[其他]平衡相干接收器

说明书

本发明涉及平衡相干接收器。

已调信号的相干检测的一般原理确已建立。在由纽约威利（Weily）出版公司出版，蒙带·罗斯（Monte    Ross）所著的《激光接收器》一书中描述了光通信系统领域内使用激光本机振荡器和平衡检波器的相干接收器。该书的112～113页有一接收器的说明，其与本机振荡器参照信号相加的输入信号馈给一对基本相同的检波器中的一只，与此同时，减去本机振荡器参照信号的输入信号则馈给这一对检波器中的另一只。除了射束分裂器外，该设置需要两块半镀眼镜，一个用于本机振荡信号的180°换相器以及用于两个检波器输出的基片电路，来自两个检波器的相减输出便形成输出信号。

所以一个惯用的相干光接收器需要接收信号场E₁与较大的本机振荡器场E₂之和，其结果由光电检测器PD检测（图1）。因为对场来说有一个平方律灵敏度（E₁+E₂）[（E₁+E₂）²＝E²₁+E²₂+2E₁E₂＝I₁+I₂+2E₁E₂]，故输出0/P包含一个分量2E₁，E₂与两个场的乘积成正比，因此本机振荡器场E₂越大，则相干增益越大。一个理想的大量值本机振荡器，其灵敏度仅受量子噪声的限止。然而，实际上本机振荡器有一些不需要的调幅（强噪声），它出现在分量I₂中，LO越大，与接收器输出耦合的AM（调幅）噪声越大。

前面已经提及到平衡接收器将允许把AM噪声抵消掉，在我们的英国专利书2121636A中，已叙述一个相干光接收器，在该接收器中，混频器的两个输出都可在接收放大器中被逆相检测和迭加。这就抵消了由本机振荡器引起的大的光电流变化。

平衡输入接收器如图2所示，具有吸引力的是它把两个检波接收器PD₁，PD₂的杂散电容的影响减到最小，并且使大的本机振荡器（LO）的直流光电流分量化为零，否则该分量将产生接收器动态范围的问题。

或者，这也可通过对两个独立的接收器的增益进行电平衡而达到，正如艾贝斯·G等人发表在1984年光纤通讯会议录第34～35页上的论文TUA2（ABBAS·Get    al    TUA2pp34，35，Proc.OFC′84）所描述并由图3所表示的一样。

LO强度波动被抑制的程度决定于平衡精度。10%的（强度）平衡误差将得到十倍的改进，1%的（强度）平衡误差将得到一百倍的改进，依此类推。完善的平衡是理想的，但要达到它却有一些障碍。耦合器（功率分配器）通常对温度和应力是敏感的，成对的光电探测器可能有不同的响应度，纤维对检波器的损耗也可能有所不同。即使最初可以把平衡调整到最佳状态，但是环境条件的微小变化将对此产生干扰，所以很少有机会达到足够精确与稳定的平衡，以致无法抑制大的本机振荡器信号中出现的波动。

依照本发明，提供一个相干光接收器，其中本机振荡的强度波动是与处于不良平衡状态下的接收器的输出是互相关的，以此得到一个误差信号，该误差信号通过反馈控制电路，被用来使平衡达到最佳状态。

为了使本发明清楚易懂，可以参见附图，其中：

图1是按已有技术和已经提及的信号终端相干接收器画的方框图。

图2也是按已有技术和已经提及的具有单个低噪声放大器的平衡接收器画的方框图。

图3是按已有技术和已经提及的具有独立的低噪声放大器和电平衡电路的平衡接收器画的方框图。

图4是具有表示本发明的相干接收器的方框图。

图5A是另一个具体表示本发明的相干接收器的方框图。

图5B是图5A接收器经改进后的方框图。

图6是根据本发明进一步具体化的相干接收器的方框图。

图7显示平衡接收器使本机振荡器波动化为零的三种方法。

图4的接收器是由一个本机振荡器LO，一个对本机振荡器进行光学监视的光电探测器PD和一个互相关器CC组成，该互相关器CC使监视器输出与来自差动放大器DA的电信号输出O/P有关。