TW461974B - Method and apparatus for controlling the ratio of an output signal and an input signal - Google Patents

Description

Λ 7 Γΐ7

ί 97 4 發明背景： 本發明係關於控制裝置輸出訊號與輸入訊號之比值。 本發明能夠使用相當簡單控制電子元件實施以及適合於廣 泛之各種應用，包含例如電子以及光學放大器以及衰減器 之電子控制。 傳統況號比值控制技術通常包含監測相對於外部象考 訊號之裝置輪出訊號或輸入訊號，該參考訊號依據預先決 定目標比值加以設定。控制裝置在目標比值下操作，該比 值依據表示監測訊號與參考訊號間差值之誤差訊號決定出 另外一項技術包含監測裝置之輸出訊號與輸入訊號以 決定兩個訊號之比值^所決定之比值與相當於目標比值之 外部參考«作比較以產生黯減，其代表浙比值與 目標比值間之差值《裝置加以控制以在目標比值下操作， 該比值依據誤差訊號決定出。 圖1顯示出先前所說明之傳統技術。在圖i中，分裂器 接收訊號值X及y，其分別與控制裝置10之輸入與輸出訊 號值成比LQX以及y:C2Y，其中X及γ分別為輸入與 輸出喊值，以及(^與(：2為比例常數，其決定於特定系統設 計（通常C严C2)。訊號值X及y代表例如為輸入以及輪出訊 號之電壓，電流，或功率值。 輪出訊號值相對於輸入訊號值之比值可表示如下： G=(Y/X)=K(y/x) ⑴ 其作c/q。因而，訊號值吻關係表示如下： y=Gx/K ⑼ 461974 Λ7 _____ B7 五、發明説明（2 ) | 分裂器丨2依據輸入χ及y進行區分操作，以及輸出與比 值G成比例之比值訊號： y/x=G/K (3) 比值訊號傳送至減法器14。同時傳送至減法器為特定 參考訊號值GSP=GT/K,其中GT為目標比值^減法器丨4由特 定比值減去量測比值y/x以產生誤差訊號值E: E=Gsp-y/x:(GT/K)-(G/KHGT-G)/K ⑷ 误產E傳送至控制器16,該控制器將調整裝置之操作使 误差E為零。在遠狀,％下，G等於GT如公式（4)所示。 詳細說明： 本發明反應關於比值控制處理過程之新穎以及獨特方 法’其並不需要傳統技術之外部參考訊號或區分操作。簡 言之，本發明使用第-及第二訊號，其大小分別地相當於裝 置之輸入㈣:值以及輪出訊號值。藉由將訊號與另一訊號 相減產生誤差訊號以傳送至控制器因而控制裝置操作以使 誤差訊號變為零。在此情況下，敦置之輸入與輸出訊號值 符合預先決定目標值。 如目前實施例所顯示，可使用已知增益之第一及第二 放大益單兀分別地產生第一及第二訊號。當誤差訊號值零 ，輸入與輸出訊舰比歸合賊決定目標值，其依據第一 及第二放大器翠元之已知增益。 圖2為方塊圖，其顯示出使用第—及第二放大器.單元操 作原理。在圖2中，具有已知增邮之輸入側放大器單元烈 α及具有已知增jiG。輸出側放大器單元25分观連接至將 之:又上心 I'h郎Ιΐ.料（CSS) Α4 tv,ί {ΐΤϋ^^Γ7 461974 Λ 7 Β7 五、發明説明（3

大器單兀訊鈮傳送至減法器24,其產生s 器24,其產生serr誤差訊號: 永差Serr傳达至控制器26,其調整裝置2〇操作使誤差 Serr變為零以及保持該條件α 替代3。及8;，公式（5)能夠改寫如下：

Serr^oY-G^X ⑹ 在公式（6)中以Gx/K替代y產生得到

Serr" (GQGx/K) ~G ； χ= {(G0G/K) ~G ；} (7) 公式（7)提出Gi得到：

KixKG/KGDG-1} ⑻ 如公式（8)所示，當G=KGi/GD時Serr變為零。換言之 選擇輸人黯輸出嫩大料元或其增益起目標值G产 KG/G。。以及控制裝置1〇以保持L為零將產生固定比 GKV^KG/Go。 假如公式(5)減數與被減數對調得到相同的結果. Serr=S「S0 (5')

Serr可表示如下：

Serr=± (S0-Si) (9) 如先前所說明，本發明並不需要表示目標輸入—輪出訊 號比值之外部參考訊號以及並不需要區分以決定出實際摔 尺度適用中（CNS )八4規格（21〇ΧΗ7公芹） 作比値G。除此，控制操作依據相對於輸入與輸出訊號值之 訊號值作相減。藉由避免傳統技術所需要外部參考訊號以 及區分操作，本發明提供低價格之單純控制電子元件以及 高控制速率。 除此，本發明原理並不受限於應用於任何特定裝置或 特定種類裝置中，或使用特定元件以產生被扣減之訊號。 人們了解在此加所提及應用以及列舉性實施例僅作為範例 性。 使用訊號相減之放大器單元為優先採用之實施例，由 於其具有一些優點包含低輸入（以及可能低輸出）訊號值’ 以及使用非電子訊號之裝置。例如，跨阻抗放大器單元可 使用於一些應用中，其包含使用光學訊號之裝置。 發明大要： 如先前所說明，本發明能夠控制裝置輸入訊號與輪出 訊號之比值而不需要外部參考訊號或區分操作。 本發明另外一項為提供一種方法控制裝置之輸出訊號 值以及輸入至裝置之輸入訊號值，該方法包含： 提供第一元件連接至裝置之輸入端以產生相對於輸入訊 號值之第一訊號； 提供第二元件連接至裝置之輸入端以產生相對於輪出訊 號值之第二訊號； 整依據第一與第二訊號值間差值之比值作調整。 依據一項優先模式，裝置本身為放大器單元，第—及第 —元件為第—及第二放大器單元，以及控制比值為放大器 ( CNS ) Λ4ί'ί·^ ( 210X29?^·/^ ) 7 4 Ϊ 作 1974 ;…發明説明 A7 B7 ΤΪΙΪ z % ^ 早兀之增ϋ。 在特定操作巾，碎放大器單元，以及 控制比值為纖維光學放大器單元之光學增益。光學增益藉 由调整纖維光學放大益單元泵運雷射之泵運功率。第—以 及第二放大器為跨阻抗放大器單元，其籍由相對光感測器 連接至纖維光學放大gs單元之輪入與輪出端。（跨阻抗放 大器提供輸出電壓訊號與輪入電流訊號成比例u) 每-輸入以及輸出訊號為由一組多個訊號所構成之複 合訊號。在該情況下’先前所提及第一及第二訊號訊號值 分別地相對於複合輸人與輸㈣號之哪職值，以及控制 比值為RMS光學增益。 本發明另外一項為實施先前所說明方法之裝置。 本發明另外-項為提供-種方法以控制裂置之輸出訊 戒值以及輸人至f置之輸人訊龍，產生第二職，其大小 相對於輸出訊號值，以及依據第—與第二訊號 調整比值。 值 本务明先i’j所提及以及其他方面，以及各種特性以及 優點參考附圖以及下列詳細說明能夠完全地了解。 附圖簡單說明： 第一圖（圖1)為說明傳統比值控制技術之方塊圖。 第二圖（圖2)為說明本發明控制技術之方塊圖。 第三圖（圖3)為方塊圖顯示出本發明第—項裝置。 第四圖（圖4)為方塊圖顯示出本發明第二項裝置。 第五圖（圖5)為方塊圖顯示出本發明第三項裝置。 •”先閲讀背la之·.沐#爭項将填·Γ:Τ本瓦 .v.u

._____ ______- : : -----I - m^i 1 - -- II TJ- (CNS ) Λ4規.丨;’「（ 21〇:<297公铬） 7461974 五、發明説明（ 經濟部t央} Γ^3<工 ί 貪”、圓（圖6)為力塊圖顯示出本發明第 子元::='為依~-二制電^八圖（圖8)為測試|置中控制操作之流程圖。―弟=(圖9)為示波圖，其顯示出測試裝置之光學放大 益早^糾性動態，操作時並不使用比值控制線路。 ^十及十-圖為示波圖，其顯示出光學放大器之暫時 性動悲，操作時並使用比值控制線路。 ' 附圖元件數字符號說明： =置10;分裂器12;減法器14;控制器％控制 ^置◦;輪入側放大器單元23;減法器24;輸出側放大器 m制器26;電子裝线放大器單元33,35;控制 放大器單元4M0’；光纖線圈41;光學_ 仏TIA早tc 43;雷射光源44;TU單元45;控制哭46.Φ感測器K光學分接頭4M8，；主要輸出紙H =輸=做勸’；控制系統⑽;_換器則，搬;m 103,微處理器丨〇4; D/A轉換器1〇5。 詳細說明： 圖3為方塊圖，其顯示出本發明第—裝置丨。圖中參考 數挪表4子裝置可輸人職與輸出贼為可控制 比值G。在所顯示形式巾，裝為可婦增益放大器單元 其包含單-放大器。但是在操作上，裝可為任㈣子 裝置’其輪入與輪出訊號為可控制比值（例如為多階放大器 ，其具有串連放大器，單階或多階衰減器等）。輸入與輸出。 器 (#先閲讀背而之注念事項#琪艿本万)

Λ7 B7

46^974 訊號例如為電壓或電流訊號= 已知增之第一放大器單元33優先地包含單一放大 器，該單元連接至可控制放大器單元30。已知增益G。第二 放大器單元3 5亦優先地包含單一放大器，該單元連接至控 制放大器單元30之輸出側。放大器單元33及35連接至放大 器單元30之輸入及輸出側為直接的如圖所示，或非直接的（ 例如藉由電流感測器），其決定於特定操作之規格》放大器 單元33及35之輸出訊號傳送至控制器36,其操作將詳細說 明於底下以調整控制放大器單元30之操作為控制比值G 在所顯示操作中，G當然為放大器單元30之增益。 輸入側放大器單元33輸出訊號值SfGiX，其中X為輸入 至輸入側放大器單元之輸入訊號值以及與控制放大器單元 30輸入訊號值X成比例。輸出侧放大器單元35輸出訊號值 S〇=G0y,其中y輸入至輸出側放大器之輸入訊號值以及與控 制放大器單元30之輸出訊號值y成比例。 控制器36進行相減如先前所說明以決定出誤差值 =± (So-Si),以及輸出控制訊號Scti輸出至控制放大器單 元30以調整增益使得Serr保持為零。因而，放大器單元30 保持為固定增益OGTKGi/G。，即目標增益與輸入側以及輸 出側放大益單元33及35之已知增益比值成比例。 為了列舉出更具體範例，假設傳送至控制放大器單元 之輸入與輸出訊號分別具有Vi及值之電壓值。假 設放大器33及35具有相當高輸入阻抗，其各別輸入電壓值 為V;以及V0(相當於(：!=(：2，Κ=1)。輸入惻及輸出側放大器 1〇 (請先閱讀背而之at事項再填ν>:?本页)

461974 A7 ί!7 發明説明（y 單元之輸出電壓可表示如下：Si^GiVj So-GoVV^G.GV, 在該情況下，Gi&G。分別表示輸入側與輪出側放大器單元 33及35之電壓，以及G表示控制放大器單元3〇之電壓增益。 控制器36將電壓3。減31以決定出誤差s 1 ’err. ^err =G〇GV厂GAGi:^{(GyG^G-n (10) 请先閱讀背而之注意"項#填设？本瓦) 央 -ι二 合 λ-Ί-· 依據所得到誤差，控制器36調整放大器單元30之增益 使次差Serr受為茶以保持該狀態。在另外一個狀態下◦等 於目標增益GfG/G。，如公式（1〇)所示。 控制器3 6可使用適當控制演算法以依據誤差控制 比值G。為了最佳性能優先使用比例積分(pi)或比例積分 &數(PID)控制演算法。能夠使用數值及類比控制器。特 疋應用之適當演算法可藉由傳統方法例如經驗及/或計算 機模擬求出。PI，PID，及其他控制法更完整說明可參閱 Koenig, D. ^Control and Analysis of Noisy Processes, Prentice Hall, 1991。 圖4顯示出本發明第二實施例2以控制光學放大器單元 40之光學增益（光學功率增益）。在該實施例中，光學放大 益單元40為單階（單一線圈）泵運纖維光學放大器。該放大 器為業界所熟知以及在此並不詳細加以說明。 訂

(CM ) A4At恪（2U)x2y7公泠） II 10 土 .明珊 Λ 7 Β7 ΐ 公 簡一έ之，放大單元包含择雜稀土族元素離子（例如為 .ί耳或鍺)纖維光纖線圈41以及波長區分多工器（WDM)光學柄 合器42,其耦合輸入光學訊號與控制器雷射光源44發出之 泉運光练。注忍圖4中逆接元件之細線表不光纖連接，然而 連接元件之粗線表示電子連接。雷射光源或泵運雷射單元 44操作於傳送至放大器光學輸入訊號波長頻帶外之波長， 但是其有效地激發光纖線圈41中之摻雜離子。光學輸入訊 號可由預先決定波長下之單一光學訊號所構成，或其為複 合訊號，其由一組多種預先決定不同波長之光學訊號所構 成，如一般WDM纖維光學通訊網路中。輸入訊號之光線激勵 光纖線圈411離子以發射出相同波長之添加光線，有效地 放大輸入光學訊號。 放大器單元40之光學功率增益G決定於泵運雷射單元 44之輸出功率，以及因而能夠藉由調整泵運雷射單元輸出 功率而加以控制，光學放大器單元4〇可加入增益平坦化渡 波15使什複合sRi虎之各別波長組成產生相等之增益。否則 光學功率增盈為聚集波長組成之咖s增益。光學放大器單 元40在輸入及輸出側亦包含光學隔離器（並未顯示出）^ 在圖4排列中，第一跨阻抗放大器（τ {A)單元43優先地 包各單放大1¾，其輪入藉由光感測器^7(例如光二極管） 以及光學分接頭48連接至光學放大器之輸入側。光學分接 頭功能為由裝置輸入光纖丨耦合少部份輸入光學訊號至監 視輸出微其連接至光感測器47。其餘輪入光學訊號藉由 分接頭主a傳紅光料大||單元40之輸入。 C：NS ) Λ4見格（2!ΟΧ；：97公筇 I乙- :;;先閲讀背而之注念亨項再填寫本頁} 丁 一 . ·-， i . 1 HH ^ - 五、發明説明（丨〇 Λ7 B7 ^ΤΙΑ單元45具有輸入端埠藉由相對光感測器47，以 及相關光學分接補，連接至光學放以單之輸出側 。操作該辟分_崎合少部份獅総由光學放大哭 單元至連接至光制之監峨出端埠48b，。其餘^ 出光線藉由分接頭48’之主要輸出48a’傳播至裝置之輪出 光纖0。 光學分接頭48, 48’之耗合比值可為相同的或不同的。 同時，其並不限定為任何特定限制值。但是，其通常優先地 使用耦合比值，其實質地保持裝置之輸入與輸出功率例如 耦合比值至少為90/10(係指10¾光線耦合至監測輸出以及 90%光線傳播至主要輸出）。 參考圖4,光感測器47, 47’將由分接頭48, 48’光線轉變 為電子之電流訊號，其大小與監測輸出48b，48b，接收光線 量成比例。電流訊號與光學放大器40之輸入與輸出光學訊 號光學功率值成比例。TIA單元43與45產生輸出電壓訊號 與輸入電流訊號成比例，以及這些輸出訊號傳送至控制器 46。TIA單元43及45之各別輸出電壓訊號S#S。分別表示 如下：SfGj^Pi S〇^G0C2P0=G0C2GP [ 其中Gi及。。分別地表示輸入側TIA單元43以及輸出側 TIA單元45跨阻抗增益，Ρ,&Ρ。分別表示輸入光學訊號功率 值以及輸出光學訊號功率值，G表示光學放大器單元之光學 功率增益以及(^及匕表示比例常數，其決定於分接頭48, 48’ f CNS ) Λ4規格（210X297公及） (诗先問讀背而之注意事項再填巧本_乃)

' ___I *____( l................. I

I

泣.，Ϊ J 97 4 Λ7 _ B7 發明説明（丨I ) 之耦合比值以及光感測器47, 47’之反應。 控制器將兩個彳€壓訊號值彼此相減以得到一個誤差電 壓值SeiT:

Scrr=土（S〇-

4 (G〇C2P。-GAD 二土 PiCGoCgG-GiC!) 二土 PjGA丨(GcA/GiCJG-1} (li) 由於誤差電壓，控制器46產生控制訊號以調整泵運雷 射單元44之操作，以及因而調整放大器單元仙之光學增益 使Serr^i為令以及保持遠條件°例如，泵運雷射單元可加 入傳統控制電壓之泵運電流控制器，以及控制器牝發出之 控制訊號可藉由使用誤差訊號值Serr之p丨或？丨D控制演算 法產生tn繼算法可糾特/t應狀數位或類比線 路實施。· 如公式（11)所示，當誤差serr變為零，控制器之光學增 益為bGTKG/GaXq/Q)。當所選擇光學分接頭48,48， 具有相同触合比值以及輯擇絲錢訊#具有相 同的反應，(^及!：2為相等的使得目標增益為Gt=Gi/g。。 藉由控制粟運雷射單元以保持I為零，放大器單元 财固㈣益G=GTT猶。以及目標增踩純地為預先決 紐，該錄據輸人側及輸出側放A|i單元43,45之已知增 並決疋。亚不需要表示目標增益之外部參考訊號。亦不命 要區分操作以决定實際操作增益G。 而 圖5顯示出本發明另外—個實施例，在該情況下作為控 lcf ' ^ 461974 ί 王

W多階氣運纖維放大器單元4〇， n 情況，除了放大⑻元纟7人”㈣逍㈣似於圖4 八， DO丁几ώ含一組多個放大階备一体π勺八 一知光纖線_’職耦合器42,以及 射 前咖所說明，大階先 目之p.b。χ π 為，仁疋可使用更大數 声生_(&目叹雜是對特定應用 益)為串連的如圖所示。每-階亦 G3乓显+坦化濾波器（並未顯示出）。相減===控制:;__Si，s。彼此 什斗充差5fU值serr。依據所得到誤差，控制哭產 訊肋赠錢雜單元輸“錢蝴整光學放 ^早几40光學增益以使誤差Serr變為零以及保持該狀 悲°在該狀態下，放A器單·’之光學增益等於目標增益 ，其依據輪入側以及輸出側TIA單元之已知增益。泵運^二 單元*7接收相同的控制訊號，甚至於兩個放大階可相等戋‘ 不相等。當然，在該情況下放大階為不同的以及無法使全 部增盈產生相同的結果，其能夠依據不同各別增益結果作 不同地之控制。 圖6顯示出另外一個貫施例4,其中兩個各別控制光學 放大器單元40串連地連接以形成多階放大器單元s該排列 能夠作更精確控制整體光學增益而大於圖5構造情況，其由 於每一放大階各別地監測及控制所致。 如圖6所示，第一（左側）放大階之輸出側τ IA單元45以 及第二（右側）放大階之輸入惻Τί A單元43其端部共同地連 接至光感測器47’（47)。每一放大階以對圖4說明方式分別 (請先聞讀t而之注意事項再填-¾本頁) .I . In -I-」 .人，I --1 . 11 —--I- - I-. :::.：j^C(CNS),\4^^(；MOX 297A^)ir 地控制《雖然在圖β中兩個放大階為相同的，但是其為各別 之控制系统，此在操作時為並不需要的。實際上，兩個放大 階為不同的控制系統（例如成對τ IΑ單元可加以選擇以產生 不同的目標增益）。 如圖4所說明裝置製造出以及進行測試以檢視其暫時 性動態。單一線圈放大器單元包含13. 7公尺傳統摻雜斜光 纖，兩個光學隔離器於輸入及輸出端，I550/980nin WDM光學 耦合器，以及標準976ηηι光柵穩定泵運雷射單元，其包含電 壓控制泵運電流光源，其反應時間在次微秒範圍内。傳送 至控制放大器單元之輸入訊號包含兩個訊號 ；l〇dBm連續性 I555nra訊號之光波，以及OdBm 500Hz之1553nm開/關調節方 形波訊號。 ΤΙ A單元由各別操作放大器（通常頻率效應至少為1 〇MHz) ，電阻以及電容製造出輸入側TIA單元增益為1〇,⑻〇以及輪 出側TIA單元為681。這些所得到數值為適當的其係依據 系統之特定物理參數例如為拼接損耗，泵運雷射特性，光感 應器特性得到。 ’" τ IA單元藉由9 0 / ί 〇光學耦合器以及實質相等光感測器 ic接至光‘放大旮單元之輸入及輸出倒（至少為1 〇丽Ζ頻率 效應之InGaAs PIN光二極管）。比例常數(^及心為相關的 為^=(9/10)(^。此可籍由90/10耦合比值立即導出，耗合 至輸入惻光感測器之光線數量為輸入至光學放大器單元光 線1/9,以及耦合至輸出惻光感測器光線量為光學放大器單 元光線輸出之1/10。 { CNS ) ( 2ΐ〇χ：97^ ) 15^61974 中 .:.¾ 个i、· % 合 -ί卞 Λ 7 Β7 '明説明（#) 叙S:之輸入與輸出為標率SMP-28光纖。裝置元件間之 光學連接亦利用SMF-28光孅製造出。輸出光鐵之訊號利用 125MHz光學接收器以及5〇〇础2數值示波器量測出。 為了提供廣泛範圍之控制彈性，我們使用數值微處理 器為主之控制系統，其包含： -兩個8位元類比轉變為數值(A/D)之轉換器（以2. 5MHz 取樣） -Mach XL可程式陣列邏輯單元(PAL) - IBM功率PC微處理器，操作速率為milk -8位元數值轉變為類比（D/A)之轉換器 圖7為方塊圖，其顯示出控制系統100之構造以及連接 至TIA單元以及雷射泵運電流控制器(泵運驅動線路）。 兩個A/D轉換器101及10 2使用來將輸入側及輸出側T U 單元43及45之電子輸出電壓數位化。PAL 103對A/D轉換器 發出數位放大器輸出作快速之硬體相減。相減結果以sen_ 表示利用微處理器104作PI控制演算法，以及所得到計算控 制訊號再藉由D/A轉換器105輸出至雷射單元44之泵運驅動 線路。 圖8為控制處理過程之流程圖。在步驟S1中，PAL讀取 A/D轉換器丨〇1，1〇2發出之數位化TIA輸出（Si，S。）。其次， 在步驟S2中，PAL 103計算誤差UrO^-S。，其中η表示 在第η個控制遞迴。在步驟S3中，微處理器丨〇4計算控制移 動Μ(η+)以調整泵運雷射輸出使誤差變為零。 依據下列p I控制演算法進行計算： +,士尺,习家总身-(CNS ) Λ4现格（210X297公步） "7 (請先閲讀背而之注念乎項洱填?5本莨)

八7 _ Β7 --*·* ———— __ 1、發明説明（1¾ ) ]ό 461974 Μ(η)4ί(η-1)[- I Serr(n) + P(Serr(n)-Serr(n-i)) 其中係數I及P分別為整數以及比例控制增益以及可藉由經 驗加以選取以及最佳化。對於更完整說明PI控制，可參閱 先前所提及Koenig文獻。測試裝置之最佳I與P值經驗地決 定出分別為i及500。 其次，在步驟S4中下一個遞迴使用的數值Sen_(!T-i)設 定為目前誤差Serr(n)。 最後，控制移動Μ( η)為泵運驅動線路輸出，以及流程回 至步驟S1以進行下一個控制遞迴。 先前所說明單一線圈放大器之暫時動態顯示於圖9中， 但疋並無本發明操作之自動增益控制系統。特別是，圖9顯 示出方形波輸入訊號以及所形成輸出訊號之蹤跡圖。兩個 訊號蹤跡之相對比例設定將使得蹤跡能夠疊加如圖所示以 作為比較。訊號蹤跡比較顯示出放大器輸出產生相當大扭 曲，其由於玻璃中相關餌離子緩慢增益動態所致。 ®1〇顯示出運作時增益控制系統之暫時性動態。如圖 =所不，光學輸出訊號具有低扭曲之方形波。圖1CI中高於 询入鉍询出況號之第三蹤跡表示泵運控制訊號以及與泵運 功率成比例。 作％紐暫之詳細情況顯示於圖1丨中。最初輸出訊號 、速提，是由於初始反轉值產生（反轉係指激發狀態下之 辑^子數目）。不過，紐速率不足以稱提高之訊號功率 灰因:在處理過程延遲約5微秒後，增益控制線路將泵運功 牛值提高至最大允許值。控制器反應為暫時地提高增益持

(請先間讀背面之注意平項孙填'<-:?本I)

4 ί明説明 Λ7 137 7 達到所需要之姆兴。$ # ^ 所f要之數 7, 1水建功率再減小至穩定狀態操作 如在開啟之軺所尚要總共時間約為25微秒。假 系统反/¾ J仰程巾能夠提供較縫運功率時增益控制 輪當然能夠增加。除此，反應時間能夠籍由使 用快速好元侧如為控獅糾錢賴處理器為 主線路而減小。 重複说明本發明之特定應用以及列舉性實施例為蘇例 性。許多其他操作能夠利用本發明之基本原理，以及在下 列申請專利範圍内。 (請先間讀背而之注意事項再填容本頁) 濟 部 屮 合 y.- ! Γ ;;•上 Γ - ' *v.°i， 叫祕

Claims (1)

1. 461974 Λ 8 別 C8 D8 Hr專利範圆 f 1Ί㈣之方法，其控制m㈣之輪㈣號值與輪 入至衣且之褕入訊號值之比值，該方法包含·· 攸供本一兀件迷接至裝置之輸入以產生第-訊號，其大 小對應於輸入訊號值； · 代供第—兀件連接至裝置之輸入以產生第二訊號，其大 小對應於輸出訊號值； 依據第-與第二訊號值間之差值調整該比值。 2. 依據中請导利範圍第i項之方法，其中裝置為放大器單元 以及該比值為放大器單元之增益。 3. 依拉申明專利範圍第2項之方法，其中每一輸出訊號及 入Λ號為複合訊號。 4. 依據申請專職圍第1項之方法，其中裝置為光學裝置， 該輸入與輸出訊號為光學訊號，以及第一及第二放大器單 元為跨阻抗放大器單元。 5. 依據申請專利範圍第4項之方法，其中每一輸出訊號及 入Λ號為複合訊號。 6. 依據申請專職㈣5項之方法，其巾輸出及輸人訊號值 為複合訊號之RMS值。 7. 依據申請專利範圍第丨項之方法，其中調整包含產生誤差 訊號值Serr，其中Scrr:± (So-SA S。為第二訊號之訊號值 ，以及Si為第一訊號之訊號值，以及使用誤差值作為基準 調整該比值。 8. 依據申請專利範圍第7項之方法，其中第—及第二訊 複合訊號以及S#S。為RMS訊號值。 輸 輸 以 u號為 (請先間讀背面之注意亨項再填窍本:fi) I IV i Φ -1^¾ —^m i r--ro.-c.«I» i·^ i：i| ( CNS ) A4XifS- ( 210X 297/^¾ ) V：/ 461974 \-b妹

   辱利範_ A8 Bg C8 D8 9 I _依據申請衷利益阴带7 τ -及#之方法，其中誤差訊號值以及第 汉朱一讯观值為電壓值。 10·依據申請專利範 元件 響該ώ值之!^成邮]奴妓，其帽純含調整影 11. 入端； 提供第二 出端；以及 跨随抗放大||單料接至光學放大 器單元之輸 \h r,·? 大¥大11單71之輪出訊號與第二跨阻抗放 大^兀之—職間差值調整光堅…。專利範_丨項之方法^光學放大器單元 縣學放大器單元以及該調整包含纖維光學 放大益早兀之泵運雷射泵運功率。 干 2=W12私找，料綱益為輸入u t 心組多種複合波長之RMS光學增益。專職_2項之方法，嫩運功率籍由調 正装連射之驅動控制訊號而加以調整。 i5f申請專利範圍第12項之方法，其中調整包含產生誤 差屯4_Serr，其中ser广士（s。％，s。為第二跨阻抗放大器 單元之輸出電壓以及Sl為第—跨阻抗放大器單元之輸出電 壓’以及使用誤差電壓為基準以調整泵運雷射之果運功率。 R依據申請專利範圍第丨5項之方法，其中第一及第二跨阻 抗放大器單元分別地經由光感測器連接至輸入及輸出， 以 tit先間讀背而之it意乎項再填寫本页) i, ,4 _____τ___. HI ·-11 说凡度这用中闽阒家捃準（CMS • - I ί 1 I - - I i^p( 461974 AS B3 CS D8 申請專利範国 及s。及Si滿足下列關係： S产G〖C]Pi 其中分別為第二跨阻抗放大器單元以及第-跨阻抗 放大Is单元之㈣跨阻朗益，卜秘人光學訊號功率，G 為光學增益，以及C2及(^為常數。 ’ π_依板申請專利範圍第12項之方法，#中纖維光學放大器 單元具有單一纖維光學放大階。 °° 18.依板申請專利範圍第12項之方法，其中纖維光學放大器 單元具有一組多個串連之纖維光學放大階。 19_ -種裂置，其控制由裝置輸出之輸出訊號值與輪入至裝 置之輸入訊號比值，該裝置包含 .第一元件連接至裝置之輸入以產生第一訊號，其值對應 於輸入訊號值； 第二元件連接至裝置之輸出以產生第二訊號，其值對應 於輸出訊號值；以及 控制益連接至第一及第二放大器單元以及該裝置，操作 該控制器以調整該比值，其依據第—與第二訊號之差值進 行調整。 20.依據申請專利範Γ苐19項之裝置，其中裝置為放大器單 元以及該比值為放大器單元之增益。 21 ‘依據申請專利範圍第20項之方法,其中每一輪出訊號及 輸入訊號為複合訊號 22_依據申請專利範圍第19項之裝置，其中裝置為光學裝置 月中:U闯家標冬（CNS ) Λ4規格（210X297^· 461974 AS m C8 DS 請專利範园 以及第-與第二放大器單元為跨阻抗放大哭單元。 .黯據申請專猶酿2項之裝置，其中每一輪出訊號以 及褕八訊號為衩合訊號。 沉謂申請專利範酸3項之裝置，其中輸出及輸入訊號 值為叙合訊號之RMS值。 25‘依據申請專利範圍第19項之裝置其中 控制器產生誤差訊號值Sem · " serr=± (S。-Si)，S。為第二訊號之訊麵以及s為第一 訊號之訊紐，奴_繼使輯㉔舰絲 整該比值。 26.依據申請專利範圍第19項之裝置，其中控制器調整影變 該比值之裝置元件。 27· —種控制增益之光學放大器裝置，其包含 光學放大器單元； 3 f -跨阻^放大ϋ單元連接至光學放單元之輸入端； 第二跨阻抗放大器單元連接至光學放大器單元之’ ;以及 控，f連接至* —衫二跨阻抗放大器單如及該光學 放大器單元，操作翻II以破緋放大器單元之光學增 M，其依據第-跨阻抗放大m元輪出訊號與第二跨阻抗 放大器單元輸出訊號間之差值調整。 28_依據申請專利範園苐27項之裝置，其中光學放大器單元 ，泵運纖維光學放大器單元，其包含栗運雷射，以及雜制 為調整栗運雷射之泵運功率。 、+义-,.4人·】中#嘌毕（CNS ) Λ4從格（210X297公浼） 461974 Λ[; m cs D3 -利.範固 入 說依據申請專利範園第27項之裝置，其中光學增益為輸 至纖維光學放大料元_組？種複合波長之光學與兴 3〇·依據申請專利範園第27項之裝置，其中第一及第二& 抗放大料元分观録光躺料接至輸人及輸出靖。 =‘依據申請專利範圍第27項之裝置，其中控制器產生誤差 M&Serr，其中scrr-± (§。一民），S。為第二跨阻抗控制器之 輪^電壓以及&為第一跨阻抗控制器之輸出電壓，以及使 用誤差電壓作為基準以調整光學增益。 32,依擄申請專利範園第31項之裝置，其中第一與第二跨阻 抗控制H單元經由相對光感測g分別地連接至輸入與^出 端，以及滿足下列關係： S^GoCsGPi SAC# 其中G。及G i分別為第二跨阻抗放大器單元以及第—跨阻抗 放大器單元之各別跨阻抗增益，Pi為輸入&學訊號功率，^ 為光學增益，以及C2及(：丨為常數。 ’ 33. 依據申請專利範圍第32項之裝置，其中光學放大哭單元 ^運纖縣料大轉元，姑含料魏以控制 益5周整泵運雷射之泵運功率。 34. 依據申請專利範圍第32項之裝置，其中纖維光學放大哭 單元具有單一纖維光學放大階。 °° S5.依據申請專利範圍第32項之裝置，其中纖維光學放大器 具有一組多個串連之纖維光學放大階。 ! 见-種控制之方法，其控裝置輸出訊號值與輸入至裝

   置之輸入訊號值之比值，該方法包含： 提供第一元件連接至裝置之輸入以產生第一訊號t其大 小對應於輸入訊號值； 提供第二元件連接至裝置之輸入以產生第二訊號，其大 小對應於輸出訊號值； 依據第一與第二訊號值間之差值調整該比值。 37. 依據申請專利範圍第36項之方法，其中裝置為放大器單 元以及該比值為放大器單元之增益。 38. 依據申請專利範圍第36之方法，其中裝置為光學裝置， 該輸入與輸出訊號為光學訊號，以及第一及第二放大器單 元為跨阻抗放大器單元。 39·依據申請專利範圍第36項之方法，其中調整包含產生誤 差訊號值Serr，其中Serr=± (^。"^。”。為第二訊號之訊號 值，以及S;為第一訊號之訊號值，以及使用誤差值作為基準 以調整該比值。 40. —種裝置，其控制由裝置輸出之輸出訊號值與輸入至裝 置之輸入訊號比值，該裝置包含 第一元件連接至裝置之輸入以產生第一訊號，其值對應 於輸入訊號值； 第二元件連接至裝置之輪出以產生第二訊號，其值對應 於輪出訊號值；以及 控制器連接至第一及第二放大器單元以及該裝置，操作 該控制器以調整該比值，其依據第一與第二訊號之差值進 行調整。 23C請先問讀背而之注意亨項再填巧本页}

   、十 3 3 家( ) Λ4说格（210x297公货） 461974 AS B8 CS D8 21 -利範國 41‘依據申請專利範園細項之裝置，其中裝置為放大器單 元以及該比值為放大器覃元之增益。 『 42.依據申請專利範園第40項之裝置，其中 err， 控制器產生誤差訊號值S (心—Si)’ s。為第二訊號之訊號值以及&為第 (請先閱讀背而之注意平項再填寫本页} ^err 讯唬之SFL唬值’以及該控制器使用誤差訊號值為基準以調 整該比值。 43. —種控制之方法，其控制由裝置輸出之輸出訊號值與輸 入至裝置之輸入訊號值之比值，該方法包含： " 產生第一訊號，其大小對應於輸入訊號值； 產生第二訊號，其大小對應於輸出訊號值； 依據第一與第二訊號值間之差值調整該比值。 44·依據申請專利範圍第43項之裝置，其中該比值加以調整 以保持輸入與輸出訊號值之目標比值，目標比值依據一些 與桌一及弟一说號值與輸入及輸出訊號值相關之比例參數 決定出。 45.依據申請專利範圍第44項之裝置，其中第一訊號與第二 訊號藉由第一放大器單元以及第二放大器單元產生，第一 與第二放大器單元具有預先決定之增益，以及比例參數為 預先決定之增益。 中 ( CNS ) ( 210X 297^^ }