(57)【要約】本願発明は、広い周波数範囲にわたる入力電気信号をＦＭ一括変換回路により周波数変調する場合であっても、当該ＦＭ一括変換回路の歪みとほぼ等しい歪みを発生する歪み発生回路を提供することを目的とする。また、この歪み発生回路を用いたＦＭ一括変換回路の歪みを補償するプリディストーション回路、歪みの少ない光信号送信機、および光信号伝送システムを提供することを目的とする。本願発明の歪み発生回路は、入力する電気信号を２つの電気信号に分配する分配回路（２１）と、分配回路からの一方の出力を周波数変調して出力するＦＭ一括変換回路（１２）と、ＦＭ一括変換回路の出力を周波数復調して出力するＦＭ復調回路（９２）と、分配回路からの他方の出力を振幅調整及びおよび遅延調整して出力する振幅遅延調整回路（３８，３９）と、ＦＭ復調回路からの出力と前記振幅遅延調整回路からの出力とを合成して出力する合成回路（３７）とを備える。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＦＭ一括変換回路の歪みとほぼ等しい歪みを発生する歪み発生回路であって、
入力する電気信号を２つの電気信号に分配する分配回路と、
前記分配回路からの一方の出力を周波数変調して出力するＦＭ一括変換回路と、
前記ＦＭ一括変換回路の出力を周波数復調して出力するＦＭ復調回路と、
前記分配回路からの他方の出力を振幅調整及びおよび遅延調整して出力する振幅遅延調整回路と、
前記ＦＭ復調回路からの出力と前記振幅遅延調整回路からの出力とを合成して出力する合成回路と
を備えたことを特徴とする歪み発生回路。
【請求項２】
前記分配回路は入力する電気信号を位相が互いに反転した２つの電気信号に分配する差動分配回路であり、かつ
前記合成回路は前記ＦＭ復調回路からの出力と前記振幅遅延調整回路からの出力とを同相合成して出力する同相合成回路である
ことを特徴とする請求項１に記載の歪み発生回路。
【請求項３】
前記分配回路は入力する電気信号を２つの電気信号に分配する同相分配回路であり、かつ
前記合成回路は前記ＦＭ復調回路からの出力と前記振幅遅延調整回路からの出力とを差動合成して出力する差動合成回路である
ことを特徴とする請求項１に記載の歪み発生回路。
【請求項４】
前記ＦＭ一括変換回路の出力を強度変調した光信号を出力する光源と、
前記光源からの光信号出力を電気信号に変換して出力する光電変換回路と
をさらに備え、
前記分配回路は入力する電気信号を位相が互いに反転した２つの電気信号に分配する差動分配回路であり、
前記ＦＭ復調回路は前記光電変換回路の出力を周波数復調して出力し、
前記合成回路は前記ＦＭ復調回路からの出力と前記振幅遅延調整回路からの出力とを同相合成して出力する同相合成回路である
ことを特徴とする請求項１に記載の歪み発生回路。
【請求項５】
前記ＦＭ一括変換回路の出力を強度変調した光信号を出力する光源と、
前記光源からの光信号出力を電気信号に変換して出力する光電変換回路と
をさらに備え、
前記分配回路は入力する電気信号を２つの電気信号に分配する同相分配回路であり、
前記ＦＭ復調回路は前記光電変換回路の出力を周波数復調して出力し、
前記合成回路は前記ＦＭ復調回路からの出力と前記振幅遅延調整回路からの出力とを差動合成して出力する差動合成回路である
ことを特徴とする請求項１に記載の歪み発生回路。
【請求項６】
前記振幅遅延調整回路は外部からの制御により振幅調整する振幅制御端子および外部からの制御により遅延調整する遅延制御端子を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の歪み発生回路。
【請求項７】
前記ＦＭ一括変換回路は、前記差動分配回路または前記同相分配回路からの出力を変調入力とし周波数変調された周波数変調光信号を出力する光周波数変調部と、
該光周波数変調部の出力する周波数変調光信号の中心光周波数から所定の中間周波数に略等しい周波数だけ離れた光周波数の局部発振光信号を出力する光周波数局部発振部と、
該周波数変調光信号および該局部発振光信号を合波し合波光信号を出力する光合波器と、
該光合波器からの合波光信号をヘテロダイン検波して該周波数変調光信号の光周波数と該局部発振光信号との光周波数との差に等しい周波数の電気信号を出力する光検波器と
を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の歪み発生回路。
【請求項８】
前記ＦＭ一括変換回路は、前記差動分配回路または前記同相分配回路からの出力を位相が互いに反転した２つの電気信号に分配する差動分配部と、
該差動分配部からの位相が互いに反転した２つの電気信号のうちの０相の電気信号を変調入力とし周波数変調された第一の周波数変調光信号を出力する第一の光周波数変調部と、
該第一の周波数変調光信号の中心光周波数から所定の中間周波数に略等しい周波数だけ離れた中心光周波数の第二の周波数変調光信号であって、かつ該差動分配部からの位相が互いに反転した２つの電気信号のうちのπ相の電気信号を変調入力とし周波数変調された第二の周波数変調光信号を出力する第二の光周波数変調部と、
該第一の周波数変調光信号および該第二の周波数変調光信号を合波して合波光信号を出力する光合波器と、
該光合波器からの合波光信号をヘテロダイン検波して該第一の周波数変調光信号の光周波数と該第二の周波数変調光信号の光周波数との差に等しい周波数の電気信号を出力する光検波器と
を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の歪み発生回路。
【請求項９】
前記ＦＭ一括変換回路は、所定の中間周波数を中心周波数として前記差動分配回路または前記同相分配回路からの出力をその電圧に応じた周波数に変換して出力する電圧制御発振器を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の歪み発生回路。
【請求項１０】
前記ＦＭ一括変換回路は、前記差動分配回路または前記同相分配回路からの出力を位相が互いに反転した２つの電気信号に分配する差動分配部と、
該差動分配部からの２つの電気信号のうちの一方の電気信号をその電圧に応じた周波数に変換した第一の周波数変調信号を出力する第一の電圧制御発振器と、
該第一の周波数変調信号の中心周波数から所定の中間周波数に略等しい周波数だけ離れた周波数を中心周波数として、該差動分配部からの２つの電気信号のうちの他方の電気信号をその電圧に応じた周波数に変換した第二の周波数変調信号を出力する第二の電圧制御発振器と、
該第一の電圧制御発振器の出力する第一の周波数変調信号および該第二の電圧制御発振器の出力する第二の周波数変調信号を混合するミキサーと、
該ミキサーの出力から該第一の周波数変調信号と該第二の周波数変調信号の周波数の差に等しい周波数の電気信号を通過させるローパスフィルタと
を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の歪み発生回路。
【請求項１１】
ＦＭ一括変換回路歪みを補償するプリディストーション回路であって、
入力する電気信号を２つの電気信号に分配する分配器と、
前記分配器からの一方の出力を遅延させて出力する遅延線と、
前記分配器からの他方の出力を入力とする電気信号を２つの電気信号に分配する分配回路と、前記分配回路からの一方の出力を周波数変調して出力するＦＭ一括変換回路と、前記ＦＭ一括変換回路の出力を周波数復調して出力するＦＭ復調回路と、前記分配回路からの他方の出力を振幅調整及びおよび遅延調整して出力する振幅遅延調整回路と、前記ＦＭ復調回路からの出力と前記振幅遅延調整回路からの出力とを合成して出力する合成回路とを有する歪み発生回路と
前記歪み発生回路からの出力を振幅調整及びおよび遅延調整して出力する第２の振幅遅延調整回路と、
前記遅延線からの出力と前記第２の振幅遅延調整回路からの出力とを合成して出力する合成器と
を備え、
前記プリディストーション回路の出力の電気信号の位相が、前記プリディストーション回路の入力の電気信号の位相と同相であることを特徴とするプリディストーション回路。
【請求項１２】
前記分配器は、入力する電気信号を位相が互いに反転した２つの電気信号に分配する差動分配器であって、
前記歪み発生回路は、前記ＦＭ一括変換回路と前記ＦＭ復調回路とが発生する歪みと逆相の歪みを出力し、
前記合成器は、前記遅延線からの出力と前記第２の振幅遅延調整回路からの出力とを差動合成して出力する差動合成器である
ことを特徴とする請求項１１に記載のプリディストーション回路。
【請求項１３】
前記分配器は、入力する電気信号を位相が互いに反転した２つの電気信号に分配する差動分配器であって、
前記歪み発生回路は、前記ＦＭ一括変換回路と前記ＦＭ復調回路とが発生する歪みと同相の歪みを出力し、
前記合成器は、前記遅延線からの出力と前記第２の振幅遅延調整回路からの出力とを同相合成して出力する同相合成器である
ことを特徴とする請求項１１に記載のプリディストーション回路。
【請求項１４】
前記分配器は、入力する電気信号を２つの電気信号に分配する同相分配器であって、
前記歪み発生回路は、前記ＦＭ一括変換回路と前記ＦＭ復調回路とが発生する歪みと同相の歪みを出力し、
前記合成器は、前記遅延線からの出力と前記第２の振幅遅延調整回路からの出力とを差動合成して出力する差動合成器である
ことを特徴とする請求項１１に記載のプリディストーション回路。
【請求項１５】
前記分配器は、入力する電気信号を２つの電気信号に分配する同相分配器であって、
前記歪み発生回路は、前記ＦＭ一括変換回路と前記ＦＭ復調回路とが発生する歪みと逆送の歪みを出力し、
前記合成器は、前記遅延線からの出力と前記第２の振幅遅延調整回路からの出力とを同相合成して出力する同相合成器である
ことを特徴とする請求項１１に記載のプリディストーション回路。
【請求項１６】
前記歪み発生回路は、
前記ＦＭ一括変換回路の出力を強度変調した光信号を出力する光源と、
前記光源からの光信号出力を電気信号に変換して出力する光電変換回路と
をさらに備え
前記ＦＭ復調回路は前記光電変換回路の出力を周波数復調して出力する
ことを特徴とする請求項１１に記載のプリディストーション回路。
【請求項１７】
ＦＭ一括変換回路歪みを補償する光信号送信機であって、
入力する電気信号を２つの電気信号に分配する分配器と、前記分配器からの一方の出力を遅延させて出力する遅延線と、前記分配器からの他方の出力を入力とする電気信号を２つの電気信号に分配する分配回路と、前記分配回路からの一方の出力を周波数変調して出力するＦＭ一括変換回路と、前記ＦＭ一括変換回路の出力を周波数復調して出力するＦＭ復調回路と、前記分配回路からの他方の出力を振幅調整及びおよび遅延調整して出力する振幅遅延調整回路と、前記ＦＭ復調回路からの出力と前記振幅遅延調整回路からの出力とを合成して出力する合成回路とを有する歪み発生回路とを含むプリディストーション手段と、
前記プリディストーション手段からの出力を周波数変調して出力する第二のＦＭ一括変換回路と、
前記第二のＦＭ一括変換回路からの出力により強度変調して光信号を光伝送路に送信する光送信回路と
を備えたことを特徴とする光信号送信機。
【請求項１８】
前記プリディストーション手段は、
入力する電気信号を２つの電気信号に分配する分配器と、
前記分配器からの一方の出力を遅延させて出力する遅延線と、
前記分配器からの他方の出力を入力とする前記歪み発生回路からの出力を振幅調整及びおよび遅延調整して出力する第２の振幅遅延調整回路と、
前記遅延線からの出力と前記第２の振幅遅延調整回路からの出力とを合成して出力する合成器と
をさらに備え、
前記プリディストーション手段の出力の電気信号の位相が、前記プリディストーション手段の入力の電気信号の位相と同相である
ことを特徴とする請求項１７に記載の光信号送信機。
【請求項１９】
前記プリディストーション手段は、
周波数ｆｏのパイロット信号を出力するパイロット信号発振器と、
入力する電気信号および前記パイロット信号発振器からのパイロット信号を合成し、２つの電気信号に分配する合成分配器と、
前記合成分配器の一方の出力から所定の歪みを発生させる前記歪み発生回路からの出力を２つの電気信号に分配する第一の分配器と、
前記第一の分配器の一方の出力から周波数ｆｏの電気信号を通過させる第一のバンドパスフィルタと、
前記第一のバンドパスフィルタの出力から信号レベルを検出する第一のレベル検出器と、
前記第一の
レベル検出器からの出力が最小になるように、前記歪み発生回路の有する振幅遅延調整回路を制御する第一の制御回路と
前記第一の分配器の他方の出力を振幅調整および遅延調整して出力する振幅遅延調整器と、
前記合成分配器の他方の出力を遅延させる遅延線と、
前記振幅遅延調整器からの出力および該遅延線からの出力を逆相で合成して出力する差動合成器と、
該差動合成器からの出力を周波数変調して出力する前記第二のＦＭ一括変換回からの出力を２つの電気信号に分配する第二の分配器と、
前記第二の分配器の一方の出力から周波数復調した電気信号を２つ出力する第二のＦＭ復調回路と、
前記第二のＦＭ復調回路の一方の出力から周波数２×ｆｏの電気信号を通過させる第二のバンドパスフィルタと、
前記第二のバンドパスフィルタの出力から信号レベルを検出する第二のレベル検出器と、
前記第二のＦＭ復調回路の他方の出力から周波数３×ｆｏの電気信号を通過させる第三のバンドパスフィルタと、
前記第三のバンドパスフィルタの出力から信号レベルを検出する第三のレベル検出器と、
前記第二のレベル検出器からの出力および／または該第三のレベル検出器からの出力がそれぞれ最小になるように、該振幅遅延調整器を制御する第二の制御回路と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１７に記載の光信号送信機。
【請求項２０】
前記プリディストーション手段は、
周波数ｆｏのパイロット信号を出力するパイロット信号発振器と、
入力する電気信号および前記パイロット信号発振器からのパイロット信号を合成し、２つの電気信号に分配する合成分配器と、
前記合成分配器の一方の出力から所定の歪みを発生させる前記歪み発生回路からの出力を２つの電気信号に分配する第一の分配器と、
前記第一の分配器の一方の出力から周波数ｆｏの電気信号を通過させる第一のバンドパスフィルタと、
前記第一のバンドパスフィルの出力から信号レベルを検出する第一のレベル検出器と、
前記第一のレベル検出器からの出力が最小になるように、該歪み発生回路の有する振幅遅延調整回路を制御する第一の制御回路と
前記第一の分配器の他方の出力を振幅調整および遅延調整して出力する振幅遅延調整器と、
前記合成分配器の他方の出力を遅延させる遅延線と、
前記振幅遅延調整器からの出力および前記遅延線からの出力を逆相で合成して出力する差動合成器と、
前記差動合成器からの出力を周波数変調して出力する第二のＦＭ一括変換器と、
前記第二のＦＭ一括変換器の出力により強度変調して光信号を出力する光送信回路と、
前記光送信回路からの光信号出力を２分岐して一方を光伝送路に送信する光スプリッタと、
前記光スプリッタからの他方の光信号出力を電気信号に変換して出力する光電変換回路と、
前記光電変換回路の出力から周波数復調した電気信号を２つ出力する第二のＦＭ復調回路と、
前記第二のＦＭ復調回路の一方の出力から周波数２×ｆｏの電気信号を通過させる第二のバンドパスフィルタと、
前記第二のバンドパスフィルタの出力から信号レベルを検出する第二のレベル検出器と、
前記第二のＦＭ復調回路の他方の出力から周波数３×ｆｏの電気信号を通過させる第三のバンドパスフィルタと、
前記第三のバンドパスフィルタの出力から信号レベルを検出する第三のレベル検出器と、
前記第二のレベル検出器からの出力および／または前記第三のレベル検出器からの出力がそれぞれ最小になるように、前記振幅遅延調整器を制御する第二の制御回路と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１７に記載の光信号送信機。
【請求項２１】
周波数多重分割されている振幅変調された多チャンネル映像信号の光信号を伝送するための光信号伝送システムであって、
入力する電気信号を２つの電気信号に分配する分配器と、前記分配器からの一方の出力を遅延させて出力する遅延線と、前記分配器からの他方の出力を入力とする電気信号を２つの電気信号に分配する分配回路と、前記分配回路からの一方の出力を周波数変調して出力するＦＭ一括変換回路と、前記ＦＭ一括変換回路の出力を周波数復調して出力するＦＭ復調回路と、前記分配回路からの他方の出力を振幅調整及びおよび遅延調整して出力する振幅遅延調整回路と、前記ＦＭ復調回路からの出力と前記振幅遅延調整回路からの出力とを合成して出力する合成回路とを有する歪み発生回路を含むプリディストーション手段と、
前記プリディストーション手段からの出力を周波数変調して出力する第二のＦＭ一括変換回路と、
前記第二のＦＭ一括変換回路からの出力により強度変調して光信号を光伝送路に送信する光送信回路と
を含む光信号送信機、
前記光信号送信機に光伝送路を介して接続される光電変換回路、および
前記光電変換回路からの出力を周波数復調するＦＭ復調回路を有する光信号受信機
を備える光信号伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、広帯域信号の光信号伝送に使用する歪み発生回路、およびプリディストーション回路、並びに、当該プリディストーション回路を用いた光信号送信機および当該光信号送信機を利用した光信号伝送システムに関する。より詳細には、周波数多重分割されている振幅変調（ＡＭ：Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、または直交振幅変調（ＱＡＭ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）された多チャンネル映像信号の光信号伝送に使用する歪み発生回路、およびプリディストーション回路、並びに、当該プリディストーション回路を用いた光信号送信機および当該光信号送信機を利用した光信号伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、周波数分割多重されている振幅変調、若しくは直交振幅変調された多チャンネル映像信号を光伝送する光信号送信機および光信号伝送システムとして、周波数分割多重された映像信号を一括して周波数変調するＦＭ一括変換方式を用いた光信号送信機および光信号伝送システムが知られている。【０００３】  このＦＭ一括変換方式を用いた光信号送信機および光信号伝送システムは、国際標準ＩＴＵ−Ｔ  Ｊ．１８５「Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  ｆｏｒ  ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ  ｍｕｌｔｉ−ｃｈａｎｎｅｌ  ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  ｓｉｇｎａｌｓ  ｏｖｅｒ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｃｃｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ  ｂｙ  ＦＭ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ」に採用されている（非特許文献１参照）。【０００４】  図１に、ＦＭ一括変換方式を用いた従来の光信号送信機および光信号伝送システムの構成を示す。図２Ａ、２Ｂ、２Ｃに、図１のＡ、Ｂ、Ｃの箇所における信号形式を示す。図１に示す光信号伝送システムは、ＦＭ一括変換回路８１、光源８２、および光増幅回路８３を備えた光信号送信機８０と、光伝送路８５と、光電変換回路９１およびＦＭ復調回路９２を備えた光信号受信機９０と、セットトップボックス９３と、テレビ受像機９４とを備えている。図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃは、それぞれ図１におけるＡ、Ｂ、Ｃの信号スペクトルを表す。以後の各図におけるＡ、Ｂ、Ｃ、についても同様である。【０００５】  図１に示された光信号送信機８０内では、図２Ａに示すような周波数多重された映像信号がＦＭ一括変換回路８１により、図２Ｂに示すような１つの広帯域な周波数変調信号に変換される。周波数変調信号は、光源８２で強度変調され、さらに、光増幅回路８３で光増幅されて光伝送路８５に送信される。光信号受信機９０内において、強度変調された周波数変調信号は、光電変換回路９１で光電変換され、電気信号に戻される。この電気信号は広帯域な周波数変調信号であり、ＦＭ復調回路９２で周波数復調されて、図２Ｃに示すような、周波数多重された映像信号が復調される。復調された映像信号は、セットトップボックス９３を介して、受像機９４により、適当な映像チャンネルが選択される。【０００６】  このＦＭ一括変換方式に適用できるＦＭ一括変換回路を実現するには、光ヘテロダイン検波を用いる方法と、電圧制御発振器（ＶＣＯ：Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｏｓｃｉｌａｔｏｒ）を用いる方法が提案されている（例えば、特許文献１、非特許文献２、非特許文献３参照。）。これらの提案では、従来のＡＭ映像信号と６４ＱＡＭ映像信号を周波数多重し直接光伝送するＳＣＭ（Ｓｕｂ−Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）方式に比べて、最小受光電力を小さくできるという利点がある。【０００７】  光信号受信機９０に適用できるＦＭ復調回路の構成を図３に示す。図３に示すＦＭ復調回路９２は、遅延線検波によるＦＭ復調回路であって、リミッター増幅器７６と、遅延線７７と、ＡＮＤゲート７８と、ローパスフィルタ７９とを備える。【０００８】  ＦＭ復調回路９２内では、入力された周波数変調光信号は、リミッター増幅器７６で方形波に整形される。リミッター増幅器７６の出力は２分岐され、一方はＡＮＤゲート７８の入力端子に入力され、他方は極性が反転された後、遅延線７７により時間τだけ遅延されてからＡＮＤゲート７８の入力端子に入力される。このＡＮＤゲート７８の出力がローパスフィルタ７９により平滑されると周波数復調出力となる（例えば、非特許文献２参照。）。【０００９】  なお、ＦＭ復調回路の回路形式としては、ここで述べた遅延線検波によるＦＭ復調回路のほかにも、共振回路を用いた２同調型周波数弁別器、フォスターシーリー型周波数弁別器、比率検波型ＦＭ復調器がある。【００１０】  ＦＭ一括変換方式を用いた光信号送信機および光信号伝送システムにおいては、低歪みが要求される。例えば、非特許文献２に記載されたＦＭ一括変換方式を用いた光信号送信機および光信号伝送システムにおいては、ＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）は４２ｄＢ以上、ＣＳＯ（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｓｅｃｏｎｄ−Ｏｒｄｅｒ  Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）とＣＴＢ（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｔｒｉｐｌｅ  Ｂｅａｔ）は−５４ｄＢ以下に設定されている。【００１１】  これまで、歪みの低減を目的とした技術として、プリディストーション回路が知られている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２には、プリディストーション回路をＦＭ一括変換回路の歪み補償に適用する構成が記載されている。この構成では、ダイオード、ＦＥＴ、またはトランジスタのような非線形性を持つ素子による歪み発生回路を用いてプリディストーション回路を構成し、ＦＭ一括変換回路の歪みを補償するものである。【００１２】  しかし、ダイオード等の非線形性を持つ素子による歪み発生回路を用いてプリディストーション回路を構成して、ＦＭ一括変換回路の歪みを補償しようとしても、入力される周波数多重されたＡＭ映像およびＱＡＭ映像信号の信号周波数が、例えば、９３ＭＨｚから７４７ＭＨｚと広帯域であるため、この広い帯域にわたってＦＭ一括変換回路の歪みを総て補償することは困難であった。【００１３】
【特許文献１】日本国特許２７００６２２号公報
【特許文献２】日本国特許３３７１３５５号公報
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ標準Ｊ．１８５「Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ  ｆｏｒ  ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ  ｍｕｌｔｉ−Ｃｈａｎｎｅｌ  ｔｅｌｅｖｉｓｏｎ  ｓｉｇｎａｌｓ  ｏｖｅｒ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｃｃｅｓｓ  ｎｅｔｗｏｒｋｓ  ｂｙ  ＦＭ  ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ」，ＩＴＵ−Ｔ
【非特許文献２】柴田宣他著「ＦＭ一括変換方式を用いた光映像分配システム」電子情報通信学会論文誌Ｂ、Ｖｏｌ．Ｊ８３−Ｂ、Ｎｏ．７、ｐｐ．９４８−９５９、２０００年７月
【非特許文献３】鈴木他著「パルス化ＦＭ一括変換変調アナログ光ＣＡＴＶ分配方式」電子情報通信学会秋季大会、Ｂ−６０３、１９９１
【発明の開示】
【００１４】  本発明は、広い周波数範囲にわたる入力電気信号をＦＭ一括変換回路により周波数変調する場合であっても、当該ＦＭ一括変換回路の歪みとほぼ等しい歪みを発生する歪み発生回路を提供することを目的とする。また、この歪み発生回路を用いて、ＦＭ一括変換回路の歪みを補償するプリディストーション回路を提供することも目的とする。さらに、このプリディストーション回路を用いて、歪みの少ない光信号送信機を提供することも目的とする。さらに、この光信号送信機を用いて、歪みの少ない映像信号等の広帯域信号の伝送を実現する光信号伝送システムを提供することを目的とする。
【００１５】  このような目的を達成するために、本発明の歪み発生回路は、ＦＭ一括変換回路の歪みとほぼ等しい歪みを発生する歪み発生回路であって、入力する電気信号を２つの電気信号に分配する分配回路と、前記分配回路からの一方の出力を周波数変調して出力するＦＭ一括変換回路と、前記ＦＭ一括変換回路の出力を周波数復調して出力するＦＭ復調回路と、前記分配回路からの他方の出力を振幅調整及びおよび遅延調整して出力する振幅遅延調整回路と、前記ＦＭ復調回路からの出力と前記振幅遅延調整回路からの出力とを合成して出力する合成回路とを備える。
【００１６】  また、本発明の歪み発生回路は、前記分配回路は入力する電気信号を位相が互いに反転した２つの電気信号に分配する差動分配回路であり、かつ前記合成回路は前記ＦＭ復調回路からの出力と前記振幅遅延調整回路からの出力とを同相合成して出力する同相合成回路、または前記分配回路は入力する電気信号を２つの電気信号に分配する同相分配回路であり、かつ前記合成回路は前記ＦＭ復調回路からの出力と前記振幅遅延調整回路からの出力とを差動合成して出力する差動合成回路とすることができる。
【００１７】  また、本発明の歪み発生回路は、前記ＦＭ一括変換回路の出力を強度変調した光信号を出力する光源と、前記光源からの光信号出力を電気信号に変換して出力する光電変換回路とをさらに備えることができる。
【００１８】  また、本発明の歪み発生回路は、前記振幅遅延調整回路が外部からの制御により振幅調整する振幅制御端子および外部からの制御により遅延調整する遅延制御端子を備えることができる。
【００１９】  本発明のプリディストーション回路は、入力する電気信号を２つの電気信号に分配する分配器と、前記分配器からの一方の出力を遅延させて出力する遅延線と、上記の歪み発生回路と、前記歪み発生回路からの出力を振幅調整及びおよび遅延調整して出力する第２の振幅遅延調整回路と、前記遅延線からの出力と前記第２の振幅遅延調整回路からの出力とを合成して出力する合成器とを備え、前記プリディストーション回路の出力の電気信号の位相が、前記プリディストーション回路の入力の電気信号の位相と同相である。
【００２０】  また、本発明のプリディストーション回路は、前記分配器としての差動分配器または同相分配器、および、前記合成器としての差動合成器または同相合成器を備えることがでる。
【００２１】  さらに、本発明の光信号送信機は、本発明の歪み発生回路または本発明のプリディストーション回路を備える。
【００２２】  また、本発明の光信号送信システムは、本発明の歪み発生回路を備える。
【００２３】  本発明の歪み発生回路は、広い周波数範囲にわたる入力電気信号をＦＭ一括変換回路によって周波数変調する場合であっても、当該ＦＭ一括変換回路とほぼ等しい歪みを発生することができる。また、本発明のプリディストーション回路は、この歪み発生回路を用いて、ＦＭ一括変換回路の歪みを補償する逆歪みを出力ことができる。さらに、本発明の光信号送信機は、このプリディストーション回路を用いて、歪みの少ない光信号を送信することができる。さらに、本発明の光信号伝送システムは、この光信号送信機を用いて、歪みの少ない映像信号等の広帯域信号の伝送を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、ＦＭ一括変換方式を用いた従来の光信号送信機および光信号伝送システムの構成を説明する図である。
【図２Ａ】図２Ａは、光信号送信機および光信号伝送システムにおける信号スペクトルを説明する図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、光信号送信機および光信号伝送システムにおける信号スペクトルを説明する図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、光信号送信機および光信号伝送システムにおける信号スペクトルを説明する図である。
【図３】図３は、光信号受信機に適用できるＦＭ復調回路の構成を説明する図である。
【図４】図４は、プリディストーション回路および光信号送信機に適用できる歪み発生回路の構成を説明する図である。
【図５】図５は、プリディストーション回路および光信号送信機に適用できる歪み発生回路の構成を説明する図である。
【図６】図６は、プリディストーション回路および光信号送信機に適用できる歪み発生回路の構成を説明する図である。
【図７】図７は、プリディストーション回路および光信号送信機に適用できる歪み発生回路の構成を説明する図である。
【図８】図８は、歪み発生回路に適用するＦＭ一括変換回路であって、光周波数変調部を用いたＦＭ一括変換回路の構成を説明する図である。
【図９】図９は、歪み発生回路に適用するＦＭ一括変換回路であって、２つの光周波数変調部をプッシュプル構成に用いたＦＭ一括変換回路の構成を説明する図である。
【図１０】図１０は、歪み発生回路に適用するＦＭ一括変換回路であって、電圧制御発振器を用いたＦＭ一括変換回路の構成を説明する図である。
【図１１】図１１は、歪み発生回路に適用するＦＭ一括変換回路であって、２つの電圧制御発振器をプッシュプル構成に用いたＦＭ一括変換回路の構成を説明する図である。
【図１２】図１２は、歪み発生回路を用いたプリディストーション回路の構成を説明する図である。
【図１３】図１３は、歪み発生回路を用いたプリディストーション回路の構成を説明する図である。
【図１４】図１４は、歪み発生回路を用いたプリディストーション回路の構成を説明する図である。
【図１５】図１５は、歪み発生回路を用いたプリディストーション回路の構成を説明する図である。
【図１６】図１６は、プリディストーション回路を用いた光信号送信機の構成を説明する図である。
【図１７】図１７は、歪み発生回路を用いた光信号送信機の構成を説明する図である。
【図１８】図１８は、歪み発生回路を用いた光信号送信機の構成を説明する図である。
【図１９】図１９は、歪み発生回路やプリディストーション回路を有する光信号送信機と光信号受信機を備える光信号伝送システムの構成を説明する図である。
【図２０】図２０は、プリディストーション回路および光信号送信機に適用できる歪み発生回路の構成を説明する図である。
【図２１】図２１は、プリディストーション回路および光信号送信機に適用できる歪み発生回路の構成を説明する図である。
【図２２】図２２は、プリディストーション回路および光信号送信機に適用できる歪み発生回路の構成を説明する図である。
【図２３】図２３は、プリディストーション回路および光信号送信機に適用できる歪み発生回路の構成を説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】  以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図中、図面を通じて同様の要素には同様の参照符号を付す。
（実施の形態１）【００２６】  本実施の形態は、歪み発生回路の実施形態である。図４および図２０に本実施の形態の歪み発生回路の構成を示す。図４に示す歪み発生回路１６は、ＦＭ一括変換回路１２と、差動分配回路２１と、同相合成回路３７と、振幅調整回路３８と、遅延調整回路３９と、ＦＭ復調回路９２とを備える。図２０に示す歪み発生回路１６は、振幅調整回路３８の出力の振幅量を調整する振幅制御端子１０１と、遅延調整回路３９の出力の遅延量を調整する遅延制御端子１０２とを更に備える。【００２７】  図４および図２０において、差動分配回路２１に入力した電気信号は位相が互いに反転した０相とπ相の２つの電気信号に分配される。分配された電気信号の一方はＦＭ一括変換回路１２に入力され、他方は振幅調整回路３８に入力される。ＦＭ一括変換回路１２は、差動分配回路２１からの一方の出力を周波数変調して、ＦＭ復調回路９２に出力する。ＦＭ復調回路９２は周波数変調された電気信号を周波数復調して同相合成回路３７に出力する。振幅調整回路３８と遅延調整回路３９は、同相合成回路３７でＦＭ復調回路９２と遅延調整回路３９とからの電気信号の振幅と遅延が一致するように、差動分配回路２１からの他方の出力を振幅調整および遅延調整して同相合成回路３７に出力する。同相合成回路３７はＦＭ復調回路９２からの出力と遅延調整回路３９からの出力とを同相合成して出力する。【００２８】  同相合成回路３７では、差動分配回路２１で逆相にした後、同一振幅と同一遅延量で合成するので、２つの入力電気信号は互いに相殺される。しかし、ＦＭ一括変換回路１２およびＦＭ復調回路９２の両方またはいずれかに歪みがあれば、同相合成回路３７はその歪みを出力することになる。【００２９】  位相が互いに反転した２つの電気信号に分配する差動分配回路２１の出力の位相を０相とπ相としたときに、ＦＭ一括変換回路１２への出力を０相、振幅調整回路３８への出力をπ相とすると、歪み発生回路１６の出力はＦＭ一括変換回路１２とＦＭ復調回路９２とが発生する歪みと同相の歪みを出力する。ＦＭ一括変換回路１２への出力をπ相、振幅調整回路３８への出力を０相とすると、歪み発生回路１６の出力はＦＭ一括変換回路１２とＦＭ復調回路９２とが発生する歪みと逆相の歪みを出力する。【００３０】  図２０に示す歪み発生回路１６では、振幅調整回路３８は出力の振幅量を調整する振幅制御端子１０１を備え、遅延調整回路３９は出力の遅延量を調整する遅延制御端子１０２を備え、外部入力により振幅量と遅延量を調整することができる。【００３１】  ここで、図４および図２０において、使用するＦＭ一括変換回路１２およびＦＭ復調回路９２は、歪み発生回路１６を適用する光信号送信機、光信号受信機のＦＭ一括変換回路、ＦＭ復調回路と同じか近い歪み特性であることが好ましい。【００３２】  振幅調整回路３８と遅延調整回路３９はいずれも線形回路であるため、順番を逆にしてもよい。また、振幅調整回路３８と遅延調整回路３９は、同相合成回路３７に対する入力の振幅と遅延を調整するため、これらをＦＭ一括変換回路１２の側に配置してもよい。【００３３】  従って、本実施の形態の歪み発生回路１６では、歪み発生回路１６を適用する光信号送信機、光信号受信機のＦＭ一括変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪みと同等の歪みを出力することができる。
（実施の形態２）【００３４】  本実施の形態は、歪み発生回路の他の実施形態である。図５および図２１に本実施の形態の歪み発生回路の構成を示す。図５に示す歪み発生回路１６は、ＦＭ一括変換回路１２と、振幅調整回路３８と、遅延調整回路３９と、同相分配回路４８と、差動合成回路４９と、ＦＭ復調回路９２とを備える。図２１に示す歪み発生回路１６は、振幅調整回路３８の出力の振幅量を調整する振幅制御端子１０１と、遅延調整回路３９の出力の遅延量を調整する遅延制御端子１０２とをさらに備える。【００３５】  図５および図２１において、同相分配回路４８に入力した電気信号は同じ位相の２つの電気信号に分配される。分配された電気信号の一方はＦＭ一括変換回路１２に入力され、他方は振幅調整回路３８に入力される。ＦＭ一括変換回路１２は、同相分配回路４８からの一方の出力を周波数変調して、ＦＭ復調回路９２に出力する。ＦＭ復調回路９２は周波数変調された電気信号を周波数復調して差動合成回路４９に出力する。振幅調整回路３８と遅延調整回路３９は、差動合成回路４９でＦＭ復調回路９２と遅延調整回路３９とからの電気信号の振幅と遅延が一致するように、同相分配回路４８からの他方の出力を振幅調整および遅延調整して差動合成回路４９に出力する。差動合成回路４９はＦＭ復調回路９２からの出力と遅延調整回路３９からの出力とを差動合成して出力する。【００３６】  差動合成回路４９では、同相分配回路４８で分配した後、同一振幅と同一遅延量で、かつ逆相で合成するので、２つの入力電気信号は互いに相殺される。しかし、ＦＭ一括変換回路１２およびＦＭ復調回路９２の両方またはいずれかに歪みがあれば、差動合成回路４９はその歪みを出力することになる。【００３７】  ＦＭ復調回路９２からの出力と遅延調整回路３９からの出力とを差動合成して出力する差動合成回路４９の入力の位相を０相とπ相としたときに、ＦＭ復調回路９２からの出力を０相、遅延調整回路３９からの出力をπ相として差動合成すると、歪み発生回路１６の出力はＦＭ一括変換回路１２とＦＭ復調回路９２とが発生する歪みと同相の歪みを出力する。ＦＭ復調回路９２からの出力をπ相、遅延調整回路３９からの出力を０相として差動合成すると、歪み発生回路１６の出力はＦＭ一括変換回路１２とＦＭ復調回路９２とが発生する歪みと逆相の歪みを出力する。【００３８】  図２１に示す歪み発生回路１６では、振幅調整回路３８は出力の振幅量を調整する振幅制御端子１０１を備え、遅延調整回路３９は出力の遅延量を調整する遅延制御端子１０２を備え、外部入力により振幅量と遅延量を調整することができる。【００３９】  ここで、図５および図２１において、使用するＦＭ一括変換回路１２およびＦＭ復調回路９２は、歪み発生回路１６を適用する光信号送信機、光信号受信機のＦＭ一括変換回路、ＦＭ復調回路と同じか近い歪み特性であることが好ましい。【００４０】  振幅調整回路３８と遅延調整回路３９はいずれも線形回路であるため、順番を逆にしてもよい。また、振幅調整回路３８と遅延調整回路３９は、差動合成回路４９に対する入力の振幅と遅延を調整するため、これらをＦＭ一括変換回路１２の側に配置してもよい。【００４１】  従って、本実��の形態の歪み発生回路１６では、歪み発生回路１６を適用する光信号送信機、光信号受信機のＦＭ一括変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪みと同等の歪みを出力することができる。
（実施の形態３）【００４２】  本実施の形態は、歪み発生回路の他の実施形態である。図６および図２２に本実施の形態の歪み発生回路の構成を示す。図６に示す歪み発生回路１６は、ＦＭ一括変換回路１２と、差動分配回路２１と、同相合成回路３７と、振幅調整回路３８と、遅延調整回路３９と、光源８２と、光電変換回路９１と、ＦＭ復調回路９２とを備える。図２２に示す歪み発生回路１６は、振幅調整回路３８の出力の振幅量を調整する振幅制御端子１０１と遅延調整回路３９の出力の遅延量を調整する遅延制御端子１０２とを更に備える。【００４３】  実施の形態１との違いは、光源８２および光電変換回路９１が追加され、周波数変調と周波数復調の間に光信号への変換と逆変換が行われることである。即ち、図６、図２２において、差動分配回路２１に入力した電気信号は位相が互いに反転した０相とπ相の２つの電気信号に分配される。分配された電気信号の一方はＦＭ一括変換回路１２に入力され、他方は振幅調整回路３８に入力される。ＦＭ一括変換回路１２は、差動分配回路２１からの一方の出力を周波数変調して、光源８２に出力する。光源８２は周波数変調された電気信号を光信号に変換して光電変換回路９１に出力する。光電変換回路９１は、光信号を電気信号に変換してＦＭ復調回路９２に出力する。ＦＭ復調回路９２は周波数変調された電気信号を周波数復調して同相合成回路３７に出力する。振幅調整回路３８と遅延調整回路３９は、同相合成回路３７でＦＭ復調回路９２と遅延調整回路３９とからの電気信号の振幅と遅延が一致するように、差動分配回路２１からの他方の出力を振幅調整および遅延調整して同相合成回路３７に出力する。同相合成回路３７はＦＭ復調回路９２からの出力と遅延調整回路３９からの出力とを同相合成して出力する。【００４４】  同相合成回路３７では、差動分配回路２１で逆相にした後、同一振幅と同一遅延量で合成するので、２つの入力電気信号は互いに相殺される。しかし、ＦＭ一括変換回路１２、光源８２、光電変換回路９１、およびＦＭ復調回路９２の総てまたはいずれかに歪みがあれば、同相合成回路３７はその歪みを出力することになる。【００４５】  位相が互いに反転した２つの電気信号に分配する差動分配回路２１の出力の位相を０相とπ相としたときに、ＦＭ一括変換回路１２への出力を０相、振幅調整回路３８への出力をπ相とすると、歪み発生回路１６の出力はＦＭ一括変換回路１２と光源８２と光電変換回路９１とＦＭ復調回路９２とが発生する歪みと同相の歪みを出力する。ＦＭ一括変換回路１２への出力をπ相、振幅調整回路３８への出力を０相とすると、歪み発生回路１６の出力はＦＭ一括変換回路１２と光源８２と光電変換回路９１とＦＭ復調回路９２とが発生する歪みと逆相の歪みを出力する。【００４６】  図２２に示す歪み発生回路１６では、振幅調整回路３８は出力の振幅量を調整する振幅制御端子１０１を備え、遅延調整回路３９は出力の遅延量を調整する遅延制御端子１０２を備え、外部入力により振幅量と遅延量を調整することができる。【００４７】  ここで、図６および図２２において、使用するＦＭ一括変換回路１２、光源８２、光電変換回路９１、およびＦＭ復調回路９２は、歪み発生回路１６を���用する光信号送信機、光信号受信機のＦＭ一括変換回路、送信回路としての光源、光電変換回路、およびＦＭ復調回路と同じか近い歪み特性であることが好ましい。【００４８】  振幅調整回路３８と遅延調整回路３９はいずれも線形回路であるため、順番を逆にしてもよい。また、振幅調整回路３８と遅延調整回路３９は、同相合成回路３７に対する入力の振幅と遅延を調整するため、これらをＦＭ一括変換回路１２の側に配置してもよい。【００４９】  従って、本実施の形態の歪み発生回路１６では、歪み発生回路１６を適用する光信号送信機、光信号受信機のＦＭ一括変換回路と光源と光電変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪みと同等の歪みを出力することができる。
（実施の形態４）【００５０】  本実施の形態は、歪み発生回路の他の実施形態である。図７および図２３に本実施の形態の歪み発生回路の構成を示す。図７に示す歪み発生回路１６は、ＦＭ一括変換回路１２と、振幅調整回路３８と、遅延調整回路３９と、同相分配回路４８と、差動合成回路４９と、光源８２と、光電変換回路９１と、ＦＭ復調回路９２とを備える。図２３に示す歪み発生回路１６は、振幅調整回路３８の出力の振幅量を調整する振幅制御端子１０１と、遅延調整回路３９の出力の遅延量を調整する遅延制御端子１０２とを更に備える。【００５１】  実施の形態２との違いは、光源８２および光電変換回路９１が追加され、周波数変調と周波数復調の間に光信号への変換と逆変換が行われることである。即ち、図７および図２３において、同相分配回路４８に入力した電気信号は位相の同じ２つの電気信号に分配される。【００５２】  分配された電気信号の一方はＦＭ一括変換回路１２に入力され、他方は振幅調整回路３８に入力される。ＦＭ一括変換回路１２は、同相分配回路４８からの一方の出力を周波数変調して、光源８２に出力する。光源８２は周波数変調された電気信号を光信号に変換して光電変換回路９１に出力する。光電変換回路９１は、光信号を電気信号に変換してＦＭ復調回路９２に出力する。ＦＭ復調回路９２は周波数変調された電気信号を周波数復調して差動合成回路４９に出力する。振幅調整回路３８と遅延調整回路３９は、差動合成回路４９でＦＭ復調回路９２と遅延調整回路３９とからの電気信号の振幅と遅延が一致するように、同相分配回路４８からの他方の出力を振幅調整および遅延調整して差動合成回路４９に出力する。差動合成回路４９はＦＭ復調回路９２からの出力と遅延調整回路３９からの出力とを差動合成して出力する。【００５３】  差動合成回路４９では、同相分配回路４８で分配した後、同一振幅と同一遅延量で、かつ逆相で合成するので、２つの入力電気信号は互いに相殺される。しかし、ＦＭ一括変換回路１２、光源８２、光電変換回路９１、およびＦＭ復調回路９２の総てまたはいずれかに歪みがあれば、差動合成回路４９はその歪みを出力することになる。【００５４】  ＦＭ復調回路９２からの出力と遅延調整回路３９からの出力とを差動合成して出力する差動合成回路４９の入力の位相を０相とπ相としたときに、ＦＭ復調回路９２からの出力を０相、遅延調整回路３９からの出力をπ相として差動合成すると、歪み発生回路１６の出力はＦＭ一括変換回路１２と光源８２と光電変換回路９１とＦＭ復調回路９２とが発生する歪みと同相の歪みを出力する。ＦＭ復調回路９２からの出力をπ相、遅延調整回路３９からの出力を０相として差動合成すると、歪み発生回路１６の出力はＦＭ一括変換回路１２と光源８２と光電変換回路９１とＦＭ復調回路９２とが発生する歪みと逆相の歪みを出力する。【００５５】  図２３に示す歪み発生回路１６では、振幅調整回路３８は出力の振幅量を調整する振幅制御端子１０１を備え、遅延調整回路３９は出力の遅延量を調整する遅延制御端子１０２を備え、外部入力により振幅量と遅延量を調整することができる。【００５６】  ここで、図７および図２３において、使用するＦＭ一括変換回路１２、光源８���、光電変換回路９１およびＦＭ復調回路９２は、歪み発生回路１６を適用する光信号送信機、光信号受信機のＦＭ一括変換回路、送信回路としての光源、光電変換回路およびＦＭ復調回路と同じか近い歪み特性であることが好ましい。【００５７】  振幅調整回路３８と遅延調整回路３９はいずれも線形回路であるため、順番を逆にしてもよい。また、振幅調整回路３８と遅延調整回路３９は、差動合成回路４９に対する入力の振幅と遅延を調整するため、これらをＦＭ一括変換回路１２の側に配置してもよい。【００５８】  従って、本実施の形態の歪み発生回路１６では、歪み発生回路１６を適用する光信号送信機、光信号受信機のＦＭ一括変換回路と送信回路としての光源と光電変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪みと同等の歪みを出力することができる。
（実施の形態５）【００５９】  本実施の形態は、実施の形態１から４の歪み発生回路に用いることができるＦＭ一括変換回路、即ち図４から図７、または図２０から図２３における歪み発生回路１６に用いることができるＦＭ一括変換回路１２の実施の形態である。【００６０】  図８に、光周波数変調部と光周波数局部発振部を用いたＦＭ一括変換回路を示す。図８に示すＦＭ一括変換回路１２は、光周波数変調部２２と、光合波器２３と、光検波器２４と、光周波数局部発振部３２とを備える。ＦＭ一括変換回路１２では、光周波数変調部２２において光周波数ｆｏのキャリア光源を用いて周波数ｆｓで周波数変調すると、光周波数変調部２２の出力における光信号の光周波数Ｆｆｍｌｄは、周波数偏移をδｆとすると、
Ｆｆｍｌｄ＝ｆｏ＋δｆ・ｓｉｎ（２π・ｆｓ・ｔ）  （１）
となる。光周波数変調部２２のキャリア光源としてはＤＦＢ−ＬＤ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｆｅｅｄ−Ｂａｃｋ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ、分布帰還型半導体レーザ）を使用することができる。【００６１】  光周波数局部発振部３２において、光周波数ｆｌの発振光源を用いて発振させ、光周波数変調部２２からの光信号と光合波器２３で合波する。光周波数局部発振部３２の発振光源としてはＤＦＢ−ＬＤを使用することができる。光合波器２３で合波された２つの光信号が光ヘテロダイン検波器２４であるフォトダイオードで検波される。検波された電気信号の周波数ｆは、
ｆ＝ｆｏ−ｆｌ＋δｆ・ｓｉｎ（２π・ｆｓ・ｔ）  （２）
となる。ここで、光周波数変調部２２のキャリア光源と光周波数局部発振部３２の発振光源の光周波数を近接させれば、図２Ｂに示すような、中間周波数ｆｉ＝ｆｏ−ｆｌが、数ＧＨｚで周波数偏移δｆの周波数変調された電気信号を得ることができる。【００６２】  一般にＤＦＢ−ＬＤは注入電流で変調することにより、その光周波数が注入電流に伴って数ＧＨｚの幅で変動するので、周波数偏移δｆとしては、数ＧＨｚの値を得ることができる。例えば、約９０ＭＨｚから約７５０ＭＨｚの周波数幅に周波数多重された多チャンネルのＡＭ映像信号またはＱＡＭ映像信号をＦＭ一括変換回路により、図２Ｂに示すような中間周波数ｆｉ＝ｆｏ−ｆｌを約３ＧＨｚとする、帯域約６ＧＨｚの周波数変調信号に変換できる。【００６３】  従って、光周波数変調部と光周波数局部発振部を用いたＦＭ一括変換回路により、ＦＭ一括変換回路等で発生する歪みと同等の歪みを発生することのできる歪み発生回路を構成することができる。
（実施の形態６）【００６４】  本実施の形態は、実施の形態１から４の歪み発生回路に用いることができるＦＭ一括変換回路、即ち図４から図７、または図２０から図２３における歪み発生回路１６に用いることができるＦＭ一括変換回路１２の実施の形態である。【００６５】  図９に２つの光周波数変調部をプッシュプル構成に用いたＦＭ一括変換回路を示す。図９に示すＦＭ一括変換回路１２は、差動分配部２５と、光周波数変調部２２−１と、光周波数変調部２２−２と、光合波器２３と、光検波器２４とを備える。【００６６】  ＦＭ一括変換回路１２では、図２Ａに示すような周波数多重された映像信号が差動分配部２５で、位相が互いに反転した０相とπ相の２つの電気信号として分配される。差動分配部２５からの２つの電気信号のうちの０相の電気信号を変調入力とし、光周波数変調部２２−１において光周波数ｆｏ１のキャリア光源を用いて周波数変調すると、周波数偏移をδｆ／２のとき、光周波数変調部２２−１の出力における光信号の光周波数Ｆｆｍｌｄ１は、
Ｆｆｍｌｄ１＝ｆｏ１＋（δｆ／２）・ｓｉｎ（２π・ｆｓ・ｔ）  （３）
が得られる。但し、変調信号を周波数ｆｓの信号としている。差動分配器からの２つの電気信号のうちのπ相の電気信号を変調入力とし、光周波数変調部２２−２において周波数ｆｏ２のキャリア光源を用いて周波数変調すると、周波数偏移がδｆ／２のとき、光周波数変調部２２−２の出力における光信号の光周波数をＦｆｍｌｄ２は、
Ｆｆｍｌｄ２＝ｆｏ２−（δｆ／２）・ｓｉｎ（２π・ｆｓ・ｔ）  （４）
が得られる。光周波数変調部２２−１、２２−２のキャリア光源としてはＤＦＢ−ＬＤ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｆｅｅｄ−Ｂａｃｋ  Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ、分布帰還型半導体レーザ）を使用することができる。【００６７】  光周波数変調部２２−１、２２−２からの出力は光合波器２３で合波され、光合波器２３で合波された２つの光信号が光検波器２３でヘテロダイン検波される。光検波器としては、ヘテロダイン検波器として機能するフォトダイオードを使用することができる。光検波器２４でヘテロダイン検波された電気信号の周波数ｆは、前記（３）式と前記（４）式で表される値の差の周波数の電気信号が得られる。即ち、
ｆ＝ｆｏ１−ｆｏ２＋δｆ・ｓｉｎ（２π・ｆｓ・ｔ）  （５）
となる。ここで、光周波数変調部２２−１のキャリア光源の光周波数と光周波数変調部２２−２のキャリア光源の光周波数とを近接させれば、図２Ｂに示すような、中間周波数ｆｉ＝ｆｏ−ｆｌが数ＧＨｚで、周波数偏移δｆの周波数変調された電気信号を得ることができる。【００６８】  一般にＤＦＢ−ＬＤは注入電流で変調することにより、その光周波数が注入電流に伴って数ＧＨｚの幅で変動するので、周波数偏移δｆとしては、数ＧＨｚの値を得ることができる。例えば、約９０ＭＨｚから約７５０ＭＨｚの周波数幅に周波数多重された多チャンネルのＡＭ映像信号またはＱＡＭ映像信号をＦＭ一括変換回路により、中間周波数ｆｉ＝ｆｏ−ｆｌを約３ＧＨｚとする図２Ｂに示すような、帯域約６ＧＨｚの周波数変調信号に変換できる。【００６９】  従って、２つの光周波数変調部をプッシュプル構成に用いたＦＭ一括変換回路により、ＦＭ一括変換回路等で発生する歪みと同等の歪みを発生することのできる歪み発生回路を構成することができる。
（実施の形態７）【００７０】  本実施の形態は、実施の形態１から４の歪み発生回路に用いることができるＦＭ一括変換回路、即ち図４から図７、または図２０から図２３における歪み発生回路１６に用いることができるＦＭ一括変換回路１２の実施の形態である。【００７１】  図１０に、電圧制御発振器を用いたＦＭ一括変換回路を示す。図１０に示すＦＭ一括変換回路１２は、電圧制御発振器２６を備える。【００７２】  ＦＭ一括変換回路１２では、図２Ａに示すような周波数多重された映像信号を電圧制御発振器２６において周波数ｆｏを中心周波数として周波数変調すると、出力の電気信号の周波数ｆｖは、周波数偏移がδｄのとき、
ｆｖ＝ｆｏ＋δｆ・ｓｉｎ（２π・ｆｓ・ｔ）  （６）
となり、中間周波数ｆｉ＝ｆｏ、周波数偏移δｆの周波数変調信号が得られる。但し、（６）式では、変調信号を周波数ｆｓの信号としている。【００７３】  例えば、約９０ＭＨｚから約７５０ＭＨｚの周波数幅に周波数多重された多チャンネルのＡＭ映像信号またはＱＡＭ映像信号をＦＭ一括変換回路により、中間周波数ｆｉ＝ｆｏを約３ＧＨｚとする、図２Ｂに示すような帯域約６ＧＨｚの周波数変調信号に変換できる。【００７４】  従って、電圧制御発振器を用いたＦＭ一括変換回路により、ＦＭ一括変換回路等で発生する歪みと同等の歪みを発生することのできる歪み発生回路を構成することができる。
（実施の形態８）【００７５】  本実施の形態は、実施の形態１から４の歪み発生回路に用いることができるＦＭ一括変換回路、即ち図４から図７、または図２０から図２３における歪み発生回路１６に用いることができるＦＭ一括変換回路１２の実施の形態である。【００７６】  図１１に、２つの電圧制御発振器をプッシュプル構成に用いたＦＭ一括変換回路の構成を示す。図１１に示すＦＭ一括変換回路１２は、差動分配部２５と、電圧制御発振器２８−１と、電圧制御発振器２８−２と、ミキサー２９と、ローパスフィルタ３０とを備える。【００７７】  ＦＭ一括変換回路１２では、図２Ａに示すような周波数多重された映像信号が差動分配部２５で、位相が互いに反転した２つの電気信号に分配される。差動分配部２５からの位相が互いに反転した２つの電気信号のうちの０相の電気信号を、電圧制御発振器２８−１において周波数ｆｏを中心周波数とする周波数変調すると、出力の電気信号の周波数ｆｖ１は、周波数偏移がδｆ／２のとき、
ｆｖ１＝ｆｏ１＋（δｆ／２）・ｓｉｎ（２π・ｆｓ・ｔ）  （７）
となり、中間周波数ｆｉ＝ｆｏ１、周波数偏移δｆ／２の周波数変調信号が得られる。但し、変調信号を周波数ｆｓの信号としている。差動分配部２５からの位相が互いに反転した２つの電気信号のうちのπ相の電気信号を変調入力とし、電圧制御発振器２８−２において周波数ｆｏ１を中心周波数として周波数変調すると、出力の電気信号の周波数ｆｖ２は、周波数偏移がδｆ／２のとき、
ｆｖ２＝ｆｏ２−（δｆ／２）・ｓｉｎ（２π・ｆｓ・ｔ）  （８）
となり、中間周波数ｆｉ＝ｆｏ２、周波数偏移δｆ／２の周波数変調信号が得られる。【００７８】  電圧制御発振器２８−１、２８−２からの出力をミキサー２９でミキシングし、ミキサー２９でミキシングされた２つの電気信号がローパスフィルタ３０で平滑化される。中間周波数ｆｏ１と中間周波数ｆｏ２の差に等しい周波数の電気信号を通過させるローパスフィルタ３０で平滑化された電気信号の周波数ｆは、前記（７）式と前記（８）式で表される値の差の周波数の電気信号が得られる。即ち、
ｆ＝ｆｏ１−ｆｏ２＋δｆ・ｓｉｎ（２π・ｆｓ・ｔ）  （９）
となる。ここで、図２Ｂに示すような、中間周波数ｆｉ＝ｆｏ１−ｆｏ２が数ＧＨｚで、周波数偏移δｆの周波数変調された電気信号を得ることができる。【００７９】  例えば、約９０ＭＨｚから約７５０ＭＨｚの周波数幅に周波数多重された多チャンネルのＡＭ映像信号またはＱＡＭ映像信号をＦＭ一括変換回路により、中間周波数ｆｉ＝ｆｏ−ｆｌを約３ＧＨｚとする図２Ｂに示すような、帯域約６ＧＨｚの周波数変調信号に変換できる。【００８０】  従って、２つの電圧制御発振器をプッシュプル構成に用いたＦＭ一括変換回路により、ＦＭ一括変換回路等で発生する歪みと同等の歪みを発生することのできる歪み発生回路を構成することができる。
（実施の形態９）【００８１】  本実施の形態は、実施の形態１から８で説明したいずれかの歪み発生回路を用いたプリディストーション回路である。図１２に、本実施の形態のプリディストーション回路の構成を示す。【００８２】  図１２に示すプリディストーション回路４１は、歪み発生回路１６と、差動分配器１８と、差動合成器４０と、遅延線４３と、振幅調整回路４５と、遅延調整回路４６を備える。【００８３】  図１２において、差動分配器１８は入力する電気信号を位相が互いに反転した２つの電気信号に分配して、遅延線４３と歪み発生回路１６に出力する。本実施の形態の歪み発生回路１６は実施の形態１から８で説明した歪み発生回路のうち、歪み発生回路１６のＦＭ一括変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪み、またはＦＭ一括変換回路と光源と光電変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪みと逆相の歪みを出力する歪み発生回路である。遅延線４３は差動分配器１８からの一方の出力を遅延させて差動合成器４０に出力する。歪み発生回路１６は差動分配器１８からの他方の出力から歪みを振幅調整回路４５に出力する。振幅調整回路４５と遅延調整回路４６では、プリディストーション回路を接続するＦＭ一括変換回路等で発生する歪みが最小になるように、歪み発生回路１６からの出力を振幅調整および遅延調整して差動合成器４０に出力する。差動合成器４０はプリディストーション回路４１を接続する回路の歪みを打ち消す位相で、遅延線４３からの出力と該遅延調整回路４６からの出力とを差動合成して出力する。【００８４】  位相が互いに反転した２つの電気信号に分配する差動分配器１８の出力の位相を０相とπ相としたときに、遅延線４３への出力を０相、歪み発生回路１６への出力をπ相とし、遅延線４３からの出力と遅延調整回路４６からの出力とを差動合成して出力する差動合成器４０の入力の位相を０相とπ相としたときに、遅延線４３からの出力を０相、遅延調整回路４６からの出力をπ相とすると、プリディストーション回路４１の出力の電気信号の位相が、プリディストーション回路４１の入力の電気信号の位相と同相となり、プリディストーション回路４１の出力における歪みは、歪み発生回路１６のＦＭ一括変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪み、またはＦＭ一括変換回路と光源と光電変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪みと逆相の歪みとなる。【００８５】  また、位相が互いに反転した２つの電気信号に分配する差動分配器１８の出力の位相を０相とπ相としたときに、遅延線４３への出力をπ相、歪み発生回路１６への出力を０相とし、遅延線４３からの出力と遅延調整回路４６からの出力とを差動合成して出力する差動合成器４０の入力の位相を０相とπ相としたときに、遅延線４３からの出力をπ相、遅延調整回路４６からの出力を０相とすると、プリディストーション回路４１の出力の電気信号の位相が、プリディストーション回路４１の入力の電気信号の位相と同相となり、プリディストーション回路４１の出力における歪みは、歪み発生回路１６のＦＭ一括変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪み、またはＦＭ一括変換回路と光源と光電変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪みと逆相の歪みとなる。【００８６】  このように動作すると、��リディストーション回路４１では、入力する映像信号等の広帯域信号に、プリディストーション回路４１を接続するＦＭ一括変換回路等で発生する当該広帯域信号の歪みを打ち消すような逆相の歪みを予め付加して出力することができる。【００８７】  振幅調整回路４５と遅延調整回路４６はいずれも線形回路であるため、順番を逆にしてもよい。また、振幅調整回路４５と遅延調整回路４６は、差動合成器４０に対する入力の振幅と遅延を調整するため、これらを遅延線４３の側に配置して、遅延線４３と機能を縮退させてもよい。【００８８】  従って、本実施の形態のプリディストーション回路４１では、プリディストーション回路４１の後段に接続されるＦＭ一括変換回路等で発生する歪みと逆相の歪みを付加した広帯域信号を出力することができる。
（実施の形態１０）【００８９】  本実施の形態は、実施の形態１から８で説明したいずれかの歪み発生回路を用いたプリディストーション回路である。図１３に、本実施の形態のプリディストーション回路の構成を示す。図１３に示すプリディストーション回路４１は、歪み発生回路１６と、差動分配器１８と、遅延線４３と、振幅調整回路４５と、遅延調整回路４６と、同相合成器５０とを備える。【００９０】  図１３において、差動分配器１８は入力する電気信号を位相が互いに反転した２つの電気信号に分配して、遅延線４３と歪み発生回路１６に出力する。本実施の形態の歪み発生回路１６は実施の形態１から８で説明した歪み発生回路のうち、歪み発生回路１６のＦＭ一括変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪み、またはＦＭ一括変換回路と光源と光電変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪みと同相の歪みを出力する歪み発生回路である。遅延線４３は差動分配器１８からの一方の出力を遅延させて同相合成器５０に出力する。歪み発生回路１６は差動分配器１８からの他方の出力から歪みを振幅調整回路４５に出力する。振幅調整回路４５と遅延調整回路４６では、プリディストーション回路を接続するＦＭ一括変換回路等で発生する歪みが最小になるように、歪み発生回路１６からの出力を振幅調整および遅延調整して同相合成器５０に出力する。同相合成器５０はプリディストーション回路４１を接続する回路の歪みを打ち消す位相で、遅延線４３からの出力と該遅延調整回路４６からの出力とを同相合成して出力する。【００９１】  位相が互いに反転した２つの電気信号に分配する差動分配器１８の出力の位相を０相とπ相としたときに、遅延線４３への出力を０相、歪み発生回路１６への出力をπ相とすると、プリディストーション回路４１の出力の電気信号の位相が、プリディストーション回路４１の入力の電気信号の位相と同相となり、プリディストーション回路４１の出力における歪みは、歪み発生回路１６のＦＭ一括変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪み、またはＦＭ一括変換回路と光源と光電変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪みと逆相の歪みとなる。【００９２】  また、位相が互いに反転した２つの電気信号に分配する差動分配器１８の出力の位相を０相とπ相としたときに、遅延線４３への出力をπ相、歪み発生回路１６への出力を０相とし、遅延線４３からの出力と遅延調整回路４６からの出力とを同相合成して出力する同相合成器５０の入力の位相を両方ともπ相、即ち反転型の同相合成器とすると、プリディストーション回路４１の出力の電気信号の位相が、プリディストーション回路４１の入力の電気信号の位相と同相となり、プリディストーション回路４１の出力における歪みは、歪み発生回路１６のＦＭ一括変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪み、またはＦＭ一括変換回路と光源と光電変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪みと逆相の歪みとなる。【００９３】  このように動作すると、プリディストーション回路４１では、入力する映像信号等の広帯域信号に、プリディストーション回路４１を接続するＦＭ一括変換回路等で発生する当該広帯域信号の歪みを打ち消すような逆相の歪みを予め付加して出力することができる。【００９４】  振幅調整回路４５��遅延調整回路４６はいずれも線形回路であるため、順番を逆にしてもよい。また、振幅調整回路４５と遅延調整回路４６は、差動合成器４０に対する入力の振幅と遅延を調整するため、これらを遅延線４３の側に配置して、遅延線４３と機能を縮退させてもよい。【００９５】  従って、本実施の形態のプリディストーション回路４１では、プリディストーション回路４１の後段に接続されるＦＭ一括変換回路等で発生する歪みと逆相の歪みを付加した広帯域信号を出力することができる。
（実施の形態１１）【００９６】  本実施の形態は、実施の形態１から８で説明したいずれかの歪み発生回路を用いたプリディストーション回路である。図１４に、本実施の形態のプリディストーション回路の構成を示す。図１４に示すプリディストーション回路４１は、歪み発生回路１６と、同相分配器１９と、差動合成器４０と、遅延線４３と、振幅調整回路４５と、遅延調整回路４６とを備える。【００９７】  図１４において、同相分配器１９は入力する電気信号を２つの電気信号に分配して、遅延線４３と歪み発生回路１６に出力する。本実施の形態の歪み発生回路１６は実施の形態１から８で説明した歪み発生回路のうち、歪み発生回路１６のＦＭ一括変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪み、またはＦＭ一括変換回路と光源と光電変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪みと同相の歪みを出力する歪み発生回路である。遅延線４３は差動分配器１８からの一方の出力を遅延させて差動合成器４０に出力する。歪み発生回路１６は同相分配器１９からの他方の出力から歪みを振幅調整回路４５に出力する。振幅調整回路４５と遅延調整回路４６では、プリディストーション回路を接続するＦＭ一括変換回路等で発生する歪みが最小になるように、歪み発生回路１６からの出力を振幅調整および遅延調整して差動合成器４０に出力する。差動合成器４０はプリディストーション回路４１を接続する回路の歪みを打ち消す位相で、遅延線４３からの出力と該遅延調整回路４６からの出力とを差動合成して出力する。【００９８】  遅延線４３からの出力と遅延調整回路４６からの出力とを差動合成して出力する差動合成器４０の入力の位相を０相とπ相としたときに、遅延線４３からの出力を０相、遅延調整回路４６からの出力をπ相とすると、プリディストーション回路４１の出力の電気信号の位相が、プリディストーション回路４１の入力の電気信号の位相と同相となり、プリディストーション回路４１の出力における歪みは、歪み発生回路１６のＦＭ一括変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪み、またはＦＭ一括変換回路と光源と光電変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪みと逆相の歪みとなる。【００９９】  また、２つの電気信号に分配する同相分配器１９の出力の位相を両方ともπ相、即ち反転型の同相分配器とし、遅延線４３からの出力と遅延調整回路４６からの出力とを差動合成して出力する差動合成器４０の入力の位相を０相とπ相としたときに、遅延線４３からの出力をπ相、遅延調整回路４６からの出力を０相とすると、プリディストーション回路４１の出力の電気信号の位相が、プリディストーション回路４１の入力の電気信号の位相と同相となり、プリディストーション回路４１の出力における歪みは、歪み発生回路１６のＦＭ一括変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪み、またはＦＭ一括変換回路と光源と光電変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪みと逆相の歪みとなる。【０１００】  このように動作すると、プリディストーション回路４１では、入力する映像信号等の広帯域信号に、プリディストーション回路４１を接続するＦＭ一括変換回路等で発生する当該広帯域信号の歪みを打ち消すような逆相の歪みを予め付加して出力することができる。【０１０１】  振幅調整回路４５と遅��調整回路４６はいずれも線形回路であるため、順番を逆にしてもよい。また、振幅調整回路４５と遅延調整回路４６は、差動合成器４０に対する入力の振幅と遅延を調整するため、これらを遅延線４３の側に配置して、遅延線４３と機能を縮退させてもよい。【０１０２】  従って、本実施の形態のプリディストーション回路４１では、プリディストーション回路４１の後段に接続されるＦＭ一括変換回路等で発生する歪みと逆相の歪みを付加した広帯域信号を出力することができる。
（実施の形態１２）【０１０３】  本実施の形態は、実施の形態１から８で説明したいずれかの歪み発生回路を用いたプリディストーション回路である。図１５に、本実施の形態のプリディストーション回路の構成を示す。図１５に示すプリディストーション回路４１は、歪み発生回路１６と、同相分配器１９と、遅延線４３と、振幅調整回路４５と、遅延調整回路４６と、同相合成器５０とを備える。【０１０４】  図１５において、同相分配器１９は入力する電気信号を２つの電気信号に分配して、遅延線４３と歪み発生回路１６に出力する。本実施の形態の歪み発生回路１６は実施の形態１から８で説明した歪み発生回路のうち、歪み発生回路１６のＦＭ一括変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪み、またはＦＭ一括変換回路と光源と光電変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪みと逆相の歪みを出力する歪み発生回路である。遅延線４３は同相分配器１９からの一方の出力を遅延させて同相合成器５０に出力する。歪み発生回路１６は同相分配器１９からの他方の出力から実施の形態１から８で説明した歪みを発生させ、振幅調整回路４５に出力する。振幅調整回路４５と遅延調整回路４６では、プリディストーション回路を接続するＦＭ一括変換回路等で発生する歪みが最小になるように、歪み発生回路１６からの出力を振幅調整および遅延調整して同相合成器５０に出力する。同相合成器５０はプリディストーション回路４１を接続する回路の歪みを打ち消す位相で、遅延線４３からの出力と該遅延調整回路４６からの出力とを同相合成して出力する。【０１０５】  プリディストーション回路４１の出力の電気信号の位相は、プリディストーション回路４１の入力の電気信号の位相と同相となり、プリディストーション回路４１の出力における歪みは、歪み発生回路１６のＦＭ一括変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪み、またはＦＭ一括変換回路と光源と光電変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪みと逆相の歪みとなる。【０１０６】  また、２つの電気信号に分配する同相分配器１９の出力の位相を両方ともπ相、即ち反転型の同相分配器とし、遅延線４３からの出力と遅延調整回路４６からの出力とを同相合成して出力する同相合成器５０の入力の位相を両方ともπ相、即ち反転型の同相合成器としたときに、遅延線４３からの出力をπ相、遅延調整回路４６からの出力を０相とすると、プリディストーション回路４１の出力の電気信号の位相が、プリディストーション回路４１の入力の電気信号の位相と同相となり、プリディストーション回路４１の出力における歪みは、歪み発生回路１６のＦＭ一括変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪み、またはＦＭ一括変換回路と光源と光電変換回路とＦＭ復調回路とが発生する歪みと逆相の歪みとなる。【０１０７】  このように動作すると、プリディストーション回路４１では、入力する映像信号等の広帯域信号に、プリディストーション回路４１を接続するＦＭ一括変換回路等で発生する当該広帯域信号の歪みを打ち消すような逆相の歪みを予め付加して出力することができる。【０１０８】  振幅調整回路４５と遅延調整回路４６はいずれも線形回路であるため、順番を逆にしてもよい。また、振幅調整回路４５と遅延調整回路４６は、同相合成器５０に対する入力の振幅と遅延を調整するため、これらを遅延線４３の側に配置して、遅延線４３と機能を縮退させてもよい。【０１０９】  従って、本実施の形態のプリディストーション回路４１では、プリディストーション回路４１の後段に接続されるＦＭ一括変換回路等で発生する歪みと逆相の歪みを付加した広帯域信号を出力することができる。
（実施の形態１３）【０１１０】  本実施の形態は、実施の形態９から１２で説明したプリディストーション回路を用いた光信号送信機である。より詳細には、実施の形態１から８で説明した歪み発生回路を含むプリディストーション回路を用いた光信号送信機である。図１６に、本実施の形態の光信号送信機の構成を示す。図１６に示す光信号送信機１０は、プリディストーション回路４１と、第二のＦＭ一括変換回路４２と、送信回路としての光源１４と、光増幅回路１５とを備え光伝送路８５に光信号を送信する。【０１１１】  図１６において、映像信号等の広帯域信号がプリディストーション回路４１に入力されると、プリディストーション回路は、ＦＭ一括変換回路等で発生する歪みと逆相の歪みを付加して第二のＦＭ一括変換回路４２に出力する。第二のＦＭ一括変換回路４２はプリディストーション回路４１からの出力を周波数変調して出力する。送信回路としての光源１４は、ＦＭ一括変換回路からの出力を強度変調して光信号を出力する。光源としてはＤＦＢ−ＬＤを使用することができる。光源からの送出光電力が不十分な場合は、送信回路に光増幅回路１５が付加される。送信回路からの光信号は光伝送路８５に送信される。【０１１２】  光伝送路８５の他端には光信号受信機が接続され、光信号を受信するが、光信号送信機１０に備えられたプリディストーション回路４１は、ＦＭ一括変換回路等で発生する歪みを打ち消すような逆相の歪みを予め付加するため、光信号送信機に接続される光信号受信機で、映像信号等の広帯域信号を周波数復調すると、歪みの少ない広帯域信号が得られる。
（実施の形態１４）【０１１３】  本実施の形態は、実施の形態１から８で説明した歪み発生回路を用いた光信号送信機である。図１７に、本実施の形態の光信号送信機の構成を示す。図１７に示す光信号送信機１０は、送信回路としての光源１４と、光増幅回路１５と、実施の形態１から８で説明したいずれかの歪み発生回路１６と、第二のＦＭ一括変換回路４２と、入力端子５１と、合成分配器５２と、パイロット信号発振器５３と、遅延線５４と、第一の制御回路としての制御回路５６と、第一の分配器としての分配器５７と、振幅遅延調整器の一部としての振幅調整器５８と、振幅遅延調整器の一部としての遅延調整器５９と、差動合成器６０と、第二の制御回路としての制御回路６１と、第一のバンドパスフィルタとしてのバンドパスフィルタ６２と、第一のレベル検出器としてのレベル検出器６３と、第二のレベル検出器としてのレベル検出器６４−１と、第三のレベル検出器としてのレベル検出器６４−２と、第二のバンドパスフィルタとしてのバンドパスフィルタ６５−１と、第三のバンドパスフィルタとしてのバンドパスフィルタ６５−２と、第二の分配器としての分配器６７と、出力端子６８と、第二のＦＭ復調回路９５とを備え、光伝送路８５へ光信号を送信する。【０１１４】  図１７において、パイロット信号発振器５３は周波数ｆｏのパイロット信号を出力する。周波数ｆｏは映像チャネルとして使用されていない周波数に設定する。即ち、入力信号の周波数多重されたＡＭ映像信号およびＱＡＭ映像信号の周波数範囲ではあるものの、これらの映像信号が配置されていない周波数チャネルの周波数に設定する。また、周波数ｆｏの３倍高調波である３×ｆｏもＡＭ映像信号およびＱＡＭ映像信号の周波数範囲に収まるよう、例えば、入力信号の周波数多重されたＡＭ映像信号およびＱＡＭ映像信号の周波数範囲である９３ＭＨｚから７４７ＭＨｚに収まるように設定する。【０１１５】  映像信号等の広帯域信号が入力端子５１を経て、合成分配器５２に入力する。合成分配器５２は、入力する電気信号および該パイロット信号発振器からのパイロット信号を合成し、さらに２つの電気信号に分配して、歪み発生回路１６と遅延線５４に出力する。遅延線５４は合成分配器５２からの他方の出力を遅延させ、差動合成器６０に出力する。一方、歪み発生回路１６は実施の形態１から８で説明したいずれかの歪み発生回路である。歪み発生回路１６は入力信号から歪みを発生し、分配器５７に出力する。分配器５７は歪み発生回路からの出力を２つの電気信号に分配して、振幅調整器５８とバンドパスフィルタ６２に出力する。バンドパスフィルタ６２は分配器５７の一方の出力から周波数ｆｏの電気信号を通過させ、レベル検出器６３に出力する。レベル検出器６３はバンドパスフィルタ６２の出力から信号レベルを検出して、制御回路５６に出力する。【０１１６】  制御回路５６はレベル検出器６３からの出力が最小になるように、歪み発生回路１６の有する振幅遅延調整回路を制御する。歪み発生回路１６の有する振幅遅延調整回路の制御には、図２０から図２３に示す歪み発生回路１６の振幅調整回路３８の備える振幅制御端子１０１、遅延調整回路３９の備える遅延制御端子１０２に対する外��入力として、制御回路５６から振幅量または遅延量を制御する調整量をそれぞれ入力する。この制御方法としては、当該歪み発生回路１６の有する振幅遅延調整回路の振幅量の設定点と遅延量の設定点を交互に僅かずつ変化させ、レベル検出器６３からの出力が最小となるように振幅量の設定点と遅延量の設定点を制御する。この制御を常時、または間欠的に実行すると、歪み発生回路１６の出力から、周波数ｆｏの成分が除去される。このように制御すると、歪み発生回路では、ＦＭ一括変換回路等で発生する歪みを打ち消すような最適量の逆の歪みを発生させることができる。【０１１７】  分配器５７の他方の出力を振幅調整器５８に入力する。振幅調整器５８は振幅量を調整して遅延調整器５９に出力する。遅延調整器５９は遅延量を調整して差動合成器６０に出力する。振幅調整器５８と遅延調整器５９はいずれも線形回路であるため、順番を逆にしてもよい。また、振幅調整器５８と遅延調整器５９は、差動合成器６０に対する入力の振幅と遅延を調整するため、これらを遅延線５４の側に配置して、遅延線５４と機能を縮退させてもよい。【０１１８】  差動合成器６０は、遅延線５４からの出力と遅延調整器５９からの出力とを逆相で合成して第二のＦＭ一括変換回路４２に出力する。第二のＦＭ一括変換回路４２は差動合成器６０からの出力を周波数変調して分配器６７に出力する。分配器６７は第二のＦＭ一括変換回路４２からの出力を２つの電気信号に分配して、送信回路としての光源１４と第二のＦＭ復調回路９５とに出力する。第二のＦＭ復調回路９５は分配器６７の一方の出力から周波数復調した電気信号を２つ出力する。第二のＦＭ復調回路９５からの２つの出力は、それぞれバンドパスフィルタ６５−１、６５−２に入力される。バンドパスフィルタ６５−１は周波数２×ｆｏの電気信号を通過させ、バンドパスフィルタ６５−２は周波数３×ｆｏの電気信号を通過させる。バンドパスフィルタ６５−１、６５−２からの出力はそれぞれレベル検出器６４−１、６４−２に入力され、レベル検出器６４−１、６４−２はそれぞれ周波数２×ｆｏ、周波数３×ｆｏの信号レベルを検出して、制御回路６１に出力する。【０１１９】  制御回路６１はレベル検出器６４−１、６４−２からの出力が最小になるように、振幅調整回路５８、遅延調整回路５９を制御する。この制御方法としては、当該振幅調整回路５８の振幅量の設定点と当該遅延調整回路５９の遅延量の設定点を交互に僅かずつ変化させ、レベル検出器６４−１からの出力が最小となるように振幅量の設定点と遅延量の設定点を制御した後、再度、当該振幅調整回路５８の振幅量の設定点と当該遅延調整回路５９の遅延量の設定点を交互に僅かずつ変化させ、レベル検出器６４−２からの出力が最小となるように振幅量の設定点と遅延量の設定点を制御する。この制御を常時、または間欠的に実行すると、光信号送信機１０に接続される光信号受信機でのＦＭ復調回路からの出力における周波数２×ｆｏと周波数３×ｆｏの成分が最小になる。このように制御すると、ＦＭ一括変換回路等で発生する歪みを打ち消すよう制御することができる。即ち、この制御方法によりプリディストーションによる歪み補償ができるように自動制御できる。【��１２０】  送信回路としての光源１４は、分配器６７からの出力により強度変調して光信号を出力する。光源としてはＤＦＢ−ＬＤを使用することができる。光源からの送出光電力が不十分な場合は、送信回路に光増幅回路１５が付加される。送信回路からの光信号は出力端子６８を経て光伝送路８５に送信される。【０１２１】  光伝送路８５の他端には光信号受信機が接続され、当該光信号受信機で光信号が受信される。光信号送信機１０は、ＦＭ一括変換回路等で発生する歪みを打ち消すような逆の歪みを予め付加するため、光信号送信機に接続される光信号受信機で、映像信号等の広帯域信号を周波数復調すると、歪みの少ない広帯域信号が得られる。【０１２２】  ここで、歪み発生回路１６、合成分配器５２、分配器５７、差動合成器６０、分配器６７、第二のＦＭ復調回路９５等での電気信号や歪みの位相については、制御回路５６や制御回路６１によって歪みを少なくするような帰還制御の動作をするように設定してあればよく、前述した位相に限るものではない。
（実施の形態１５）【０１２３】  本実施の形態は、実施の形態１から８で説明した歪み発生回路を用いた光信号送信機である。図１８に、本実施の形態の光信号送信機の構成を示す。図１８に示す光信号送信機１０は、送信回路としての光源１４と、光増幅回路１５と、実施の形態１から８で説明したいずれかの歪み発生回路１６と、第二のＦＭ一括変換回路４２と、入力端子５１と、合成分配器５２と、パイロット信号発振器５３と、遅延線５４と、第一の制御回路としての制御回路５６と、第一の分配器としての分配器５７と、振幅遅延調整器の一部としての振幅調整器５８と、振幅遅延調整器の一部としての遅延調整器５９と、差動合成器６０と、第二の制御回路としての制御回路６１と、第一のバンドパスフィルタとしてのバンドパスフィルタ６２と、第一のレベル検出器としてのレベル検出器６３と、第二のレベル検出器としてのレベル検出器６４−１と、第三のレベル検出器としてのレベル検出器６４−２と、第二のバンドパスフィルタとしてのバンドパスフィルタ６５−１と、第三のバンドパスフィルタとしてのバンドパスフィルタ６５−２と、出力端子６８と、光スプリッタ６９と、光電変換回路９１と、ＦＭ復調回路９５とを備え、光伝送路８５へ光信号を送信する。【０１２４】  図１８において、パイロット信号発振器５３は周波数ｆｏのパイロット信号を出力する。周波数ｆｏは映像チャネルとして使用されていない周波数に設定する。即ち、入力信号の周波数多重されたＡＭ映像信号およびＱＡＭ映像信号の周波数範囲ではあるものの、これらの映像信号が配置されていない周波数チャネルの周波数に設定する。また、周波数ｆｏの３倍高調波である３×ｆｏもＡＭ映像信号およびＱＡＭ映像信号の周波数範囲に収まるよう、例えば、入力信号の周波数多重されたＡＭ映像信号およびＱＡＭ映像信号の周波数範囲である９３ＭＨｚから７４７ＭＨｚに収まるように設定する。【０１２５】  映像信号等の広帯域信号が入力端子５１を経て、合成分配器５２に入力する。合成分配器５２は、入力する電気信号および該パイロット信号発振器からのパイロット信号を合成し、さらに２つの電気信号に分配して、歪み発生回路１６と遅延線５４に出力する。遅延線５４は合成分配器５２からの他方の出力を遅延させ、差動合成器６０に出力する。一方、歪み発生回路１６は実施の形態１から８で説明したいずれかの歪み発生回路である。歪み発生回路１６は入力信号から歪みを発生し、分配器５７に出力する。分配器５７は歪み発生回路からの出力を２つの電気信号に分配して、振幅調整器５８とバンドパスフィルタ６２に出力する。バンドパスフィルタ６２は分配器５７の一方の出力から周波数ｆｏの電気信号を通過させ、レベル検出器６３に出力する。レベル検出器６３はバンドパスフィルタ６２の出力から信号レベルを検出して、制御回路５６に出力する。【０１２６】  制御回路５６はレベル検出器６３からの出力が最小になるように、歪み発生回路１６の有する振幅遅延調整回路を制御する。歪み発生回路１６の有する振幅遅延調整回路の制御には、図２０から図２３に示す歪み発生回路１６の振幅調整回路３８の備える振幅制御端子１０１、遅延調整回路３９の備える遅延制御端子１０２に対する外��入力として、制御回路５６から振幅量または遅延量を制御する調整量をそれぞれ入力する。この制御方法としては、当該歪み発生回路１６の有する振幅遅延調整回路の振幅量の設定点と遅延量の設定点を交互に僅かずつ変化させ、レベル検出器６３からの出力が最小となるように振幅量の設定点と遅延量の設定点を制御する。この制御を常時、または間欠的に実行すると、歪み発生回路１６の出力から、周波数ｆｏの成分が除去される。このように制御すると、歪み発生回路では、ＦＭ一括変換回路等で発生する歪みを打ち消すような最適量の逆の歪みを発生させることができる。【０１２７】  分配器５７の他方の出力を振幅調整器５８に入力する。振幅調整器５８は振幅量を調整して遅延調整器５９に出力する。遅延調整器５９は遅延量を調整して差動合成器６０に出力する。振幅調整器５８と遅延調整器５９はいずれも線形回路であるため、順番を逆にしてもよい。また、振幅調整器５８と遅延調整器５９は、差動合成器６０に対する入力の振幅と遅延を調整するため、これらを遅延線５４の側に配置して、遅延線５４と機能を縮退させてもよい。【０１２８】  差動合成器６０は、遅延線５４からの出力と遅延調整器５９からの出力とを逆相で合成して第二のＦＭ一括変換回路４２に出力する。第二のＦＭ一括変換回路４２は差動合成器６０からの出力を周波数変調して送信回路としての光源１４に出力する。送信回路としての光源１４は、第二のＦＭ一括変換回路４２からの出力により強度変調して光信号を出力する。光源としてはＤＦＢ−ＬＤを使用することができる。光源からの送出光電力が不十分な場合は、送信回路に光増幅回路１５が付加される。送信回路からの光信号は光スプリッタ６９に出力され、一部は出力端子６８を経て光伝送路８５に送信される。【０１２９】  光スプリッタ６９からの他の光信号は、光電変換回路９１に入力され電気信号に変換される。光電変換回路９１は変換された電気信号を第二のＦＭ復調回路９５に出力する。第二のＦＭ復調回路９５は入力した電気信号を周波数復調し、周波数復調した電気信号を２つ出力する。第二のＦＭ復調回路９５からの２つの出力は、それぞれバンドパスフィルタ６５−１、６５−２に入力される。バンドパスフィルタ６５−１は周波数２×ｆｏの電気信号を通過させ、バンドパスフィルタ６５−２は周波数３×ｆｏの電気信号を通過させる。バンドパスフィルタ６５−１、６５−２からの出力はそれぞれレベル検出器６４−１、６４−２に入力され、レベル検出器６４−１、６４−２はそれぞれ周波数２×ｆｏ、周波数３×ｆｏの信号レベルを検出して、制御回路６１に出力する。【０１３０】  制御回路６１はレベル検出器６４−１、６４−２からの出力が最小になるように、振幅調整回路５８、遅延調整回路５９を制御する。この制御方法としては、当該振幅調整回路５８の振幅量の設定点と当該遅延調整回路５９の遅延量の設定点を交互に僅かずつ変化させ、レベル検出器６４−１からの出力が最小となるように振幅量の設定点と遅延量の設定点を制御した後、再度、当該振幅調整回路５８の振幅量の設定点と当該遅延調整回路５９の遅延量の設定点を交互に僅かずつ変化させ、レベル検出器６４−２からの出力が最小となるように振幅量の設定���と遅延量の設定点を制御する。この制御を常時、または間欠的に実行すると、光信号送信機１０に接続される光信号受信機でのＦＭ復調回路からの出力における周波数２×ｆｏと周波数３×ｆｏの成分が最小になる。このように制御すると、ＦＭ一括変換回路等で発生する歪みを打ち消すような最適量の逆の歪みを持った映像信号等の広帯域信号を出力することができる。即ち、この制御方法によりプリディストーションによる歪み補償ができるように自動制御できる。【０１３１】  光伝送路８５の他端には光信号受信機が接続され、当該光信号受信で光信号が受信される。光信号送信機１０は、ＦＭ一括変換回路等で発生する歪みを打ち消すような逆の歪みを予め付加するため、光信号送信機に接続される光信号受信機で、映像信号等の広帯域信号を周波数復調すると、歪みの少ない広帯域信号が得られる。【０１３２】  ここで、歪み発生回路１６、合成分配器５２、分配器５７、差動合成器６０、第二のＦＭ復調回路９５等での電気信号や歪みの位相については、制御回路５６や制御回路６１によって歪みを少なくするような帰還制御の動作をするように設定してあればよく、前述した位相に限るものではない。
（実施の形態１６）【０１３３】  本実施の形態は、実施の形態１３、１４、１５で説明したいずれかの光信号送信機と、その光信号送信機に光伝送路を介して接続される光電変換回路、および該光電変換回路からの出力を周波数復調するＦＭ復調回路を有する光信号受信機と、を備える光信号伝送システムである。【０１３４】  図１９は、前述の実施の形態で説明したプリディストーション回路を有する光信号送信機と、その光信号送信機に光伝送路を介して接続される光電変換回路、および該光電変換回路からの出力を周波数復調するＦＭ復調回路を有する光信号受信機と、を備える光信号伝送システムの構成を説明する図である。【０１３５】  図１９に示す光伝送システムは、第二のＦＭ一括変換回路４２、送信回路としての光源１４、光増幅回路１５およびプリディストーション回路４１を備えた光信号送信機１０と、光伝送路８５と、光電変換回路９１および第二のＦＭ復調回路９５を備えた光信号受信機９０と、セットトップボックス９３と、テレビ受像機９４とを備える。【０１３６】  映像信号等の広帯域信号がプリディストーション回路４１に入力されると、第二のＦＭ一括変換回路４２等で生じる歪みと逆の歪みが予め付加される。逆の歪みが付加された広帯域信号が第二のＦＭ一括変換回路４２、送信回路としての光源１４、必要に応じて設置される光増幅回路１５を通過し、光信号として光伝送路８５に送信される。【０１３７】  光受信機９０の光電変換回路９１では光伝送路８５からの光信号を受信し、第二のＦＭ復調回路９５で周波数復調される。一連の信号の伝搬の中で、予め逆の歪みが付加された広帯域信号に歪みが加わり、歪みがキャンセルされる。【０１３８】  従って、本実施の形態で説明した光信号伝送システムでは、歪みの少ない広帯域信号を伝送することができる。【０１３９】  図１９の光信号送信機に替えて、実施の形態１４または１５で説明した光信号送信機を適用しても同様の効果が得られる。【０１４０】  以上、説明したように、本願明細書で説明した歪み発生回路、プリディストーション回路、光信号送信機、および光信号伝送システムによれば、広帯域信号の伝送で歪み特性を改善することができ、映像信号の受信品質を向上させることが可能になる。さらに、歪み特性で最小受信レベルが制限されていた場合は、歪み特性の改善により、伝送距離の長大化や、光信号送信機と光信号受信機との間での光分岐の分岐比の拡大が可能になる。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】  本発明の歪み発生回路およびプリディストーション回路は光信号送信機に適用することができ、本発明の光信号送信機および光伝送システムは、光伝送路の網形態がシングルスター（ＳＳ：Ｓｉｎｇｌｅ  Ｓｔａｒ）形式のトポロジである場合のみならず、パッシブダブルスター（ＰＤＳ：Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓｔａｒ）形式のトポロジである場合にも適用することができる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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