JP2002533969A

JP2002533969A - 出力信号および入力信号の比率を制御するための方法と装置

Info

Publication number: JP2002533969A
Application number: JP2000590293A
Authority: JP
Inventors: マークエフ．クロル; ジョンシー．マッキーマン; デールエイ．ウェブ
Original assignee: コーニング・インコーポレーテッド
Priority date: 1998-12-21
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2002-10-08
Also published as: EP1142108A1; CN1334988A; TW461974B; BR9916386A; WO2000038318A1; AU2053300A; CA2355943A1; KR20010101311A; RU2001120339A

Abstract

(57)【要約】装置の入力信号と出力信号の動作比率（例えば増幅器のゲイン）は、該入力及び出力信号レベルに相当するそれぞれのレベルを有する２つの信号の使用により制御される。比率は、目標値を表す基準信号と動作比率を算出する除算動作のどちらも必要とせず、２つの信号間の差異に基づき目標値まで制御される。好適な実施例においては、既知ゲインを有し、装置の入力部及び出力部のそれぞれに接続した対応する増幅器ユニットにより、２つの信号が生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

本出願は、１９９８年１２月２１日に提出された米国仮特許出願第６０／１１
３，０８３号の利益を伴っている。

【０００１】

【発明の背景】

本発明は、装置の出力信号及び入力信号の比率を制御する方法と装置に関する
。本発明は、比較的単純な制御エレクトロニクスの使用によって実施されること
が出来、例えば、電気及び光の増幅器及び減衰器の電子制御を含む多種多様な使
用に適している。

【０００２】従来の信号比率制御技術は、予め定められた目標比率に従ってセットされる外
部の基準信号に対する装置の出力信号又は入力信号のモニタを含んでいる。該装
置は制御され、当該モニタされた信号と当該基準信号の間の差異を示す誤差信号
に基づいた目標比率で作動するように制御される。もう１つの従来技術は、２つの信号の比率を決定するために装置の出力信号及
び入力信号双方のモニタを含む。このように決定される比率は、目標比率に対応
する外部基準信号と比較され、決定された比率と目標比率の間の差異を示す誤差
信号を生じる。該装置は、誤差信号に基づいて目標比率で動作するように制御さ
れる。

【０００３】図１は、上記した従来技術を示している。図１において、除算器（ｄｉｖｉｄ
ｅｒ）１２は、制御装置１０の入力及び出力信号レベルにそれぞれ比例する信号
レベルｘ及びｙを受信する。すなわち、ｘ＝Ｃ₁Ｘ、ｙ＝Ｃ₂Ｙであり、ここでＸ
とＹとはそれぞれ、入力及び出力信号レベルであり、Ｃ₁及びＣ₂は特定のシステ
ム設計（多くの場合Ｃ₁＝Ｃ₂）に依存する比例定数である。信号レベルｘ及びｙ
は、例えば、入力及び出力信号の電圧、電流又はパワーレベルを表し得る。

【０００４】入力信号レベルに対する出力信号レベルの比率Ｇは、次のように表され得る：Ｇ＝（Ｙ／Ｘ）＝Ｋ（ｙ／ｘ） …（１）ここで、Ｋ＝Ｃ₂／Ｃ₁である。よって、信号のレベルｘ及びｙは、次のような関
係にある：ｙ＝Ｇｘ／Ｋ …（２）除算器１２は、入力ｘ及びｙに基づく除算動作を行い、比率Ｇに比例した比率
信号を出力する：ｙ／ｘ＝Ｇ／Ｋ …（３）当該比率信号は、減算器１４に供給される。また、指定基準信号レベルＧ_SP＝
Ｇ_T／Ｋが減算器に供給される。ここでＧ_Tは目標比率である。減算器１４は、測
定比率ｙ／ｘを指定比率Ｇ_SPから差し引き、誤差信号レベルＥを算出する：Ｅ＝Ｇ_SP−ｙ／ｘ＝（Ｇ_T／Ｋ）−（Ｇ／Ｋ）＝（Ｇ_T−Ｇ）／Ｋ …（４）誤差Ｅは、誤差Ｅをゼロにするように装置動作を調整するコントローラ１６に
供給される。この状態において、等式（４）から認識される如く、ＧはＧ_Tに等
しくなる。

【０００５】

【発明の開示】

本発明は、従来技術のように外部基準信号又は除算動作を必要としない比率制
御処理についての新規且つユニークなアプローチを提案する。簡潔に説明すると
、本発明は装置の入力信号レベル及び出力信号レベルのそれぞれに対応するレベ
ルを有する第１及び第２信号を用いる。以下のことから解るように、１つの信号
を他の信号から差し引くことにより、誤差信号が算出され、装置動作を制御し誤
差信号レベルをゼロにするコントローラへ供給される。この状態において、装置
の入力及び出力信号レベルの比率は、予め定められた目標比率に合致する。

【０００６】以下に示した実施例に示すように、第１及び第２信号はそれぞれ、既知ゲイン
の第１及び第２増幅器ユニットを使用することで生成され得る。誤差信号レベル
がゼロの際、入力及び出力信号レベルの比率は、第１及び第２増幅器ユニットの
既知ゲインに基づいて、予め定められた目標比率に合致する。図２は、上記した如く、第１及び第２増幅器ユニットを使用した実施例の基本
原理を示す図である。図２において、既知ゲインＧ_iを有する入力側増幅器ユニ
ット２３及び既知ゲインＧ_oを有する出力側増幅器ユニット２５は、それぞれ制
御さるべき装置２０の入力部及び出力部に接続される（接続は単純化により図面
から省略されている）。入力側増幅器ユニット２３は、レベルＳ_i＝Ｇ_iｘを有す
る信号を発信する。ここでｘは、装置２０の入力信号レベルに比例する。出力側
増幅器ユニット２５は、レベルＳ_o＝Ｇ_oｙを有する信号を生成する。ここでｙは
、装置２０の出力信号レベルに比例する。入力側及び出力側増幅器ユニットから
の信号は減算器２４に供給され、該減算器は、レベルＳ_errを有する誤差信号を
算出する：Ｓ_err＝Ｓ_o−Ｓ_i …（５）誤差Ｓ_errはコントローラ２６に供給され、該コントローラは誤差Ｓ_errをゼロ
にし、この状態を維持するために、装置２０の動作を調整する。

【０００７】Ｓ_o及びＳ_iに換えて、等式（５）は次のように書き直され得る：Ｓ_err＝Ｇ_oｙ−Ｇ_iｘ …（６）Ｇｘ／Ｋを等式（６）のｙ（等式（２）参照）に置換することにより、以下の
式を得る：Ｓ_err＝（Ｇ_oＧｘ／Ｋ）−Ｇ_iｘ＝ｘ｛（Ｇ_oＧ／Ｋ）−Ｇ_i｝ …（７）Ｇ_i／Ｇ_iを等式（７）の右辺に乗じることにより、以下の式を得る：Ｓ_err＝Ｇ_iｘ｛（Ｇ_o／ＫＧ_i）Ｇ−１｝ …（８）式（８）から明白であるように、Ｇ＝ＫＧ_i／Ｇ_oである時、Ｓ_errはゼロであ
る。換言すれば、入力側及び出力側増幅器ユニット、またより正確にはそれらの
ゲイン、の選択により目標比率Ｇ_T＝ＫＧ_i／Ｇ_oが設定される。そして、Ｓ_errを
ゼロに保つために装置１０を制御することは、一定比率Ｇ＝Ｇ_T＝ＫＧ_i／Ｇ_oに
帰結する。

【０００８】等式（５）の被減数及び減数が逆転したとしても、同じ結果が得られる：Ｓ_err＝Ｓ_i−Ｓ_o …（５´）よって、Ｓ_errはより一般に次のように表され得る：Ｓ_err＝±（Ｓ_o−Ｓ_i） …（９）前述の議論から判るように、本発明は目標入出力信号比率を表す外部基準信号
を必要とせず、そして実際の動作比率Ｇを決定する除算を必要としない。その代
わりに、該制御動作は、入力及び出力信号レベルに対応するレベルを有する信号
の単純な減算に基づく。従来技術で使われるような、外部基準信号及び除算動作
の必要を避けることにより、本発明は、低コストにて単純化制御エレクトロニク
スや高制御速度の利点を提供する。

【０００９】更に、本発明の原理は、どんな特定装置又は装置部類に対する応用又は差し引
かれるべき信号を生成する特定部品の使用に限定されない。よって、例示の実施
例と同様に、ここにおいて言及される応用が単なる例であることが理解されよう
。差し引かれるべき信号を生成する増幅器ユニットの使用は、例示の実施例に記
載されるように、非電気的信号を利用する装置同様、低入力（そして、低出力で
もあろう）信号レベルを有する装置を応用する際の利点の故に、好ましい。例え
ば、伝達インピーダンス増幅器ユニットが、光学信号を利用する装置を含んでい
る応用装置において使用され得る。

【００１０】

【発明の概要】

上記した如く、本発明は、外部基準信号或いは除算動作を必要とすることなし
に、装置の入力信号及び出力信号の比率制御を可能にする。１つの主要な特徴によれば、本発明は、装置からの出力信号レベルと該装置へ
の入力信号レベルとの比率を制御する方法であって、該装置入力部に第１コンポーネントを接続し、該入力信号レベルに相当するレ
ベルを有する第１信号を生成する行程と、該装置出力部に第２コンポーネントを接続し、該出力信号レベルに相当するレ
ベルを有する第２信号を生成する行程と、該第１及び第２信号レベル間の差異に基づき比率を調整する調整行程と、から成ることを特徴とする方法を提供する。

【００１１】１つの好適な実施例によれば、当該装置は増幅器ユニットであり、第１及び第
２コンポーネントは、第１及び第２増幅器ユニットであり、そして制御比率は増
幅器ユニットのゲインである。特定の実施例において、該装置はポンピングされる光ファイバ増幅器ユニット
であり、制御比率は光ファイバ増幅器ユニットの光ゲインである。該光ゲインは
、光ファイバ増幅器ユニットのポンプ・レーザーのポンプ・パワー調整によって
調整される。第１及び第２増幅器ユニットは、対応する光センサーによって光フ
ァイバ増幅器ユニットの入力部及び出力部に接続する伝達インピーダンス増幅器
ユニットである。（伝達インピーダンス増幅器は、入力電流信号に比例する出力
電圧信号を出力する。）入力信号及び出力信号の各々は、複数の信号によって構成される合成信号であ
り得る。このような場合において、上述した第１及び第２信号の信号レベルは、
それぞれ合成された入力及び出力信号のＲＭＳ信号レベルと一致し得、制御比率
はＲＭＳ光ゲインであり得る。

【００１２】もう１つのその主要な特徴によれば、本発明は上記の方法を実施するための装
置を提供する。本発明の更に別の特徴は、装置からの出力信号レベルと該装置への入力信号レ
ベルとの比率を制御する方法であって、該入力信号レベルに対応するレベルを有
する第１信号を生成する行程と、該出力信号レベルに対応するレベルを有する第
２信号を生成する行程と、該第１及び第２信号レベル間の差異に基づき比率を調
整する調整行程と、から成ることを特徴とする方法を提供する。

【００１３】本発明の上述した特徴及び追加の特徴は、その様々な特徴や利点と同様に、添
付の図面による以下の詳細な説明の考慮により充分に理解される。

【００１４】

【発明の詳細】図３は、本発明による第１装置１を示す図である。図の参照番号３０は、制御
可能な入力信号と出力信号との比率Ｇを操作可能な電気装置を表す。図示される
構造において、装置３０は単一の増幅器を含む調整可能なゲイン増幅器ユニット
である。しかし実際上、装置３０はその入力及び出力信号の制御可能な比率を有
するどんな電気装置であってもよい（例えば、カスケード接続された増幅器を有
する多段増幅器、単一或いは多段の減衰器、等）。入力及び出力信号は、例えば
、電圧或いは電流信号であり得る。

【００１５】好ましくは単一の増幅器を含む、既知ゲインＧ_iの第１増幅器ユニット３３は
、被制御増幅器ユニット３０の入力側に接続している。同様に好ましくは単一の
増幅器を含む、既知ゲインＧ_oの第２増幅器ユニット３５は、被制御増幅器ユニ
ット３０の出力側に接続している。図示したように、増幅器ユニット３０の入力
及び出力側への増幅器ユニット３３及び３５の接続は直接でもよく、与えられた
実施の必要条件に従い、間接的（例えば、電流センサー経由）でもよい。増幅器
ユニット３３及び３５の出力信号は、コントローラ３６に供給され、以下で更に
詳細に検討されるように、該コントローラは被制御増幅器ユニット３０の動作を
調整するように作動して、比率Ｇを制御する。図示される実施例において、Ｇは
もちろん増幅器ユニット３０のゲインである。

【００１６】入力側増幅器ユニット３３は信号レベルＳ_i＝Ｇ_iｘを出力する。ここでｘは入
力側増幅器ユニットへの入力信号レベルであり、被制御増幅器ユニット３０の入
力信号レベルＸに比例する。出力側増幅器ユニット３５は信号レベルＳ_o＝Ｇ_oｙ
を出力する。ここでｙは出力側増幅器ユニットへの入力信号レベルであり、被制
御増幅器ユニット３０の出力信号レベルＹに比例する。

【００１７】コントローラ３６は上述したように減算を実行し、誤差値Ｓ_err＝±（Ｓ_o−Ｓ _i ）を決定する。そして、Ｓ_errが実質的にゼロに保たれるようにそのゲインを調
整することで、被制御増幅器ユニット３０に制御信号Ｓ_ctlを出力する。よって
、増幅器ユニット３０は、実質的に一定のゲインＧ＝Ｇ_TＫＧ_i／Ｇ_o、すなわち
入力側及び出力側増幅器ユニット３３及び３５の既知ゲインの比率に比例した目
標ゲイン、に保たれる。

【００１８】より具体的な実施例を挙げるために、被制御増幅器ユニットへの入力及び出力
信号が、それぞれレベルＶ_i及びＶ_o（＝ＧＶ_i）を有する電圧信号であると仮定
する。増幅器３３及び３５の入力インピーダンスが十分に高いと仮定すると、そ
の場所におけるそれぞれの入力電圧レベルは、Ｖ_i及びＶ_oとなる（Ｃ₁＝Ｃ₂、Ｋ
＝１の場合に相当）。入力側及び出力側増幅器ユニットの出力電圧は、次のよう
に表される：Ｓ_i＝Ｇ_iＶ_i Ｓ_o＝Ｇ_oＶ_o＝Ｇ_oＧＶ_i この場合、Ｇ_i及びＧ_oは入力側及び出力側増幅器ユニット３３及び３５それぞれ
の電圧ゲインを表し、Ｇは制御増幅器ユニット３０の電圧ゲインを表す。

【００１９】コントローラ３６は、電圧Ｓ_oから電圧Ｓ_iを差し引き、誤差Ｓ_errを決定する
：Ｓ_err＝Ｓ_o−Ｓ_i ＝Ｇ_oＧＶ_i−Ｇ_iＶ_i ＝Ｖ_i（Ｇ_oＧ−Ｇ_i）＝Ｇ_iＶ_i｛（Ｇ_o／Ｇ_i）Ｇ−１｝ …（１０）このように決定された誤差に基づき、コントローラ３６は、増幅器ユニット３
０のゲインが誤差Ｓ_eerをゼロにして、その状態を維持するように調整する。そ
の状態においては、等式（１０）から明らかなように、ゲインＧは目標ゲインＧ _T ＝Ｇ_i／Ｇ_oに等しい。

【００２０】コントローラ３６は、誤差Ｓ_errに基づき比率Ｇを制御するために、どのよう
な適切な制御アルゴリズムをも利用可能である。比例・積分（ＰＩ）または比例
・積分・微分（ＰＩＤ）制御アルゴリズムは、最適の性能のために選ばれ得る。
デジタル及びアナログ・コントローラの双方が、使用され得る。特定の適用のた
めの適切なアルゴリズムは、従来技術―例えば経験的なもの及び／又はコンピュ
ータ・シミュレーション―によって決定され得る。ＰＩ、ＰＩＤ、そして他の制
御技術のより完全な議論のためには、ケーニッヒディー．（Ｋｏｅｎｉｇ，Ｄ
．）氏の「ノイジー・プロセス（ＮｏｉｓｙＰｒｏｃｅｓｓｅｓ）の制御・解
析」、ＰｒｅｎｔｉｃｅＨａｌｌ刊、１９９１（本願明細書に組み入れられる
ものとする）を参照されたい。

【００２１】図４は、光増幅器ユニット４０の光ゲイン（光パワー・ゲイン）を制御するた
めの本発明による第２装置２を図示している。本実施例において、光増幅器ユニ
ット４０は、一段式（シングルコイル）のポンピングされる光ファイバ増幅器で
ある。この種の増幅器は公知技術であるので、ここでは詳細には検討されない。概説すれば、該増幅器ユニットは、希土類元素（例えばエルビウムまたはプラ
セオジミウム）イオンをドープした光ファイバコイル４１と、入力光信号をコン
トローラ・レーザー源４４からの「ポンプ」光と結合する波長分割多重方式（Ｗ
ＤＭ）光カプラ４２と、から成る。図４のコンポーネントを接続している細い線
が光ファイバ接続を表すのに対し、コンポーネントを接続している太い線は電気
接続を表すことに注意が必要である。レーザー源すなわちポンプ・レーザー・ユ
ニット４４は増幅器への光入力信号の波長帯域の外側にある光波長にて動作する
ものの、光ファイバ・コイル４１にドープされたイオンを励起するのに効果的で
ある。光入力信号は、予め定められた波長の単一光信号から成り得る。または、
ＷＤＭ光ファイバの通信ネットワークにおいて典型的であるように、異なる予め
定められた波長の複数の光信号から成る合成信号でもあり得る。入力信号の光は
、ファイバコイル４１中の励起イオンを励起して、同一波長の追加光を発して入
力信号を効果的に増やす。増幅器ユニット４０の光パワー・ゲインＧは、ポンプ・レーザー・ユニット４
４の出力パワーに依存しており、それ故ポンプ・レーザー・ユニットの出力パワ
ーの調整により制御され得る。入力信号が合成信号であり得る時、合成信号の個
々の波長成分が同等のゲインを受けるために、光増幅器ユニット４０はゲイン均
一化フィルタを取り入れ得る。そうでなければ、光パワー・ゲインは、集合的波
長成分のためのＲＭＳゲインである。光増幅器ユニット４０は、その入力及び出
力側で光アイソレータ（図示せず）を含むこともできる。

【００２２】図４の装置において、第１伝達インピーダンス増幅器（ＴＩＡ）ユニット４３
は、好ましくは単一の増幅段を含んでおり、光センサー４７（例えばフォトダイ
オード）及び光タップ４８を介して光増幅器の入力側と接続する入力部を有する
。該光タップは、装置の入力ファイバＩからの入来光信号の小部分を光センサー
４７に接続しているモニタ出力部４８ｂへ転送するように機能する。入来光信号
の残りは、該タップの主出力部４８ａを経て光増幅器ユニット４０の入力部へと
進む。

【００２３】第２ＴＩＡユニット４５は、対応する光センサー４７′及び対応する光タップ
４８′を経て光増幅器ユニット４０の出力側に接続している入力部を有する。こ
の光タップは、光増幅器ユニットからの出力光の小部分を光センサー４７′に接
続しているモニタ出力部４８ｂ′へ接続するように作動する。残りの出力光は、
タップ４８′の主出力部４８ａ′を経て装置の出力ファイバＯに向かって進む。

【００２４】光タップ４８、４８′のカップリング比率は、同じでも異なっていてもよい。
また、それらはどんな特定の制限にでも制限されない。しかし、実質的に装置の
入力及び出力信号パワーを保持するカップリング比率を使用することが、好まし
い。例えば、少なくとも９０／１０のカップリング比率（光の１０％がモニタ出
力部に接続し、９０％が主出力に進むことを意味する）である。

【００２５】図４に一旦戻って、光センサー４７、４７′は、タップ４８、４８′から受信
される光を、モニタ出力部４８ｂ、４８ｂ′を経て受信する光量に比例するレベ
ルを有する電流信号に変換する。電流信号は、従って、光増幅器４０の入力及び
出力光信号の光パワー・レベルに比例している。ＴＩＡユニット４３及び４５は
、それらの入力電流信号に比例した出力電圧信号を発信し、これら出力信号がコ
ントローラ４６に供給される。ＴＩＡユニット４３及び４５のそれぞれの出力電
圧信号Ｓ_i及びＳ_oは、次のように表される：Ｓ_i＝Ｇ_iＣ₁Ｐ_i Ｓ_o＝Ｇ_oＣ₂Ｐ_o＝Ｇ_oＣ₂ＧＰ_i 上記式において、Ｇ_i及びＧ_oは、それぞれ入力側ＴＩＡユニット４３及び出力
側ＴＩＡユニット４５の伝達インピーダンス・ゲインを表し、Ｐ_i及びＰ_oは、そ
れぞれ入力光信号パワー・レベル及び出力光信号パワー・レベルを表し、Ｇは光
増幅器ユニットの光パワー・ゲインを表し、そしてＣ₁及びＣ₂は、タップ４８、
４８′のカップリング比率と光センサー４７、４７′の応答物性に依存する比例
定数を表す。

【００２６】コントローラは、２つの電圧信号レベルの一方を他方から差し引き、誤差電圧
レベルＳ_errを得る：Ｓ_err＝±（Ｓ_o−Ｓ_i）＝±（Ｇ_oＣ₂Ｐ_o−Ｇ_iＣ₁Ｐ_i）＝±（Ｇ_oＣ₂ＧＰ_i−Ｇ_iＣ₁Ｐ_i）＝±Ｐ_i（Ｇ_oＣ₂Ｇ−Ｇ_iＣ₁）＝±Ｐ_iＧ_iＣ₁｛（Ｇ_oＣ₂／Ｇ_iＣ₁）Ｇ−１｝ …（１１）該誤差電圧に基づき、コントローラ４６は制御信号を出して、ポンプ・レーザ
ー・ユニット４４の動作を調整し、それによって増幅器ユニット４０の光ゲイン
を調整し、そしてＳ_errをゼロにしてその状態を維持する。例えば、ポンプ・レ
ーザー・ユニットは従来の電圧制御ポンプ電流コントローラを取り入れることが
出来、コントローラ４６からの制御信号は、誤差信号レベルＳ_errを使用するＰ
Ｉ或いはＰＩＤ制御アルゴリズムに基づいて確立される電圧であり得る。また、
制御アルゴリズムは、特定の応用において要求されるように、デジタル或いはア
ナログ回路によって実施され得る。

【００２７】等式（１１）から判るように、誤差Ｓ_errがゼロとなる時、増幅器ユニット４
０の光ゲインはＧ＝Ｇ_T＝（Ｇ_i／Ｇ_o）（Ｃ₁／Ｃ₂）となる。選択された光タッ
プ４８、４８′が同じカップリング比率を有し、選択された光センサー４７、４
７′が同じ応答物性を有する時、Ｃ₁及びＣ₂は等しく、目標ゲインは単にＧ_T＝
Ｇ_i／Ｇ_oとなる。

【００２８】ポンプ・レーザー・ユニットを制御し、Ｓ_errをゼロで維持することによって
、増幅器ユニット４０は、一定のゲインＧ＝Ｇ_Tで作動する。そして目標ゲイン
は、入力側及び出力側増幅器ユニット４３、４５の既知ゲインに基づいた単なる
既定値である。目標ゲインを表す外部基準信号は、必要でない。そして、実際の
作動ゲインＧを決定する除算動作も不要である。

【００２９】図５は、この場合は、多段のポンピングされる光ファイバ増幅器ユニット４０
′を制御する、もう１つの実施例３を示している。図５の装置は、増幅器ユニッ
トが図４に関して前述したようなドープされたファイバ・コイル４１、ＷＤＭカ
プラ４２、ポンプ・レーザー・ユニット４４を各々が含む増幅段の複数から成る
ことは除いて、概ね図４のそれと同様である。ここでは増幅段の数は２であるが
、より多数の段が用いられ得る。異なる段（同様にポンピングしてもよいが、特
定の用途により同じ又は異なるゲインを提供する）の増幅器コイルが、図示する
ように、直列に接続される。各々の段はまた、ゲイン平均化フィルタ（図示せず
）を含み得る。

【００３０】図４の実施例のように、図５のコントローラは、ＴＩＡ出力電圧Ｓ_i、Ｓ_oの一
方を他方から差し引いて、誤差信号レベルＳ_errを得る。こうして得られた誤差
に基づいて、コントローラはポンプ・レーザー・ユニットの出力を調整するため
の制御信号を出し、それにより光増幅器ユニット４０の光ゲインを調整して、誤
差Ｓ_errをゼロにし、その状態を維持する。その状態において、上述したように
増幅器ユニット４０′の光ゲインは目標ゲインに等しく、入力側及び出力側ＴＩ
Ａユニットの既知ゲインに基づいている。２つの増幅段が同一であろうとそうで
なかろうと、ポンプ・レーザー・ユニットは、同一制御信号を受信し得る。もち
ろん、増幅段が異なり、全体的なゲインへの同等に寄与しない場合には、それら
のそれぞれのゲイン寄与に基づき、それらは異なって制御され得る。

【００３１】図６は、２台の個々に制御光増幅器ユニット４０が直列に接続して多段増幅器
ユニットを形成するもう１つの実施例４である。この装置は、各々の増幅段が個
々に監視且つ制御されるので、図５の装置より正確な全体的な光ゲインの制御を
見越す。図６に示すように、第１の（左側の）増幅段用出力側ＴＩＡユニット４５及び
第２の（右側の）増幅段用入力側ＴＩＡユニット４３は、光センサー４７′（４
７）に共通して接続しているそれらの入力部を有し得る。各々の増幅段は、図４
と関連して描かれる方法で別に制御される。もちろん、図６において２つの増幅
段が同じものであったとしても、それぞれの制御装置として、実際の場合に必要
であるというわけではない。実際上、それらの制御装置（例えば、ＴＩＡユニッ
トの組は、異なる目標ゲインを提供するのに選ばれ得る）であり得るように、２
つの増幅段は異なり得る。

【００３２】図４との関係で説明したように、装置は製造され、試験され、その過渡応答を
調べた。単一のコイル増幅器ユニットは、１３．７ｍの従来のエルビウム添加フ
ァイバ、入力部及び出力部での２台の光アイソレータ、１５５０／９８０ｎｍの
ＷＤＭ光カプラ、そしてサブマイクロ秒（μｓ）応答時間ができる電圧に制御さ
れたポンプ電流源を含んでいる標準のグレーティング安定化９７６ｎｍのポンプ
・レーザー・ユニットから成る。被制御増幅器ユニットに対する入力信号は、２
つの信号から成る。すなわち、 −１０ｄＢｍ持続波（ＣＷ）１５５５ｎｍの信号と、１５５３ｎｍでの０ｄＢ
ｍ、５００Ｈｚのオン／オフ動作の調整された矩形波信号と、である。

【００３３】ＴＩＡユニットは、それぞれの使用可能な増幅器（少なくとも１０ＭＨｚの周
波数応答）、抵抗器、そして、入力側ＴＩＡユニットに対し１０，０００、出力
側ＴＩＡユニットに対し６８１の伝達インピーダンス・ゲインを有する蓄電器、
から造られた。これらの値は、システムの特定の物理的パラメータ、例えば組み
継ぎ損失、ポンプ・レーザーの特徴、光センサーーの特性等に基づいて適切であ
ると決定された。

【００３４】ＴＩＡユニットは、９０／１０の光カプラと、実質的に同一の光センサーー（
少なくとも１０ＭＨｚの周波数レスポンスを有するＩｎＧａＡｓのＰＩＮ光ダイ
オード）を経て、光増幅器ユニットの入力及び出力側に接続していた。よって、
比例定数Ｃ₁及びＣ₂は、Ｃ₂＝（９／１０）Ｃ₁なる関係にあった。このことは直
ちに、９０／１０のカップリング比率により、入力側光センサーーに接続する光
の量は光増幅器ユニットへの光入力の１／９であり、出力側光センサーーに接続
する光の量は光増幅器ユニットから出る光出力の１／１０であるという事実に由
来する。

【００３５】装置の入力及び出力ファイバは、標準のＳＭＦ−２８光ファイバであった。装
置構成部分間の光結合もまた、ＳＭＦ−２８光ファイバによってなされた。出力
ファイバ上の信号は、１２５ＭＨｚの光レシーバ及び５００ＭＨｚのデジタル・
オシロスコープによって測定された。広範囲にわたる制御柔軟性を提供するために、我々は以下の要素から成る、デ
ジタルで、マイクロプロセッサーベースの制御装置を使用した。すなわち、 − ２台の８ビットのアナログ‐ディジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ（２．５Ｍ
Ｈｚでのサンプリング） − マッハＸＬプログラマブルアレイロジック（ＰＡＬ） − １６ＭＨｚで作動するＩＢＭＰｏｗｅｒＰＣマイクロプロセッサ − ８ビットのデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）コンバータ図７は、制御装置１００の手順と、ＴＩＡユニット及びレーザー・ポンプ電流
コントローラ（ポンプ駆動回路）への接続とを示しているブロック図である。２つのＡ／Ｄコンバータ１０１及び１０２は、それぞれ入力側及び出力側ＴＩ
Ａユニット４３及び４５からの電気出力電圧をデジタル化するために用いる。Ｐ
ＡＬ１０３は、Ａ／Ｄコンバータからのデジタル化増幅器出力の速いハードウェ
ア減算を実行する。誤差Ｓ_errを表す減算の結果がマイクロプロセッサ１０４に
よって使われ、ＰＩ制御アルゴリズムを実行する。得られた算出制御信号は、Ｄ
／Ａコンバータ１０５を経てレーザー・ユニット４４のポンプ駆動回路へと出力
される。図８は、制御処理のフローチャートである。ステップＳ１において、ＰＡＬは
Ａ／Ｄコンバータ１０１、１０２から出るデジタル化されたＴＩＡ出力（Ｓ_i、
Ｓ_o）を読み込む。次に、ステップＳ２において、ＰＡＬ１０３は誤差Ｓ_err（ｎ
）= Ｓ_i−Ｓ_oを算出する。ここでｎは現在の（第ｎ番目の）制御繰り返しを示す。ステップＳ３において、マイクロプロセッサ１０４は、ポンプ・レーザー出力が誤差Ｓ_errをゼロにするよう調整するための制御移動Ｍ（ｎ）を算出する。算出は、以下のＰＩ制御アルゴリズムに従って実行される：Ｍ（ｎ）＝Ｍ（ｎ−１）＋ＩＳ_err（ｎ）＋Ｐ（Ｓ_err（ｎ）−Ｓ_err（ｎ−１）
）ここで係数Ｉ及びＰは、それぞれ積分及び比例制御ゲインであり、選択され、経
験的に最適化され得る。ＰＩ制御のより完全な議論のためには、上述のケーニッ
ヒ（Ｋｏｅｎｉｇ）テキストを参照されたい。試験装置に対するＩ及びＰの最適
値は、経験的にそれぞれ１及び５００と決定された。

【００３６】次に、ステップＳ４において、次の繰り返しに用いられる値Ｓ_err（ｎ−１）
が、現在誤差Ｓ_err（ｎ）とされる。最後に、制御移動Ｍ（ｎ）はポンプ駆動回路に出力され、フローはステップＳ
１に戻り、次の制御繰り返しを実行する。上述の単一コイル増幅器の過渡応答が、運転中の本発明の自動ゲイン制御装置
なしという条件の下で、図９に示される。より詳しくは、図９は矩形波入力信号
及び得られる出力信号の変化曲線を示す。２つの信号の変化曲線の相対的なスケ
ールが調整され、示されるように変化曲線がより簡単な比較のために重畳される
ことが可能となった。信号の変化曲線の比較により、増幅器出力がガラス中のエ
ルビウム・イオンに由来するゲイン応答遅れのために、重大な歪みを受けること
が分かる。図１０は、スイッチの入ったゲイン制御装置を有する過渡応答を示す。図１０
に示すように、光出力信号は、低い歪みを有する矩形波形を有する。入力及び出
力信号の変化曲線上の、図１０の第３の変化曲線は、ポンプ制御信号を表し、ポ
ンプ・パワーに比例している。ターンオン時の過渡応答が、図１１に示される。出力信号の最初の速い増加は
、最初の反転（反転は、励起した状態のエルビウム・イオン数に起因するとみな
す）によって提供される。しかしながら、ポンピング率は、増加する信号パワー
を適応させるためには不十分である。それ故に、ほぼ５μｓの処理遅延の後、ゲ
イン制御回路は、ポンプ・パワーを最大許容値に増やす。所望のゲインが達成さ
れるまで、増幅器は時間的に増加しているゲインで応答する。ポンプ・パワーは
、それから安定動作のために必要な値まで減少する。ゲインの修正に必要な総時
間は、ほぼ２５μｓである。より多くのポンプ・パワーがターンオン過渡状態に
得られるならば、もちろん、ゲイン制御装置の反応速度は増加することができる
。その上、より速いエレクトロニクス、例えばマイクロプロセッサに基づいた回
路の代わりにアナログ制御回路、を使用することによって、応答時間は減少する
ことができる。例示の実施例のみならず、本願明細書において言及される発明の特定の応用が
、単なる例示であることは、当然である。多数の他の実施例は発明の基本的原理
に合わせて可能である。そして、発明の範囲が添付の請求の範囲に記載されてい
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の比率制御技術を説明するための図である。

【図２】本発明の制御技術を説明するための図である。

【図３】発明の第１装置を図示する図である。

【図４】発明の第２装置を図示する図である。

【図５】発明の第３装置を図示する図である。

【図６】発明の第４装置を図示する図である。

【図７】図４によって構成される試験装置において使用される制御エレクト
ロニクスの図である。

【図８】試験装置の制御動作のフローチャートである。

【図９】動作の比率制御回路のない試験装置の光増幅器ユニットの過渡応答
を示しているオシログラフである。

【図１０】動作の比率制御回路を有する光増幅器の過渡応答を示しているオ
シログラフである。

【図１１】動作の比率制御回路を有する光増幅器の過渡応答を示しているオ
シログラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者ウェブデールエイ．アメリカ合衆国ニューヨーク州 14830 コーニングベアランロード 1503 Ｆターム(参考） 5F072 AB09 AK06 GG09 HH02 HH06 JJ05 YY17 5J100 JA01 KA05 LA08 LA09 LA11 QA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デバイスからの出力信号レベルと前記デバイスへの入力信号レ
ベルの比率を制御する方法であって、前記デバイスの入力部に第１コンポーネントを接続し、前記入力信号レベルに
相当するレベルを有する第１信号を生成する行程と、前記デバイスの出力部に第２コンポーネントを接続し、前記出力信号レベルに
相当するレベルを有する第２信号を生成する行程と、前記第１及び第２信号レベル間の差異に基づいて前記比率を調整する調整行程
と、から成ることを特徴とする方法。
【請求項２】前記デバイスは増幅器ユニットであり、前記比率は前記増幅器
ユニットのゲインであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】前記出力信号及び前記入力信号はそれぞれ、合成信号であるこ
とを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】前記デバイスは光デバイスであり、前記入力及び出力信号は光
信号であり、前記第１及び第２増幅器ユニットは伝達インピーダンス増幅器ユニ
ットであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】前記出力信号と前記入力信号は、各々合成信号であることを特
徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】前記出力及び入力信号レベルが合成信号のＲＭＳレベルである
ことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】前記調整行程は、誤差信号レベルＳ_errを生成する行程と、前
記誤差信号レベルを前記比率の調整の基礎として使用する行程とから成り、Ｓ_er _r ＝±（Ｓ_o−Ｓ_i）であり、Ｓ_oは前記第２信号の信号レベル、Ｓ_iは前記第１信
号の信号レベルである、ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】前記第１信号及び前記第２信号は合成信号であり、Ｓ_i及びＳ_o はＲＭＳ信号レベルであることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】前記誤差信号レベルと、前記第１及び第２信号のレベルは、電
圧レベルであることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項１０】前記調整行程は、前記比率に影響を及ぼす前記デバイスの構
成部分を調整する行程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】光増幅器ユニットの光ゲインを制御する方法であって、前記光増幅器ユニットの入力部に第１伝達インピーダンス増幅器ユニットを接
続する行程と、前記光増幅器ユニットの出力部に第２伝達インピーダンス増幅器ユニットを接
続する行程と、前記第１伝達インピーダンス増幅器ユニットの出力信号と前記第２伝達インピ
ーダンス増幅器ユニットの出力信号との間における差異に基づいて光ゲインを調
整する調整行程と、から成る方法。
【請求項１２】前記光増幅器ユニットは、ポンピングされる光ファイバ増幅
器ユニットであり、前記調整行程は、前記光ファイバ増幅器ユニットのポンプ・
レーザーのポンプ・パワーを調整する調整行程から成ることを特徴とする請求項
１１記載の方法。
【請求項１３】前記光ゲインは、前記光ファイバ増幅器ユニットへ入力され
る、複数の波長に対するＲＭＳ光ゲインであることを特徴とする請求項１２記載
の方法。
【請求項１４】前記ポンプ・パワーは、前記ポンプ・レーザーに対する駆動
制御信号の調整行程により調整されることを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１５】前記調整行程は、誤差電圧Ｓ_errを生成する行程と、前記誤
差電圧を前記ポンプ・レーザーの前記ポンプ・パワーを調整することを基礎とし
て使用する行程とから成り、Ｓ_err＝±（Ｓ_o−Ｓ_i）であり、Ｓ_oは前記第２伝達
インピーダンス増幅器ユニットの出力電圧、Ｓ_iは前記第１伝達インピーダンス
増幅器ユニットの出力電圧である、ことを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１６】前記第１及び第２伝達インピーダンス増幅器ユニットは、そ
れぞれ対応する光センサーを通して前記入力部と前記出力部に接続しており、Ｓ _o 及びＳ_iは以下の関係、Ｓ_o＝Ｇ_oＣ₂ＧＰ_i Ｓ_i＝Ｇ_iＣ₁Ｐ_i で表され、Ｇ_o及びＧ_iはそれぞれ前記第２伝達インピーダンス増幅器ユニット
と前記第１伝達インピーダンス増幅器ユニットの伝達インピーダンスゲインであ
り、Ｐ_iは入力光信号パワー、Ｇは前記光ゲイン、Ｃ₂及びＣ₁は定数である、こ
とを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】前記光ファイバ増幅器ユニットは、単一の光ファイバ増幅段
を有することを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１８】前記光ファイバ増幅器ユニットは、直列に接続された複数の
光ファイバ増幅段を有することを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１９】デバイスからの出力信号レベルと前記デバイスへの入力信号
レベルとの比率を制御するための装置であって、前記デバイスの入力部に接続し、前記入力信号レベルに相当するレベルを有す
る第１信号を生成する第１コンポーネントと、前記デバイスの出力部に接続し、前記出力信号レベルに相当するレベルを有す
る第２信号を生成する第２コンポーネントと、前記第１及び第２増幅器ユニットと前記デバイスに接続するコントローラであ
って、前記コントローラは、前記第１及び第２信号レベル間の差異に基づいて前
記比率を調整すべく動作することを特徴とするコントローラと、から成る装置。
【請求項２０】前記デバイスは増幅器ユニットであり、前記比率は前記増幅
器ユニットのゲインであることを特徴とする請求項１９記載の装置。
【請求項２１】前記出力信号及び前記入力信号の各々は、合成信号であるこ
とを特徴とする請求項２０記載の装置。
【請求項２２】前記デバイスは光デバイスであり、前記第１及び第２増幅器
ユニットは伝達インピーダンス増幅器ユニットであることを特徴とする請求項１
９記載の装置。
【請求項２３】前記出力信号及び前記入力信号の各々は、合成信号であるこ
とを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】前記出力及び入力信号レベルは、前記合成信号のＲＭＳレベ
ルであることを特徴とする請求項２３記載の方法。
【請求項２５】前記コントローラは、誤差信号レベルＳ_errを生成し、前記
コントローラは、前記比率を調整するための基礎として前記誤差信号レベルを使
用し、Ｓ_err＝±（Ｓ_o−Ｓ_i）であり、Ｓ_oは前記第２信号の信号レベル、Ｓ_iは
前記第１信号の信号レベルである、ことを特徴とする請求項１９記載の装置。
【請求項２６】前記コントローラは、前記比率に影響を及ぼす前記デバイス
のコンポーネントを調整することを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２７】ゲイン制御された光増幅器装置であって、光増幅器ユニットと、前記光増幅器ユニットの入力部に接続した第１伝達インピーダンス増幅器ユニ
ットと、前記光増幅器ユニットの出力部に接続した第２伝達インピーダンス増幅器ユニ
ットと、前記第１及び第２伝達インピーダンス増幅器ユニットと前記光増幅器ユニット
とに接続したコントローラであって、前記コントローラは、前記第１伝達インピ
ーダンス増幅器ユニットの出力信号と前記第２伝達インピーダンス増幅器ユニッ
トの出力信号との間の差異に基づき、前記光増幅器ユニットの光ゲインを調整す
べく動作することを特徴とするコントローラと、から成る装置。
【請求項２８】前記光増幅器ユニットは、ポンプ・レーザーを含むポンピン
グされる光ファイバ増幅器ユニットであり、前記コントローラは、前記ポンプ・
レーザーのポンプ・パワーを調整することを特徴とする請求項２７記載の装置。
【請求項２９】前記光ゲインは、前記光ファイバ増幅器ユニットへ入力され
る複数の波長に対するＲＭＳ光ゲインであることを特徴とする請求項２７記載の
方法。
【請求項３０】前記第１及び第２伝達インピーダンス増幅器ユニットは、対
応する光センサーを通して前記入力部と前記出力部にそれぞれ接続していること
を特徴とする請求項２７記載の装置。
【請求項３１】前記コントローラは、誤差電圧Ｓ_errを生成し、前記コント
ローラは、前記光ゲインを調整するための基礎として前記誤差電圧を使用し、Ｓ _err ＝±（Ｓ_o−Ｓ_i）であり、Ｓ_oは前記第２伝達インピーダンス増幅器の出力電
圧、Ｓ_iは前記第１伝達インピーダンス増幅器の出力電圧である、ことを特徴と
する請求項２７記載の装置。
【請求項３２】前記第１及び第２伝達インピーダンス増幅器ユニットは、そ
れぞれ対応する光センサーを通して前記入力部と前記出力部に接続しており、Ｓ _o 及びＳ_iは以下の関係、Ｓ_o＝Ｇ_oＣ₂ＧＰ_i Ｓ_i＝Ｇ_iＣ₁Ｐ_i で表され、Ｇ_o及びＧ_iはそれぞれ前記第２伝達インピーダンス増幅器ユニット
と前記第１伝達インピーダンス増幅器ユニットの伝達インピーダンス・ゲインで
あり、Ｐ_iは入力光信号パワー、Ｇは前記光ゲイン、Ｃ₂及びＣ₁は定数である、
ことを特徴とする請求項３１記載の装置。
【請求項３３】前記光増幅器ユニットは、ポンプ・レーザーを含むポンピン
グされる光ファイバ増幅器ユニットであり、前記コントローラは、前記ポンプ・
レーザーのポンプ・パワーを調整することを特徴とする請求項３２記載の装置。
【請求項３４】前記光ファイバ増幅器ユニットは、単一の光ファイバ増幅段
を有することを特徴とする請求項３３記載の装置。
【請求項３５】前記光ファイバ増幅器ユニットは、直列に接続された複数の
光ファイバ増幅段を有することを特徴とする請求項３３記載の装置。
【請求項３６】デバイスからの出力信号レベルと前記デバイスへの入力信号
レベルの比率を制御する方法であって、前記デバイスの入力部に第１コンポーネントを接続し、前記入力信号レベルに
相当するレベルを有する第１信号を生成する行程と、前記デバイスの出力部に第２コンポーネントを接続し、前記出力信号レベルに
相当するレベルを有する第２信号を生成する行程と、前記第１及び第２信号レベル間の差異に基づいて前記比率を調整する調整行程
と、から成る方法。
【請求項３７】前記デバイスは増幅器ユニットであり、前記比率はその増幅
器ユニットのゲインであることを特徴とする請求項３６記載の方法。
【請求項３８】前記デバイスは光デバイスであり、前記入力及び出力信号は
光信号であり、前記第１及び第２増幅器ユニットは伝達インピーダンス増幅器ユ
ニットであることを特徴とする請求項３６記載の方法。
【請求項３９】前記調整行程は、誤差信号レベルＳ_errを生成する行程と、
前記誤差信号レベルを前記比率の調整の基礎として使用する行程とから成り、Ｓ _err = ±（Ｓ_o−Ｓ_i）であり、Ｓ_oは前記第２信号の信号レベル、Ｓ_iは前記第１
信号の信号レベルである、ことを特徴とする請求項３６記載の方法。
【請求項４０】デバイスからの出力信号レベルと、前記デバイスへの入力信
号レベルとの比率を制御するための装置であって、前記デバイスの入力部に接続し、前記入力信号レベルに対応するレベルを有す
る第１信号を生成する、第１コンポーネントと、前記デバイスの出力部に接続し、前記出力信号レベルに対応するレベルを有す
る第２信号を生成する、第２コンポーネントと、前記第１及び第２増幅器ユニットと前記デバイスに接続するコントローラであ
って、前記コントローラは、前記第１及び第２信号レベル間の差異に基づき前記
比率を調整するべく動作することを特徴とするコントローラと、から成る装置。
【請求項４１】前記デバイスは増幅器ユニットであり、前記比率は前記増幅
器ユニットのゲインであることを特徴とする請求項４０記載の装置。
【請求項４２】前記コントローラは、誤差信号レベルＳ_errを生成し、前記
コントローラは前記比率の調整の基礎として前記誤差信号レベルを使用し、Ｓ_er _r ＝±（Ｓ_o−Ｓ_i）であり、Ｓ_oは前記第２の信号の信号レベル、Ｓ_iは前記第１
の信号の信号レベルである、ことを特徴とする請求項４０記載の装置。
【請求項４３】デバイスからの出力信号レベルと前記デバイスへの入力信号
レベルの比率を制御する方法であって、前記入力信号レベルに対応するレベルを有する第１信号を生成する行程と、前記出力信号レベルに対応するレベルを有する第２信号を生成する行程と、前記第１及び第２信号レベル間の差異に基づき前記比率を調整する調整行程と
、から成る方法。
【請求項４４】前記比率は、前記入力及び出力信号レベルの目標比率を実質
的に維持するために調整され、前記目標比率は、前記第１及び第２信号レベルを
前記入力及び出力信号レベルと、それぞれ関係づけている比例係数に基づいてい
ることを特徴とする請求項４３記載の装置。
【請求項４５】前記第１信号及び前記第２信号は、それぞれ第１増幅器ユニ
ット及び第２増幅器ユニットによって生じ、前記第１及び第２増幅器ユニットは
予め定められたゲインを有し、前記比例係数は前記予め定められたゲインである
ことを特徴とする請求項４４記載の装置。