KR100199963B1 - 왜곡발생회로 및 이것을 사용한 광송수신기와 저왜곡증폭기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 고주파 신호의 출력단의 입출력특성의 비선형성을 소거하기 위한 왜곡을 부여하여, 출력되는 아날로그신호를 선형화하는 왜곡발생회로, 특히, CATV등의 다중아닐로그화상전송에 있어서 적합한 왜곡발생회로에 관한 것으로서, 회로 구성을 간단히 해서, 불필요한 고조파왜곡의 발생을 억제하고, 양호하게 바람직한 왜곡을 부여할 수 있는 회로를 구성하는 것을 목적으로 하며, 그 구성에 있어서 본 발명의 왜곡발생회로는, 입출력의 임피던스 매칭이 취해진 감쇠기 R10

Description

왜곡발생회로 및 이것을 사용한 광송수신기와 저왜곡증폭기

제1도는 제1실시예에 의한 왜곡발생회로의 구성예를 도시한 회로도.

제2도는 제1실시예에 의한 왜곡발생회로의 구성예를 도시한 회로도.

제3도는 제1실시예에 의한 왜곡발생회로의 동작을 개략적으로 도시한 도면.

제4도는 제1실시예에 의한 왜곡발생회로의 왜곡특성에 대한 측정계의 구성예에 대해서 도시한 도면.

제5도는 3차왜곡의 측정예를 표시한 도면.

제6도는 제1실시예에 의한 왜곡발생회로의 구성예를 도시한 회로도.

제7도는 제2실시예에 의한 왜곡발생회로의 구성예를 도시한 회로도.

제8도는 제2실시예에 의한 왜곡발생회로의 구성예를 도시한 회로설명도.

제9도는 제2실시예에 의한 왜곡발생회로의 구성예를 도시한 회로도.

제10도는 제2실시예에 의한 왜곡발생회로의 구성예를 도시한 회로도.

제11도는 제9도의 왜곡발생회로의 CSO의 전류의존성을 도시한 도면.

제12도는 제2실시예에 의한 왜곡발생회로의 구성예를 도시한 회로도.

제13도는 제12도의 왜곡발생회로의 CSO의 전류의존성을 도시한 도면.

제14도는 제2실시예에 의한 왜곡발생회로의 구성예를 도시한 회로도.

제15도는 제2실시예에 의한 왜곡발생회로의 구성예를 도시한 회로도.

제16도는 제2실시예에 의한 왜곡발생회로의 구성예를 도시한 회로도.

제17도는 제16도의 왜곡발생회로의 CSO, CTB, XM의 전류의존성을 비교해서 도시한 도면.

제18도는 제2실시예에 의한 왜곡발생회로의 구성예를 도시한 회로도.

제19도는 제18도의 왜곡발생회로의 CSO를 도시한 도면.

제20도는 본 발명에 의한 왜곡발생회로의 구성예를 도시한 회로도.

제21도는 본 발명에 의한 왜곡발생회로의 구성예를 도시한 회로도.

제22도는 본 발명에 의한 왜곡발생회로를 사용한 CATV시스템의 구성예를 도시한 도면.

제23도는 본 발명에 의한 왜곡발생회로를 사용한 광송신기의 구성예를 도시한 도면.

제24도는 본 발명에 의한 왜곡발생회로를 사용한 광수신기의 구성예를 도시한 도면.

제25도는 본 발명에 의한 왜곡발생회로를 사용한 광수신기의 구성예를 도시한 도면.

제26도는 본 발명에 의한 왜곡발생회로를 사용한 왜곡증폭기의 구성예를 도시한 도면.

제27도는 종래예의 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110 : 감쇠기 D11,D12,D71,D72,D81,D82 : 다이오드

D71,D72 : PIN다이오드 D81,D82 : 쇼트키 배리어 다이오드

R11R85 : 저항 C11C74 : 콘덴서

본 발명은 고주파신호의 출력단(예를 들면, 송신기의 출력단이라고 하는 비선형 증폭기나 반도체레이저 등의 비선형디바이스)의 입출력 특성의 비선형성을 소거하기 위한 왜곡을 부여하여, 출력되는 아날로그신호를 선형화하는 왜곡발생회로에 관한 것으로서, 특히, CATV등의 다중아날로그 화상전송에 적합한 왜곡발생회로에 관한 것이다.

저주파에 있어서는 증폭기의 직선성을 개선하기 위하여 음피이드백(negative feedback)을 사용하는 것이 통상적으로 행하여진다. 그러나, 고주파에 있어서는, 신호지연에 의한 위상의 회전 때문에 음피이드백으로 증폭기의 직선성을 개선하는 일은 통상적으로행할 수 없다. 이 때문에, 광대역에서 높은 직선성이 요구되는 경우에는 비적선성을 소거하는 입출력특성을 가진 회로(왜곡발생회로)를 형성해서 직선성의 개선이 이루어진다. 왜곡발생회로는, 송신기의 출력단이나 반도체레이저 등의 앞부분에 형성되고, 다이오드나 트랜지스터의 비선형소자를 가지고, 그 비선형성에 의해서 왜곡을 발생시켜, 비적선성을 가진 대상의 회로의 선형화를 행하고 있다.

구체적인 예로서일본국 실공평 2-30192,ELECTRONICS LETTERS Vo1, 28 No, 20 1992 pp 1875-1876에 개시된 것이 있다. 이들 문헌에 기재된 회로에서는 비선형소자로서 2개의 다이오드를 사용하여 신호에 대해서 서로 반대 방향으로 하는 동시에 소정의 바이어스점에서 비선형소자로서 동작시키고 있다.

CATV등의 다중아날로그화상전송에 있어서는, 양호한 화질을 얻기 위하여 왜곡이 매우 적은 전송특성이 요구된다. 다중아날로그 화상전송의 왜곡보정회로에 요구되는 특성으로서는,

① 아날로그 화상전송에서 문제가 되는 2차 왜곡과 3차 왜곡을 독립적으로 보정할 수 있을 것.

② 광대역전송이 요구되기 때문에, 비선형디바이스의 주파수의존성도 보상해서 왜곡을 보정할 수 있을 것.

등을 들수 있다. 그 때문에, 아날로그 신호의 왜곡발생의 원인이 되는 송신디바이스 등의 비선형성을 보정하는 왜곡보정회로가 개발되어 예를 들면,일본국 특개평 3-179807,일본국 특개평 4-267574에 기재되어 있는 회로가 있다.

제27도는일본국 특개평 3-179807기재된 회로를 개략적으로 도시한 것이다. 이 회로에서는, 소위 병렬형의 회로구성을 채택하고 있는 바, 회로(901)에 공급되는 신호를 분배기(910)에서 2개의 경로로 구분하여, 한쪽의 경로에서는 비선형디바이스(915)를 형성하고, 다른쪽 경로에서는 지연회로(지연선)(925)를 형성한다. 또한 상기 2개의 신호는 결합기(911)에서 합성된다. 이 회로에서는 기본 신호에 영향을 미치는 일없이 왜곡성분에 주파수특성을 가지게 할 수 있어, 비선형 디바이스의 왜곡의 주파수의존성도 보상할 수 있는 이점이 있다.

일본국 실공평 2-30192와 같이 2개이 다이오드를 사용한 회로에서는 바람직한 비직선성을 얻기 위해 다이오드의 바이어스점을 낮게 하기 때문에, 회로의 주파수특성, 리턴로스(return loss)등 특성이 크게 변동되어 버리는 결점이 있다. 또, 다음단계의 회로를 구동하기 위하여 진폭이 큰 신호가 입력되는 경우가 많고, 이 경우에는, 불필요한 고조파왜곡이 발생되는 결점이 있었다.

이에 대해서, 상기한 병렬형의 회로구성을 취하면, 2차, 3차의 상호변조왜곡을 보정할 수는 있으나, 지연선 등이 필요해서 회로의 규모가 크게되어, 장치의 소형화에 적합하지 않다. 또, 비선형 디바이스(915)쪽의 경로에서 시간 지연이 발생하여, 이것을 또 한쪽의 경로에 대해서 맞추기 위하여, 지연선에세 위상보상을 엄밀히 행하지 않으면 안된다. 그 때문에, 조정이 까다롭고 고주파특성이 제한된다고 하는 결점이 있다. 이와 같이, 회로규모의 대형화의 광대역 동작이 곤란하며, 조정이 복잡해 진다고 하는 결점을 가진다.

일본국 특개평 4-267574의 회로는, FET를 적당한 바이어스 점에서 동작시켜, 그 입출력의 비직선성을 이용해서 왜곡을 보정하는 것이다. 이 때문에, 회로구성도 간단하나, 비선형디바이스의 주파수의존성을 보상할 수 없고, 광대역에서 왜곡을 보정할 수 없다고 하는 결점이 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 왜곡발생회로는, 고주파신호의 출력단의 입출력특성의 비선형성을 소거하는 왜곡발생회로이다. 입출력의 임피던스가 매칭된 선형감쇠기와, 선형감쇠기의 입력신호에 대해서 교류방색으로 또한 병렬로 선형감쇠기와 접속되고, 입력된 입력신호의 성분에 대해서 비선형 왜곡을 발생하는 적어도 한 개의다이오드를 구비하고, 선형감쇠기의출력과 다이오드의 출력의 합을 출력하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 적어도 1개의 다이오드의 출력에 직렬로 접속된 저항을 부가하여 구비하고, 다이오드와 저항이 직렬로 접속된 한쌍이 선형감쇠기의 입력신호에 대해서 선형감쇠기와 교류방식으로 병렬로 접속되는 것을 특징으로 한다.

또, 바람직하게는 적어도 1개의 다이오드는 선형감쇠기의 입력신호에 대해서 실질적으로 2차이상의 짝수의 왜곡을 발생하는 1이상의 다이오드를 구비하고, 입력신호에 짝수차수의 왜곡을 부여해서 출력하는 것을 특징으로 한다.

바람직하는 선형감쇠기는 복수의 저항을 포함해서 구성되는 것을 특징으로 한다. 또한 바람직하게는 선형감쇠기의 저항의 일부가 제1, 제2다이오드에 대한 바이어스회로의 일부인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 다이오드의 바이어스점은 각각 독립적으로 조정가능한 것을 특징으로 하고, 다이오드가 바이어스 전원에 대해서 직류방식으로 직렬로 접속되고, 동시에 바이어스점이 조정가능한 것을 특징으로 한다.

또, 바람직하게는 다이오드의 적어도 1개는 PIN형인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 다이오드에 병렬로 접속된 콘덴서를 가진 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 다이오드는 입력신호에 대해서 교류방식으로 병렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 다이오드는 PIN형 및 쇼트키형 중 어느 것이나 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1광송신기는 입력신호에 비선형왜곡을 부여하는 본 발명의 왜곡발생회로와, 이 왜곡발생회로로부터 출력된 신호에 의해 구동되는 광발생소자를 구비하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 입력신호에 홀수차수의왜곡을 부여해서 출력하는 제 1왜곡발생회로와 제1왜곡발생회로로로부터 출력된 신호를 입력하고, 짝수차수의 왜곡을 부여해서 출력하는 제2왜곡발생회로와, 제2왜곡발생회로로부터 출력된 신호에 의해 구동되는 광발생소자를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2광송신기는 광을 수신해서 전기신호로 변환하는 수광소자와, 수광소자로부터 출력된 전기신호를 입력하고, 비선형 왜곡을 부여하는 왜곡발생회로를 구비하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 광을 수신해서 전기신호로 변환하는 수광소자와, 수광소자로부터 출력된 전기신호를 입력하고 홀수차수의 왜곡을 부여해서 출력하는 제1왜곡발생회로와, 제1왜곡발생회로로로부터 출력된 신호를 입력하고, 짝수차수의 왜곡을 부여해서 출력하는 제2왜곡발생회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 광송신기는 광을 수신해서 전기신호로 변환하는 수광소자와, 수광소자로부터 출력된 전기신호를 입력하고, 비선형 왜곡을 부여하는 왜곡발생회로를 구비하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 광을 수신해서 전기신호로 변환하는 수광소자와, 수광소자로부터 출력된 전기신호를 입력하고 홀수차수의 왜곡을 부여해서 출력하는 제1왜곡발생회로와, 제1왜곡발생회로로로부터 출력된 신호를 입력하고, 짝수차수의 왜곡을 부여해서 출력하는 제2왜곡발생회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 광수신기는 입력신호에 비선형왜곡을 부여하는 왜곡발생회로와,왜곡발생회로로부터 출력된 신호를 입력해서 증폭하는 증폭기를 구비하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 입력신호에 홀수차수의 왜곡을 부여해서 출력하는 제1왜곡발생회로와, 제1왜곡발생회로로부터의 출력된 신호를 입력하고, 짝수차수의 왜곡을 부여해서 출력하는 본 발명의 제2왜곡발생회로와, 제2왜곡발생회로로부터 출력된 신호를 출력해서 증폭하는 증폭기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 광송신기는 입력광을 외부로부터 입력한 신호에 의해 변조해서 출력하는 광송신기로서, 변조신호를 입력해서 비선형왜곡을 부여해서 출력하는 왜곡발생회로와, 이 왜곡발생회로로부터 출력된 신호에 의해 입력광을 변조해서 출력하는 광변조기를 구비하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 이 왜곡발생회로는, 홀수차수의 왜곡을 부여해서 출력하는 제1왜곡발생회로와, 제1왜곡발생회로로로부터 출력된 신호를 입력해서 짝수차수의 왜곡을 부여해서 출력하는 제2왜곡발생회로를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 왜곡발생회로에서는, 외부의 입력신호는 두 개로 분리되어 선형감쇠기와 다이오드에 공급된다. 다이오드를 통과한 신호에는, 바이어스점에 따른 왜곡이 각각 부여되고, 다이오드를 통과하여 왜곡을 가진 신호에 선형감쇠기를 통과한 신호가 가산되며, 상기 신호의 합성이 출력된다. 이와같이, 분리된 입력신호가 선형감쇠기를 통과한 후 다이오드를 통과한 신호에 부가되어 출력되므로, 큰 진폭의 입력을 갖는 다이오드에서 불필요한 고조파 왜곡이 발생되는 것을 억제할 수 있다.

여기서, 제1, 제2다이오드가 입력신호에 대해서 반대극성으로 접속되어 있으면, 제1, 제2다이오드는 바이어스점에 따른 비선형특성을 가지며, 이들의 비선형특성은 등가적으로 입력신호에 대해서 반대의 극성이다. 제1,제2다이오드의 각각의 바이어스점에 따른 왜곡이 상기 다이오드를 통한 신호에 각각 부여되고, 제1, 제2다이오드의 각각의 가진 비선형특성에 따른 왜곡된 신호가 출력신호이면 유연한 왜곡보정이 가능해진다.

선형감쇠기가 저항에 의하여 구성되어 있으면, 리턴로스 주파수특성이 매우 양호한 것이 되고, 광대역에서 양호한 임피던스 매칭을 취할 수 있다. 그리고, 저항의 일부가 제1,제2다이오드에 대한 바이어스회로의 일부에 배치되어 있으면 회로는 보다 간소화를 도모할 수 있다.

또, 다이오드에 대한 바이어스점이 서로 독립적으로 조정 가능하면, 제1,제2다이오드의 각각의 가진 비선형 특성을 조정할 수 있다. 그 때문에, 이들의 가진 비선형 특성을 입력신호에 대해서 대칭 또는 비대칭 등으로 해서, 왜곡을 부여하는데 유연성이 더욱 높다. 그리고, 조정을 동시에 할 수 있으면, 조정이 보다 간단해진다.

또, 다이오드의 적어도 1개가 PIN형인 경우 소수캐리어가 밴드 스위치 등으로 이용되는 접합형 다이오드(특히, PIN형 다이오드)의 동작에 기여하기 때문에 위상 왜곡에서 지배적이 된다. 그 때문에, 고주파영역의 왜곡이 저주파영역의 왜곡에 비하여 크게 되므로, 본원 발명의 왜곡보정회로는 주파수의존성이 있는 왜곡보정을 행할 수 있다.

그리고, 회로가 다이오드에 병렬로 접속된 콘덴서를 부가하여 가진 경우, 다이오드를 통하는 신호는 콘덴서로 입력되고, 고주파영역의 신호가 콘덴서로 많이 통하게 됨으로써, 고주파영역의 왜곡이 억제되어, 주파수의존성이 있는 왜곡보정을 더욱 유연하게 행할 수 있게 된다.

다이오드가 PIN형 또는 쇼트키형을 포함하는 경우, 다수의 캐리어가 쇼트키배리어 다이오드의 동작에서 지배적이므로, 왜곡이 광대역에 걸쳐서 동일하다. 그 때문에 고주파영역에서 큰 왜곡을 갖는 PIN형 다이오드와 광대역에 걸쳐 동일한 왜곡을 갖는 쇼트키배리어 다이오드를 병용함으로써, 주파수의존성이 있는 왜곡보정을 보다 유연하게 행 할 수 있도록 된다.

또,발광소자, 수광소자, 광변조기, 또는 증폭기와 조합해서 본 발명의 왜곡발생회로를 사용하면, 광송신기, 광수신기, 또는 저왜곡증폭기에서 입력신호경로 또는 사용된 능동소자 등에 의해서 발생되는 왜곡을 저감해서, 출력신호를 생성한다.

먼저, 본 발명의 제1실시예를 도면을 참조해서 설명한다. 제1도는 제1실시예에 있어서의 왜곡발생회로의 구성예를 표시한 것이다. 이 왜곡발생회로는, 리턴로스, 주파수특성이 매우 양호하고 또한 입출력의 임피턴스가 매칭된 저항감쇠기에 다이오드를 반대의 극성으로 병렬로 삽입해서 왜곡을 발생시키고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

감쇠기는 저항(R30),(R32),(R10),(F20)으로 구성된형 감쇠기이고, 이 감쇠기는 입력임피던스(Zi)와 출력임피던스(Z0)를 모두 75로서 양호한 임피던스 매칭이 취해지고, 넓은 주파수영역에서 감쇠율과 입출력임피던스가 대략 일정하다.

다이오드(D11)는, 입력단자(IN)로부터의 입력신호에 대해 교류방식으로 감쇠기에 병렬로 접속되고, 다이오드(D11)에 대한 바이어스회로는 저항(R10), (R12), (R30)으로 구성되고, 바이어스점은 바이어스전압(+B)에서 조정된다. 상기의 다이오드는 전류-전압특성이 비직선성을 나타내는 점에서 직류방식으로 바이어스되고, 바이어스점에 따른 왜곡이 이 다이오드(D11)를 통과한 신호에 부여된다. 다이오드(D21)는, 입력신호에 대해서 교류방식으로 감쇠기에 병렬로 접속되어, 다이오드(D11)의 극성과 반대극성으로 접속된다. 바이어스회로는 저항(R20), (R22), (R30)으로 구성되고, 바이어스점은 바이어스전압(-B)으로 조정된다. 저항(R10) (R20) (R30)은 감쇠기의 일부로서 기능하고, 이에 의해 회로가 간소하게 된다. 또한, 저항(R30)에는 다이오드(D11), (D21)의 양쪽의 바이어스전류가 흐르나, 저항치가 작고, 바이어스전류가 작아도 되므로, 상호간의 영향은 무시될 수 있는 정도이다.

콘덴서(C11), (C21), (C31), (C32), (C12), (C22)는 직류를 차단하지만 교류성분을 통과시키기 위한 것이다. 다이오드(D11), 다이오드(D21) 및 감쇠기(210)를 통과한 신호는 서로 합성되어 출력단자(OUT)로부터 다음 단계의 회로로 출력된다.

제2도는 단일의 전원만이 다이오드(D11), (D21)에 바이어스 전원으로 인가되는 구성예를 도시한다. 제1도의 경우에는 다이오드(D11), (D21)의 각각을 독립적으로 바이어스점을 조정할 수 있는 이점이 있다. 이에 대해서, 제2도의 경우에는 다이오드(D11), (D21)에 특성이 갖추어진 것을 사용할 때, 항상 동일한 바이어스점에서 동작하도록 밸런스시킨 상태에서 바이어스점을 조절할 수 있는 점에 이점이 있다. 제1도, 제2도의 2가지 구성이 상기의 사항 이외는 대략 마찬가지이며, 양자 모두 소형화가 쉬운 구성으로 되어 있다.

제3도는, 제1도 및 제2도의 왜곡발생회로의 동작의 개요를 등가적으로 표시한 것이다. 입력단자(IN)로부터의 입력신호는 다이오드(D11), 다이오드(D21) 및 감쇠기(110)에 분배되고, 각각의 바이어스점에 따른 왜곡성분이 다이오드(D11), (D21)에 의하여 부여된다. 이들의 다이오드(D11), (D21)는 반대 극성으로 연결되어 있으므로, 소위 푸시풀 동작을 하게 되어 이들을 통과한 신호는 감쇠기(110)를 통과한 신호에 가산되어 다음 단계의 회로에 부여된다.

제3도(a)는 다이오드(D11)쪽에서의 전류-전압 특성을 개략적으로 표시한 것이며, 이에 의해서 부여되는 고차의 왜곡성분은 다이오드의 바이어스점에 의해서 다른것이 된다. 다이오드(D21)쪽에서도 마찬가지이나, 반대극성으로 접속되어 있으므로 이것을 알기 쉽게 전달특성을 (b)와 같이 표시하고 있다. 그리고, 다이오드(D11), (D21) 및 감쇠기(110)로부터의 신호는 모두 가산되어 출력된다. 상기의 수단은 등가적으로 선형성을 가진 감쇠기(110)의 선형특성에 제3도의 (a), (b)의 특성을 가산하게 되므로, 제1도의 왜곡발생회로의 입출력특성을 제3도의 (c)의 특성에 의해 개략적으로 표시될 수있다. 다이오드는 비교적 높은 임피던스를 가지고, 저항(R11), (R21)으로 구성되어 있으므로, 대부분의 기본파형성분이 감쇠기(110)를 통과한다. 상기에서 설명한 바와 같이, 입력신호에 고차의 왜곡성분이 부여되고 왜곡성분은 다이오드의 바이어스점의 변화에 따라 다른 것으로 된다.

여기서, 제1도의 구성의 경우는 다이오드(D11), (D21)는 각각 독립적으로 바이어스점을 조정할 수 있기 때문에, 제3도의(a), (b)의 특성은 바이어스점에 따라서 서로 상이한 것이 된다. 제3도의 (c)의 특성은, 다이오드(D11), (D21)의 바이어스점의 각각에 따라서 변화하게 된다. 제2도의 구성의 경우는 다이오드(D11), (D21)의 특성이 동일하다고 하면, 제3도의 (a), (b)의 특성은 상호간에 대칭이므로, 제3도의 (c)의 특성은, 바이어스점의 변경은 형성을 변화시키나, 점대칭을 유리한다. 즉, 제2도의 구성의 경우는, 차수가 홀수인 성분만을 부여하는데 유효한 것이 된다.

제4도는 제2도와 동등한 구성의 회로(101)에 대해서 3차왜곡을 측정하기 위한 측정계를 표시한 것이다. 다수채널 신호발생기(MSG), (932)로부터의 80ch, 38dBmV의 신호에 왜곡을 부여하고, 감쇠기(935), 대역필터(936), 전치증폭기(937)를 개재해서 스펙트럼분석기(938)에서 상호변조왜곡을 측정한다고 하는 구성을 취하고 있다. 감쇠기(925)를 10dB로 일정하게 유지하기 위하여 감쇠기(935)를 사용하여 대역필터로부터의 반사에 기인한 왜곡을 억제한다(대역필터는 통과대역에서는 전체적으로 반사한다). 제5도는 547.25d의 3차 왜곡의 측정결과를 표시한것으로, 왜곡발생회로의 바이어스점을 조정함으로써 상호변조의 3차왜곡(CTB)이 변화되고 있는 것이 명백하다.

상기한 바와 같이, 감쇠기(110)에 반대극성의 다이오드를 병렬로 삽입하고, 대부분의 기본파형의 성분은 감쇠기(110)를 통과하므로, 비선형감쇠기의 주파수특성은 감쇠기(110)에서 거의 결정된다. 감쇠기(110)는 저항으로 구성되어 있으므로 넓은 범위에서 완만한 주파수 특성을 가지게 할 수 있고, 또 양호한 임피던스 매칭을 가질 수 있다. 그러므로, 리턴로스를 작게 할 수 있고, 왜곡발생회로의 특성을 크게 개선할 수 있다. 삽입손실도, 다이오드(D11), (D21)의 바이어스점의 영향을 매우 감소시키고 감쇠기(110)의 감쇠량으로 결정한다. 감쇠기(110)의 감쇠량 및 입출력 임피던스의 결정은 간단히 할 수 있다.

또, 큰 진폭의 입력에 있어서도, 입력신호의 일부가 다이오드 및 저항(R11), (R21)을 통과하기 때문에 불필요한 고조파왜곡의 발생을 억제할 수 있다. 또 감쇠기(110)의 감쇠량은 발생시키는 왜곡량 및 구동해야 될 신호의 진폭에 적합하도록 조절할 수 있다. 이 경우, 감쇠기(110)의 정수는, 이들의 조건에 따라서 용이하게 결정할 수 있고, 유연성과 회로의 설계자유도가 매우 크다.

이와같은 회로구성은 종래의 회로에서 문제가 되고 있는 삽입손실, 주파수특성, 큰 신호의 동작에 대해서 특성의 개선이 가능하다. 특히, 광대영역이 요구되는 통신, 예를 들면, 주파수다중화 통신 CATV등에서 고출력으로 선형성이 좋은 고주파 출력을 얻을 수 있고, 중계가 적은 장거리 전송을 가능하게 할 수 있다.

상기 제1실시예는 여러 가지의 변형이 가능하다.

예를 들면, 기본적인 동작은 제3도에 표시되어 있고, 다른 회로의 구성도는 제6도에 표시되어 있으며, 감쇠기(110)는 도면에 표시한형뿐만 아니라 T형도 사용할 수 있다. 또한 L11, L12는 신호를 차단하기 위한 쵸크코일이다. 또 이들은 제2도에서 표시한 바와 같이 바이어스점을 동시에 조정하도록 구성해도 된다. 감쇠기는 주파수특성을 완만하게 하기 위해 저항으로 감쇠기를 구성하였으나, 감쇠기에 주파수의존성을 가지게 하면, 콘덴서나 코일을 조합해도 된다.

다음에 본 발명의 제2실시예 및 그 왜곡예에 대해서 설명한다.

제7도는 본 발명의 제2실시예의 가장 기본적인 구성예를 표시한 것이다. 이 제7도의 회뢰는 저항(R71), (R72), (R73)으로 구성된 감쇠기와 입력신호에 대해서 상기의 감쇠기와 교류방식으로 병렬로 접속된 다이오드(D71)로 구성되고, 다이오드(D71)에 PIN형 다이오드를 사용한 점에 특징이 있다. 콘덴서(C70), (C71), (C72)는 직류를 차단하기 위한 것이고, 입력신호에 대해서충분히 작은 임피던스가 되는 값으로 조정되어 있다. 저항(R74)는 입력신호에 대한 다이오드(D71)의 동작점(인터셉트 포인트)을 조정하기 위한 것이고, 인테셉트 포인트는 외부로부터의 바이어스에 의해서 설정된다. 그리고 회로가 바람직한 크기의 왜곡을 발생시킴으로써 왜곡을 보정할 수 있다.(저항(R71), (R73)은 다이오드(D71)에 대해 바이어스회로도 기능한다.)

이 회로의 구체적인 정수의 예로서 다이오드(D71)에 ISS241(일본국 토시바제품)을 사용하고 저항(R71), (R73)은 620으로 사용하고, 저항(R72)은 18으로 사용하고, 저항(R74)은 47으로 사용하고, 콘덴서(C70), (C71), (C72)는 0.01로 사용하면, 입출력의 임피던스(Zo)가 75인 왜곡보정회로를 구성할 수 있다. 제8도에형 감쇠기 및 T형 감쇠기를 사용한 왜곡발생회로의 구성예를 표시한다.

이 회로에서 발생시키는 왜곡은, 입력신호의 레벨과 바이어스 및 저항(R74)에 의해 결정된다. 이 때문에 신호 레벨이 클 때에는 적절한 인터셉트 포인트를 조정할 수 없는 경우가 있다. 이와 같은 경우는 제9도에 표시한 바와 같이, 다이오드(D71), (D72)를 직렬 접속함으로써 조정할 수 있다. 입력신호의 레벨이 높을수록 다이오드는 다수의 직렬접속을 행하게 된다. 마찬가지로, 입력신호의 레벨이 낮아지면, 제10도에 표시한 바와 같이, 다이오드(D71), (D72)를 병렬 접속함으로써 조정할 수 있다. 입력신호의 레벨이 낮을수록 다이오드는 다수의 병렬접속을 행하게 된다.

또, 제7도의 왜곡보정회로에서는 다이오드를 1개만을 사용하므로, 값이 저렴하고, 동작의 안정성이 뛰어나며, 회로구성도 간단하다는 이점을 가진다. 그러나, 비선형특성이 다이오드의 V-I특성에 의존하기 때문에, 2차왜곡을 보정하려면, 다이오드의 V-I특성에 따른 3차 왜곡이 동시에 발생되기 때문에, 2차왜곡을 크게 보정하는 것이 곤란하게 되는 경우가 있다. 특히, 3차 왜곡에 비해서, 2차 왜곡이 큰 반도체 레이저의 비선형 왜곡을 보정하는 경우에는, 2차왜곡의 보정으로 인하여 오히려 3차왜곡이 열화되어 버린다고 하는 문제가 발생하므로, 보정 가능한 2차왜곡의 양에 제한이 발생되는 경우가 있다.

그러나, 제10도에 표시한 바와 같이 동일한 다이오드를 병렬로 접속함으로써, 개개의 다이오드에서 지나치게 큰 왜곡이 발생되지 않도록 할 수 있다. 따라서 각 다이오드에서 발생하는 2차 왜곡량을 감소시키고, 불필요한 3차왜곡의 발생을 억제할 수 있다. 즉, 증폭기 등의 일반적인 성질로부터 발생되는 2차 왜곡량이 1 dB감소되면 3차왜곡량은 2dB감소되어, 이때 제10도의 회로에서 발생되는 2차 왜곡은 2개의 다이오드의 합으로 되기 때문에 3차 왜곡이 상대적으로 작게되어, 필요한 양의 2차 왜곡을 얻을 수 있다.

제11도는 입력신호를 35m라고 하는 비교적 큰 레벨에서 바이어스를 변화시킨 경우의 발생하는 2차왜곡(CSO)을 표시한 것이다. 제9도의 회로를 사용하여 측정하며, 저항(R74)을 75으로 하고(기타는 제7도와 동일함), 입력신호에는 제5도의 측정의 경우와 마찬가지로, 55.25 57까지의 80ch의 신호를 사용하였다. 그리고, 다이오드에 흐르는 바이어스전류를 0A로부터 증가시켜서, 2차왜곡의 레벨(c)을 최대주파수 547.25및 최소주파수 55.25에 대해 측정하였다. 이 결과에서 명백한 바와 같이, 발생하는 왜곡은 주파수가 높은 경우에 크다.

이와 같이 왜곡이 주파수에 의존하여 발생하는 이유는, 밴드스위치 등으로 이용되는 접합형다이오드, 특히 PIN형 다이오드는, 그 동작에 소수캐리어가 기여하므로 위상왜곡이 지배적이며, 저주파여역에 비해서 고주파영역의 왜곡이 크기 때문이다. 그리고, 일반적으로 증폭기나 반도체레이저는 고주파영역의 왜곡이 크기 때문에, 이들의 왜곡보정을 할 때에는 제7도, 제9도, 제10도에서 개시한 바와 같이 왜곡보정회로에서 PIN형 다이오드를 사용함으로써 고주파영역에 큰 왜곡을 발생시켜 왜곡보정을 행하고 있다.

고주파영역에서 큰 왜곡을 발생시키는 경우에 대해서 설명하였으나, 전체 대역에서 동일한 왜곡발생을 시키는 경우도 있다. 제12도의 왜곡보정회로(102)는, 그 경우의 구성예이다. 이 회로(102)는, 제9도의 회로와 마찬가지 구성이나, 다이오드(D81)(D82)가 쇼트키다이오드(예를 들면, MA730(일본국 마쯔시다 제품등))로 사용하는 점이 특징이다.

쇼트기다이오드에 MA730을 사용하고(저항(R74)은 75이고, 기타는 제7와 동일함), 상술한 것과 마찬가지로 제12도의 측정계에서 다이오드에 흐르는 바이어스전류를 0A로부터 증가시켜서, 최대주파수 547및 최소주파수 55.25에 대해서 2차왜곡의 레벨(c)을 측정하였다. 제13도는 그 결과를 표시한 것이고, 발생하는 왜곡은 고주파영역과 저주파영역에서 차이가 없고, 전체주파수 대역에서 거의 동일한 레벨로 되어 있다.

이와같이,왜곡이 전체대역에서 거의 동일하게 발생하는 이유는, 쇼트키배리어 다이오드의 동작이 다수 캐리어가 지배적이기 때문이다. 따라서, 상기의 구성은 제7도, 제9도, 제10도의 왜곡보정회로와는 다른 명세가 요구되는 왜곡보정에 대하여 적합하다. 제7도, 제10도의 왜곡보정회로에서도 쇼트키배리어 다이오드를 사용해서 상기와 같은 방법으로 구성할 수 있다.

제14도는 보다 유연하게 왜곡보정을 위한 다른 회로구성의 예를 표시한 것이다.

상기의 회로에서 제7도의 회로에 왜곡을 발생시키기 위한 디바이스로서 쇼트키배리어형의 다이오드(D81)(예를 들면 MA730등)는 교류방식으로 병렬로 연결한 점에 특징이 있다(제12도의 회로(102)에 PIN다이오드를 병렬로 접속했다고 생각해도 마찬가지이다). 저항(R71)과 저항(R81), 저항(R73)과 저항(R83)은 각각 교류방식으로 병렬로 접속되어 있고, 저항(R71), (R72), (R73), (R81), (R83)에 의해형 감쇠기를 구성하고 있다. 콘덴서(C70), (C71), (C72), (C80), (C81), (C82)는 직류를 차단하기 위한 것이고, 입력신호에 대해서 충분히 작은 임피던스가 되는 값으로 하고 있다. 저항(R71), (R73)은 PIN다이오드(D71)에 대해 바이어스 회로로 기능하고, 저항(R81), (R83)은 쇼트키배리어 다이오드(D81)에 대해 바이어스회로도 기능하고, 저항(R74), (R84)은 입력신호에 대한 다이오드(D71), (D81)의 동작점을 조정한다. 각 다이오드의 동작점은 저항(R71)(R74), 저항(R81)(R84)과 외부로 부터의 바이어스(VB1), (VB2)에 의하여 서로 독립적으로 설정될 수 있도로 구성되어 있다.

상기한 바와 같이, PIN다이오드는 저주파영역에 비해서 고주파영역의 왜곡이 크지만, 쇼트키배리어 다이오드는 광대역에 걸쳐서 왜곡이 동일하게 발생한다. 이 회로에서는, 이들의 다이오드에서 발생한 왜곡이 가산되어 출력되는 것이다. 따라서, 예를 들면 쇼트키배리어 다이오드에서 발생하는 왜곡이 지배적이 되도록 바이어스점을 설정하면, 전체에 걸쳐서 대략 동일한 크기의 왜곡을 발생시키는 것이 가능하다. 그 반대로 접합형 다이오드에서 발생되는 왜곡을 지배적으로 하면, 저주파영역에 비해서 고주파왜곡이 크다.

이와같이, 상기 회로에서는, PIN다이오드와 쇼트키배리어다이오드전부를 사용하고, 각각의 바이어스점을 적당히 조정함으로써, 임의의 주파수의존성을 가진 왜곡을 발생시킬 수 있다.

또,제15도는, 주파수의존성이 있는 왜곡을 발생시키는 회로의 구성예를 표시한 것이다.

이 회로는, 상기의 제7도 또는 제12도의 왜곡보정회로의 다이오드에 용량이 작은 콘덴서(C73)(수 pF의 용량)를 접속한 점을 특징으로 하고 있다. 이 콘덴서(C73)는 교류신호에 관한 왜곡발생용의 다이오드(D81)와 병렬로 접속되어 있고, 다이오드(D81)에 흐르는 신호의 고주파영역의 성분이 콘덴서(C73)로 흐르도록 되어 있다. 이 때문에, 고주파영역에서 발생하는 왜곡량과 높은 차수의 왜곡이 적어지고, 고주파영역에서 보정하는 왜곡이 적거나 3차왜곡을 억제하는 경우에 유효하다. 이 회로를 사용함으로써, 고주파영역에서 적은 왜곡보정을 하는 주파수의존성을 갖는 왜곡보정을 할 수 있다.

이 회로의 다이오드(D81)에는 PIN형, 쇼트키배리어형중에서 어느 것이나 사용할 수가 있고, 또, 제9도, 제10도와 같이 다이오드를 직렬로 또는 병렬로 연결되도록 구성할 수도 있다. 제16도는 이 회로의 정수의 일례를 표시한 것이고, MA730의 2개의 다이오드를 직렬로 연결해서 구성하고 있다. 제17도는 3차왜곡 억제용콘덴서(C73)가 있는 경우와 없는 경우에 대해서 측정결과의 비교를 표시한 것이다.

제17도(a), (b)는, 제12도의 측정과 같은 방법으로 측정하고, 다이오드로 흐르는 바이어스 전류를 변화시켜서, 최대주파수 547.25에서의 2차왜곡(CSO), 3차왜곡(CTB), 혼변조왜곡(XM)의 레벨을 표시한 것이다. 제17도(a)는 제16도의 콘덴서(C73)가 없는 경우(제12도와 회로와 동일함)의 측정결과이며, 제17도(b)는 제16도 회로의 측정에 대한 결과이다. 이 결과에서 명백한 바와 같이, 제16도의 회로구성에서 높은 차수의 왜곡이 억제되고 있다. 이것은 고주파영역에서 2차왜곡의 발생은 주로 저주파영역의 캐리어에 의해 합산된 비트에 기인되고, 또 3차왜곡이 주변에 있는 비트에 의한 것이기 때문이다. 이와같이, 이 회로에서는, 고주파영역에서 2차왜곡발생량을 그다지 손상하는 일없이 3차왜곡발생량을 억제할 수 있다. 즉, 다이오드에 콘덴서를 병렬로 부가하여, 고주파영역에서 다이오드의 비선형성의 영향이 미치는 정도를 저감하면, 고주파영역의 2차왜곡발생량을 감소시키지 않고, 3차왜곡을 억제할 수 있는 것이다.

제17도에서 알수 있는 바와 같이 제15도의 회로는 왜곡에 주파수의존성을 가지게 하는 것보다 오히려, 2차 왜곡 발생시에 불필요한 3차왜곡의 발생을 억제하는 것이다. 이런 의미에서 제10도의 회로의 목적은 동일하다.

이 회로는 상기의 제14도와 같이 PIN다이오드와 쇼트키배리어 다이오드를 함께 사용하는 왜곡보정회로에 적용하는 것이 가능하다. 제18도의 회로(103)는, 그 구성예를 표시한 것으로, PIN다이오드(D71), (D72) 및 쇼트키배리어 다이오드(D81), (82)의 음극에 콘덴서(C73), (C83)를 접속한 것이다. 도면은 저항치의 일례를 표시하고 있고, 단위는이다(기타 도면도 동일). 또, 콘덴서(C73), (C83)는 3이고, 기타의 콘덴서는 충분히 작은 임피던스가 되는 값(예를 들면 0.01)으로 되어 있다.

제19도는 제18도에서 설명한 상기의 방법으로 제18도의 회로(103)와, PIN다이오드 또는 쇼트키배리어다이오드중에서 어느 한쪽만을 이용한 경우에 대해서 측정하고, CSO의 비교를 표시한 것이다. 3각의 플로트(plot)는 제18도의 회로(103)의 경우를 표시한다. 4각의 플로트는, 제18도의 PIN다이오드(D71), (D72)쪽의 회로만으로 한 것(제9도의 회로에 대응함)에 대한 결과이다. 동근플로트는 쇼트키배리어 다이오드(D81), (D82)쪽의 회로만으로 한 것(제16도의 회로와 동일)에 대한 결과이다. 이 결과에서 명백한 바와 같이, 제18도의 회로(103)에서는, PIN다이오드(D71), (D72) 및 쇼트키배리어다이오드(D81), (D82)에서 발생한 왜곡을 가산한 왜곡을 얻을 수 있고, 앞에 열거한 왜곡보정 회로에서는 보정되지 않는 왜곡보정에 사용할 수 있다.

이상과 같이, 다이오드를 왜곡발생 디비이스로 사용하며, 다이오드와 저항감쇠기를 병렬로 연결하는 왜곡발생회로로 하고, 또한 상기 회로의 다이오드로는 PIN다이오드나 쇼트키다이오드와 접합형 다이오드를 사용한다. 또, 상기 다이오드는 병렬로 연결하거나, 또는 다이오드와 콘덴서를 병렬로 하여 부가하므로, 광대역에서 왜곡보정이 가능해진다. 또, 반도체레이저를 보정하는 경우에도, 3차왜곡을 열화시키지 않고, 2차 왜곡을 보정하는 범위가 넓어진다. 또, 본 발명의 왜곡보정회로에서는 상기한 종래예와 같이 위상조정회로를 필요로 하지 않는 매우 간단한 회로이고, 왜곡의 주파수의존성을 임의로 보상할 수 있으며, 또한 2차왜곡을 크게 보정할 수 있다는 이점이 있다. 예를 들면 이 회로를 광대역에 걸쳐서 낮은 왜곡특성이 요구되는 CATV에 있어서의 주파수다중 전송장치의 증폭기 또는 반도체레이저와 같은 광디바이스의 왜곡을 보정하는 회로에 이용하면 매우 효과적이다.

제22도는 CATV에 있어서의 주파수다중 전송장치의 간단한 제1예를 표시한것이다. 이 주파수 다중전송장치에서는 발광기에서 발생하는 왜곡이 구동신호에 대해서 홀수차수의 왜곡을 발생하는 경우를 상정한다.

상기 장치는 광전송에 의한 것이고, 통상의 광통신장치와 마찬가지로, 신호원(932),광송신단계(901), 광파이버(940), 광수신기(934)를 가지나, 상기 제1 및 제 2실시예에 표시한 왜곡보정회로(101)가 형성되어 있는 점에 특징을 가진다. 이들의 각 구성을 간단히 설명하면 다음과 같다. 신호원(932)는 수십개의 채널로 부터 백개의 채널정도의 TV신호를 다중화해서 출력하는 것이고, 상기의 MSG에 상당한다. 광송신단(901)은 신호원(932)으로부터의 다중화신호를 광신호로 변환하고 , 광파이버(940)에 출력하는 것이며, 내장된 레이저다이오드(LD)에 의해 광신호의 변환출력이 이루어진다. 레이저다이오드(LD)를 구동하는데 필요한 수준으로 하기 위해 앰프가 레이저다이오드(LD)의 앞단에 설치되는 일도 있다. 광파이버(940)는, 광신호를 광수신기(934)에 전송한다. 광파이버(940)에는, 광커플 등이 형성되어 신호가 다수로 분배되는 것이나 도면에서는 생략하고 있다. 그리고, 광수신기(934)는 광신호를 전기신호로 변환하고, 이용자쪽에서는 이렇게 수신한 다중화 신호중에서 바람직한 채널의 TV 신호를 선택하는 것이다.

CATV 시스템에 있어서는 TV신호를 다중화해서, 각 이용자에게 전송하는 것이며, 다중화하는 TV신호는 대략 수십개의 채널로부터 백수십개의 채널에 이른다. 그 때문에, 전송로상의 소자의 비선형성에 의해 다수의 왜곡을 발생시키고, 전송상태를 악화시킨다. 한편, 전송 거리를 길게해서 중계기를 감소할 필요가 있으나, 이와 같이 하는 경우에는 소자의 비선형성은 크게되어 변형을 악화시키게 된다. 특히, 레이저다이오드(LD)를 큰 진폭으로 구동하면, 소자의 비선형성에 의해서 출력되는 광신호가 왜곡되고, 또한 이 왜곡은 주파수의존성을 가지고 있다.

그러나, 본 발명의 왜곡보정회로는 바이어스점을 적당히 설정함으로써 유연하게 비선형성을 보정할 수 있고, 주파수의존성이 있는 경우에도 왜곡보정을 할 수 있다. 그 때문에, 광송신단(901)의 앞단계에서 왜곡보정회로(101)를 사용하므로, 광송신단(901)의 출력을 크게해도 홀수차수의 왜곡의 비선형성이 보정되어, 광수신기(934)는 왜곡이 적은 신호를 얻을 수 있다. 또, 본 발명의 회로에서는 많은 입출력 동작이 가능하므로 앰프가 없어도 반도체레이저의 바로 앞 부분에 회로를 삽입해도 된다.

제23도는 CATV의 주파수다중 전송장치에 있어서의 간단한 제2예를 표시한것이다. 이 주파수 다중전송장치에서는 발광기에서 발생하는 광이 구동신호에 대해서 짝수차수의(주로 2차)왜곡 및 홀수차수의 왜곡을 발생하는 경우를 상정한다.

제23도에 표시한 주파수다중 전송장치는, 홀수차수의 왜곡발생회로(101)의 후단계에 배치하고, 또 짝수차수의 (주로 2차왜곡)왜곡을 발생하는 짝수차수의 왜곡 발생회로(102)를 배치한 점이 제22도의 장치와 다르다. 제15도 또는 제16도에 표시한 짝수차수의 왜곡발생회로의 타입은 짝수차수의왜곡이 발생할 때, 홀수차수의 왜곡이 약간 발생한다. 따라서, 이러한 짝수차수의 왜곡발생회로는 입력레벨 및 출력레벨이 되도록 작은 레벨에서 사용하는 것이 바람직하고, 앞단에는 홀수 차수의 왜곡발생회로(101)를 배치하고, 후단에 짝수차수의 왜곡발생회로(102)를 배치하는 것이 바람직하다. 또, 제22도와 장치와 마찬가지로 본 발명의 회로에서는 많은 입출력 동작이 가능하므로 앰프없이 반도체 레이저의 바로 앞부분에 회로를 삽입할 수 있다.

상기에서는 발광기의 비선형성을 보정하였으나, 주파수 다중전송장치에서 비선형왜곡은, 광전송로, 수광소자, 또는 수광신호의 증폭기에 있어서도 발생한다. 제24도는, 이러한 비선형 왜곡을 보정하기 위하여 상기의 왜곡발생회로를 사용하여 구성한 광수신기의 구성도이다. 이 광수신기는, 광을 수광해서 전기신호로 변환하는 수광소자(951)와, 수광소자(951)로부터 출력된 전기신호를 증폭하는 증폭기(952)와, 증폭기(952)로부터 출력된 신호를 입력해서 홀수차수의 왜곡을 부여하는 홀수차수의 왜곡발생회로(101)와, 홀수차수의 왜곡발생회로(101)로부터 출력된 신호를 입력해서 짝수차수의 왜곡을 부여하는 짝수차수의 왜곡발생회로(102)로 구성된다. 상기의 장치에 있어서도, 제23도의 장치와 마찬가지로, 앞단에 홀수차수의 왜곡발생회로(101)를 배치하고, 후단에 짝수차수의 왜곡발생회로(102)를 배치하는 것이 바람직하다.

이 광수신기에서는 광전송로, 수광소자, 또는 수광신호의 증폭기에서 발생되는 비선형왜곡을 보정하는 비선형왜곡은 홀수차수의 왜곡발생회로(101) 및 짝수 차수의 왜곡발생회로(102)에서 순차적으로 부여되므로, 광수신기의 출력되는 짝수차수의 왜곡발생회로(102)의 출력신호는 광송신기의 출력광의 파형을 거의 충실하게 재현한 것이 된다.

또한, 광전송로, 수광소자, 또는 수광신호의 증폭기에서 발생하는 비선형 왜곡은, 실질적으로 짝수차수의 왜곡만으로 된 경우에는 상기의 광수신기의 홀수차수의 왜곡발생회로(101)는 필요하지 않으며, 또한 실질적으로 홀수차수의 왜곡만으로 된 경우에는 상기 광수신기의 짝수차수의 왜곡발생회로(102)는 필요하지 않다.

제25도는 본 발명의 왜곡발생회로와 광외부변조기를 사용한 광송신기의 구성예를 표시한 도면이다. 이 광송신기는, 광을 입력하고, 별도로 입력한 변조신호에 따라서 입력광을 변조해서 출력하는 마하젠더형광변조기(Mach-Zehnder)(961)와 신호를 입력해서 비선형왜곡을 부여해서 출력하고 광변조기(961)에 변조신호를 공급하는 왜곡발생회로(101)를 구비한다. 마하젠더형 광변조기는 일반적으로 입력과 출력사이에는 사인함수의 상관을 갖고 있다. 따라서, 마하젠더형 광변조에서 발생하는 비선형 왜곡은 홀수차소의 왜곡이다. 왜곡발생회로(101)가 마하젠더형광변조기(961)에 의하여 발생하는 홀수차수의 왜곡을 보정하는 홀수차수의 왜곡을 광송신기에서 변조신호에 미리 부여한다. 이 결과, 마한젠더형 광변조기(961)로부터 출력되는 변조광은, 비선형왜곡이 저감된 것이 된다. 또한, 제 25도의 장치에서는, 광변조기를 마하젠더형 광변조기로 사용하였으나, 다른 종류의 광변조기를 사용하는 경우에는, 즉 본 발명의 홀수차수의 왜곡발생회로, 짝수차수의 왜곡발생회로,또는 양자 모두의 왜곡발생회로를 그 광변조기 고유의 왜곡발생의 성질에 따라서 사용하면, 마찬가지로 왜곡을 저감한 출력광을 얻을 수 있다.

상기에서 광의 발생 또는 광의 수신에서 왜곡보정의 예를 설명하였으나, 비선형 왜곡은 전기적인 전송 또는 회로에 의하여도 발생한다. 제26도는 본 발명의 왜곡발생회로를 사용하여 왜곡이 작은 저왜곡증폭기의 구성예를 표시한 도면이다. 이 저왜곡 증폭기는 증폭대상의 신호를 입력해서 홀수차수의 왜곡을 부여하는 왜곡발생회로(101)와, 왜곡발생회로(101)로부터 출력된 신호를 증폭하는 푸시플형의 증폭기(971)를 구비한다. 푸시플형의 증폭기는 주로 홀수차수의 왜곡을 발생한다. 따라서 푸시플형의 증폭기(971)에서 발생하는 왜곡을 보정하는 홀수차수의 왜곡을 왜곡발생회로(101)에 의해서 부여한다. 이 결과, 푸시플형의 증폭기(971)로부터 출력되는 변조광은, 비선형왜곡이 저감된 것이 된다. 또 제 26도의 장치에서는, 증폭기는 홀수차수의 왜곡을 발생하는 푸시플형의 증폭기로 하였으나, 다른 종류의 증폭기를 사용하는 경우데는, 그 증폭기 고유의 왜곡발생의 성질에 따라서, 본 발명의 홀수차수의 왜곡발생회로, 짝수차수의 왜곡발생회로, 또는 양자 모두의 왜곡발생회로를 사용하면, 마찬가지로 왜곡을 저감한 출력신호를 얻을 수있다. 일반적으로, 증폭기는, 소비전력이 작으면 발생되는 왜곡이 크게 되는 경향이 있으나, 본 발명의 왜곡발생회로와 병용하면, 저소비전력으로 저왜곡증폭기를 실현할 수 있다.

이 회로는 상기의 구성 이외에도 다른 왜곡이 가능하다. 예를 들면, 먼저 열거한 회로는 입력(IN)과 출력(OUT)을 서로 교체해서(반대로 접속해서)사용하는 것이 가능하다.

또 제1실시예와 제2실시예를 조합해서도 구성할 수 있다. 제20도는그 일례를 표시한 것이다. PIN다이오드(D71), (D72)(또는 쇼트키배리어다이오드(D81), (D82)는 교류신호에 대해서 상호간에 반대방향이 되도록 접속되어 있고, 이 부분만을 보면 제1실시예와 동등하다. 그러나, PIN다이오드(D71), (D72)는 교류신호에 대해서 쇼트키배리어다이오드(D81), (D82)와 병렬로 접속되어 있고, 이것은 제14도와 동등하다(또한, 저항(R83), (R85), (R73), (R75)는 다이오드의 바이어스회로와 감쇠기의 일부로서 기능하고 있다). 이와같은 구성함으로써, 상기에서 설명한 2개의 실시예의 이점을 가진 회로를 구성할 수 있다. 이와같이 다른 종류의 다이오드를 사용한 3차왜곡발생회로를 구성하면, 임의의 주파수의존성을 가진 3차왜곡보정회로도 실현할 수 있다.

또, 제21도에 표시한 바와 같이, 상기 실시예에 표시한 왜곡보정회로(104), (105)는 직렬로 접속해도 마찬가지의 효과는 얻게 된다. 도면에서는, 제7도의 회로를 직렬로 연결한 것을 표시하고 있으나, 이들은 각각 다른 도면에 표시한 것을 접속하여, 각각의 회로에 따른 특성을 얻을 수 있도록 할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 왜곡발생회로에 의하면, 큰 진폭을 가진 입력에 있어서, 신호가 감쇠기 및 비선형소자에 분배되어, 불필요한 고조파왜곡의 발생을 억제할 수 있으므로, 바람직한 왜곡을 양호하게 부여할 수 있다. 특히 회로구성을 간단히 실현하는 것이 가능하며, 양호한 동작을 얻을 수 있다.

또, 본 발명의 왜곡발생회로를 사용해서 광송신기, 광수신기, 또는 증폭기를 구성하면, 왜곡을 저감한 신호를 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. (a) 입력신호에 대한 전송경로의 임피던스와 대략 일치하는 입력 임피던스와 출력신호에 대한 전송경로의 임피던스와 대략 일치하는 출력임피선스를 가진 선형감쇠기와 (b) 상기 선형감쇠기와 병렬로 접속된 적어도 한 개의 다이오드와, (c) 상기 적어도 한 개의 다이오드와 병렬로 접속된 콘덴서와, (d) 상기 선형감쇠기의 출력과 상기 적어도 한개의 다이오드의 출력을 가산하는 가산기로 이루어지고, 상기 적어도 한 개의 다이오드와 한개의 콘덴서는 상기 입력신호에 대한 비선형왜곡성분을 발생시키는 것을 특징으로 하는 왜곡발생회로.
2. (a) 입력신호에 대한 전송경로의 임피던스와 대략 일치하는 임피던스와 출력신호에 대한 전송경로의 임피던스와 대략 일치하는 출력임피선스를 가진 선형감쇠기와 (b) 상기 선형감쇠기의 상기 입력신호에 대해 병렬로 그리고, 상기 동일한 극성으로 접속되고, 핀다이오드와 쇼트키다이오드로 이루어진 복수의 다이오드와, (c) 상기 선형감쇠기의 출력과 상기 복수의 다이오드의 출력을 가산하는 가산기로 이루어지고, 상기 복수의 다이오드는 상기 입력신호에 대한 비선형왜곡성분을 발생하는 것을 특징으로 하는 왜곡발생회로.
3. 제2항에 있어서, 상기 복수의 다이오드와 병렬로 접속된 콘덴서를 또, 구비한 것을 특징으로 하는 왜곡발생회로.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 선형감쇠기는 복수의 저항기로 이루어진 것을 특징으로 하는 왜곡발생회로.
5. 제1항에 있어서 상기 적어도 한 개의 다이오드는 핀다이오드인 것을 특징으로 하는 왜곡발생회로.
6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 한개의 다이오드는 쇼트키다이오드인 것을 특징으로 하는 왜곡발생회로.