能用參考二極管對被測設備比較相對幅度、相位測量的裝置的制造方法
【專利摘要】提供了能用參考二極管對被測設備比較相對幅度、相位測量的裝置。本發(fā)明的實施例包括用于確定本地振蕩器的相位角相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角之間的相位角偏離的方法和設備。一些實施例包括激光源和光學相位調節(jié)器，光學相位調節(jié)器可以由構造成可控地拉伸光纖電纜長度的環(huán)路拉伸器來體現(xiàn)，環(huán)路拉伸器由相位調節(jié)驅動器驅動。在其他實施例中，所述相位角偏離信息被傳送至示波器用于內部補償。
【專利說明】
能用參考二極管對被測設備比較相對幅度、相位測量的裝置
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2014年11月21日提交的題為叮EST AND MEASUREMENT DEVICE"的美國 臨時申請62/083,148的權益，并還要求2015年8月28日提交的題為"APPARATUS FOR MEASURING FREQUENCY RESPON沈 OF AN INTEGRATED COHERENT OPTICAL RECEIVER FRONT END USING EQUIVALENT-TIME SAMPLIN護的美國臨時申請62/211,614的權益。該申請還設 及題為'叮EST AND MEA洲REMENT DEVICE FOR MEASURING INTEGRATED CO皿RENT OPTICAL RECEIVER"的美國專利申請14/873，997。本段所提到的所有申請的內容通過引用并入本文。
技術領域
[0003] 本公開總地設及測試和測量裝置，并且更具體地設及使得能夠使用示波器測試集 成相干光學接收機(ICR)的頻率響應的裝置。
【背景技術】
[0004] 光學通信系統(tǒng)在光纖和/或自由空間中（例如，建筑物到建筑物，地面到衛(wèi)星，衛(wèi)星 到衛(wèi)星，等等)使用電磁光信號傳輸數(shù)據(jù)。電磁載波被調制W便承載數(shù)據(jù)。光纖中的光學通 信典型地設及:生成光信號，在光纖上中繼信號(包括用于減少/減輕光信號的衰減、對光信 號的干擾和/或光信號的失真的措施），處理接收到的光學信號，并將信號轉換成有用的電 信號。發(fā)射機可W是半導體器件，例如產生相干光進行傳輸?shù)募す舛O管。已開發(fā)了多種接 收機用于處理所傳輸?shù)墓獠ü鈱W信號，W提供(多個)經處理的光學信號輸入至一個或多個 光電檢測器，所述光電檢測器將光轉換成電。
[0005] 相干接收機，諸如集成相干光學接收機(ICR)，將經調制的光學信號轉換成對應于 "同相"（I)的四個電信號和兩個光學偏振狀態(tài)(垂直和水平)的"正交"（Q)光學信號分量。不 管調制類型，運些分量可被處理W恢復光學傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。因此，來自ICR的運四個輸出電信 號承載了由光學信號傳送的全部或幾乎全部的信息。
[0006] 測試ICR展現(xiàn)出特殊的挑戰(zhàn)，因為輸出級是具有差分輸出的差分放大器常跟在之 后的平衡檢測器對。有四個差分輸出（各自針對X和Y偏振的I和Q)的事實加劇了難度。簡單 的相干接收機由本地振蕩器激光器、光學禪合器和一個或多個光電檢測器組成，所述光電 檢測器可W在"平衡"配置中，所述"平衡"配置消去光電流并消除直流項和相關過量強度噪 聲。
[0007] ICR的平衡檢測和差分放大確保僅進入至ICR的信號端口或僅進入至ICR的本地振 蕩器化0)端口的任何信號將被拒絕，除非有可能阻止光電二極管中的一個打破所述平衡檢 。雖然ICR的早期版本允許物理訪問W中斷光信號并從而打破平衡檢測，但運在代之W典 型地內在密封的現(xiàn)代集成部件上是不可能的。因此，獲得自ICR離開的任何有意義的信號需 要信號和LO輸入二者。運一要求可能使得要在被測設備(DUT)上執(zhí)行的一些所期望的測量 變得復雜，其中光學LO輸入必須與測試信號輸入相位相干。
[000引由于1(?既需要信號也需要本地振蕩器輸入W提供有意義的輸出，因此運兩個輸 入信號之間的頻率和相位關系是重要的。雖然最簡單的是分離LO和信號激光器，并然后將 它們連接到參考相干接收機前端和被測設備(DUT)，但是該配置所需要的單獨光纖路徑可 能引入輸入信號之間的未知相位差。
[0009] 本發(fā)明的實施例確定、修正和/或控制至DUT的本地振蕩器信號和測試信號輸入之 間的相位差。運種能力可用于恢復DUT的某些所期望的性能測試所需的相位相于性。

【發(fā)明內容】

[0010] -種用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地振蕩器的相位角的 系統(tǒng)，包括:第一激光源，構造成生成針對所述DUT的所述信號輸入和針對參考檢測器的信 號輸入;第二激光源，構造成生成針對所述DUT的本地振蕩器輸入;具有兩個輸入和兩個輸 出的相位維持激光禪合器，至所述禪合器的第一輸入禪合到所述第一激光源的輸出，至所 述禪合器的第二輸入禪合到所述第二激光源的輸出，至所述禪合器的第一輸出禪合到所述 參考檢測器，W及至所述禪合器的第二輸出禪合到所述DUT;電流監(jiān)控器，構造成監(jiān)控所述 DUT的多個輸出中選擇的一個輸出，所述DUT的所述多個輸出包括針對X和Y通道中每一個的 同相和正交輸出；W及相位測量器，禪合到由所述電流監(jiān)控器選擇的所述DUT的輸出且構造 成測量LO與至所述DUT的信號輸入異相的誤差量。
【附圖說明】
[0011] 作出了對本發(fā)明實施例的參考，實施例的示例可W在附圖中示出。運些圖旨在是 說明性而非限制性的。盡管本發(fā)明在運些實施例的上下文中描述，但是應當理解，本描述并 非旨在將本發(fā)明的范圍限制于運些特定實施例。
[0012] 圖1是示出了要使用本發(fā)明的實施例測試的集成相干光學接收機的部件的框圖。
[0013] 圖2是示出了在實現(xiàn)本發(fā)明的實施例中可W使用的精確相位調節(jié)系統(tǒng)的部件的框 圖。
[0014] 圖3是示出了在實現(xiàn)本發(fā)明的實施例中可W使用的精確相位調節(jié)系統(tǒng)的部件的框 圖。
[0015] 圖4是示出了在實現(xiàn)本發(fā)明的實施例中可W使用的精確相位調節(jié)系統(tǒng)的部件的框 圖。
[0016] 圖5A和5B示出了用于本發(fā)明的實施例中的濾波器。
[0017] 圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的糾偏(deskewing)前后相位對頻率的圖。
[0018] 圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的相位調節(jié)驅動器的框圖和示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面的詳細描述將設及一個或多個實施例，但本發(fā)明并不限于運些實施例。而是， 給出的詳細描述和（多個)任意實施例僅旨在是說明性的。本領域技術人員將容易意識到， 本文給出的關于各圖的詳細描述被提供用于解釋的目的，因為本發(fā)明超出運些有限的實施 例。
[0020] 貫穿說明書和權利要求使用某些術語W指代特定的系統(tǒng)部件。在W下的討論和在 權利要求中，術語"包括"和"包含"W開放式方式使用，并因而應被解釋為意指"包括，但不 限于……"。諸如"禪合到"和"連接到"等的短語在本文中用于描述兩個設備、元件和/或部 件之間的連接，并且旨在(除非另有特別限定)意指物理地、光學地和/或電氣地或者直接禪 合在一起或者間接禪合在一起，例如在適當情況下，經由一個或多個居間元件或部件或經 由無線或其他連接。術語"系統(tǒng)"廣泛地指代兩個或更多部件的集合，并且可W用于指代整 個系統(tǒng)(例如，通信系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、測試系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)或運樣的設備/系統(tǒng)的網絡）、提 供作為較大系統(tǒng)的部分的子系統(tǒng)，和/或與運樣的系統(tǒng)或子系統(tǒng)的操作有關的過程或方法。
[0021] 被測設備(DUT)可能最重要的要測量的特性是在各種頻率處幅度和相位響應的形 狀。測量運些特性的困難，如上所述，是用于測試的ICR產生沒有意義的輸出，除非存在兩個 輸入，信號輸入和本地振蕩器化0)輸入。為了幅度和相位響應的準確測量，到ICR的兩個輸 入必須相位相干。運個要求在本發(fā)明的一些實施例中是通過包括相位控制器而解決的，該 相位控制器包括光學鎖相環(huán)。其他實施例使用評估和校正相位關系的各種方法。本發(fā)明的 實施例通過使用具有可調相位調節(jié)的L0,或者通過提供LO和信號異相的量的測量來恢復相 位相干性。該后者的量可在后續(xù)處理中用于校正DUT的相位和幅度響應。
[0022] 如圖1中看到的，例如，一般化的光學信號處理器100在SIG輸入處接受未處理的數(shù) 據(jù)信號束IlOW及在LO輸入處接受本地振蕩器束120,光學信號處理器100可W用作光學信 號接收機或光學測試設備。光學信號處理器100也可被稱為被測設備(DUT)。在一些實施例 中束110、120可W是激光束，但本發(fā)明的實施例也W典型的RF頻率工作。用于本地振蕩器 120的激光器可W是任何合適的激光源和類型（例如，連續(xù)波、脈沖等等）。偏振束分離器 (PBSH30將束110、120分離在兩個通道中。如下所提到的并且如本領域技術人員將意識到 的，本地振蕩器120應當優(yōu)選被定向使得有足夠的參考本地振蕩器功率在沿著任何需要的 偏振的下游可用。在本文所討論的一些實施例中，運樣的偏振可W被稱為"X"和"Y"偏振（W 及其他定向表示，諸如"垂直"和"水平"等），但是運樣的命名法僅用于描述相對偏振定向， 如相對于運樣的水平和/或垂直偏振定向參照45°偏離和/或軸。本領域技術人員將意識到， 一旦相對偏振方案等是已知的，許多等同結構、裝置等是可用的。
[0023] X通道光學混頻器140將信號110與PBS 130的X-通道輸出的LO輸入120組合W在輸 出14U143上產生差分同相（I)輸出，W及在輸出145、147上產生差分正交(Q)輸出。運些輸 出被引導至光電檢測器，諸如光敏二極管對142、144和146、148。信號處理器100的光電二極 管142、144、146、148可被禪合到放大器，諸如跨阻抗放大器151、155，和/或本領域技術人員 熟知的且用于從信號束110提取數(shù)據(jù)的其他部件。本發(fā)明的實施例甚至在沒有禪合到光電 二極管142、144、146、148的其他部件的情況下操作。電流監(jiān)控器182、184可^分別禪合到光 敏二極管對142、144的輸出。運樣的監(jiān)控器允許監(jiān)控來自每個通道的用于正和負的每個光 電二極管(稱為P和N)。例如，電流監(jiān)控器182監(jiān)控XI通道的P光電二極管，而電流監(jiān)控器184 監(jiān)控XI通道的N光電二極管。盡管未示出，通道XQ、YI和YQ中的每個可包括用于P和N光電二 極管的電流監(jiān)控器，使得可W個體地監(jiān)控在每個通道中的光電二極管的每一個輸出。
[0024] 類似地，Y通道光學混頻器160將信號110與Y-通道的LO輸入120組合W在輸出161、 163上產生差分同相（I)輸出，W及在輸出165、167上產生差分正交(Q)輸出。運些輸出被引 導至光電檢測器，諸如光敏二極管對162、164和166、168。圖1的信號處理器100的光電二極 管162、164、166、168被分別禪合到跨阻抗放大器171、175，但運樣的放大器對于實踐本發(fā)明 的實施例并非必要的。
[0025] 如前所述，在沒有用于阻止至二極管對之一的光的物理訪問的情況下，測試X和Y 通道的光電二極管的頻率響應是困難的。在不能精確地控制本地振蕩器束120的頻率，特別 是W非常高的光學承載頻率(諸如192T化)振蕩的本地振蕩器的情況下，測試光電二極管的 頻率響應也是很困難的。另一個問題存在于:承載信號110的光纖可能具有與承載本地振蕩 器120的光纖不同的長度，運使得難W匹配信號和本地振蕩器的相位。因此，本發(fā)明的實施 例提供了運樣的裝置和方法，所述裝置和方法用于將本地振蕩器的相位保持為極為穩(wěn)定、 并與信號的相位良好匹配W及可控，W促進光電二極管的頻率響應的測量。
[0026] 使用圖2中所示的布置，延遲(或相位)鎖定環(huán)路可用于大幅降低參考和DUT路徑之 間的相位漂移。此外，本文描述的方法能夠使它們良好地使用參考光電二極管而不是參考 相干接收機前端，從而大大減少了測試設置的成本。該技術可W擴展W供等效時間示波器 使用。
[0027] -種實施例通過將相位維持(PM)禪合器內的兩個激光器組合來產生參考信號。參 照圖2,激光器240生成LO信號，該LO信號在PM分離器241內被分離。PM分離器241的一個輸出 成為用于DUT 220的LO輸入。用于DUT 220的信號輸入由激光器210生成。測量DUT 220性能 的困難在于在DUT 220處提供相對于激光器210生成的信號相同相位的L0,運在參考檢測器 216處看到。本發(fā)明的實施例通過精確控制相對于彼此的LO和信號的相位解決運一困難。首 先，激光器240的輸出在PM光纖分離器241內被分離。光纖分離器241的一個輸出成為如前文 所述的至DUT的LO輸入。光纖分離器241的另一個輸出經過相位調節(jié)環(huán)路230至2x2PM光纖禪 合器212。光纖禪合器212首先在兩個輸出上復制來自激光器210的信號輸出，一個去往參考 檢測器216,并且另一個去往用于DUT的信號輸入。光纖禪合器212的輸出的相位由激光器 240的輸出的相位控制，激光器240的輸出在光纖分離器241中已被分離，但是運僅在該輸出 經過相位或延遲鎖定環(huán)路230之后才進行。用于控制環(huán)路230的誤差信號是來自第一激光器 210的行進通過PM光纖禪合器212至參考檢測器216的光輸出與來自第一激光器210的直接 行進至DUT 220的光輸出之間的拍頻(beat)信號。通過調節(jié)后者的相位W匹配前者，在參考 檢測器216和DUT 220的信號輸入二者處產生相同的光學測試信號，允許振蕩器250監(jiān)控所 期望的信號。
[0028] 相位調節(jié)驅動器232控制相位調節(jié)環(huán)路230來選擇特定的相位并相對于信號提供 本地振蕩器的穩(wěn)定的相位參考。出于在下面描述原因，相位調節(jié)驅動器232被驅動到的水平 與其稱為誤差輸入的輸入有關。該誤差輸入是在被稱為DC環(huán)路增益塊234的部件內生成的。 從環(huán)路增益塊234到相位調節(jié)驅動器232的誤差輸入是從DUT 220選擇的一個或一對電流監(jiān) 控器。監(jiān)控選擇器236控制DUT 220的哪一個被監(jiān)控的通道輸出被提供作為相位調節(jié)驅動器 232的誤差輸入W使得相位調節(jié)環(huán)路230相對于DUT的信號輸入偏移LO輸入的相位。例如，至 相位驅動器的誤差輸入可W是如圖1所示的XI通道的電流監(jiān)控器182、184,或圖1的光學信 號處理器100的任何其他被監(jiān)控的通道。至相位調節(jié)驅動器232的誤差輸入可W執(zhí)行直流偏 置功能W及相位調節(jié)功能二者。W運種方式，其可W完全接管現(xiàn)有解決方案的用戶偏置電 路，從而消除了對在測試系統(tǒng)與用戶的偏置電路之間的任何運樣的交互的需要。此外，相位 調節(jié)驅動器250也可W被用于測量DUT 230輸出的光電流W確定例如直流共模抑制比 (CMRR)O
[0029] 諸如圖2中示出的相位調節(jié)環(huán)路的相位調節(jié)器可通過壓電相位拉伸器來體現(xiàn)。壓 電相位拉伸器具有環(huán)繞在壓電元件周圍的光纖電纜的環(huán)路。激勵所述壓電元件引起所述元 件膨脹，運拉長了環(huán)繞在所述元件周圍的光纖材料的路徑。拉長路徑改變了光行進通過所 述路徑的距離。僅拉長路徑之一(信號或LO)允許一個信號的相位相對于另一個被調節(jié)。在 一個實施例中相位調節(jié)環(huán)路252可W允許光行進通過被非常準確地調節(jié)的環(huán)路，諸如W數(shù) 十或數(shù)百皮秒的量級。換句話說，通過使用相位拉伸器，可W拉長激光行進通過的光纖長度 W使光行進通過其，來取得例如比在其非拉伸長度內的光纖長.Ips。運改變了 DUT的LO和信 號輸入之間的光信號的相對相位。因此，驅動相位調節(jié)器為系統(tǒng)給出相位精確的相位控制。 來自用于信號和LO二者的激光器的兩個激光路徑的長度可W設置為彼此類似的長度，例如 一米W內。在一些實施例中的相位調節(jié)環(huán)路可W是光學相位PZ1-PM4-APC-E-155B，并且可 具有例如12.36米的光纖長度。當然，不同于使用壓電相位拉伸器的調節(jié)相位的其他方法是 可能的，而不偏離本發(fā)明的精神。
[0030] 向DUT提供相位穩(wěn)定且相對于已知關系中的LO可控地鎖定的信號允許從DUT獲得 相同的結果，如同在之前解決方案中平衡檢測能夠被物理阻止那樣，運通過下文示出的操 作理論來證明。
[0031] 等式（1):信號：
[0032] 等式(2):L0 場
[0033] 為了利用平衡的驅動對Eio的簡單振幅調制，用于特定偏振的DUT 230的輸出將與 W下成比例：
[0034] 等式（3):1:拉oE2〇cos(目廣白 2)
[0035] 等式（4):Q:拉 〇E2〇sin(目廣白 2)
[0036] 然后，具有提供作為誤差輸入的Q直流水平輸出的鎖相環(huán)可W用于驅動01-02至零， 在I-通道上提供與Eio成比例的輸出，該輸出給出了差分對的正二極管的響應，正二極管例 如圖1的差分對二極管142、144的二極管142。驅動01-02至31給出-Eio,其為例如二極管144的 負二極管的響應。該響應信號可通過改變增益的符號在相位調節(jié)驅動器中被選擇。來自DUT 的四個光電二極管對輸出的任一個可W被選擇為用于相位調節(jié)驅動器的誤差輸入。因此， 在上面的例子中，選擇相位調節(jié)驅動器的誤差輸入信號至由來自DUT的I直流輸出所驅動的 水平在Q通道上給出了所期望的輸出。諸如圖2的監(jiān)控選擇器236的監(jiān)控選擇器控制DU的被 監(jiān)控的通道輸出中的哪一個被提供作為相位調節(jié)驅動器的誤差輸入，W使相位調節(jié)環(huán)路相 對于DUT的信號輸入偏移LO輸入的相位。
[0037] 如果DC監(jiān)控信號從DUT可獲得，但相位鎖定不夠魯棒，則匹配信號至LO的相位可W 用軟件來完成，如圖3中所示。圖3的測試設置與圖2的測試設置是類似的，除了數(shù)字化示波 器360被禪合到DUT 320。在運一實施例中沒有相位調節(jié)環(huán)路被驅動，并且代之W來自DUT 320的DC監(jiān)控信號被饋送至數(shù)字化示波器360。數(shù)字化示波器360解釋所期望的DC監(jiān)控信號 并通知性能示波器350用于精確對準在LO和信號輸入接收到的信號的相位調節(jié)量。
[0038] 由于有時甚至是來自DUT的DC監(jiān)控輸出不可用，所W用于相對于LO調節(jié)信號的可 替代的方法可用來確定在DUT和參考路徑之間的適當相位校正，如圖4中所示。
[0039] 圖4中，在參考檢測器416處激光器410輸出與在DUT420處讀取的激光器410輸出之 間的拍頻將W聲光調制器(A0M)431的工作頻率可用，例如大約為80MHz。運可W使用示波器 450中的數(shù)字濾波器451從DUT420的響應中分開出來。在后續(xù)的分析期間，80MHz信號的相位 從所測量的DUT 420的rf信號中減去W校正兩個路徑之間的相位漂移。
[0040] 在運些情況下，DUT處的各個場如下(為了簡化忽略損耗）：
[0041]
[0042]
[0043]
[0044]
[0045]
[0046]
[0047] 雖然路徑間相位可W通過與用于AOM 470的驅動信號進行比較從第二項中確定， 但提取DUT相位不是嚴格必需的，AOM 470的驅動信號是由信號發(fā)生器472生成的并且通過 RF禪合器474禪合到A0M。測量AOM驅動信號不是必須的，除非對路徑間相位特別有興趣。
[004引參考檢測器416處的場與信號場成正比，假定完美的糾偏系統(tǒng)，其中示波器450的 采樣時刻發(fā)生使得在信號和參考檢測器路徑之間沒有相位延遲差。在運種情況下，在參考 檢測器輸出處的電壓為：
[0049]
[0050] 再次，假定糾偏系統(tǒng)使得在兩個等式中的"t"可W被取作同一時間軸，在CO 1-0 2+5 t處的DUT輸出現(xiàn)在可W與參考檢測器的幅度和相位相比較，W相對于曲EF( ? 1- ? 2)確定曲UT (O 1-0 2+8?)，并且相對于0REF確定目DUT。運即使是在P內存在波動的情況下也是可W完成 的，所述波動被預期是歸因于分開的信號路徑。通過保持從激光器410至所述=個光學輸入 的各個路徑長度近似相等，使校正更容易。
[0051] 由于DUT 420和參考檢測器416看到略微不同的頻率，所W相對其在測試頻率處的 響應確定參考檢測器416在從測試頻率（CO 1-CO 2)的S O偏離處的響應也是重要的。如果參考 檢測器被完全表征，該要求不應該造成顯著困難，因為只需要相對值。通過降低調制頻率5 ?，該要求的影響可被減小。盡管80MHz是聲光調制器的典型值，但是使用線性調頻轉發(fā)器 或單邊帶調制技術，低得多的頻率是可能的。
[0052] 相位比較的示例方法的參照圖5A、5B和圖6展示。在S O處的信號用低通濾波器從 DUT 420信號分開，低通濾波器例如為圖5A中示出的濾波器510。然后，該信號與DUT信號混 合并濾波W達到參考檢測器頻率期望求和項既比較相等頻率的信號W及也獲得適 當?shù)姆朩減去路徑間的相位漂移。濾波后，使用點積的反余弦通過與參考檢測器信號進 行比較來獲得相位，如上面所示出的。換言之，帶通濾波器510被應用到DUT 420信號W提取 和頻混頻器項520W及輸入頻譜530和輸出信號頻譜540,如圖5B中所示。然后，所述系統(tǒng)可 W通過繪制相位對測試頻率來找至Ije對《而糾偏，如圖6中所示。該斜率是傾斜的，其可W被 補償W獲得DUT 420的相位響應。在圖6中，在糾偏之前相位對頻率數(shù)據(jù)如傾斜線610所示， 并在糾偏之后為平坦線620。隨機波動頻率提供可再現(xiàn)的沿著直線的相位的事實證明了相 位波動被成功移除。
[0053] 依然參見圖6,從相位/頻率圖的斜率計算得到的傾斜是95化S。通過在用于該通道 的示波器糾偏UI內引入-952PS的糾偏值將該延遲添加至Re巧et路徑(其是較短的路徑），給 出了獨立于頻率的可重復的相位值。
[0054] 可替代地，信號Vref和VDUT可利用例如數(shù)字示波器采樣并存儲?？蒞使用各種數(shù)學 技術中的任意一種從運些存儲的數(shù)據(jù)提取出現(xiàn)的頻率和相位。一種說明性的技術通過在不 同頻率將所存儲的數(shù)據(jù)最小二乘擬合至一個一般正弦曲線(對于Vref)或兩個一般正弦曲線 之和(對于VDUT)來提取參數(shù)。具體地，此過程提供了由光纖路徑差引起的相位差0的值。然 后，該相位差可被移除W獲得DUT的真實的相位響應。一般地，數(shù)據(jù)擬合至正弦曲線是非線 性最小化問題，其中必須使用迭代技術。電壓數(shù)據(jù)的快速傅立葉變換(FFT)通常提供用于正 弦頻率的良好的初始值。
[0055] 圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的相位調節(jié)驅動器的框圖和示意圖。在該示例 中，電流監(jiān)控器輸出是從DUT可獲得的，例如圖1的電流監(jiān)控器182、184。監(jiān)控選擇器736從 DUT選擇特定期望的輸出，其可W是如圖1所示的一對差分光電流輸出。監(jiān)控選擇器736將選 擇的輸出傳遞至相位調節(jié)驅動器700,相位調節(jié)驅動器700可W是圖2的相位調節(jié)驅動器232 的實施例。相位調節(jié)驅動器700可W包括幾個部分，諸如極性切換部分、P-N減法部分，和執(zhí) 行環(huán)路濾波和增益的部分。
[0056] 在操作中，監(jiān)控選擇器736將選擇的光電流監(jiān)控輸出傳遞至相位調節(jié)驅動器700的 極性切換710部件。極性切換710允許用戶改變誤差信號的極性，并因此向用戶給與控制來 選擇DUT的選擇的通道的差分輸出二極管對中的哪一個將被測試。
[0057] 由極性切換710選擇期望的極性之后，差分輸入被呈現(xiàn)給差分放大器720,差分放 大器720生成指示相位調節(jié)驅動器700的P-N減法器部分內其輸入的差的電壓信號。差分放 大器720的輸出被傳遞至另一放大器730,放大器730在相位調節(jié)驅動器700的環(huán)路濾波和增 益部分內。放大器730的輸出是相位調節(jié)驅動器700的驅動圖2的相位調節(jié)環(huán)路232的輸出， 但是在一些實施例中，來自放大器730的信號可W經過又一放大器或一系列放大器W生成 足夠的增益來驅動相位調節(jié)環(huán)路232。
[0058] 在操作中，相位調節(jié)驅動器700從輸入產生用于驅動相位調節(jié)環(huán)路232的輸出信 號，該輸入本身是DUT的被監(jiān)控光電流中的一個。相對于DUT的信號輸入，相位調節(jié)驅動器 700的輸出信號保持LO輸入的相位與其所期望的位置非常精確地對準。此外，通過改變DUT 的被監(jiān)控的光電流的哪一個被選擇為至相位調節(jié)驅動器700的選擇的輸入，相位調節(jié)驅動 器700允許簡單地選擇不同的相對相位。而且，極性切換710允許用戶選擇光電二極管的差 分對的哪個特定光電二極管(P或N)被選擇。
[0059] 本領域技術人員應很好地理解，本發(fā)明不限于任何特定的標準，而是在不偏離本 發(fā)明范圍的情況下適用于具有相似架構的系統(tǒng)。
[0060] 已經為了清楚和理解的目的描述了前面的描述?？紤]到本文描述的實施例的各種 各樣的置換，描述旨在僅是說明性的，并且不應被視為限制本發(fā)明的范圍。雖然已經為了說 明的目的說明和描述了本發(fā)明的具體實施例，但是在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下 可W做出各種修改。
【主權項】
1. 一種用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地振蕩器的相位角的系 統(tǒng)，包括： 第一激光源，構造成生成針對所述DUT的所述信號輸入和針對參考檢測器的信號輸入； 第二激光源，構造成生成針對所述DUT的本地振蕩器輸入； 具有兩個輸入和兩個輸出的相位維持激光耦合器，至所述耦合器的第一輸入耦合到所 述第一激光源的輸出，至所述耦合器的第二輸入耦合到所述第二激光源的輸出，至所述耦 合器的第一輸出耦合到所述參考檢測器，以及至所述耦合器的第二輸出耦合到所述DUT; 電流監(jiān)控器，構造成監(jiān)控所述DUT的多個輸出中選擇的一個輸出，所述DUT的所述多個 輸出包括針對X和Y通道中每一個的同相和正交輸出；以及 相位測量器，耦合到由所述電流監(jiān)控器選擇的所述DUT的輸出且構造成測量L0與至所 述DUT的信號輸入異相的誤差量。2. 根據(jù)權利要求1所述的用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地振 蕩器的相位角的系統(tǒng)，其中，所述相位測量器是DC增益環(huán)路，并且還包括耦合到所述相位測 量器并構造成將所述L0的相位修改與所述相位測量器的輸出有關的量的相位調節(jié)器。3. 根據(jù)權利要求2所述的用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地振 蕩器的相位角的系統(tǒng)，其中，所述相位調節(jié)器是光纖環(huán)路拉伸器。4. 根據(jù)權利要求2所述的用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地振 蕩器的相位角的系統(tǒng)，其中，所述相位調節(jié)器使得至所述DUT的信號輸入與至所述DUT的L0 輸入的相位角差被可控地驅動到接近于零。5. 根據(jù)權利要求1所述的用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地振 蕩器的相位角的系統(tǒng)，其中，所述相位測量器是耦合到所述電流監(jiān)控器的第一示波器。6. 根據(jù)權利要求5所述的用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地振 蕩器的相位角的系統(tǒng)，其中，所述第一示波器傳遞測量信號至第二示波器。7. -種用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地振蕩器的相位角的系 統(tǒng)，包括： 第一激光源，構造成生成針對所述DUT的所述信號輸入和針對參考檢測器的信號輸入； 第二激光源，構造成生成針對所述DUT的本地振蕩器輸入； 具有兩個輸入和兩個輸出的相位維持激光耦合器，至所述耦合器的第一輸入耦合到所 述第一激光源的輸出，至所述耦合器的第二輸入耦合到所述第二激光源的輸出，至所述耦 合器的第一輸出耦合到所述參考檢測器，以及至所述耦合器的第二輸出耦合到所述DUT; 聲光調制器(AOM)，耦合在所述第二激光源和至所述DUT的L0輸入之間；其中 針對所述參考檢測器的信號輸入與至所述DUT的信號輸入之間的拍頻接近所述AOM的 工作頻率。8. 根據(jù)權利要求7所述的用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地振 蕩器的相位角的系統(tǒng)，還包括構造成將所述拍頻傳遞給耦合至所述DUT并且耦合至所述參 考檢測器的示波器的RF耦合器。9. 根據(jù)權利要求7所述的用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地振 蕩器的相位角的系統(tǒng)，其中，所述AOM的工作頻率小于100MHz。10. 根據(jù)權利要求7所述的用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地振 蕩器的相位角的系統(tǒng)，還包括用于采樣并存儲所述DUT輸出的電壓的裝置，其中所存儲的電 壓數(shù)據(jù)隨后用于確定所期望的相對相位角。11. 根據(jù)權利要求10所述的用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地 振蕩器的相位角的系統(tǒng)，其中，用于采樣和存儲電壓數(shù)據(jù)的所述裝置由數(shù)字存儲示波器提 供。12. 根據(jù)權利要求10所述的用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地 振蕩器的相位角的系統(tǒng)，其中，所期望的相對相位角通過在不同頻率最小二乘擬合至一個 一般正弦曲線或一般正弦曲線之和從所存儲的電壓數(shù)據(jù)獲得。13. -種用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地振蕩器的相位角的 方法，所述方法包括： 在第一激光器處生成第一激光信號，所述第一激光信號用于連接到所述DUT; 在第二激光器處生成第二激光信號，所述第二激光信號連接到至所述DUT的本地振蕩 器輸入； 在相位維持耦合器內將所述第一激光信號的相位耦合到所述第二激光信號的相位； 測量所述第一激光信號與所述第二激光信號之間的相位誤差；以及 補償所測量的相位誤差。14. 根據(jù)權利要求13所述的用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地 振蕩器的相位角的方法，其中，補償所測量的相位誤差包括物理調節(jié)承載所述第一激光信 號的光纖或承載所述第二激光信號的光纖的光纖長度。15. 根據(jù)權利要求13所述的用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地 振蕩器的相位角的方法，其中，物理調節(jié)光纖長度包括拉伸光纖的環(huán)路。16. 根據(jù)權利要求13所述的用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地 振蕩器的相位角的方法，其中，補償所測量的相位誤差包括發(fā)送所測量的相位誤差到耦合 到所述DUT的輸出的示波器，并在所述示波器內補償所測量的相位誤差。17. 根據(jù)權利要求16所述的用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地 振蕩器的相位角的方法，其中，發(fā)送所測量的相位誤差到耦合到所述DUT的輸出的示波器包 括從第二示波器發(fā)送所測量的相位誤差。18. 根據(jù)權利要求16所述的用于相對于被測設備(DUT)的信號輸入的相位角確定本地 振蕩器的相位角的方法，其中，聲光調制器(AOM)耦合在所述第二激光器和所述DUT之間，并 且其中發(fā)送所測量的相位誤差到耦合到所述DUT的輸出的示波器包括發(fā)送所述AOM的工作 頻率。
【文檔編號】H04B10/073GK105846892SQ201511036037
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年11月20日
【發(fā)明人】R·A·小馬斯蘭, S·A·雅各布斯
【申請人】特克特朗尼克公司