MHz、変調周波数1kHzのFM変調
がかけられる。局部発振光23の掃引中にIF信号が周
波数弁別帯域内に現れると、第2のローパスフィルタ3
6からは復調された1kHzのFM変調信号が出力され
る。位相比較器30の出力はIF周波数の動きに応じた
ふるまいをする。When the microcomputer 34 receives the reception start command, the microcomputer 34 outputs a current control signal via the D / A converter 35 to sweep the frequency of the local oscillation light 23 from the low frequency side to the high frequency side in a range of 20 GHz. . Also, the switch 32 is closed and the signal of the oscillator 31 is
8 is supplied. As a result, the local oscillation light 23 is subjected to FM modulation with a frequency shift amount of 500 MHz and a modulation frequency of 1 kHz. When the IF signal appears in the frequency discrimination band during the sweep of the local oscillation light 23, the second low-pass filter 3
6 outputs a demodulated 1 kHz FM signal. The output of the phase comparator 30 behaves according to the movement of the IF frequency.
【0009】IF信号が位相比較器30の出力電圧が
0.5V以上になる領域に入ると、マイクロコンピュー
タ34は、この領域通過中に電流ドライバ38へ出力し
た電流制御信号をメモリに記憶する。IF信号がこの帯
域を通過し終えると、マイクロコンピュータ34は、こ
の領域通過に要した半導体レーザ22の第1の注入電流
掃引幅を計算する。When the IF signal enters a region where the output voltage of the phase comparator 30 becomes 0.5 V or more, the microcomputer 34 stores in the memory the current control signal output to the current driver 38 while passing through this region. When the IF signal has passed through this band, the microcomputer 34 calculates the first injection current sweep width of the semiconductor laser 22 required for passing through this region.
【0010】次に、IF信号が位相比較器の出力が−
0.5V以下になる領域を通過すると、マイクロコンピ
ュータ34は、この領域通過に要した半導体レーザ22
の第2の注入電流掃引幅も計算し、さらに、第1と第2
の注入電流掃引幅の比が1.5以上となった場合、マイ
クロコンピュータ34は、局部発振光23の掃引を中止
し、位相比較器30の出力電圧が0.5V以上になる領
域の中心点に対応する電流制御信号をメモリから読み出
し、電流ドライバ38へ出力する。同時に、マイクロコ
ンピュータ34は、AFC動作に入り、以後は第1のA
/Dコンバータ33から入力された信号からIF安定化
のための電流制御信号を計算して電流ドライバ38に出
力するようになる。以上の結果、IF周波数は実帯域の
5GHzで確実に安定化される。Next, if the output of the phase comparator is-
When passing through the region where the voltage is 0.5 V or less, the microcomputer 34 sets the semiconductor laser 22 required for passing through this region.
The second injection current sweep width is also calculated, and the first and second
If the ratio of the sweep width of the injection current becomes 1.5 or more, the microcomputer 34 stops the sweep of the local oscillation light 23 and the center point of the region where the output voltage of the phase comparator 30 becomes 0.5 V or more. Is read from the memory and output to the current driver 38. At the same time, the microcomputer 34 enters the AFC operation, and thereafter, the first A
A current control signal for IF stabilization is calculated from a signal input from the / D converter 33 and output to the current driver 38. As a result, the IF frequency is reliably stabilized at the actual band of 5 GHz.
【0011】すなわち、ここでは、局部発振光23の光
源の発振周波数を掃引して、IFをAFC動作安定点に
引き込むために、周波数弁別器28にIF信号を入力
し、半導体レーザ23の注入電流又は温度を掃引しなが
ら、周波数弁別器29の出力電圧の変化率を計測し、こ
の変化率が第1のしきい値より高くなる領域の幅(注入
電流又は温度の掃引幅)及びその直前又は直後の前記変
化率が第2のしきい値より低くなる領域の幅を比較し
て、前者(後者)が後者(前者)よりある一定の割合以
上に大きい場合に前者(後者)の領域にIF信号を引き
込むように設定されている。That is, here, in order to sweep the oscillation frequency of the light source of the local oscillation light 23 and draw the IF to the AFC operation stable point, the IF signal is input to the frequency discriminator 28 and the injection current of the semiconductor laser 23 is Alternatively, while sweeping the temperature, the rate of change of the output voltage of the frequency discriminator 29 is measured, and the width of the area where the rate of change is higher than the first threshold value (injection current or temperature sweep width) and immediately before or The width of the area where the rate of change immediately after is lower than the second threshold value is compared, and if the former (the latter) is larger than the latter (the former) by a certain percentage or more, the IF is added to the former (the latter) area. It is set to pull in a signal.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の周波数安定化制御回路においては、周波数弁別
器、フィルタの固体差によりしきい値が変動するという
問題や、回路が煩雑であるという問題を有していた。However, in the conventional frequency stabilization control circuit described above, the problem that the threshold value fluctuates due to the individual difference between the frequency discriminator and the filter, and the problem that the circuit is complicated are described. Had.
【0013】本発明は、上記のような従来の問題点を解
決するためになされたもので、周波数弁別器の誤動作点
を削除し、確実に中間周波数安定化制御の動作安定点に
中間周波数を引き込むことができる中間周波数安定化制
御回路を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and eliminates a malfunctioning point of a frequency discriminator and ensures that an intermediate frequency is set to an operation stable point of the intermediate frequency stabilization control. An object of the present invention is to provide an intermediate frequency stabilization control circuit that can be pulled in.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明に係る中間周波数安定化制御回路は、中間周
波数信号が入力される周波数弁別器に、任意の周波数以
上ではオーバーフロー信号を出力する手段を備える。こ
の構成により、周波数弁別器以前の部品の高周波側の帯
域外で誤動作することなく、確実に中間周波数安定化制
御の動作安定点に中間周波数を引き込むことができる周
波数安定化制御回路としたものであり、周波数弁別器以
前の部品の高周波側の帯域外での誤動作点を削除でき
る。In order to solve the above problem, an intermediate frequency stabilization control circuit according to the present invention outputs an overflow signal to a frequency discriminator to which an intermediate frequency signal is input, when the frequency is higher than an arbitrary frequency. Means for performing With this configuration, the frequency stabilization control circuit can reliably pull the intermediate frequency to the operation stable point of the intermediate frequency stabilization control without malfunctioning outside the high frequency side of the components before the frequency discriminator. Yes, it is possible to eliminate a malfunction point outside the band on the high frequency side of components before the frequency discriminator.
【0015】また、前記任意の周波数以上ではオーバー
フロー信号を出力する手段を、前記中間周波数信号が入
力される周波数カウンタと、この周波数カウンタによる
カウント数が任意のカウント数に達したときにオーバー
フロー信号を出力するオーバーフロー検出部とから構成
する。この構成により、周波数カウンタ以前の部品の高
周波側の帯域外での誤動作点を削除する。[0015] Further, a means for outputting an overflow signal at a frequency equal to or higher than the arbitrary frequency includes a frequency counter to which the intermediate frequency signal is input, and an overflow signal when the count number of the frequency counter reaches an arbitrary count number. And an overflow detector for outputting. With this configuration, a malfunction point outside the high-frequency band of the component before the frequency counter is eliminated.
【0016】また、前記中間周波数信号を分岐する電気
カプラと、前記電気カプラにより分岐された中間周波数
信号の一方を、前記周波数カウンタの動作周波数まで分
周する分周器とを備え、前記周波数カウンタには、前記
分周器から出力される中間周波数信号が供給される構成
で前記周波数カウンタにはオーバーフロー検出部を備え
ている。この構成により、分周器などの周波数弁別器以
前の部品の高周波側の帯域外に存在する誤動作点を削除
する。The frequency counter further includes an electric coupler for branching the intermediate frequency signal, and a frequency divider for dividing one of the intermediate frequency signals branched by the electric coupler to an operating frequency of the frequency counter. , An intermediate frequency signal output from the frequency divider is supplied, and the frequency counter includes an overflow detection unit. With this configuration, a malfunction point existing outside the high-frequency band of a component such as a frequency divider before the frequency discriminator is deleted.
【0017】また、前記中間周波数信号が入力される周
波数弁別器に、任意の周波数以上は計測せずに最高周波
数で保持する手段を備える。この構成により、周波数弁
別器以前の部品の高周波側の帯域外での不安定点で誤動
作することなく、確実に中間周波数安定化制御の動作安
定点に中間周波数を引き込むことができる周波数安定化
制御回路としたものであり、周波数弁別器以前の部品の
高周波側の帯域外での誤動作点を削除でき、構成を簡略
化できる。Further, the frequency discriminator to which the intermediate frequency signal is input is provided with a means for holding the highest frequency without measuring any frequency or more. With this configuration, a frequency stabilization control circuit that can reliably pull the intermediate frequency to the operation stable point of the intermediate frequency stabilization control without malfunctioning at an unstable point outside the high-frequency band of components before the frequency discriminator This makes it possible to eliminate malfunction points outside the high-frequency band of components before the frequency discriminator, thereby simplifying the configuration.
【0018】また、任意の周波数以上は計測せずに最高
周波数で保持する手段を、前記中間周波数信号を入力し
てカウントするが、任意の周波数以上はカウントせずに
最高周波数で保持する機能が追加された周波数カウンタ
で構成する。この構成により、周波数弁別器以前の部品
の高周波側の帯域外での不安定点で誤動作することな
く、確実に中間周波数安定化制御の動作安定点に中間周
波数を引き込むことができる周波数安定化制御回路とし
たものであり、周波数弁別器以前の部品の高周波側の帯
域外での誤動作点を削除でき、構成を簡略化できる。The means for holding at the highest frequency without measuring at or above an arbitrary frequency counts by inputting the intermediate frequency signal, but has a function of holding at the highest frequency without counting at or above an arbitrary frequency. It consists of an added frequency counter. With this configuration, a frequency stabilization control circuit that can reliably pull the intermediate frequency to the operation stable point of the intermediate frequency stabilization control without malfunctioning at an unstable point outside the high-frequency band of components before the frequency discriminator This makes it possible to eliminate malfunction points outside the high-frequency band of components before the frequency discriminator, thereby simplifying the configuration.
【0019】さらに、前記中間周波数信号を分岐する電
気カプラと、前記電気カプラにより分岐された中間周波
数信号の一方を、周波数カウンタの動作周波数まで分周
する分周器とを備え、前記周波数カウンタには、前記分
周器から出力される中間周波数信号が供給される構成と
する。また前記周波数カウンタは任意の周波数以上はカ
ウントせずに最高周波数で保持する機能を持つ。この構
成により、分周器などの周波数弁別器以前の部品の高周
波側の帯域外での不安定点で誤動作することなく、確実
に中間周波数安定化制御の動作安定点に中間周波数を引
き込むことができる周波数安定化制御回路としたもので
あり、分周器などの周波数弁別器以前の部品の高周波側
の帯域外での誤動作点を削除でき、構成を簡略化でき
る。The frequency counter further includes an electric coupler for branching the intermediate frequency signal, and a frequency divider for dividing one of the intermediate frequency signals branched by the electric coupler to an operating frequency of a frequency counter. Is configured to be supplied with an intermediate frequency signal output from the frequency divider. Further, the frequency counter has a function of holding at the highest frequency without counting any frequency or more. With this configuration, the intermediate frequency can be reliably pulled into the operation stable point of the intermediate frequency stabilization control without malfunctioning at an unstable point outside the high-frequency band of a component before the frequency discriminator such as the frequency divider. This is a frequency stabilization control circuit, which can eliminate a malfunction point outside a high frequency band of a component such as a frequency divider before a frequency discriminator, thereby simplifying the configuration.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1から図6を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は、本発明の実施の形態1に係る
光信号伝送系における周波数安定化制御回路を適用しう
るヘテロダイン検波を用いた光信号送信機の構成を示す
ブロック図である。なお、この図において、太線は光路
を示すものである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. (Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical signal transmitter using heterodyne detection to which a frequency stabilization control circuit can be applied in an optical signal transmission system according to Embodiment 1 of the present invention. . In this figure, the bold line indicates the optical path.
【0021】図1に示す光信号送信機において、2つの
レーザ(変調用レーザ1と局部発振用レーザ2)より出
力された光は、光カプラ3で合波され、その合波光は受
光器4で光電変換される。そのようにして得られたビー
ト信号は、アンプ5で増幅された後に電気カプラ6で分
岐され、2出力のうち一方は送信用レーザ7に入力さ
れ、光信号に変換したものが伝送される。電気カプラ6
の出力のうち、もう一方は分周器8に入力される。In the optical signal transmitter shown in FIG. 1, light outputted from two lasers (modulation laser 1 and local oscillation laser 2) is multiplexed by an optical coupler 3, and the multiplexed light is received by a photodetector 4. Is photoelectrically converted. The beat signal thus obtained is amplified by the amplifier 5 and then branched by the electric coupler 6, one of the two outputs is input to the transmission laser 7, and the signal converted into an optical signal is transmitted. Electric coupler 6
Is input to the frequency divider 8.
【0022】分周器8は、中間周波数を入力する周波数
弁別器としての周波数カウンタ9の動作周波数まで分周
するもので、電気カプラ6の出力である中間周波数を分
周し、その出力は周波数カウンタ9に入力される。周波
数カウンタ9は、マイクロコンピュータ(マイコン)部
11で制御されており、出力はデジタルである。周波数
カウンタ9は、マイクロコンピュータ部11からのスタ
ート信号でカウントを開始し、カウント終了時にマイク
ロコンピュータ部11へデータ出力する。オーバーフロ
ー検出部10は、このカウンタ9が任意のカウント数に
達したとき、オーバーフロー信号をマイクロコンピュー
タ部11に出力する。The frequency divider 8 divides the frequency up to the operating frequency of the frequency counter 9 as a frequency discriminator for inputting the intermediate frequency. The frequency divider 8 divides the intermediate frequency output from the electric coupler 6 and outputs the frequency. It is input to the counter 9. The frequency counter 9 is controlled by a microcomputer (microcomputer) unit 11, and its output is digital. The frequency counter 9 starts counting with a start signal from the microcomputer unit 11 and outputs data to the microcomputer unit 11 when the counting is completed. The overflow detecting section 10 outputs an overflow signal to the microcomputer section 11 when the counter 9 reaches an arbitrary count number.
【0023】ここで、周波数カウンタ9、オーバーフロ
ー検出部10のリセットは、マイクロコンピュータ部1
1からのリセット信号が入力されることで実行される。
マイクロコンピュータ部11は、周波数カウンタ9、オ
ーバーフロー検出部10からの出力に従い、任意の周波
数以下では周波数を導出し、任意の周波数以上ではオー
バーフロー信号が一定領域で出続けることにより帯域外
であることを判定する。The reset of the frequency counter 9 and the overflow detector 10 is performed by the microcomputer 1
This is executed by inputting the reset signal from No. 1.
The microcomputer unit 11 derives a frequency below an arbitrary frequency in accordance with the output from the frequency counter 9 and the overflow detection unit 10 and determines that the overflow signal continues to be output in a certain region above the arbitrary frequency, thereby indicating that the signal is out of the band. judge.
【0024】一方、レーザの発振周波数は、バイアス電
流、温度によって変動するため、マイクロコンピュータ
部11は、周波数カウンタ9の出力から導出した周波数
と目標周波数との差を補うように、DAコンバータ12
〜15を介して温度制御回路16、バイアス電流制御回
路17、温度制御回路18及びバイアス電流制御回路1
9へ制御信号を出力して変調用レーザ1および局部発振
用レーザ2のバイアス電流、温度をそれぞれ制御するこ
とで、前記電気カプラ6の出力である中間周波数を安定
化させる。On the other hand, since the oscillation frequency of the laser fluctuates depending on the bias current and the temperature, the microcomputer unit 11 adjusts the DA converter 12 so as to compensate for the difference between the frequency derived from the output of the frequency counter 9 and the target frequency.
To 15, a temperature control circuit 16, a bias current control circuit 17, a temperature control circuit 18, and a bias current control circuit 1.
By controlling the bias current and the temperature of the modulation laser 1 and the local oscillation laser 2 by outputting a control signal to 9, the intermediate frequency output from the electric coupler 6 is stabilized.
【0025】ここで、分周器8、周波数カウンタ9の特
性について、図2および図3を用いて簡単に述べる。分
周器8、周波数カウンタ9には帯域に制限がある。分周
器は、図2に示すように正常動作する帯域内(fL<f
<fH)では、入力周波数に対し、規定分周比で分周した
周波数を出力する。そして、入力周波数が0Hz近辺
(fL以下)と高周波側の帯域外(fH以上)にあるとき
はある一定の周波数fdを出力する。Here, the characteristics of the frequency divider 8 and the frequency counter 9 will be briefly described with reference to FIGS. The frequency divider 8 and the frequency counter 9 have a limited band. The frequency divider operates within the band (f L <f) for normal operation as shown in FIG.
<In f H), the input frequency and outputs a frequency divided by prescribed division ratio. Then, it outputs a constant frequency f d that is when the input frequency (hereinafter f L) 0 Hz around to be in out-of-band high-frequency side (or f H).
【0026】また、周波数カウンタ9は、図3に示すよ
うに、周波数カウンタ9のビット数に応じて、周波数の
上限値fHを超えると、0Hzからカウントすることに
なる。同様に、分周器8以前の他の部品の周波数の制限
を受けることもある。Further, the frequency counter 9, as shown in FIG. 3, according to the number of bits of the frequency counter 9, if the upper limit value f H of the frequency, so that the count from 0 Hz. Similarly, the frequency of other components before the frequency divider 8 may be limited.
【0027】以上の周波数特性を考慮すると、受光器4
の出力周波数(周波数カウンタ9の入力周波数)に対す
る周波数カウンタ9の出力周波数は、図4に示すよう
に、オーバーフロー信号未出力の帯域では線形の特性を
持ち、前記帯域外では接続部品により様々な特性を持
つ。ここで、横軸の周波数は、変調用レーザ1の発振周
波数と局部発振用レーザ2の発振周波数の差であり、変
調用レーザ1の発振周波数が局部発振用レーザ2の発振
周波数よりも高周波側である場合を正とした。Considering the above frequency characteristics, the light receiving device 4
As shown in FIG. 4, the output frequency of the frequency counter 9 with respect to the output frequency (input frequency of the frequency counter 9) has a linear characteristic in a band where no overflow signal is output, and various characteristics depending on connection components outside the band. have. Here, the frequency on the horizontal axis is the difference between the oscillation frequency of the modulation laser 1 and the oscillation frequency of the local oscillation laser 2, and the oscillation frequency of the modulation laser 1 is higher than the oscillation frequency of the local oscillation laser 2. Is positive.
【0028】中間周波数を安定化させるために、変調用
レーザ1の温度、バイアス電流を制御した場合、温度、
バイアス電流の変動に対する周波数の変動が、図4にお
ける正、負の領域で逆の動作をすることと、前記周波数
カウンタ9以前の部品の周波数の帯域制限を考慮する
と、中間周波数安定化制御を正常に行うには、図4にお
ける領域Bに周波数をあらかじめ引き込んでおく必要が
ある。When the temperature and the bias current of the modulation laser 1 are controlled to stabilize the intermediate frequency, the temperature,
Considering that the frequency fluctuation with respect to the bias current fluctuation operates in the positive and negative regions in FIG. 4 and the band limitation of the frequency of the parts before the frequency counter 9, the intermediate frequency stabilization control is performed normally. In this case, it is necessary to draw the frequency in advance into the area B in FIG.
【0029】ここでは、変調用レーザ1の温度又はバイ
アス電流を掃引する場合について述べる。図1における
オーバーフロー検出部10が、図4における領域B、C
の周波数の絶対値の上限より高周波数でオーバーフロー
信号を出力するように設定しておくことにより、マイク
ロコンピュータ部11は、オーバーフロー信号が一定の
領域で出続けることにより、帯域外の周波数か否かを判
別することができる。マイクロコンピュータ部11は、
変調用レーザ1の温度又はバイアス電流を掃引しつつ、
前記オーバーフロー信号が一定の領域で未出力の範囲で
周波数を読み出し、周波数の温度又はバイアス電流に対
する変化率が正であり、かつ目標周波数付近である領域
(図4における領域A)に温度又はバイアス電流を設定
することにより、中間周波数安定化制御の安定点に周波
数引き込みができる。Here, a case in which the temperature or the bias current of the modulation laser 1 is swept will be described. The overflow detection unit 10 in FIG.
By setting the overflow signal to be output at a frequency higher than the upper limit of the absolute value of the frequency, the microcomputer unit 11 determines whether the overflow signal continues to be output in a certain region, and determines whether the frequency is out of band. Can be determined. The microcomputer unit 11
While sweeping the temperature or bias current of the modulation laser 1,
The frequency is read in a range where the overflow signal is not output in a certain region and the rate of change of the frequency with respect to the temperature or the bias current is positive, and the temperature or the bias current is stored in a region near the target frequency (region A in FIG. 4). Is set, the frequency can be drawn to the stable point of the intermediate frequency stabilization control.
【0030】以上のように、本発明の実施の形態1によ
れば、任意の周波数以上ではオーバーフロー信号を出力
する回路を付属することにより、周波数カウンタ以前の
部品の高周波側の帯域外での不安定点で誤動作すること
なく、確実に中間周波数安定化制御の動作安定点に中間
周波数を引き込み、AFCをスタートすることができ
る。As described above, according to the first embodiment of the present invention, a circuit for outputting an overflow signal at an arbitrary frequency or higher is attached, so that a part outside the frequency counter on the high frequency side may be unstable. The AFC can be started without fail at the fixed point, without fail, by pulling the intermediate frequency to the operation stable point of the intermediate frequency stabilization control.
【0031】(実施の形態2)図5は、本発明の実施の
形態2に係る光信号伝送系における周波数安定化制御回
路を適用しうるヘテロダイン検波を用いた光信号送信機
の構成を示すブロック図である。図5に示すように、本
実施の形態2は、前記実施の形態1に示した光信号送信
機の構成の中で、オーバーフロー検出部10を削除した
ものである。その他の回路構成、その動作などは前記実
施の形態1に示したものと同様であるので、その詳細な
説明は省略する。(Embodiment 2) FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an optical signal transmitter using heterodyne detection to which a frequency stabilization control circuit in an optical signal transmission system according to Embodiment 2 of the present invention can be applied. FIG. As shown in FIG. 5, the second embodiment is obtained by removing the overflow detector 10 from the configuration of the optical signal transmitter shown in the first embodiment. Other circuit configurations and operations are the same as those described in the first embodiment, and thus detailed description is omitted.
【0032】本実施の形態2では、周波数カウンタ9
を、図4における領域B、Cの周波数の絶対値の上限値
でカウンタを保持するように設定しておくことにより、
マイクロコンピュータ部11の周波数読み値は、図6の
ようになる。ここで、周波数の温度又はバイアス電流に
対する傾きが、ある値以上であることにより、図4にお
ける領域Bと判定すれば、領域Bの範囲内で、かつ目標
周波数付近である領域(図4における領域A)に温度又
はバイアス電流を設定することにより、中間周波数安定
化制御の安定点に周波数引き込みができる。In the second embodiment, the frequency counter 9
Is set so that the counter is held at the upper limit value of the absolute value of the frequency in the regions B and C in FIG.
The frequency reading of the microcomputer unit 11 is as shown in FIG. Here, if the gradient of the frequency with respect to the temperature or the bias current is equal to or more than a certain value, and it is determined that the region B is the region B in FIG. By setting the temperature or the bias current in A), the frequency can be drawn to the stable point of the intermediate frequency stabilization control.
【0033】以上のように、本発明の実施の形態2によ
れば、任意の周波数以上はカウントせずに最高周波数で
保持する機能を追加することにより、周波数弁別器以前
の部品の高周波側の帯域外での不安定点で誤動作するこ
となく、より簡略化した構成で、確実に中間周波数安定
化制御の動作安定点に中間周波数を引き込み、AFCを
スタートすることができる。As described above, according to the second embodiment of the present invention, by adding a function of counting at an arbitrary frequency or higher and holding the same at the highest frequency, the components on the high frequency side of the parts before the frequency discriminator are added. It is possible to reliably pull the intermediate frequency to the operation stable point of the intermediate frequency stabilization control and start AFC with a simpler configuration without malfunctioning at an unstable point outside the band.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、周波数
弁別器に、任意の周波数以上ではオーバーフロー信号を
出力する回路を付属するか、あるいは任意の周波数以上
は計測せずに最高周波数で保持する機能を付属すること
で、周波数弁別器以前の部品の高周波側の帯域外での不
安定点で誤動作することなく、確実に中間周波数安定化
制御の動作安定点に中間周波数を引き込むことができる
という効果が得られる。As described above, according to the present invention, the frequency discriminator is provided with a circuit for outputting an overflow signal at an arbitrary frequency or higher, or at the highest frequency without measuring at an arbitrary frequency or higher. By attaching the holding function, the intermediate frequency can be reliably pulled into the operation stable point of the intermediate frequency stabilization control without malfunctioning at the unstable point outside the high frequency band of the parts before the frequency discriminator. The effect is obtained.
【図1】本発明の実施の形態1における周波数安定化制
御回路を適用しうるヘテロダイン検波を用いた光信号送
信機の構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an optical signal transmitter using heterodyne detection to which a frequency stabilization control circuit according to a first embodiment of the present invention can be applied;
【図2】本発明における周波数安定化制御回路を適用し
うるヘテロダイン検波を用いた光信号送信機の動作説明
のための、分周器の出力周波数の、入力周波数依存性を
示す図FIG. 2 is a diagram showing the input frequency dependence of the output frequency of a frequency divider for explaining the operation of an optical signal transmitter using heterodyne detection to which the frequency stabilization control circuit according to the present invention can be applied.
【図3】本発明における周波数安定化制御回路を適用し
うるヘテロダイン検波を用いた光信号送信機の動作説明
のための、周波数カウンタの出力周波数の、入力周波数
依存性を示す図FIG. 3 is a diagram showing the input frequency dependence of the output frequency of a frequency counter for explaining the operation of an optical signal transmitter using heterodyne detection to which the frequency stabilization control circuit according to the present invention can be applied.
【図4】本発明における周波数安定化制御回路を適用し
うるヘテロダイン検波を用いた光信号送信機の動作説明
のための、周波数カウンタの出力周波数の、受光器出力
周波数依存性を示す図FIG. 4 is a diagram showing the dependence of the output frequency of a frequency counter on the output frequency of a light receiver for explaining the operation of an optical signal transmitter using heterodyne detection to which the frequency stabilization control circuit according to the present invention can be applied.
【図5】本発明の実施の形態2における周波数安定化制
御回路を適用しうるヘテロダイン検波を用いた光信号送
信機の構成を示すブロック図FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an optical signal transmitter using heterodyne detection to which the frequency stabilization control circuit according to the second embodiment of the present invention can be applied;
【図6】本発明における周波数安定化制御回路を適用し
うるヘテロダイン検波を用いた光信号送信機の動作説明
のための、任意の周波数以上はカウントせずに最高周波
数で保持する機能をもつ周波数カウンタの出力周波数
の、受光器出力周波数依存性を示す図FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the optical signal transmitter using heterodyne detection to which the frequency stabilization control circuit according to the present invention can be applied. Diagram showing the dependence of the output frequency of the counter on the output frequency of the receiver
【図7】従来の周波数安定化制御回路を適用しうるヘテ
ロダイン検波を用いた光通信用受信機の構成を示すブロ
ック図FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an optical communication receiver using heterodyne detection to which a conventional frequency stabilization control circuit can be applied;
1 変調用レーザ 2 局部発振用レーザ 3 光カプラ 4 受光器 5 アンプ 6 電気カプラ 7 送信用レーザ 8 分周器 9 周波数カウンタ 10 オーバーフロー検出部 11 マイクロコンピュータ部(マイコン部) 12、13、14、15 DAコンバータ 16、18 温度制御回路 17、19 バイアス電流制御回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Modulation laser 2 Local oscillation laser 3 Optical coupler 4 Optical receiver 5 Amplifier 6 Electric coupler 7 Transmission laser 8 Divider 9 Frequency counter 10 Overflow detection unit 11 Microcomputer unit (microcomputer unit) 12, 13, 14, 15 DA converter 16, 18 Temperature control circuit 17, 19 Bias current control circuit
───────────────────────────────────────────────────── 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 10/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04B 10/14
Claims (6)
ザの出力光を混合した後、受光器により光電変換するこ
とにより得られる中間周波数をあらかじめ定められた帯
域に引き込む周波数安定化制御回路において、 前記中間周波数信号が入力される周波数弁別器に、任意
の周波数以上ではオーバーフロー信号を出力する手段を
備えることにより、前記オーバーフロー信号未出力の帯
域に周波数を引き込むことにより、前記周波数弁別器以
前の部品の高周波側の帯域外での不安定点で誤動作する
ことなく、中間周波数安定化制御の動作安定点に中間周
波数を引き込むことを特徴とする周波数安定化制御回
路。A frequency stabilization control circuit for mixing an output light of a modulation laser and an output light of a local oscillation laser, and then pulling an intermediate frequency obtained by photoelectric conversion by a light receiver into a predetermined band. The frequency discriminator to which the intermediate frequency signal is input, by providing a means for outputting an overflow signal at an arbitrary frequency or more, by pulling a frequency into a band where the overflow signal is not output, the frequency discriminator before the frequency discriminator. A frequency stabilization control circuit characterized in that an intermediate frequency is drawn to an operation stable point of the intermediate frequency stabilization control without malfunctioning at an unstable point outside a band on a high frequency side of a component.
おいて、 前記任意の周波数以上では前記オーバーフロー信号を出
力する手段は、前記中間周波数信号が入力される周波数
カウンタと、この周波数カウンタによるカウント数が任
意のカウント数に達したときに前記オーバーフロー信号
を出力するオーバーフロー検出部とからなることを特徴
とする周波数安定化制御回路。2. The frequency stabilization control circuit according to claim 1, wherein said means for outputting said overflow signal at a frequency equal to or higher than said arbitrary frequency comprises: a frequency counter to which said intermediate frequency signal is input; And an overflow detection unit that outputs the overflow signal when the count reaches an arbitrary count number.
おいて、 前記中間周波数信号を分岐する電気カプラと、前記電気
カプラにより分岐された中間周波数信号の一方を、前記
周波数カウンタの動作周波数まで分周する分周器とを備
え、前記周波数カウンタが、前記分周器以前の部品の高
周波側の帯域外でオーバーフロー信号を出力することを
特徴とする周波数安定化制御回路。3. The frequency stabilization control circuit according to claim 2, wherein one of the electrical coupler for branching the intermediate frequency signal and one of the intermediate frequency signals branched by the electrical coupler is divided into an operating frequency of the frequency counter. A frequency stabilization control circuit, comprising: a frequency divider that circulates, and wherein the frequency counter outputs an overflow signal outside a high-frequency band of components before the frequency divider.
ザの出力光を混合した後、受光器により光電変換するこ
とにより得られる中間周波数をあらかじめ定められた帯
域に引き込む周波数安定化制御回路において、 前記中間周波数信号が入力される周波数弁別器に、任意
の周波数以上は計測せずに最高周波数で保持する手段を
備えることにより、保持された最高周波数以下の帯域で
周波数を読み出し、前記周波数弁別器以前の部品の高周
波側の帯域外での不安定点で誤動作することなく、中間
周波数安定化制御の動作安定点に中間周波数を引き込む
ことを特徴とする周波数安定化制御回路。4. A frequency stabilization control circuit for mixing an output light of a modulation laser and an output light of a local oscillation laser, and then pulling an intermediate frequency obtained by photoelectric conversion by a light receiver into a predetermined band. The frequency discriminator to which the intermediate frequency signal is input, by providing a means for holding at the highest frequency without measuring any frequency or higher, reads out a frequency in a band equal to or lower than the held highest frequency, and performs the frequency discrimination. A frequency stabilization control circuit characterized in that an intermediate frequency is drawn into an operation stable point of the intermediate frequency stabilization control without malfunctioning at an unstable point outside a high-frequency band of a component before the device.
おいて、 前記任意の周波数以上は計測せずに最高周波数で保持す
る手段は、前記中間周波数信号を入力してカウントする
が、任意の周波数以上はカウントせずに最高周波数で保
持する機能が付加された周波数カウンタを有すことを特
徴とする周波数安定化制御回路。5. The frequency stabilization control circuit according to claim 4, wherein the means for holding the highest frequency without measuring any frequency higher than the arbitrary frequency inputs and counts the intermediate frequency signal. What has been described above is a frequency stabilization control circuit having a frequency counter to which a function of holding at the highest frequency without counting is added.
おいて、 前記中間周波数信号を分岐する電気カプラと、前記電気
カプラにより分岐された中間周波数信号の一方を、前記
周波数カウンタの動作周波数まで分周する分周器とを備
え、前記周波数カウンタが、前記分周器以前の部品の高
周波側の帯域外でオーバーフロー信号を出力することを
特徴とする周波数安定化制御回路。6. The frequency stabilization control circuit according to claim 5, wherein one of the electrical coupler for branching the intermediate frequency signal and one of the intermediate frequency signals branched by the electrical coupler is divided into an operating frequency of the frequency counter. A frequency stabilization control circuit, comprising: a frequency divider that circulates, and wherein the frequency counter outputs an overflow signal outside a high-frequency band of components before the frequency divider.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000240408A JP2002057628A (en) | 2000-08-08 | 2000-08-08 | Frequency stabilization control circuit |
US09/923,331 US20020018271A1 (en) | 2000-08-08 | 2001-08-08 | Automatic intermediate frequency stabilization control in optical signal transmission system |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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