KR20010101311A - 출력신호와 입력신호의 비율을 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20010101311A
KR20010101311A KR1020017007824A KR20017007824A KR20010101311A KR 20010101311 A KR20010101311 A KR 20010101311A KR 1020017007824 A KR1020017007824 A KR 1020017007824A KR 20017007824 A KR20017007824 A KR 20017007824A KR 20010101311 A KR20010101311 A KR 20010101311A
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마크 에프. 크롤
존 시. 맥클리만
데일 에이. 웹
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알프레드 엘. 미첼슨
코닝 인코포레이티드
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Abstract

장치의 입력 신호와 출력 신호(예를 들면, 증폭기의 이득)의 작동비율은 입력 및 출력 신호 레벨에 따라 각각의 레벨을 갖는 두 개의 신호를 사용함으로써 제어된다. 비율은 작동 비율을 계산하기 위해 타겟 값을 나타내는 기준 신호 또는 분할 작동이 없이 두 개의 신호 사이의 차이에 기초하여 타겟 값으로 제어된다. 바람직한 예에서, 두 개의 신호는 기지의 이득을 갖고 각각 장치의 입력 및 출력에 연결된 대응하는 증폭기 장치에 의해 생성된다.

Description

출력신호와 입력신호의 비율을 제어하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS CONTROLLING THE RATIO OF AN OUTPUT SIGNAL AND AN INPUT SIGNAL}
본 발명은 종래 기술에서와 같이 외부 기준 신호 또는 분할 작동을 필요로 하지 않는 비율 제어 처리의 신규하고 유일한 접근 방법을 반영한다. 간단히 말해서, 본 발명은 각각 장치의 입력 신호 레벨 및 출력 신호 레벨에 대응하는 레벨을 갖는 제1 및 제2 신호를 사용한다. 후술하는 바와 같이, 다른 것으로부터 신호 중 하나를 감산함으로써, 오차 신호 레벨을 0으로 가도록 장치 작동을 교대로 제어하는 제어기에 공급하기 위해 오차 신호가 발생된다. 이러한 상태에서, 장치의 입력 및 출력 신호 레벨의 비율은 미리 결정된 타겟 비율에 일치할 것이다.
후술하는 실시예에서 보는 바와 같이, 이득이 알려져 있는 제1 및 제2 증폭기 장치를 사용하여 각각 제1 및 제2 신호가 생성될 수 있다. 오차 신호 레벨이 0일 때, 입력 및 출력 신호 레벨의 비율은 제1 및 제2 증폭기 장치의 알려진 이득에 기초하여 미리 결정된 타겟 비율에 일치한다.
도 2는 상술한 제1 및 제2 증폭기 장치를 사용하는 기본적인 실행 원리를 도시한 도면이다. 도 2에서, 기지의 이득 Gi을 갖는 입력측 증폭기 장치(23) 및 기지의 이득 Go을 갖는 출력측 증폭기 장치(25)는 각각 제어되는(간단하게 하기 위하여 도면에서 생략된 연결을 가짐) 장치(20)의 입력 및 출력에 연결되어 있다. 입력측 증폭기 장치(23)는 레벨 Si=Gix를 갖는 신호를 생성하고, 여기에서 x는 장치(20)의 입력신호 레벨에 비례한다. 출력측 증폭기 장치(25)는 레벨 So=Goy를 갖는 신호를 생성하고, 여기에서 y는 장치(20)의 입력신호 레벨에 비례한다. 입력측 및 출력측 증폭기 장치로부터 나온 신호는 감산기(24)에 공급되고, 하기의 레벨 Serr을 갖는 오차신호를 생성시킨다.
오차 Serr은 제어기(26)에 공급되고, 오차 Serr을 0으로 하고 이 조건을 유지하기 위하여 장치(20)의 작동을 조정한다.
Si및 So를 대치하면, 수학식 5는 하기와 같이 쓰여질 수 있다.
수학식 6에서 y를 Gx/K로 대치하면(수학식 2 참조) 하기 식이 된다.
수학식 7의 우측항에 Gi/Gi를 곱하면 하기 식이 산출된다.
수학식 8로 알 수 있는 바와 같이, G=KGi/Go일 때, Serr은 0이 된다. 바꾸어 말하면, 입력측 및 출력측 증폭기 장치, 또는 더욱 정확하게는 이들의 이득의 선택이 타겟 비율 GT=KGi/Go를 만들어 낸다. 또한, Serr을 0으로 유지하기 위해 제어 장치(10)는 일정 비율 G=GT=KGi/Go이 될 것이다.
동일한 결과가 수학식 5에서 피감수(被減數, minuend) 및 감수(減數, subtrahend)가 역으로 될 때 얻어진다.
Serr은 더욱 일반적으로는 하기와 같이 표시될 수 있다.
상술한 것으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 타겟 입력-출력 신호 비율을 나타내는 외부 기준 신호가 필요하지 않고 실제 작동 비율 G를 결정하기 위해 분할이 필요하지 않다. 대신에, 제어 작동은 입력 및 출력 신호 레벨에 따른 레벨을 갖는 신호의 간단한 감산에 기초한다. 종래 기술에서 사용된 바와 같은 외부 기준 신호 및 분할 작동의 필요성을 피함으로써, 본 발명은 저비용으로 단순화된 제어 일렉트로닉스 및 빠른 제어 속도의 이점을 제공한다.
더욱이, 본 발명의 원리는 어떤 특수한 장치 또는 장치들의 군에 응용하는 것, 또는 감산되는 신호를 생성하기 위한 특수한 성분의 사용에 한정되지 않는다. 설명된 실시예뿐만 아니라 여기에서 설명되는 응용은 단지 예시를 위한 것이다.
감산되는 신호를 생성하기 위해 증폭기 장치를 사용하는 것은 비-전기적 신호를 사용하는 장치뿐만 아니라 낮은 입력(및 가능한 낮은 출력) 신호 레벨을 갖는 장치에 적용하는데 이점이 있기 때문에 설명되는 실시예에서는 바람직하다. 예를 들면, 트랜스임피던스(transimpedance) 증폭기 장치가 광신호를 사용하는 장치를 포함하는 응용에 사용될 수 있다.
본 출원은 1998. 12. 18.에 출원된 미국 가특허출원 제60/113,083호의 우선권을 향유한다.
본 발명은 출력신호와 입력신호의 비율을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 비교적 간단한 일렉트로닉스를 사용하여 실행될 수 있고, 예를 들면, 전기적 및 광학적 증폭기 및 감쇠기의 전자적 제어를 포함하는 다양한 응용에 적절하다.
종래의 신호 비율 제어 기술은 통상적으로 미리 결정된 타겟 비율에 따라 설정되는 외부 기준 신호에 대하여 장치의 출력신호 또는 입력신호를 모니터링하는 것을 포함한다. 장치는 모니터링된 신호 및 기준 신호 사이의 차이를 나타내는 오차 신호에 기초하여 타겟 비율에서 작동하도록 제어된다.
또 다른 종래 기술은 두 신호의 비율을 결정하기 위하여 장치의 출력신호와 입력신호 양자를 모니터링하는 것을 포함한다. 따라서 결정된 비율은 결정된 비율 및 타겟 비율 사이의 차이를 나타내는 오차 신호를 발생시키기 위하여 타겟 비율에 대응하는 외부 기준 신호와 비교된다. 장치는 오차 신호에 기초하여 타겟 비율에서 작동하도록 제어된다.
도 1에는 통상적인 기술이 도시되어 있다. 도 1에서, 디바이더(divider)(12)는 각각 제어된 장치(10)의 입력 및 출력 신호 레벨에 따라 신호 레벨 x 및 y를 수신한다. 즉, x=C1X 및 y=C2Y이고, 여기에서 X 및 Y는 각각 입력 및 출력 신호 레벨이며, C1및 C2는 특수한 시스템 설계(C1=C2)에 따르는 비례상수이다. 신호 레벨 x 및 y는 예를 들면 입력 및 출력 신호의 전압, 전류 또는 전력 레벨이 될 수 있다.
입력 신호 레벨에 대한 출력 신호 레벨의 비율 G는 하기와 같이 표시될 수 있다.
여기에서, K=C1/C2이다. 따라서, 신호 레벨 x 및 y는 다음과 같은 관계에 있다.
디바이더(12)는 입력 x 및 출력 y와 비율 G에 비례하는 비율 신호에 기초하여 분할 작동을 수행한다.
비율 신호는 감산기(subtractor)(14)에 공급된다. 또한 감산기에 공급되어 특수화된 기준 신호 레벨 Gsp=GT/K이 되고, 여기에서 GT는 타겟 비율이다.감산기(14)는 하기로 표시되는 오차 신호 레벨 E를 발생시키도록 특수화된 비율 Gsp으로부터 측정된 비율 y/x를 감산한다.
오차 E는 오차 E를 0으로 하기 위하여 장치의 작동을 조정하는 제어기(controller)(16)에 공급된다. 이러한 상태에서, G는 수학식 4로부터 알 수 있는 GT와 동일하게 된다.
도 1은 종래의 비율 제어 기술을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 제어 기술을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 제1장치를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 제2장치를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 제3장치를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 제4장치를 도시한 도면.
도 7은 도 4에 따라 구성된 시험 장치에서 사용된 제어 일렉트로닉스의 도면.
도 8은 시험 장치에서의 제어 작동의 흐름도.
도 9는 작동시 비율 제어회로 없이 시험 장치의 광증폭기 장치의 일시적인 특성을 나타내는 오실로그래프.
도 10 및 11은 작동시 비율 제어회로가 있는 광증폭기 장치의 일시적인 특성을 나타내는 오실로그래프.
상술한 바와 같이, 본 발명은 외부 기준 신호 또는 분할 작동의 필요 없이 장치의 입력신호 및 출력신호의 비율 제어를 할 수 있다.
주요한 것 중의 하나에 따르면, 본 발명은
입력신호 레벨에 따르는 레벨을 갖는 제1신호를 생성하도록 장치의 입력에 연결되는 제1성분을 제공하는 단계;
출력신호 레벨에 따르는 레벨을 갖는 제2신호를 생성하도록 장치의 출력에 연결되는 제2성분을 제공하는 단계; 및
제1 및 제2 신호의 레벨 사이의 차이에 기초하여 비율을 조정하는 단계
를 수행하여 장치로부터 나온 출력신호 및 장치에 들어가는 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법을 제공한다.
바람직한 일실시예에 따르면, 장치 자체는 증폭기 장치이고, 제1 및 제2 성분은 제1 및 제2 증폭기 장치이며, 제어된 비율은 증폭기 장치의 이득이다.
특수한 실행에서, 장치는 펌프된 광섬유 증폭기(pumped fiber-optic amplifier) 장치이고, 제어된 비율은 광섬유 증폭기 장치의 광이득(optical gain)이다. 광이득은 광섬유 증폭기 장치의 펌프 레이저의 펌프 전력을 조정함으로써 조정된다. 제1 및 제2 증폭기 장치는 광섬유 증폭기 장치의 입력 및 출력에 대응하는 광검출기(photodetector)에 의해 연결되는 트랜스임피던스 증폭기 장치이다. (트랜스임피던스 증폭기는 입력 전류 신호에 비례하는 출력 전압 신호를 제공한다.)
각 입력신호 및 출력신호는 복수의 신호로 구성된 합성 신호가 될 수 있다. 이 경우, 상술한 각각 제1 및 제2 신호의 신호 레벨 및 제어된 비율은 RMS 광이득이 될 수 있다.
본 발명의 또 다른 주요한 것에 따르면, 본 발명은 상술한 방법을 실행하는 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 것은 입력신호 레벨에 따르는 레벨을 갖는 제1신호를 생성하는 단계, 출력신호 레벨에 따르는 레벨을 갖는 제2신호를 생성하는 단계, 및 제1신호 및 제2신호의 레벨 사이의 차이에 기초하여 비율을 조정하는 단계를 수행하여 장치로부터 나오는 출력신호 레벨 및 장치에 들어가는 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법을 제공한다.
본 발명의 다양한 특징 및 이점뿐만 아니라 상술된 또한 부가적인 것이 첨부된 도면을 참조하여 하기의 상세한 설명에 의해 충분히 이해될 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 제1장치(1)를 도시한 도면이다. 도면에서 참조번호 30은 입력신호 및 출력신호의 제어 비율 G을 갖도록 작동할 수 있는 전기적 장치를 나타낸다. 그 형태에서 알 수 있는 바와 같이, 장치(30)는 단일 증폭기를 포함하는이득조정 가능한 증폭기 장치이다. 그러나, 실제로는 장치(30)는 입력 및 출력 신호의 제어가능한 비율을 갖는 전기적 장치(예를 들면, 직렬 증폭기를 갖는 다단 증폭기, 단일 또는 다단 감쇠기 등)가 될 수 있다. 입력 및 출력 신호는 예를 들면 전압 또는 전류가 될 수 있다.
바람직하게는 단일 증폭기를 포함하는 기지의 이득 Gi의 제1 증폭기 장치(33)는 제어된 증폭기 장치(30)의 입력측에 연결된다. 또한, 바람직하게는 단일 증폭기를 포함하는 기지의 이득 Go의 제2 증폭기 장치(35)는 제어된 증폭기 장치(30)의 출력측에 연결된다. 증폭기 장치(30)의 입력 및 출력측에 증폭기 장치(33 및 35)를 연결하는 것은 도시된 바와 같이 직접 연결되거나 또는 주어진 실행에서 요구하는 것에 따라 간접적으로(예를 들어, 전류 센서를 통하여) 연결될 수 있다. 증폭기 장치(33 및 35)의 출력신호는, 하기에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 비율 G를 제어하기 위하여 제어된 증폭기 장치(30)의 작동을 조정하도록 작동하는 제어기(36)에 공급된다.
입력측 증폭기 장치(33)는 신호 레벨 Si=Gix를 출력하고, 여기에서 x는 입력측 증폭기 장치에 들어가는 입력신호 레벨이고 제어된 증폭기 장치(30)의 입력신호 레벨 X에 비례한다. 출력측 증폭기 장치(35)는 신호 레벨 So=Goy를 출력하고, 여기에서 y는 출력측 증폭기 장치에 들어가는 입력신호 레벨이고 제어된 증폭기 장치(30)의 출력신호 레벨 Y에 비례한다.
제어기(36)는 오차값 Serr= ±(So-Si)를 결정하기 위해 상술된 감산을 수행하고, Serr이 실질적으로 0에 유지되도록 그 이득을 조정하기 위해 제어된 증폭기 장치(30)에 제어 신호 Sctl을 출력한다. 따라서, 증폭기 장치(30)는 실질적으로 일정한 이득 G=GTKGi/Go, 즉, 입력측 및 출력측 증폭기 장치(33 및 35)의 기지의 이득의 비율에 비례하는 타겟 이득에서 유지된다.
더욱 구체적인 예를 위하여, 제어된 증폭기 장치의 입력 및 출력신호는 각각 레벨 Vi및 Vo(=GVi)를 갖는 전압 신호라고 가정한다. 증폭기(33 및 35)의 충분히 높은 입력 임피던스를 가정하면, 그 각각의 입력 전압 레벨은 Vi및 Vo(C1=C2, K=1인 경우에 대응하는)가 될 것이다. 입력측 및 출력측 증폭기 장치의 출력 전압은 하기와 같이 표시된다.
이 경우, Gi및 Go는 각각 입력측 및 출력측 증폭기 장치(33 및 35)의 전압 이득을 나타내고, G는 제어된 증폭기 장치(30)의 전압 이득을 나타낸다.
제어기(36)는 오차 Serr을 결정하기 위해 전압 So로부터 전압 Si를 감산한다.
따라서, 결정된 오차에 기초하여, 제어기(36)는 오차 Serr을 0으로 하고 이 상태를 유지하기 위하여 증폭기 장치(30)의 이득을 조정한다. 이 상태에서, 이득 G는 수학식 10으로부터 명백하게 알 수 있는 바와 같이 타겟 이득 GT=Gi/Go에 동일하게 될 것이다.
제어기(36)는 오차 Serr에 기초하여 비율 G를 제어하기 위한 적절한 제어 알고리즘을 사용할 수 있다. 비례적분(PI) 또는 비례적분미분(PID) 제어 알고리즘이 최적의 성능을 위하여 바람직하다. 디지털 및 아날로그 제어기 양자가 사용될 수 있다. 특수한 응용에 적절한 알고리즘은 종래 기술, 예를 들면, 경험적으로 및/또는 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 결정될 수 있다. PI, PID 및 다른 제어기술의 더욱 완벽한 설명은 Koenig, D의잡음 처리의 제어 및 분석(Control and Analysis of Noisy Processes),1991, Prentice Hall.을 참조하라.
도 4는 광증폭기 장치(40)의 광이득(광 전력 이득)을 제어하기 위해 본 발명에 따른 제2장치를 도시한 것이다. 본 실시예에서, 광증폭기 장치(40)는 단일단(단일-코일) 펌프된 광섬유 증폭기이다. 이러한 증폭기는 이 분야에서 잘 알려져 있고 따라서 상세히 설명하지 않을 것이다.
간단하게 말해서, 증폭기 장치는 희토류 원소(예를 들면, 에르븀 또는 프라세오디뮴)의 이온으로 도프된 광섬유 코일(41) 및 입력 광신호를 제어기 레이저원(44)으로부터 나온 "펌프(pump)" 광으로 결합하는 파장분할 다중송신기(WDM) 광 커플러(42)를 포함한다. 도 4에서 성분을 연결하는 가는 선은 광섬유 연결을 나타내고, 반면에 성분을 연결하는 굵은 선은 전기적 연결을 나타낸다. 레이저원 또는 펌프레이저 장치(44)는 광 입력신호를 증폭기로 보내는 파장밴드의 외부에 있으나 광섬유 코일(41)에 있는 도프된 이온을 활성화시키는데 효과적인 광 파장에서 작동한다. 광 입력 신호는 미리 결정된 파장에서 단일 광신호로 구성될 수 있거나 또는 WDM 광섬유 통신 네트워크와 같은 서로 다른 미리 결정된 파장에서 복수의 광신호로 구성되는 합성 신호가 될 수 있다. 입력신호의 빛은 동일한 파장의 추가적인 빛을 방출하기 위해 섬유 코일(41)에 있는 활성화된 이온을 자극하고 입력 광신호을 증폭하는데 효과적이다.
증폭기 장치(40)의 광 전력 이득 G는 펌프 레이저 장치(44)의 출력 전력에 의존하고, 따라서, 펌프 레이저 장치의 출력 전력을 조정하여 제어될 수 있다. 입력신호가 합성신호가 될 때, 합성신호의 개별적인 파장 성분이 동일한 이득을 갖도록 하기 위하여 광증폭기 장치(40)는 이득평탄화 필터로 구성될 수 있다. 만일 그렇지 않다면, 광 전력 이득은 집합적인 파장 성분에 대한 RMS 이득이 될 것이다. 또한, 광증폭기 장치(40)는 그 입력 및 출력 측에서 광절연체(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
도 4의 배열에서, 바람직하게는 단일 증폭기 단을 포함하는 제1 트랜스임피던스 증폭기(TIA) 장치(43)는 광검출기(47)(예를 들면, 포토다이오드) 및 광학적탭(tap)(48)에 의해 광증폭기의 입력측에 연결되는 입력을 갖는다. 광학적 탭은 광검출기(47)에 연결되어 있는 출력(48b)을 모니터하기 위하여 장치의 입력 섬유(I)로부터 들어오는 광신호의 작은 일부를 커플링하는 기능을 한다. 들어오는 광신호의 나머지는 광증폭기 장치(40)의 입력에 탭의 주 출력(48a)을 통하여 전파한다.
제2 TIA 장치(45)는 광검출기(47') 및 관련된 광학적 탭(48')을 통하여 광증폭기 장치(40)의 출력측에 연결되는 입력을 갖는다. 이러한 광학적 탭은 광검출기(47')에 연결되는 출력(48')을 모니터하기 위해 광증폭기 장치로부터 출력 광의 작은 일부를 커플링하도록 작동한다. 출력 광의 나머지는 장치의 출력섬유(O)에 탭(48')의 주 출력(48a')을 통하여 전파한다.
광학적 탭(48, 48')의 커플링 비는 동일하거나 또는 서로 다를 수 있다. 또한, 커플링 비는 어떤 특수한 제한에 한정되지 않는다. 그러나, 일반적으로 장치의 입력 및 출력 신호 전력을 실질적으로 보존하는 커플링 비, 예를 들면, 적어도 90/10의 커플링 비(광의 10%가 주 출력으로 전파하는 광의 90%를 갖는 모니터 출력에 커플링되는 것을 의미함)가 사용되는 것이 바람직하다.
도 4에서, 광검출기(47, 47')는 탭(48, 48')으로부터 수신되는 광을 모니터 출력(48b, 48b')을 통하여 수신된 광의 양에 비례하는 레벨을 갖는 전류 신호로 변환한다. 따라서, 전류 신호는 광증폭기(40)의 입력 및 출력 광신호의 광전력 레벨에 비례한다. TIA 장치(43 및 45)는 교대로 그 입력 전류 신호에 비례하는 출력 전압 신호를 생성하고, 이 출력 신호는 제어기(46)에 공급된다. TIA 장치(43 및 45)의 수용할 수 있는 출력 전압 신호 Si및 So는 하기와 같이 표시된다.
여기에서, Gi및 Go는 각각 입력측 TIA 장치(43) 및 출력측 TIA 장치(45)의 트랜스임피던스 이득을 나타내고, Pi및 Po는 각각 입력 광신호 전력 레벨 및 출력 광신호 전력 레벨을 나타내며, G는 광증폭기의 광 전력 이득을 나타내고, C1및 C2는 탭(48, 48')의 커플링 비 및 광검출기(47, 47')의 민감도(responsivities)에 의존하는 비례 상수를 나타낸다.
제어기는 하기의 오차 전압 레벨 Serr을 얻기 위하여 다른 것으로부터 두 전압 신호 레벨의 하나를 감산한다.
오차 전압에 기초하여, 제어기(46)는 펌프 레이저 장치(44)의 작동을 조정하기 위한 제어 신호를 발생시키고, 이로 인하여 증폭기 장치(40)의 광 이득을 조정하여, Serr을 0으로 하고 그 조건을 유지한다. 예를 들면, 펌프 레이저 장치는 종래의 전압 제어된 펌프 전류 제어기로 구성되며, 제어기(46)로부터 나온 제어신호는오차 신호 레벨 Serr을 사용하여 PI 또는 PID 제어 알고리즘에 기초하여 만들어지는 전압이 될 수 있다. 또한, 제어 알고리즘은 특수한 응용에서 디지털 또는 아날로그 회로에 의해 실행될 수 있다.
수학식 11로부터 알 수 있는 바와 같이, 오차 Serr은 0이 되고, 증폭기 장치(40)의 광 이득은 G=GT=(Gi/Go)(C1/C2)가 될 것이다. 선택된 광학적 탭(48, 48')이 동일한 커플링 비를 갖고, 선택된 광검출기(47, 47')이 동일한 민감도를 가질 때, 타겟 이득이 단순히 GT=Gi/Go가 되도록 하기 위하여 C1및 C2는 동일하게 된다.
Serr을 0으로 유지하기 위하여 펌프 레이저를 제어함으로써, 증폭기 장치(40)는 일정한 이득 G=GT에서 작동한다. 또한 타겟 이득은 입력측 및 출력측 증폭기 장치(43, 45)의 기지의 이득에 기초하여 단순히 미리 결정된 값이 된다. 타겟 이득을 나타내는 외부 기준 신호는 필요하지 않다. 실제적인 동작 이득 G를 결정하기 위해 분할 작동도 필요하지 않다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 것으로서, 이 경우 다단 펌프된 광섬유 증폭기 장치(40')를 제어하기 것이다. 도 5의 배열은 증폭기 장치가 복수의 증폭단을 포함하는 점을 제외하고는 일반적으로 도 4의 배열과 유사하며, 그 각각은 도 4와 관련되어 상술된 도프된 섬유 코일(41), WDM 커플러(42) 및 펌프 레이저 장치(44)를 포함한다. 여기에서, 증폭단의 수는 2이나, 더 많은 수의 증폭단이 사용될 수 있다. 서로 다른 단(동일하게 펌프되나 특수한 응용에 의존하여 동일하거나 서로 다른 이득을 제공할 수 있는)의 증폭기 코일은 도시된 바와 같이 직렬로 연결된다. 각 단은 또한 이득 평탄화 필터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
도 4의 실시예에서와 같이, 도 5의 제어기는 오차 신호 레벨 Serr을 얻기 위하여 다른 것으로부터 TIA 출력 전압 Si, So의 하나를 감산한다. 따라서, 얻어진 오차에 기초하여, 제어기는 펌프 레이저 장치의 출력을 조정하기 위한 제어신호를 발생시키고 이로 인하여 오차 Serr을 0으로 하고 이 상태를 유지하기 위하여 광증폭기 장치(40')의 이득을 조정한다. 이 상태에서, 증폭기 장치(40')의 광 이득은 상술한 입력측 및 출력측 TIA 장치의 기지의 이득에 기초하는 타겟 이득과 동일하게 될 것이다. 펌프 레이저 장치는 비록 두 개의 증폭단이 동일하거나 동일하지 않다고 하더라도 동일한 제어 신호를 수용할 수 있다. 물론, 증폭단이 다르고 전체 이득에 동일하게 분포시키지 않으면, 이들은 그 각각의 이득 분포에 기초하여 다르게 제어될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예로서, 다단 증폭기 장치를 형성하기 위해 직렬로 연결된 두개의 개별적으로 제어된 광증폭기 장치(40)를 도시하고 있다. 이러한 배열은 각 증폭단이 개별적으로 모니터링되고 제어되기 때문에, 도 5의 배열보다 전체 광 이득의 더욱 정밀한 제어가 가능하게 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1(좌측) 증폭단에 대한 외부측 TIA 장치(45) 및 제2(우측) 증폭단을 대한 내부측 TIA 장치(43)는 통상적으로 광검출기 47'(47)에 연결되는 입력을 가질 수 있다. 각 증폭단은 도 4와 관련되어 설명된 방법으로 개별적으로 제어된다. 물론, 비록 두 증폭단이 각각의 제어 시스템이 동일한 것처럼 도 6과 같이 동일할지라도, 이러한 필요성은 실제적으로 없다. 실제적으로, 두 증폭단은 그들의 제어 시스템처럼 다를 수 있다(예를 들어, TIA 장치의 쌍은 서로 다른 타겟 이득을 제공하도록 선택될 수 있다).
도 4와 관련되어 상술된 장치가 구성되었고 일시적인 특성을 시험하기 위해 테스트되었다. 신호 코일 증폭기 장치는 종래의 에르븀-도프 섬유 13.7 m, 입력 및 출력에 있는 두개의 광 절연체, 1550/980 nm WDM 광 커플러, 및 서브-마이크로세컨드(㎲) 응답시간을 가질 수 있는 전압 제어된 펌프 전류원을 포함하는 표준 976 nm 격자 고정 펌프 레이저 장치로 구성된다. 제어된 증폭기 장치에 대한 입력신호는 하기의 두개의 신호로 구성된다: -10 dBm 연속파(CW) 1555 nm 신호 및 1553 nm에서 0 dBm, 500 Hz 온/오프 조정된 구형파 신호.
TIA 장치는 입력측 TIA 장치에 대하여 10,000 출력측 TIA 장치에 대하여 681의 트랜스임피던스 이득을 갖도록 각각의 작동 증폭기(적어도 10 MHz의 주파수 응답), 저항기, 및 커패시터로 구성된다. 이러한 값은 접속손실, 펌프레이저의 특성, 광검출기의 특성 등과 같은 시스템의 특수한 물리적 파라미터에 기초하여 적절하게 결정된다.
TIA 장치는 90/10 광 커플러 및 실질적으로 동일한 광검출기(적어도 10 MHz 주파수 응답을 갖는 InGaAs PIN 포토다이오드)를 통하여 광증폭기 장치의 입력측과 출력측에 연결된다. 따라서, 비례 상수 C1및 C2는 C2=(9/10)C1인 관계에 있다. 이것은 90/10 커플링 비 때문에, 입력측 광검출기에 커플링되는 광의 양은 광증폭기 장치에 입력되는 강의 1/9이고, 출력측 광검출기에 커플링되는 광의 양은 광증폭기 장치로부터 출력되는 광의 1/10이 되는 사실로부터 추론된다.
장치의 입력 및 출력 섬유는 표준 SMF-28 광섬유이다. 장치의 성분들 사이의 광학적 연결은 SMF-28 광섬유로 제조된다. 출력 섬유상의 신호는 125 MHz의 광 수신기 및 500 MHz의 디지털 오실로스코프로 측정된다.
제어 유연성의 넓은 범위를 제공하기 위하여, 하기를 포함하여 이루어진 디지털 마이크로프로세서-기초 제어 시스템을 사용한다:
- 두개의 8-비트, 아날로그-디지털(A/D) 변환기(2.5 MHz에서 샘플링)
- Mach XL 프로그래머블 어레이 로직(PAL)
- 16 MHz에서 실행되는 IBM 파워 PC 마이크로프로세서
- 8-비트 디지털-아날로그(D/A) 변환기
도 7은 제어 시스템(100)의 배열 및 TIA 장치 및 레이저 펌프 전류 제어기(펌프 구동 회로)에의 연결을 나타내는 블록도이다.
두개의 A/D 변환기(101 및 102)는 각각 입력측 및 출력측 TIA 장치(43 및 45)로부터 나온 전기적 출력 전압을 디지털화하는데 사용된다. PAL(103)은 A/D 변환기로부터 디지털화된 증폭기 출력의 빠른 하드웨어 감산을 수행한다. 감산 결과, 오차 Serr을 나타내기 위해 마이크로프로세서에 의해 PI 제어 알고리즘을 실행하고, 그 결과 계산된 제어 신호는 D/A 변환기(105)를 통하여 레이저 장치(44)의 펌프 구동 회로로 출력된다.
도 8은 제어 과정의 흐름도이다. 단계(S1)에서, PAL은 A/D 변환기(101, 102)로부터 디지털화된 TIA 출력(Si,So)을 읽는다. 다음에, 단계(S2)에서, PAL(103)은 오차 Serr(n)= (Si-So)을 계산하고, 여기에서 n은 현재의(nth) 제어 반복을 나타낸다. 단계(S3)에서, 마이크로프로세서(104)는 오차 Serr를 0으로 하도록 펌프 레이저 출력을 조정하기 위해 제어 이동 M(n)을 계산한다.
계산은 하기의 PI 제어 알고리즘에 따라 수행된다.
여기에서 계수 I 및 P는 각각 적분 및 비례 제어 이득이고 경험적으로 선택되어 최적화될 수 있다. PI 제어의 더욱 완벽한 설명은 상술한 Koenig 텍스트를 참조하라. 테스트 장치에 대한 I 및 P의 최적값은 각각 1 및 500으로 경험적으로 결정된다.
다음에, 단계(S4)에서, 다음 반복에 사용하는 값 Serr은 전류 오차 Serr(n)으로 설정된다.
마지막으로, 제어 이동 M(n)은 펌프 구동회로로 출력되며, 그 흐름은 다음 제어 반복을 실행하기 위하여 단계(S1)으로 되돌아온다.
작동시 본 발명의 작동시 이득 제어 시스템이 없는 상술한 단일-코일의 일시적인 특성이 도 9에 도시되어 있다. 더욱 상세하게는 도 9는 구형파 입력 신호 및 그 결과로 발생되는 출력 신호의 궤적을 나타낸다. 두 신호 궤적의 각각의 스케일은 비교하기 위하여 도시된 바와 같이 궤적이 겹쳐질 수 있도록 하기 위하여 설정된다. 신호 궤적의 비교에서 증폭기 출력이 유리에서 에르븀 이온과 관련되는 느린 이득 특성 때문에 심각한 왜곡을 갖는다는 것을 알 수 있다.
도 10은 이득 제어 시스템을 턴온 했을 때의 일시적인 이득 특성을 도시한 것이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 광 출력 신호는 낮은 왜곡을 갖는 구형파 형태를 갖는다. 도 10의 제3궤적에서, 입력 및 출력 신호의 궤적은 펌프 제어 신호를 나타내고 펌프 전력에 비례한다.
일시적인 턴온의 상세한 도면이 도 11에 도시되어 있다. 출력신호의 초기의 빠른 증가는 초기 전환(전환은 활성화된 상태에서 에르븀 이온의 수를 나타냄)에 의해 제공된다. 그러나, 펌핑율은 증가된 신호 전력에 적응하기에는 불충분하다. 따라서, 약 5 ㎲의 처리 지연 후에, 이득 제어 회로는 펌프 전력을 최대 허용치까지 증가시킨다. 바람직한 이득이 달성될 때까지 증폭기는 일시적으로 증가하는 이득에 응답한다. 펌프 전력은 정상상태 작동에 요구되는 값으로 감소된다. 이득을 보정하기 위해 요구되는 전체 시간은 약 25 ㎲이다. 이득 제어 시스템의 응답 속도는 일시적인 턴온시 더 많은 펌프 전력을 이용할 수 있어 증가될 수 있다. 부가적으로, 응답 시간은 더욱 빠른 일렉트로닉스, 예를 들면 마이크로프로세서 기초 회로 대신에 아날로그 제어회로를 사용하여 감소될 수 있다.
상술한 실시예뿐만 아니라 여기에 언급된 특수한 응용이 단시 예시를 위한 것이다. 수많은 다른 실행이 첨부된 청구범위에 기재된 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 가능하다.

Claims (45)

  1. 입력신호 레벨에 따르는 레벨을 갖는 제1신호를 생성하도록 장치의 입력에 연결되는 제1성분을 제공하는 단계;
    출력신호 레벨에 따르는 레벨을 갖는 제2신호를 생성하도록 장치의 출력에 연결되는 제2성분을 제공하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 신호의 레벨 사이의 차이에 기초하여 상기 비율을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치로부터 나온 출력신호와 장치에 들어가는 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 장치는 증폭기 장치이고 상기 비율은 증폭기 장치의 이득인 것을 특징으로 하는 출력신호와 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 출력 신호와 입력 신호 각각은 합성 신호인 것을 특징으로 하는 출력신호와 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 장치는 광학 장치이고, 상기 입력 및 출력 신호는 광신호이며, 상기 제1 및 제2 증폭기 장치는 트랜스임피던스 증폭기 장치인 것을 특징으로 하는 출력신호와 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 출력 신호와 상기 입력 신호의 각각은 합성 신호인 것을 특징으로 하는 출력신호와 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 출력 및 입력 신호 레벨은 합성 신호의 RMS 레벨인 것을 특징으로 하는 출력신호와 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 조정하는 단계는 Serr= ±(So-Si), 여기에서 So는 상기 제2신호의 신호 레벨이고 Si는 상기 제1신호의 신호 레벨인 오차 신호 레벨 Serr을 생성시키는 단계 및 상기 비율을 조정하기 위해 상기 오차 신호 레벨을 기초로 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력신호와 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1신호 및 상기 제2신호는 합성 신호이고 Si및 So는 RMS 신호 레벨인 것을 특징으로 하는 출력신호와 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 오차 신호 레벨 및 상기 제1 및 제2 신호 레벨은 전압 레벨인 것을 특징으로 하는 출력신호와 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 조정하는 단계는 상기 비율에 영향을 주는 상기 장치의 성분을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력신호와 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법.
  11. 광증폭기 장치의 입력에 연결되는 제1 트랜스임피던스 증폭기 장치를 제공하는 단계;
    광증폭기 장치의 출력에 연결되는 제2 트랜스임피던스 증폭기 장치를 제공하는 단계; 및
    상기 제1 트랜스임피던스 증폭기 장치의 출력 신호 및 상기 제2 트랜스임피던스 증폭기 장치의 출력 신호 사이의 차이에 기초하여 광 이득을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광증폭기 장치의 광 이득을 제어하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 광증폭기 장치는 펌프된 광섬유 증폭기 장치이고 상기 조정하는 단계는 상기 광증폭기 장치의 펌프 레이저의 펌프 전력을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광증폭기 장치의 광 이득을 제어하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 광 이득은 상기 광섬유 증폭기 장치로 들어가는 합성의 복수 파장 입력에 대한 RMS 광 이득인 것을 특징으로 하는 광증폭기 장치의 광 이득을 제어하는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 펌프 전력은 상기 펌프 레이저에 대한 구동 제어 신호를 조정함으로써 조정되는 것을 특징으로 하는 광증폭기 장치의 광 이득을 제어하는 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 조정하는 단계는 Serr= ±(So-Si), 여기에서 So는 상기 제2 트랜스임피던스 증폭기 장치의 출력 전압이고 Si는 상기 제1 트랜스임피던스 증폭기 장치의 출력 전압인 오차 전압 Serr을 생성하는 단계 및 상기 펌프레이저의 펌프 전력을 조정하기 위해 상기 오차 전압을 기초로 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 광증폭기 장치의 광 이득을 제어하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 및 제2 트랜스임피던스 증폭기 장치는 대응하는 광검출기를 통하여 상기 입력 및 상기 출력에 각각 연결되고, So및 Si는 다음의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 광증폭기 장치의 광 이득을 제어하는 방법.
    So= GoC2GPi
    Si= GiC1Pi
    여기에서, Go및 Gi는 각각 상기 제2 트랜스임피던스 증폭기 장치 및 상기 제1 트랜스임피던스 증폭기 장치의 이득이고, Pi는 입력 광신호 전력이며, G는 광이득이고, C1및 C2는 상수이다.
  17. 제12항에 있어서, 상기 광섬유 증폭기 장치는 단일 광섬유 증폭단을 갖는 것을 특징으로 하는 광증폭기 장치의 광 이득을 제어하는 방법.
  18. 제12항에 있어서, 상기 광섬유 증폭기 장치는 직렬로 연결된 복수의 광섬유 증폭단을 갖는 것을 특징으로 하는 광증폭기 장치의 광 이득을 제어하는 방법.
  19. 입력 신호 레벨에 따르는 레벨을 갖는 제1신호를 생성하기 위해 장치의 입력에 연결되는 제1성분;
    출력 신호 레벨에 따르는 레벨을 갖는 제2신호를 생성하기 위해 장치의 출력에 연결되는 제2성분; 및
    제1 및 제2 증폭기 장치 및 상기 장치에 연결되는 제어기를 포함하며, 상기 제어기는 제1신호 및 제2신호의 레벨 사이의 차이에 기초하여 상기 비율을 조정하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 장치로부터 나오는 출력 신호 레벨과 장치로 들어가는 입력 신호 레벨의 비율을 제어하는 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 장치는 증폭기 장치이고 상기 비율은 증폭기 장치의 이득인 것을 특징으로 하는 출력 신호 레벨과 입력 신호 레벨의 비율을 제어하는장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 출력 신호 및 상기 입력 신호의 각각은 합성 신호인 것을 특징으로 하는 출력 신호 레벨과 입력 신호 레벨의 비율을 제어하는 장치.
  22. 제19항에 있어서, 상기 장치는 광학 장치이고 상기 제1 및 제2 증폭기 장치는 트랜스임피던스 증폭기 장치인 것을 특징으로 하는 출력 신호 레벨과 입력 신호 레벨의 비율을 제어하는 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 출력 신호 및 상기 입력 신호의 각각은 합성 신호인 것을 특징으로 하는 출력 신호 레벨과 입력 신호 레벨의 비율을 제어하는 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 출력 및 입력 신호 레벨은 합성 신호의 RMS 레벨인 것을 특징으로 하는 출력 신호 레벨과 입력 신호 레벨의 비율을 제어하는 장치.
  25. 제19항에 있어서, 상기 제어기는 Serr= ±(So-Si), 여기에서 So는 상기 제2신호의 신호 레벨이고 Si는 상기 제1신호의 신호 레벨인 오차 신호 레벨 Serr을 생성하고, 상기 제어기는 상기 비율을 조정하기 위해 상기 오차 신호 레벨을 기초로 사용하는 것을 특징으로 하는 출력 신호 레벨과 입력 신호 레벨의 비율을 제어하는 장치.
  26. 제19항에 있어서, 상기 제어기는 상기 비율에 영향을 주는 상기 장치의 성분을 조정하는 것을 특징으로 하는 출력 신호 레벨과 입력 신호 레벨의 비율을 제어하는 장치.
  27. 광증폭기 장치;
    상기 광증폭기 장치의 입력에 연결되는 제1 트랜스임피던스 증폭기 장치;
    상기 광증폭기 장치의 출력에 연결되는 제2 트랜스임피던스 증폭기 장치; 및
    상기 제1 및 제2 트랜스임피던스 증폭기 장치 및 광증폭기 장치에 연결되는 제어기를 포함하며, 상기 제어기는 상기 제1 트랜스임피던스 증폭기 장치의 출력 신호 및 상기 제2 트랜스임피던스 증폭기 장치의 출력 신호 사이의 차이에 기초하여 상기 광증폭기 장치의 광 이득을 조정하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 이득 제어된 광증폭기 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 광증폭기 장치는 펌프 레이저를 포함하는 펌프된 광섬유 증폭기 장치이고, 상기 제어기는 상기 펌프 레이저의 펌프 전력을 조정하는 것을 특징으로 하는 이득 제어된 광증폭기 장치.
  29. 제27항에 있어서, 상기 광 이득은 상기 광섬유 증폭기 장치로 들어가는 합성의 복수 파장 입력에 대한 RMS 광 이득인 것을 특징으로 하는 이득 제어된 광증폭기 장치.
  30. 제27항에 있어서, 상기 제1 및 제2 트랜스임피던스 증폭기 장치는 각각 대응하는 광검출기를 통하여 상기 입력 및 상기 출력에 연결되는 것을 특징으로 하는 이득 제어된 광증폭기 장치.
  31. 제27항에 있어서, 상기 제어기는 Serr= ±(So-Si), 여기에서 So는 상기 제2 트랜스임피던스 증폭기의 출력 전압이고 Si는 상기 제1 트랜스임피던스 증폭기의 출력 전압인 오차 전압 Serr을 생성하고, 상기 제어기는 광 이득을 조정하기 위해 상기 오차 전압을 기초로 사용하는 것을 특징으로 하는 이득 제어된 광증폭기 장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 제1 및 제2 트랜스임피던스 증폭기 장치는 대응하는 광검출기를 통하여 상기 입력 및 상기 출력에 각각 연결되고, So및 Si는 다음의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 이득 제어된 광증폭기 장치.
    So= GoC2GPi
    Si= GiC1Pi
    여기에서, Go및 Gi는 각각 상기 제2 트랜스임피던스 증폭기 장치 및 상기제1 트랜스임피던스 증폭기 장치의 이득이고, Pi는 입력 광신호 전력이며, G는 광 이득이고, C1및 C2는 상수이다.
  33. 제32항에 있어서, 상기 광증폭기 장치는 펌프 레이저를 포함하는 펌프된 광섬유 증폭기 장치이고, 상기 제어기는 상기 펌프 레이저의 펌프 전력을 조정하는 것을 특징으로 하는 이득 제어된 광증폭기 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 광섬유 증폭기 장치는 단일 광섬유 증폭단을 갖는 것을 특징으로 하는 이득 제어된 광증폭기 장치.
  35. 제33항에 있어서, 상기 광섬유 증폭기 장치는 직렬로 연결된 복수의 광섬유 증폭단을 갖는 것을 특징으로 하는 이득 제어된 광증폭기 장치.
  36. 입력신호 레벨에 따르는 레벨을 갖는 제1신호를 생성하도록 장치의 입력에 연결되는 제1성분을 제공하는 단계;
    출력신호 레벨에 따르는 레벨을 갖는 제2신호를 생성하도록 장치의 출력에 연결되는 제2성분을 제공하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 신호의 레벨 사이의 차이에 기초하여 상기 비율을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치로부터 나온 출력신호 레벨과 장치에 들어가는 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 장치는 증폭기 장치이고 상기 비율은 증폭기 장치의 이득인 것을 특징으로 하는 출력신호와 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법.
  38. 제36항에 있어서, 상기 장치는 광학 장치이고, 상기 입력 및 출력 신호는 광신호이며, 상기 제1 및 제2 증폭기 장치는 트랜스임피던스 증폭기 장치인 것을 특징으로 하는 출력신호와 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법.
  39. 제36항에 있어서, 상기 조정하는 단계는 Serr= ±(So-Si), 여기에서 So는 상기 제2신호의 신호 레벨이고 Si는 상기 제1신호의 신호 레벨인 오차 신호 레벨 Serr을 생성하는 단계, 및 상기 비율을 조정하기 위해 상기 오차 신호 레벨을 기초로 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 출력신호와 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법.
  40. 입력 신호 레벨에 따르는 레벨을 갖는 제1신호를 생성하기 위해 장치의 입력에 연결되는 제1성분;
    출력 신호 레벨에 따르는 레벨을 갖는 제2신호를 생성하기 위해 장치의 출력에 연결되는 제2성분; 및
    제1 및 제2 증폭기 장치 및 상기 장치에 연결되는 제어기를 포함하며, 상기 제어기는 제1신호 및 제2신호의 레벨 사이의 차이에 기초하여 상기 비율을 조정하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 장치로부터 나오는 출력 신호 레벨과 장치로 들어가는 입력 신호 레벨의 비율을 제어하는 장치.
  41. 제40항에 있어서, 상기 장치는 증폭기 장치이고 상기 비율은 증폭기 장치의 이득인 것을 특징으로 하는 출력 신호 레벨과 입력 신호 레벨의 비율을 제어하는 장치.
  42. 제40항에 있어서, 상기 제어기는 Serr= ±(So-Si), 여기에서 So는 상기 제2신호의 신호 레벨이고 Si는 상기 제1신호의 신호 레벨인 오차 신호 레벨 Serr을 생성하고, 상기 제어기는 상기 비율을 조정하기 위해 상기 오차 신호 레벨을 기초로 사용하는 것을 특징으로 하는 출력 신호 레벨과 입력 신호 레벨의 비율을 제어하는 장치.
  43. 입력신호 레벨에 따르는 레벨을 갖는 제1신호를 생성하는 단계;
    출력신호 레벨에 따르는 레벨을 갖는 제2신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 신호의 레벨 사이의 차이에 기초하여 비율을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치로부터 나온 출력신호와 장치에 들어가는 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법.
  44. 제43항에 있어서, 상기 비율은 상기 입력 및 출력 신호 레벨의 타겟 비율을 실질적으로 유지하도록 조정되고, 상기 타겟 비율은 각각 상기 입력 및 출력 신호 레벨에 대하여 상기 제1 및 제2 신호 레벨에 관한 비례 인자에 기초되는 것을 특징으로 하는 장치로부터 나온 출력신호와 장치에 들어가는 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법.
  45. 제44항에 있어서, 상기 제1신호 및 상기 제2신호가 제1 증폭기 장치 및 제2 증폭기 장치에 의하여 각각 생성되고, 상기 제1 및 제2 증폭기 장치는 미리 결정된 이득을 가지며, 상기 비례 인자는 상기 미리 결정된 이득인 것을 특징으로 하는 장치로부터 나온 출력신호와 장치에 들어가는 입력신호 레벨의 비율을 제어하는 방법.
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