JP5073848B1 - Optical phase control circuit - Google Patents

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Abstract

【課題】微小変調成分の同期検波を確実に行って、安定した光変調器の動作点制御を行うことができる光位相制御回路を提供する。
【解決手段】AGCアンプ26はループ帯域の下限カットオフ周波数が微小変調信号b4の周波数よりも高く設定され、可変利得アンプ31では利得制御信号b9−1に基づいて、光電気変換後の電気信号b8を目標振幅値b10となるように増幅し、ピーク検出回路32では可変利得アンプの出力振幅を検出し、積分器では前記出力振幅と目標振幅値との差分を積分して得られる出力信号b9を利得制御信号として可変利得アンプへ出力し且つ同期検波用の信号b9−1として同期検波器27へも出力する。同期検波器は同期検波用の信号を同期検波して動作点の制御方向を判断し、制御回路28は前記制御方向に基づいて動作点制御信号を出力し、加算器29は微小変調信号を前記動作点制御信号に重畳した動作点制御信号b6を光変調器へ出力する。
【選択図】図1
An optical phase control circuit capable of reliably performing synchronous detection of a minute modulation component and performing stable operation point control of an optical modulator.
An AGC amplifier has a lower limit cutoff frequency of a loop band set higher than a frequency of a minute modulation signal b4, and a variable gain amplifier 31 has an electric signal after photoelectric conversion based on a gain control signal b9-1. b8 is amplified to a target amplitude value b10, the peak detection circuit 32 detects the output amplitude of the variable gain amplifier, and the integrator outputs an output signal b9 obtained by integrating the difference between the output amplitude and the target amplitude value. Is output to the variable gain amplifier as a gain control signal and also output to the synchronous detector 27 as a signal b9-1 for synchronous detection. The synchronous detector synchronously detects the signal for synchronous detection to determine the control direction of the operating point, the control circuit 28 outputs an operating point control signal based on the control direction, and the adder 29 outputs the minute modulation signal to the above-mentioned control point. The operating point control signal b6 superimposed on the operating point control signal is output to the optical modulator.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は位相変調を利用した光通信システムを構成する光送信装置や光受信装置などに適用される光位相制御回路に関するものである。   The present invention relates to an optical phase control circuit applied to an optical transmission device, an optical reception device, or the like constituting an optical communication system using phase modulation.

近年の光通信システムの大容量化・長距離化に伴い、位相変調を利用した光通信システムが広く普及し始めている。従来の強度変調方式では、情報を光の強度に割り当てて信号の送受信を行うのに対し、位相変調方式では、情報を光の位相に割り当てて信号の送受信を行うことを特徴としており、高感度化や多値化が容易で、光スペクトルの有効活用や長距離伝送が可能となる。位相変調方式では、これまでに伝送信号の前後の光位相差を用いて復調を行う差動位相シフトキーイング(DPSK)方式や、4値の差動位相シフトキーイング(DQPSK)方式が実用化されており、更なる高感度化や非線形耐力向上のため、位相変調信号にパルス変調をかけるRZ−DPSKやRZ−DQPSK方式などが用いられている。   With the recent increase in capacity and distance of optical communication systems, optical communication systems using phase modulation have begun to spread widely. The conventional intensity modulation method assigns information to the light intensity and transmits and receives signals, whereas the phase modulation method assigns information to the light phase and transmits and receives signals. And multi-valued are easy, and the optical spectrum can be effectively used and long-distance transmission is possible. In the phase modulation system, a differential phase shift keying (DPSK) system that performs demodulation using optical phase differences before and after a transmission signal and a quaternary differential phase shift keying (DQPSK) system have been put into practical use. RZ-DPSK, RZ-DQPSK, or the like, which applies pulse modulation to the phase modulation signal, is used to further increase sensitivity and improve nonlinear resistance.

これらの光通信システムにおいては、光送信装置では、マッハツェンダ型の変調器を並列又は直列に組み合わせた構成が用いられ、また、光受信装置では、差動位相変調光を強度変調光に復調するための遅延干渉計が用いられる。送信側の光変調器では、個体差や環境温度などによって動作点が異なり、また、DCドリフトなどによって動作点が経時変動するため、各々の動作点を常時最適点に制御する自動バイアス制御(ABC)回路が必要である。また、受信側の遅延干渉計では、波長や環境温度によって動作点が異なり、更に、波長変動や温度変動を補償するため、波長トラッキング回路による常時最適制御が必要となっている。即ち、遅延干渉計には光変調器の一種である光位相調整器が設けられており、この光位相調整器の動作点を常時最適点に制御する必要がある。   In these optical communication systems, a configuration in which Mach-Zehnder type modulators are combined in parallel or in series is used in an optical transmitter, and in order to demodulate differential phase-modulated light into intensity-modulated light in an optical receiver. Delay interferometers are used. In the optical modulator on the transmission side, the operating point differs depending on individual differences, environmental temperature, etc., and the operating point varies with time due to DC drift, etc., so automatic bias control (ABC) that always controls each operating point to the optimum point ) A circuit is required. In the delay interferometer on the receiving side, the operating point differs depending on the wavelength and the environmental temperature. Further, in order to compensate for the wavelength fluctuation and the temperature fluctuation, always optimum control by the wavelength tracking circuit is required. That is, the delay interferometer is provided with an optical phase adjuster which is a kind of optical modulator, and it is necessary to always control the operating point of the optical phase adjuster to the optimum point.

これらの制御方法として、送信側の光変調器或いは受信側の遅延干渉計(光位相調整器)の動作点制御信号に微小変調信号を重畳することにより、伝送信号に微小変調をかける方法が採られる(特許文献1)。   As these control methods, a method of applying a minute modulation to a transmission signal by superimposing a minute modulation signal on an operation point control signal of a transmission-side optical modulator or a reception-side delay interferometer (optical phase adjuster) is adopted. (Patent Document 1).

図13は従来の光位相制御回路の形態の一例を光送信装置に用いたものである。図13に示すように、光送信装置の光変調器1では、光源2から出力される連続光a1を、ドライバ回路3を介して入力するデータ信号a2に基づいて位相変調することにより位相変調光を生成し、この位相変調光を伝送信号a3として光受信装置(図示省略)へ送信する。   FIG. 13 shows an example of the configuration of a conventional optical phase control circuit used in an optical transmitter. As shown in FIG. 13, in the optical modulator 1 of the optical transmission device, the phase-modulated light is obtained by phase-modulating the continuous light a <b> 1 output from the light source 2 based on the data signal a <b> 2 input via the driver circuit 3. And transmits this phase-modulated light as a transmission signal a3 to an optical receiver (not shown).

このとき、光位相制御回路では、光変調器1の動作点(バイアス点)制御のため、微小変調信号発生器4から出力される微小変調信号a4によって、光信号(位相変調光)に微小変調をかける。即ち、加算器11では、微小変調信号発生器4から出力される微小変調信号a4を、制御回路10から出力される光変調器1の動作点制御信号a6に加算(重畳)することによって動作点制御信号a7を生成し、この動作点制御信号a7を光変調器1へ出力する。光変調器1では、微小変調信号a4が重畳された動作点制御信号a7によって動作点制御されるため、光信号(位相変調光)に微小変調がかけられる。   At this time, in the optical phase control circuit, in order to control the operating point (bias point) of the optical modulator 1, the optical signal (phase modulated light) is minutely modulated by the minute modulation signal a4 output from the minute modulation signal generator 4. multiply. That is, the adder 11 adds (superimposes) the minute modulation signal a4 output from the minute modulation signal generator 4 to the operation point control signal a6 of the optical modulator 1 output from the control circuit 10, thereby operating point. A control signal a 7 is generated, and this operating point control signal a 7 is output to the optical modulator 1. In the optical modulator 1, since the operating point is controlled by the operating point control signal a7 on which the minute modulation signal a4 is superimposed, minute modulation is applied to the optical signal (phase-modulated light).

この微小変調後の光信号は分岐され、一方の光信号a3−1は光通信システムの伝送路に出力され、他方の光信号a3−2は動作点制御用として光位相制御回路で用いられる。光位相制御回路では、光信号a3−2を光電気変換手段(モニタフォトダイオード(PD)5、トランスインピーダンスアンプ(TIA)6)で光電気変換し且つアンプ7で増幅した電気信号a5から、ピーク検出回路8によって前記微小変調信号a4を抽出し、これに同期検波器9において同一の微小変調信号a4で同期検波をかけ、この結果に基づいて制御回路10で動作点(バイアス点)制御信号a6を生成する。この動作点制御信号a6に対して、前述のとおり加算器11で微小変調信号a4を加算(重畳)することより動作点制御信号a7を生成し、この微小変調信号a4が重畳された動作点制御信号a7が光変調器1へ出力される。なお、光受信装置では、微小変調信号が重畳された動作点制御信号が、遅延干渉計の光位相調整器へ出力される。   The optical signal after this minute modulation is branched, one optical signal a3-1 is output to the transmission path of the optical communication system, and the other optical signal a3-2 is used in the optical phase control circuit for operating point control. In the optical phase control circuit, the optical signal a3-2 is subjected to photoelectric conversion by photoelectric conversion means (monitor photodiode (PD) 5, transimpedance amplifier (TIA) 6) and peaked from the electric signal a5 amplified by the amplifier 7. The minute modulation signal a4 is extracted by the detection circuit 8, and synchronous detection is performed on the minute modulation signal a4 by the same minute modulation signal a4 in the synchronous detector 9. Based on the result, the control circuit 10 operates the operating point (bias point) control signal a6. Is generated. An operating point control signal a7 is generated by adding (superimposing) the minute modulation signal a4 to the operating point control signal a6 by the adder 11 as described above, and the operating point control on which the minute modulation signal a4 is superimposed. The signal a7 is output to the optical modulator 1. In the optical receiver, the operating point control signal on which the minute modulation signal is superimposed is output to the optical phase adjuster of the delay interferometer.

同期検波による制御の原理を、図14に示す。図14に示すように、光電変換後の信号振幅は、光変調器1の動作点(バイアス点)が最適(2)な場合に最小となり、最適点(2)からずれるに従い大きくなる。ここで、光変調器1の動作点(バイアス点)に低周波の微小変調信号dによって微小変調をかけると、動作点(バイアス点)が時間とともに変動するので、前記信号振幅も変動することになる。この振幅変動は、図14に示すとおり、最適動作点(バイアス点)(2)では、微小変調信号dの1/2の周期になり、バイアスが小さいほうにずれた点(1)(大きいほうにずれた点(3))では、微小変調信号dと同じ周期で同位相(逆位相)となる。従って、この振幅変動の変化を見ることで光変調器1の動作点(バイアス点)を制御する方向がわかり、最適な動作点(バイアス点)点を見つけることができる。このことは遅延干渉計の光位相調整器に関しても同様である。   The principle of control by synchronous detection is shown in FIG. As shown in FIG. 14, the signal amplitude after photoelectric conversion becomes minimum when the operating point (bias point) of the optical modulator 1 is optimal (2), and increases as it deviates from the optimal point (2). Here, when the modulation point is applied to the operating point (bias point) of the optical modulator 1 by the low-frequency minute modulation signal d, the operating point (bias point) varies with time, so that the signal amplitude also varies. Become. As shown in FIG. 14, this amplitude variation is half the period of the minute modulation signal d at the optimum operating point (bias point) (2), and the point (1) (larger one where the bias is shifted smaller). At the point (3) deviated to, the phase is the same as that of the minute modulation signal d (the opposite phase). Therefore, the direction of controlling the operating point (bias point) of the optical modulator 1 can be found by observing the change in amplitude fluctuation, and the optimum operating point (bias point) can be found. The same applies to the optical phase adjuster of the delay interferometer.

国際公開:WO2005/088876 A1International publication: WO2005 / 088886 A1

しかしながら、前述の微小変調信号を用いた動作点の制御方法には以下のような課題が存在する。
(1) 微小信号検出回路に求められる広いダイナミックレンジ
位相変調方式の光送信装置などでは、光変調器の構造が複雑になり、光変調器の損失や、損失ばらつきが大きくなる。光変調器の損失については、例えば、偏波多重のQPSK変調器などでは、標準化された挿入損失が最大で14dBと非常に大きく、これに損失のばらつきも加わる。更に、位相変調光にパルス変調をかけるRZ方式の場合は、1桁近いオーダーの損失ばらつきを考慮する必要がある。
また、モニタPDの変換効率のばらつきも考慮しなけらばならない。光変調器には、光変調器を制御のためのモニタPDが具備されているが、光変調器へ入力する連続光の強度が同じであれば、光変調器の損失が大きいほど、モニタPDでの受光強度が弱まる。また、一般的に、モニタPDで受光する光は、マッハツェンダ変調器の結合部分での漏れ光であるため、結合効率のばらつきに起因する変換効率のばらつきがきわめて大きく、やはり市販の光変調器のモニタPDの変換効率は1桁に及ぶばらつきが存在する。以上を考慮すると、トータルの損失ばらつきは2桁近いものとなる。
However, the following problem exists in the operating point control method using the above-described minute modulation signal.
(1) Wide dynamic range required for a minute signal detection circuit In a phase modulation type optical transmitter or the like, the structure of the optical modulator becomes complicated, and the loss of the optical modulator and the loss variation increase. Regarding the loss of the optical modulator, for example, in a polarization multiplexing QPSK modulator, the standardized insertion loss is as large as 14 dB at the maximum, and the variation of the loss is added to this. Furthermore, in the case of the RZ system that applies pulse modulation to phase-modulated light, it is necessary to consider loss variation on the order of nearly one digit.
Also, the variation in the conversion efficiency of the monitor PD must be taken into consideration. The optical modulator is provided with a monitor PD for controlling the optical modulator. If the intensity of continuous light input to the optical modulator is the same, the monitor PD increases as the loss of the optical modulator increases. The received light intensity at is weakened. In general, since the light received by the monitor PD is leaked light at the coupling portion of the Mach-Zehnder modulator, the variation in conversion efficiency due to the variation in coupling efficiency is extremely large. The conversion efficiency of the monitor PD has a variation of one digit. Considering the above, the total loss variation is close to two digits.

(2) 微小変調信号による符号誤り率特性の劣化
動作点制御信号に重畳された微小変調信号が、本来のデータ変調に干渉するため、符号誤り率特性に影響を及ぼしてしまう、或いは、影響を及ぼさないようにきわめて小さい振幅の変調信号しか動作点制御信号に重畳できない。
(2) Degradation of code error rate characteristics due to minute modulation signal Since the minute modulation signal superimposed on the operating point control signal interferes with the original data modulation, the code error rate characteristic is affected or is affected. Only a very small amplitude modulation signal can be superimposed on the operating point control signal.

上述の二つの課題に対し、従来の光位相制御回路では、図13のようにTIA6の後段にアンプ7を接続する構成が採られる。しかし、固定利得のアンプ7の組み合わせでは、以下に説明するとおりダイナミックレンジの確保が難しい。図15は固定利得アンプ7による検出信号増幅例を示したものである。図15(a)と(b)はそれぞれ、最小入力強度と最大入力強度に対する出力波形を示しており、最小の入力強度は、最大の入力強度の1/100としてある。固定利得の増幅系では、最小入力強度では十分な振幅が得られない一方で、最大入力強度に対しては出力が飽和してしまっており、何れの出力からも微小変調信号をピーク検出によって得ることが困難である。   To deal with the above two problems, the conventional optical phase control circuit employs a configuration in which the amplifier 7 is connected to the subsequent stage of the TIA 6 as shown in FIG. However, with the combination of the fixed gain amplifier 7, it is difficult to ensure the dynamic range as described below. FIG. 15 shows an example of detection signal amplification by the fixed gain amplifier 7. FIGS. 15A and 15B show output waveforms with respect to the minimum input intensity and the maximum input intensity, respectively, and the minimum input intensity is 1/100 of the maximum input intensity. In a fixed gain amplification system, sufficient amplitude cannot be obtained with the minimum input intensity, but the output is saturated with respect to the maximum input intensity, and a minute modulation signal is obtained from any output by peak detection. Is difficult.

つまり、従来技術では、光変調器や光位相調整器の動作点を決める制御信号に対して、光信号の変調周波数よりも遥かに低い数Hzから数MHz程度の微小変調信号を重畳するとともに、光変調器や光位相調整器から出力される信号をピーク検出、同期検波して微小変調信号を再度抽出し、この前後での微小変調信号の振幅変化から光変調器や光位相調整器の動作点のずれを検出していた。しかし、従来技術では同期検波する段階での信号の大きさが保証されていないため、微小変調信号の抽出がうまくいかない場合がある。また、ある程度の余裕を見て微小変調信号の強度を強めると、今度は光信号に重畳しているデータ信号に微小変調信号が影響を及ぼしてまい、符号誤り率が悪化してしまう。   In other words, in the prior art, a small modulation signal of about several Hz to several MHz that is much lower than the modulation frequency of the optical signal is superimposed on the control signal that determines the operating point of the optical modulator or optical phase adjuster, Peak detection and synchronous detection of the signal output from the optical modulator and optical phase adjuster to extract the minute modulation signal again, and the operation of the optical modulator and optical phase adjuster from the amplitude change of the minute modulation signal before and after this A point shift was detected. However, since the signal size at the stage of synchronous detection is not guaranteed in the prior art, the extraction of the minute modulation signal may not be successful. In addition, if the intensity of the minute modulation signal is increased with a certain margin, the minute modulation signal does not affect the data signal superimposed on the optical signal, and the code error rate is deteriorated.

従って本発明は上記の事情に鑑み、微小変調成分の同期検波を確実に行って、安定した光変調器の動作点制御を行うことができる光位相制御回路を提供することを課題としている。   Therefore, in view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an optical phase control circuit capable of reliably performing synchronous detection of a minute modulation component and performing stable operation point control of an optical modulator.

上記課題を解決する第1発明の光位相制御回路は、光変調器の動作点を制御する光位相制御回路であって、
自動利得制御アンプと、同期検波器と、制御回路と、微小変調信号発生器と、加算器とを備えており、
前記自動利得制御アンプは可変利得アンプとピーク検出回路と積分器とを有し、且つ、ループ帯域の下限カットオフ周波数が前記微小変調信号発生器から出力される微小変調信号の周波数よりも高く設定されており、前記可変利得アンプでは、前記積分器から出力される利得制御信号に基づいて、前記光変調器又は前記光変調器を具備した装置から出力される光信号を光電気変換手段で光電気変換した電気信号を、目標振幅値となるように増幅し、前記ピーク検出回路では、前記可変利得アンプの出力振幅を検出し、前記積分器では、前記ピーク検出回路で検出した前記出力振幅と前記目標振幅値との差分を積分して得られる出力信号を、前記利得制御信号として前記可変利得アンプへ出力するとともに同期検波用の信号として前記同期検波器へも出力し、
前記同期検波器では、前記微小変調信号発生器から出力される前記微小変調信号に基づいて、前記積分器から出力される前記同期検波用の信号を同期検波することにより、前記光変調器の動作点の制御方向を判断し、
前記制御回路では、前記同期検波器で判断した前記制御方向に基づいて、前記光変調器の動作点が最適点になるように制御するための動作点制御信号を出力し、
前記加算器では、前記微小変調信号発生器から出力される前記微小変調信号を、前記制御回路から出力される前記動作点制御信号に重畳し、この微小変調信号を重畳した動作点制御信号を前記光変調器へ出力する、
ように構成されていることを特徴とする。
An optical phase control circuit according to a first aspect of the present invention for solving the above problem is an optical phase control circuit for controlling an operating point of an optical modulator,
An automatic gain control amplifier, a synchronous detector, a control circuit, a minute modulation signal generator, and an adder are provided.
The automatic gain control amplifier has a variable gain amplifier, a peak detection circuit, and an integrator, and the lower limit cutoff frequency of the loop band is set higher than the frequency of the minute modulation signal output from the minute modulation signal generator. In the variable gain amplifier, on the basis of the gain control signal output from the integrator, the optical signal output from the optical modulator or the device including the optical modulator is optically converted by the photoelectric conversion means. The electrical signal that has been electrically converted is amplified to a target amplitude value, the peak detection circuit detects the output amplitude of the variable gain amplifier, and the integrator detects the output amplitude detected by the peak detection circuit. An output signal obtained by integrating the difference from the target amplitude value is output to the variable gain amplifier as the gain control signal and the synchronous detection as a signal for synchronous detection Also output to,
The synchronous detector operates the optical modulator by synchronously detecting the synchronous detection signal output from the integrator based on the small modulation signal output from the small modulation signal generator. Determine the control direction of the point,
In the control circuit, based on the control direction determined by the synchronous detector, outputs an operating point control signal for controlling the operating point of the optical modulator to be an optimum point,
In the adder, the minute modulation signal output from the minute modulation signal generator is superimposed on the operation point control signal output from the control circuit, and the operation point control signal on which the minute modulation signal is superimposed is Output to the optical modulator,
It is comprised as follows.

また、第2発明の光位相制御回路は、光変調器の動作点を制御する光位相制御回路であって、
直列に接続された複数段の自動利得制御アンプと、同期検波器と、制御回路と、微小変調信号発生器と、加算器とを備えており、
前記複数段の自動利得制御アンプは何れも、可変利得アンプとピーク検出回路と積分器とを有し、後段の自動利得制御アンプほど大きな目標振幅値が設定され、且つ、前記複数段の自動利得制御アンプのうちの最後尾の自動利得制御アンプはループ帯域の下限カットオフ周波数が前記微小変調信号発生器から出力される微小変調信号の周波数よりも高く設定され、前記複数段の自動利得制御アンプのうちの最後尾以外の自動利得制御アンプはループ帯域の下限カットオフ周波数が前記微小変調信号発生器から出力される前記微小変調信号の周波数よりも低く設定されており、
前記複数段の自動利得制御アンプのうちの先頭の自動利得制御アンプにおいては、前記可変利得アンプでは、前記積分器から出力される利得制御信号に基づいて、前記光変調器又は前記光変調器を具備した装置から出力される光信号を光電気変換手段で光電気変換した電気信号を、目標振幅値となるように増幅し、前記ピーク検出回路では、前記可変利得アンプの出力振幅を検出し、前記積分器では、前記ピーク検出回路で検出した前記出力振幅と前記目標振幅値との差分を積分して得られる出力信号を、前記利得制御信号として前記可変利得アンプへ出力し、
前記複数段の自動利得制御アンプのうちの先頭以外の自動利得制御アンプにおいては、前記可変利得アンプでは、前記積分器から出力される利得制御信号に基づいて、前段の自動利得制御アンプにおける可変利得アンプから出力される信号を、目標振幅値となるように増幅し、前記ピーク検出回路では、前記可変利得アンプの出力振幅を検出し、前記積分器では、前記ピーク検出回路で検出した前記出力振幅と前記目標振幅値との差分を積分して得られる出力信号を、前記利得制御信号として前記可変利得アンプへ出力し、且つ、前記最後尾の自動利得制御アンプにおける前記積分器では、その前記出力信号を、同期検波用の信号として前記同期検波器へも出力し、
前記同期検波器では、前記微小変調信号発生器から出力される前記微小変調信号に基づいて、前記最後尾の自動利得制御アンプの前記積分器から出力される前記同期検波用の信号を同期検波することにより、前記光変調器の動作点の制御方向を判断し、
前記制御回路では、前記同期検波器で判断した前記制御方向に基づいて、前記光変調器の動作点が最適点になるように制御するための動作点制御信号を出力し、
前記加算器では、前記微小変調信号発生器から出力される前記微小変調信号を、前記制御回路から出力される前記動作点制御信号に重畳し、この微小変調信号を重畳した動作点制御信号を前記光変調器へ出力する、
ように構成されていることを特徴とする。
The optical phase control circuit of the second invention is an optical phase control circuit for controlling the operating point of the optical modulator,
A plurality of stages of automatic gain control amplifiers connected in series, a synchronous detector, a control circuit, a minute modulation signal generator, and an adder,
Each of the multiple-stage automatic gain control amplifiers has a variable gain amplifier, a peak detection circuit, and an integrator, and a larger target amplitude value is set in the subsequent-stage automatic gain control amplifier, and the multiple-stage automatic gain control amplifiers. The automatic gain control amplifier at the end of the control amplifier is configured such that the lower limit cutoff frequency of the loop band is set higher than the frequency of the minute modulation signal output from the minute modulation signal generator, and the plurality of stages of automatic gain control amplifiers The automatic gain control amplifier other than the tail of the lower limit cutoff frequency of the loop band is set lower than the frequency of the minute modulation signal output from the minute modulation signal generator,
In the first automatic gain control amplifier among the plurality of stages of automatic gain control amplifiers, the variable gain amplifier includes the optical modulator or the optical modulator based on a gain control signal output from the integrator. An electrical signal obtained by photoelectrically converting an optical signal output from the device provided by the photoelectric conversion means is amplified so as to become a target amplitude value, and the peak detection circuit detects an output amplitude of the variable gain amplifier, In the integrator, an output signal obtained by integrating the difference between the output amplitude detected by the peak detection circuit and the target amplitude value is output to the variable gain amplifier as the gain control signal,
In the automatic gain control amplifiers other than the top of the plurality of stages of automatic gain control amplifiers, the variable gain amplifier uses the variable gain in the preceding stage automatic gain control amplifier based on the gain control signal output from the integrator. The signal output from the amplifier is amplified so as to have a target amplitude value, the peak detection circuit detects the output amplitude of the variable gain amplifier, and the integrator detects the output amplitude detected by the peak detection circuit An output signal obtained by integrating the difference between the target amplitude value and the target amplitude value is output to the variable gain amplifier as the gain control signal, and the integrator in the last automatic gain control amplifier outputs the output signal. The signal is also output to the synchronous detector as a signal for synchronous detection,
In the synchronous detector, the synchronous detection signal output from the integrator of the last automatic gain control amplifier is synchronously detected based on the minute modulation signal output from the minute modulation signal generator. By determining the control direction of the operating point of the optical modulator,
In the control circuit, based on the control direction determined by the synchronous detector, outputs an operating point control signal for controlling the operating point of the optical modulator to be an optimum point,
In the adder, the minute modulation signal output from the minute modulation signal generator is superimposed on the operation point control signal output from the control circuit, and the operation point control signal on which the minute modulation signal is superimposed is Output to the optical modulator,
It is comprised as follows.

また、第3発明の光位相制御回路は、第1又は第2発明の光位相制御回路において、前記光変調器は、光送信装置に装備され、光源から出力される連続光をデータ信号に基づいて位相変調するためのものであることを特徴とする。   An optical phase control circuit according to a third aspect of the present invention is the optical phase control circuit according to the first or second aspect, wherein the optical modulator is provided in an optical transmission device, and continuous light output from a light source is based on a data signal. For phase modulation.

また、第4発明の光位相制御回路は、第1又は第2発明の光位相制御回路において、前記光変調器を具備した装置は、位相変調光を受信するために光受信装置に装備された遅延干渉計であり、前記光変調器は前記遅延干渉計に具備された光位相調整器であることを特徴とする。   An optical phase control circuit according to a fourth aspect of the present invention is the optical phase control circuit according to the first or second aspect, wherein the device including the optical modulator is provided in the optical receiving device for receiving the phase-modulated light. It is a delay interferometer, and the optical modulator is an optical phase adjuster provided in the delay interferometer.

本発明の光位相制御回路によれば、例えば光通信システムの光送信装置と光受信装置の何れに適用した場合においても、自動利得制御アンプによるダイナミックレンジの拡大と、自動利得制御アンプの積分器による微小変調信号成分の高感度検出を行うことができる。
また、ループ帯域の異なる複数段の自動利得制御アンプを直列に接続することで、ダイナミックレンジの更なる拡大と、最後尾の自動利得制御アンプでの微小変調信号の抽出が可能となる。
また、光受信装置に適用した場合においては、受信信号に重畳される、微小変調信号による微小変調成分(強度変調成分)を目標振幅値からの誤差として検出し、利得制御信号として自動利得制御アンプへ帰還することで、微小変調振幅を低減することができ、符号誤り率特性への影響を小さくすることができる。
According to the optical phase control circuit of the present invention, the dynamic range can be expanded by the automatic gain control amplifier and the integrator of the automatic gain control amplifier regardless of whether the optical phase control circuit is applied to, for example, an optical transmission device or an optical reception device of an optical communication system. It is possible to perform highly sensitive detection of a minute modulation signal component by.
Further, by connecting a plurality of stages of automatic gain control amplifiers having different loop bandwidths in series, it is possible to further expand the dynamic range and extract a minute modulation signal with the last automatic gain control amplifier.
In addition, when applied to an optical receiver, a small modulation component (intensity modulation component) by a small modulation signal superimposed on a reception signal is detected as an error from a target amplitude value, and an automatic gain control amplifier is used as a gain control signal. By feeding back to (1), the minute modulation amplitude can be reduced, and the influence on the code error rate characteristic can be reduced.

本発明の実施の形態例1に係る光位相制御回路を備えた光送信装置の構成図である。It is a block diagram of the optical transmitter provided with the optical phase control circuit which concerns on Example 1 of Embodiment of this invention. 自動利得制御(AGC)アンプによる振幅変動抑圧効果を示す図である。It is a figure which shows the amplitude fluctuation suppression effect by an automatic gain control (AGC) amplifier. AGCアンプによる振幅変動抑圧が効かない状態を説明する図である。It is a figure explaining the state where the amplitude fluctuation suppression by AGC amplifier does not work. AGCアンプの利得制御信号の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the gain control signal of an AGC amplifier. 本発明の実施の形態例2に係る光位相制御回路を備えた光送信装置の構成図である。It is a block diagram of the optical transmitter provided with the optical phase control circuit based on Embodiment 2 of this invention. 第1及び第2のAGCアンプの伝達特性と微小変調信号の周波数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the transfer characteristic of 1st and 2nd AGC amplifier, and the frequency of a minute modulation signal. 最小入力強度受信時の出力波形(光変調器バイアスが小さい状態)を示す図である。It is a figure which shows the output waveform (state with a small optical modulator bias) at the time of minimum input intensity reception. 最大入力強度受信時の出力波形(光変調器バイアスが小さい状態)を示す図である。It is a figure which shows the output waveform (state with a small optical modulator bias) at the time of maximum input intensity reception. 本発明の実施の形態例3に係る光位相制御回路を備えた光受信装置の構成図である。It is a block diagram of the optical receiver provided with the optical phase control circuit which concerns on Example 3 of Embodiment of this invention. 前記実施の形態例3の動作原理を説明する図である。It is a figure explaining the operation principle of the said Example 3. 位相変調光受信波形を示す図である。It is a figure which shows a phase modulation light receiving waveform. 本発明の実施の形態例4に係る光位相制御回路を備えた光受信装置の構成図である。It is a block diagram of the optical receiver provided with the optical phase control circuit which concerns on Example 4 of this invention. 従来の光位相制御回路を備えた光受信装置の構成図である。It is a block diagram of the optical receiver provided with the conventional optical phase control circuit. 同期検波の原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of synchronous detection. 固定利得アンプによる検出信号増幅例を示す図である。It is a figure which shows the example of detection signal amplification by fixed gain amplifier.

以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

<実施の形態例1>
図1〜図4に基づき、光送信装置に装備された本発明の実施の形態例1に係る光位相制御回路について説明する。
<Embodiment 1>
The optical phase control circuit according to the first embodiment of the present invention provided in the optical transmission device will be described with reference to FIGS.

図1に示すように、光送信装置の主信号部は、連続光b1を出射する光源21と、光変調器22と、ドライバ回路23とを備えた構成となっており、光変調器22を制御する制御部は、微小変調信号発生器30と、モニタフォトダイオード(PD)24と、トランスインピーダンスアンプ(TIA)25と、自動利得制御(AGC)アンプ26と、同期検波器27と、制御回路28、加算器29とを備えた構成となっている。また、AGCアンプ26は、利得可変アンプ31と、ピーク検出回路32と、積分器33とを備えた構成となっている。   As shown in FIG. 1, the main signal unit of the optical transmission device includes a light source 21 that emits continuous light b <b> 1, an optical modulator 22, and a driver circuit 23. The control unit to be controlled includes a minute modulation signal generator 30, a monitor photodiode (PD) 24, a transimpedance amplifier (TIA) 25, an automatic gain control (AGC) amplifier 26, a synchronous detector 27, and a control circuit. 28 and an adder 29. The AGC amplifier 26 includes a variable gain amplifier 31, a peak detection circuit 32, and an integrator 33.

光送信装置の光変調器22では、光源21から出力される連続光b1を、ドライバ回路23を介して入力するデータ信号b2に基づいて位相変調することにより位相変調光を生成し、この位相変調光(伝送信号b3−1)を光受信装置(図示省略)へ送信する。   The optical modulator 22 of the optical transmitter generates phase-modulated light by phase-modulating the continuous light b1 output from the light source 21 based on the data signal b2 input via the driver circuit 23, and this phase modulation Light (transmission signal b3-1) is transmitted to an optical receiver (not shown).

このとき、光位相制御回路では、光変調器22の動作点(バイアス点)制御のために微小変調信号発生器30から出力される微小変調信号b4によって、光信号(位相変調光)に微小変調(強度変調)をかける。即ち、加算器29において、微小変調信号発生器30から出力される微小変調信号b4を、制御回路28から出力される光変調器22の動作点制御信号b5に加算(重畳)することにより、光変調器22の動作点制御信号b6を生成し、この動作点制御信号b6を光変調器22へ出力する。光変調器22では、微小変調信号b4が重畳された動作点制御信号b6によって動作点制御されるため、光信号(位相変調光)に微小変調(強度変調)がかけられる。   At this time, in the optical phase control circuit, the optical signal (phase modulated light) is minutely modulated by the minute modulation signal b4 output from the minute modulation signal generator 30 for controlling the operating point (bias point) of the optical modulator 22. Apply (intensity modulation). In other words, the adder 29 adds (superimposes) the minute modulation signal b4 output from the minute modulation signal generator 30 to the operation point control signal b5 of the optical modulator 22 output from the control circuit 28, so that the light An operating point control signal b6 for the modulator 22 is generated, and this operating point control signal b6 is output to the optical modulator 22. In the optical modulator 22, since the operating point is controlled by the operating point control signal b6 on which the minute modulation signal b4 is superimposed, the optical signal (phase modulated light) is subjected to minute modulation (intensity modulation).

この微小変調後の光信号は分岐され、分岐された一方の光信号b3−1は光通信システムの伝送路に出力され、他方の光信号b3−2は動作点制御用として光位相制御回路で用いられる。   The optical signal after this minute modulation is branched, one branched optical signal b3-1 is output to the transmission line of the optical communication system, and the other optical signal b3-2 is used for controlling the operating point by an optical phase control circuit. Used.

光位相制御回路では、光変調器22から出力される光信号b3−2を、光電気変換手段(モニタPD24、TIA25)で光電気変換して電気信号b8にする。具体的には、光信号b3−2をモニタPD24で受光して電流信号b7とし、TIA25で電流信号b7に対応した電圧信号b8とする。そして、TIA25の出力信号b8が、AGCアンプ26で所望の振幅値(目標振幅値b10)になるように増幅される。   In the optical phase control circuit, the optical signal b3-2 output from the optical modulator 22 is photoelectrically converted into an electrical signal b8 by photoelectric conversion means (monitor PD24, TIA25). Specifically, the optical signal b3-2 is received by the monitor PD 24 to be a current signal b7, and the voltage signal b8 corresponding to the current signal b7 is TIA25. The output signal b8 of the TIA 25 is amplified by the AGC amplifier 26 so as to have a desired amplitude value (target amplitude value b10).

AGCアンプ26は、可変利得アンプ31の出力振幅を一定に保持できる(即ち振幅一定制御が可能な)ループ帯域の下限カットオフ周波数が、微小変調信号発生器30から出力される微小変調信号b4の周波数よりも高く設定されている。
そして、このAGCアンプ26において、可変利得アンプ31では、積分器33から出力される利得制御信号b9−1に基づいて、光電気変換手段で光電気変換した電気信号b8を、目標振幅値b10となるように増幅する。
ピーク検出回路32では、可変利得アンプ31の出力振幅を検出する。即ち、ピーク検出回路32では、可変利得アンプ31の出力信号b11の振幅情報を電圧情報b12に変換する。
積分器33では、ピーク検出回路32で検出した前記出力振幅(電圧情報b12)と、目標振幅値b10とを比較し、この出力振幅(電圧情報b12)と目標振幅値b10との差分(誤差信号)を積分して得られる出力信号b9を、利得制御信号b9−1として可変利得アンプ31へ出力する。この利得制御信号b9−1に基づいて、可変利得アンプ31では、前述のとおり、光電変換後の信号b8が目標振幅値b10となるように増幅する(即ち、可変利得アンプ31の利得を、前記差分(誤差信号)がゼロになるように制御する)。また、積分器33では、その出力信号b9を、同期検波用の信号b9−2として同期検波器27へも出力する。
The AGC amplifier 26 can keep the output amplitude of the variable gain amplifier 31 constant (that is, the amplitude can be controlled constant), and the lower limit cutoff frequency of the loop band of the minute modulation signal b4 output from the minute modulation signal generator 30 is It is set higher than the frequency.
In the AGC amplifier 26, the variable gain amplifier 31 converts the electrical signal b8 photoelectrically converted by the photoelectric conversion means based on the gain control signal b9-1 output from the integrator 33 to the target amplitude value b10. Amplify so that
The peak detection circuit 32 detects the output amplitude of the variable gain amplifier 31. That is, the peak detection circuit 32 converts the amplitude information of the output signal b11 of the variable gain amplifier 31 into voltage information b12.
The integrator 33 compares the output amplitude (voltage information b12) detected by the peak detection circuit 32 with the target amplitude value b10, and the difference (error signal) between the output amplitude (voltage information b12) and the target amplitude value b10. ) Is output to the variable gain amplifier 31 as the gain control signal b9-1. Based on the gain control signal b9-1, the variable gain amplifier 31 amplifies the signal b8 after photoelectric conversion to the target amplitude value b10 as described above (that is, the gain of the variable gain amplifier 31 is increased as described above). The difference (error signal) is controlled to be zero). Further, the integrator 33 outputs the output signal b9 to the synchronous detector 27 as the synchronous detection signal b9-2.

即ち、光変調器22から出力される光信号を分岐して光電気変換した後、AGCアンプ26で目標振幅値b10まで増幅する際、微小変調信号b4による振幅変動を目標振幅値b10からの誤差として検出し、この誤差を積分器33で積分して得られる利得制御信号b9−1(同期検波用の信号b9−2)を、微小変調信号b4の検出値としても用いる。   That is, when the optical signal output from the optical modulator 22 is branched and photoelectrically converted and then amplified to the target amplitude value b10 by the AGC amplifier 26, the amplitude fluctuation due to the minute modulation signal b4 is an error from the target amplitude value b10. The gain control signal b9-1 (synchronous detection signal b9-2) obtained by integrating the error by the integrator 33 is also used as the detection value of the minute modulation signal b4.

同期検波器27では、微小変調信号発生器30から出力される微小変調信号b4に基づいて、積分器33から出力される同期検波用の信号b9−2を同期検波することにより、光変調器22の動作点(バイアス点)の制御方向を判断する。
制御回路28では、同期検波器27で判断した前記制御方向に基づいて、光変調器22の動作点(バイアス点)が最適点になるように制御するための動作点制御信号b5を出力する。
加算器29では、前述のとおり、微小変調信号発生器30から出力される微小変調信号b4を、制御回路28から出力される動作点制御信号b5に重畳し、この微小変調信号b4を重畳した動作点制御信号b6を光変調器22へ出力する。
The synchronous detector 27 performs synchronous detection on the signal b9-2 for synchronous detection output from the integrator 33 based on the minute modulation signal b4 output from the minute modulation signal generator 30, whereby the optical modulator 22 is detected. The control direction of the operating point (bias point) is determined.
The control circuit 28 outputs an operating point control signal b5 for controlling the operating point (bias point) of the optical modulator 22 to be an optimal point based on the control direction determined by the synchronous detector 27.
In the adder 29, as described above, the minute modulation signal b4 output from the minute modulation signal generator 30 is superimposed on the operating point control signal b5 output from the control circuit 28, and this minute modulation signal b4 is superimposed. The point control signal b6 is output to the optical modulator 22.

ここでAGCアンプ26による微小変調信号検出の原理を、図2と図3で説明する。   Here, the principle of the minute modulation signal detection by the AGC amplifier 26 will be described with reference to FIGS.

図2の(a)と(b)はそれぞれ、微小変調信号b4によって変調された光電変換後のデータ信号b8(AGCアンプ26の入力信号)と、AGCアンプ26(可変利得アンプ31)によって増幅されたデータ信号b11(AGCアンプ26の出力信号)とを示す。前述のとおり、AGCアンプ26(可変利得アンプ31)の出力信号b11は、その振幅情報が、ピーク検出回路32によって電圧情報b12に変換される。積分器33は、この電圧情報b12を目標振幅値b10と比較し、その差分を誤差信号として積分し、この積分によって得られる出力信号b9を利得制御信号b9−1として可変利得アンプ31へ出力することにより、利得可変アンプ31の利得を、前記差分(誤差信号)がゼロになるよう制御する。即ち、図2の(c)と(d)に示すように、変換電圧(電圧情報b12)が目標振幅値b10より大きければ、可変利得アンプ31の利得を小さくし、変換電圧(電圧情報b12)が目標振幅値b10より小さければ、可変利得アンプ31の利得を大きくすることにより、可変利得アンプ31の出力振幅は目標振幅値b10に一致するよう制御される。   2A and 2B are respectively amplified by the photoelectrically converted data signal b8 (input signal of the AGC amplifier 26) modulated by the minute modulation signal b4 and the AGC amplifier 26 (variable gain amplifier 31). Data signal b11 (output signal of the AGC amplifier 26). As described above, the amplitude information of the output signal b11 of the AGC amplifier 26 (variable gain amplifier 31) is converted into the voltage information b12 by the peak detection circuit 32. The integrator 33 compares the voltage information b12 with the target amplitude value b10, integrates the difference as an error signal, and outputs the output signal b9 obtained by the integration to the variable gain amplifier 31 as the gain control signal b9-1. Thus, the gain of the variable gain amplifier 31 is controlled so that the difference (error signal) becomes zero. That is, as shown in FIGS. 2C and 2D, if the conversion voltage (voltage information b12) is larger than the target amplitude value b10, the gain of the variable gain amplifier 31 is reduced, and the conversion voltage (voltage information b12). Is smaller than the target amplitude value b10, the gain of the variable gain amplifier 31 is increased so that the output amplitude of the variable gain amplifier 31 is controlled to match the target amplitude value b10.

ここで積分器33の時定数を調整することで、利得制御信号b9−1に含まれる周波数帯域を設定することができ、AGCアンプ26のループ帯域を任意に設計できる。図2(e)は、AGCアンプ26のループ帯域(伝達関数)である。積分器33の時定数で決まるAGCアンプ26のループ帯域の下限カットオフ周波数以下の周波数成分に対しては、これを補償するように帰還が働くので、可変利得アンプ31の出力にはこの変動が現れない。逆に、AGCアンプ26のループ帯域の下限カットオフ周波数より高い周波数成分は、帰還が追い付かず、そのまま増幅されて可変利得アンプ31の出力に現れる。   Here, by adjusting the time constant of the integrator 33, the frequency band included in the gain control signal b9-1 can be set, and the loop band of the AGC amplifier 26 can be arbitrarily designed. FIG. 2E shows a loop band (transfer function) of the AGC amplifier 26. Since the feedback works so as to compensate for the frequency component below the lower limit cutoff frequency of the loop band of the AGC amplifier 26 determined by the time constant of the integrator 33, this fluctuation is generated in the output of the variable gain amplifier 31. It does not appear. On the contrary, the frequency component higher than the lower limit cutoff frequency of the loop band of the AGC amplifier 26 does not catch up with the feedback and is amplified as it is and appears at the output of the variable gain amplifier 31.

従って、図2(e)に示すように、微小変調信号b4の周波数が、AGCアンプ26のループ帯域の下限カットオフ周波数より低い場合、この微小変調信号b4による微小変調成分(強度変調成分)を打ち消すように帰還が働く。つまり、利得制御信号b9−1には、可変利得アンプ31の出力振幅を所望値(目標振幅値b10)まで増幅させる信号に加えて、微小変調信号b4による微小変調成分(強度変調成分)と逆相の信号が現れる。従って、利得制御信号b9−1をモニタすることで、微小変調信号b4による微小変調成分(強度変調成分)が抽出できる。また、AGCアンプ26(可変利得アンプ31)の出力信号b11は、微小変調(強度変調)された入力信号b8(図2(a))を、所望の振幅(目標振幅値b10)にまで増幅したものとなるが(図2(b)に実線で示す電圧波形)、そこからは微小変調信号b4による微小変調成分(強度変調成分)が取り除かれることになる(図2(b)に点線で示す波形)。   Therefore, as shown in FIG. 2E, when the frequency of the minute modulation signal b4 is lower than the lower limit cutoff frequency of the loop band of the AGC amplifier 26, the minute modulation component (intensity modulation component) by the minute modulation signal b4 is changed. Return works to counteract. That is, the gain control signal b9-1 is reverse to the minute modulation component (intensity modulation component) by the minute modulation signal b4 in addition to the signal for amplifying the output amplitude of the variable gain amplifier 31 to the desired value (target amplitude value b10). A phase signal appears. Therefore, by monitoring the gain control signal b9-1, a minute modulation component (intensity modulation component) based on the minute modulation signal b4 can be extracted. Further, the output signal b11 of the AGC amplifier 26 (variable gain amplifier 31) is obtained by amplifying the input signal b8 (FIG. 2 (a)) subjected to minute modulation (intensity modulation) to a desired amplitude (target amplitude value b10). However, a minute modulation component (intensity modulation component) by the minute modulation signal b4 is removed from the voltage waveform (shown by a solid line in FIG. 2B) (indicated by a dotted line in FIG. 2B). Waveform).

これとは異なり、図3では、微小変調信号b4の周波数が、図3(e)に示すように、AGCアンプ26のループ帯域の下限カットオフ周波数より高い場合を示している。図3の(a)から(d)は、それぞれ図2の(a)から(d)と同じものを示している。この例では、微小変調信号b4による微小変調成分(強度変調成分)がAGCアンプ26(可変利得アンプ31)の出力に現れているにも関わらず(図3(b))、この微小変調成分(強度変調成分)が積分器33の帯域でカットされるため、利得制御信号b9−1にはこの変動を打ち消す信号、即ち微小変調成分(強度変調成分)と逆相の信号が現れない。この結果、AGCアンプ26(可変利得アンプ31)の出力信号b11は、微小変調(強度変調)された入力信号b8(図3(a))を、所望の振幅(目標振幅値b10)まで増幅したものとなるが、そこには微小変調成分(強度変調成分)も重畳されたままとなる(図3(b))。
なお、図2(e)、図3(e)では、簡単のため信号周波数を単一周波数で表しているが、本発明は帯域幅をもっているものについても適用できる。
In contrast, FIG. 3 shows a case where the frequency of the minute modulation signal b4 is higher than the lower limit cutoff frequency of the loop band of the AGC amplifier 26, as shown in FIG. FIGS. 3A to 3D show the same parts as FIGS. 2A to 2D, respectively. In this example, although the minute modulation component (intensity modulation component) by the minute modulation signal b4 appears at the output of the AGC amplifier 26 (variable gain amplifier 31) (FIG. 3B), this minute modulation component ( Since the intensity modulation component) is cut in the band of the integrator 33, the gain control signal b9-1 does not show a signal that cancels this fluctuation, that is, a signal having a phase opposite to that of the minute modulation component (intensity modulation component). As a result, the output signal b11 of the AGC amplifier 26 (variable gain amplifier 31) has amplified the minutely modulated (intensity modulated) input signal b8 (FIG. 3A) to a desired amplitude (target amplitude value b10). However, a minute modulation component (intensity modulation component) is also superposed on this (FIG. 3B).
In FIG. 2 (e) and FIG. 3 (e), the signal frequency is represented by a single frequency for simplicity, but the present invention can also be applied to those having a bandwidth.

以上のことから、本実施の形態例1では、AGCアンプ26のループ帯域の下限カットオフ周波数を、微小変調信号b4の周波数より低く設定することで、利得制御信号b9−1に微小変調信号b4の成分が現れる。図4は、本実施の形態例1について、計算で求めたAGCアンプ26(可変利得アンプ31)の利得調整信号b9−1の波形である。微小変調信号4の周波数は3MHzとした。同図から明らかなように、バイアス最適点(最適動作点)では、微小変調信号b4の周波数の倍波が得られ、この点を境に、検出された微小変調信号の位相が反転している。この位相反転の有無を同期検波で検出し、制御方向を判断して倍波が発生する状態に設定することで所望の制御を行うことができる。また、これと同時にAGCアンプ26が出力振幅一定制御を行うので、入力信号のダイナミックレンジを広くとることが可能である。   From the above, in the first embodiment, by setting the lower limit cutoff frequency of the loop band of the AGC amplifier 26 to be lower than the frequency of the minute modulation signal b4, the gain control signal b9-1 is added to the minute modulation signal b4. The component of appears. FIG. 4 shows the waveform of the gain adjustment signal b9-1 of the AGC amplifier 26 (variable gain amplifier 31) obtained by calculation for the first embodiment. The frequency of the minute modulation signal 4 was 3 MHz. As is clear from the figure, at the bias optimum point (optimum operating point), a double wave of the frequency of the minute modulation signal b4 is obtained, and the phase of the detected minute modulation signal is inverted at this point. . Desired control can be performed by detecting the presence or absence of this phase inversion by synchronous detection, determining the control direction, and setting a state in which a double wave is generated. At the same time, since the AGC amplifier 26 performs constant output amplitude control, the dynamic range of the input signal can be widened.

なお、本実施の形態例1では、モニタPD24の出力にTIA25を接続する構成としているが、この代わりに比較的大きな抵抗を接続して電流電圧変換を行っても同様の効果が得られる。   In the first embodiment, the TIA 25 is connected to the output of the monitor PD 24. Alternatively, a similar effect can be obtained by connecting a relatively large resistor to perform current-voltage conversion.

<実施の形態例2>
図5〜図8に基づき、光送信装置に装備された本発明の実施の形態例2に係る光位相制御回路について説明する。
<Embodiment 2>
The optical phase control circuit according to the second embodiment of the present invention provided in the optical transmission device will be described with reference to FIGS.

図5に示すように、本実施の形態例2では、ダイナミックレンジを更に拡大するために、直列に接続された第1のAGCアンプ41(先頭のAGCアンプに相当)と、第2のAGCアンプ42(最後尾のAGCアンプに相当)とを用いている。そして、第2のAGCアンプ42の利得制御信号c1−1から微小変調信号c2の成分を抽出する構成としている。その他の構成については、上記実施の形態例1と同様である。   As shown in FIG. 5, in the second embodiment, in order to further expand the dynamic range, a first AGC amplifier 41 (corresponding to the first AGC amplifier) connected in series and a second AGC amplifier are further expanded. 42 (corresponding to the last AGC amplifier). The component of the minute modulation signal c2 is extracted from the gain control signal c1-1 of the second AGC amplifier 42. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

詳述すると、光送信装置の主信号部は、連続光c3を出射する光源43と、光変調器44と、ドライバ回路45とを備えた構成となっており、光変調器44を制御する制御部は、微小変調信号発生器46と、モニタPD47と、TIA48と、2つのAGCアンプ41,42と、同期検波器49と、制御回路50、加算器51とを備えた構成となっている。また、第1のAGCアンプ41は、利得可変アンプ61と、ピーク検出回路62と、積分器63とを備えた構成となっており、第2のAGCアンプ42は、利得可変アンプ71と、ピーク検出回路72と、積分器73とを備えた構成となっている。   More specifically, the main signal unit of the optical transmission apparatus includes a light source 43 that emits continuous light c3, an optical modulator 44, and a driver circuit 45, and controls to control the optical modulator 44. The unit includes a minute modulation signal generator 46, a monitor PD 47, a TIA 48, two AGC amplifiers 41 and 42, a synchronous detector 49, a control circuit 50, and an adder 51. The first AGC amplifier 41 includes a variable gain amplifier 61, a peak detection circuit 62, and an integrator 63. The second AGC amplifier 42 includes a variable gain amplifier 71, a peak The detection circuit 72 and the integrator 73 are provided.

光送信装置の光変調器44では、光源43から出力される連続光c3を、ドライバ回路45を介して入力するデータ信号c4に基づいて位相変調することにより位相変調光を生成し、この位相変調光(伝送信号c5−1)を光受信装置(図示省略)へ送信する。   The optical modulator 44 of the optical transmitter generates phase-modulated light by phase-modulating the continuous light c3 output from the light source 43 based on the data signal c4 input via the driver circuit 45, and this phase modulation Light (transmission signal c5-1) is transmitted to an optical receiver (not shown).

このとき、光位相制御回路では、光変調器44の動作点(バイアス点)制御のために微小変調信号発生器46から出力される微小変調信号c2によって、光信号(位相変調光)に微小変調(強度変調)をかける。即ち、加算器51において、微小変調信号発生器46から出力される微小変調信号c2を、制御回路50から出力される光変調器44の動作点制御信号c6に加算(重畳)することにより、光変調器44の動作点制御信号76を生成し、この動作点制御信号c7を光変調器44へ出力する。光変調器44では、微小変調信号c2が重畳された動作点制御信号c7によって動作点制御されるため、光信号(位相変調光)に微小変調(強度変調)がかけられる。   At this time, in the optical phase control circuit, the optical signal (phase modulated light) is minutely modulated by the minute modulation signal c2 output from the minute modulation signal generator 46 for controlling the operating point (bias point) of the optical modulator 44. Apply (intensity modulation). In other words, the adder 51 adds (superimposes) the minute modulation signal c2 output from the minute modulation signal generator 46 to the operating point control signal c6 of the optical modulator 44 output from the control circuit 50, so that the light An operating point control signal 76 for the modulator 44 is generated, and this operating point control signal c 7 is output to the optical modulator 44. In the optical modulator 44, since the operating point is controlled by the operating point control signal c7 on which the minute modulation signal c2 is superimposed, the optical signal (phase modulated light) is subjected to minute modulation (intensity modulation).

この微小変調後の光信号は分岐され、分岐された一方の光信号c5−1は光通信システムの伝送路に出力され、他方の光信号c5−2は動作点制御用として光位相制御回路で用いられる。   The optical signal after the minute modulation is branched, one branched optical signal c5-1 is output to the transmission line of the optical communication system, and the other optical signal c5-2 is used by the optical phase control circuit for operating point control. Used.

光位相制御回路では、光信号c5−2を光電気変換手段(モニタPD47、TIA48)で光電気変換して電気信号c9にする。具体的には、光信号c5−2をモニタPD47で受光して電流信号c8とし、TIA48で電流信号c8に対応した電圧信号c9とする。そして、TIA48の出力信号b9が、前段の第1のAGCアンプ41で所望の振幅値(第1の目標振幅値c10)になるように増幅され、更に第1のAGCアンプ41の出力信号c12が、後段の第2のAGCアンプ42で所望の振幅値(第2の目標振幅値c11)になるように増幅される。第2の目標振幅値c11は第1の目標振幅値c10よりも大きな値に設定されている。   In the optical phase control circuit, the optical signal c5-2 is photoelectrically converted into an electrical signal c9 by photoelectric conversion means (monitor PD47, TIA48). More specifically, the optical signal c5-2 is received by the monitor PD 47 to be a current signal c8, and the TIA 48 is set to a voltage signal c9 corresponding to the current signal c8. Then, the output signal b9 of the TIA 48 is amplified by the first AGC amplifier 41 in the previous stage so as to have a desired amplitude value (first target amplitude value c10), and the output signal c12 of the first AGC amplifier 41 is further increased. Then, it is amplified by the second AGC amplifier 42 in the subsequent stage so as to have a desired amplitude value (second target amplitude value c11). The second target amplitude value c11 is set to a value larger than the first target amplitude value c10.

第1のAGCアンプ41は、可変利得アンプ61の出力振幅を一定に保持できる(即ち振幅一定制御が可能な)ループ帯域の下限カットオフ周波数が、微小変調信号発生器46から出力される微小変調信号c2の周波数よりも低く設定されている。第2のAGCアンプ42は、可変利得アンプ71の出力振幅を一定に保持できる(即ち振幅一定制御が可能な)ループ帯域の下限カットオフ周波数が、微小変調信号発生器46から出力される微小変調信号c2の周波数よりも高く設定されている。   The first AGC amplifier 41 has a lower limit cut-off frequency of the loop band that can keep the output amplitude of the variable gain amplifier 61 constant (that is, the amplitude can be controlled constant) and is output from the minute modulation signal generator 46. It is set lower than the frequency of the signal c2. The second AGC amplifier 42 has a lower limit cut-off frequency of the loop band that can keep the output amplitude of the variable gain amplifier 71 constant (that is, the amplitude can be controlled constant) and is output from the minute modulation signal generator 46. It is set higher than the frequency of the signal c2.

そして、第1のAGCアンプ41において、可変利得アンプ61では、積分器63から出力される利得制御信号c13に基づいて、光電気変換手段で光電気変換した電気信号c9を、第1の目標振幅値c10となるように増幅する。
ピーク検出回路62では、可変利得アンプ61の出力振幅を検出する。即ち、ピーク検出回路62では、可変利得アンプ61の出力信号c12の振幅情報を電圧情報c14に変換する。
積分器63では、ピーク検出回路62で検出した前記出力振幅(電圧情報c14)と、第1の目標振幅値c10とを比較し、この出力振幅(電圧情報c14)と第1の目標振幅値c10との差分(誤差信号)を積分して得られる出力信号を、利得制御信号c13として可変利得アンプ61へ出力する。可変利得アンプ61では、前述のとおり、この利得制御信号c13に基づいて、光電変換後の信号c9が第1の目標振幅値c10となるように増幅する(即ち、可変利得アンプ61の利得を、前記差分(誤差信号)がゼロになるように制御する)。
In the first AGC amplifier 41, the variable gain amplifier 61 converts the electrical signal c9 obtained by photoelectric conversion by the photoelectric conversion means based on the gain control signal c13 output from the integrator 63 to the first target amplitude. Amplification is performed to obtain a value c10.
The peak detection circuit 62 detects the output amplitude of the variable gain amplifier 61. That is, the peak detection circuit 62 converts the amplitude information of the output signal c12 of the variable gain amplifier 61 into voltage information c14.
The integrator 63 compares the output amplitude (voltage information c14) detected by the peak detection circuit 62 with the first target amplitude value c10, and this output amplitude (voltage information c14) and the first target amplitude value c10. An output signal obtained by integrating the difference (error signal) is output to the variable gain amplifier 61 as a gain control signal c13. In the variable gain amplifier 61, as described above, based on the gain control signal c13, the signal c9 after photoelectric conversion is amplified so as to become the first target amplitude value c10 (that is, the gain of the variable gain amplifier 61 is The difference (error signal) is controlled to be zero).

次に、第2のAGCアンプ42において、可変利得アンプ71では、積分器73から出力される利得制御信号c1−1に基づいて、前段の第1のAGCアンプ41における可変利得アンプ61から出力される信号c12を、第2の目標振幅値c11となるように増幅する。
ピーク検出回路72では、可変利得アンプ71の出力振幅を検出する。即ち、ピーク検出回路72では、可変利得アンプ71の出力信号c15の振幅情報を電圧情報c16に変換する。
積分器73では、ピーク検出回路72で検出した前記出力振幅(電圧情報c16)と、第2の目標振幅値c11とを比較し、この出力振幅(電圧情報c16)と第2の目標振幅値c11との差分(誤差信号)を積分して得られる出力信号c1を、利得制御信号c1−1として可変利得アンプ71へ出力する。この利得制御信号c1−1に基づいて、可変利得アンプ71では、前述のとおり、前段の第1のAGCアンプ41における可変利得アンプ61から出力される信号c12を、第2の目標振幅値c11となるように増幅する(即ち、可変利得アンプ71の利得を、前記差分(誤差信号)がゼロになるように制御する)。また、積分器73では、その出力信号c1を、同期検波用の信号c1−2として同期検波器49へも出力する。
Next, in the second AGC amplifier 42, the variable gain amplifier 71 outputs from the variable gain amplifier 61 in the first AGC amplifier 41 in the previous stage based on the gain control signal c <b> 1-1 output from the integrator 73. The signal c12 is amplified so as to become the second target amplitude value c11.
The peak detection circuit 72 detects the output amplitude of the variable gain amplifier 71. That is, the peak detection circuit 72 converts the amplitude information of the output signal c15 of the variable gain amplifier 71 into voltage information c16.
The integrator 73 compares the output amplitude (voltage information c16) detected by the peak detection circuit 72 with the second target amplitude value c11, and this output amplitude (voltage information c16) and the second target amplitude value c11. An output signal c1 obtained by integrating the difference (error signal) with respect to is output to the variable gain amplifier 71 as a gain control signal c1-1. Based on the gain control signal c1-1, in the variable gain amplifier 71, as described above, the signal c12 output from the variable gain amplifier 61 in the first AGC amplifier 41 in the previous stage is converted to the second target amplitude value c11. (That is, the gain of the variable gain amplifier 71 is controlled so that the difference (error signal) becomes zero). Further, the integrator 73 outputs the output signal c1 to the synchronous detector 49 as the synchronous detection signal c1-2.

即ち、光変調器44から出力される光信号を分岐して光電気変換した後、第1のAGCアンプ41で第1の目標振幅値c10まで増幅し、且つ、第2のAGCアンプ42で第2の目標振幅値c11まで増幅する際、微小変調信号c2による振幅変動を目標振幅値c11からの誤差として検出し、この誤差を積分器73で積分して得られる利得制御信号c1−1(同期検波用の信号c1−2)を、微小変調信号c2の検出値としても用いる。   That is, the optical signal output from the optical modulator 44 is branched and photoelectrically converted, then amplified to the first target amplitude value c10 by the first AGC amplifier 41, and the second AGC amplifier 42 When amplifying up to the target amplitude value c11 of 2, the amplitude variation due to the minute modulation signal c2 is detected as an error from the target amplitude value c11, and this error is integrated by the integrator 73 to obtain the gain control signal c1-1 (synchronization). The detection signal c1-2) is also used as a detection value of the minute modulation signal c2.

同期検波器49では、微小変調信号発生器46から出力される微小変調信号c2に基づいて、積分器73から出力される同期検波用の信号c1−2を同期検波することにより、光変調器44の動作点(バイアス点)の制御方向を判断する。
制御回路50では、同期検波器49で判断した前記制御方向に基づいて、光変調器44の動作点(バイアス点)が最適点になるように制御するための動作点制御信号c6を出力する。
加算器51では、前述のとおり、微小変調信号発生器46から出力される微小変調信号c2を、制御回路50から出力される動作点制御信号c6に重畳し、この微小変調信号c4を重畳した動作点制御信号c7を光変調器22へ出力する。
The synchronous detector 49 synchronously detects the synchronous detection signal c1-2 output from the integrator 73 on the basis of the minute modulation signal c2 output from the minute modulation signal generator 46, whereby the optical modulator 44 is detected. The control direction of the operating point (bias point) is determined.
The control circuit 50 outputs an operating point control signal c6 for controlling the operating point (bias point) of the optical modulator 44 to be an optimum point based on the control direction determined by the synchronous detector 49.
In the adder 51, as described above, the minute modulation signal c2 output from the minute modulation signal generator 46 is superimposed on the operating point control signal c6 output from the control circuit 50, and the minute modulation signal c4 is superimposed. The point control signal c7 is output to the optical modulator 22.

本構成における、各AGCアンプ41,42のループ帯域と微小変調信号c2の周波数との関係を、図6に示す。微小変調信号c2の周波数に対して、積分器63の時定数で決まる第1のAGCアンプ41のループ帯域の下限カットオフ周波数は低く、また、積分器73の時定数で決まる第2のAGCアンプ42のループ帯域の下限カットオフ周波数は高く設定される。図2及び図3で説明したとおり、第1のAGCアンプ41では、微小変調信号c2の成分(強度変調成分)が利得調整信号c13に現れず、且つ、その可変利得アンプ61の出力信号c12には微小変調信号c2の成分(強度変調成分)が重畳されたままである。一方、第2のAGCアンプ42では、微小変調信号c2の成分(強度変調成分)が利得調整信号c1−1に現れ、且つ、その可変利得アンプ71の出力信号c15から微小変調信号cの成分(強度変調成分)が打ち消されるように制御が働く。   FIG. 6 shows the relationship between the loop band of each AGC amplifier 41, 42 and the frequency of the minute modulation signal c2 in this configuration. The lower limit cutoff frequency of the loop band of the first AGC amplifier 41 determined by the time constant of the integrator 63 is lower than the frequency of the minute modulation signal c2, and the second AGC amplifier is determined by the time constant of the integrator 73. The lower limit cutoff frequency of the 42 loop band is set high. 2 and 3, in the first AGC amplifier 41, the component (intensity modulation component) of the minute modulation signal c2 does not appear in the gain adjustment signal c13, and the output signal c12 of the variable gain amplifier 61 does not. The component of the minute modulation signal c2 (intensity modulation component) remains superimposed. On the other hand, in the second AGC amplifier 42, the component (intensity modulation component) of the minute modulation signal c2 appears in the gain adjustment signal c1-1, and the component of the minute modulation signal c (from the output signal c15 of the variable gain amplifier 71) ( The control works so that the intensity modulation component) is canceled out.

図7は、本実施の形態例2の光位相制御回路を、QPSK変調器の直交制御用ABC回路に適用した場合の、TIA48の出力c9と、第2のAGCアンプ42(可変利得アンプ71)の出力c15、ならびに利得制御信号c1−1の波形の計算結果である。ここで、モニタPD47の入力は最小受信強度、微小変調信号c2の周波数は3MHz、動作点(バイアス点)は最適点から小さい側にずらした状態とした。図8は、モニタPD47の入力を最大受信強度にして図7と同じ計算を行ったものである。最小受信強度は、最大受信強度の1/100とした。   FIG. 7 shows the output c9 of the TIA 48 and the second AGC amplifier 42 (variable gain amplifier 71) when the optical phase control circuit of the second embodiment is applied to the quadrature control ABC circuit of the QPSK modulator. Of the output c15 and the waveform of the gain control signal c1-1. Here, the input of the monitor PD 47 is the minimum reception intensity, the frequency of the minute modulation signal c2 is 3 MHz, and the operating point (bias point) is shifted from the optimum point to the smaller side. FIG. 8 shows the same calculation as in FIG. 7 with the input of the monitor PD 47 as the maximum reception intensity. The minimum reception strength is 1/100 of the maximum reception strength.

これらの比較から、
・ 受信強度が2桁違っても第1及び第2のAGCアンプ41,42により、第2のAGCアンプ42(可変利得アンプ71)の出力振幅が所望の振幅(第2の目標振幅値c11)まで増幅できていること、
・ どちらの条件でも、第2のAGCアンプ42の利得制御信号c1−1には、3MHzの微小変調信号cの成分(強度変調成分)が現れていること、
・ これにより、非常に広いダイナミックレンジでの光変調器の動作点制御が可能であること、
がわかる。
From these comparisons,
Even if the reception intensity is different by two digits, the output amplitude of the second AGC amplifier 42 (variable gain amplifier 71) is a desired amplitude (second target amplitude value c11) by the first and second AGC amplifiers 41 and 42. Can be amplified to
Under either condition, the component (intensity modulation component) of the 3 MHz minute modulation signal c appears in the gain control signal c1-1 of the second AGC amplifier 42;
・ This makes it possible to control the operating point of the optical modulator with a very wide dynamic range.
I understand.

<実施の形態例3>
前述の実施の形態例1及び2においては、光送信装置に装備された光変調器の動作点を最適なものにするために本発明の光位相制御回路を用いた。本実施の形態例3及び後述の実施の形態例4では、本発明の光位相制御回路の別な利用例として、光受信装置に装備された遅延干渉計から所望の干渉光が出力されるよう、遅延干渉計内に設けられた光位相調整器の動作点(位相調整点)を最適なものにするために本発明の光位相制御回路を用いる例を説明する。遅延干渉計内に設けられた光位相調整器の動作点(位相調整点)を変動させると変化するのは光の位相であるが、遅延干渉計により光の強度の変化(変調)となって現れるため、光位相調整器の動作点(位相調整点)が最適か否かが検知可能となる。
まず、図9〜図11に基づき、光受信装置に装備された本発明の実施の形態例3に係る光位相制御回路について説明する。
<Embodiment 3>
In the foregoing first and second embodiments, the optical phase control circuit of the present invention is used to optimize the operating point of the optical modulator provided in the optical transmitter. In this third embodiment and later-described fourth embodiment, as another application example of the optical phase control circuit of the present invention, desired interference light is output from a delay interferometer provided in the optical receiver. An example in which the optical phase control circuit of the present invention is used to optimize the operating point (phase adjustment point) of the optical phase adjuster provided in the delay interferometer will be described. When the operating point (phase adjustment point) of the optical phase adjuster provided in the delay interferometer is changed, the light phase changes, but the delay interferometer changes the light intensity (modulation). Thus, it is possible to detect whether or not the operating point (phase adjustment point) of the optical phase adjuster is optimal.
First, the optical phase control circuit according to the third embodiment of the present invention provided in the optical receiver will be described with reference to FIGS.

図9に示すように、本実施の形態例3における光受信装置は、遅延干渉計を用いたDPSK受信回路であり、遅延干渉計81、バランス型PD82、TIA83、AGCアンプ84で構成される受信部と、その制御部(同期検波器85、制御回路86、加算器87、微小変調信号発生器88)から構成されている。AGCアンプ84の構成及び前記制御部の構成については、上記実施の形態例1と同様である。遅延干渉計81には、その透過周波数を制御する光位相調整器89が具備され、これに微小変調信号発生器88から出力される微小変調信号d1が重畳される。   As shown in FIG. 9, the optical receiving apparatus in the third embodiment is a DPSK receiving circuit using a delay interferometer, and includes a delay interferometer 81, a balanced PD 82, a TIA 83, and an AGC amplifier 84. And a control unit (synchronous detector 85, control circuit 86, adder 87, minute modulation signal generator 88). The configuration of the AGC amplifier 84 and the configuration of the control unit are the same as those in the first embodiment. The delay interferometer 81 is provided with an optical phase adjuster 89 for controlling the transmission frequency, and a minute modulation signal d1 output from the minute modulation signal generator 88 is superimposed on the optical phase adjuster 89.

光位相制御回路では、まず、光位相調整器89を具備した遅延干渉計81(光変調器を具備した装置に相当)から出力される光信号を、光電気変換手段(バランス型PD82、TIA83)で光電気変換して電気信号d2にする。具体的には、遅延干渉計81から各ポート90,91へ出力される光信号を、バランス型PD82で受光して電流信号d3とし、TIA83で電流信号d3に対応した電圧信号d2とする。   In the optical phase control circuit, first, an optical signal output from a delay interferometer 81 (corresponding to a device equipped with an optical modulator) provided with an optical phase adjuster 89 is converted into a photoelectric conversion means (balanced PD 82, TIA 83). Is converted into an electric signal d2. Specifically, an optical signal output from the delay interferometer 81 to each of the ports 90 and 91 is received by the balanced PD 82 to be a current signal d3, and a voltage signal d2 corresponding to the current signal d3 by the TIA 83.

そして、TIA83の出力信号d2が、AGCアンプ84で所望の振幅値(目標振幅値d4)になるように増幅される。
AGCアンプ84は、可変利得アンプ92の出力振幅を一定に保持できる(即ち振幅一定制御が可能な)ループ帯域の下限カットオフ周波数が、微小変調信号発生器88から出力される微小変調信号d1の周波数よりも高く設定されている。
このAGCアンプ84において、可変利得アンプ92では、積分器94から出力される利得制御信号d5−1に基づいて、光電気変換手段で光電気変換した電気信号d2を、目標振幅値d4となるように増幅する。
ピーク検出回路93では、可変利得アンプ92の出力振幅を検出する。即ち、ピーク検出回路93では、可変利得アンプ92の出力信号d6の振幅情報を電圧情報d7に変換する。
積分器94では、ピーク検出回路93で検出した前記出力振幅(電圧情報d7)と、目標振幅値d4とを比較し、この出力振幅(電圧情報d7)と目標振幅値d4との差分(誤差信号)を積分して得られる出力信号d5を、利得制御信号d5−1として可変利得アンプ92へ出力する。この利得制御信号d5−1に基づいて、可変利得アンプ92では、前述のとおり、光電変換後の信号d2が目標振幅値b10となるように増幅する(即ち、可変利得アンプ31の利得を、前記差分(誤差信号)がゼロになるように制御する)。また、積分器94では、その出力信号d5を、同期検波用の信号d5−2として同期検波器85へも出力する。
Then, the output signal d2 of the TIA 83 is amplified by the AGC amplifier 84 so as to have a desired amplitude value (target amplitude value d4).
The AGC amplifier 84 can maintain the output amplitude of the variable gain amplifier 92 constant (that is, the amplitude can be controlled constant), and the lower limit cutoff frequency of the loop band of the minute modulation signal d1 output from the minute modulation signal generator 88 is It is set higher than the frequency.
In this AGC amplifier 84, in the variable gain amplifier 92, the electrical signal d2 photoelectrically converted by the photoelectric conversion means based on the gain control signal d5-1 output from the integrator 94 becomes the target amplitude value d4. Amplify to.
The peak detection circuit 93 detects the output amplitude of the variable gain amplifier 92. That is, the peak detection circuit 93 converts the amplitude information of the output signal d6 of the variable gain amplifier 92 into voltage information d7.
The integrator 94 compares the output amplitude (voltage information d7) detected by the peak detection circuit 93 with a target amplitude value d4, and a difference (error signal) between the output amplitude (voltage information d7) and the target amplitude value d4. ) Is output to the variable gain amplifier 92 as a gain control signal d5-1. Based on the gain control signal d5-1, the variable gain amplifier 92 amplifies the signal d2 after photoelectric conversion to the target amplitude value b10 as described above (that is, the gain of the variable gain amplifier 31 is increased as described above). The difference (error signal) is controlled to be zero). Further, the integrator 94 outputs the output signal d5 to the synchronous detector 85 as a synchronous detection signal d5-2.

即ち、遅延干渉計81によって位相変調光から復調された強度変調光をバランス型PD82で光電変換後、AGCアンプ84で目標振幅値d4まで増幅する際、微小変調信号d1による振幅変動を目標振幅値d4からの誤差として検出し、この誤差を積分器94で積分して得られる利得制御信号d5−1(同期検波用の信号d5−2)を、微小変調信号d1の検出値としても用いる。   That is, when the intensity-modulated light demodulated from the phase-modulated light by the delay interferometer 81 is photoelectrically converted by the balance type PD 82 and then amplified to the target amplitude value d4 by the AGC amplifier 84, the amplitude fluctuation due to the minute modulation signal d1 is detected as the target amplitude value A gain control signal d5-1 (synchronous detection signal d5-2), which is detected as an error from d4 and integrated by the integrator 94, is also used as a detection value of the minute modulation signal d1.

同期検波器85では、微小変調信号発生器88から出力される微小変調信号d1に基づいて、積分器94から出力される同期検波用の信号d5−2を同期検波することにより、光位相調整器89の動作点(位相調整点)の制御方向を判断する。
制御回路86では、同期検波器85で判断した前記制御方向に基づいて、光位相調整器89の動作点(位相調整点)が最適点になるように制御するための動作点制御信号d8を出力する。
加算器87では、微小変調信号発生器88から出力される微小変調信号d1を、制御回路86から出力される動作点制御信号d8に重畳し、この微小変調信号d1を重畳した動作点制御信号d9を光位相調整器89へ出力する。
The synchronous detector 85 synchronously detects the synchronous detection signal d5-2 output from the integrator 94 on the basis of the minute modulation signal d1 output from the minute modulation signal generator 88, thereby providing an optical phase adjuster. The control direction of 89 operation points (phase adjustment points) is determined.
The control circuit 86 outputs an operating point control signal d8 for controlling the operating point (phase adjusting point) of the optical phase adjuster 89 to be the optimum point based on the control direction determined by the synchronous detector 85. To do.
In the adder 87, the minute modulation signal d1 output from the minute modulation signal generator 88 is superimposed on the operating point control signal d8 output from the control circuit 86, and the operating point control signal d9 is superimposed on the minute modulation signal d1. Is output to the optical phase adjuster 89.

図10及び図11に基づいて更に詳述する。遅延干渉計81の位相調整値と透過特性との関係を図10(a)に示す。図10(a)中に点線で示す最適な動作点(位相調整点)は、遅延干渉計81の透過特性最大(又は最小)、即ちバランス型PD82の各ポート90,91への入力ピーク強度が最大(又は最小)となる点である。この状態では、受信回路の出力振幅は最大となる。
動作点が最適点からずれるに従い、バランス型PD82の各ポート90,91への入力ピーク強度は小さくなるとともに、反対側へのポート(第1のポート90から第2のポート91、第2のポート91から第1のポート90)への漏れ光が大きくなる。このとき受信回路の出力振幅も動作最適点での振幅より小さい値となる。
制御で用いる微小変調信号d1は、定常的に光位相調整器89の動作点(位相調整点)を振動させるので、受信振幅には、周期的に減衰もしくは増大が現れる(図10(b)の波形)。
Further detailed description will be given based on FIG. 10 and FIG. FIG. 10A shows the relationship between the phase adjustment value of the delay interferometer 81 and the transmission characteristics. The optimum operating point (phase adjustment point) indicated by a dotted line in FIG. 10A is the transmission characteristic maximum (or minimum) of the delay interferometer 81, that is, the input peak intensity to each port 90, 91 of the balanced PD 82. This is the maximum (or minimum) point. In this state, the output amplitude of the receiving circuit is maximized.
As the operating point deviates from the optimum point, the input peak intensity to the ports 90 and 91 of the balanced PD 82 becomes smaller and the ports on the opposite side (from the first port 90 to the second port 91 and the second port) are reduced. The leakage light from 91 to the first port 90) increases. At this time, the output amplitude of the receiving circuit is also smaller than the amplitude at the optimum operation point.
Since the minute modulation signal d1 used in the control constantly vibrates the operating point (phase adjustment point) of the optical phase adjuster 89, the reception amplitude periodically attenuates or increases (in FIG. 10B). Waveform).

従来構成では、この変動を微小変調成分(強度変調成分)として検出し、最適点への動作点制御を行うが、制御最適点でも常に微小変調はかかるため、出力波形には微小変調成分(強度変調成分)が重畳されたままである。前述の通り、これはデータ信号への干渉となり、符号誤り率特性を劣化させることになる。   In the conventional configuration, this fluctuation is detected as a minute modulation component (intensity modulation component), and the operating point is controlled to the optimum point. (Modulation component) remains superimposed. As described above, this results in interference with the data signal and degrades the code error rate characteristic.

一方、本発明では、微小変調(強度変調)による振幅変動を検出し、これを補償する制御信号を同期検波することで制御の方向を判定する。従って、出力波形から微小変調成分(強度変調成分)の抑圧と、微小変調成分(強度変調成分)の抽出が同時に実現出来る。
図11は、本発明に係る出力波形と、従来構成に係る出力波形の比較である。この図11から、上述の通り、従来構成の出力にみられる微小変調信号が、本発明による構成の出力では大幅に抑圧されていることがわかる。
On the other hand, in the present invention, an amplitude variation due to minute modulation (intensity modulation) is detected, and the control direction is determined by synchronously detecting a control signal for compensating for the amplitude variation. Therefore, suppression of the minute modulation component (intensity modulation component) and extraction of the minute modulation component (intensity modulation component) can be realized simultaneously from the output waveform.
FIG. 11 is a comparison of the output waveform according to the present invention and the output waveform according to the conventional configuration. From FIG. 11, it can be seen that the minute modulation signal seen in the output of the conventional configuration is significantly suppressed in the output of the configuration according to the present invention as described above.

<実施の形態例4>
図12に基づき、光受信装置に装備された本発明の実施の形態例4に係る光位相制御回路について説明する。
<Embodiment 4>
Based on FIG. 12, the optical phase control circuit according to the fourth embodiment of the present invention provided in the optical receiver will be described.

図12に示すように、本実施の形態例4では、ダイナミックレンジを更に拡大するために、直列に接続された第1のAGCアンプ101(先頭のAGCアンプに相当)と、第2のAGCアンプ102(最後尾のAGCアンプに相当)とを用いている。そして、第2のAGCアンプ102の利得制御信号e1−1から微小変調信号e2の成分を抽出する構成としている。その他の構成については、上記実施の形態例3と同様である。   As shown in FIG. 12, in the fourth embodiment, in order to further expand the dynamic range, a first AGC amplifier 101 (corresponding to the first AGC amplifier) connected in series and a second AGC amplifier 102 (corresponding to the last AGC amplifier). The component of the minute modulation signal e2 is extracted from the gain control signal e1-1 of the second AGC amplifier 102. Other configurations are the same as those in the third embodiment.

詳述すると、まず、光位相調整器103を具備した遅延干渉計104(実施の形態例1及び2での光変調器を具備した装置に相当)から出力される光信号を、光電気変換手段(バランス型PD105、TIA106)で光電気変換して電気信号e3にする。具体的には、遅延干渉計104から各ポート107,108へ出力される光信号を、バランス型PD105で受光して電流信号e4とし、TIA106で電流信号e4に対応した電圧信号e3とする。そして、TIA106の出力信号e3が、前段の第1のAGCアンプ101で所望の振幅値(第1の目標振幅値e5)になるように増幅され、更に第1のAGCアンプ101の出力信号e7が、後段の第2のAGCアンプ102で所望の振幅値(第2の目標振幅値e6)になるように増幅される。第2の目標振幅値e6は第1の目標振幅値e5よりも大きな値に設定されている。   More specifically, first, an optical signal output from the delay interferometer 104 (corresponding to the apparatus including the optical modulator in the first and second embodiments) provided with the optical phase adjuster 103 is converted into a photoelectric conversion means. Photoelectric conversion is performed by (balance type PD105, TIA106) to obtain an electric signal e3. Specifically, an optical signal output from the delay interferometer 104 to each of the ports 107 and 108 is received by the balanced PD 105 as a current signal e4 and a voltage signal e3 corresponding to the current signal e4 by the TIA 106. Then, the output signal e3 of the TIA 106 is amplified by the first AGC amplifier 101 in the previous stage so as to have a desired amplitude value (first target amplitude value e5), and the output signal e7 of the first AGC amplifier 101 is further increased. Then, it is amplified by the second AGC amplifier 102 in the subsequent stage so as to have a desired amplitude value (second target amplitude value e6). The second target amplitude value e6 is set to a value larger than the first target amplitude value e5.

第1のAGCアンプ101は、利得可変アンプ111と、ピーク検出回路112と、積分器113とを備えた構成となっており、第2のAGCアンプ102は、利得可変アンプ121と、ピーク検出回路122と、積分器123とを備えた構成となっている。
そして、上記実施の形態例2の場合と同様に(図6参照)、第1のAGCアンプ101は、可変利得アンプ111の出力振幅を一定に保持できる(即ち振幅一定制御が可能な)ループ帯域の下限カットオフ周波数が、微小変調信号発生器109から出力される微小変調信号e2の周波数よりも低く設定され、第2のAGCアンプ102は、可変利得アンプ121の出力振幅を一定に保持できる(即ち振幅一定制御が可能な)ループ帯域の下限カットオフ周波数が、微小変調信号発生器109から出力される微小変調信号e2の周波数よりも高く設定されている。
The first AGC amplifier 101 includes a variable gain amplifier 111, a peak detection circuit 112, and an integrator 113. The second AGC amplifier 102 includes a variable gain amplifier 121, a peak detection circuit, and the like. 122 and an integrator 123 are provided.
As in the case of the second embodiment (see FIG. 6), the first AGC amplifier 101 can keep the output amplitude of the variable gain amplifier 111 constant (that is, the amplitude can be controlled constant). Is set lower than the frequency of the minute modulation signal e2 output from the minute modulation signal generator 109, and the second AGC amplifier 102 can keep the output amplitude of the variable gain amplifier 121 constant ( In other words, the lower limit cutoff frequency of the loop band in which constant amplitude control is possible is set higher than the frequency of the minute modulation signal e2 output from the minute modulation signal generator 109.

第1のAGCアンプ101において、可変利得アンプ111では、積分器113から出力される利得制御信号e8に基づいて、光電気変換手段で光電気変換した電気信号e3を、第1の目標振幅値e5となるように増幅する。
ピーク検出回路112では、可変利得アンプ111の出力振幅を検出する。即ち、ピーク検出回路112では、可変利得アンプ111の出力信号e7の振幅情報を電圧情報e9に変換する。
積分器113では、ピーク検出回路112で検出した前記出力振幅(電圧情報e9)と、第1の目標振幅値e5とを比較し、この出力振幅(電圧情報e9)と第1の目標振幅値e5との差分(誤差信号)を積分して得られる出力信号を、利得制御信号e8として可変利得アンプ111へ出力する。この利得制御信号e8に基づいて、可変利得アンプ111では、前述のとおり、光電変換後の信号e3が第1の目標振幅値e5となるように増幅する(即ち、可変利得アンプ111の利得を、前記差分(誤差信号)がゼロになるように制御する)。
In the first AGC amplifier 101, the variable gain amplifier 111 converts the electrical signal e3 photoelectrically converted by the photoelectric conversion means based on the gain control signal e8 output from the integrator 113 to the first target amplitude value e5. Amplify so that
The peak detection circuit 112 detects the output amplitude of the variable gain amplifier 111. That is, the peak detection circuit 112 converts the amplitude information of the output signal e7 of the variable gain amplifier 111 into voltage information e9.
The integrator 113 compares the output amplitude (voltage information e9) detected by the peak detection circuit 112 with the first target amplitude value e5, and this output amplitude (voltage information e9) and the first target amplitude value e5. An output signal obtained by integrating the difference (error signal) is output to the variable gain amplifier 111 as a gain control signal e8. Based on the gain control signal e8, the variable gain amplifier 111 amplifies the signal e3 after photoelectric conversion to the first target amplitude value e5 as described above (that is, the gain of the variable gain amplifier 111 is The difference (error signal) is controlled to be zero).

次に、第2のAGCアンプ112において、可変利得アンプ121では、積分器123から出力される利得制御信号e1−1に基づいて、前段の第1のAGCアンプ101における可変利得アンプ111から出力される信号e7を、第2の目標振幅値e6となるように増幅する。
ピーク検出回路122では、可変利得アンプ121の出力振幅を検出する。即ち、ピーク検出回路122では、可変利得アンプ121の出力信号e10の振幅情報を電圧情報e11に変換する。
積分器123では、ピーク検出回路122で検出した前記出力振幅(電圧情報e11)と、第2の目標振幅値e6とを比較し、この出力振幅(電圧情報e11)と第2の目標振幅値e6との差分(誤差信号)を積分して得られる出力信号e1を、利得制御信号e1−1として可変利得アンプ121へ出力する。この利得制御信号e1−1に基づいて、可変利得アンプ121では、前述のとおり、前段の第1のAGCアンプ101における可変利得アンプ111から出力される信号e7を、第2の目標振幅値e6となるように増幅する(即ち、可変利得アンプ121の利得を、前記差分(誤差信号)がゼロになるように制御する)。また、積分器123では、その出力信号e1を、同期検波用の信号e1−2として同期検波器110へも出力する。
Next, in the second AGC amplifier 112, the variable gain amplifier 121 outputs the variable gain amplifier 111 in the first AGC amplifier 101 in the previous stage based on the gain control signal e1-1 output from the integrator 123. The signal e7 is amplified so as to become the second target amplitude value e6.
The peak detection circuit 122 detects the output amplitude of the variable gain amplifier 121. That is, the peak detection circuit 122 converts the amplitude information of the output signal e10 of the variable gain amplifier 121 into voltage information e11.
The integrator 123 compares the output amplitude (voltage information e11) detected by the peak detection circuit 122 with the second target amplitude value e6, and this output amplitude (voltage information e11) and the second target amplitude value e6. Is output to the variable gain amplifier 121 as a gain control signal e1-1. Based on the gain control signal e1-1, in the variable gain amplifier 121, as described above, the signal e7 output from the variable gain amplifier 111 in the first AGC amplifier 101 in the previous stage is converted to the second target amplitude value e6. (That is, the gain of the variable gain amplifier 121 is controlled so that the difference (error signal) becomes zero). Further, the integrator 123 outputs the output signal e1 to the synchronous detector 110 as a synchronous detection signal e1-2.

即ち、遅延干渉計104によって位相変調光から復調された強度変調光をバランス型PD105で光電変換後、第1のAGCアンプ101で第1の目標振幅値e5まで増幅し、第2のAGCアンプ102で第2の目標振幅値e6まで増幅する際、微小変調信号e2による振幅変動を目標振幅値e6からの誤差として検出し、この誤差を積分器123で積分して得られる利得制御信号e1−1(同期検波用の信号e1−2)を、微小変調信号d1の検出値としても用いる。   That is, the intensity-modulated light demodulated from the phase-modulated light by the delay interferometer 104 is photoelectrically converted by the balance type PD 105, amplified by the first AGC amplifier 101 to the first target amplitude value e 5, and then the second AGC amplifier 102. When the amplitude is amplified to the second target amplitude value e6, the amplitude fluctuation due to the minute modulation signal e2 is detected as an error from the target amplitude value e6, and this error is integrated by the integrator 123 to obtain the gain control signal e1-1. (Signal e1-2 for synchronous detection) is also used as a detection value of the minute modulation signal d1.

同期検波器110では、微小変調信号発生器109から出力される微小変調信号e2に基づいて、積分器123から出力される同期検波用の信号e1−2を同期検波することにより、光位相調整器103の動作点(位相調整点)の制御方向を判断する。
制御回路114では、同期検波器110で判断した前記制御方向に基づいて、光位相調整器103の動作点(位相調整点)が最適点になるように制御するための動作点制御信号e12を出力する。
加算器112では、微小変調信号発生器109から出力される微小変調信号e2を、制御回路114から出力される動作点制御信号e12に重畳し、この微小変調信号e2を重畳した動作点制御信号e13を光位相調整器103へ出力する。
The synchronous detector 110 synchronously detects the synchronous detection signal e1-2 output from the integrator 123 based on the minute modulation signal e2 output from the minute modulation signal generator 109, thereby providing an optical phase adjuster. The control direction of the operating point (phase adjustment point) 103 is determined.
The control circuit 114 outputs an operating point control signal e12 for controlling the operating point (phase adjusting point) of the optical phase adjuster 103 to be an optimum point based on the control direction determined by the synchronous detector 110. To do.
In the adder 112, the minute modulation signal e2 output from the minute modulation signal generator 109 is superimposed on the operating point control signal e12 output from the control circuit 114, and the operating point control signal e13 is superimposed on the minute modulation signal e2. Is output to the optical phase adjuster 103.

なお、上記実施の形態例2,4では、2つのAGCアンプを用いているが、これに限定するものではなく、3つ以上のAGCアンプを用いてダイナミックレンジを拡大するようにしてもよい。即ち、本発明の光位相制御回路は、直列に接続された3段以上(例えば3段)のAGCアンプと、同期検波器と、制御回路と、微小変調信号発生器と、加算器とを備えた構成であってもよい。   In the second and fourth embodiments, two AGC amplifiers are used. However, the present invention is not limited to this, and the dynamic range may be expanded using three or more AGC amplifiers. That is, the optical phase control circuit of the present invention includes three or more (for example, three stages) AGC amplifiers connected in series, a synchronous detector, a control circuit, a minute modulation signal generator, and an adder. It may be a configuration.

この場合も、AGCアンプが2段の場合と同様である。即ち、3段以上のAGCアンプは何れも、可変利得アンプとピーク検出回路と積分器とを有する構成とする。後段のAGCアンプほど大きな目標振幅値を設定する。
そして、3段以上のAGCアンプのうちの最後尾(3段の場合には3段目)のAGCアンプはループ帯域の下限カットオフ周波数が、前記微小変調信号発生器から出力される微小変調信号の周波数よりも高く設定し、3段以上のAGCアンプのうちの最後尾以外(3段の場合には1段目(先頭)及び2段目)のAGCアンプはループ帯域の下限カットオフ周波数が、前記微小変調信号発生器から出力される前記微小変調信号の周波数よりも低く設定する。
また、3段以上のAGCアンプのうちの先頭(1段目)のAGCアンプにおいては、前記可変利得アンプでは、前記積分器から出力される利得制御信号に基づいて、光変調器又は光変調器を具備した装置(遅延干渉計)から出力される光信号を光電気変換手段で光電気変換した電気信号を、目標振幅値となるように増幅し、前記ピーク検出回路では、前記可変利得アンプの出力振幅を検出し、前記積分器では、前記ピーク検出回路で検出した前記出力振幅と前記目標振幅値との差分を積分して得られる出力信号を、前記利得制御信号として前記可変利得アンプへ出力する。
前記複数段のAGCアンプのうちの先頭以外(3段の場合には2段目と3段目(最後尾))のAGCアンプにおいては、前記可変利得アンプでは、前記積分器から出力される利得制御信号に基づいて、前段(3段の場合には、2段目に対しては先頭(1段目)、最後尾(3段目)に対しては2段目)のAGCアンプにおける可変利得アンプから出力される信号を、目標振幅値となるように増幅し、前記ピーク検出回路では、前記可変利得アンプの出力振幅を検出し、前記積分器では、前記ピーク検出回路で検出した前記出力振幅と前記目標振幅値との差分を積分して得られる出力信号を、前記利得制御信号として前記可変利得アンプへ出力し、且つ、最後尾(3段の場合には3段目)のAGCアンプにおける前記積分器では、その出力信号を、同期検波用の信号として前記同期検波器へも出力する。
前記同期検波器では、前記微小変調信号発生器から出力される前記微小変調信号に基づいて、最後尾(3段の場合には3段目)のAGCアンプの前記同期検波用の信号を同期検波することにより、前記光変調器(遅延干渉計であれば光位相調整器)の動作点の制御方向を判断する。前記制御回路では、前記同期検波器で判断した前記制御方向に基づいて、前記光変調器(遅延干渉計であれば光位相調整器)の動作点を制御するための動作点制御信号を出力する。前記加算器では、前記微小変調信号発生器から出力される前記微小変調信号を、前記制御回路から出力される前記動作点制御信号に重畳し、この微小変調信号を重畳した動作点制御信号を前記光変調器(遅延干渉計であれば光位相調整器)へ出力する。
This case is the same as the case where the AGC amplifier has two stages. That is, each of the three or more stages of AGC amplifiers is configured to include a variable gain amplifier, a peak detection circuit, and an integrator. A larger target amplitude value is set for the latter AGC amplifier.
Of the three or more stages of AGC amplifiers, the last AGC amplifier (the third stage in the case of three stages) has a lower limit cutoff frequency of the loop band, which is a minute modulation signal output from the minute modulation signal generator. The AGC amplifiers other than the last of three or more stages of AGC amplifiers (in the case of three stages, the first stage (first) and the second stage) have a lower cutoff frequency of the loop band. The frequency is set lower than the frequency of the minute modulation signal output from the minute modulation signal generator.
Also, in the first (first stage) AGC amplifier among the three or more stages of AGC amplifiers, the variable gain amplifier uses an optical modulator or an optical modulator based on a gain control signal output from the integrator. An electrical signal obtained by photoelectrically converting an optical signal output from a device (delay interferometer) having a photoelectric conversion means by a photoelectric conversion means is amplified so as to become a target amplitude value. An output amplitude is detected, and the integrator outputs an output signal obtained by integrating a difference between the output amplitude detected by the peak detection circuit and the target amplitude value to the variable gain amplifier as the gain control signal. To do.
In the AGC amplifiers other than the top of the plurality of stages of AGC amplifiers (in the case of three stages, the second stage and the third stage (tail)), in the variable gain amplifier, the gain output from the integrator Based on the control signal, the variable gain in the AGC amplifier at the front stage (in the case of three stages, the first stage for the second stage (second stage) and the second stage for the last stage (third stage)) The signal output from the amplifier is amplified so as to have a target amplitude value, the peak detection circuit detects the output amplitude of the variable gain amplifier, and the integrator detects the output amplitude detected by the peak detection circuit And an output signal obtained by integrating the difference between the target amplitude value and the target amplitude value is output to the variable gain amplifier as the gain control signal, and in the AGC amplifier at the end (third stage in the case of three stages) The integrator outputs the output signal. Examples signal synchronous detection also outputs to the synchronous detector.
In the synchronous detector, based on the minute modulation signal output from the minute modulation signal generator, the signal for synchronous detection of the AGC amplifier at the tail (third stage in the case of three stages) is synchronously detected. By doing so, the control direction of the operating point of the optical modulator (or optical phase adjuster in the case of a delay interferometer) is determined. The control circuit outputs an operating point control signal for controlling the operating point of the optical modulator (or optical phase adjuster in the case of a delay interferometer) based on the control direction determined by the synchronous detector. . In the adder, the minute modulation signal output from the minute modulation signal generator is superimposed on the operation point control signal output from the control circuit, and the operation point control signal on which the minute modulation signal is superimposed is Output to an optical modulator (or optical phase adjuster if a delay interferometer).

本発明は位相変調を利用した光通信システムを構成する光送信装置や光受信装置などに適用される光位相制御回路に関するものであり、光送信装置における光変調器や光受信装置における遅延干渉計の光位相調整器などに対して安定した動作点制御を行う場合に適用して有用なものである。   The present invention relates to an optical phase control circuit applied to an optical transmission device, an optical reception device, or the like constituting an optical communication system using phase modulation, and an optical modulator in an optical transmission device or a delay interferometer in an optical reception device. It is useful when applied to the case where stable operating point control is performed for an optical phase adjuster or the like.

21 光源
22 光変調器
23 ドライバ回路
24 モニタPD
25 TIA
26 AGCアンプ
27 同期検波器
28 制御回路
29 加算器
30 微小変調信号発生器
31 可変利得アンプ
32 ピーク検出回路
33 積分器
41 第1のAGCアンプ
42 第2のAGCアンプ
43 光源
44 光変調器
45 ドライバ回路
46 微小変調信号発生器
47 モニタPD
48 TIA
49 同期検波器
50 制御回路
51 加算器
61 可変利得アンプ
62 ピーク検出回路
63 積分器
71 可変利得アンプ
72 ピーク検出回路
73 積分器
81 遅延干渉計
82 バランス型PD
83 TIA
84 AGCアンプ
85 同期検波器
86 制御回路
87 加算器
88 微小変調信号発生器
89 光位相調整器
90 第1のポート
91 第2のポート
92 可変利得アンプ
93 ピーク検出回路
94 積分器
101 第1のAGCアンプ
102 第2のAGCアンプ
103 光位相調整器
104 遅延干渉計
105 バランス型PD
106 TIA
107 第1のポート
108 第2のポート
109 微小変調信号発生器
110 同期検波器
111 可変利得アンプ
112 ピーク検出回路
113 積分器
114 制御回路
121 可変利得アンプ
122 ピーク検出回路
123 積分器
21 Light source 22 Optical modulator 23 Driver circuit 24 Monitor PD
25 TIA
26 AGC amplifier 27 Synchronous detector 28 Control circuit 29 Adder 30 Small modulation signal generator 31 Variable gain amplifier 32 Peak detection circuit 33 Integrator 41 First AGC amplifier 42 Second AGC amplifier 43 Light source 44 Optical modulator 45 Driver Circuit 46 Minute modulation signal generator 47 Monitor PD
48 TIA
49 Synchronous detector 50 Control circuit 51 Adder 61 Variable gain amplifier 62 Peak detection circuit 63 Integrator 71 Variable gain amplifier 72 Peak detection circuit 73 Integrator 81 Delay interferometer 82 Balanced PD
83 TIA
84 AGC amplifier 85 Synchronous detector 86 Control circuit 87 Adder 88 Minute modulation signal generator 89 Optical phase adjuster 90 First port 91 Second port 92 Variable gain amplifier 93 Peak detection circuit 94 Integrator 101 First AGC Amplifier 102 Second AGC amplifier 103 Optical phase adjuster 104 Delay interferometer 105 Balanced PD
106 TIA
Reference Signs List 107 first port 108 second port 109 minute modulation signal generator 110 synchronous detector 111 variable gain amplifier 112 peak detection circuit 113 integrator 114 control circuit 121 variable gain amplifier 122 peak detection circuit 123 integrator

Claims (4)

光変調器の動作点を制御する光位相制御回路であって、
自動利得制御アンプと、同期検波器と、制御回路と、微小変調信号発生器と、加算器とを備えており、
前記自動利得制御アンプは可変利得アンプとピーク検出回路と積分器とを有し、且つ、ループ帯域の下限カットオフ周波数が前記微小変調信号発生器から出力される微小変調信号の周波数よりも高く設定されており、前記可変利得アンプでは、前記積分器から出力される利得制御信号に基づいて、前記光変調器又は前記光変調器を具備した装置から出力される光信号を光電気変換手段で光電気変換した電気信号を、目標振幅値となるように増幅し、前記ピーク検出回路では、前記可変利得アンプの出力振幅を検出し、前記積分器では、前記ピーク検出回路で検出した前記出力振幅と前記目標振幅値との差分を積分して得られる出力信号を、前記利得制御信号として前記可変利得アンプへ出力するとともに同期検波用の信号として前記同期検波器へも出力し、
前記同期検波器では、前記微小変調信号発生器から出力される前記微小変調信号に基づいて、前記積分器から出力される前記同期検波用の信号を同期検波することにより、前記光変調器の動作点の制御方向を判断し、
前記制御回路では、前記同期検波器で判断した前記制御方向に基づいて、前記光変調器の動作点が最適点になるように制御するための動作点制御信号を出力し、
前記加算器では、前記微小変調信号発生器から出力される前記微小変調信号を、前記制御回路から出力される前記動作点制御信号に重畳し、この微小変調信号を重畳した動作点制御信号を前記光変調器へ出力する、
ように構成されていることを特徴とする光位相制御回路。
An optical phase control circuit for controlling the operating point of the optical modulator,
An automatic gain control amplifier, a synchronous detector, a control circuit, a minute modulation signal generator, and an adder are provided.
The automatic gain control amplifier has a variable gain amplifier, a peak detection circuit, and an integrator, and the lower limit cutoff frequency of the loop band is set higher than the frequency of the minute modulation signal output from the minute modulation signal generator. In the variable gain amplifier, on the basis of the gain control signal output from the integrator, the optical signal output from the optical modulator or the device including the optical modulator is optically converted by the photoelectric conversion means. The electrical signal that has been electrically converted is amplified to a target amplitude value, the peak detection circuit detects the output amplitude of the variable gain amplifier, and the integrator detects the output amplitude detected by the peak detection circuit. An output signal obtained by integrating the difference from the target amplitude value is output to the variable gain amplifier as the gain control signal and the synchronous detection as a signal for synchronous detection Also output to,
The synchronous detector operates the optical modulator by synchronously detecting the synchronous detection signal output from the integrator based on the small modulation signal output from the small modulation signal generator. Determine the control direction of the point,
In the control circuit, based on the control direction determined by the synchronous detector, outputs an operating point control signal for controlling the operating point of the optical modulator to be an optimum point,
In the adder, the minute modulation signal output from the minute modulation signal generator is superimposed on the operation point control signal output from the control circuit, and the operation point control signal on which the minute modulation signal is superimposed is Output to the optical modulator,
An optical phase control circuit configured as described above.
光変調器の動作点を制御する光位相制御回路であって、
直列に接続された複数段の自動利得制御アンプと、同期検波器と、制御回路と、微小変調信号発生器と、加算器とを備えており、
前記複数段の自動利得制御アンプは何れも、可変利得アンプとピーク検出回路と積分器とを有し、後段の自動利得制御アンプほど大きな目標振幅値が設定され、且つ、前記複数段の自動利得制御アンプのうちの最後尾の自動利得制御アンプはループ帯域の下限カットオフ周波数が前記微小変調信号発生器から出力される微小変調信号の周波数よりも高く設定され、前記複数段の自動利得制御アンプのうちの最後尾以外の自動利得制御アンプはループ帯域の下限カットオフ周波数が前記微小変調信号発生器から出力される前記微小変調信号の周波数よりも低く設定されており、
前記複数段の自動利得制御アンプのうちの先頭の自動利得制御アンプにおいては、前記可変利得アンプでは、前記積分器から出力される利得制御信号に基づいて、前記光変調器又は前記光変調器を具備した装置から出力される光信号を光電気変換手段で光電気変換した電気信号を、目標振幅値となるように増幅し、前記ピーク検出回路では、前記可変利得アンプの出力振幅を検出し、前記積分器では、前記ピーク検出回路で検出した前記出力振幅と前記目標振幅値との差分を積分して得られる出力信号を、前記利得制御信号として前記可変利得アンプへ出力し、
前記複数段の自動利得制御アンプのうちの先頭以外の自動利得制御アンプにおいては、前記可変利得アンプでは、前記積分器から出力される利得制御信号に基づいて、前段の自動利得制御アンプにおける可変利得アンプから出力される信号を、目標振幅値となるように増幅し、前記ピーク検出回路では、前記可変利得アンプの出力振幅を検出し、前記積分器では、前記ピーク検出回路で検出した前記出力振幅と前記目標振幅値との差分を積分して得られる出力信号を、前記利得制御信号として前記可変利得アンプへ出力し、且つ、前記最後尾の自動利得制御アンプにおける前記積分器では、その前記出力信号を、同期検波用の信号として前記同期検波器へも出力し、
前記同期検波器では、前記微小変調信号発生器から出力される前記微小変調信号に基づいて、前記最後尾の自動利得制御アンプの前記積分器から出力される前記同期検波用の信号を同期検波することにより、前記光変調器の動作点の制御方向を判断し、
前記制御回路では、前記同期検波器で判断した前記制御方向に基づいて、前記光変調器の動作点が最適点になるように制御するための動作点制御信号を出力し、
前記加算器では、前記微小変調信号発生器から出力される前記微小変調信号を、前記制御回路から出力される前記動作点制御信号に重畳し、この微小変調信号を重畳した動作点制御信号を前記光変調器へ出力する、
ように構成されていることを特徴とする光位相制御回路。
An optical phase control circuit for controlling the operating point of the optical modulator,
A plurality of stages of automatic gain control amplifiers connected in series, a synchronous detector, a control circuit, a minute modulation signal generator, and an adder,
Each of the multiple-stage automatic gain control amplifiers has a variable gain amplifier, a peak detection circuit, and an integrator, and a larger target amplitude value is set in the subsequent-stage automatic gain control amplifier, and the multiple-stage automatic gain control amplifiers. The automatic gain control amplifier at the end of the control amplifier is configured such that the lower limit cutoff frequency of the loop band is set higher than the frequency of the minute modulation signal output from the minute modulation signal generator, and the plurality of stages of automatic gain control amplifiers The automatic gain control amplifier other than the tail of the lower limit cutoff frequency of the loop band is set lower than the frequency of the minute modulation signal output from the minute modulation signal generator,
In the first automatic gain control amplifier among the plurality of stages of automatic gain control amplifiers, the variable gain amplifier includes the optical modulator or the optical modulator based on a gain control signal output from the integrator. An electrical signal obtained by photoelectrically converting an optical signal output from the device provided by the photoelectric conversion means is amplified so as to become a target amplitude value, and the peak detection circuit detects an output amplitude of the variable gain amplifier, In the integrator, an output signal obtained by integrating the difference between the output amplitude detected by the peak detection circuit and the target amplitude value is output to the variable gain amplifier as the gain control signal,
In the automatic gain control amplifiers other than the top of the plurality of stages of automatic gain control amplifiers, the variable gain amplifier uses the variable gain in the preceding stage automatic gain control amplifier based on the gain control signal output from the integrator. The signal output from the amplifier is amplified so as to have a target amplitude value, the peak detection circuit detects the output amplitude of the variable gain amplifier, and the integrator detects the output amplitude detected by the peak detection circuit An output signal obtained by integrating the difference between the target amplitude value and the target amplitude value is output to the variable gain amplifier as the gain control signal, and the integrator in the last automatic gain control amplifier outputs the output signal. The signal is also output to the synchronous detector as a signal for synchronous detection,
In the synchronous detector, the synchronous detection signal output from the integrator of the last automatic gain control amplifier is synchronously detected based on the minute modulation signal output from the minute modulation signal generator. By determining the control direction of the operating point of the optical modulator,
In the control circuit, based on the control direction determined by the synchronous detector, outputs an operating point control signal for controlling the operating point of the optical modulator to be an optimum point,
In the adder, the minute modulation signal output from the minute modulation signal generator is superimposed on the operation point control signal output from the control circuit, and the operation point control signal on which the minute modulation signal is superimposed is Output to the optical modulator,
An optical phase control circuit configured as described above.
請求項1又は2に記載する光位相制御回路において、
前記光変調器は、光送信装置に装備され、光源から出力される連続光をデータ信号に基づいて位相変調するためのものであることを特徴とする光位相制御回路。
In the optical phase control circuit according to claim 1 or 2,
The optical phase control circuit according to claim 1, wherein the optical modulator is provided in an optical transmission device and is for phase-modulating continuous light output from a light source based on a data signal.
請求項1又は2に記載する光位相制御回路において、
前記光変調器を具備した装置は、位相変調光を受信するために光受信装置に装備された遅延干渉計であり、前記光変調器は前記遅延干渉計に具備された光位相調整器であることを特徴とする光位相制御回路。
In the optical phase control circuit according to claim 1 or 2,
The apparatus provided with the optical modulator is a delay interferometer provided in the optical receiver for receiving phase-modulated light, and the optical modulator is an optical phase adjuster provided in the delay interferometer. An optical phase control circuit.
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