專利名稱：光調(diào)制裝置、光信號發(fā)送設(shè)備及光調(diào)制裝置的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光調(diào)制裝置和采用它的光信號發(fā)送設(shè)備以及光調(diào)制器的控制方法與其所使用的控制程序記錄媒體，本發(fā)明特別是涉及對從作為電/光轉(zhuǎn)換器的馬赫—策德爾(Mach Zehnder)型光調(diào)制器(以下將其稱為“MZ調(diào)制器”)輸出的光信號進(jìn)行穩(wěn)定處理的控制技術(shù)，本發(fā)明用于例如長距離高速光纖通信網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
作為過去的采用高速光纖的光通信系統(tǒng)中的光信號發(fā)送設(shè)備的調(diào)制方式，具有通過對應(yīng)于調(diào)制輸入，使半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動電流增強(qiáng)變?nèi)?，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的直接調(diào)制方式。但是，對于該直接調(diào)制方式，由于伴隨傳送速度的增加，由于輸出光信號的波長變化(chirping)的影響，光纖內(nèi)的分散，難于進(jìn)行長距離的傳送。
于是，人們采用從原理上不產(chǎn)生波長變化的外部調(diào)制器的MZ調(diào)制器。另外，在采用了MZ調(diào)制器的光信號發(fā)送設(shè)備中，必須使相對溫度變化、伴隨時間的變化等的發(fā)送輸出(光信號)保持穩(wěn)定，以便光通信系統(tǒng)在平時進(jìn)行穩(wěn)定的動作。
圖1表示對應(yīng)于MZ調(diào)制器的輸入電信號的振幅而變化的驅(qū)動電壓與輸出光信號之間的關(guān)系(光透射特性)的一個實(shí)例。在這里，對輸入信號為二進(jìn)制的數(shù)字信號的場合進(jìn)行描述。
在圖1中，將光透射率為最大值(峰值)時的驅(qū)動電壓與光透射率為最小值(零，null)時的驅(qū)動電壓之間的差稱為Vπ，將光透射率為最大值與最小值的中間值，曲線的斜率為正值的點(diǎn)稱為QUAD點(diǎn)，將相對該QUAD點(diǎn)的驅(qū)動電壓稱為QUAD電壓Vquad。
另外，對應(yīng)于輸入信號的“0”，“1”的各邏輯值的MZ轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動電壓稱為V0，V1，它們的中間值(V0+V1)/2稱為偏置電壓Vb(MZ轉(zhuǎn)換器的工作點(diǎn))。
在圖1中，光透射特性A表示MZ轉(zhuǎn)換器的工作點(diǎn)最佳(輸入信號與光透射特性之間的關(guān)系最佳)的場合，該此場合的輸出光信號由A’表示。
像這樣，通過MZ轉(zhuǎn)換器的光透射率為最小，最大的驅(qū)動電壓V0，V1，驅(qū)動MZ轉(zhuǎn)換器，由此，可進(jìn)行有效的光調(diào)制，可發(fā)送透射率的最小與最大的比，即，消光比較高的光信號。此時，具有V1與V0的差等于Vπ，Vb等于Vquad的關(guān)系。
另一方面，MZ轉(zhuǎn)換器具有下述情況，即，由于所外加的直流偏置電壓、環(huán)境溫度、伴隨時間的變化等因素，使光透射特性產(chǎn)生稱為DC漂移的變化(工作點(diǎn)漂移)，造成輸出光信號性能變差。
在圖1中，曲線B和B’表示從曲線A和A’所示的初始狀態(tài)，產(chǎn)生DC漂移的場合的光透射特性和輸出光信號。即，DC漂移為光透射特性沿圖1中的橫軸方向偏離的現(xiàn)象。
在產(chǎn)生DC漂移的場合，如果驅(qū)動電壓與初始狀態(tài)相同，由于像圖1所示的那樣，輸出光信號B’的波形，以及消光比均變差，故必須對DC漂移進(jìn)行補(bǔ)償處理。即，在產(chǎn)生DC漂移的場合，必須將該漂移看作驅(qū)動電壓變化量，通過按照該電壓變化量ΔVb，使驅(qū)動電壓V0，V1的相應(yīng)值變化，對DC漂移進(jìn)行補(bǔ)償處理。該補(bǔ)償可通過按照ΔVb，使偏置電壓Vb變化，以等同的方式實(shí)現(xiàn)。
再例如JP特公平3-251815號文獻(xiàn)的“外部調(diào)制器的控制方式”中公開了對上述的MZ轉(zhuǎn)換器的DC漂移進(jìn)行補(bǔ)償處理，穩(wěn)定地進(jìn)行動作的過去的控制方式，該方式如圖20所示的那樣構(gòu)成。
該控制方式的原理首先通過低頻疊加電路，將下述低頻信號(標(biāo)準(zhǔn)信號)與輸入信號疊加(按照標(biāo)準(zhǔn)信號，對輸入信號進(jìn)行振幅調(diào)制)，該低頻信號具有來自低頻信號振蕩器147的標(biāo)準(zhǔn)頻率，通過驅(qū)動電路142，將輸出信號，輸入到MZ轉(zhuǎn)換器143中。來自低頻信號振蕩器147的低頻信號還供給低頻信號檢測電路145。
MZ轉(zhuǎn)換器143通過從驅(qū)動電路142供給的信號，對半導(dǎo)體激光器光源144的射出光進(jìn)行調(diào)制，將其轉(zhuǎn)換為光信號，將其輸出給光傳送通路148。在以分流的方式輸入有該光信號的一部分的低頻信號檢測電路145中，通過監(jiān)視用的光電二極管，將其轉(zhuǎn)換為電信號。在該電信號中，包括標(biāo)準(zhǔn)信號的低頻的頻率分量，伴隨MZ轉(zhuǎn)換器143的工作點(diǎn)漂移的方向，該標(biāo)準(zhǔn)信號的頻率分量的相位差相差180°。如果將包括該頻率分量的信號與來自低頻振蕩器147的標(biāo)準(zhǔn)信號相乘，進(jìn)行同步檢測，則可檢測對應(yīng)于沿工作點(diǎn)漂移方向的正負(fù)的直流分量(誤差信號)。于是，通過控制電路146，對MZ轉(zhuǎn)換器143的工作點(diǎn)進(jìn)行控制，可使工作點(diǎn)保持在最佳位置，以便該直流分量為零。在此場合，具有漂移補(bǔ)償?shù)膭幼鬏^快的特點(diǎn)。
另外，在沒有工作點(diǎn)漂移的場合，由于從MZ轉(zhuǎn)換器143輸出的光信號為通過標(biāo)準(zhǔn)頻率的2倍的頻率進(jìn)行振幅轉(zhuǎn)換處理的光信號，不包含標(biāo)準(zhǔn)信號的頻率分量，故在此場合，不對直流分量進(jìn)行檢測。
但是，在上述這樣的過去的控制方式中，由于通過按照將低頻的正弦波信號與高頻的輸入信號疊加的方式調(diào)制的驅(qū)動信號，驅(qū)動MZ轉(zhuǎn)換器143，故可以線性方式改變增益，直至達(dá)到該驅(qū)動信號的最大振幅的動態(tài)范圍較寬的驅(qū)動電路(可變增益放大器)142是必不可少的。具有這樣的較寬的動態(tài)范圍的高輸出，高速的可變增益放大器從技術(shù)上是難于實(shí)現(xiàn)的，價格較高。
此外，在圖1中，如果不是對應(yīng)于輸入信號的各邏輯值的MZ轉(zhuǎn)換器143的驅(qū)動電壓V0，V1的差，等于光透射率為最大值時的驅(qū)動電壓與光透射率為最小值時的驅(qū)動電壓的差Vπ的場合(Vb等于Vquad，即，MZ轉(zhuǎn)換器143的工作點(diǎn)最佳的場合)，則無法正確地進(jìn)行控制動作。
像上述那樣，過去的MZ轉(zhuǎn)換器的控制方式具有下述問題，即，輸入信號調(diào)制用的動態(tài)范圍較寬的，價格較高的可變增益放大器是必不可少的。另外，如果MZ轉(zhuǎn)換器的驅(qū)動電壓V0，V1的差等于Vπ，則具有控制動作不正確地進(jìn)行的問題。
另外，在采用高速光纖的光通信系統(tǒng)中，一般采用下述NRZ調(diào)制方式，在該方式中，通過作為二值的數(shù)字信號的NRZ(Non Return toZero)信號，進(jìn)行光調(diào)制處理，但是，在通過分時多路(TDM)方式，進(jìn)行大容量處理的場合，波長分散(GVD)的波形變差是限制傳送距離的原因。另外，由于分散耐力與數(shù)據(jù)傳送速度(位速率)的平方成反比例，故如果在10Gb/s的系統(tǒng)中，分散耐力約為800ps/nm，則在傳送速度為4倍的40Gb/s的系統(tǒng)中，分散能力降低1/16的約50ps/nm，實(shí)際使用條件較嚴(yán)格。
作為減小上述的波長分散的波形變差的方法的之一，人們提出了光雙二進(jìn)制調(diào)制方式。例如參照A.J.Price et al.，“Reduced BandwidthOptical Digital Intensity Modulation with Improved Chromatic DispersionTolerance”，Electron.Lett.，vol.31，No.1，pp.58～59，1995。
與NRZ調(diào)制方式相比較，該光雙二進(jìn)制調(diào)制方式使光信號頻譜的頻帶幅度約為一半，使波長分散的影響減小。例如對于10Gb/s的系統(tǒng)的光信號頻譜的頻帶寬度，相對在NRZ調(diào)制方式的場合，頻率為10GHz，波長為0.1nm的情況，在光雙二進(jìn)制調(diào)制方式的場合，頻率為5GHz，波長為0.2nm，與NRZ調(diào)制方式相比較，頻帶寬度減半。
由于伴隨波長，光的傳播速度不同，光信號頻譜的頻帶越大，傳播速度的變化幅度越大，長距離傳送的波形的破壞越大，故如果能夠通過光雙二進(jìn)制調(diào)制方式，減小光信號頻譜的頻帶寬度，則傳播速度的變化幅度變小，分散耐力增加。
在這里，對過去的光雙二進(jìn)制(duobinary)調(diào)制方式進(jìn)行簡要描述。圖22的波形圖是為了說明光雙二進(jìn)制調(diào)制方式的原理而給出的。
在圖21中，標(biāo)號151表示半導(dǎo)體激光器，標(biāo)號152表示MZ型轉(zhuǎn)換器。標(biāo)號153表示對40Gb/s的二值的NRZ輸入信號進(jìn)行編碼處理的前置編碼器，標(biāo)號154表示用作振幅調(diào)制部的調(diào)制器驅(qū)動器，標(biāo)號156表示具有位速率(BR)的1/4的低頻信號的通過頻帶的低通濾波器(LPF)，標(biāo)號156表示偏置調(diào)整電路(偏置電路T)，標(biāo)號157表示終端器。
通過前置編碼器153，對二值的NRZ信號輸入進(jìn)行編碼處理，然后，通過調(diào)制器驅(qū)動器154，對該輸入進(jìn)行振幅調(diào)整，另外，使其通過低通濾波器165，由此，將其轉(zhuǎn)換為三值的信號，將其外加于MZ轉(zhuǎn)換器152的信號電極上。
按照光雙二進(jìn)制調(diào)制方式，像圖22所示的那樣，由于MZ轉(zhuǎn)換器152的驅(qū)動電壓Vb為NRZ調(diào)制方式的2倍，故MZ型轉(zhuǎn)換器152按照Vπ的2倍的驅(qū)動振幅(Vpp＝2Vπ)調(diào)制。另外，按照在驅(qū)動電壓對光輸出特性曲線上的周期性的發(fā)光頂點(diǎn)中的相鄰的2個頂點(diǎn)P1，P2之間實(shí)現(xiàn)驅(qū)動的方式，設(shè)定直流偏置電壓(驅(qū)動電壓的中心)。
在這里，參照圖19A～圖19H，對圖21的電路的動作進(jìn)行描述。
圖19A，圖19B為表示二值的NRZ輸入信號與眼形圖(eye pattern)的圖，圖19C，圖19D為表示前置編碼器153的輸出信號與眼形圖的圖，圖19E，圖19F為表示低通濾波器155的輸出信號與圓形圖案的圖，圖19G，圖19H為表示MZ型轉(zhuǎn)換器152的輸出光信號與眼形圖的圖。
根據(jù)圖19A，圖19G的比較知道，由于MZ轉(zhuǎn)換器的輸出光信號為具有與二值的NRZ信號輸入完全相同的邏輯的光信號，故接收該光信號的信號接收器(圖中未示出)可不必要求解碼器，將上述光信號轉(zhuǎn)換為二值的NRZ信號。
與過去的NRZ調(diào)制方式相比較，上述那樣的光雙二進(jìn)制調(diào)制方式的特征在于光信號頻譜的頻帶寬度約為一半，可減小波長分散的影響，可針對波分多工(wavelength division multiplex)方式，高密度地設(shè)置信道。即，在通過波分多工(wavelength division multiplex)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大容量處理的場合，可通過光放大器，進(jìn)行放大的波長頻帶為限制原因之一，但是，可通過利用光雙二進(jìn)制調(diào)制方式的光信號頻譜的窄帶性，在光放大器的放大頻帶寬度內(nèi)，以更高的密度，設(shè)置信道。
像上述那樣，采用過去的MZ型轉(zhuǎn)換器的光雙二進(jìn)制調(diào)制方式具有下述問題，即，像前述的那樣，伴隨MZ型轉(zhuǎn)換器的特性變化，輸出光信號變得不穩(wěn)定。由此，對于采用MZ轉(zhuǎn)換器的光雙二進(jìn)制調(diào)制方式的光通信系統(tǒng)，必須對應(yīng)于工作點(diǎn)變化，對偏置電壓進(jìn)行控制，以便在平時穩(wěn)定地動作，信號發(fā)送輸出(光信號)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的1種形式的光調(diào)制裝置包括驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路產(chǎn)生對應(yīng)于作為二值的數(shù)字信號的輸入信號的驅(qū)動電壓；低頻振蕩器，該低頻振蕩器產(chǎn)生其頻率比上述輸入信號足夠低的低頻信號；馬赫—策德爾型光調(diào)制器，疊加有上述低頻信號的直流偏置電壓和上述驅(qū)動電壓供給馬赫—策德爾型光調(diào)制器，該光調(diào)制器對應(yīng)于上述驅(qū)動電壓，調(diào)制輸入光，將上述輸入信號轉(zhuǎn)換為光信號；光電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，該光電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將從馬赫—策德爾型光調(diào)制器輸出的光信號，轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號是僅僅對上述輸入信號的高頻分量進(jìn)行平均化處理而形成的；低頻信號檢測電路，該低頻信號檢測電路提取在上述電信號中包含的低頻信號的頻率分量，將其與從上述低頻振蕩器輸出的低頻信號相乘，提取乘法輸出信號的直流分量；控制電路，該控制電路對上述直流偏置電壓進(jìn)行控制，以便通過上述低頻信號檢測電路提取的直流分量為最大值。
本發(fā)明的另一形式的光調(diào)制裝置包括驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路產(chǎn)生對應(yīng)于作為二值的數(shù)字信號的輸入信號的驅(qū)動電壓；馬赫—策德爾型光調(diào)制器，對該光調(diào)制器提供上述驅(qū)動電壓和直流偏置電壓，該光調(diào)制器對應(yīng)于上述驅(qū)動電壓，調(diào)制輸入光，將上述輸入信號轉(zhuǎn)換為光信號；光檢測電路，該光檢測電路檢測表示從上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器輸出的光信號的時間平均值的平均光輸出值；控制電路，該控制電路具有用于通過比輸入信號足夠低的頻率，以二值的方式使上述輸出可變驅(qū)動電路的輸出振幅變化的控制信號的功能，在通過二值的方式使上述輸入信號的振幅變化的前后，檢測通過上述光檢測電路檢測的平均光輸出值的差，根據(jù)該檢測結(jié)果，對上述直流偏置電壓進(jìn)行控制。
本發(fā)明的又一形式的光調(diào)制器的控制方法包括下述步驟將疊加有其頻率比輸入信號足夠低的低頻信號的直流偏置電壓，與對應(yīng)于作為二值的數(shù)字信號的輸入信號的驅(qū)動電壓一起，提供給馬赫—策德爾型光調(diào)制器，由此，對應(yīng)于驅(qū)動電壓，調(diào)制輸入光，將輸入信號轉(zhuǎn)換為光信號；將從上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號是僅僅對輸入信號的高頻分量進(jìn)行平均化處理而形成的；從進(jìn)行了平均化處理的電信號中，提取低頻信號的頻率分量，并且將其與和上述直流偏置電壓疊加的低頻信號相乘，提取直流分量；對上述直流偏置電壓進(jìn)行控制，以便上述已提取的直流分量達(dá)到最大。
本發(fā)明的再一形式的光調(diào)制器的控制方法包括下述步驟將直流電壓，與對應(yīng)于作為二值的數(shù)字信號的輸入信號的驅(qū)動信號一起，提供給光調(diào)制器，由此，對應(yīng)于驅(qū)動電壓，調(diào)制輸入光，將輸入信號轉(zhuǎn)換為光信號，根據(jù)下述差值，對直流偏置電壓進(jìn)行控制，該差值指通過二值方式使上述輸入信號的振幅變化的前后的光調(diào)制器的光信號輸出平均功率的差。
本發(fā)明的還一形式的光調(diào)制器的控制程序記錄媒體上存儲有下述程序，該程序用于使微型控制機(jī)構(gòu)，根據(jù)通過二值的方式使光調(diào)制器的輸入信號變化的前后的光調(diào)制器的光信號輸出平均功率的差，對上述光調(diào)制器的直流偏置電壓進(jìn)行控制。
本發(fā)明的又一形式的光調(diào)制裝置包括光調(diào)制器，該光調(diào)制器具有由發(fā)光頂點(diǎn)，或消光頂點(diǎn)周期性地反復(fù)的曲線表示的驅(qū)動電壓對光輸出特性，對應(yīng)于三值信號的驅(qū)動電壓以直流偏置電壓為中心而提供給該光調(diào)制器，對應(yīng)于上述驅(qū)動電壓，調(diào)制輸入光，輸出二值的光信號；直流偏置電壓產(chǎn)生電路，該直流偏置電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生上述直流偏置電壓；驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路將二值的NRZ信號輸入轉(zhuǎn)換為三值信號，根據(jù)該三值信號，產(chǎn)生具有相當(dāng)于上述光調(diào)制器的驅(qū)動電壓對光輸出特性的周期性的發(fā)光頂點(diǎn)，或消光頂點(diǎn)的相鄰的2點(diǎn)之間的信號振幅的驅(qū)動電壓，將其與通過上述直流偏置電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生的直流偏置電壓疊加，將其供給上述光調(diào)制器；光檢測器，該光檢測器檢測表示上述光調(diào)制器的光輸出的時間平均值的平均光輸出值；控制電路，該控制電路根據(jù)使上述直流偏置電壓產(chǎn)生微量增減的前后的光調(diào)制器的平均光輸出功率的差，確定上述直流偏置電壓。
本發(fā)明的還一形式的光調(diào)制裝置的控制方法包括下述步驟將直流偏置電壓，與對應(yīng)于三值信號的驅(qū)動電壓一起，提供給光調(diào)制器，對應(yīng)于驅(qū)動電壓，調(diào)制輸入光，輸出光信號；檢測表示上述光調(diào)制器的光輸出的時間平均值的平均光輸出功率；設(shè)置下述功能，該功能指產(chǎn)生用于按比上述三值信號足夠低的頻率，通過二值的方式使上述直流偏置電壓變化的控制信號，在通過二值的方式使上述直流偏置電壓變化的前后，檢測上述已檢測到的平均光輸出功率的差，根據(jù)該檢測結(jié)果，對上述直流偏置電壓進(jìn)行控制。
本發(fā)明的又一種光調(diào)制器的控制程序使微型控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)下述功能檢測功能，即，檢測平均光輸出值，該平均檢測輸出值表示以直流偏置電壓為中心而供給有作為對應(yīng)于三值信號的驅(qū)動電壓的調(diào)制輸入的光調(diào)制器所輸出的光信號的時間平均值；信號產(chǎn)生功能，即，產(chǎn)生下述控制信號，該控制信號用于按照比輸入信號足夠低的頻率，通過二值的方式使上述直流偏置電壓變化；控制功能，即，在通過二值的方式，使上述直流偏置電壓的值變化的前后，檢測上述已檢測的平均光輸出值的差，根據(jù)該檢測結(jié)果，對上述光調(diào)制器的直流偏置電壓進(jìn)行控制。


圖1為表示MZ型光調(diào)制器的輸入電信號與輸出光信號之間的關(guān)系(光透射特性)的一個實(shí)例的圖；圖2為表示采用本發(fā)明的第1實(shí)施例的光纖通信用的光調(diào)制裝置的光信號發(fā)送設(shè)備的方框圖；圖3為表示圖2的具體組成實(shí)例的圖；圖4為表示從圖2中的MZ型調(diào)制器輸出的光信號的平均功率的偏置電壓依賴性的圖；圖5為為了說明圖2中的低頻信號檢測電路和控制電路的動作，表示從光輸出中提取的低頻信號的頻率分量；圖6為為了說明圖3中的電路的動作，表示與低頻信號進(jìn)行乘法運(yùn)算處理的結(jié)果的直流電壓的圖；圖7為說明圖3所示的峰值位置檢測電路的動作的流程圖；圖8為本發(fā)明的第2實(shí)施例的光纖通信用的光信號發(fā)送設(shè)備的方框圖；圖9為表示圖8的設(shè)備的具體組成實(shí)例的圖；圖10為為了說明圖9中的電路的動作，表示與通過低頻信號檢測電路檢測的直流電壓一起殘留的第2低頻信號的頻率分量的圖；圖11為表示本發(fā)明的第3實(shí)施例的光纖通信用的光信號發(fā)送設(shè)備的方框圖；圖12為為了說明圖11所示的MZ型調(diào)制器的控制方法的動作原理，表示使MZ型調(diào)制器的驅(qū)動電壓的振幅變化的場合的輸入信號與輸出信號之間的關(guān)系的特性圖；圖13為為了說明圖11所示的MZ型調(diào)制器的控制方法的動作原理，表示MZ型光調(diào)制器的直流偏置電壓與平均功率輸出之間的差之間的關(guān)系的特性圖；圖14為表示圖11的光調(diào)制器的控制電路的控制步驟的一個實(shí)例的流程圖；圖15為表示采用本發(fā)明的第4實(shí)施例的光纖通信用的光調(diào)制裝置的光信號發(fā)送設(shè)備的方框圖；圖16為表示使圖15所示的MZ型光調(diào)制器的直流偏置電壓Vb的值變化的場合的輸入驅(qū)動電壓與輸出光信號之間的關(guān)系(光透射特性)的一個實(shí)例的特性圖；圖17為表示圖15所示的MZ型調(diào)制器的直流偏置電壓Vb與輸出光信號的平均功率輸出的差ΔPav之間的關(guān)系的特性圖；圖18為表示圖15所示的光調(diào)制裝置中的控制部的控制步驟的一個實(shí)例的流程圖；圖19A～19H為表示光雙二進(jìn)制調(diào)制系統(tǒng)中的各部分的信號波形和其眼形圖的圖；圖20為表示對MZ調(diào)制器的DC漂移進(jìn)行補(bǔ)償而穩(wěn)定地動作的過去的控制方式的一個實(shí)例的方框圖；圖21為表示過去的光雙二進(jìn)制調(diào)制方式的調(diào)整部的方框圖；圖22為用于說明光雙二進(jìn)制調(diào)制方式的動作原理而給出的圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖，對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行具體描述。
(第1實(shí)施例)圖2為表示采用本發(fā)明的第1實(shí)施例的高速光纖通信用的光調(diào)制裝置的光信號發(fā)送設(shè)備的方框圖。另外，光調(diào)制裝置的電路部分例如由多個半導(dǎo)體器件形成的多芯片模塊構(gòu)成。
在圖2中，驅(qū)動電路22產(chǎn)生對應(yīng)于輸入信號(電信號)的振幅而變化的驅(qū)動電壓。MZ調(diào)制器23對應(yīng)于驅(qū)動電壓，例如進(jìn)行由半導(dǎo)體激光器構(gòu)成的光源21的振幅一定的相關(guān)射出光量的調(diào)制，具有圖1所述的那樣的光透射特性。低頻振蕩器24輸出規(guī)定頻率的低頻信號，該低頻信號的頻率比輸入信號足夠低。例如當(dāng)輸入信號的頻率為10GHz時，低頻信號設(shè)定為10KHz。
低頻信號檢測電路25對MZ調(diào)制器23的光輸出進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換處理，變換成僅僅對輸入信號的高頻分量進(jìn)行平均化處理的信號，從進(jìn)行了該平均化處理的電信號獲得低頻信號的頻率分量。而且，該電路25將上述頻率分量轉(zhuǎn)換為與低頻信號的頻率分量的振幅成比例的直流電壓，檢測該直流電壓為峰值的位置(峰值位置)。上述峰值位置為MZ調(diào)制器23的工作點(diǎn)漂移后的最佳的工作點(diǎn)。
上述控制電路26將下述控制信號輸出給驅(qū)動電路22，該控制信號按照在工作點(diǎn)漂移后的最佳的工作點(diǎn)(新的QUAD點(diǎn))，MZ調(diào)制器23可動作的方式進(jìn)行控制。在本實(shí)施例中，將由低頻振蕩器24提供的低頻率信號，與確定MZ調(diào)制器23的工作點(diǎn)的直流偏置電壓相加。在此場合，由于MZ調(diào)制器23的光輸出的平均功率伴隨偏置電壓而變化，故如果將低頻信號與偏置電壓相加，則從MZ調(diào)制器23的光輸出中，獲得電信號，該電信號是僅僅對輸入信號中的高頻分量進(jìn)行平均化處理而形成的，可提取包含在該電信號中的低頻信號的頻率分量。
于是，低頻率信號檢測電路26從MZ調(diào)制器23的光輸出中，提取低頻信號的頻率分量，將該已提取的信號，與從低頻振蕩器24輸出的低頻信號相乘，使其通過低通濾波器，由此，可僅僅殘留直流電壓。該直流電壓的值與低頻信號的頻率分量的振幅成比例。另外，像圖1所述的那樣，在工作點(diǎn)位于QUAD點(diǎn)時(沒有工作點(diǎn)漂移時)，由于低頻信號的頻率分量的振幅達(dá)到最大，故在此時，直流電壓為最大的值。
因此，控制電路26將使MZ調(diào)制器23的偏置電壓變化的控制信號輸出給驅(qū)動電路22，以便對應(yīng)工作點(diǎn)漂移，在工作點(diǎn)漂移后的最佳工作點(diǎn)進(jìn)行動作，由此，可從MZ調(diào)制器23，通過光耦合器27，將穩(wěn)定的光信號發(fā)送給高速光纖。
圖3表示圖2的具體組成的實(shí)例。
在圖3中，使作為光源31的半導(dǎo)體激光器的射出光供給MZ調(diào)制器32。例如10GHz的輸入信號依次通過獲得規(guī)定的信號電平的驅(qū)動放大器33和電容器34，輸入到MZ調(diào)制器32的其中一個調(diào)制輸入端子中。由線圈和電容器構(gòu)成的偏置電路T37和終端電阻器38串聯(lián)于MZ調(diào)制器32的另一調(diào)制輸入端子與接地節(jié)點(diǎn)之間。
另一方面，從低頻振蕩器35輸出的規(guī)定頻率f1(例如10KHz)的低頻信號輸入到加法器36中的一個輸入端子。該加法器36的輸出信號輸入到上述偏置電路T37中。
此外，上述驅(qū)動放大器33，電容器34，加法器36，偏置電路T37和終端電阻器38相當(dāng)于圖2的驅(qū)動電路22。
MZ調(diào)制器32通過從上述驅(qū)動電路22提供的高頻信號，對光源31的射出光量進(jìn)行調(diào)制，由此，將其轉(zhuǎn)換為光信號，將其輸出。該光信號的一部分通過光分支電路39分流，該分流的光信號輸入到光—電轉(zhuǎn)換用的光電二極管40中，轉(zhuǎn)換為電信號。由于該光電二極管40的輸出信號對輸入信號的10GHz這樣的高頻信號的響應(yīng)性較低，故在該轉(zhuǎn)換信號輸出的電信號中，包括僅僅對輸入信號的高頻分量進(jìn)行平均化處理而形成的信號。此外，由于對10KHz的低頻信號的反應(yīng)性較高，故在調(diào)制輸出信號中，包括具有伴隨頻率f1，對應(yīng)于工作點(diǎn)漂移的振幅的低頻分量。
這樣轉(zhuǎn)換的電信號依次通過頻帶放大器41和電容器42，輸入到乘法器43中的一個輸入端子中，該頻帶放大器41有選擇地對上述頻率振蕩器35的輸出頻率f1的分量進(jìn)行放大。從低頻率振蕩器43輸出的低頻信號輸入到乘法器43中的另一輸入端子。對乘法器43中的2個輸入信號進(jìn)行乘方運(yùn)算，讓其通過使小于上述頻率f1的信號通過的低通濾波器44，由此，僅僅剩下直流分量。該直流電壓與包含在光輸出值(level)中的低頻信號的頻率分量的振幅成比例。另外，在MZ調(diào)制器23的工作點(diǎn)位于QUAD時(在沒有工作點(diǎn)漂移時)，由于該低頻信號的分量的振幅達(dá)到最大，直流分量達(dá)到最大值。因此，如果使MZ調(diào)制器23的最佳工作點(diǎn)變化，呈現(xiàn)上述直流電壓的值的變化的峰值，則此處為所要求的最佳工作點(diǎn)。
在這里，對于供給圖3的MZ調(diào)制器32的偏置電壓Vb，從差動放大器46獲得與計算峰值位置的電路45的輸出相對應(yīng)的電壓，通過偏置電路T37將其作為偏置電壓Vb提取。另外，像后面所述的那樣，在通過MCU構(gòu)成計算峰值位置的電路45的場合，通過DA轉(zhuǎn)換器，將該MCU的數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換為模擬電壓，通過運(yùn)算放大器，將其供給偏置電路T37，由此，同樣可獲得偏置電壓Vb，雖然這一點(diǎn)在圖中未示出。
上述光分支電路39，光電二極管40，頻帶放大器41，電容器42，乘法器43和低通濾波器44相當(dāng)于圖2中的低頻信號檢測電路25。
該低頻信號檢測電路25的輸出信號由峰值位置檢測電路45控制，將其轉(zhuǎn)換為控制電壓，該峰值位置檢測電路45用于通過在后面描述的試錯方式等，計算峰值位置的值。該控制電壓輸入到差動放大器46中的1個輸入端子。差動放大器46的另一輸入端子與接地節(jié)點(diǎn)連接。差動放大器46的輸出輸入到加法器36的另一輸入端子中。此外，峰值位置檢測電路45和差動放大器46相當(dāng)于圖2的控制電路26。
此外，峰值位置檢測電路45可采用比如數(shù)字電路而實(shí)現(xiàn)，特別是，當(dāng)采用具有存儲器的可編程的微型控制機(jī)構(gòu)時，可簡單地形成該電路45。對于此方面，將在后面參照圖7進(jìn)行描述。
圖4為表示從圖2，圖3中的MZ調(diào)制器32輸出的光信號的平均功率的偏置電壓依賴性的圖。
像圖4所示的那樣，通過改變確定MZ調(diào)制器32的工作點(diǎn)的偏置電壓，MZ調(diào)制器32的光輸出的平均功率周期性地發(fā)生變化。在該MZ調(diào)制器32的工作點(diǎn)位于QUAD點(diǎn)時，該MZ調(diào)制器32的光輸出的平均功率處于最大值與最小值的正中。此外，同樣對于該MZ調(diào)制器32的偏置電壓，光輸出的平均功率處于最大時的偏置電壓與最大時的偏置電壓之間的正中。
還有，圖4表示平均功率，在驅(qū)動電壓V0與V1之間的差值不等于Vπ的場合，即使在光輸出的平均功率的絕對值不同的情況下，曲線圖的位置關(guān)系完全不受到影響。
圖5為為了說明圖2中的低頻信號檢測電路25和控制電路26的動作而給出的圖。
通過低頻信號檢測電路25，將在低頻信號與上述MZ調(diào)制器23的偏置電壓進(jìn)行加法運(yùn)算時的MZ調(diào)制器23的光輸出轉(zhuǎn)換為下述電信號，該電信號是僅僅對輸入信號的高頻分量進(jìn)行平均化處理而形成的，從進(jìn)行了上述平均化處理的電信號，提取低頻信號的頻率分量。
在偏置電壓位于QUAD點(diǎn)時，低頻信號的頻率分量的振幅達(dá)到最大。另外，在工作點(diǎn)發(fā)生Vπ的一半漂移的場合，像圖4所述的那樣，工作點(diǎn)位于光輸出的平均功率的峰值點(diǎn)，低頻信號的頻率分量為具有f1的2倍的頻率2·f1的分量。
圖6為為了說明圖3的電路的動作而給出的特性圖。
通過乘法器43，將從頻帶放大器41和電容器42輸出的低頻信號的分量，與從低頻振蕩器36輸出的低頻信號進(jìn)行乘法運(yùn)算，從低通濾波器44中，提取與低頻信號的頻率分量的振幅成比例的直流電壓。
在沒有工作點(diǎn)漂移的場合，由于偏置電壓位于QUAD點(diǎn)，低頻信號的頻率分量f1的振幅為最大，故直流電壓為峰值。另一方面，在工作點(diǎn)發(fā)生Vπ的一半的漂移的場合，由于沒有f1的頻率分量，故直流電壓為零。
因此，通過采用檢測直流電壓為峰值的位置的峰值位置檢測電路45，可計算工作點(diǎn)漂移后的最佳工作點(diǎn)。另外，像從圖6所示的特性圖所知道的那樣，由于峰值位置的左右對稱，故峰值位置檢測電路45的最初的動作處于試錯狀態(tài)。即，由于此時的工作點(diǎn)位置是不明的，故使偏置電壓是沿增加方向變化，還是使該偏置電壓沿減小方向變化，這一點(diǎn)是不明的。只有試著沿某個方向使該偏置電壓變化。在此場合，如果圖3的峰值位置檢測電路45通過具有存儲器的可編程的微型控制機(jī)構(gòu)(MCU)構(gòu)成，可更簡單地實(shí)現(xiàn)。下面對此方面進(jìn)行描述。
計算圖3中的峰值位置的電路45通過具有存儲器的可編程的微型控制機(jī)構(gòu)(MCU)構(gòu)成，由此，可按照圖7所示的流程圖，實(shí)現(xiàn)必要的峰值位置檢測功能。
在此場合，像后面將要描述的那樣，在通過MCU構(gòu)成電路45的場合，例如像圖3所示的那樣，將預(yù)先記錄于作為外部存儲器的記錄媒體M中的峰值位置檢測程序，寫入到MCU45的內(nèi)部存儲器中。另外，除了該程序以外，預(yù)先配備的，對于峰值位置檢測所必要的常數(shù)數(shù)據(jù)也記錄于記錄媒體M中，這些數(shù)據(jù)也寫入MCU45的內(nèi)部存儲器中。
在圖7的最初的步驟S 1中，將偏置電壓Vb設(shè)定為0V。
接著，在步驟S2，測定作為此狀態(tài)的同步檢測電路的輸出的低通濾波器44的輸出電壓，將其作為第1錯誤輸出電壓Ver1，存儲于MCU44內(nèi)的內(nèi)部存儲器中。
然后，在步驟S3，嘗試沿正值方向，按照+ΔVb的量使偏置電壓Vb移動，將Vb+ΔVb的電壓供給MZ調(diào)制器32。
在此狀態(tài)，在步驟S4，再次測定低通濾波器44的輸出電壓，將其作為第2錯誤輸出電壓Ver2，存儲于MCU45內(nèi)的內(nèi)部存儲器中。
在步驟S5，計算像這樣獲得的2個錯誤輸出電壓Ver1，Ver2的差ΔVer，接著，在步驟S6，判斷該差ΔVer的絕對值是否大于在MCU45中設(shè)定的允許誤差ε。
其結(jié)果是，差ΔVer大于允許誤差ε表明工作點(diǎn)位于偏置電壓曲線的斜率較大的地方，在為“是”的場合，進(jìn)行步驟S7。
在這里，判斷差ΔVer的值是正值，還是負(fù)值。即，其結(jié)果是，在ΔVer＞0(正值)的場合，由于偏置電壓曲線的斜率表明工作點(diǎn)位于正值的部分的什么地方，故進(jìn)行步驟S8，進(jìn)一步沿正值方向，使偏置電壓Vb移動+ΔVb，將Vb+ΔVb的電壓供給MZ調(diào)制器32。
在此狀態(tài)，在步驟S4，從內(nèi)部存儲器讀取已存儲于MCU45中的測定值Ver2，在步驟S9，將其作為測定值Ver1而保存于內(nèi)部存儲器中，以便代替再次測定Ver1的方式。
接著，在步驟S10中，測定此時的低通濾波器44的輸出，將其作為Ver2保存于內(nèi)部存儲器中。
在步驟S11中，計算像這樣獲得的2個錯誤輸出電壓Ver1，Ver2的差ΔVer，接著，在步驟S12，再次判斷該差Δver的絕對值是否大于預(yù)先設(shè)定于MCU45中的允許誤差ε。
其結(jié)果是，在為“是”的場合，表明工作點(diǎn)尚位于偏置電壓曲線的斜率較大的部分，由此，再次進(jìn)行從步驟S8～步驟S12的動作。進(jìn)行該動作，直至在步驟12，差ΔVer的絕對值小于ε的值，即，直至在步驟S12獲得“否”。
另一方面，在步驟S7，為“否”的場合，表明工作點(diǎn)位于偏置電壓曲線的斜率為負(fù)值的某個位置，進(jìn)行步驟S13，沿反方向使偏置電壓Vb變化ΔV，將Vb-ΔVb的值的偏置電壓供給MZ調(diào)制器32。
在此狀態(tài)，在步驟S14，從內(nèi)部存儲器讀取已存儲于MCU45中的測定值Ver2，在步驟S14，將其作為測定值Ver1而保存于內(nèi)部存儲器中，以便代替再次測定Ver1的方式。
接著，在步驟S15，測定此時的低通濾波器44的輸出，將其作為Ver2而保存于內(nèi)部存儲器中。
在步驟S16計算像這樣獲得的2個錯誤輸出電壓Ver1，Ver2的差ΔVer，接著，在步驟S17，再次判斷該差Δver的絕對值是否大于預(yù)先在MCU45中設(shè)定的允許誤差ε。
其結(jié)果是，在為“是”的場合，表明工作點(diǎn)尚位于偏置電壓曲線的斜率較大的部分，由此，再次進(jìn)行從步驟S13～S17的動作。進(jìn)行該動作，直至在步驟17，差ΔVer的絕對值小于ε的值，即，在步驟S17，獲得“否”。
此外，由于在于步驟S6，ΔVer的絕對值的值小于允許誤差ε時，表明工作點(diǎn)基本上位于峰值位置，故進(jìn)行步驟S18，在等待規(guī)定時間T1秒的期間的控制后，從步驟S2，再次開始進(jìn)行控制。該動作與在步驟S12，S17，獲得“否”的場合相同。
按照上述第1實(shí)施例的光調(diào)制器和采用它的光發(fā)送裝置以及光調(diào)制器的控制方法，將疊加有低頻信號的直流電壓，與對應(yīng)于作為二值的數(shù)字信號的輸入信號的驅(qū)動電壓一起提供給MZ型調(diào)制器32，由此，對應(yīng)于驅(qū)動電壓，對輸入光進(jìn)行調(diào)制，將輸入信號轉(zhuǎn)換為光信號，將從MZ型調(diào)制器32輸出的光信號，轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號是僅僅對輸入信號的高頻分量進(jìn)行平均化處理而形成的，從進(jìn)行了平均化處理的電信號中，提取的低頻信號的頻率分量，并且將其與和直流偏置電壓相疊加的低頻信號進(jìn)行乘法運(yùn)算，提取直流分量，由此，可將直流偏置電壓控制在最佳值，以便使該直流分量達(dá)到最大。
由此，可按照下述方式進(jìn)行控制，該方式為對應(yīng)于外加于MZ型調(diào)制器32上的直流偏置電壓，環(huán)境溫度，伴隨時間變化等造成的MZ型調(diào)制器32的工作點(diǎn)漂移，對MZ型調(diào)制器32的工作點(diǎn)漂移進(jìn)行補(bǔ)償，可在最佳工作點(diǎn)可動作，防止伴隨工作點(diǎn)漂移的輸出光信號的消光比的變差。在此場合，不必要求輸入信號調(diào)制用的動態(tài)范圍較寬的高價格的可變增益放大器，可通過容易實(shí)現(xiàn)簡化的，小型的方案，而無論MZ型調(diào)制器32的驅(qū)動電壓V0，V1的差是否等于Vπ，可以對MZ型調(diào)制器32的工作點(diǎn)漂移進(jìn)行補(bǔ)償。
(第2實(shí)施例)圖8為表示本發(fā)明的第2的光纖通信用的光信號發(fā)送設(shè)備的方框圖。
第2實(shí)施例的光信號發(fā)送設(shè)備對在第1實(shí)施例的光信號發(fā)送設(shè)備中，在通過低頻信號檢測電路25，檢測已獲得的直流電壓為峰值的位置時，試錯法是必需的方面進(jìn)行改善，可在不采用試錯法的情況下，區(qū)分工作點(diǎn)漂移的方向。
圖8所示的光信號發(fā)送設(shè)備與參照圖2而描述的光信號發(fā)送設(shè)備的不同之處在于(1)代替圖2中的低頻振蕩器24，而設(shè)置比如10KHz的輸出頻率f1的第1低頻振蕩器74和比如6KHz的輸出頻率f2的第2低頻振蕩器75。
(2)代替圖2中的低頻信號檢測電路25，而設(shè)置第1低頻信號檢測電路76，另外，設(shè)置第2低頻信號檢測電路77，其它的組成相同，由此，采用相同的名稱，僅僅標(biāo)號不同。
即，在圖8中，標(biāo)號71表示光源，標(biāo)號72表示產(chǎn)生對應(yīng)于輸入信號的驅(qū)動電壓的驅(qū)動電路，標(biāo)號73表示MZ調(diào)制器，其對應(yīng)于上述驅(qū)動電壓，調(diào)制上述光源71的射出光，將上述輸入信號轉(zhuǎn)換為光信號，將其從光耦合器79，送給光纖，標(biāo)號74和標(biāo)號75表示第1低頻振蕩器和第2低頻振蕩器，該第1低頻振蕩器74和第2低頻振蕩器75像上述那樣，分別輸出其頻率比輸入信號足夠低，頻率不同的第1頻率f1的信號第2低頻f2的信號，將其送給上述驅(qū)動電路72。在本實(shí)例中，上述第2低頻振蕩器75的輸出頻率f2為比第1低頻振蕩器74的輸出頻率f1的一半稍高的值。
標(biāo)號76表示第1低頻信號檢測電路，該第1低頻信號檢測電路76用于將從上述MZ型調(diào)制器73輸出的光信號，轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號是僅僅對上述輸入信號的高頻分量進(jìn)行平均化處理而形成的，從已進(jìn)行了平均化處理的電信號中，提取第1低頻信號和第2低頻信號的頻率分量f1，f2，將其與從上述第1低頻振蕩器74輸出的第1低頻信號相乘，提取乘法輸出信號的直流分量和第2低頻信號的頻率分量。另外，MZ型調(diào)制器73的光輸出的一部分通過圖中未示出的光分支電路，照原樣通過，從光耦合器79，向光纖送出。
標(biāo)號77表示第2低頻信號檢測電路，該第2低頻信號檢測電路77檢測包括在從第1低頻信號檢測電路輸出的信號中的第2低頻信號的頻率分量，與從第2低頻振蕩器75輸出的第2低頻信號的相位相比較，檢測上述MZ型調(diào)制器73的工作點(diǎn)漂移方向。
標(biāo)號78表示控制電路，該控制電路78對應(yīng)于上述MZ型調(diào)制器73的工作點(diǎn)漂移方向，將下述控制信號發(fā)送給上述驅(qū)動電路72，該控制信號用于沿與漂移方向相同的方向，對上述MZ型調(diào)制器73的工作點(diǎn)進(jìn)行控制。
在本實(shí)施例中，對驅(qū)動電路72不但輸入來自第1低頻振蕩器74的第1低頻f1的信號，而且輸入其頻率比該信號低的第2低頻f2的信號。與第1實(shí)施例相同，由于MZ型調(diào)制器73的光輸出的平均功率通過偏置電壓而改變，故將第1低頻信號與第2低頻信號與偏置電壓進(jìn)行加法運(yùn)算，由此，從MZ型調(diào)制器73的光信號中，獲得電信號，該電信號是僅僅對輸入信號的高頻分量進(jìn)行平均化處理而形成的，可從此獲得低頻信號的頻率分量。
第1低頻信號檢測電路76與第1實(shí)施例相同，從MZ型光調(diào)制器73的光輸出中，獲得低頻信號的頻率分量，將第1低頻f1的信號的頻率轉(zhuǎn)換為直流電壓，但是，其頻率低于第1頻率的第2頻率f2的信號的頻率分量照原樣殘留。
通過第2低頻信號檢測電路77，檢測像這樣殘留的第2低頻信號的頻率分量，與從第2低頻振蕩器75輸出的第2低頻信號的相位相比較，檢測工作點(diǎn)漂移方向。在本實(shí)施例中，控制電路78將下述控制信號送給驅(qū)動電路72，該控制信號用于按照與工作點(diǎn)漂移方向相同的方向，驅(qū)動電壓變化的方式進(jìn)行控制。
標(biāo)號9表示圖8的具體組成的實(shí)例。
在圖9中，標(biāo)號79表示光耦合器，標(biāo)號81表示作為光源的半導(dǎo)體激光器，標(biāo)號82表示MZ型調(diào)制器73，標(biāo)號83表示驅(qū)動放大器，標(biāo)號84表示電容器，標(biāo)號85第1低頻振蕩器，標(biāo)號86表示加法器，標(biāo)號87表示第2低頻振蕩器，標(biāo)號88表示第3乘法器，標(biāo)號89表示偏置電路T，標(biāo)號90表示終端電阻器，標(biāo)號91表示光分支電路，標(biāo)號92表示光電二極管，標(biāo)號93表示頻帶放大器，標(biāo)號94表示電容器，標(biāo)號95表示第1乘法器，標(biāo)號96表示第1低通濾波器，標(biāo)號97表示電容器，標(biāo)號98表示第2乘法器，標(biāo)號99表示第2低通濾波器，標(biāo)號100表示差動放大器。
圖9所示的光信號發(fā)送設(shè)備與參照圖3而描述的光信號發(fā)送設(shè)備的不同之處在于下述的(1)～(2)的方面，其它的方面是相同的，僅僅標(biāo)號不同，采用相同的名稱。
(1)將峰值位置檢測電路45省略，添加第2低頻振蕩器87，第3乘法器88，電容器97，第2乘法器98和第2低通濾波器99，代替加法器36，而采用輸入端子為3個的加法器86。
從第1低頻振蕩器86，第2低頻振蕩器87，分別對應(yīng)地輸出的規(guī)定頻率f1，f2的低頻信號輸入到第3乘法器88的各輸入端子，該乘法輸出信號輸入到加法器86的1個輸入端子(已添加的輸入端子)中。
(2)頻帶放大器93對從頻率(f1-f2)～f1的范圍內(nèi)的頻帶進(jìn)行有選擇地放大。第1低通濾波器96使小于頻率f1的信號通過，第2低通濾波器99使小于頻率f2的信號通過。
另外，在圖9中，光分支電路91，光電二極管92，頻帶放大器93，電容器94，第1乘法器95和第1低通濾波器96相當(dāng)于圖7中的第1低頻信號檢測電路96。另外，電容器97，第2乘法器98和第2低通濾波器99相當(dāng)于圖8中的第2低通信號檢測電路77。
雖然圖9的光信號發(fā)送設(shè)備的動作基本上與前述的第1實(shí)施例的圖3的光信號發(fā)送設(shè)備的動作相同，但是兩者有若干差別。
即，從MZ型調(diào)制器82輸出的光信號包括低頻信號(f1，f1-f2，f1+f2)的頻率分量。上述f1-f2，f1+f2的頻率分量為通過對頻率f1與f2的低頻進(jìn)行乘法運(yùn)算而形成的頻率分量。
從MZ型調(diào)制器82輸出的光信號的一部分相對由光耦合器79向光纖送出的光輸出，通過光分支電路91分流而提取，輸入到光電二極管92中，轉(zhuǎn)換為電信號。對于像這樣轉(zhuǎn)換的電信號，通過頻帶放大器93，有選擇地放大f1-f2～f1的范圍內(nèi)的頻帶，另外，通過電容器94，將其輸入到第1乘法器95中的一個輸入端子中。從第1低頻振蕩器85輸出的頻率f1的低頻信號輸入到該第1乘法器95中的另一輸入端子中。
第1乘法器95的乘法輸出信號經(jīng)過第1低通濾波器96，僅僅殘留直流電壓和頻率f2的低頻信號分量。此時，像前述那樣，由于f2比f1稍小，f1-f2的頻率分量的周期比f1的頻率分量長數(shù)倍，故忽視f1-f2的頻率分量，第1乘法器95的動作可視為像圖5所示的那樣。
上述第1低通濾波器96的輸出信號通過電容器97，輸入到第2乘法器98中的1個輸入端子中，第2低頻振蕩器87的輸出信號輸入到第2乘法器98的另一輸入端子中。第2乘法器98輸出與這2個輸入信號的相位差相對應(yīng)的信號，該輸出信號通過使小于規(guī)定頻率f2的信號通過的第2低通濾波器99，輸入到差動放大器100的一個輸入端子中。
圖10為為了說明圖9中的電路的動作而給出的圖。
像圖10所示的那樣，在偏置電壓位于QUAD點(diǎn)時，工作點(diǎn)位于直流電壓的峰值點(diǎn)，此時，在第1低通濾波器96的輸出中，與直流電壓一起殘留的低頻的頻率分量具有f2的2倍的頻率2·f2。
因此，由于對第1低頻濾波器96的輸出信號與第2低頻頻率振蕩器87的輸出信號進(jìn)行乘法運(yùn)算，使所形成的信號經(jīng)過第2低通濾波器99，故該頻率分量為零。
此外，在將f2設(shè)定為高于f1的一半的頻率的場合，由于具有f2的2倍的頻率的分量不通過第2低通濾波器99，故在沒有工作點(diǎn)漂移時，對于f1，f2的任何的分量，來自第2低通濾波器99的輸出變?yōu)榱恪?br> 另一方面，在產(chǎn)生工作點(diǎn)漂移的場合，第1低頻濾波器96的輸出中所殘留的低頻f2的分量與從第2低頻振蕩器87輸出的低頻信號之間的相位差對應(yīng)于工作點(diǎn)漂移的方向而為相差180°的值。因此，在第2低通濾波器99的輸出中，獲得與頻率f2分量與第2低頻振蕩器87所輸出的低頻信號之間的相位差所對應(yīng)的信號。
與這樣的工作點(diǎn)漂移相對應(yīng)的信號所輸入的差動放大器100對輸入到加法電路86中的電壓進(jìn)行控制，對輸入到MZ型光調(diào)制器83中的偏置電壓進(jìn)行控制，保持對工作點(diǎn)漂移進(jìn)行了補(bǔ)償?shù)腗Z型調(diào)制器82的適當(dāng)?shù)墓ぷ鼽c(diǎn)。
另外，在加法器86中添加第3乘法器88的乘法輸出信號的原因如下。
第1乘法器95中的一個輸入信號為已通過頻帶放大器93選擇的f1-f2～f1的頻帶的低頻信號，其頻率fin為(f1，f1-f2)，第1乘法器96的另一輸入信號的頻率為f1。由此，第1乘法器95的乘法輸出信號的頻率fout1為f1-fin和f1+fin。在這里，f1-fin為f1-f1＝0 …(1)f1-(f1-f2)＝f2 …(2)f1+fin為f1+f1＝2f1 …(3)f1+(f1-f2)＝2f1-f2 …(4)第1乘法器95的乘法信號經(jīng)過第1低通濾波器96，由此，僅僅殘留直流電壓與頻率f2的低頻信號分量。
為了獲得上述這樣的動作，第1乘法器95中的一個輸入信號的頻率f in必須為已通過頻帶放大器95選擇的f1-f2～f1的范圍內(nèi)的頻帶的低頻信號(f1，f1-f2)。由于這樣，將第3乘法器的乘法輸出信號(頻率fout3為f1-f2和f1+f2)添加于加法器86中，通過頻帶放大器93，選擇從MZ型調(diào)制器82輸出的光信號的低頻信號的頻率分量(f1，f1-f2，f1+f2)中的f1-f2～f1的范圍內(nèi)的頻帶的低頻信號。
(第3實(shí)施例)圖11為表示本發(fā)明的第3實(shí)施例的光纖通信用的光信號發(fā)送設(shè)備的方框圖。
在圖11中，來自作為光源的半導(dǎo)體激光器110的射出光輸入到作為外部調(diào)制器的MZ型調(diào)制器111中。另一方面，輸入信號通過下述放大器121放大，該放大器121為可對應(yīng)控制輸入，使輸出電壓的振幅Vpp變化的輸出可變放大器，對應(yīng)于輸出可變放大器121的輸出電壓，通過MZ型調(diào)制器111，對來自上述半導(dǎo)體激光器110的輸出光進(jìn)行調(diào)制處理。
MZ型調(diào)制器111的輸出光通過光分支器112而分為兩束光，其中一束光作為光信號，通過光耦合器122，輸出給光纖，另一束光輸入到光信號監(jiān)視用的光電二極管113中。該光電二極管113將已輸入的光信號轉(zhuǎn)換為與光功率成比例的電流。電流/電壓轉(zhuǎn)換放大器114將光電二極管113的輸出電流轉(zhuǎn)換為電壓，輸出光輸出監(jiān)視電壓Vav。光電二極管113和電流/電壓轉(zhuǎn)換放大器114檢測MZ型調(diào)制器111的光輸出功率的時間平均值Pav，無需以往高價的高速的反應(yīng)特性。
上述電流/電壓轉(zhuǎn)換放大器114的輸出電壓Vav送給控制部122。該控制部122在本實(shí)施例中，由MCU(微型控制機(jī)構(gòu))116與A/D轉(zhuǎn)換器115，D/A轉(zhuǎn)換器117，118構(gòu)成，通過A/D轉(zhuǎn)換器115，將已輸入的電壓值Vav轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后，將其存儲于內(nèi)部設(shè)置有例如MCU116的存儲區(qū)域。
另外，控制部122形成用于對輸出可變放大器121的輸出振幅進(jìn)行控制的Vpp控制信號，通過D/A轉(zhuǎn)換器118，轉(zhuǎn)換為例如小于500Hz的頻率的模擬信號，送給輸出可變放大器121。另外，控制部122根據(jù)Vav，形成偏置電壓控制信號，通過D/A轉(zhuǎn)換器117，轉(zhuǎn)換為模擬信號，送給差動放大器119。上述偏置電壓控制信號通過差動放大器119放大，通過偏置電路120，作為MZ型調(diào)制器111的直流偏置電壓Vb而進(jìn)行施加。
圖12為表示使圖11所示的MZ型調(diào)制器111的驅(qū)動電壓的振幅變化的場合的輸入信號與輸出信號之間的關(guān)系的特性圖。
下面參照圖12和圖13，對圖11所示的MZ型調(diào)制器111的控制方法的動作原理進(jìn)行描述。
在圖12中，符號A和A’表示輸出可變放大器121的輸出振幅Vpp等于Vπ的場合的驅(qū)動電壓波形和輸出光信號波形。另外，符號B和B’表示輸出可變放大器121的輸出振幅V pp比Vπ大微小量ΔV(ΔV＞0)的場合的輸入電壓波形和輸出光信號波形。
另外，MZ型調(diào)制器111的驅(qū)動電壓的振幅Vpp為Vπ時的輸出光信號功率的時間平均值由Pav1表示，Vpp為Vπ+ΔV時的輸出光信號功率的時間平均值由Pav2表示，其差值(Pav2-Pav1)由ΔPav表示。
在圖13中，平均功率的差ΔPav＝0的偏置電壓Vbopt為下述場合的偏置電壓值，該場合指處于MZ型調(diào)制器111的光透射特性與輸入信號形成光調(diào)制器的輸入的最佳的關(guān)系，該偏置電壓Vbopt與上述QUAD電壓Vquad一致。
伴隨MZ型調(diào)制器111的DC漂移，像圖1所示的那樣，MZ型調(diào)制器111的光透射特性從最初的最佳的狀態(tài)，朝向左方向(負(fù)方向)偏離，Vb相對Vquad，位于正值側(cè)，在此場合，ΔPav＜0。與上述場合相反，MZ型調(diào)制器111的光透射特性從最初的最佳的狀態(tài)，朝向右方向(正方向)偏離，Vb相對Vquad，位于負(fù)值側(cè)，在此場合，ΔPav＞0。
因此，檢測使Vpp變化的前后的平均功率的差ΔPav，如果對偏置電壓進(jìn)行控制，以便該值為零，則使Vb與作為最佳的偏置電壓的Vquad相一致。
圖14為表示圖11所示的光調(diào)制器中的控制部122的MCU116的控制步驟的一個實(shí)例的流程圖。該控制通過下述方式實(shí)現(xiàn)，該方式為將記錄于本實(shí)施例的記錄媒體M中的控制程序?qū)懭氲嚼缥⑿涂刂茩C(jī)構(gòu)MCU116內(nèi)的存儲器中，通過該控制程序，使微型控制機(jī)構(gòu)MCU116動作。
下面參照圖11～14，對控制步驟的一個實(shí)例進(jìn)行描述。
(1)在第1步驟S501，最初將Vb設(shè)定為0V。
(2)在第2步驟S502，從外部存儲器M，讀入ΔV，Vπ，ΔVb等的控制所必要的常數(shù)。
(3)在第3步驟S503，將輸出可變放大器121的輸出振幅Vpp設(shè)定為Vπ。
(4)在第4步驟S504，參考光輸出功率的時間平均值(實(shí)際上為電壓值Vav)，將Pav1存儲設(shè)置于MCU116的內(nèi)部的存儲區(qū)域。
(5)在第5步驟S505，將輸出可變放大器121的輸出振幅Vpp設(shè)定為Vπ+ΔV。
(6)在第6步驟S506，參考光輸出功率的時間平均值(實(shí)際上為電壓值Vav)，將Pav2存儲于設(shè)在MCU116的內(nèi)部的存儲區(qū)域。
(7)在第7步驟S507，計算ΔPav＝Pav2-Pav1的值，由于該值(條件)，動作產(chǎn)生分支。
(8-1)在ΔPav大于允許誤差ε(正值)時，使Vb增加，將其設(shè)定為Vb+ΔVb×ΔPav(第8步驟S508)。在這里，ΔVb＞0。即，ΔPav越大，越使Vb大大增加。
(8-2)在ΔPav小于允許誤差-ε時，使Vb減少，將其設(shè)定為Vb-ΔVb×ΔPav(第8步驟S509)。即，ΔPav越大，越使Vb大大減少。
(8-3)在ΔPav在ε以下，-ε以上時，視為Vb位于最佳工作點(diǎn)的場合，偏置電壓的值未改變(第8步驟S510)，使控制待機(jī)T1秒(第9步驟S511)。
(9)返回到第3步驟，反復(fù)地進(jìn)行步驟(3)～(8)的控制。
通過上述的控制步驟，即使在伴隨周圍溫度變化，隨時間變化，MZ型調(diào)制器111的光透射特性改變的情況下，在平時可保持最佳的動作。
即，如果采用上述的第3實(shí)施例的光調(diào)制裝置和使用它的光信號發(fā)送設(shè)備以及該光調(diào)制器的控制方法，則將直流偏置電壓，與和二值的數(shù)字信號的輸入信號相對應(yīng)的驅(qū)動電壓一起，供給MZ型調(diào)制器111，由此，對應(yīng)于驅(qū)動電壓，對輸入光進(jìn)行調(diào)制，將輸入信號轉(zhuǎn)換為光信號，根據(jù)使輸入信號的振幅按照二值方式變化前后的光調(diào)制器的光信號輸出平均功率的差，對直流偏置電壓進(jìn)行控制。
由此，對應(yīng)于外加于MZ型調(diào)制器1111上的直流偏置電壓，環(huán)境溫度，伴隨時間變化等造成的MZ型調(diào)制器111的工作點(diǎn)漂移，對MZ型調(diào)制器111的工作點(diǎn)漂移進(jìn)行補(bǔ)償，按照可在最佳工作點(diǎn)進(jìn)行工作的方式進(jìn)行控制，可防止伴隨工作點(diǎn)漂移的輸出光信號的消光比變差。
在此場合，輸出可變放大器121可僅僅通過使例如驅(qū)動電流的值稍稍變化，按照二值方式使輸出信號的振幅變化，不需要像過去那樣的采用按照正弦波對輸入信號進(jìn)行振幅調(diào)制的動態(tài)范圍較寬的高價的可變增益放大器，容易簡化結(jié)構(gòu)，減小整體尺寸。另外，由于不進(jìn)行同步檢波，故同樣在這方面電路組成簡單，部件數(shù)量變少，容易形成較小的尺寸。
另外，與第1實(shí)施例和第2實(shí)施例相同，與MZ型調(diào)制器111的驅(qū)動電壓V0，V1的差是否等于Vπ無關(guān)，可對MZ型調(diào)制器111的工作點(diǎn)漂移進(jìn)行補(bǔ)償處理。
像上述那樣，通過無需輸入信號調(diào)制用的動態(tài)范圍較寬的高價的可變增益放大器的簡單的實(shí)施例的方案，與MZ型調(diào)制器的輸入信號的振幅無關(guān)、按照周圍溫度和隨時間變化等造成的MZ型調(diào)制器的工作點(diǎn)漂移相對應(yīng)，保持最佳工作點(diǎn)的方式進(jìn)行補(bǔ)償處理，可從MZ型調(diào)制器，輸出穩(wěn)定的光信號，防止輸出消光比變差。
(第4實(shí)施例)圖15為表示采用本發(fā)明的第4實(shí)施例的光纖通信用的光調(diào)制器控制裝置的光信號發(fā)送設(shè)備的方框圖。在該圖中，光調(diào)制器控制裝置采用光雙二進(jìn)制調(diào)制方式，光調(diào)制器控制裝置的電路部分由例如多個半導(dǎo)體器件形成的多芯片組件構(gòu)成。
在圖15中，作為光源的半導(dǎo)體激光器110產(chǎn)生的射出光射入到作為外部調(diào)制器的MZ型調(diào)制器111。另一方面，從外部輸入的二值的NRZ信號輸入到前置編碼器130中，進(jìn)行編碼處理。該前置編碼器130的輸出信號通過調(diào)制器驅(qū)動器131而進(jìn)行振幅放大，然后，通過低通濾波器(LPF)132，轉(zhuǎn)換為三值的數(shù)字信號。該三值的數(shù)字信號通過偏置電路T，調(diào)整偏置電壓，形成MZ型調(diào)制器111的驅(qū)動信號。
MZ型調(diào)制器111對應(yīng)于驅(qū)動信號，調(diào)制半導(dǎo)體激光器110產(chǎn)生的輸出光。該MZ型調(diào)制器110的輸出光通過光分支器112分為2束光，其中一束光作為光信號，從光耦合器123輸出給光纖，另一束光輸入到光信號監(jiān)視用的光電二極管(PD)113。監(jiān)視器PD113將已輸入的光信號轉(zhuǎn)換為與光功率成比例的電流，將其供給電流/電壓轉(zhuǎn)換型的放大器114。該放大器114將監(jiān)視器PD113的輸出電流，轉(zhuǎn)換為電壓，輸出光輸出監(jiān)視電壓Vav。在這里，上述監(jiān)視器PD113與放大器114檢測MZ型調(diào)制器111的光輸出功率的時間平均值Pav，無需以往高價的高速的反應(yīng)特性。
上述放大器114的輸出電壓Vav送出給控制部135。在本實(shí)例中，該控制部135由MCU(微型控制機(jī)構(gòu))137與A/D轉(zhuǎn)換器136，D/A轉(zhuǎn)換器138構(gòu)成。MCU137的動作通過獲得來自外部的存儲器M的程序數(shù)據(jù)的方式進(jìn)行。
上述MCU137通過A/D轉(zhuǎn)換器136，將已輸入的電壓值Vav轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后，將其存儲于內(nèi)部設(shè)置有例如MCU137的存儲區(qū)域。然后，通過D/A轉(zhuǎn)換器138和差動放大器119，輸入到偏置電路133(バイアステイ)中而形成電壓按照下述方式變化，該方式為使MZ型調(diào)制器111的偏置電壓(存儲于上述存儲區(qū)域的Vav)產(chǎn)生微量變化。另外，像上述那樣，參考使偏置電壓變化后的電壓值Vav’，計算使其變化前的電壓值Vav的差ΔVav(＝Vav’-Vav)，根據(jù)該Δvav，形成偏置電壓控制信號，通過D/A轉(zhuǎn)換器138，將該信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，送給差動放大器119。上述偏置電壓控制信號通過差動放大器119放大，通過偏置電路T133，作為MZ型調(diào)制器111的偏置電壓Vb而施加。
下面參照圖16，圖17，對圖15的光雙二進(jìn)式用的MZ型調(diào)制器111的偏置電壓控制方式的動作原理進(jìn)行描述。
圖16為表示圖15所示的MZ形調(diào)制器11的直流偏置電壓Vb的值變化的場合輸入驅(qū)動電壓與輸出光信號之間的關(guān)系(光透射特性)的一個實(shí)例的特性圖。
圖17為表示使圖15所示的MZ型調(diào)制器111的電流偏置電壓Vb與輸出光信號的平均功率輸出的差ΔPav之間的關(guān)系的特性圖。
圖16表示MZ型調(diào)制器111的輸入電壓的信號振幅Vpp等于2Vπ的狀態(tài)。Vπ為光透射率為最大值(峰值)時的驅(qū)動電壓與光透射率為最小值(零)時的驅(qū)動電壓之間的差。另外，在圖16中，+QUAD表示光透射率為最大值與最小值的中間值，斜率為正值的點(diǎn)，-QUAD表示光透射率為最大值與最小值的中間值且斜率為負(fù)值的點(diǎn)。
MZ型調(diào)制器111的偏置電壓Vb位于最佳工作點(diǎn)Vnull(與驅(qū)動電壓對光輸出特性的曲線的消光頂點(diǎn)相一致的偏置電壓)的場合，相對三值的輸入信號(依賴于從上述低通濾波器132輸出的三值信號)，獲得二值的輸出光信號。
但是，對于MZ型光調(diào)制器111的偏置電壓Vb，因DC漂移(工作點(diǎn)漂移)，光透射特性朝向圖16中的橫軸方向偏離。
圖16中的①和①’表示MZ型調(diào)制器的偏置電壓Vb比其之前的值大了微小值ΔV(ΔV＞0)的場合的輸入電壓波形與輸出光波形之間的關(guān)系，通過Pav①表示此場合的輸出光信號功率的時間平均值。
另外，②和②’表示MZ型調(diào)制器111的偏置電壓Vb比其之前的值小了微小值ΔV(ΔV＞0)的場合的輸入電壓波形與輸出光波形之間的關(guān)系，通過Pav②表示此場合的輸出光信號功率的時間平均值。
此外，通過ΔPav表示輸出光信號功率的時間平均值的差(Pav②-Pav①)。在此場合，圖16中的①和②表示偏置電壓Vb因DC漂移的作用，相對最佳工作點(diǎn)Vnull，朝向正值側(cè)(圖中的橫軸的右方向)偏離的場合，可知道，相對Vnull的正值側(cè)的漂移量較大的場合的Pav①小于漂移量較小的場合的Pav②。
可知道，與此相反，同樣在偏置電壓Vb因DC漂移的作用，相對最佳工作點(diǎn)Vnull，朝向負(fù)側(cè)(圖中橫軸的左方向)偏離的場合(圖中未示出)，相對Vull的負(fù)側(cè)的漂移量較大的場合的Pav①比漂移量較小的場合的Pav②小。
在像上述那樣，產(chǎn)生DC漂移的場合，由于輸出光信號①’，②’的振幅小于偏置電壓Vb位于最佳工作點(diǎn)Vnull的場合，產(chǎn)生消光比，光功率變差等情況，故必須對DC漂移進(jìn)行補(bǔ)償處理。
即，在產(chǎn)生DC漂移的場合，將該漂移量視為驅(qū)動電壓變化量，必須通過按照該電壓變化量ΔVb，使驅(qū)動電壓的值變化，對DC漂移進(jìn)行補(bǔ)償。該補(bǔ)償可通過使Vb按照ΔVb變化的等同方式實(shí)現(xiàn)。
在圖17中，平均功率的差Δpav＝0的偏置電壓Vbopt為MZ型調(diào)制器111的光透射特性與輸入信號之間處于最佳的關(guān)系的場合的偏置電壓值，與Vnull(與電壓對光輸出特性的曲線的消光頂點(diǎn)一致的偏置電壓)一致。
在這里，像圖16所示的那樣，由于DC漂移的作用，Vb位于最佳值Vnull的正側(cè)的場合(MZ型光調(diào)制器111的光透射特性從最佳狀態(tài)，朝向左方向偏離的場合)，當(dāng)使Vb比前一值變化ΔV(ΔV＞0)時(與Vnull遠(yuǎn)離，或接近Vnull的場合)，ΔPav＜0。與上述相反，在由于DC漂移的作用，Vb相對最佳值Vnull，位于負(fù)側(cè)的場合(MZ型調(diào)制器111的光透射特性從最佳狀態(tài)，朝向右方向偏離的場合，當(dāng)使Vb比前一值增減ΔV(ΔV＞0)時(接近Vnull，或遠(yuǎn)離Vnull的場合)，ΔPav＞0。
因此，檢測使Vb變化的前后的平均功率的差ΔPav，根據(jù)其絕對值|ΔPav|和極性，判斷DC偏移量和方向，使Vb變化，按照ΔPav為零的方式進(jìn)行控制，此時，可使Vb與最佳偏置電壓Vnull一致。
圖18為表示圖15所示的光調(diào)制設(shè)備中的控制部136的控制步驟的一個實(shí)例的流程圖。該控制通過下述方式實(shí)現(xiàn)，該方式為像上述那樣，在MCU37的程序ROM中，從外部存儲器M，寫入控制程序，運(yùn)行該程序。
下面參照圖18，對控制步驟進(jìn)行描述。
(1)在第1步驟S501，將Vb設(shè)定為初始值(通常為0V)。
(2)在第2步驟S502，從外部存儲器M，讀入對于控制必需的常數(shù)(ΔVb，Vπ等)。
(3)在第3步驟S503，使Vb相對初始值，按照微小變化量ΔV(＞0)增加(Vb＝Vb+ΔV)。
(4)在第4步驟S504，參考光輸出功率的時間平均值(實(shí)際上為電壓值Vav)，將Pav①存儲于設(shè)在MCU113的內(nèi)部的存儲區(qū)域。
(5)在第5步驟S505，使Vb相對初始值，按照微小變化量ΔV(＞0)減小(Vb＝Vb-2ΔV)。
(6)在第6步驟S506，參考光輸出功率的時間平均值(實(shí)際上為電壓值Vav)，將Pav②存儲于設(shè)在MCU113的內(nèi)部的存儲區(qū)域。
(7)在第7步驟S507，使Vb恢復(fù)到初始值(Vb＝Vb+ΔV)。
(8)在第8步驟S508，計算ΔPav＝Pav②-Pav①，像下述這樣，對該值進(jìn)行判斷處理，對應(yīng)于該結(jié)果(條件)，進(jìn)行分支處理。
(9)ΔPav大于允許誤差ε(正值)時，使Vb減少，將其設(shè)定為Vb-ΔVb×|ΔPav|(第9步驟S509)。即，|ΔPav|越大，越使Vb大大減小。
(10)在ΔPav小于允許誤差-ε(負(fù)值)時，使Vb增加，將其設(shè)定為Vb+ΔVb×|ΔPav|(第10步驟S510)。即，|ΔPav|越大，越使Vb大大增加。
(11)在ΔPav在ε～-ε的范圍內(nèi)時，視為Vb位于最佳工作點(diǎn)的場合，Vb的值不變化(第11步驟S511)，使控制持續(xù)T1秒(第12步驟S512)，然后，返回到第3步驟S503，反復(fù)進(jìn)行上述步驟(3)～(11)的控制。
通過上述的控制步驟，同樣在MZ光調(diào)制器111的光透射特性因周圍溫度的變化，伴隨時間的變化等而發(fā)生變化的場合，對應(yīng)于該情況，對MZ光調(diào)制器111的Vb進(jìn)行補(bǔ)償控制，可在平時保持最佳的動作。
另外，可按照下述方式變更，該方式為在上述ΔV增減的步驟與上述實(shí)例相反的場合，即，在第3步驟S503，使Vb相初始值，減少ΔV，在第5步驟S505，使Vb相對初始值，增加ΔV，在此場合，在ΔPav大于ε時，使Vb增加ΔV×|ΔPav|，在ΔPav小于-ε時，使Vb減少ΔV×|ΔPav|。
即，本實(shí)施例的光調(diào)制裝置包括光調(diào)制器，該光調(diào)制器以直流偏置電壓為中心，將對應(yīng)于三值信號的驅(qū)動電壓作為調(diào)制輸入而供給，輸出二值的光信號；偏置電壓確定部，該偏置電壓確定部根據(jù)表示上述光調(diào)制器的光輸出的時間平均值的平均光輸出信息，確定上述直流偏置電壓。上述偏置電壓確定部根據(jù)使直流偏置電壓產(chǎn)生微量增減的前后的光調(diào)制器的平均光輸出功率的差，確定直流偏置電壓。
作為具體實(shí)例，在第4實(shí)施例的光調(diào)制裝置中，包括光調(diào)制器，該光調(diào)制器具有由發(fā)光頂點(diǎn)，或消光頂點(diǎn)周期性地反復(fù)的曲線所示的驅(qū)動電壓對光輸出特性，對應(yīng)于三值信號的驅(qū)動電壓以直流偏置電壓為中心而供給，對應(yīng)于驅(qū)動電壓，調(diào)制輸入光，輸出二值的光信號；直流偏置電壓形成電路133，該直流偏置電壓形成電路133形成直流偏置電壓；驅(qū)動電路(130，131，132，133)，該驅(qū)動電路(130，131，132，133)將二值的NR2信號輸入轉(zhuǎn)換為三值信號，根據(jù)該三值信號，形成下述驅(qū)動電壓，該驅(qū)動電壓具有相當(dāng)于光調(diào)制器111的驅(qū)動電壓對光輸出特性的周期的發(fā)光頂點(diǎn)(或消光頂點(diǎn))的相鄰2個點(diǎn)之間的信號振幅，將該電壓與直流偏置電壓疊加，將其供給光調(diào)制器111。在這里，按照下述方式進(jìn)行控制，該方式為將光調(diào)制器，例如MZ型調(diào)制器111的驅(qū)動電壓的信號振幅設(shè)定為光調(diào)制器111的光透射率為最大值時與最小值時的驅(qū)動電壓的差Vπ的2倍，根據(jù)上述平均光輸出值的差的檢測結(jié)果，使直流偏置電壓，與光調(diào)制器111的驅(qū)動電壓對光輸出特性的特定的消光頂點(diǎn)(或發(fā)光頂點(diǎn))相一致，由此，實(shí)現(xiàn)光雙二進(jìn)制調(diào)制方式。
另外，第4實(shí)施例的光調(diào)制裝置的特征在于其包括光檢測電路113，該光檢測電路113表示光調(diào)制器111的光輸出的時間平均值的平均光輸出值；控制電路135，該控制電路135根據(jù)使直流偏置電壓產(chǎn)生微量增減的前后的光調(diào)制器111的平均光輸出功率的差，確定直流偏置電壓。
在這里，控制電路135具有下述功能，該功能指以直流偏置電壓的現(xiàn)在值為中心，按照比三值信號足夠低的頻率，按照通過二值，實(shí)現(xiàn)增減變化的方式，有選擇地形成用于控制直流形成電路的控制信號，按照下述方式進(jìn)行控制，該方式為在通過二值的方式使直流電壓變化的前后，檢測通過光檢測電路113檢測的平均光輸出值的差，根據(jù)該檢測結(jié)果，沿最佳方向，按照最佳量，對直流偏置電壓進(jìn)行補(bǔ)償。
作為上述控制電路136的具體實(shí)例，采用微型控制機(jī)構(gòu)137。該微型控制機(jī)構(gòu)137包括第1控制功能，該第1控制功能將直流偏置電壓Vb初始設(shè)定為0V；第2控制功能，該第2控制功能從外部存儲器，讀入控制所必要的常數(shù)；第3控制功能，該第3控制功能計算使直流偏置電壓Vb相對前一值，增減單位變化量ΔVb時的相應(yīng)的光輸出功率的時間平均值的差ΔPav，在ΔPav的絕對值大于規(guī)定值的場合，按照對應(yīng)于其值，沿ΔPav的正負(fù)的變化方向，使偏置電壓Vb變化的方式進(jìn)行控制，在ΔPav的絕對值小于規(guī)定值的場合，按照等待規(guī)定時間的方式進(jìn)行控制；反復(fù)控制功能，該反復(fù)控制功能反復(fù)進(jìn)行第3控制功能的控制。
如果采用上述方案的光調(diào)制裝置，則按照下述方式進(jìn)行控制，該方式為可對應(yīng)于外加于MZ型調(diào)制器111上的直流偏置電壓、環(huán)境溫度、伴隨時間變化等造成的MZ型調(diào)制器111的工作點(diǎn)漂移，對MZ型調(diào)制器111的工作點(diǎn)漂移進(jìn)行補(bǔ)償處理，在最佳工作點(diǎn)進(jìn)行動作，可防止伴隨工作點(diǎn)漂移的輸出光信號的消光比變差。
另外，由于采用差動放大器119，通過二值方式使直流偏置電壓的值變化，故不必要求動態(tài)范圍較寬的高價的可變增益放大器，容易簡化結(jié)構(gòu)，容易形成小型尺寸。另外，由于不進(jìn)行同步檢測，故同樣在此場合，電路組成簡單，部件數(shù)量變少，容易形成小型的尺寸。
此外，本發(fā)明的一個實(shí)施例的光信號發(fā)送設(shè)備可包括上述那樣的實(shí)施例的光調(diào)制裝置；光源，該光源射出光調(diào)制器的輸入光；電路，該電路將從光調(diào)制器輸出的光信號送給光通信纖維。由此，可具有上述的光調(diào)制裝置的特長。
還有，本發(fā)明的實(shí)施例的光調(diào)制器的控制方法通過二值的方式使下述偏置電壓增減變化，該偏置電壓指對應(yīng)作為光調(diào)制器的調(diào)制輸入而供給的三值信號的驅(qū)動電壓的直流偏置電壓，根據(jù)該增減變化的前后的光調(diào)制器的光輸出平均功率的差，對直流偏置電壓進(jìn)行控制。由此，可實(shí)現(xiàn)具有上述那樣的特長的光調(diào)制裝置和光信號發(fā)送設(shè)備。
再有，本發(fā)明的另一實(shí)施例的光調(diào)制器的控制方法包括第1功能，該第1功能將直流偏置電壓，與對應(yīng)于三值信號的驅(qū)動電壓一起供給光調(diào)制器，由此，對應(yīng)于驅(qū)動電壓，調(diào)制輸入光，輸出光信號；第2功能，該第2功能檢測表示光調(diào)制器的光時間的時間平均值的平均光輸出功率；第3功能，該第3功能具有形成通過比三值信號足夠低的頻率，使直流偏置電壓按照二值方式變化用的控制信號的功能，在通過二值方式使直流偏置電壓變化的前后，檢測通過第2功能檢測的平均光輸出功率的差，根據(jù)該檢測結(jié)果，對直流偏置電壓進(jìn)行控制。由此，可實(shí)現(xiàn)具有上述那樣的特長的光調(diào)制裝置和光信號發(fā)送設(shè)備。
另外，本發(fā)明的另一實(shí)施例的光調(diào)制器的控制程序?qū)崿F(xiàn)下述功能，該功能指相對微型控制機(jī)構(gòu)，根據(jù)通過二值的方式使光調(diào)制器的直流偏置電壓的前后的光調(diào)制器的光輸出平均功率的差，對光調(diào)制器的直流偏置電壓進(jìn)行控制。由此，可實(shí)現(xiàn)具有上述那樣的特長的光調(diào)制器的控制方法。
此外，本發(fā)明的另一實(shí)施例的光調(diào)制器的控制程序?qū)崿F(xiàn)檢測功能，該檢測功能指使微型控制機(jī)構(gòu)，檢測表示以對應(yīng)于三值信號的驅(qū)動電壓作為中心，而從作為調(diào)制輸入供給的光調(diào)制器輸出的光信號的時間平均值的平均光輸出值；信號形成功能，該信號形成功能形成用于通過比輸入信號足夠低的頻率，以二值的方式使直流偏置電壓變化的控制信號；控制功能，該控制功能檢測在通過二值的方式使直流偏置電壓的尺寸的前后所檢測的平均光輸出值的差，根據(jù)該檢測結(jié)果，對光調(diào)制器的直流偏置電壓進(jìn)行控制。由此，可實(shí)現(xiàn)具有上述那樣的特長的光調(diào)制器的控制方法。
如果像上述那樣，采用本發(fā)明的各實(shí)施例的光調(diào)制器控制裝置，光信號發(fā)送設(shè)備，光調(diào)制器的控制方法和其控制程序，則即使在光調(diào)制器的特性因周圍溫度和伴隨時間變化而改變的情況下，仍可通過簡單的裝置方案，使輸出光信號穩(wěn)定。
對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，容易得出其它的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)。于是，較寬方面的本發(fā)明不限于在這里描述和圖示的特定的細(xì)部和代表性的實(shí)施例。因此，在不脫離由后面所附的權(quán)利要求和它們的等同方案確定的總的本發(fā)明的構(gòu)思的情況下，可進(jìn)行各種改進(jìn)。
本申請要求以申請?zhí)枮镴P2002-104387，申請日為2002年4月5日以及申請?zhí)枮镴P2002-279748，申請日為2002年9月25日的在先發(fā)明專利申請為優(yōu)先權(quán)，上述申請的全部內(nèi)容在這里供參考引用。
權(quán)利要求
1.一種光調(diào)制裝置，該光調(diào)制裝置包括驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路產(chǎn)生對應(yīng)于作為二值的數(shù)字信號的輸入信號的驅(qū)動電壓；低頻振蕩器，該低頻振蕩器產(chǎn)生其頻率比上述輸入信號足夠低的低頻信號；馬赫—策德爾型光調(diào)制器，被供給疊加了上述低頻信號的直流偏置電壓和上述驅(qū)動電壓，根據(jù)上述驅(qū)動電壓調(diào)制輸入光，將上述輸入信號轉(zhuǎn)換為光信號；光電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，該光電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將從上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器輸出的光信號，轉(zhuǎn)換為僅對上述輸入信號的高頻分量進(jìn)行了平均化的電信號；低頻信號檢測電路，該低頻信號檢測電路提取在上述電信號中包含的低頻信號的頻率分量，將其與從上述低頻振蕩器輸出的低頻信號相乘，提取乘法輸出信號的直流分量；控制電路，該控制電路對上述直流偏置電壓進(jìn)行控制，以便使通過上述低頻信號檢測電路提取的直流分量為最大值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光調(diào)制裝置，其特征在于，上述控制電路包括微型控制機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光調(diào)制裝置，其特征在于，上述上述低頻振蕩器和低頻信號檢測電路由微型控制機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
4.一種光調(diào)制裝置，該光調(diào)制裝置包括驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路產(chǎn)生對應(yīng)于作為二值的數(shù)字信號的輸入信號的驅(qū)動電壓；第1低頻振蕩器和第2低頻振蕩器，分別產(chǎn)生其頻率比上述輸入信號足夠低的第1低頻信號和第2低頻信號；馬赫—策德爾型光調(diào)制器，被供給疊加了上述第1低頻信號和第2低頻信號的直流偏置電壓和上述驅(qū)動電壓，根據(jù)上述驅(qū)動電壓調(diào)制輸入光，將上述輸入信號轉(zhuǎn)換為光信號；光電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，該光電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將從上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器輸出的光信號，轉(zhuǎn)換為僅對上述輸入信號的高頻分量進(jìn)行了平均化的電信號；第1低頻信號檢測電路，該第1低頻信號檢測電路從進(jìn)行了上述平均化處理的信號中，提取第1低頻信號和第2低頻信號的頻率分量，將其與從上述第1低頻振蕩器輸出的第1低頻信號相乘，提取乘法輸出信號的直流分量和第2低頻信號的頻率分量；第2低頻信號檢測電路，該第2低頻信號檢測電路檢測從上述第1低頻信號檢測電路輸出的信號中包含的第2低頻信號的頻率分量，將其與從第2低頻振蕩器輸出的第2低頻信號的相位進(jìn)行比較，檢測上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器的工作點(diǎn)的漂移方向；控制電路，該控制電路根據(jù)通過上述第2低頻信號檢測電路檢測的馬赫—策德爾型光調(diào)制器的工作點(diǎn)漂移方向，沿與漂移方向相同的方向?qū)ι鲜鲴R赫—策德爾型光調(diào)制器的工作點(diǎn)進(jìn)行控制，對上述直流偏置電壓進(jìn)行控制，以便對工作點(diǎn)漂移進(jìn)行補(bǔ)償。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光調(diào)制裝置，其特征在于，上述控制電路包括微型控制機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光調(diào)制裝置，其特征在于，上述第1低頻振蕩器和第2低頻振蕩器中的至少1個，及上述第1低頻信號檢測電路和第2低頻檢測電路中的至少1個包括微型控制機(jī)構(gòu)。
7.一種光調(diào)制裝置，該光調(diào)制裝置包括輸出可變驅(qū)動電路，該輸出可變驅(qū)動電路產(chǎn)生對應(yīng)于作為二值的數(shù)字信號的輸入信號的驅(qū)動電壓；馬赫—策德爾型光調(diào)制器，其被供給上述驅(qū)動電壓和直流偏置電壓，供給上述驅(qū)動電壓調(diào)制輸入光，將上述輸入信號轉(zhuǎn)換為光信號；光檢測電路，該光檢測電路檢測表示從上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器輸出的光信號的時間平均值的平均光輸出值；控制電路，該控制電路具有生成通過比輸入信號足夠低的頻率，使上述輸出可變驅(qū)動電路的輸出振幅進(jìn)行二值的變化的控制信號的功能，在使上述輸入信號的振幅進(jìn)行二值的變化的前后，檢測通過上述光檢測電路檢測的平均光輸出值的差，根據(jù)該檢測結(jié)果，對上述直流偏置電壓進(jìn)行控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光調(diào)制裝置，其特征在于，上述控制電路包括微型控制機(jī)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光調(diào)制裝置，其特征在于，上述控制電路包括第1控制電路，該第1控制電路將上述直流偏置電壓Vb初始設(shè)定為0V；第2控制電路，該第2控制電路從外部存儲器，讀入控制所必需的常數(shù)；第3控制電路，該第3控制電路將上述輸出可變驅(qū)動電路的輸出振幅Vpp設(shè)定Vπ；第4控制電路，該第4控制電路參考第3控制電路的控制后的光輸出功率的時間平均值，將第1平均光輸出功率Pav1，存儲于設(shè)置于微型控制機(jī)構(gòu)的內(nèi)部的存儲區(qū)域等中；第5控制電路，該第5控制電路將上述輸出可變驅(qū)動電路的輸出振幅Vpp設(shè)定為Vπ+ΔV；第6控制電路，該第6控制電路參考第5控制電路的控制后的光輸出功率的時間平均值，將第2平均光輸出功率Pav2，存儲于設(shè)置于微型控制機(jī)構(gòu)的內(nèi)部的存儲區(qū)域等中；第7控制電路，該第7控制電路計算上述2個平均光輸出功率的差ΔPav(＝Pav2-Pav1)的值，通過該值，對其進(jìn)行條件分支的處理；第8控制電路，該第8控制電路在上述ΔPav大于允許誤差ε(正值)時，按照使Vb增加，將其設(shè)定為Vb+ΔVb(ΔVb＞0)的方式進(jìn)行控制，在上述ΔPav小于允許誤差-ε時，按照使Vb減少，將其設(shè)定為Vb-ΔVb的方式進(jìn)行控制，在上述ΔPav在ε以下，-ε以上時，視為Vb位于最佳工作點(diǎn)，不變更偏置電壓Vb的值，使控制以規(guī)定時間進(jìn)行待機(jī)；第9控制電路，該第9控制電路在上述第8控制電路的控制后，反復(fù)進(jìn)行從第3控制電路的控制到第8控制電路的控制。
10.一種光信號發(fā)送設(shè)備，該光信號發(fā)送設(shè)備包括權(quán)利要求1所述的光調(diào)制裝置；光源，該光源射出上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器的輸入光；光輸出電路，該光輸出電路將從上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器輸出的光信號發(fā)送給光通信纖維。
11.一種光信號發(fā)送設(shè)備，該光信號發(fā)送設(shè)備包括權(quán)利要求4所述的光調(diào)制裝置；光源，該光源射出上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器的輸入光；光輸出電路，該光輸出電路將從上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器輸出的光信號發(fā)送給光通信纖維。
12.一種光信號發(fā)送設(shè)備，該光信號發(fā)送設(shè)備包括權(quán)利要求7所述的光調(diào)制裝置；光源，該光源射出上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器的輸入光；光輸出電路，該光輸出電路將從上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器輸出的光信號發(fā)送給光通信纖維。
13.一種光信號發(fā)送設(shè)備，該光信號發(fā)送設(shè)備包括權(quán)利要求9所述的光調(diào)制裝置；光源，該光源射出上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器的輸入光；光輸出電路，該光輸出電路將從上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器輸出的光信號發(fā)送給光通信纖維。
14.一種光調(diào)制器的控制方法，該方法包括下述步驟將疊加有其頻率比輸入信號足夠低的低頻信號的直流偏置電壓，與對應(yīng)于作為二值的數(shù)字信號的輸入信號的驅(qū)動電壓一起，提供給馬赫—策德爾型光調(diào)制器，由此，根據(jù)驅(qū)動電壓調(diào)制輸入光，將輸入信號轉(zhuǎn)換為光信號；將從上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器輸出的光信號轉(zhuǎn)換為僅對輸入信號的高頻分量進(jìn)行了平均化電信號；從進(jìn)行了平均化處理的電信號中，提取低頻信號的頻率分量，并且將其與和上述直流偏置電壓疊加的低頻信號相乘，提取直流分量；對上述直流偏置電壓進(jìn)行控制，以便上述已提取的直流分量達(dá)到最大。
15.一種光調(diào)制器的控制方法，該方法包括下述步驟將疊加有其頻率比輸入信號足夠低的第1低頻信號和第2低頻信號的直流偏置電壓，與對應(yīng)于作為二值的數(shù)字信號的輸入信號的驅(qū)動電壓一起，提供給馬赫—策德爾型光調(diào)制器，由此，根據(jù)驅(qū)動電壓調(diào)制輸入光，將輸入信號轉(zhuǎn)換為光信號；將從上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器輸出的光信號轉(zhuǎn)換為僅對輸入信號的高頻分量進(jìn)行了平均化電信號；從進(jìn)行了平均化處理的電信號中，提取第1低頻信號和第2低頻信號的頻率分量，將其與和上述直流偏置電壓疊加的第1低頻信號相乘，提取直流分量和第2低頻信號的頻率分量；檢測上述已提取的第2低頻的頻率分量，將其與和上述直流偏置電壓相疊加的第2低頻信號相乘，提取直流分量，根據(jù)該直流分量的極性，檢測上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器的工作點(diǎn)漂移方向；對應(yīng)于上述已檢測的馬赫—策德爾型光調(diào)制器的工作點(diǎn)漂移方向，按照與漂移方向相同的方向?qū)ι鲜鲴R赫—策德爾型光調(diào)制器的工作點(diǎn)進(jìn)行控制，對上述直流偏置電壓進(jìn)行控制，以便對上述工作點(diǎn)漂移點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)償。
16.一種光調(diào)制器的控制方法，其包括下述步驟將直流電壓，與對應(yīng)于作為二值的數(shù)字信號的輸入信號的驅(qū)動信號一起，提供給光調(diào)制器，由此，對應(yīng)于驅(qū)動電壓調(diào)制輸入光，將輸入信號轉(zhuǎn)換為光信號，根據(jù)下述差值，對直流偏置電壓進(jìn)行控制，該差值指在使上述輸入信號的振幅進(jìn)行二值變化的前后的光調(diào)制器的光信號輸出平均功率的差。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光調(diào)制器的控制方法，其特征在于，該方法包括下述步驟將直流電壓，與對應(yīng)于作為二值的數(shù)字信號的輸入信號的驅(qū)動信號一起，提供給馬赫—策德爾型光調(diào)制器，由此，對應(yīng)于驅(qū)動電壓，調(diào)制輸入光，將輸入信號轉(zhuǎn)換為光信號；檢測表示從上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器輸出的光信號的時間平均值的平均光輸出功率；具有通過比輸入信號足夠低的頻率，產(chǎn)生使上述輸入信號的振幅進(jìn)行二值變化的控制信號的功能，在使上述輸入信號的振幅進(jìn)行二值的變化的前后，檢測上述已檢測的平均光輸出功率的差，根據(jù)該檢測結(jié)果，對上述直流偏置電壓進(jìn)行控制。
18.一種光調(diào)制器的控制程序記錄媒體，該光調(diào)制器的控制程序記錄媒體上存儲有下述程序，該程序用于使微型控制機(jī)構(gòu)，根據(jù)通過二值的方式使光調(diào)制器的輸入信號變化的前后的光調(diào)制器的光信號輸出平均功率的差，對上述光調(diào)制器的直流偏置電壓進(jìn)行控制。
19.一種光調(diào)制器的控制程序記錄媒體，該光調(diào)制器的控制程序記錄媒體上記錄有下述程序，該程序用于使微型控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)檢測功能，即，檢測表示從通過輸入信號驅(qū)動的上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器輸出的光信號的時間平均值的平均光輸出值；信號產(chǎn)生功能，即，產(chǎn)生用于通過比輸入信號足夠低的頻率，以二值的方式使上述輸入信號的振幅變化的控制信號；控制功能，即，在通過二值的方式使上述輸入信號的振幅變化的前后，檢測上述已檢測的平均光輸出值的差，根據(jù)該檢測結(jié)果，對上述馬赫—策德爾型光調(diào)制器的直流偏置電壓進(jìn)行控制。
20.一種光調(diào)制裝置，該光調(diào)制裝置包括光調(diào)制器，被供給對應(yīng)于三值信號的驅(qū)動電壓，輸出二值的光信號，該驅(qū)動電壓以直流偏置電壓為中心，作為調(diào)制輸入而被供給；偏置電壓確定部，該偏置電壓確定部根據(jù)表示上述光調(diào)制器的光輸出的時間平均值的平均光輸出信息，確定上述直流偏置電壓。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的光調(diào)制裝置，其特征在于，上述偏置電壓確定部根據(jù)使上述直流偏置電壓微小地增減的前后的光調(diào)制器的平均光輸出功率的差，確定上述直流偏置電壓。
22.一種光調(diào)制裝置，該光調(diào)制裝置包括光調(diào)制器，該光調(diào)制器具有由發(fā)光頂點(diǎn)或消光頂點(diǎn)周期性地反復(fù)的曲線表示的驅(qū)動電壓對光輸出特性，對應(yīng)于三值信號的驅(qū)動電壓以直流偏置電壓為中心而提供給該光調(diào)制器，對應(yīng)于上述驅(qū)動電壓，調(diào)制輸入光，輸出二值的光信號；直流偏置電壓產(chǎn)生電路，該直流偏置電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生上述直流偏置電壓；驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路將二值的NRZ信號輸入轉(zhuǎn)換為三值信號，根據(jù)該三值信號，產(chǎn)生具有相當(dāng)于上述光調(diào)制器的驅(qū)動電壓對光輸出特性的周期性的發(fā)光頂點(diǎn)或消光頂點(diǎn)的相鄰的2點(diǎn)之間的信號振幅的驅(qū)動電壓，將其與通過上述直流偏置電壓產(chǎn)生電路產(chǎn)生的直流偏置電壓疊加，將其供給上述光調(diào)制器；光檢測器，該光檢測器檢測表示上述光調(diào)制器的光輸出的時間平均值的平均光輸出值；控制電路，該控制電路根據(jù)使上述直流偏置電壓產(chǎn)生微量增減的前后的光調(diào)制器的平均光輸出功率的差，確定上述直流偏置電壓。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的光調(diào)制裝置，其特征在于，上述控制電路具有有選擇地生成控制信號的功能，該控制信號以上述直流偏置電壓的當(dāng)前值為中心，通過比上述三值信號足夠低的頻率，實(shí)現(xiàn)二值的增減變化，對上述直流偏置產(chǎn)生電路進(jìn)行控制，在使上述直流偏置電壓進(jìn)行二值變化的前后，檢測通過上述檢測器已檢測的平均光輸出值的差，按照根據(jù)該檢測結(jié)果，沿適當(dāng)方向，按照適當(dāng)量對上述直流偏置電壓進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆绞竭M(jìn)行控制。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的光調(diào)制器，其特征在于，其為光雙二進(jìn)式調(diào)制方式；上述驅(qū)動電路將上述驅(qū)動電壓的信號振幅，設(shè)定為上述光調(diào)制器的光透射率為最大值時與最小值時的驅(qū)動電壓的差Vπ的2倍；上述控制電路按照下述方式進(jìn)行控制，該方式為根據(jù)上述平均光輸出值的差的檢測結(jié)果，使上述直流偏置電壓與上述光調(diào)制器的驅(qū)動電壓對光輸出特性的特定的消光頂點(diǎn)或發(fā)光頂點(diǎn)相一致；
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的光調(diào)制裝置，其特征在于，上述光調(diào)制器為馬赫—策德爾型光調(diào)制器。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的光調(diào)制裝置，其特征在于，上述光調(diào)制器為馬赫—策德爾型光調(diào)制器。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的光調(diào)制裝置，其特征在于，上述控制電路包括微型控制機(jī)構(gòu)。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的光調(diào)制裝置，其特征在于，上述控制電路包括微型控制機(jī)構(gòu)。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光調(diào)制裝置，其特征在于，上述控制電路包括微型控制機(jī)構(gòu)。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的光調(diào)制裝置，其特征在于，上述微型控制機(jī)構(gòu)包括第1控制電路，該第1控制電路將上述直流偏置電壓初始設(shè)定為0V；第2控制電路，該第2控制電路從外部存儲器讀入控制必需的常數(shù)；第3控制電路，該第3控制電路計算使上述直流偏置電壓Vb相對前一值，按照單位變化量ΔV增減時的各個光輸出功率的時間平均值的差ΔPav，在該ΔPav的絕對值大于規(guī)定值的場合，根據(jù)其大小，沿對應(yīng)ΔPav的正負(fù)的變化方向使偏置電壓Vb變化的方式進(jìn)行控制，在該ΔPav的絕對值小于規(guī)定值的場合，按照等待規(guī)定時間的方式進(jìn)行控制；反復(fù)控制電路，該反復(fù)控制電路反復(fù)地進(jìn)行上述第3控制電路的控制。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的光調(diào)制裝置，其特征在于，上述第3控制電路包括第4控制電路，該第4控制電路按照比前一值高出單位變化量ΔVb的方式設(shè)定上述直流偏置電壓Vb；第5控制電路，該第5控制電路參考第4控制電路的控制后的光輸出功率的時間平均值，將第1平均光輸出功率Pav①存儲于設(shè)置于微型控制機(jī)構(gòu)的內(nèi)部的存儲區(qū)域；第6控制電路，該第6控制電路按照比上述第4控制電路的設(shè)定值低2ΔVb的方式設(shè)定上述直流偏置電壓Vb；第7控制電路，該第7控制電路參考第6控制電路的控制后的光輸出功率的時間平均值，將第2平均光輸出功率Pav②存儲于設(shè)置于微型控制機(jī)構(gòu)的內(nèi)部的存儲區(qū)域；第8控制電路，該第8控制電路將上述直流偏置電壓Vb恢復(fù)到上述第4控制電路的設(shè)定前的值，并且計算上述2個平均光輸出功率的差ΔPav(＝Pav②-Pav①)，通過該值，進(jìn)行條件分支處理；第9控制電路，該第9控制電路在上述ΔPav大于允許誤差ε(正值)時，按照使Vb減少，將其設(shè)定為Vb-ΔVb的方式進(jìn)行控制，在上述ΔPav小于允許誤差-ε時，按照使Vb增加，將其設(shè)定為Vb+ΔVb×ΔPav的方式進(jìn)行控制，在上述Δpav為ε以下、-ε以上時，視為Vb位于最佳工作點(diǎn)，在使偏置電壓Vb的值不變化的情況下，等待規(guī)定時間的控制。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的光調(diào)制裝置，其特征在于，上述第3控制電路包括第4控制電路，該第4控制電路按照比前一值降低單位變化量ΔVb的方式設(shè)定上述直流偏置電壓Vb；第5控制電路，該第5控制電路參考第4控制電路的控制后的光輸出功率的時間平均值，將第1平均光輸出功率Pav①存儲于設(shè)置于微型控制機(jī)構(gòu)的內(nèi)部的存儲區(qū)域；第6控制電路，該第6控制電路按照比上述第4控制電路的設(shè)定值高出2ΔVb的方式設(shè)定上述直流偏置電壓Vb；第7控制電路，該第7控制電路參考第6控制電路的控制后的光輸出功率的時間平均值，將第2平均光輸出功率Pav②存儲于設(shè)置于微型控制機(jī)構(gòu)的內(nèi)部的存儲區(qū)域；第8控制電路，該第8控制電路將上述直流偏置電壓Vb恢復(fù)到上述第4控制電路的設(shè)定前的值，并且計算上述2個平均光輸出功率的差ΔPav(＝Pav②-Pav①)，通過該值，進(jìn)行有條件的分支處理；第9控制電路，該第9控制電路在上述ΔPav大于允許誤差ε(正值)時，按照使Vb增加ΔVb×ΔPav的方式進(jìn)行控制，在上述ΔPav小于允許誤差-ε時，按照使Vb減少ΔVb×ΔPav的方式進(jìn)行控制，在上述Δpav為ε以下、-ε以上時，視為Vb位于最佳工作點(diǎn)，在使偏置電壓Vb的值不變化的情況下，使控制等待規(guī)定時間。
33.一種光信號發(fā)送設(shè)備，該光信號發(fā)送設(shè)備包括權(quán)利要求20所述的光調(diào)制裝置；光源，該光源射出上述光調(diào)制器的輸入光；光輸出電路，該光輸入電路將從上述光調(diào)制器輸出的光信號，發(fā)送給光通信纖維。
34.一種光信號發(fā)送設(shè)備，該光信號發(fā)送設(shè)備包括權(quán)利要求22所述的光調(diào)制裝置；光源，該光源射出上述光調(diào)制器的輸入光；光輸出電路，該光輸入電路將從上述光調(diào)制器輸出的光信號，發(fā)送給光通信纖維。
35.一種光信號發(fā)送設(shè)備，該光信號發(fā)送設(shè)備包括權(quán)利要求26所述的光調(diào)制裝置；光源，該光源射出上述光調(diào)制器的輸入光；光輸出電路，該光輸入電路將從上述光調(diào)制器輸出的光信號，發(fā)送給光通信纖維。
36.一種光信號發(fā)送設(shè)備，該光信號發(fā)送設(shè)備包括權(quán)利要求30所述的光調(diào)制裝置；光源，該光源射出上述光調(diào)制器的輸入光；光輸出電路，該光輸入電路將從上述光調(diào)制器輸出的光信號，發(fā)送給光通信纖維。
37.一種光調(diào)制器的控制方法，該方法包括下述步驟使對應(yīng)于作為光調(diào)制器的調(diào)制輸入而供給的三值信號的驅(qū)動電壓的直流偏置電壓進(jìn)行二值的增減變化，根據(jù)該增減變化的前后的光調(diào)制器的光輸出平均功率的差，對上述直流偏置電壓進(jìn)行控制。
38.一種光調(diào)制器的控制方法，該方法包括下述步驟將直流偏置電壓，與對應(yīng)于三值信號的驅(qū)動電壓一起，提供給光調(diào)制器，對應(yīng)于驅(qū)動電壓，調(diào)制輸入光，輸出光信號；檢測表示上述光調(diào)制器的光輸出的時間平均值的平均光輸出功率；設(shè)置下述功能，該功能指產(chǎn)生通過比上述三值信號足夠低的頻率，通過二值的方式使上述直流偏置電壓變化的控制信號，在通過二值的方式使上述直流偏置電壓變化的前后，檢測上述已檢測到的平均光輸出功率的差，根據(jù)該檢測結(jié)果，對上述直流偏置電壓進(jìn)行控制。
39.一種光調(diào)制器的控制程序，該光調(diào)制器的控制程序使微型控制機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)下述功能，該功能指根據(jù)通過二值的方式使光調(diào)制器的直流偏置電壓變化的前后的光調(diào)制器的光輸出平均功率的差，對上述光調(diào)制器的直流偏置電壓進(jìn)行控制。
40.一種光調(diào)制器的控制程序，該程序使微型控制機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)下述功能檢測功能，即，檢測平均光輸出值，該平均檢測輸出值表示以直流偏置電壓為中心而供給有作為對應(yīng)于三值信號的驅(qū)動電壓的調(diào)制輸入的光調(diào)制器所輸出的光信號的時間平均值；信號產(chǎn)生功能，即，產(chǎn)生下述控制信號，該控制信號通過比輸入信號足夠低的頻率，通過二值的方式使上述直流偏置電壓變化；控制功能，即，在通過二值的方式，使上述直流偏置電壓的值變化的前后，檢測上述已檢測的平均光輸出值的差，根據(jù)該檢測結(jié)果，對上述光調(diào)制器的直流偏置電壓進(jìn)行控制。
全文摘要
一種光調(diào)制裝置，包括驅(qū)動電路，產(chǎn)生對應(yīng)于作為二值的數(shù)字信號的輸入信號的驅(qū)動電壓；低頻振蕩器，產(chǎn)生其頻率比上述輸入信號足夠低的低頻信號；馬赫—策德爾型光調(diào)制器，被供給疊加有上述低頻信號的直流偏置電壓和上述驅(qū)動電壓，對應(yīng)于驅(qū)動電壓調(diào)制輸入光，將輸入信號轉(zhuǎn)換為光信號；光電轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，將從馬赫—策德爾型光調(diào)制器輸出的光信號，轉(zhuǎn)換為電信號，該電信號是僅僅對上述輸入信號的高頻分量進(jìn)行平均化處理而形成的；低頻信號檢測電路，提取在電信號中包含的低頻信號的頻率分量，與從低頻振蕩器輸出的低頻信號相乘，提取乘法輸出信號的直流分量；控制電路，按照通過低頻信號檢測電路提取的直流分量為最大值的方式，對直流偏置電壓進(jìn)行控制。
文檔編號H04B10/155GK1450382SQ03108700
公開日2003年10月22日 申請日期2003年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月5日
發(fā)明者塔蒂·卡伊姆, 古賀光, 我妻浩幸, 菅原滿, 谷越貞夫 申請人:株式會社東芝