專利名稱：用于偏振擾頻器的低功率驅(qū)動(dòng)器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于具有多個(gè)電極的偏振擾頻器的驅(qū)動(dòng)器電路。
背景技術(shù)：
這種驅(qū)動(dòng)器電路與由EOSPACE公司(Redmond，WA 98052，USA)發(fā)布的商用偏振控制器型PC-A3-00-SM-FU-S-FU一起使用。
在光傳輸系統(tǒng)特別是光數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，偏振模式色散(PMD)限制了數(shù)據(jù)傳送容量。因此，為了保持線路誤比特率(BER)較低，減輕PMD是有用的。
減輕PMD的一種方法是偏振擾頻。對于任何任意輸入偏振狀態(tài)，為了在光傳輸線路內(nèi)在適當(dāng)軌跡上覆蓋邦加球(Poincarésphere)，對偏振進(jìn)行擾頻。
現(xiàn)有技術(shù)的偏振擾頻器包括多部分偏振調(diào)制器。每個(gè)部分共同地包括至少三個(gè)電極，一個(gè)電極接地并且兩個(gè)電極用適當(dāng)?shù)碾婒?qū)動(dòng)信號(hào)來驅(qū)動(dòng)。對于上述調(diào)制器，該被驅(qū)動(dòng)的電極可變地延遲(retard)一個(gè)偏振，或者可變地將光從一個(gè)線性偏振狀態(tài)變換到一個(gè)正交的線性偏振狀態(tài)。當(dāng)在多個(gè)連接的部分中適當(dāng)?shù)貞?yīng)用時(shí)，利用這種類型的調(diào)制器，可以從任何任意輸入偏振狀態(tài)得到任何任意輸出偏振狀態(tài)。關(guān)于各個(gè)部分的不同功能存在有達(dá)到相同目的的不同類型的調(diào)制器，例如具有以0°、45°、0°定向的光軸的3個(gè)可變延遲器(retarder)。對于每個(gè)被驅(qū)動(dòng)的電極或電極組，使用分開的驅(qū)動(dòng)器放大器。在商業(yè)應(yīng)用中，對于第一、第二和第三部分，分別使用峰到峰約70V的高AC電壓以及10MHz、20MHz和30MHz的高頻，加上DC偏移量以及其他。
這些驅(qū)動(dòng)器電路消耗高功率，與標(biāo)準(zhǔn)通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)不兼容。除了對標(biāo)準(zhǔn)通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)的限制以外，該驅(qū)動(dòng)器放大器還產(chǎn)生大量熱。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于偏振擾頻器的驅(qū)動(dòng)器電路，其具有較低功耗并因此產(chǎn)生較少的熱量，特別是可與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)相兼容。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，通過如在開頭介紹的一種驅(qū)動(dòng)器電路實(shí)現(xiàn)該目的，其特征在于，該驅(qū)動(dòng)器電路包括至少一個(gè)脈沖源，其在基頻發(fā)出脈沖信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)器電路還包括多個(gè)無源濾波器和匹配電路，用于所述偏振擾頻器的所述多個(gè)電極，其中每個(gè)無源濾波器和匹配電路設(shè)計(jì)為驅(qū)動(dòng)該電極中的一個(gè)或多個(gè)電極，并且其中每個(gè)無源濾波器和匹配電路設(shè)計(jì)成使得其濾出至少一個(gè)所述脈沖信號(hào)的諧波模式頻率。可以使用多個(gè)脈沖源來代替單個(gè)脈沖源。
對于通信應(yīng)用，用于多部分偏振調(diào)制器(即偏振擾頻器)的電極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以為諧波相關(guān)的正弦波或具有不同的諧波相關(guān)的頻率的正弦波的組合。使用在所需諧波頻率的基頻下工作的具有適當(dāng)?shù)恼伎毡鹊拿}沖源，可以以較低的功率損耗在信號(hào)發(fā)生器，優(yōu)選地在晶體管中產(chǎn)生具有高諧波含量的高電壓。對于每個(gè)電極，濾出具有所需諧波次數(shù)的信號(hào)。如果必要和/或希望，對于同一部分的相反電極調(diào)整信號(hào)的相位，并且對于相鄰部分的電極組，將其幅度對準(zhǔn)到適當(dāng)值，且將DC電壓添加到偏置電路中。最后，將信號(hào)應(yīng)用于該偏振調(diào)制器電極。
因此，偏振擾頻所需的功率被減少到分別在脈沖源的信號(hào)發(fā)生器以及無源濾波器和匹配電路中的(低)寄生開關(guān)和匹配損耗，加上例如由于寄生電聲效應(yīng)和在電極的歐姆電阻中產(chǎn)生的熱量而在電極本身中消耗的功率。因此，借助于本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器電路，偏振擾頻是一種用于在光傳輸中減輕PMD的有效方法。
在本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器電路的非常優(yōu)選的實(shí)施方式中，對于每個(gè)電極，提供一個(gè)無源濾波器和匹配電路。然后每個(gè)電極可以經(jīng)受單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，提供高度靈活性。
在另一種優(yōu)選實(shí)施方式中，每個(gè)無源濾波器和匹配電路設(shè)計(jì)成使得其濾出一個(gè)所述脈沖信號(hào)的諧波模式頻率。這使得濾波器和匹配電路的設(shè)計(jì)保持簡單。
特別優(yōu)選的是這樣一種實(shí)施方式，其中每個(gè)無源濾波器和匹配電路設(shè)計(jì)成使得其進(jìn)一步調(diào)整所述脈沖信號(hào)的相位和/或幅度水平和/或DC偏置。這提供了偏振擾頻的最佳效率，并且還使得驅(qū)動(dòng)器電路的設(shè)計(jì)保持簡單。
進(jìn)一步優(yōu)選的是這樣一種實(shí)施方式，其中基頻為至少0.1MHz，特別地約為10MHz。然后考慮擾頻過程足夠快，以提供PMD效應(yīng)的充分平均，以及因此糾錯(cuò)前的原始BER，用于例如由ITU標(biāo)準(zhǔn)化的普通光通信線路傳輸格式。
本發(fā)明的范圍還包括一種包括多個(gè)電極的偏振擾頻器，其特征在于，它包括一個(gè)根據(jù)上述本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器電路。本發(fā)明的偏振擾頻器得益于本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器電路的低功耗。
本發(fā)明的偏振擾頻器的優(yōu)選實(shí)施方式其特征在于，它包括多個(gè)部分，每個(gè)部分包括至少兩個(gè)電極，其中通過一個(gè)無源濾波器和匹配電路驅(qū)動(dòng)每個(gè)部分。通常，一個(gè)部分的電極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有是相同或相反相位的相同頻率，并且僅通過一個(gè)無源濾波器和匹配電路，加上一個(gè)小的變壓器，就可以產(chǎn)生該電極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。這使得實(shí)施方式保持簡單且不昂貴。
在該實(shí)施方式的進(jìn)一步發(fā)展中，每個(gè)部分的無源濾波器和匹配電路包括用于分別調(diào)整該部分的每個(gè)電極的相位和/或幅度水平和/或DC偏置的裝置。這對一個(gè)部分的電極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供了高度靈活性。
本發(fā)明的偏振擾頻器的另一種優(yōu)選實(shí)施方式其特征在于，它包括多個(gè)部分，每個(gè)部分包括至少三個(gè)電極，其中一個(gè)部分的一個(gè)電極接地，并且該部分的其他電極用相同諧波模式頻率來驅(qū)動(dòng)。在實(shí)踐中該實(shí)施方式已證實(shí)其自己。
同樣在本發(fā)明范圍內(nèi)的是對上述一個(gè)或多個(gè)本發(fā)明的偏振擾頻器的使用，用于在光數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中減輕偏振模式色散。優(yōu)選地，將偏振擾頻器分布在光傳輸線路的整個(gè)傳輸距離上，并且可以將偏振擾頻器放置在發(fā)射機(jī)位置。
從以下描述以及附圖，可以得到更多的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明可以單獨(dú)地或者以任意組合共同地使用以上和以下所提到的特征。所提到的實(shí)施方式不應(yīng)理解為窮盡列舉，而是具有用于說明本發(fā)明的示例性特征。


本發(fā)明在附圖中示出，其中圖1示出了具有現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動(dòng)器電路的偏振擾頻器的示意圖。
圖2示出了具有根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器電路的偏振擾頻器的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了具有現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動(dòng)器電路的偏振擾頻器1的示意圖，即常規(guī)寬帶線性驅(qū)動(dòng)器放大器方法。該偏振擾頻器1設(shè)計(jì)為3部分LiNbO偏振調(diào)制器，具有三個(gè)部分2、3、4。在偏振擾頻器1內(nèi)，有一個(gè)光波導(dǎo)6。在每個(gè)部分2、3、4內(nèi)，兩個(gè)電極7作用于光波導(dǎo)6和在光波導(dǎo)6內(nèi)承載的光信號(hào)。該電極7向波導(dǎo)6施加一個(gè)正弦曲線電壓，具有達(dá)70伏特的峰到峰幅度。該部分2、3、4分別工作在10MHz、20MHz和30MHz。
這些正弦曲線電壓由A類放大器8來供給。對于每個(gè)電極7，提供一個(gè)放大器8。該放大器8從驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器9接收待放大的低電平驅(qū)動(dòng)信號(hào)。該放大器8在其通常稱為A類的線性范圍內(nèi)工作，始終供給與驅(qū)動(dòng)信號(hào)成比例的輸出電壓。因此該放大器8消耗大量功率并產(chǎn)生大量熱。這些效應(yīng)都不與標(biāo)準(zhǔn)通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)相兼容，使得該已知的驅(qū)動(dòng)器電路的使用困難且昂貴。
圖2示出了具有根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)電路的偏振擾頻器11的示意圖。偏振擾頻器11也設(shè)計(jì)為3部分LiNbO偏振調(diào)制器，具有三個(gè)部分12、13、14。在偏振擾頻器11內(nèi)，提供有一個(gè)光波導(dǎo)16，承載光信號(hào)。該部分12、13、14分別包括作用于光波導(dǎo)6以及光信號(hào)的電極17。該光信號(hào)是具有10Gbit/s或更高數(shù)據(jù)傳輸速率的數(shù)據(jù)信號(hào)，并且可以包括承載不同業(yè)務(wù)量的多個(gè)波長(WDM/DWDM/CWDM)。
該驅(qū)動(dòng)器電路包括用于產(chǎn)生脈沖信號(hào)的脈沖源18以及無源濾波器和匹配電路19。在圖2的實(shí)施方式中，對于每個(gè)電極17提供有一個(gè)無源濾波器和匹配電路19。脈沖源18產(chǎn)生10MHz基頻的脈沖信號(hào)。在每個(gè)脈沖周期中，例如20％的時(shí)間，信號(hào)為非零，并且80％的時(shí)間，信號(hào)為零。短脈沖使得脈沖信號(hào)的諧波含量豐富。注意，根據(jù)本發(fā)明，任何脈沖波形，諸如矩形、鋸齒形、三角形或來自C類操作的晶體管的失真的正弦波帽(cap)，以及其他占空比，特別是可調(diào)占空比，都是可行的。
在每個(gè)無源濾波器和匹配電路19中，濾出一部分脈沖信號(hào)。在屬于第一部分12的電極17的無源濾波器和匹配電路19，濾出10MHz的諧波模式頻率，并施加適當(dāng)?shù)腄C偏壓。在屬于另外部分13、14的電極17的無源濾波器和匹配電路19，濾出的諧波模式頻率分別是20MHz和30MHz。所過濾的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的峰到峰電壓約為70V。
根據(jù)本發(fā)明，基頻的脈沖信號(hào)的諧波模式頻率定義如下1)諧波模式頻率具有正弦曲線形式，并且2)諧波模式頻率和基頻的頻率商為一個(gè)自然數(shù)，包括1。
脈沖源18的輸出級(jí)充當(dāng)D類放大器，即脈沖源18的信號(hào)發(fā)生器僅接通和斷開。該脈沖源18的信號(hào)發(fā)生器可以包括一個(gè)晶體管。功率損耗基本僅發(fā)生在短暫的開/關(guān)和關(guān)/開轉(zhuǎn)變期間，并且由于寄生效應(yīng)，所以與圖1的A類放大器內(nèi)的損耗相比，這兩者都較小。
根據(jù)本發(fā)明，脈沖源18以及無源濾波器和匹配電路19可以連接到控制器設(shè)備(未示出)，控制在脈沖源18的基頻和占空比，以及在無源濾波器和匹配電路19的諧波模式頻率、相位調(diào)整、幅度水平和DC偏置。
根據(jù)本發(fā)明，還可以使用大量脈沖源，其中每個(gè)脈沖源控制一個(gè)偏振擾頻器的大量電極。
總之，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器電路允許偏振擾頻器在低功耗和低熱量產(chǎn)生下工作，特別是可適合于由標(biāo)準(zhǔn)通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)所施加的限制。由于使用脈沖源作為具有低固有能量損耗的信號(hào)發(fā)生器，所以節(jié)省了功率。在適當(dāng)?shù)膶γ}沖信號(hào)進(jìn)行無源濾波之后，脈沖源可以提供用于偏振擾頻器的電極的所有必要的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種用于具有多個(gè)電極的偏振擾頻器的驅(qū)動(dòng)器電路，其中所述驅(qū)動(dòng)器電路包括至少一個(gè)脈沖源，其在基頻發(fā)出脈沖信號(hào)，其中所述驅(qū)動(dòng)器電路還包括多個(gè)無源濾波器和匹配電路，用于所述偏振擾頻器的所述多個(gè)電極，其中每個(gè)無源濾波器和匹配電路設(shè)計(jì)為驅(qū)動(dòng)所述電極中的一個(gè)或多個(gè)電極，其中每個(gè)無源濾波器和匹配電路設(shè)計(jì)成使得其濾出所述脈沖信號(hào)的至少一個(gè)諧波模式頻率，并且其中所述驅(qū)動(dòng)器電路向所述電極提供多個(gè)諧波模式頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)器電路，其中對于每個(gè)電極，提供有一個(gè)無源濾波器和匹配電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)器電路，其中每個(gè)無源濾波器和匹配電路設(shè)計(jì)成使得其濾出所述脈沖信號(hào)的一個(gè)諧波模式頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)器電路，其中每個(gè)無源濾波器和匹配電路設(shè)計(jì)成使得其進(jìn)一步調(diào)整所述脈沖信號(hào)的相位和/或幅度水平和/或DC偏置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)器電路，其中所述基頻為至少0.1MHz，特別地約為10MHz。
6.一種包括多個(gè)電極的偏振擾頻器，其中它包括根據(jù)權(quán)利要求1的驅(qū)動(dòng)器電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的偏振擾頻器，其中它包括多個(gè)部分，每個(gè)部分包括至少兩個(gè)電極，其中由一個(gè)無源濾波器和匹配電路驅(qū)動(dòng)每個(gè)部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的偏振擾頻器，其中每個(gè)部分的所述無源濾波器和匹配電路包括用于分別調(diào)整所述部分的每個(gè)電極的相位和/或幅度水平和/或DC偏置的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的偏振擾頻器，其中它包括多個(gè)部分，每個(gè)部分包括至少三個(gè)電極，其中一個(gè)部分的一個(gè)電極接地，并且該部分的其他電極用相同的諧波模式頻率來驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
一種用于具有多個(gè)電極(17)的偏振擾頻器(11)的驅(qū)動(dòng)器電路，其特征在于，該驅(qū)動(dòng)器電路包括至少一個(gè)脈沖源(18)，其在基頻發(fā)出脈沖信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)器電路還包括多個(gè)無源濾波器和匹配電路(19)，用于所述偏振擾頻器(11)的所述多個(gè)電極(17)，其中每個(gè)無源濾波器和匹配電路(19)設(shè)計(jì)為驅(qū)動(dòng)該電極(17)中的一個(gè)或多個(gè)電極，并且其中每個(gè)無源濾波器和匹配電路(19)設(shè)計(jì)成使得其濾出所述脈沖信號(hào)的至少一個(gè)諧波模式頻率。本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器電路具有低功耗并且僅產(chǎn)生很少的熱量。
文檔編號(hào)H04J14/06GK1847895SQ20061007210
公開日2006年10月18日 申請日期2006年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月15日
發(fā)明者伯恩哈德·云京格 申請人:阿爾卡特公司