[发明专利]用于功率均衡和相位校正的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于两个信号的功率均衡和相位校正的装置。特别但非排它地，本发明涉及一种用于驱动提供直接强度调制（IM）的双驱动马赫-曾德尔调制器（MZM）的不完全差分信号的功率均衡和差分相位恢复的装置。

背景技术

相移键控法（PSK）是通过改变（即调制）载波信号的相位来传递数据的数字调制技术。实质上，是通过将一组离散的载波信号相位与特定的位模式（通称符号）关联来对二进位数（比特）进行编码。在差分相移键控法（DPSK）中，用于确定位模式的是信号连续相位上的变化，而非信号在某一时间点上的实际相位。

二进制相移键控法（BPSK）利用两个间隔180°的相位。然而，这项技术只允许每1个符号编码1个比特（即每个完整波长上总计提供2个比特），因此它不适合高数据率的应用。正交相移键控法（QPSK）使用四个离散相位，且通过同相波（指示4个离散比特－每1/4个波长有1比特－代表各符号上的首个比特）与正交相位波的组合，每1个符号可被用于编码2比特，其中，所述正交相位波关于同相波具有1/4波长的相移（该正交相位波指示另4个离散的比特，代表各符号上的第二个比特）。因此，与BPSK相比，QPSK可被用于显著提高数据率。BPSK和QPSK均可利用差分PSK来实现，从而分别形成差分BPSK（DBPSK）和差分QPSK（DQPSK）。

由于能够提高频谱效率、提供更高的接收器敏感度及更好的色散和非线性效应容忍度，先进的调制格式在光学通讯中日益重要起来。具体而言，归零（RZ）DQPSK已显示能够提供相当高的系统性能结果。

图1示意性示出了RZ-DQPSK发射器100的实例。该发射器包括源101（例如激光二极管）、DQPSK调制器102和由时钟脉冲源110驱动的脉冲成型器103。DQPSK调制器102包括输入分配器104和输出耦合器107，其中分配器104向并联设置的两个相位调制器105、106馈送信号。相位调制器105、106可以通过两个嵌套的马赫-曾德尔调制器（MZM）来提供。DQPSK调制器102的一个臂上还设有另外的正交相位调制器108。源101产生光学载波，其经由分配器104分割，被均匀分配到两个相位调制器105、106上。预编码器109生成两个二进制驱动信号，各相位调制器105、106分别由上述驱动信号中的一个驱动。预编码器109将待编码的数据流转换成相关的同相（I）和正交（Q）相位驱动信号，所述两个相位调制器中的一个由I驱动信号驱动，另一个由Q驱动信号驱动。正交相位调制器108则在两个光学信号之间引入π/2（90°）的相移，这使得它们彼此正交（即，使得它们形成独立的I和Q分量）。这两个光学信号然后在输出耦合器107中进行组合，形成非归零（NRZ）DQPSK信号的四个相移符号（即π/4、3π/4、5π/4和7π/4）中的一个。

脉冲成型器103则被用于通过从NRZ-DQPSK信号中分离出脉冲来形成RZ-DQPSK信号。脉冲成型器103也可设在DQPSK调制器前面。典型地，先进的RZ调制要求借助由提供正弦电时钟信号的时钟脉冲源驱动的MZM来实现脉冲成型器。例如，利用峰－峰值为V_π、频率与符号率/数据率（即，波特率时钟）对应且相位偏移-π/2弧度（-90°）的正弦时钟信号可以生成占空比为50%的RZ。

对于双驱动MZM脉冲成型器而言，重要的是驱动两个臂的两个电压具有相同的功率和相反的相位。然而，传输结构（即，RF电缆、连接器和PCB的走线）、放大器、以及驱动电压源的不完全特性导致在两个驱动电压之间形成功率失衡和歪斜（skew）（即驱动波形的暂时不重合）。为减少这些问题，发射器电路常常在MZM脉冲成型器的各个臂上使用差分放大器或放大器。然而，在电路中加入这种主动设备费用较高。

发明内容

本发明旨在提供一种能够克服或至少减轻上述问题的、用于两个信号的功率均衡和相位校正的装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于对两个信号实施功率均衡和相位校正的装置。该装置包括第一混合耦合器和第二混合耦合器，所述第一耦合器被构造用作功率合成器，第二耦合器被构造用作功率分配器。该装置被构造成将第一混合耦合器的输出作为输入信号提供给第二混合耦合器。

第一混合耦合器可以被构造成对两个信号求和，并且将两个信号之和输出给第二混合耦合器。第一混合耦合器可以被构造成对相位相差180°的两个信号求和。第二混合耦合器可以被构造成将信号分割成功率相等的两个输出信号。第二混合耦合器可以被构造成将信号分割成相位相差180°的两个信号。