JPH0879077A - Ad変換器および該変換器を実施するad変換システム - Google Patents
Ad変換器および該変換器を実施するad変換システムInfo
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- JPH0879077A JPH0879077A JP7210244A JP21024495A JPH0879077A JP H0879077 A JPH0879077 A JP H0879077A JP 7210244 A JP7210244 A JP 7210244A JP 21024495 A JP21024495 A JP 21024495A JP H0879077 A JPH0879077 A JP H0879077A
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- H03M1/64—Analogue/digital converters with intermediate conversion to phase of sinusoidal or similar periodical signals
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F7/00—Optical analogue/digital converters
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 AD変換器の動特性を改善する。
【解決手段】 NビットAD変換器1は、変換する電気
信号V(t)によって制御される電気光位相変調器2の
出力における位相差を非常に正確に符号化することによ
り、分解能を3ビットだけ大きくすることが可能であ
る。得られた光信号A(t)およびB(t)は、位相の
サインおよびコサインの関数である電気信号C(t)お
よびS(t)を出力する電気光素子3によって処理させ
る。符号化手段4は、0と2πの間の4つの連続したセ
クタに分割された三角関数の円の対称性を利用して、位
相のホーム・セクタと無関係に、得られた電気信号の絶
対値をN−3ビットで符号化する。コード変換手段5
は、N−3ビットで符号化されたサインおよびコサイン
の数値を利用して、ホーム・セクタの関数として、Nビ
ットで電気信号の数値Vを出力する。
信号V(t)によって制御される電気光位相変調器2の
出力における位相差を非常に正確に符号化することによ
り、分解能を3ビットだけ大きくすることが可能であ
る。得られた光信号A(t)およびB(t)は、位相の
サインおよびコサインの関数である電気信号C(t)お
よびS(t)を出力する電気光素子3によって処理させ
る。符号化手段4は、0と2πの間の4つの連続したセ
クタに分割された三角関数の円の対称性を利用して、位
相のホーム・セクタと無関係に、得られた電気信号の絶
対値をN−3ビットで符号化する。コード変換手段5
は、N−3ビットで符号化されたサインおよびコサイン
の数値を利用して、ホーム・セクタの関数として、Nビ
ットで電気信号の数値Vを出力する。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、新しいアナログ・
デジタル変換器アーキテクチャ、および該変換器を具体
化するアナログ・デジタル変換システムに関する。
デジタル変換器アーキテクチャ、および該変換器を具体
化するアナログ・デジタル変換システムに関する。
【0002】
【従来の技術】アナログ・デジタル変換器(以下ADC
と呼ぶ)は、アナログ・データとして入力される情報を
デジタル処理するために、多くの技術分野、特に情報処
理量が非常に大きい電気通信およびレーダの分野におい
て広く使用されている。
と呼ぶ)は、アナログ・データとして入力される情報を
デジタル処理するために、多くの技術分野、特に情報処
理量が非常に大きい電気通信およびレーダの分野におい
て広く使用されている。
【0003】ADC機能に必要とされる2つの主要な性
能は、処理する信号に対する高い動特性、高い情報入力
速度を必要とする最適処理速度であり、さらに、ナイキ
ストの判別法を考慮するために、使用される回路のクロ
ック周波数が、符号化する信号のスペクトルにおける最
大周波数の少なくとも2倍でなければならないことが周
知である。
能は、処理する信号に対する高い動特性、高い情報入力
速度を必要とする最適処理速度であり、さらに、ナイキ
ストの判別法を考慮するために、使用される回路のクロ
ック周波数が、符号化する信号のスペクトルにおける最
大周波数の少なくとも2倍でなければならないことが周
知である。
【0004】符号化の分野において遭遇する問題点は、
良好な動特性と良好な広帯域性能とを同時に得ることが
容易でないことに関係する。
良好な動特性と良好な広帯域性能とを同時に得ることが
容易でないことに関係する。
【0005】最先端のADCには、第1に、高速である
かまたは良好な動特性を有する純電気変換器(ランプ形
ADC、連続的な近似を有するADC、フラッシュ形A
DC等)、第2に、非常に広帯域(1ないし2GHz)
であるが、比較的動特性が小さい(4ビット)電気光学
効果変換器がある。論文"Wide-band electro-optic gui
ded-wave analogue-to-digital converters"(広帯域電
気光導波AD変換器)(IEEE、Vol.72、N
o.7、1984年7月)は、この第2の種類の変換器
を記載している。
かまたは良好な動特性を有する純電気変換器(ランプ形
ADC、連続的な近似を有するADC、フラッシュ形A
DC等)、第2に、非常に広帯域(1ないし2GHz)
であるが、比較的動特性が小さい(4ビット)電気光学
効果変換器がある。論文"Wide-band electro-optic gui
ded-wave analogue-to-digital converters"(広帯域電
気光導波AD変換器)(IEEE、Vol.72、N
o.7、1984年7月)は、この第2の種類の変換器
を記載している。
【0006】後者の型式の変換器は、光入力信号を受け
取り、同じ長さの2つの光チャネルにおいて全く同じ出
力を有する2つの成分を出力する光分周器が出力に結合
された電気光学結晶からなるMach−Zehnder
干渉計変調器を使用しており、これらのチャネルの出力
にある光結合器は、チャネルから出力される信号を結合
する。変調器はまた2つの電極を備えており、1つは接
地され、他の1つは変換するアナログ信号(例えば、電
圧)を受信する。電界E(t)は、電気信号V(t)を
印加する結果生じるものである。ポッケルス効果は、電
気光学結晶に使用される材料の屈折率がこの電界E
(t)とともに直線的に変化することを説明している。
再結合の前は、2つの光チャネルからの出力において2
つの光信号の間に位相差φ(t)が存在し、次式で表さ
れる。
取り、同じ長さの2つの光チャネルにおいて全く同じ出
力を有する2つの成分を出力する光分周器が出力に結合
された電気光学結晶からなるMach−Zehnder
干渉計変調器を使用しており、これらのチャネルの出力
にある光結合器は、チャネルから出力される信号を結合
する。変調器はまた2つの電極を備えており、1つは接
地され、他の1つは変換するアナログ信号(例えば、電
圧)を受信する。電界E(t)は、電気信号V(t)を
印加する結果生じるものである。ポッケルス効果は、電
気光学結晶に使用される材料の屈折率がこの電界E
(t)とともに直線的に変化することを説明している。
再結合の前は、2つの光チャネルからの出力において2
つの光信号の間に位相差φ(t)が存在し、次式で表さ
れる。
【数10】 ここで、λは干渉計への入力における光信号の波長、L
は光チャネルの長さ、または電気光線路の相互作用長で
ある。kは定数。V(t)は符号化するアナログ電圧で
ある。
は光チャネルの長さ、または電気光線路の相互作用長で
ある。kは定数。V(t)は符号化するアナログ電圧で
ある。
【0007】過去の文献に記載されている電気光学効果
を用いたADCは、いくつかのMach−Zehnde
r干渉計を並列に使用しており、相互作用長が2乗に比
例して増加するため、変換する信号V(t)は個々の干
渉計に印加される。次いで、各干渉計の出力における再
結合信号は復調され、共通基準限度と比較されて、比較
の結果によって決まる2進数を発生させる。得られるす
べての2進値は信号V(t)のディジタル化された値を
形成する。
を用いたADCは、いくつかのMach−Zehnde
r干渉計を並列に使用しており、相互作用長が2乗に比
例して増加するため、変換する信号V(t)は個々の干
渉計に印加される。次いで、各干渉計の出力における再
結合信号は復調され、共通基準限度と比較されて、比較
の結果によって決まる2進数を発生させる。得られるす
べての2進値は信号V(t)のディジタル化された値を
形成する。
【0008】他の周知の同等な代案は、同じ相互作用長
を有するいくつかの干渉計を並列に使用して、干渉計を
変換する電圧に比例する1/2乗に比例して減少する電
圧によって駆動することである。
を有するいくつかの干渉計を並列に使用して、干渉計を
変換する電圧に比例する1/2乗に比例して減少する電
圧によって駆動することである。
【0009】しかしながら、どちらの場合も、得られた
変換器は、得られる各分解ビットについて1つの干渉計
が必要であるので動特性が小さい。
変換器は、得られる各分解ビットについて1つの干渉計
が必要であるので動特性が小さい。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、Ma
ch−Zehnder干渉計などの電気光手段を使用す
ることによって、既存のAD変換器(以下基本AD変換
器と呼ぶ)の動特性を向上させることができる新しいA
DCアーキテクチャを提案することである。
ch−Zehnder干渉計などの電気光手段を使用す
ることによって、既存のAD変換器(以下基本AD変換
器と呼ぶ)の動特性を向上させることができる新しいA
DCアーキテクチャを提案することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】さらに詳細には、本発明
の第1の特徴は、ビット数Nで符号化された数値Vの電
気信号を出力するAD変換器において、光入力信号およ
び変換する電気信号を受信し、変換する電気信号の関数
として直線的に変化する位相差が相互に関係している第
1および第2の光信号を出力する、所定の相互作用長L
で位相変調の電気光手段と、第1および第2の電気信号
が入力され、少なくともそれぞれ前記位相差のサインお
よびコサイン関数である、第1および第2の電気信号を
出力する光電気素子と、第1および第2の電気信号の絶
対値を、[N−3]ビットで符号化されたデジタル形式
で抽出する符号化手段であって、三角関数の円を2Πラ
ジアンに分割する4つの可能な連続したセクタのうちの
1つであるホーム・セクタ位相差を参照して、絶対値を
符号化するように調整された最大符号化動特性を有する
符号化手段と、[N−3]ビットで符号化された絶対値
および所与のホーム・セクタから始めて、前記位相差を
Nビットで符号化することによって、前記数値Vを出力
するコード変換手段と、を含むAD変換器である。
の第1の特徴は、ビット数Nで符号化された数値Vの電
気信号を出力するAD変換器において、光入力信号およ
び変換する電気信号を受信し、変換する電気信号の関数
として直線的に変化する位相差が相互に関係している第
1および第2の光信号を出力する、所定の相互作用長L
で位相変調の電気光手段と、第1および第2の電気信号
が入力され、少なくともそれぞれ前記位相差のサインお
よびコサイン関数である、第1および第2の電気信号を
出力する光電気素子と、第1および第2の電気信号の絶
対値を、[N−3]ビットで符号化されたデジタル形式
で抽出する符号化手段であって、三角関数の円を2Πラ
ジアンに分割する4つの可能な連続したセクタのうちの
1つであるホーム・セクタ位相差を参照して、絶対値を
符号化するように調整された最大符号化動特性を有する
符号化手段と、[N−3]ビットで符号化された絶対値
および所与のホーム・セクタから始めて、前記位相差を
Nビットで符号化することによって、前記数値Vを出力
するコード変換手段と、を含むAD変換器である。
【0012】本発明によれば、前述の2つのAD変換器
を使用して、(N−3)ビットを有する基本AD変換器
および2つのMach−Zehnder形電気光変調器
から始めて、さらにビット数nを追加して合計(N+
n)ビットとすることにより分解能を増大させることが
可能である。
を使用して、(N−3)ビットを有する基本AD変換器
および2つのMach−Zehnder形電気光変調器
から始めて、さらにビット数nを追加して合計(N+
n)ビットとすることにより分解能を増大させることが
可能である。
【0013】本発明の他の特徴は、前記に定義したよう
に少なくとも第1および第2のAD変換器を含む(N+
n)ビットによる変換システムにおいて、第1のAD変
換器がNビットで符号化された第1の数値V1 を出力
し、電気光手段が、変換する電気信号の最大変位に対し
て2n ×(2π)ラジアンにわたって変化することが可
能な第1の位相差(φ1 (t))を発生するようになっ
ており、Nビットで符号化された第2の数値V2 を出力
する第2の変換器が、変換する電気信号の前記最大変位
に対して2πラジアンで変化することが可能な第2の位
相差(φ2 (t))を発生させることが可能な電気光手
段を有しており、本システムが第1および第2の数値を
結合し、(N+n)ビットで復調された第3の数値V3
を出力するための素子も備えている変換システムであ
る。
に少なくとも第1および第2のAD変換器を含む(N+
n)ビットによる変換システムにおいて、第1のAD変
換器がNビットで符号化された第1の数値V1 を出力
し、電気光手段が、変換する電気信号の最大変位に対し
て2n ×(2π)ラジアンにわたって変化することが可
能な第1の位相差(φ1 (t))を発生するようになっ
ており、Nビットで符号化された第2の数値V2 を出力
する第2の変換器が、変換する電気信号の前記最大変位
に対して2πラジアンで変化することが可能な第2の位
相差(φ2 (t))を発生させることが可能な電気光手
段を有しており、本システムが第1および第2の数値を
結合し、(N+n)ビットで復調された第3の数値V3
を出力するための素子も備えている変換システムであ
る。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明およびその利点は、添付図
面を参照する以下の説明を読むことによってよりよく理
解されるであろう。
面を参照する以下の説明を読むことによってよりよく理
解されるであろう。
【0015】本発明による変換器および変換器システム
に使用されているAD変換原理は、変換する電気信号V
(t)により入力光信号の位相を変調することによって
得られる2つの光信号間の位相差φ(t)を、一定の相
互作用長にわたって非常に正確に符号化することに依存
するものである。符号化の精度は、光信号から位相差の
サインおよびコサインを発生させ、かつ4つの連続した
セクタに2πラジアンに分割された三角関数の円の対称
性を利用して、位相が実際に属しているセクタと無関係
にサインおよびコサインの絶対値を符号化することによ
り得られる。
に使用されているAD変換原理は、変換する電気信号V
(t)により入力光信号の位相を変調することによって
得られる2つの光信号間の位相差φ(t)を、一定の相
互作用長にわたって非常に正確に符号化することに依存
するものである。符号化の精度は、光信号から位相差の
サインおよびコサインを発生させ、かつ4つの連続した
セクタに2πラジアンに分割された三角関数の円の対称
性を利用して、位相が実際に属しているセクタと無関係
にサインおよびコサインの絶対値を符号化することによ
り得られる。
【0016】次いで、位相差は符号化された絶対値から
始めて、この場合、位相が属するセクタを考慮して符号
化される。
始めて、この場合、位相が属するセクタを考慮して符号
化される。
【0017】さらに、本発明により連続する4つのセク
タに分割された三角関数の円の対称性を利用して、本発
明によるAD変換器が、(N−3)ビットのみで符号化
し、3ビットの全分解利得を与える既存の変換器を用い
て、Nビットで符号化された数値Vの電気信号V(t)
をもたらせることを以下に示すことができる。
タに分割された三角関数の円の対称性を利用して、本発
明によるAD変換器が、(N−3)ビットのみで符号化
し、3ビットの全分解利得を与える既存の変換器を用い
て、Nビットで符号化された数値Vの電気信号V(t)
をもたらせることを以下に示すことができる。
【0018】図1は、本発明によってAD変換器1を作
成するのに使用される手段を、簡単化されたブロック図
の形式で示す。
成するのに使用される手段を、簡単化されたブロック図
の形式で示す。
【0019】図1に従えば、AD変換器1は、第1に、
光入力信号SL (t)およびNビットで変換する電気信
号V(t)から始めて、所定の相互作用長Lにわたって
位相変調を行うための電気光手段を備えている。例え
ば、これらの手段は、前述のようにMach−Zehn
der干渉計を形成するが、2つの光チャネルからの出
力は再結合されない。
光入力信号SL (t)およびNビットで変換する電気信
号V(t)から始めて、所定の相互作用長Lにわたって
位相変調を行うための電気光手段を備えている。例え
ば、これらの手段は、前述のようにMach−Zehn
der干渉計を形成するが、2つの光チャネルからの出
力は再結合されない。
【0020】光信号SL (t)が以下の形で表される場
合、
合、
【数11】 (ここで、I0 は最大信号強度およびω0 は信号パルス
である) 電気信号手段2は、以下の形で表される第1の光信号A
(t)および第2の光信号B(t)を出力する。
である) 電気信号手段2は、以下の形で表される第1の光信号A
(t)および第2の光信号B(t)を出力する。
【数12】 ここで、φ(t)は2つの光信号A(t)とB(t)の
間の位相差を表す。
間の位相差を表す。
【0021】位相差φの測定、したがってアナログ信号
V(t)の変換に関するあらゆる曖昧さをなくすため
に、変換する信号の最大変位に対して位相差が2πラジ
アンだけ変化するように、光チャネルの長さLを有する
電気光手段2を選択するのが好ましい。
V(t)の変換に関するあらゆる曖昧さをなくすため
に、変換する信号の最大変位に対して位相差が2πラジ
アンだけ変化するように、光チャネルの長さLを有する
電気光手段2を選択するのが好ましい。
【0022】さらに、AD変換器1は、2つの入力光信
号A(t)、B(t)を使用して、位相差のサイン関数
である少なくとも第1の電気信号S(t)を発生するこ
とが可能な電気光素子3、および同位相差のコサイン関
数である第2の電気信号C(t)を備えている。
号A(t)、B(t)を使用して、位相差のサイン関数
である少なくとも第1の電気信号S(t)を発生するこ
とが可能な電気光素子3、および同位相差のコサイン関
数である第2の電気信号C(t)を備えている。
【0023】符号化手段4は、(N−3)ビットで信号
S(t)およびC(t)の絶対値を符号化する。符号化
手段は、三角関数の円を2πラジアンに分割する4つの
可能なホーム・セクタの中の1つのセクタのみに属する
位相差φ(t)に対して、絶対値S、Cを符号化するよ
うに調整されている最大符号化動特性を有する。したが
って、符号化手段4は、以下に説明するように、相互作
用手段5を用いて(N−3)ビットで符号化したコサイ
ンおよびサインのCおよびSを出力し、次いで相互作用
手段5が、Nビットで符号化された数値Vの電気信号V
(t)を出力する。
S(t)およびC(t)の絶対値を符号化する。符号化
手段は、三角関数の円を2πラジアンに分割する4つの
可能なホーム・セクタの中の1つのセクタのみに属する
位相差φ(t)に対して、絶対値S、Cを符号化するよ
うに調整されている最大符号化動特性を有する。したが
って、符号化手段4は、以下に説明するように、相互作
用手段5を用いて(N−3)ビットで符号化したコサイ
ンおよびサインのCおよびSを出力し、次いで相互作用
手段5が、Nビットで符号化された数値Vの電気信号V
(t)を出力する。
【0024】図2aおよび図2bは、図1における電気
光素子および符号化およびコード変換の第1の実施例を
示す。本実施例では、入力における信号の絶対値を符号
化する基本AD変換器が初めから存在し、3ビットによ
る1ビット入力の符号であると仮定している。説明を簡
単にするために、以下では利用可能な基本ADCは8ビ
ットに加えて1符号ビットであると仮定している。
光素子および符号化およびコード変換の第1の実施例を
示す。本実施例では、入力における信号の絶対値を符号
化する基本AD変換器が初めから存在し、3ビットによ
る1ビット入力の符号であると仮定している。説明を簡
単にするために、以下では利用可能な基本ADCは8ビ
ットに加えて1符号ビットであると仮定している。
【0025】電気光手段2から出力される第1および第
2の光信号A(t)およびB(t)は、図2aにおける
電気光素子3aに入力される(図1参照)。電気光素子
2aは、以下の光学素子または電気光素子を用いて、そ
れぞれ位相差のサインおよびコサインによって決定され
る第1および第2の電気信号S(t)およびC(t)を
出力する。
2の光信号A(t)およびB(t)は、図2aにおける
電気光素子3aに入力される(図1参照)。電気光素子
2aは、以下の光学素子または電気光素子を用いて、そ
れぞれ位相差のサインおよびコサインによって決定され
る第1および第2の電気信号S(t)およびC(t)を
出力する。
【0026】信号A(t)およびB(t)は、まず、分
周器として使用されている2つの3dB光カプラ30お
よび33によって、出力の等しい2つの光信号に分割さ
れる。前記と同じ表記法を用いて、分周器30の光出力
チャネル31および32に関する光信号は、次の形で表
すことができる。
周器として使用されている2つの3dB光カプラ30お
よび33によって、出力の等しい2つの光信号に分割さ
れる。前記と同じ表記法を用いて、分周器30の光出力
チャネル31および32に関する光信号は、次の形で表
すことができる。
【数13】
【0027】同様に、分周器33の光出力チャネル34
および35の光信号は以下の形で表される。
および35の光信号は以下の形で表される。
【数14】
【0028】次いで、結合器として使用されている分周
器33光カプラ36aは、分周器カプラ33の出力34
と分周器30および32のうちの1つを結合し、以下の
形で光信号を出力する。
器33光カプラ36aは、分周器カプラ33の出力34
と分周器30および32のうちの1つを結合し、以下の
形で光信号を出力する。
【数15】
【0029】次いで、分周器33からの第2の光出力3
5は、信号に
5は、信号に
【数16】 の位相シフトを生じる光位相変調器に入力され、以下の
形の光信号を出力する。
形の光信号を出力する。
【数17】
【0030】次いで、この後者の信号は、第2の3dB
光結合器38aによって第1の分周器30からの出力に
結合され、以下の形で表される光信号を出力する。
光結合器38aによって第1の分周器30からの出力に
結合され、以下の形で表される光信号を出力する。
【数18】
【0031】次いで、2つの3dB結合器36aおよび
38aからの出力における光信号は、電気信号に変換さ
れ、それぞれ二次検出を行う光検出器39を通過する。
38aからの出力における光信号は、電気信号に変換さ
れ、それぞれ二次検出を行う光検出器39を通過する。
【0032】計算により、結合器36aに接続された光
検出器からの電気信号および結合器38aに接続された
光検出器は、定数項を除いて、以下の形になることが分
かる。
検出器からの電気信号および結合器38aに接続された
光検出器は、定数項を除いて、以下の形になることが分
かる。
【数19】
【0033】各光検出器33からの出力における差動増
幅器40aは、当分野の技術者に周知の方法を用いて、
それぞれ位相差φ(t)のサインおよびコサインの関数
である第1の電気信号S(t)および第2の電気信号C
(t)を出力するため、直流成分が不要になる。
幅器40aは、当分野の技術者に周知の方法を用いて、
それぞれ位相差φ(t)のサインおよびコサインの関数
である第1の電気信号S(t)および第2の電気信号C
(t)を出力するため、直流成分が不要になる。
【0034】図2bに従えば、符号化手段4aは、第1
の非制限的な実施では、図2bの電気光素子3aから出
力される2つの電気信号C(t)およびS(t)を入力
として受信するものであって、以下の素子を備えてい
る。
の非制限的な実施では、図2bの電気光素子3aから出
力される2つの電気信号C(t)およびS(t)を入力
として受信するものであって、以下の素子を備えてい
る。
【0035】信号を符号化することが可能な2つ基本A
DC40aは、電気信号C(t)およびS(t)を入力
として受信し、9ビットの数値を出力する。9ビットの
うち8ビットは入力の絶対値CまたはSを表し、1ビッ
トは符号を表す。本発明により、基本ADC40aは、
三角関数の円の4つのホーム・セクタのうちのいずれか
1つの位相差に対して、0と1の間のコサインまたはサ
インを表す1つの入力信号についての256個の可能な
符号化された絶対値を出力するように周知の方法で調整
されている。
DC40aは、電気信号C(t)およびS(t)を入力
として受信し、9ビットの数値を出力する。9ビットの
うち8ビットは入力の絶対値CまたはSを表し、1ビッ
トは符号を表す。本発明により、基本ADC40aは、
三角関数の円の4つのホーム・セクタのうちのいずれか
1つの位相差に対して、0と1の間のコサインまたはサ
インを表す1つの入力信号についての256個の可能な
符号化された絶対値を出力するように周知の方法で調整
されている。
【0036】コード変換手段5aは、二重アドレスRO
M50aを備えており、アドレスは、2つの基本ADC
40aから出力される符号化された絶対値CおよびSか
らなる。このメモリ50aは、セクタのサインおよびコ
サインの種々の可能な数値に対応する位相差φ(t)を
表す9ビットの予め記録された数値を含んでいる。位相
差の実際のホーム・セクタは2つのサインおよびコサイ
ンのビットによって与えられる。
M50aを備えており、アドレスは、2つの基本ADC
40aから出力される符号化された絶対値CおよびSか
らなる。このメモリ50aは、セクタのサインおよびコ
サインの種々の可能な数値に対応する位相差φ(t)を
表す9ビットの予め記録された数値を含んでいる。位相
差の実際のホーム・セクタは2つのサインおよびコサイ
ンのビットによって与えられる。
【0037】次いで、アセンブリ手段51aを使用し
て、11ビットの位相差の符号化数値を形成する。低位
9ビットは、ROM50aに読み込まれた符号化数値か
らなる。前記のコード変換の例としては、πラジアンよ
りわずかに小さい位相差は、Sの値が“0000000
0”に等しく、サイン符号ビットが“1”に等しく、C
の数が“11111111”に等しく、かつコサイン符
号ビットが“0”に等しい場合に相当する。したがっ
て、ROMから出力される値は“111111111”
となり、アセンブリから出力される値は“011111
11111”となる。
て、11ビットの位相差の符号化数値を形成する。低位
9ビットは、ROM50aに読み込まれた符号化数値か
らなる。前記のコード変換の例としては、πラジアンよ
りわずかに小さい位相差は、Sの値が“0000000
0”に等しく、サイン符号ビットが“1”に等しく、C
の数が“11111111”に等しく、かつコサイン符
号ビットが“0”に等しい場合に相当する。したがっ
て、ROMから出力される値は“111111111”
となり、アセンブリから出力される値は“011111
11111”となる。
【0038】図2aおよび2bを参照した前記の説明で
は、基本ADCが入力として受信する信号の符号を符号
化することが可能である、換言すれば、第1の電気信号
S(t)か、または第2の電気信号C(t)のどちらか
から入手可能であると仮定している。
は、基本ADCが入力として受信する信号の符号を符号
化することが可能である、換言すれば、第1の電気信号
S(t)か、または第2の電気信号C(t)のどちらか
から入手可能であると仮定している。
【0039】AD変換器が、例えば8ビットで信号S
(t)およびC(t)の絶対値だけをを符号化するAD
Cの代案を説明する。
(t)およびC(t)の絶対値だけをを符号化するAD
Cの代案を説明する。
【0040】この代案では、図1の電気光素子3は、S
(t)およびC(t)の他に、S(t)およびC(t)
と絶対値は同じであるが、符号は反対の第3および第4
の電気信号を出力する。以下では、これらの補助信号を
−S(t)および−C(t)のように表す。
(t)およびC(t)の他に、S(t)およびC(t)
と絶対値は同じであるが、符号は反対の第3および第4
の電気信号を出力する。以下では、これらの補助信号を
−S(t)および−C(t)のように表す。
【0041】図3aは、光学手段2によって出力される
光信号A(t)およびB(t)から、4つの電気信号S
(t)、−S(t)、C(t)および−C(t)を発生
する電気光素子3bの構成要素を示す簡略化されたブロ
ック図である(図1参照)。
光信号A(t)およびB(t)から、4つの電気信号S
(t)、−S(t)、C(t)および−C(t)を発生
する電気光素子3bの構成要素を示す簡略化されたブロ
ック図である(図1参照)。
【0042】光カプラおよび光変調器を含む素子3bの
光学部分において、図2aの素子3aと同一の素子は同
じ参照番号を含んでおり、これらについての説明は繰り
返さない。
光学部分において、図2aの素子3aと同一の素子は同
じ参照番号を含んでおり、これらについての説明は繰り
返さない。
【0043】しかしながら、ここでは図2aの2つの3
dBカプラ36aおよび38bは、
dBカプラ36aおよび38bは、
【数20】 を基準にした2つのハイブリッド光カプラ36bおよび
38bに置き換えられている。第1の結合カプラ36b
は、以下の関係式で表すことができる2つの光出力信号
を出力する。
38bに置き換えられている。第1の結合カプラ36b
は、以下の関係式で表すことができる2つの光出力信号
を出力する。
【数21】 第2のハイブリッド結合カプラ38bも、以下の関係式
で表すことができる2つの光信号を出力する
で表すことができる2つの光信号を出力する
【数22】
【0044】関係式(1)の系の2つの光信号は一組の
光検出器39に入力され、光検出器からの出力は差動増
幅器40bへの2つの入力となり、その2つの入力は第
1および第3の電気信号S(t)および−S(t)に対
応する。
光検出器39に入力され、光検出器からの出力は差動増
幅器40bへの2つの入力となり、その2つの入力は第
1および第3の電気信号S(t)および−S(t)に対
応する。
【0045】同様に、光検出器39と差動増幅器40b
の第2の組の直列結合は、関係式(2)の系の光信号か
ら始まる第2および第4の電気信号C(t)および−C
(t)を出力する。
の第2の組の直列結合は、関係式(2)の系の光信号か
ら始まる第2および第4の電気信号C(t)および−C
(t)を出力する。
【0046】図3aの電気光素子3bからの出力におい
て使用されている符号化手段は、図3bに概略的に示さ
れている。
て使用されている符号化手段は、図3bに概略的に示さ
れている。
【0047】符号化手段は、入力信号の絶対値だけを符
号化することが可能な4つの基本ADC40b、すなわ
ちS(t)、−S(t)、C(t)および−C(t)を
含んでいる。前記のように、ADCの最大符号化動特性
は、例えば8ビットで、1つのホーム・セクタに関して
0と1の間の絶対値を符号化するように調整されてい
る。
号化することが可能な4つの基本ADC40b、すなわ
ちS(t)、−S(t)、C(t)および−C(t)を
含んでいる。前記のように、ADCの最大符号化動特性
は、例えば8ビットで、1つのホーム・セクタに関して
0と1の間の絶対値を符号化するように調整されてい
る。
【0048】コード変換手段5bは、二重アドレスを有
する4つのROMを含んでおり、各ROMは、この位相
差φのホーム・セクタの関数として、11ビットで符号
化された位相差φ(t)の予め記録された数値を含んで
いる。実際、異なるメモリに含まれる数値は、ホーム・
セクタを示す2つの高位ビットが異なるだけである(0
とπ/2の間のφ(t)に対して“00”、π/2とπ
の間のφ(t)に対して“01”、πと3π/2の間の
φ(t)に対して“10”、3π/2の2πの間のφ
(t)に対して“11”)。
する4つのROMを含んでおり、各ROMは、この位相
差φのホーム・セクタの関数として、11ビットで符号
化された位相差φ(t)の予め記録された数値を含んで
いる。実際、異なるメモリに含まれる数値は、ホーム・
セクタを示す2つの高位ビットが異なるだけである(0
とπ/2の間のφ(t)に対して“00”、π/2とπ
の間のφ(t)に対して“01”、πと3π/2の間の
φ(t)に対して“10”、3π/2の2πの間のφ
(t)に対して“11”)。
【0049】各種のメモリは種々の基本ADCから派生
する数値SおよびCによってアドレスされる。
する数値SおよびCによってアドレスされる。
【0050】0とπ/2の間の角度セクタに対する第1
のメモリ50bは、それぞれ第1および第2の信号S
(t)およびC(t)から派生する数値SおよびCによ
ってアドレスされる。
のメモリ50bは、それぞれ第1および第2の信号S
(t)およびC(t)から派生する数値SおよびCによ
ってアドレスされる。
【0051】π/2とπの間の角度セクタに対する第2
のメモリ51bは、それぞれ第1および第4の信号S
(t)および−C(t)から派生する数値SおよびCに
よってアドレスされる。
のメモリ51bは、それぞれ第1および第4の信号S
(t)および−C(t)から派生する数値SおよびCに
よってアドレスされる。
【0052】πと3π/2の間の角度セクタに対する第
3のメモリ52bは、それぞれ第3および第4の信号−
S(t)および−C(t)から派生する数値SおよびC
によってアドレスされる。
3のメモリ52bは、それぞれ第3および第4の信号−
S(t)および−C(t)から派生する数値SおよびC
によってアドレスされる。
【0053】最後に、3π/2と2πの間の角度セクタ
に対する第4のメモリ53bは、それぞれ第3および第
2の信号−S(t)およびC(t)から派生する数値S
およびCによってアドレスされる。
に対する第4のメモリ53bは、それぞれ第3および第
2の信号−S(t)およびC(t)から派生する数値S
およびCによってアドレスされる。
【0054】したがって、前記によれば、本発明による
NビットADCは、電気光変調器、少なくとも2つの基
本ADC、符号化素子、および特定のコード変調素子手
段を使用することによって、既存の基本ADCの分解能
を3ビット増加させることが可能である。
NビットADCは、電気光変調器、少なくとも2つの基
本ADC、符号化素子、および特定のコード変調素子手
段を使用することによって、既存の基本ADCの分解能
を3ビット増加させることが可能である。
【0055】この型式の変換器の動作を最適化するため
にいくつかの予防手段を講じることが有益である。
にいくつかの予防手段を講じることが有益である。
【0056】電気光手段2への入力における光信号SL
(t)は、レーザ光源によってパルスの形で出力させる
のが好ましく、パルスの持続時間は手段2の光チャネル
の電気信号V(t)の通過時間(例えば、0.5ナノ秒
台)と一致する。レーザ光源の光出力は、光検出器から
の出力において、入力信号V(t)の通過帯域における
雑音以上のN−3ビットをRMS電圧にもたらすように
選択される。
(t)は、レーザ光源によってパルスの形で出力させる
のが好ましく、パルスの持続時間は手段2の光チャネル
の電気信号V(t)の通過時間(例えば、0.5ナノ秒
台)と一致する。レーザ光源の光出力は、光検出器から
の出力において、入力信号V(t)の通過帯域における
雑音以上のN−3ビットをRMS電圧にもたらすように
選択される。
【0057】さらに、入力信号V(t)は、レーザ信号
SL (t)との相互作用時に、信号レベルV(t)の振
幅を安定させるために、電気光手段2に印加する前に、
サンプラ・ブロッカに入力することが可能である。この
サンプラ・ブロッカは、AD変換器と同じ速度で動作
し、かつ同じ動特性、すなわちNビットを有していなけ
ればならない。
SL (t)との相互作用時に、信号レベルV(t)の振
幅を安定させるために、電気光手段2に印加する前に、
サンプラ・ブロッカに入力することが可能である。この
サンプラ・ブロッカは、AD変換器と同じ速度で動作
し、かつ同じ動特性、すなわちNビットを有していなけ
ればならない。
【0058】好ましくは、光電気素子3に使用される光
検出器3aまたは3bは、処理する信号の通過帯域と一
致する瞬時通過帯域を有していなければならない。
検出器3aまたは3bは、処理する信号の通過帯域と一
致する瞬時通過帯域を有していなければならない。
【0059】さらに、アナログ素子および基本ADCを
安定化させることが必要である。
安定化させることが必要である。
【0060】これは、コード変換テーブルを用いて、成
分(S(t)およびC(t))を有するベクトルの振幅
ρを測定し、若干の非直線性を修正することによって行
うことができる。すなわち、すべてが完全であれば、こ
の振幅ρは位相差と無関係に一定となり、関数ρ=f
(φ)は円になる。しかしながら、振幅ρは大きすぎた
り小さすぎたりする可能性があり、その場合、例えばレ
ーザの出力を変えることにより変換器の全利得を調整す
る必要がある。また、関数ρ=f(φ)は楕円形になる
場合があり、サインおよびコサインの関数である種々の
電気信号を得るために、振幅の相対利得を調整すること
によって修正する必要がある。要するに、ρの変動を記
述する関数を位相差の関数として分析すれば、逆作用に
よりある程度の欠陥を修正することができる。
分(S(t)およびC(t))を有するベクトルの振幅
ρを測定し、若干の非直線性を修正することによって行
うことができる。すなわち、すべてが完全であれば、こ
の振幅ρは位相差と無関係に一定となり、関数ρ=f
(φ)は円になる。しかしながら、振幅ρは大きすぎた
り小さすぎたりする可能性があり、その場合、例えばレ
ーザの出力を変えることにより変換器の全利得を調整す
る必要がある。また、関数ρ=f(φ)は楕円形になる
場合があり、サインおよびコサインの関数である種々の
電気信号を得るために、振幅の相対利得を調整すること
によって修正する必要がある。要するに、ρの変動を記
述する関数を位相差の関数として分析すれば、逆作用に
よりある程度の欠陥を修正することができる。
【0061】最後に、位相変調および位相外れ信号の生
成に使用される光電気手段2の相互作用長Lを短くする
のが有利な場合がある。これは、Mach−Zehnd
er干渉計を使用することによって行うことができ、そ
の場合、変換する信号V(t)は第1の電極に入力さ
れ、−V(t)は、前述のように接地する代わりに第2
の電極に入力される。
成に使用される光電気手段2の相互作用長Lを短くする
のが有利な場合がある。これは、Mach−Zehnd
er干渉計を使用することによって行うことができ、そ
の場合、変換する信号V(t)は第1の電極に入力さ
れ、−V(t)は、前述のように接地する代わりに第2
の電極に入力される。
【0062】したがって、電気光学手段2の出力におい
て得られる2つの光信号の位相差は、2φ(t)に等し
いことを示すことができる。したがって、電極への対称
入力は相互作用長Lを2分することになる。
て得られる2つの光信号の位相差は、2φ(t)に等し
いことを示すことができる。したがって、電極への対称
入力は相互作用長Lを2分することになる。
【0063】以下に、前述の種類の2つのNビットAD
変換器を並列に使用し、さらにnビットの分解能を得る
ことが可能な、換言すれば、電気信号V(t)を(N+
n)ビットで変換することが可能な変換システムについ
て説明する。
変換器を並列に使用し、さらにnビットの分解能を得る
ことが可能な、換言すれば、電気信号V(t)を(N+
n)ビットで変換することが可能な変換システムについ
て説明する。
【0064】これを行うために、本発明による変換シス
テムでは、使用される2つのAD変換器のうちの1つ
(精密変換器と呼ぶ)が、それ専用の光電気手段が変換
する入力信号V(t)の最大変位に対応する最大変位が
2n ×(2π)ラジアンに等しい位相差φ1 (t)を発
生するように調整されており、また、第2の(あいまい
さ除去変換器と呼ぶ)は、同じ入力信号V(t)の最大
変位に対応する最大変位が2πラジアンに等しい位相差
φ2 (t)を発生するように調整されている。
テムでは、使用される2つのAD変換器のうちの1つ
(精密変換器と呼ぶ)が、それ専用の光電気手段が変換
する入力信号V(t)の最大変位に対応する最大変位が
2n ×(2π)ラジアンに等しい位相差φ1 (t)を発
生するように調整されており、また、第2の(あいまい
さ除去変換器と呼ぶ)は、同じ入力信号V(t)の最大
変位に対応する最大変位が2πラジアンに等しい位相差
φ2 (t)を発生するように調整されている。
【0065】本システムを実施する可能な手段は2つあ
る。
る。
【0066】第1の場合、Lが、2n ×(2π)ラジア
ンに等しい位相差の最大変位を得るために精密変換器の
位相変調手段に与えられる相互作用長であるとすると、
あいまいさ除去変換器に対する相互作用長の値は、
ンに等しい位相差の最大変位を得るために精密変換器の
位相変調手段に与えられる相互作用長であるとすると、
あいまいさ除去変換器に対する相互作用長の値は、
【数23】 に固定される。この場合、同じ電気信号V(t)は2つ
の変換器に同時に入力される。
の変換器に同時に入力される。
【0067】代わりの実施例では、すべての点で同一で
ある2つの変換器を使用しており、電気信号V(t)が
精密変換器に入力され、
ある2つの変換器を使用しており、電気信号V(t)が
精密変換器に入力され、
【数24】 に等しい電気信号があいまいさ除去変換器に入力され
る。この代案は、
る。この代案は、
【数25】 が処理する帯域の雑音よりも大きい場合に可能である。
【0068】すべての場合において、同じ光信号SL
(t)が使用される2つの変換器に入力される。
(t)が使用される2つの変換器に入力される。
【0069】各変換器は、前述のようにNビットで符号
化された数値を出力する。入力信号V(t)をデジタル
化する最後の数値は、低位ビット用の精密変換器によっ
て出力されるNビット、およびあいまいさ除去変換器に
よって出力される低位のビットに対応する高位のnビッ
トからなる(N+n)ビットを含んでいる。
化された数値を出力する。入力信号V(t)をデジタル
化する最後の数値は、低位ビット用の精密変換器によっ
て出力されるNビット、およびあいまいさ除去変換器に
よって出力される低位のビットに対応する高位のnビッ
トからなる(N+n)ビットを含んでいる。
【0070】図4aは、15ビット変換システムにおけ
る第1の実施例を示す。図4では第1の変換器(精密変
換器)の相互作用長と第2の変換器(あいまいさ除去変
換器)の相互作用長が異なっている。
る第1の実施例を示す。図4では第1の変換器(精密変
換器)の相互作用長と第2の変換器(あいまいさ除去変
換器)の相互作用長が異なっている。
【0071】この図では、レーザ・モジュール8は、そ
れぞれ第1および第2の変換器の光電気手段21 および
22 に対して同時に入力信号SL (t)を出力する。変
換する電気信号V(t)は、好ましくはサンプラ・ブロ
ッカ7を通過した後、これらの変換器にも入力される。
精密変換電気光手段21 では、これらの手段からの出力
において2つの信号A1 (t)とB 1(t)の間の位相
差φ1 (t)が、信号V(t)の最大変位に対して25
πラジアンだけ変位するように、相互作用長が決定され
ている。
れぞれ第1および第2の変換器の光電気手段21 および
22 に対して同時に入力信号SL (t)を出力する。変
換する電気信号V(t)は、好ましくはサンプラ・ブロ
ッカ7を通過した後、これらの変換器にも入力される。
精密変換電気光手段21 では、これらの手段からの出力
において2つの信号A1 (t)とB 1(t)の間の位相
差φ1 (t)が、信号V(t)の最大変位に対して25
πラジアンだけ変位するように、相互作用長が決定され
ている。
【0072】さらに、あいまいさ除去変換電気光手段2
2 では、これらの手段から出力される2つの光信号A2
(t)とB2 (t)の間の位相差φ2 (t)が、信号V
(t)の最大変位に対して2πラジアンだけ変化するよ
うに、相互作用長が
2 では、これらの手段から出力される2つの光信号A2
(t)とB2 (t)の間の位相差φ2 (t)が、信号V
(t)の最大変位に対して2πラジアンだけ変化するよ
うに、相互作用長が
【数26】 に固定されている。信号A1 (t)およびB1 (t)
は、位相差φ1 (t)および位相差φ2 (t)をそれぞ
れ11ビットで符号化する第1の数値V1 および第2の
数値V2 を出力するように、図1における電気光素子
3、符号化手段4、およびコード変換手段5を含むブロ
ック10内で処理される。第1の変換器は、電気信号V
(t)の非常に正確な符号化が可能であるが、位相差φ
1 (t)については回転数に関するあいまいさが残る。
第2の変換器はこのあいまいさを除去することができ
る。数値V1 およびV2 は、15ビットで符号化された
信号V(t)を表す数値V3 を出力するアセンブリ素子
11に入力される。11の低次ビットは精密変換器から
出力される第1の数値V1 からなり、4つの高次ビット
は第2の数値V2 のうちの4つの低次ビットからなる。
システム全体の動作は、同じクロック9により、例えば
周波数330MHzの周波数で同期がとられている。
は、位相差φ1 (t)および位相差φ2 (t)をそれぞ
れ11ビットで符号化する第1の数値V1 および第2の
数値V2 を出力するように、図1における電気光素子
3、符号化手段4、およびコード変換手段5を含むブロ
ック10内で処理される。第1の変換器は、電気信号V
(t)の非常に正確な符号化が可能であるが、位相差φ
1 (t)については回転数に関するあいまいさが残る。
第2の変換器はこのあいまいさを除去することができ
る。数値V1 およびV2 は、15ビットで符号化された
信号V(t)を表す数値V3 を出力するアセンブリ素子
11に入力される。11の低次ビットは精密変換器から
出力される第1の数値V1 からなり、4つの高次ビット
は第2の数値V2 のうちの4つの低次ビットからなる。
システム全体の動作は、同じクロック9により、例えば
周波数330MHzの周波数で同期がとられている。
【0073】図4bは、本発明による15ビットを有す
る変換システムにおける第2の実施例を示す。図4bで
は、使用されている2つの変換器1は同じものである。
電気信号V(t)は、サンプラ・ブロッカ7を通過した
後、精密変換器に入力され、一方、モジュール12は、
信号V(t)を24 で割ってから、割り算の結果をあい
まいさ除去変換器に印加する。
る変換システムにおける第2の実施例を示す。図4bで
は、使用されている2つの変換器1は同じものである。
電気信号V(t)は、サンプラ・ブロッカ7を通過した
後、精密変換器に入力され、一方、モジュール12は、
信号V(t)を24 で割ってから、割り算の結果をあい
まいさ除去変換器に印加する。
【0074】図4aおよび図4bによる変換システムで
は、変換はクロック速度9、換言すれば、選択される数
値例においては330MHzで起こる。符号化周波数
は、本発明によるいくつかの変換システムを一時的に多
重化することにより大きくすることができる。
は、変換はクロック速度9、換言すれば、選択される数
値例においては330MHzで起こる。符号化周波数
は、本発明によるいくつかの変換システムを一時的に多
重化することにより大きくすることができる。
【0075】例えば、330MHzで動作する基本8ビ
ット変換器を含む6つの多重変換システムを使用して、
15ビット符号化システムを2GHzで動作させるのに
本発明を使用することが可能である。
ット変換器を含む6つの多重変換システムを使用して、
15ビット符号化システムを2GHzで動作させるのに
本発明を使用することが可能である。
【図1】本発明によるNビットAD変換器を表すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図2a】Nが11ビットの場合、図1のAD変換器に
使用される電気光素子を実施する第1の例を表すブロッ
ク図である。
使用される電気光素子を実施する第1の例を表すブロッ
ク図である。
【図2b】図2aの電気光素子からの出力に配置される
符号化手段およびコード変換を実施する例を表すブロッ
ク図である。
符号化手段およびコード変換を実施する例を表すブロッ
ク図である。
【図3a】図1のAD変換器に使用される電気光素子の
好ましい実施例を表すブロック図である。
好ましい実施例を表すブロック図である。
【図3b】図3aの電気光素子からの出力に配置される
符号化手段およびコード変換を実施する例を表すブロッ
ク図である。
符号化手段およびコード変換を実施する例を表すブロッ
ク図である。
【図4a】本発明による(N+n)ビットAD変換シス
テムを実施する第1の例の概略図である。
テムを実施する第1の例の概略図である。
【図4b】本発明による(N+n)ビットAD変換シス
テムを実施する第2の例の概略図である。
テムを実施する第2の例の概略図である。
2 電気光変調器 3 サインおよびコサインの形成 3a 光電気素子 3b 光電気素子 4 符号化 4a 符号化手段 4b 符号化手段 5 コード変換 5a コード変換手段 5b コード変換手段 7 サンプラ・ブロッカ 8 レーザ・モジュール 9 クロック 10 ブロック 11 アセンブリ素子 30 第1の3dB光分周カプラ 31 第1の光出力チャネル 32 第2の光出力チャネル 33 第2の3dB光分周カプラ 34 第1の光出力チャネル 35 第2の光出力チャネル 36a 第1の3dB光結合カプラ 36b 第1のπ/2ハイブリッド光結合カプラ 37 π/2位相変調器 38a 第2の3dB光結合カプラ 38b 第2のπ/2ハイブリッド光結合カプラ 39 光検出器 40a 差動増幅器 40b 差動増幅器 50a 二重アドレスROM 50b 第1のメモリ 51a アセンブリ手段 51b 第2のメモリ 52b 第3のメモリ 53b 第4のメモリ 21 精密変換電気光手段 22 あいまいさ除去変換電気光手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランソワ ルノー フランス国, 92400 クールブヴワ, リュ ジ.ペ. タンボー, 50番地
Claims (14)
- 【請求項1】 ビット数Nで符号化された電気信号V
(t)の値Vを出力するAD変換器(1)において、 光入力信号(SL (t))および変換する電気信号(V
(t))を受信し、前記変換する電気信号の関数として
直線的に変化する位相差を互いに関して有する第1およ
び第2の光信号(A(t)、B(t))を出力する、所
定の相互作用長Lによる位相変調の電気光手段(2)
と、 第1および第2の光信号(A(t)、B(t))が入力
され、かつ少なくとも第1および第2の電気信号(これ
らは前記位相差と無関係なサインおよびコサインの関数
である)を出力する光電気素子(3、3a、3b)と、 第1および第2の電気信号の絶対値(S、C)を[N−
3]ビットで符号化されたデジタル形式で抽出する符号
化手段(4、4a、4b)であって、三角関数の円を2
πラジアンに分割している4つの可能な連続セクタのう
ちの1つであるホーム・セクタに含まれる位相差(φ
(t))を参照して、絶対値(S、C)を符号化するよ
うに調整された最大符号化動特性を有する符号化手段
と、 [N−3]ビットで符号化された絶対値(S、C)およ
び所与のホーム・セクタから始めて、前記位相差(φ
(t))をNビットで符号化することによって、前記数
値Vを出力するコード変換手段(5、5a、5b)とを
含んでいることを特徴とする、AD変換器。 - 【請求項2】 前記電気光素子(3、3a)が第1の光
信号(A(t))が入力され、第1の光出力チャネル
(31)および第2の光出力チャネル(32)を含む第
1の3dB光分周カプラ(30)と、 第2の光信号(B(t))が入力され、第1の光出力チ
ャネル(34)および第2の光出力チャネル(35)を
含む第2の3dB光分周カプラ(33)と、 第2の分周カプラ(33)により第2の光出力チャネル
(35)に接続された 【数1】 位相変調器(37)と、 第2の3dB光分周カプラ(33)および第1の光分周
カプラ(30)により、それぞれ第1の光出力チャネル
(34)および第2の光出力チャネル(35)に接続さ
れた第1の3dB光結合カプラ(36a)、 第1の分周器(30)から第1の光出力チャネル(3
1)および 【数2】 位相変調器(37)からの出力に接続された第2の3d
B光結合カプラ(38a)と、 第1の3dB光結合カプラ(36a)および第2の3d
B光結合カプラ(38a)の出力にそれぞれ接続された
2つの光検出器(39)と2つの光検出器(39)の出
力において、前記第1および第2の電気信号を出力する
2つの差動増幅器(40a)とを含んでいることを特徴
とする請求項1に記載のAD変換器。 - 【請求項3】 符号化手段(4、4a)が、第1および
第2電気信号(S(t)、C(t))が入力され、第1
に、[N−3]ビットの符号化された絶対値(S、C)
を出力し、第2に、第1および第2の電気信号を1ビッ
トで出力する2つの基本AD変換器(40a)を含んで
いることを特徴とする、請求項1または2に記載のAD
変換器。 - 【請求項4】 コード変換手段が、 前記符号化された絶対値(S、C)からなる2つのアド
レスを使用して、ホーム・セクタと無関係に、[N−
2]ビットで位相差(φ(t))の予め記録された数値
を出力する二重アドレス・メモリ(50a)と、 Nビットで符号化された数値Vを出力し、[N−2]の
低次ビットが二重アドレス・メモリによって出力される
符号化された数値からなり、2つの高次ビットが、基本
AD変換器(40a)から出力される第1および第2の
電気信号の符号ビットからなるアセンブリ手段(51
a)とを含んでいることを特徴とする、請求項3に記載
のAD変換器。 - 【請求項5】 電気光素子(3、3b)が、絶対値がそ
れぞれ第1および第2の電気信号に等しいが、符号が反
対の第3および第4の電気信号(−S(t)、−C
(t))をも出力することを特徴とする、請求項1に記
載のAD変換器。 - 【請求項6】 前記電気光素子(3、3b)が、 第1の光信号(A(t))が入力され、第1の光出力チ
ャネル(31)および第2の光出力チャネル(32)を
含む第1の光分周カプラ(30)と、 第2の分周カプラ(33)により第2の光出力チャネル
(35)に接続された 【数3】 位相変調器(37)と、 第2の光分周カプラ(33)および第1の光分周カプラ
(30)により、それぞれ第1の光出力チャネル(3
4)および第2の光出力チャネル(32)に接続され
た、2つの出力信号を発生する第1の 【数4】 ハイブリッド光結合カプラ(36b)と、 第2の光分周カプラ(33)および第1の光分周カプラ
(30)により、第1の分周器(30)からの第1の光
出力チャネル(31)および 【数5】 位相変調器(37)からの出力に接続された、出力信号
を発生する第2の 【数6】 ハイブリッド光結合カプラ(38b)と、 各光検出器が第1の 【数7】 ハイブリッド光カプラ(36b)からの1つまたは2つ
の出力信号を受信し、かつ2つの入力および2つの出力
を第1および第3の電気信号(S(t)、−S(t))
に対応させて差動増幅器(40b)に出力する第1の一
組の光検出器(39)と、 各光検出器が第2の 【数8】 ハイブリッド光カプラ(38b)からの1つまたは2つ
の出力信号を受信し、かつ2つの入力および2つの出力
を第2および第4の電気信号(C(t)、−C(t))
に対応させて差動増幅器(40b)に出力する第2の一
組の光検出器(39)とを含んでいることを特徴とす
る、請求項5に記載のAD変換器。 - 【請求項7】 符号化手段(4、4b)が、各基本AD
変換器が、電気光素子(3、3b)から出力される4つ
の信号(S(t)、−S(t)、C(t)、−C
(t))のうちの1つを受信し、[N−3]ビットで符
号化された絶対値(S、C)を出力する4つの基本AD
変換器(40b)を含んでいることを特徴とする、請求
項5または6に記載のAD変換器。 - 【請求項8】 コード変換手段が、それぞれ前記位相差
のホーム・セクタの関数としてNビットで符号化された
位相差φ(t)の予め記録された数値を含んでいる二重
アドレスを有する4つのメモリ、すなわち、 第1および第2の電気信号(S(t)、C(t))を符
号化する2つの基本AD変換器の出力によってアドレス
付けされた0とπ/2の間の位相差についての第1のメ
モリ(50b)、 第1および第4の電気信号(S(t)、−C(t))を
符号化する2つの基本AD変換器の出力によってアドレ
ス付けされたπ/2とπの間の位相差についての第2の
メモリ(51b)、 第3および第4の電気信号(−S(t)、−C(t))
を符号化する2つの基本AD変換器の出力によってπと
3π/2の間の位相差についての第3のメモリ(52
b)、 第2および第3の電気信号(C(t)、−S(t))を
符号化する2つの基本AD変換器の出力によってアドレ
ス付けされた3π/2の2πの間の位相差についての第
4のメモリ(53b)とを含んでいることを特徴とす
る、請求項7に記載のAD変換器。 - 【請求項9】 電気光手段(2)が、第1の電極は接地
され、第2の電極には変換する電気信号が入力される2
つの電極を備えているMach−Zehnder干渉計
を含んでいることを特徴とする、請求項1ないし8のい
ずれか一項に記載のAD変換器。 - 【請求項10】 電気光手段(2)が、第1の電極には
変換する電気信号が入力され、第2の電極には変換する
電気信号と反対のものが入力される2つの電極を備えて
いるMach−Zehnder干渉計を含んでいること
を特徴とする、請求項1に記載のAD変換器。 - 【請求項11】 相互作用長Lが、変換する電気信号の
最大変位に対して位相差が2πだけ変化するように決定
されることを特徴とする、請求項1に記載のAD変換
器。 - 【請求項12】 少なくとも請求項1ないし10に規定
した第1および第2のAD変換器を含んでいる(N+
n)ビットの変換システムにおいて、Nビットで符号化
された第1の数値V1 を出力するAD変換器が、その電
気光手段(21)が変換する電気信号の最大変位に対し
て2n ×(2π)ラジアン以上で変化することが可能な
第1の位相差φ1 (t)を発生するものであり、かつN
ビットで符号化された第2の数値V2 を出力するAD変
換器が、その電気光手段(22 )が変換する電気信号の
前記最大変位に対して2πラジアンで変化することが可
能な第2の位相差φ2 (t)を発生するものであり、該
システムは、第1および第2の数値をアセンブルし、N
+nビットで符号化された第3の数値V3 を出力する素
子(11)も含んでいることを特徴とする変換システ
ム。 - 【請求項13】 第1の変換器の相互作用長がLに等し
いので、第2の相互作用長が 【数9】 に固定されることを特徴とする、請求項12に記載の変
換システム。 - 【請求項14】 アセンブリ素子(11)が、Nの低次
ビットが第1の数値V1 のNビットに等しく、Nの高次
ビットが第2の数値V2 のnの低次ビットに等しい第3
の数値V3 を出力することを特徴とする、請求項11ま
たは12に記載の変換システム。
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---|---|---|---|
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US (1) | US5629699A (ja) |
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- 1995-07-27 JP JP7210244A patent/JPH0879077A/ja not_active Withdrawn
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