[发明专利]使电路转换功能线性化的方法及电路

说明书

本发明有关于一种使电路转换功能线性化的方法及电路，特别有关多频道射频RF信号转换为光信号的激光二极管转换功能(transfer function)线性化的方法及电路，其是利用预置失真信号，补偿激光二极管输出信号中的预期失真的方法提高电路的线性转换功能。

在今日的有线电视系统中，需要较大数量的电视频道。典型的有线电视系统包括60个模拟信号的电视频道，但可以扩充到80个或更多的频道。

在一个信息高速公路系统中，一个有线电视系统可能会需要132个或更多的数字信号频道，信息频道以及电话信号频道。数字视频，数据以及电话信号皆是调制在射频RF载波上的。数字视频系统则可以应需求服务(demandservices)而提供视频信号。

光纤传输系统目前正在用来由一有线电视发送端中心(headend center)或由一个电话中心，将信息载送到接近用户的一个光纤服务网点上。光纤系统须依赖光纤作为传输的媒介。在此类系统之中，可以使用激光将射频RF信号转换成为光信号，以便在光纤内传送。

为了要确保信息的高保真度传送，将RF信号转换成为光信号的激光器件的转换功能必须是线性的。若转换功能不是线性的，则平行的频道之间将产生谐波失真、互调(inter-modulation)失真，以及多重拍频(multiple-beating)等现象，便会显著地降低有线电视的视像质量。不幸的是，激光器件的转换功能的线性特性通常皆不足以避免失真的问题。

激光转换功能的线性化方法已是多年来被研究的课题。这些方法通常都极为复杂并且实行起来成本相当高昂的。特别是线性化的光纤前馈技术(feedforward technique)已有人研究。失真的相当大一部分原因是由于在饱和状态下工作。在饱和状态下操作期间，当激光信号的电位较高时，来自于一激光器件的光信号低于相应的射频RF信号。依据已知的方法，根据一种已知的前馈技术采用第二只激光器件来产生一个预置失真(pre-distortion)光信号。此预置失真光信号再被加入主要光信号中以便补偿激光器件的饱和。此种补偿作法可以发挥作用，但此种作法存在三个主要缺点。首先，两激光信号的波长须要先行匹配。例如，若是由于光纤散射的缘故而使两光纤不匹配，则两信号在光纤中便会以不同的速度行进，限制了线性化效果。其次，预置失真信号与主激光信号的输出会随时间而独立变动，导致不期望的非线性化。第三，多重器件的使用相当昂贵，且施行光前馈的线路亦相当昂贵。因此，便有需要提供一种结构简单，低成本并易于施行的预置失真的解决方法。

图1所依据的是一篇已发表的论文，其中显示一微波放大器的转换功能的改进，该篇论文题为“微波SSB-AM系统的预置失真非线性补偿器(“Pre-distortion Nonlinear Compensator for Microwave SSB-AM System”)，由Toshio Nojima等人发表于日本电子与通讯(Electronics and COmmunications in Japan)，Vol.67-B，No.5,1984中。如图1所示，其表示失真的降低量，取决于预置失真信号与一放大器转换功能的失真信号，两者之间的振幅与相位的匹配程度。其中必须要加入振幅调整与相位调整线路，以便将预置失真信号与一放大器转换功能的失真信号的振幅误差与相位误差减至最低。依据窄频带应用的论文，可以采用振幅的调与相位的调。

在宽频带系统中，按本发明，其频宽在50Mhz至750MHz之间，甚至高达1000MHz。这样的频率伸展范围函盖了4至6个倍频程。如同本技术领域中众所周知的，失真是与频率有关联的。可以利用一个预置失真信号，与频率有关的振幅调整与相位调整，来确保整个频宽范围内能使失真足够显著的降低。

本发明的目的在于提供一种利用预置失真补偿方式提高电路线性化转换功能的方法及电路。

为达到上述目的，本发明采取如下措施：

本发明采用一种预置失真线路，以修正激光或其他电气系统或装置的非线性，其可产生可以补偿待处理系统失真的一预置失真信号。依据本发明，基于信号补偿原理，该预置失真信号，其振幅实质上是与待处理系统所产生的失真信号的振幅相等，但相位相反。依据本发明，预置失真信号与原始信号结合，形成预置失真信号。在一实施例中，预置失真信号是被用来调制一个激光二极管或一个电气系统。失真信号补偿了由于激光二极管或其他电路系统所引起的失真，留下了诸如有线电视CATV图像的良好质量的信号。