Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP5437986B2 - Folding circuit and analog / digital conversion circuit - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP5437986B2 - Folding circuit and analog / digital conversion circuit - Google Patents

Folding circuit and analog / digital conversion circuit Download PDF

Info

Publication number
JP5437986B2
JP5437986B2 JP2010281961A JP2010281961A JP5437986B2 JP 5437986 B2 JP5437986 B2 JP 5437986B2 JP 2010281961 A JP2010281961 A JP 2010281961A JP 2010281961 A JP2010281961 A JP 2010281961A JP 5437986 B2 JP5437986 B2 JP 5437986B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
light
input
folding
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010281961A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012129937A (en
Inventor
秀之 野坂
宗彦 長谷
誠 中村
浩一 村田
隆志 才田
悠介 那須
浩一 瀧口
毅伺 梅木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
NTT Inc USA
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
NTT Inc USA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp, NTT Inc USA filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2010281961A priority Critical patent/JP5437986B2/en
Publication of JP2012129937A publication Critical patent/JP2012129937A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5437986B2 publication Critical patent/JP5437986B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Description

本発明は、フォールディング回路およびアナログ・ディジタル変換回路に関するものであり、特に、光通信システムに用いられるフォールディング回路およびアナログ・ディジタル変換回路に関する。   The present invention relates to a folding circuit and an analog / digital conversion circuit, and more particularly to a folding circuit and an analog / digital conversion circuit used in an optical communication system.

近年、光通信システムのさらなる大容量化に向けて、スペクトル利用効率の高い伝送フォーマットの検証が、盛んに行われている。このような伝送フォーマットの例として、光の位相に情報を付与するPSK(Phase Shift Keying)や、光の振幅に情報を付与するASK(Amplotude Shift Keying)、あるいは、位相および振幅の両者に情報を付与するQAM(Quadrature Amplitude Modulation)などがあり、差動信号の位相を変調するDPSK(Differential Phase Shift Keying)やDQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying)は、すでに実用化が進んでおり、差動信号を用いないQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)については実用化目前の状態である。さらに、DQPSKやQPSKよりもスペクトル利用効率を向上させる技術(16QAMや(D)8PSKなど。)についても、盛んに検討されている。   In recent years, verification of transmission formats with high spectrum utilization efficiency has been actively conducted toward further increase in capacity of optical communication systems. Examples of such transmission formats include PSK (Phase Shift Keying) that gives information to the phase of light, ASK (Amplotude Shift Keying) that gives information to the amplitude of light, or information to both the phase and amplitude. There are QAM (Quadrature Amplitude Modulation), etc., and DPSK (Differential Phase Shift Keying) and DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying), which modulate the phase of differential signals, are already in practical use. QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) that is not used is in a state of practical use. Further, techniques for improving spectrum utilization efficiency (16QAM, (D) 8PSK, etc.) more than DQPSK and QPSK are being actively studied.

2値の位相変調であるDPSK、あるいは、4値の位相変調であるDQPSKによって変調された光信号を復調する際に、変調された光信号から直接バイナリ信号を取り出すDLI(Delay Line Interferometer)が知られているが、D8PSKといったさらなる多値(例えば8値)の位相変調により変調された光信号を復調するためには、DLIに加えて、非常に高いサンプルレート性能を有するアナログ・ディジタル変換回路が必要なる。例えば、偏波多重をせず1シンボル当たり1サンプルで受信する場合、200GHz/16QAMの変調信号を復調する際にアナログ・ディジタル変換回路に要求されるサンプルレート性能は、54GS/s(ギガサンプル毎秒)という高い値となる。   DLI (Delay Line Interferometer), which extracts a binary signal directly from the modulated optical signal when demodulating an optical signal modulated by DPSK, which is binary phase modulation, or DQPSK, which is quaternary phase modulation, is known. However, in order to demodulate an optical signal modulated by further multi-level (for example, 8-level) phase modulation such as D8PSK, in addition to DLI, an analog-to-digital conversion circuit having a very high sample rate performance is required. Necessary. For example, when receiving one sample per symbol without polarization multiplexing, the sample rate performance required for the analog-to-digital conversion circuit when demodulating a 200 GHz / 16QAM modulation signal is 54 GS / s (gigasample per second). ) Is a high value.

また、近年の光通信システムにおける大容量化に対応するために、上述したような多値の位相変調により変調された光信号を復調する場合、受信装置のアナログ・ディジタル変換回路には、高いサンプルレート(例えば、50GS/s以上)に加え、高い分解能(例えば、5ビット以上)を両立できる性能が要求される。   In addition, in order to cope with the increase in capacity in recent optical communication systems, when demodulating an optical signal modulated by multi-level phase modulation as described above, an analog / digital conversion circuit of the receiving apparatus has a high sample rate. In addition to the rate (for example, 50 GS / s or more), a performance that can achieve both high resolution (for example, 5 bits or more) is required.

従来より広く知られている様々なアナログ・ディジタル変換回路の中で、高いサンプルレートを実現することが可能なアナログ・ディジタル変換回路として、フラッシュ型のアナログ・ディジタル変換回路がある(特許文献1)。
例として、特許文献1に開示されているフラッシュ型のアナログ・ディジタル変換回路は、図16に示すように、クロック信号入力端子CLK31−1、アナログ信号入力端子VIN35、参照電圧(トップ側)入力端子VRT32−1、参照電圧(ボトム側)入力端子VRB32−2、抵抗ラダー32、クロック分配器31、電圧比較器33(33−1〜33−7)、エンコーダ34、ディジタル信号出力(D2〜D0)端子36−1〜36−3、から構成される。
Among various analog-to-digital conversion circuits that have been widely known, a flash-type analog-to-digital conversion circuit is available as an analog-to-digital conversion circuit that can realize a high sample rate (Patent Document 1). .
As an example, as shown in FIG. 16, a flash type analog-digital conversion circuit disclosed in Patent Document 1 includes a clock signal input terminal CLK31-1, an analog signal input terminal VIN35, and a reference voltage (top side) input terminal. VRT32-1, reference voltage (bottom side) input terminal VRB32-2, resistor ladder 32, clock distributor 31, voltage comparator 33 (33-1 to 33-7), encoder 34, digital signal output (D2 to D0) It comprises terminals 36-1 to 36-3.

抵抗ラダー32は、参照電圧VRTと参照電圧VRBとを分圧した2n−1個(nはディジタル信号出力のビット数を表し、図16ではn=3の場合を示す。)の基準電圧を生成し、電圧比較器に送出する。
電圧比較器33(33−1〜33−7)は、一方の入力にアナログ入力信号VINを、他方の入力に抵抗ラダーによって生成された2n−1個の基準電圧の内のひとつを入力し、比較結果をエンコーダ34へ送出する。
エンコーダ34は、電圧比較器33からの出力をパラレルデータである温度計コードとして読み込み、この温度計コードをバイナリコードへ変換して3ビットのディジタル信号D2〜D0を出力する。
クロック分配器31は、クロック信号入力端子31−1から入力されるクロック信号CLKを同位相で分配し、電圧比較器33およびエンコーダ34に分配されたクロック信号CLKを送出する。
このようなフラッシュ型のアナログ・ディジタル変換回路は、比較的高いサンプルレートを可能とする一方、ディジタル信号へ変換する際の分解能が高くなるにつれて回路規模が大きくなるといった特徴がある。
The resistance ladder 32 has a reference voltage of 2 n −1 (n represents the number of bits of the digital signal output, and n = 3 in FIG. 16) obtained by dividing the reference voltage VRT and the reference voltage VRB. Generate and send to voltage comparator.
The voltage comparator 33 (33-1 to 33-7) inputs an analog input signal VIN to one input and one of 2 n −1 reference voltages generated by a resistor ladder to the other input. The comparison result is sent to the encoder 34.
The encoder 34 reads the output from the voltage comparator 33 as a thermometer code that is parallel data, converts the thermometer code into a binary code, and outputs 3-bit digital signals D2 to D0.
The clock distributor 31 distributes the clock signal CLK input from the clock signal input terminal 31-1 in the same phase, and sends the distributed clock signal CLK to the voltage comparator 33 and the encoder 34.
Such a flash type analog / digital conversion circuit has a feature that a relatively high sample rate is possible, while the circuit scale increases as the resolution when converting into a digital signal increases.

これに対し、高分解能(多ビット化)の信号を扱う場合でも回路規模を比較的小さくすることが可能なアナログ・ディジタル変換回路として、フォールディング型のアナログ・ディジタル変換回路が知られている(非特許文献1)。
例として、非特許文献1に開示されているフォールディング型のアナログ・ディジタル変換回路は、図17に示すように、クロック信号入力端子CLK41−1、アナログ信号入力端子VIN46、参照電圧(トップ側)入力端子VRT43−1、参照電圧(ボトム側)入力端子VRB43−2、アナログデータ分配器42、クロック分配器41、上位ビットアナログ・ディジタル変換回路43、フォールディング回路44、エンコーダ45、ディジタル信号出力(D3〜D0)端子47−1〜47−4から構成されている。
On the other hand, a folding type analog / digital conversion circuit is known as an analog / digital conversion circuit capable of making the circuit scale relatively small even when a high-resolution (multi-bit) signal is handled (non-conversion). Patent Document 1).
As an example, the folding type analog-digital conversion circuit disclosed in Non-Patent Document 1 includes a clock signal input terminal CLK41-1, an analog signal input terminal VIN46, and a reference voltage (top side) input as shown in FIG. Terminal VRT 43-1, reference voltage (bottom side) input terminal VRB 43-2, analog data distributor 42, clock distributor 41, upper bit analog-digital conversion circuit 43, folding circuit 44, encoder 45, digital signal output (D3-3) D0) terminals 47-1 to 47-4.

図17に示すフォールディング型のアナログ・ディジタル変換回路は、上位ビット変換用のアナログ・ディジタル変換回路(上位ビットアナログ・ディジタル変換回路43)と、下位ビット変換用のアナログ・ディジタル変換回路(フォールディング回路44およびエンコーダ45)とを共に動作させるものである。
上位ビットアナログ・ディジタル変換回路43は、図17に示すように、アナログ入力端子VIN46から入力されるアナログ信号に対応するディジタル信号の上位3ビットを、上述したようなフラッシュ型のアナログ・ディジタル変換回路を利用して導出することができる。
The folding type analog / digital conversion circuit shown in FIG. 17 includes an upper bit conversion analog / digital conversion circuit (upper bit analog / digital conversion circuit 43) and a lower bit conversion analog / digital conversion circuit (folding circuit 44). And the encoder 45) are operated together.
As shown in FIG. 17, the upper bit analog / digital conversion circuit 43 is a flash type analog / digital conversion circuit that converts the upper 3 bits of the digital signal corresponding to the analog signal input from the analog input terminal VIN46 into the above-described manner. Can be derived using.

下位ビット変換用のアナログ・ディジタル変換回路であるフォールディング回路44およびエンコーダ45は、図17に示すように、アナログ入力端子VIN46から入力されるアナログ信号に対応するディジタル信号の下位2ビットの信号を導出する。
フォールディング回路44は、アナログ入力端子VIN46から入力されるアナログ信号に対応するディジタル信号の下位2ビットの変換に必要な折返信号(F2,F1)を生成する回路である。フォールディング回路44から出力される折返信号(F1,F2)は、上位ビットアナログ・ディジタル変換回路43から出力される最下位ビットD2に相当する電圧よりも小さい電圧幅で折り返される出力特性を有する。このような出力特性を有した折返し信号を生成する従来のフォールディング回路は、一般的に、複数の電気信号増幅器を並列に接続した構成を有する電子回路である。
As shown in FIG. 17, the folding circuit 44 and the encoder 45, which are analog / digital conversion circuits for lower bit conversion, derive a lower two bit signal of the digital signal corresponding to the analog signal input from the analog input terminal VIN46. To do.
The folding circuit 44 is a circuit that generates a folding signal (F2, F1) necessary for conversion of the lower 2 bits of the digital signal corresponding to the analog signal input from the analog input terminal VIN46. The folding signal (F1, F2) output from the folding circuit 44 has an output characteristic that is folded back with a voltage width smaller than the voltage corresponding to the least significant bit D2 output from the upper bit analog / digital conversion circuit 43. A conventional folding circuit that generates a folded signal having such output characteristics is generally an electronic circuit having a configuration in which a plurality of electric signal amplifiers are connected in parallel.

エンコーダ45は、折返信号(F1,F2)に基づいて、アナログ入力端子VIN46から入力されるアナログ信号に対応するディジタル信号の下位2ビット(D1,D0)を導出する。
ここで、フォールディング型のアナログ・ディジタル変換回路によって出力されるディジタル信号の上位ビットD3,D2と、フォールディング回路によって出力される折返し信号F1,F2と、ディジタル信号の下位ビットD1,D0との関係を図18に示す。 図18に示すように、ディジタル信号の下位ビットD1,D0は、フォールディング回路から出力される折返し信号F1,F2に基づいてエンコーダから出力される。
The encoder 45 derives the lower 2 bits (D1, D0) of the digital signal corresponding to the analog signal input from the analog input terminal VIN46 based on the folding signal (F1, F2).
Here, the relationship between the upper bits D3 and D2 of the digital signal output by the folding type analog-digital conversion circuit, the folding signals F1 and F2 output by the folding circuit, and the lower bits D1 and D0 of the digital signal As shown in FIG. As shown in FIG. 18, the lower bits D1 and D0 of the digital signal are output from the encoder based on the folding signals F1 and F2 output from the folding circuit.

このようなフォールディング型のアナログ・ディジタル変換回路では、高い分解能(多ビット化(例えば5ビット以上))のディジタル信号を出力する場合でも、フラッシュ型のアナログ・ディジタル変換回路に比べ回路規模を小さくすることが可能である一方、フォールディング回路の構成上の特徴により入力負荷容量が増大するため、フラッシュ型のアナログ・ディジタル変換回路に比べて動作速度が低くなるといった特徴がある。   In such a folding type analog / digital conversion circuit, even when a high resolution (multi-bit (for example, 5 bits or more)) digital signal is output, the circuit scale is reduced as compared with a flash type analog / digital conversion circuit. On the other hand, the input load capacity increases due to the configuration characteristics of the folding circuit, so that the operation speed is lower than that of the flash type analog-digital conversion circuit.

特開2009−267808号公報JP 2009-267808 A

Michael P. Flynn and Ben Sheahan, “A 400-Msample/s, 6-b CMOS Folding and Interpolating ADC”, IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 33, NO. 12, DECEMBER 1998Michael P. Flynn and Ben Sheahan, “A 400-Msample / s, 6-b CMOS Folding and Interpolating ADC”, IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 33, NO. 12, DECEMBER 1998

したがって、より高いサンプルレートを実現するためには、特許文献1に開示されているようなフラッシュ型のアナログ・ディジタル変換回路は、高い分解能を実現するほどに回路規模が大きくなるため、サンプルレートの低下を招き、また、非特許文献1に開示されているようなフォールディング型のアナログ・ディジタル変換回路は、高い分解能を実現するほどに下位ビット変換用のフォールディング回路の動作速度がボトルネックとなっていた。   Therefore, in order to realize a higher sample rate, the flash-type analog-digital conversion circuit as disclosed in Patent Document 1 has a larger circuit scale to achieve higher resolution. In the folding type analog-digital conversion circuit as disclosed in Non-Patent Document 1, the operation speed of the folding circuit for lower-order bit conversion becomes a bottleneck as the high resolution is realized. It was.

具体的には、従来のフラッシュ型およびフォールディング型のアナログ・ディジタル変換回路で高い分解能(多ビット化(例えば5ビット以上))の信号を扱う場合、フラッシュ型のアナログ・ディジタル変換回路の回路規模は、指数関数的に大きくなり、巨大な回路規模の信号間に発生するスキュー(タイミングのずれ)や、消費電力の増大による回路素子の発熱といったことにより、サンプルレートの低下を招くといった問題があった。
一方、従来のフォールディング型のアナログ・ディジタル変換回路では、ディジタル変換後の信号が高分解能になる程にフォールディング回路に用いられる増幅器も増えることから、フォールディング回路の入力負荷容量が増大するため、フォールディング回路の動作が遅くなり、高いサンプルレートを実現できないといった問題があった。
Specifically, when dealing with high resolution (multi-bit (for example, 5 bits or more)) signals in conventional flash type and folding type analog / digital conversion circuits, the circuit scale of the flash type analog / digital conversion circuit is: However, there is a problem that the sampling rate is lowered due to an exponential increase, skew (timing shift) generated between signals of a huge circuit scale, and heat generation of circuit elements due to an increase in power consumption. .
On the other hand, in the conventional folding type analog-digital conversion circuit, the number of amplifiers used in the folding circuit increases as the signal after digital conversion becomes higher in resolution, so the input load capacity of the folding circuit increases. There was a problem that the operation of the system became slow and a high sample rate could not be realized.

その結果、上述したような従来のアナログ・ディジタル変換回路では、サンプルレートと分解能との間にトレードオフの関係があるため、近年の光通信システムにおける大容量化に対応するために求められる、より高分解能とより高サンプルレートとを両立させることが困難であった。   As a result, in the conventional analog-digital conversion circuit as described above, since there is a trade-off relationship between the sample rate and the resolution, it is required to cope with the increase in capacity in recent optical communication systems. It has been difficult to achieve both high resolution and higher sample rate.

そこで本発明は、上述した課題を解決するために、光信号を復調する際に、サンプルレートと分解能との間のトレードオフの関係を緩和させ、高いサンプルレートと高い分解能とを両立させたアナログ・ディジタル変換を実現することを目的とする。   Therefore, in order to solve the above-described problem, the present invention relaxes the trade-off relationship between the sample rate and the resolution when demodulating the optical signal, and achieves both a high sample rate and a high resolution.・ The purpose is to realize digital conversion.

上述した目的を達成するために、本発明は、フォールディング回路に、外部より入力される入力信号光を互いに等しい光強度を有するN個(Nは整数)の信号光に分配する信号光分配部と、外部より入力される入力参照光を予め定められた光強度の分配比によって互いに異なる光強度を有するN個の参照光に分配する参照光分配部と、N個の前記信号光とN個の前記参照光との光強度から前記入力信号光の光強度を量子化したNビットの温度計コードを導出し、この温度計コードの論理を1ビットおきに反転させた反転温度計コードの各ビットの総和の出力を、前記入力信号光の光強度の変化に応じて折り返される折返し信号として出力する折返し信号出力部とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, the present invention includes a signal light distribution unit that distributes input signal light input from the outside to N (N is an integer) signal lights having equal light intensities in a folding circuit. A reference light distribution unit that distributes input reference light input from the outside to N reference lights having different light intensities according to a predetermined light intensity distribution ratio, and the N signal lights and N reference lights Each bit of the inverted thermometer code in which the N-bit thermometer code obtained by quantizing the light intensity of the input signal light is derived from the light intensity with the reference light, and the logic of the thermometer code is inverted every other bit. And a folding signal output unit that outputs a folding signal that is folded according to a change in the light intensity of the input signal light.

また、本発明における前記参照光分配部は、前記入力参照光を互いに等しい光強度のN個の光へ分配する光分配器と、互いに異なる透過率を有し、前記光分配器によって分配されたN個の光の光強度を、それぞれ前記分配比に応じた光強度に減衰するN個の光減衰器とを備えても良い。
また、本発明にかかるフォールディング回路は、前記参照光分配部を複数備え、複数の前記参照光分配部は、互いに異なる前記分配比を有しても良い。
In addition, the reference light distribution unit according to the present invention has an optical distributor that distributes the input reference light to N light beams having the same light intensity, and has a different transmittance and is distributed by the light distributor. You may provide the N optical attenuator which attenuates the light intensity of N light to the light intensity according to the said distribution ratio, respectively.
In addition, the folding circuit according to the present invention may include a plurality of the reference light distribution units, and the plurality of reference light distribution units may have different distribution ratios.

また、本発明における前記折返し信号出力部は、N個の前記信号光の内のひとつの前記信号光の光強度と、N個の前記参照光の内のひとつの前記参照光の光強度とを比較し、N個の比較結果に応じたNビットの前記温度計コードを出力する比較演算部と、この比較演算部によって出力される前記温度計コードの論理を1ビットおきに反転させて前記反転温度計コードを出力する反転演算部と、この反転演算部によって出力される前記反転温度計コードの各ビットを加算して加算信号を出力する加算演算部とを備えても良い。   In the present invention, the folded signal output unit may calculate the light intensity of one of the N signal lights and the light intensity of one of the N reference lights. A comparison operation unit that compares and outputs the N-bit thermometer code corresponding to N comparison results, and inverts the logic of the thermometer code output by the comparison operation unit every other bit to perform the inversion You may provide the inversion operation part which outputs a thermometer code, and the addition operation part which adds each bit of the said inversion thermometer code output by this inversion operation part, and outputs an addition signal.

また、本発明における前記比較演算部は、N個の前記信号光の内のひとつが入力される第1の入力端子と、N個の前記参照光の内のひとつが入力される第2の入力端子とを有し、前記第1の入力端子から入力された前記信号光から変換された電気信号を出力する第1の出力端子と、前記第2の入力端子から入力された前記参照光から変換された電気信号を出力する第2の出力端子とを有するN個の光電変換器と、この光電変換器の前記第1、第2の出力端子から出力される電気信号の電位を比較し、比較結果に応じた電気信号を出力するN個のコンパレータとを備え、前記反転演算部は、N個の前記コンパレータから出力される電気信号の論理をひとつおきに反転させる反転出力器を備え、前記加算演算部は、前記反転出力器によってひとつおきに反転されたN個の電気信号を加算して前記加算信号を出力する加算器を備えても良い。   In the present invention, the comparison calculation unit includes a first input terminal to which one of the N signal lights is input, and a second input to which one of the N reference lights is input. A first output terminal that outputs an electrical signal converted from the signal light input from the first input terminal, and a conversion from the reference light input from the second input terminal. N photoelectric converters having a second output terminal for outputting the electrical signal, and the potentials of the electrical signals output from the first and second output terminals of the photoelectric converter are compared. N comparators that output electrical signals according to the results, and the inversion operation unit includes an inverting output unit that inverts every other logic of the electrical signals output from the N comparators. One computing unit is provided by the inverting output device. By adding the N electrical signals that are inverted can be an adder for outputting the sum signal.

また、本発明における前記比較演算部は、N個の前記信号光の内のひとつとN個の前記参照光の内のひとつとを干渉させて干渉光信号をN個出力する光干渉器を備え、前記反転演算部は、N個の前記干渉光信号の位相をひとつおきに180°遅延させて遅延干渉光信号を生成する光遅延器を備え、前記加算演算部は、前記光遅延器から出力されるN個の前記遅延干渉光信号を合波して合波光信号を出力する光合波器と、この光合波器から出力される前記合波光信号を電気信号へ変換して出力する光電変換器とを備えても良い。   Further, the comparison operation unit according to the present invention includes an optical interferometer that outputs one of N interference optical signals by interfering with one of the N signal lights and one of the N reference lights. The inversion operation unit includes an optical delay unit that generates a delayed interference optical signal by delaying every other phase of the N interference optical signals by 180 °, and the addition operation unit outputs from the optical delay unit An optical multiplexer that combines the N delayed interference optical signals to be output and outputs a combined optical signal, and a photoelectric converter that converts the combined optical signal output from the optical multiplexer into an electrical signal and outputs the electrical signal And may be provided.

また、本発明は、外部から入力される入力信号光を所定の分解能のディジタル信号へ変換するアナログ・ディジタル変換回路として、前記入力信号光を2つの信号光へ分配する入力信号光分配器と、この入力信号光分配器によって分配された一方の信号光を電気信号へ変換する光電変換器と、所定のクロック信号を予め定められた複数のサンプリングクロック信号へ分配するクロック分配器と、前記サンプリングクロック信号に同期して前記光電変換器から出力される電気信号の電圧レベルと外部から入力される参照電圧レベルとを比較し、この比較結果に基づいた前記ディジタル信号の予め定められた上位ビットの信号を生成する上位ビット信号生成部と、外部から入力される入力参照光と前記入力信号光とを入力して前記入力信号光の光強度の変動に応じて所定のタイミングで折り返す折返し信号を生成するフォールディング回路と、前記サンプリングクロック信号に同期して前記フォールディング回路から出力される前記折返し信号に基づいた前記ディジタル信号の予め定められた下位ビットの信号を生成する下位ビット信号生成部とを備え、前記フォールディング回路は、請求項1乃至6のいずれかに記載されたフォールディング回路であって、前記ディジタル信号の前記上位ビットの分解能に関連して定まる折返し数の前記折返し信号を、前記下位ビットの分解能に関連して定まる数だけ生成することを特徴とする。   The present invention also provides an input signal light distributor that distributes the input signal light into two signal lights as an analog-digital conversion circuit that converts the input signal light input from the outside into a digital signal with a predetermined resolution. A photoelectric converter for converting one signal light distributed by the input signal light distributor into an electric signal; a clock distributor for distributing a predetermined clock signal to a plurality of predetermined sampling clock signals; and the sampling clock A voltage level of an electric signal output from the photoelectric converter in synchronization with a signal is compared with a reference voltage level input from the outside, and a signal of a predetermined upper bit of the digital signal based on the comparison result A high-order bit signal generation unit for generating the input signal light, the input reference light input from the outside, and the input signal light A folding circuit that generates a folding signal that folds back at a predetermined timing according to a variation in the degree, and a predetermined lower order of the digital signal based on the folding signal that is output from the folding circuit in synchronization with the sampling clock signal A lower bit signal generation unit for generating a bit signal, wherein the folding circuit is a folding circuit according to any one of claims 1 to 6, wherein the folding circuit is related to a resolution of the upper bit of the digital signal. The number of folding signals determined in accordance with the number of folding signals is generated in a number determined in relation to the resolution of the lower bits.

また、本発明は、外部から入力される入力信号光を所定の分解能のディジタル信号へ変換するアナログ・ディジタル変換回路として、所定のサンプリングクロックを出力するサンプリングクロック発生部と、外部から入力される入力参照光と前記入力信号光とを入力して前記入力信号光の光強度の変動に応じて所定のタイミングで折り返す折返し信号を生成するフォールディング回路と、前記サンプリングクロックに同期して前記フォールディング回路から出力される前記折返し信号に基づいた前記入力信号光に対応する前記ディジタル信号を生成するエンコーダとを備え、前記フォールディング回路は、請求項1乃至6のいずれかに記載されたフォールディング回路であって、前記フォールディング回路によって生成される折返し信号の数と折返し数は、前記ディジタル信号の分解能に関連して定まることを特徴とする。   The present invention also provides a sampling clock generator for outputting a predetermined sampling clock as an analog / digital conversion circuit for converting input signal light input from the outside into a digital signal having a predetermined resolution, and an input input from the outside. A folding circuit that inputs reference light and the input signal light and generates a folding signal that returns at a predetermined timing in accordance with fluctuations in light intensity of the input signal light, and outputs from the folding circuit in synchronization with the sampling clock An encoder for generating the digital signal corresponding to the input signal light based on the folded signal, wherein the folding circuit is the folding circuit according to any one of claims 1 to 6, The number of folding signals generated by the folding circuit Folding number, and wherein the determined connection with the resolution of the digital signal.

また、本発明における前記フォールディング回路から出力される前記折返し信号の数と折返し数は、関係式;Fs=2(m+1)+1,Ft=2n/2(ここで、Fsは前記折返し信号の折返し数、Ftは前記折返し信号の数、mは前記ディジタル信号の前記上位ビットのビット数、nは前記ディジタル信号の前記下位ビットのビット数を表す。)から導出されるとしても良い。 Also, the number of folding signals and the number of folding signals output from the folding circuit according to the present invention are expressed by a relational expression: Fs = 2 (m + 1) +1, Ft = 2 n / 2 (where Fs is the folding signal of the folding signal). Ft is the number of the folded signals, m is the number of bits of the upper bits of the digital signal, and n is the number of bits of the lower bits of the digital signal.

本発明によれば、光通信システムにおいて受信装置が受信した光信号を復調する際に、受信装置のアナログ・ディジタル変換回路に搭載されるフォールディング回路が、入力される光信号を分配してそれぞれの光信号における光強度を用いて光学的に演算処理を実行することによって、より高い分解能のディジタル信号へ変換する場合でも、フォールディング回路の入力負荷容量を増大させることなく従来よりもフォールディング回路を高速に動作させることができ、より高いサンプルレートとより高い分解能とを両立させることができる。   According to the present invention, when an optical signal received by a receiving device is demodulated in an optical communication system, a folding circuit mounted on an analog / digital conversion circuit of the receiving device distributes an input optical signal and Even when converting to a digital signal with higher resolution by optically performing arithmetic processing using the light intensity in the optical signal, the folding circuit can be made faster than before without increasing the input load capacity of the folding circuit. It can be operated and a higher sample rate and a higher resolution can be achieved at the same time.

したがって、本発明によれば、入力される光信号を用いて光学的に演算処理を実行するフォールディング回路により、サンプルレートと分解能との間のトレードオフの関係を緩和させ、より高いサンプルレートとより高い分解能とを両立させるとともに、回路規模の増大を抑制した低消費電力によるアナログ・ディジタル変換を実現することが可能となる。   Therefore, according to the present invention, the folding circuit that optically executes the arithmetic processing using the input optical signal relaxes the trade-off relationship between the sample rate and the resolution, thereby increasing the higher sample rate. It is possible to achieve analog / digital conversion with low power consumption while ensuring high resolution and suppressing an increase in circuit scale.

本発明の第1の実施の形態にかかるフォールディング回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the folding circuit concerning the 1st Embodiment of this invention. 第1の実施の形態にかかるフォールディング回路の各要素の出力結果の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the output result of each element of the folding circuit concerning a 1st embodiment. 第1の実施の形態にかかるフォールディング回路から出力される折返し信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the folding signal output from the folding circuit concerning 1st Embodiment. 参照光分配器を複数設けた場合のフォールディング回路の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of a folding circuit at the time of providing multiple reference light splitters. 本発明の第2の実施の形態にかかるフォールディング回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the folding circuit concerning the 2nd Embodiment of this invention. 第2の実施の形態にかかるフォールディング回路の各要素の出力結果の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the output result of each element of the folding circuit concerning 2nd Embodiment. 本発明の第3の実施の形態にかかるフォールディング回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the folding circuit concerning the 3rd Embodiment of this invention. 第3の実施の形態にかかるフォールディング回路の各要素の出力結果の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the output result of each element of the folding circuit concerning 3rd Embodiment. 本発明の第4の実施の形態にかかるフォールディング回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the folding circuit concerning the 4th Embodiment of this invention. 第4の実施の形態にかかるフォールディング回路の各要素の出力結果の一例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the output result of each element of the folding circuit concerning 4th Embodiment. 本発明の第5の実施の形態にかかるアナログ・ディジタル変換回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the analog / digital conversion circuit concerning the 5th Embodiment of this invention. アナログ・ディジタル変換回路におけるフォールディング回路から出力される折返し信号の折返数および並列数と、A/D変換後のディジタル信号D2,D1,D0との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the folding | turning number of the folding signal output from the folding circuit in an analog-digital conversion circuit, and the parallel number, and digital signal D2, D1, D0 after A / D conversion. エンコーダ出力(真理値表)の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an encoder output (truth table). 本発明の第6の実施の形態にかかるアナログ・ディジタル変換回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the analog / digital conversion circuit concerning the 6th Embodiment of this invention. 第6の実施の形態にかかるアナログ・ディジタル変換回路のフォールディング回路から出力される折返し信号に基づくエンコーダ出力(真理値表)の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the encoder output (truth table) based on the folding signal output from the folding circuit of the analog-digital conversion circuit concerning 6th Embodiment. フラッシュ型のアナログ・ディジタル変換回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a flash type analog-digital conversion circuit. フォールディング型のアナログ・ディジタル変換回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a folding type | mold analog-digital conversion circuit. フォールディング型のアナログ・ディジタル変換回路によって出力されるディジタル信号の上位ビットD3,D2と、フォールディング回路によって出力される折返し信号F1,F2と、ディジタル信号の下位ビットD1,D0との関係を説明する図である。The figure explaining the relationship between the high-order bits D3 and D2 of the digital signal output by the folding type analog-digital conversion circuit, the folding signals F1 and F2 output by the folding circuit, and the low-order bits D1 and D0 of the digital signal It is.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
[第1の実施の形態]
本発明の第1の実施の形態にかかるフォールディング回路は、入力信号光と入力参照光との光強度を用いて光学的に演算処理を実行することによって、アナログ・ディジタル変換(以下、「A/D変換」という。)によって入力信号光をディジタル信号へ変換させる際に用いる折返し信号を出力するものである。
本実施の形態にかかるフォールディング回路の構成を図1に、また、本実施の形態にかかるフォールディング回路の各要素の出力結果の一例を図2に示す。以下、図1、2を参照して本実施の形態にかかるフォールディング回路100の構成および機能について、詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
The folding circuit according to the first embodiment of the present invention optically executes arithmetic processing using the light intensities of the input signal light and the input reference light, thereby performing analog-to-digital conversion (hereinafter referred to as “A / This is referred to as “D conversion”) to output a folded signal used when the input signal light is converted into a digital signal.
FIG. 1 shows the configuration of the folding circuit according to this embodiment, and FIG. 2 shows an example of the output result of each element of the folding circuit according to this embodiment. Hereinafter, the configuration and function of the folding circuit 100 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.

本実施の形態にかかるフォールディング回路100は、図1に示すように、信号光分配部110と、参照光分配部120と、折返し信号出力部130とから構成されている。
信号光分配部110は、外部から入力される入力信号光1を互いに等しい光強度を有するn個(nは整数)の信号光に分配する。
本実施の形態においては、図2に示すように、入力信号光1の光強度は、光強度レベルとして「0」〜「50」で表し、「10」をステップに変化する。信号光分配部110は、入力信号光1の光強度レベルに応じて互いに等しい光強度を有する5つの信号光へ分配する。
具体的には、図2に示すように、入力信号光1の光強度レベルが「50」である場合、信号光分配部110は、入力信号光1の光強度レベルを互いに等しい光強度レベルを有する5つの信号光に分配することから、光強度レベルが「10」である5つの信号光を出力する。同様に、信号光分配部110は、入力信号光1の光強度レベルが「40」では光強度レベルが「8」である5つの信号光を、入力信号光1の光強度レベルが「30」では光強度レベルが「6」である5つの信号光を出力する。
As shown in FIG. 1, the folding circuit 100 according to the present embodiment includes a signal light distribution unit 110, a reference light distribution unit 120, and a folding signal output unit 130.
The signal light distribution unit 110 distributes the input signal light 1 input from the outside into n signal lights (n is an integer) having the same light intensity.
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the light intensity of the input signal light 1 is represented by “0” to “50” as the light intensity level, and “10” is changed in steps. The signal light distribution unit 110 distributes the signal light into five signal lights having the same light intensity according to the light intensity level of the input signal light 1.
Specifically, as shown in FIG. 2, when the light intensity level of the input signal light 1 is “50”, the signal light distribution unit 110 sets the light intensity levels of the input signal light 1 equal to each other. Since the signal light is distributed to the five signal lights, the five signal lights having the light intensity level “10” are output. Similarly, the signal light distribution unit 110 outputs five signal lights whose light intensity level is “8” when the light intensity level of the input signal light 1 is “40”, and the light intensity level of the input signal light 1 is “30”. Then, five signal lights having a light intensity level of “6” are output.

参照光分配部120は、外部から入力される入力参照光2を、予め定められた光強度の分配比によって互いに異なる光強度を有するn個の参照光に分配する。
本実施の形態においては、図2に示すように、入力参照光2の光強度を光強度レベルとして「25」で表し、入力参照光2の光強度レベルは一定である。参照光分配部120は、入力参照光2の光強度レベル「25」を予め定められた分配比で「9」,「7」,「5」,「3」,「1」の光強度レベルを有する5つの参照光へ分配する。
The reference light distribution unit 120 distributes the input reference light 2 input from the outside to n reference lights having different light intensities according to a predetermined light intensity distribution ratio.
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the light intensity of the input reference light 2 is represented by “25” as the light intensity level, and the light intensity level of the input reference light 2 is constant. The reference light distribution unit 120 sets the light intensity level “25” of the input reference light 2 to the light intensity levels of “9”, “7”, “5”, “3”, “1” with a predetermined distribution ratio. It distributes to the five reference beams that it has.

折返し信号出力部130は、信号光分配部110によって入力信号光1から分配されたn個の信号光と、参照光分配部120によって入力参照光2から分配されたn個の参照光との光強度から、入力信号光1を量子化したnビットの信号(以下、「温度計コード」という。)を導出し、この温度計コードの各ビットの論理を交互に反転させた信号(以下、「反転温度計コード」という。)の各ビットの総和を表す信号を、入力信号光1の光強度の変化に応じて折り返される信号(以下、「折返し信号」という。)として出力する。
本実施の形態における折返し信号出力部130は、比較演算部131と、反転演算部132と、加算演算部133とから構成されている。
The return signal output unit 130 is a light of n signal lights distributed from the input signal light 1 by the signal light distribution unit 110 and n reference lights distributed from the input reference light 2 by the reference light distribution unit 120. An n-bit signal obtained by quantizing the input signal light 1 (hereinafter referred to as “thermometer code”) is derived from the intensity, and a signal (hereinafter referred to as “the thermometer code”) in which the logic of each bit of the thermometer code is alternately inverted. A signal representing the sum of each bit of “inverted thermometer code”) is output as a signal that is turned back in response to a change in the light intensity of the input signal light 1 (hereinafter referred to as a “turn-back signal”).
The folding signal output unit 130 in the present embodiment includes a comparison calculation unit 131, an inversion calculation unit 132, and an addition calculation unit 133.

比較演算部131は、n個の信号光の内のひとつが入力される第1の入力端子と、n個の参照光の内のひとつが入力される第2の入力端子と、第1の入力端子に入力された信号光から変換された電気信号を出力する第1の出力端子と、第2の入力端子に入力された参照光から変換された電気信号を出力する第2の出力端子とを有するn個の光電変換器131−11〜131−1nと、光電変換器131−11〜131−1nそれぞれの第1の出力端子と第2の出力端子とから出力される電気信号の電位を比較し、比較結果に応じた電気信号をそれぞれ出力するn個のコンパレータ131−21〜131−2nとによって構成されている。   The comparison operation unit 131 includes a first input terminal to which one of n signal lights is input, a second input terminal to which one of n reference lights is input, and a first input. A first output terminal that outputs an electrical signal converted from the signal light input to the terminal; and a second output terminal that outputs an electrical signal converted from the reference light input to the second input terminal. The potentials of the electric signals output from the first output terminal and the second output terminal of each of the n photoelectric converters 131-11 to 131-1n and the photoelectric converters 131-11 to 131-1n are compared. The n comparators 131-21 to 131-2n each output an electrical signal corresponding to the comparison result.

本実施の形態において、比較演算部131は、光電変換器131−11〜131−1nから出力される信号光から変換された電気信号と参照光から変換された電気信号との電位をコンパレータ131−21〜131−2nによって比較し、n個の比較結果に応じたnビットの温度計コードを出力する。
具体的には、コンパレータ131−21〜131−2nは、信号光から変換された電気信号の電位が参照光から変換された電気信号の電位よりも大きい場合には「1」を、小さい場合には「0」を出力することにより、nビットの温度計コードを出力する。
In the present embodiment, the comparison operation unit 131 uses the potential of the electrical signal converted from the signal light output from the photoelectric converters 131-11 to 131-1n and the electrical signal converted from the reference light as the comparator 131-. 21 to 131-2n, and an n-bit thermometer code corresponding to n comparison results is output.
Specifically, the comparators 131-21 to 131-2 n set “1” when the potential of the electrical signal converted from the signal light is larger than the potential of the electrical signal converted from the reference light, and when the potential is smaller Outputs an n-bit thermometer code by outputting “0”.

例えば、図2に示すように、入力信号光1の光強度レベルが「50」、入力参照光2の光強度レベルが「25」である場合、信号光分配部110によって出力される5つの信号光の光強度レベルは互いに等しく「10」であり、参照光分配部120によって出力される5つの参照光の光強度レベルは強い順に「9」,「7」,「5」,「3」,「1」である。   For example, as shown in FIG. 2, when the light intensity level of the input signal light 1 is “50” and the light intensity level of the input reference light 2 is “25”, the five signals output by the signal light distribution unit 110 The light intensity levels of the lights are equal to each other, “10”, and the light intensity levels of the five reference lights output by the reference light distribution unit 120 are “9”, “7”, “5”, “3”, “1”.

このような光強度レベルを有する5つの信号光および参照光は、光電変換器131−11〜131−15によって光強度レベルに応じた電位の電気信号にそれぞれ変換され、コンパレータ131−21〜131−25によって電気信号の電位がそれぞれ比較される。
すなわち、光電変換器131−11は、光強度レベル「10」の信号光と光強度レベル「9」の参照光とを、それぞれの光強度レベルに応じた電位を有する電気信号へ変換し、コンパレータ131−11は、光強度レベル「10」の信号光から変換された電気信号と光強度レベル「9」の参照光から変換された電気信号との電位を比較する。
The five signal lights and reference lights having such light intensity levels are converted into electric signals having potentials corresponding to the light intensity levels by the photoelectric converters 131-11 to 131-15, respectively, and comparators 131-21 to 131- 25, the electric signal potentials are respectively compared.
That is, the photoelectric converter 131-11 converts the signal light having the light intensity level “10” and the reference light having the light intensity level “9” into an electric signal having a potential corresponding to each light intensity level, 131-11 compares the electric signal converted from the signal light having the light intensity level “10” and the electric signal converted from the reference light having the light intensity level “9”.

このとき、信号光から変換された電気信号の電位が参照光から変換された電気信号の電位より高いことから、コンパレータ131−11は、「1」を出力する。同様に、光電変換器131−12〜131−15とコンパレータ131−22〜131−25は、残り4つの信号光および参照光から変換された電気信号の電位の比較を行い、比較結果を出力する。その結果、図2に示すように、比較演算部131は、5ビットの温度計コード「1,1,1,1,1」を出力する。   At this time, since the electric signal potential converted from the signal light is higher than the electric signal potential converted from the reference light, the comparator 131-11 outputs “1”. Similarly, the photoelectric converters 131-12 to 131-15 and the comparators 131-22 to 131-25 compare the potentials of the remaining four signal lights and electrical signals converted from the reference light, and output the comparison results. . As a result, as shown in FIG. 2, the comparison operation unit 131 outputs a 5-bit thermometer code “1, 1, 1, 1, 1”.

反転演算部132は、比較演算部131によって出力される温度計コードの論理を1ビットおきに反転させた反転温度計コードを出力する。
本実施の形態において、反転演算部132は、n個のコンパレータ131−21〜131−2nから出力される信号の論理を交互に反転する反転出力器によって構成される。例えば、図2に示すように、入力信号光1の光強度レベルが「50」の場合、比較演算部131のコンパレータ131−21〜131−25から出力される温度計コードは「1,1,1,1,1」であり、反転演算部132は、この温度計コードの各ビットの論理を交互に反転させて反転温度計コード「1,0,1,0,1」を出力する。
The inversion operation unit 132 outputs an inverted thermometer code obtained by inverting the logic of the thermometer code output by the comparison operation unit 131 every other bit.
In the present embodiment, the inversion operation unit 132 is configured by an inversion output device that alternately inverts the logic of signals output from the n comparators 131-21 to 131-2 n. For example, as illustrated in FIG. 2, when the light intensity level of the input signal light 1 is “50”, the thermometer codes output from the comparators 131-21 to 131-25 of the comparison calculation unit 131 are “1, 1, The inversion operation unit 132 alternately inverts the logic of each bit of the thermometer code and outputs the inverted thermometer code “1, 0, 1, 0, 1”.

加算演算部133は、反転演算部132によって出力される反転温度計コードの各ビットを加算して加算信号を出力する。
本実施の形態において、加算演算部133は、反転演算部132を構成する反転出力器によって出力される反転温度計コードの各ビットの信号を加算して加算結果を出力する加算器によって構成される。
The addition operation unit 133 adds each bit of the inversion thermometer code output by the inversion operation unit 132 and outputs an addition signal.
In the present embodiment, the addition operation unit 133 is configured by an adder that adds the signals of the respective bits of the inverted thermometer code output by the inverting output unit included in the inverting operation unit 132 and outputs the addition result. .

例えば、図2に示すように、入力信号光1の光強度レベルが「50」の場合、反転演算部132から出力される反転温度計コードは「1,0,1,0,1」であり、加算演算部133は、この反転温度計コードの各ビットの値を加算した「3」を表す加算信号を出力する。また、入力信号光1の光強度レベルが「40」の場合では、加算演算部133は、反転温度計コード「0,0,1,0,1」の各ビットの値を加算した「2」を表す加算信号を出力する。
したがって、入力信号光1の光強度レベルが「0」から「50」まで変動すると、折返し信号出力部130の加算演算部133から出力される加算信号は、入力信号光1の光強度レベルの変動に伴いその値が「2→3→2→3→2→3」と繰り返して変化する。ここで、加算演算部133から出力される加算信号と入力信号光の光強度の変動との関係を図3に示す。図3に示すように、加算信号は、入力信号の光強度が変動することに伴い、その出力が2と3で折り返す(繰り返す)出力特性を有している。
For example, as shown in FIG. 2, when the light intensity level of the input signal light 1 is “50”, the inversion thermometer code output from the inversion operation unit 132 is “1, 0, 1, 0, 1”. The addition operation unit 133 outputs an addition signal representing “3” obtained by adding the values of the respective bits of the inverted thermometer code. Further, when the light intensity level of the input signal light 1 is “40”, the addition operation unit 133 adds “2”, which is obtained by adding the values of the respective bits of the inverted thermometer code “0, 0, 1, 0, 1”. The addition signal representing is output.
Therefore, when the light intensity level of the input signal light 1 varies from “0” to “50”, the addition signal output from the addition operation unit 133 of the folding signal output unit 130 varies in the light intensity level of the input signal light 1. Accordingly, the value changes repeatedly as “2 → 3 → 2 → 3 → 2 → 3”. Here, the relationship between the addition signal output from the addition operation unit 133 and the fluctuation of the light intensity of the input signal light is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the added signal has an output characteristic in which the output is folded back (repeated) between 2 and 3 as the light intensity of the input signal varies.

以上のことから、本実施の形態にかかるフォールディング回路100の折返し信号出力部130は、入力信号光1の入力特性に応じて出力が折返し変化する信号、すなわちA/D変換によって入力信号光をディジタル信号へ変換させる際に用いる折返し信号を、出力する。   From the above, the folding signal output unit 130 of the folding circuit 100 according to the present embodiment digitally converts the input signal light by the A / D conversion, that is, the signal whose output changes according to the input characteristics of the input signal light 1. A loopback signal used for conversion to a signal is output.

また、本実施の形態において複数の折返し信号を出力する場合、フォールディング回路100は、複数の参照光分配部120を備え、参照光分配部120の搭載数だけ折返し信号を出力する。また、複数の参照光分配部120は、互いに異なる光強度の分配比を有している。
図4は、2個の折返し信号を出力する場合のフォールディング回路の構成を説明する図である。図4を参照して、複数の折返し信号を出力する場合のフォールディング回路の構成について、以下、説明する。
Further, in the present embodiment, when outputting a plurality of folding signals, the folding circuit 100 includes a plurality of reference light distribution units 120 and outputs the folding signals as many as the number of reference light distribution units 120 mounted. Further, the plurality of reference light distribution units 120 have different light intensity distribution ratios.
FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of the folding circuit when two folding signals are output. With reference to FIG. 4, the configuration of the folding circuit when outputting a plurality of folding signals will be described below.

図4に示すように、2個の折返し信号を出力するフォールディング回路は、2つの参照光分配部120−1,120−2を備えており、この2つの参照光分配部120−1,120−2は、互いに異なる光強度の分配比を有している。
具体的には、参照光分配部120−1に入力される入力参照光2−1の光強度レベルが「25」であり、参照光分配部120−1によって分配される参照光120−1a〜120−1eの光強度レベルはレベルが強い順に「9」,「7」,「5」,「3」,「1」となる。一方、参照光分配部120−2に入力される入力参照光2−2の光強度レベルが「20」であり、参照光分配部120−2によって分配される参照光120−2a〜120−2eの光強度レベルは、レベルが強い順に「8」,「6」,「4」,「2」,「0」となる。
As shown in FIG. 4, the folding circuit that outputs two folding signals includes two reference light distribution units 120-1 and 120-2. The two reference light distribution units 120-1 and 120- 2 have different light intensity distribution ratios.
Specifically, the light intensity level of the input reference light 2-1 input to the reference light distribution unit 120-1 is “25”, and the reference light 120-1 a to 120-1 distributed by the reference light distribution unit 120-1. The light intensity levels of 120-1e are “9”, “7”, “5”, “3”, and “1” in descending order. On the other hand, the light intensity level of the input reference light 2-2 input to the reference light distribution unit 120-2 is “20”, and the reference lights 120-2a to 120-2e distributed by the reference light distribution unit 120-2. The light intensity levels are “8”, “6”, “4”, “2”, “0” in descending order of level.

折返し信号出力部130は、参照光分配部120−1から出力される参照光120−1a〜120−1eと信号光分配部110から出力される信号光110a〜110eとの光強度を比較することで折返し信号F1を出力する第1の折返し信号出力部130−1と、参照光分配部120−2から出力される参照光120−2a〜120−2eと信号光分配部110から出力される信号光110a〜110eとの光強度を比較することで折返し信号F2を出力する第2の折返し信号出力部130−2とを備え、2つの折返し信号F1とF2とを同時に出力する。   The return signal output unit 130 compares the light intensities of the reference lights 120-1a to 120-1e output from the reference light distributor 120-1 and the signal lights 110a to 110e output from the signal light distributor 110. The first folding signal output unit 130-1 that outputs the folding signal F1 in the above, the reference beams 120-2a to 120-2e that are output from the reference beam distribution unit 120-2, and the signal that is output from the signal beam distribution unit 110 A second folding signal output unit 130-2 that outputs the folding signal F2 by comparing the light intensities of the lights 110a to 110e is provided, and the two folding signals F1 and F2 are output simultaneously.

このように、複数の折返し信号を出力する場合、フォールディング回路内の入力信号光の分配数と入力参照光の光強度とを変更し、参照光分配部および折返し信号出力部の構成を複数化することによって、フォールディング回路は複数の折返信号を同時に出力することができる。   In this way, when outputting a plurality of folding signals, the distribution number of the input signal light and the light intensity of the input reference light in the folding circuit are changed, and the configurations of the reference light distribution unit and the folding signal output unit are made plural. Thus, the folding circuit can output a plurality of folding signals simultaneously.

上述したように、本実施の形態によれば、入力信号光と入力参照光とを光信号の状態で分配し、この分配した信号光と参照光との光強度を用いて光学的に演算処理を実行することにより、入力信号光の入力特性に応じて出力が折返し変化する折返し信号を出力することができる。
よって、光信号を分配する本実施の形態にかかるフォールディング回路は、従来の電子回路によるフォールディング回路に比べて入力負荷容量を増大させることなく、高速に動作することができる。
As described above, according to the present embodiment, the input signal light and the input reference light are distributed in the state of an optical signal, and optical calculation processing is performed using the light intensity of the distributed signal light and reference light. By executing this, it is possible to output a folded signal whose output is folded according to the input characteristics of the input signal light.
Therefore, the folding circuit according to the present embodiment for distributing the optical signal can operate at a high speed without increasing the input load capacity as compared with the folding circuit using the conventional electronic circuit.

したがって、光通信システムにおいて受信装置が受信した光信号を復調する際に、サンプルレートと分解能との間のトレードオフの関係を緩和させ、高いサンプルレートと高い分解能とを両立させるとともに、回路規模の増大を抑制した低消費電力によるA/D変換を実現することが可能となる。   Therefore, when demodulating an optical signal received by a receiving device in an optical communication system, the trade-off relationship between the sample rate and the resolution is relaxed, and both a high sample rate and a high resolution can be achieved. It is possible to realize A / D conversion with low power consumption while suppressing an increase.

[第2の実施の形態]
本発明の第2の実施の形態にかかるフォールディング回路は、第1の実施の形態で説明したフォールディング回路100の参照光分配器120の構成に、入力参照光の光強度を等分に分配する光分配器と、参照光の光強度を所定の透過率で減衰させる光減衰器とを備える構成としたものである。
[Second Embodiment]
The folding circuit according to the second embodiment of the present invention is a light that equally distributes the light intensity of the input reference light to the configuration of the reference light distributor 120 of the folding circuit 100 described in the first embodiment. A distributor and a light attenuator for attenuating the light intensity of the reference light with a predetermined transmittance are provided.

本実施の形態にかかるフォールディング回路の構成を図5に、また、本実施の形態にかかるフォールディング回路の各要素の出力結果の一例を図6に示す。以下、図5、6を参照して本実施の形態にかかるフォールディング回路200の構成および機能について、詳細に説明する。なお、第1の実施の形態において説明したフォールディング回路100の構成要素と同一の構成および機能を有するものには、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。   FIG. 5 shows a configuration of the folding circuit according to the present embodiment, and FIG. 6 shows an example of an output result of each element of the folding circuit according to the present embodiment. Hereinafter, the configuration and function of the folding circuit 200 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to what has the same structure and function as the component of the folding circuit 100 demonstrated in 1st Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施の形態にかかるフォールディング回路200は、図5に示すように、入力信号光1を互いに等しい光強度を有するn個の信号光へ分配する信号光分配部110と、入力参照光2を互いに異なる光強度を有するn個の参照光へ分配する参照光分配部220と、分配された信号光と参照光との光強度を利用して入力信号光1の光強度の変動に応じて出力が折返される折返し信号を出力する折返し信号出力部130とから構成されている。   As shown in FIG. 5, the folding circuit 200 according to this embodiment includes a signal light distribution unit 110 that distributes the input signal light 1 into n signal lights having the same light intensity, and the input reference light 2. A reference light distribution unit 220 that distributes the light to n reference lights having different light intensities, and outputs according to fluctuations in the light intensity of the input signal light 1 using the light intensities of the distributed signal light and reference light. The loopback signal output unit 130 outputs a loopback signal to be looped back.

また、折返し信号出力部130は、n個の信号光と参照光との光強度の比較結果を出力する比較演算部131と、信号光と参照光との光強度の比較結果を表すnビットの温度計コードの各ビットの論理を交互に反転させた反転温度計コードを出力する反転演算部132と、反転温度計コードの各ビットの値を加算して加算信号を出力する加算演算部133とから構成されており、入力信号光1の入力特性に応じて出力が折返し変化する折返し信号を出力する。
なお、複数の折返し信号を出力する場合、フォールディング回路内の入力信号光の分配数と入力参照光の光強度とを変更し、参照光分配部および折返し信号出力部の構成を複数化することによって複数の折返信号を同時に得ることができる。
Further, the folding signal output unit 130 outputs a comparison result of the light intensity comparison between the n signal lights and the reference light, and an n-bit indicating the light intensity comparison result between the signal light and the reference light. An inversion operation unit 132 that outputs an inverted thermometer code obtained by alternately inverting the logic of each bit of the thermometer code, and an addition operation unit 133 that adds the values of the respective bits of the inverted thermometer code and outputs an addition signal; And outputs a folded signal whose output is folded according to the input characteristics of the input signal light 1.
When outputting a plurality of folding signals, the number of distributions of the input signal light and the light intensity of the input reference light in the folding circuit are changed, and the configurations of the reference light distribution unit and the folding signal output unit are made plural. A plurality of return signals can be obtained simultaneously.

ここで、参照光分配部220について、詳細に説明する。
参照光分配部220は、図5に示すように、光分配器221と光減衰器222−1〜222−nとから構成されている。
光分配器221は、入力参照光2を互いに等しい光強度を有するn個の光へ分配する。
光減衰器222は、光分配器221によって出力されるn個の光を、予め定められた光強度の分配比で決定される光強度となる透過率で減衰してn個の参照光を出力する。
Here, the reference light distribution unit 220 will be described in detail.
As shown in FIG. 5, the reference light distributor 220 includes an optical distributor 221 and optical attenuators 222-1 to 222-n.
The light distributor 221 distributes the input reference light 2 into n pieces of light having the same light intensity.
The optical attenuator 222 attenuates the n lights output from the optical distributor 221 with a transmittance that becomes a light intensity determined by a predetermined light intensity distribution ratio, and outputs n reference lights. To do.

本実施の形態においては、図6に示すように、入力参照光2の光強度レベルは「50」でかつ一定であり、参照光分配部220は5つの参照光を出力するとする。
このような場合、光分配器221は、入力参照光2を互いに等しい光強度レベルを有する5つの光に分配することから、光強度レベルが「10」である5つの光を出力する。
光減衰器222は、光分配器221から出力される光強度レベル「10」の5つの光を、減衰比「9/10」,「7/10」,「5/10」,「3/10」,「1/10」で減衰し、予め定められた光強度レベル「9」,「7」,「5」,「3」,「1」を有する5つの参照光として出力する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, the light intensity level of the input reference light 2 is “50” and is constant, and the reference light distribution unit 220 outputs five reference lights.
In such a case, the light distributor 221 distributes the input reference light 2 into five lights having the same light intensity level, and thus outputs five lights having a light intensity level of “10”.
The optical attenuator 222 converts the five light beams having the light intensity level “10” output from the optical distributor 221 into attenuation ratios “9/10”, “7/10”, “5/10”, “3/10”. ”And“ 1/10 ”and output as five reference lights having predetermined light intensity levels“ 9 ”,“ 7 ”,“ 5 ”,“ 3 ”, and“ 1 ”.

上述したように、本実施の形態によれば、入力参照光を互いに等しい光強度のn個の光へ分配した後に、所定の減衰率を有する光減衰器で所定の光強度へ減衰させたn個の参照光を出力することにより、参照光の光強度の分配比を柔軟に設定することができる。
したがって、複数の折返し信号を出力するフォールディング回路の構成を柔軟に構築することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the input reference light is distributed to n lights having the same light intensity, and then attenuated to a predetermined light intensity by an optical attenuator having a predetermined attenuation factor. By outputting a single reference light, the distribution ratio of the light intensity of the reference light can be set flexibly.
Therefore, it is possible to flexibly construct a folding circuit that outputs a plurality of folding signals.

[第3の実施の形態]
本発明の第3の実施の形態にかかるフォールディング回路は、第1の実施の形態で説明したフォールディング回路100の折返し信号出力部130に、光干渉器と光遅延器と光合波器とを用いた構成とし、折返し信号を出力する前段まで光信号を用いた構成としたものである。
[Third Embodiment]
In the folding circuit according to the third embodiment of the present invention, an optical interference device, an optical delay device, and an optical multiplexer are used as the folding signal output unit 130 of the folding circuit 100 described in the first embodiment. The configuration is such that the optical signal is used up to the previous stage of outputting the folding signal.

本実施の形態にかかるフォールディング回路の構成を図7に、また、本実施の形態にかかるフォールディング回路の各要素の出力結果の一例を図8に示す。以下、図7、8を参照して本実施の形態にかかるフォールディング回路300の構成および機能について、詳細に説明する。なお、第1の実施の形態において説明したフォールディング回路100の構成要素と同一の構成および機能を有するものには、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。   FIG. 7 shows the configuration of the folding circuit according to the present embodiment, and FIG. 8 shows an example of the output result of each element of the folding circuit according to the present embodiment. Hereinafter, the configuration and function of the folding circuit 300 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to what has the same structure and function as the component of the folding circuit 100 demonstrated in 1st Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施の形態にかかるフォールディング回路300は、図5に示すように、入力信号光1を互いに等しい光強度を有するn個の信号光へ分配する信号光分配部110と、入力参照光2を互いに異なる光強度を有するn個の参照光へ分配する参照光分配部120と、分配された信号光と参照光との光強度を利用して入力信号光1の光強度の変動に応じて出力が折返される折返し信号を出力する折返し信号出力部330とから構成されている。   As shown in FIG. 5, the folding circuit 300 according to this embodiment includes a signal light distribution unit 110 that distributes the input signal light 1 into n signal lights having the same light intensity, and the input reference light 2. A reference light distribution unit 120 that distributes the light to n reference lights having different light intensities, and outputs according to fluctuations in the light intensity of the input signal light 1 using the light intensities of the distributed signal light and reference light. The loopback signal output unit 330 outputs a loopback signal to be looped back.

折返し信号出力部330は、信号光分配部110によって入力信号光1から分配されたn個の信号光と、参照光分配部120によって入力参照光2から分配されたn個の参照光との光強度から、入力信号光1を量子化したnビットの温度計コードを導出し、この温度計コードの各ビットの論理を交互に反転させた反転温度計コードの各ビットの値を加算した加算信号を、入力信号光1の光強度の変化に応じて折り返される折返し信号として出力する。   The return signal output unit 330 is a light of n signal lights distributed from the input signal light 1 by the signal light distribution unit 110 and n reference lights distributed from the input reference light 2 by the reference light distribution unit 120. An addition signal obtained by deriving an n-bit thermometer code obtained by quantizing the input signal light 1 from the intensity, and adding the value of each bit of the inverted thermometer code obtained by alternately inverting the logic of each bit of the thermometer code Is output as a folding signal that is folded according to the change in the light intensity of the input signal light 1.

本実施の形態における折返し信号出力部330は、比較演算部331と、反転演算部332と、加算演算部333とから構成されている。
比較演算部331は、信号光分配部110によって入力信号光1から分配されたn個の信号光の内のひとつと、参照光分配部120によって入力参照光2から分配されたn個の参照光の内のひとつとを干渉させて干渉光信号をn個出力する光干渉器によって構成される。
The folding signal output unit 330 in the present embodiment includes a comparison operation unit 331, an inversion operation unit 332, and an addition operation unit 333.
The comparison calculation unit 331 includes one of the n signal lights distributed from the input signal light 1 by the signal light distribution unit 110 and the n reference lights distributed from the input reference light 2 by the reference light distribution unit 120. Are interfering with one of the optical interferors to output n interference optical signals.

ここで、上記の光干渉器から出力される干渉光信号は、その光干渉器に入力された信号光と参照光の光強度の減算結果に相当する。ゆえに、光干渉器から出力される干渉光信号が2値のディジタル信号にはなりえないが、本実施の形態においては、便宜的に、光干渉器から出力される干渉光信号は、入力された信号光の光強度が入力された参照光の光強度よりも大きい場合に「1」を、小さい場合に「0」を表すものとする。すなわち、n個の干渉光信号がnビットの温度計コードであるとして、以下、説明する。   Here, the interference light signal output from the optical interferometer corresponds to a subtraction result of the light intensity of the signal light and the reference light input to the optical interferometer. Therefore, although the interference optical signal output from the optical interferometer cannot be a binary digital signal, in this embodiment, for convenience, the interference optical signal output from the optical interferometer is input. It is assumed that “1” is represented when the light intensity of the signal light is greater than the light intensity of the input reference light, and “0” is represented when the signal light is small. That is, the following description will be made assuming that n interference light signals are n-bit thermometer codes.

比較演算部331を構成する光干渉器(以下、「光干渉器331」という。)は、n個の信号光と参照光とをそれぞれひとつずつ干渉させたn個の干渉光信号を、nビットの温度計コードとして出力する。
例えば、図8に示すように、入力信号光1の光強度レベルが「50」、入力参照光2の光強度レベルが「25」である場合、信号光分配部110によって出力される5つの信号光の光強度レベルは互いに等しく「10」であり、参照光分配部120によって出力される5つの参照光の光強度レベルは強い順に「9」,「7」,「5」,「3」,「1」である。
光干渉器331は、このような光強度レベルを有する5つの信号光および参照光を干渉させて、信号光の光強度レベルと参照光の光強度レベルとの大小関係を比較した結果である温度計コードを出力する。
An optical interferometer (hereinafter, referred to as “optical interferometer 331”) that constitutes the comparison operation unit 331 generates n interfering optical signals obtained by causing n signal lights and reference light to interfere with each other by n bits. Is output as a thermometer code.
For example, as shown in FIG. 8, when the light intensity level of the input signal light 1 is “50” and the light intensity level of the input reference light 2 is “25”, five signals output by the signal light distributor 110. The light intensity levels of the lights are equal to each other, “10”, and the light intensity levels of the five reference lights output by the reference light distribution unit 120 are “9”, “7”, “5”, “3”, “1”.
The optical interferometer 331 causes the five signal lights and the reference light having such light intensity levels to interfere with each other, and compares the magnitude relationship between the light intensity level of the signal light and the light intensity level of the reference light. Output the total code.

具体的には、干渉器331は、光強度レベルが「10」の信号光と光強度レベル「9」の参照光、光強度レベルが「10」の信号光と光強度レベル「7」の参照光、光強度レベルが「10」の信号光と光強度レベル「5」の参照光、光強度レベルが「10」の信号光と光強度レベル「3」の参照光、光強度レベルが「10」の信号光と光強度レベル「1」の参照光それぞれを干渉させて光強度レベルの大小を比較し、比較結果である5つの干渉光信号を出力する。その結果、図2に示すように、比較演算部331は、5ビットの温度計コード「1,1,1,1,1」を出力する。   Specifically, the interferometer 331 refers to the signal light with the light intensity level “10” and the reference light with the light intensity level “9”, the signal light with the light intensity level “10”, and the reference with the light intensity level “7”. Light, signal light having a light intensity level of “10”, reference light having a light intensity level of “5”, signal light having a light intensity level of “10”, reference light having a light intensity level of “3”, and light intensity level of “10” ”And the reference light having the light intensity level“ 1 ”are interfered with each other to compare the light intensity levels, and five interference light signals as comparison results are output. As a result, as shown in FIG. 2, the comparison operation unit 331 outputs a 5-bit thermometer code “1, 1, 1, 1, 1”.

本実施の形態における反転演算部332は、光干渉器331から出力されるn個の干渉光信号の位相をひとつおきに180°遅延させた遅延干渉光信号を出力する光遅延器から構成される。
例えば、図8に示すように、入力信号光1の光強度レベルが「50」の場合、光干渉器331から出力される5個の干渉光信号、すなわち、温度計コードは「1,1,1,1,1」であり、反転演算部332を構成する光遅延器(以下、「光遅延器332」という。)は、この温度計コードの各ビットに対応する5個の干渉信号光の位相を、ひとつおきに180°遅延させた5個の遅延干渉信号を出力する。すなわち、光遅延器332は、5個の遅延干渉信号を出力することにより、温度計コードの論理を1ビットおきに反転させた反転温度計コード「1,0,1,0,1」を出力する。
Inversion operation unit 332 in the present embodiment includes an optical delay device that outputs a delayed interference optical signal obtained by delaying every other phase of n interference optical signals output from optical interferometer 331 by 180 °. .
For example, as shown in FIG. 8, when the light intensity level of the input signal light 1 is “50”, the five interference light signals output from the optical interferometer 331, that is, the thermometer code is “1, 1, 1, 1 ”and the optical delay device constituting the inversion operation unit 332 (hereinafter referred to as“ optical delay device 332 ”) has five interference signal lights corresponding to each bit of the thermometer code. Five delayed interference signals having the phase delayed by 180 ° every other phase are output. That is, the optical delay device 332 outputs the inverted thermometer code “1, 0, 1, 0, 1” obtained by inverting the logic of the thermometer code every other bit by outputting five delayed interference signals. To do.

本実施の形態における加算演算部333は、光遅延器332から出力されるn個の遅延干渉光信号を合波して合波光信号を出力する光合波器333−aと、光合波器333−aから出力される合波光信号を電気信号へ変換して出力する光電変換器333−bとから構成されている。
例えば、図8に示すように入力信号光1の光強度レベルが「50」の場合、光合波器333−aは、反転演算部332から出力される反転温度計コード「1,0,1,0,1」の各ビットに対応する5個の遅延干渉光信号を合波して、反転温度計コードの各ビットの値を加算した「3」に対応する合波光信号を出力する。
また、入力信号光1の光強度レベルが「40」の場合では、光合波器333−aは、反転温度計コード「0,0,1,0,1」の各ビットの値を加算した「2」に対応する合波光信号を出力する。
The addition operation unit 333 in the present embodiment multiplexes the n delayed interference optical signals output from the optical delay 332 and outputs a combined optical signal, and an optical multiplexer 333- and a photoelectric converter 333-b that converts the combined optical signal output from a into an electrical signal and outputs the electrical signal.
For example, as shown in FIG. 8, when the light intensity level of the input signal light 1 is “50”, the optical multiplexer 333-a outputs the inverted thermometer code “1, 0, 1, Five delayed interference optical signals corresponding to each bit of “0, 1” are combined, and a combined optical signal corresponding to “3” obtained by adding the values of the respective bits of the inverted thermometer code is output.
When the light intensity level of the input signal light 1 is “40”, the optical multiplexer 333-a adds the value of each bit of the inverted thermometer code “0, 0, 1, 0, 1”. The combined optical signal corresponding to “2” is output.

光電変換器333−bは、光合波器333−aから出力される合波光信号を電気信号へ変換して出力する。
このように、入力信号光1の光強度レベルが「0」から「50」まで変動すると、光電変換器333−bから出力される電気信号は、入力信号光1の光強度レベルの変動に伴いその値が「2→3→2→3→2→3」と繰り返して変化する。
以上のことから、本実施の形態にかかるフォールディング回路300の折返し信号出力部330は、入力信号光1の入力特性に応じて出力が折返し(繰り返し)変化する折返し信号を出力する。
なお、複数の折返し信号を出力する場合、フォールディング回路内の入力信号光の分配数と入力参照光の光強度とを変更し、参照光分配部および折返し信号出力部の構成を複数化することによって複数の折返信号を同時に得ることができる。
The photoelectric converter 333-b converts the combined optical signal output from the optical combiner 333-a into an electrical signal and outputs the electrical signal.
As described above, when the light intensity level of the input signal light 1 varies from “0” to “50”, the electrical signal output from the photoelectric converter 333-b is accompanied by the variation in the light intensity level of the input signal light 1. The value changes repeatedly as “2 → 3 → 2 → 3 → 2 → 3”.
From the above, the folding signal output unit 330 of the folding circuit 300 according to the present embodiment outputs a folding signal whose output changes (repetitively) according to the input characteristics of the input signal light 1.
When outputting a plurality of folding signals, the number of distributions of the input signal light and the light intensity of the input reference light in the folding circuit are changed, and the configurations of the reference light distribution unit and the folding signal output unit are made plural. A plurality of return signals can be obtained simultaneously.

上述したように、本実施の形態によれば、折返し信号を出力する前段まで光信号を用いて光学的な演算処理を実行することにより、複数の電気増幅器を不要としたフォールディング回路の構成を実現することができる。したがって、第1および第2の実施の形態において説明したフォールディング回路に比べ、動作速度を高くすることが可能となる。   As described above, according to the present embodiment, a configuration of a folding circuit that eliminates the need for a plurality of electric amplifiers is realized by executing optical arithmetic processing using an optical signal up to a stage before outputting a folding signal. can do. Therefore, it is possible to increase the operation speed as compared with the folding circuit described in the first and second embodiments.

[第4の実施の形態]
本発明の第4の実施の形態にかかるフォールディング回路は、第3の実施の形態で説明したフォールディング回路300の参照光分配器120の構成に、入力参照光の光強度を等分に分配する光分配器と、参照光の光強度を所定の透過率で減衰させる光減衰器とを備える構成としたものである。
[Fourth Embodiment]
The folding circuit according to the fourth embodiment of the present invention is a light that equally distributes the light intensity of the input reference light to the configuration of the reference light distributor 120 of the folding circuit 300 described in the third embodiment. A distributor and a light attenuator for attenuating the light intensity of the reference light with a predetermined transmittance are provided.

本実施の形態にかかるフォールディング回路の構成を図9に、また、本実施の形態にかかるフォールディング回路の各要素の出力結果の一例を図10に示す。以下、図9、10を参照して本実施の形態にかかるフォールディング回路400の構成および機能について詳細に説明する。なお、第3の実施の形態において説明したフォールディング回路300の構成要素と同一の構成および機能を有するものには、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。   FIG. 9 shows the configuration of the folding circuit according to the present embodiment, and FIG. 10 shows an example of the output result of each element of the folding circuit according to the present embodiment. Hereinafter, the configuration and function of the folding circuit 400 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to what has the same structure and function as the component of the folding circuit 300 demonstrated in 3rd Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.

本実施の形態にかかるフォールディング回路400は、図9に示すように、入力信号光1を互いに等しい光強度を有するn個の信号光へ分配する信号光分配部110と、入力参照光2を互いに異なる光強度を有するn個の参照光へ分配する参照光分配部420と、分配された信号光と参照光との光強度を利用して入力信号光1の光強度の変動に応じて出力が折返し変化する折返し信号を出力する折返し信号出力部330とから構成されている。   As shown in FIG. 9, the folding circuit 400 according to the present embodiment includes a signal light distribution unit 110 that distributes the input signal light 1 into n signal lights having the same light intensity, and the input reference light 2 to each other. A reference light distribution unit 420 that distributes to n reference lights having different light intensities, and an output according to a change in the light intensity of the input signal light 1 using the light intensities of the distributed signal light and reference light. The loopback signal output unit 330 outputs a loopback signal that is looped back and forth.

また、折返し信号出力部330は、n個の信号光と参照光とを干渉させてn個の干渉光信号を出力する比較演算部(光干渉器)331と、n個の干渉光信号の位相をひとつおきに180°遅延させた反転干渉光信号を出力する反転演算部(光遅延器)332と、n個の反転干渉光信号を合波した合波光信号を電気信号へ変換して出力する加算演算部333とから構成されており、入力信号光1の入力特性に応じて出力が折返し変化する折返し信号を出力する。
なお、複数の折返し信号を出力する場合、フォールディング回路内の入力信号光の分配数と入力参照光の光強度とを変更し、参照光分配部および折返し信号出力部の構成を複数化することによって2つ以上の折返信号を同時に得ることができる。
The aliasing signal output unit 330 includes a comparison operation unit (optical interferometer) 331 that outputs n interference light signals by causing n signal lights and reference light to interfere with each other, and a phase of the n interference light signals. And an inversion operation unit (optical delay unit) 332 that outputs an inverted interference optical signal that is delayed by 180 ° every other, and a combined optical signal obtained by combining n inverted interference optical signals is converted into an electrical signal and output. The addition operation unit 333 is configured to output a return signal whose output changes back according to the input characteristics of the input signal light 1.
When outputting a plurality of folding signals, the number of distributions of the input signal light and the light intensity of the input reference light in the folding circuit are changed, and the configurations of the reference light distribution unit and the folding signal output unit are made plural. Two or more return signals can be obtained simultaneously.

ここで、参照光分配部420について、詳細に説明する。
参照光分配部420は、図9に示すように、光分配器421と光減衰器422−1〜422−nとから構成されている。
光分配器421は、入力参照光2を互いに等しい光強度を有するn個の光へ分配する。
光減衰器422は、光分配器421によって出力されるn個の光を、予め定められた光強度の分配比で決定される光強度となる透過率で減衰し、n個の参照光を出力する。
Here, the reference light distribution unit 420 will be described in detail.
As shown in FIG. 9, the reference light distribution unit 420 includes an optical distributor 421 and optical attenuators 422-1 to 422-n.
The light distributor 421 distributes the input reference light 2 into n light beams having the same light intensity.
The optical attenuator 422 attenuates the n lights output from the optical distributor 421 with a transmittance that becomes a light intensity determined by a predetermined light intensity distribution ratio, and outputs n reference lights. To do.

本実施の形態においては、図10に示すように、入力参照光2の光強度レベルは「50」で表し、レベルは一定であるとする。
このような場合、光分配器421は、入力参照光2の光強度レベルを互いに等しい光強度レベルを有する5つの光に分配することから、光強度レベルが「10」である5つの光を出力する。
光減衰器422は、光分配器421から出力される光強度レベル「10」の5つの光を、減衰比「9/10」,「7/10」,「5/10」,「3/10」,「1/10」で減衰し、予め定められた光強度レベル「9」,「7」,「5」,「3」,「1」を有する5つの参照光を出力する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the light intensity level of the input reference light 2 is represented by “50”, and the level is constant.
In such a case, the light distributor 421 distributes the light intensity level of the input reference light 2 to five lights having the same light intensity level, and thus outputs five lights having a light intensity level of “10”. To do.
The optical attenuator 422 converts the five light beams having the light intensity level “10” output from the optical distributor 421 into attenuation ratios “9/10”, “7/10”, “5/10”, “3/10”. ”And“ 1/10 ”, and five reference lights having predetermined light intensity levels“ 9 ”,“ 7 ”,“ 5 ”,“ 3 ”, and“ 1 ”are output.

上述したように、本実施の形態によれば、入力参照光を互いに等しい光強度のn個の光へ分配した後に、所定の減衰率を有する光減衰器で所定の光強度へ減衰させたn個の参照光を用いることから、参照光の光強度の分配比を柔軟に設定することができる。
したがって、第3の実施の形態において説明したフォールディング回路に比べ、複数の折返し信号を出力するフォールディング回路の構成を柔軟に構築することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the input reference light is distributed to n lights having the same light intensity, and then attenuated to a predetermined light intensity by an optical attenuator having a predetermined attenuation factor. Since one reference light is used, the distribution ratio of the light intensity of the reference light can be set flexibly.
Therefore, compared to the folding circuit described in the third embodiment, the configuration of the folding circuit that outputs a plurality of folding signals can be flexibly constructed.

[第5の実施の形態]
本発明の第5の実施の形態にかかるアナログ・ディジタル変換回路は、外部から入力される光信号を所定の分解能のディジタル信号へ変換するものであり、光信号をディジタル信号の予め定められた上位ビットへ変換する上位ビット変換用アナログ・ディジタル変換回路と、光信号をディジタル信号の予め定められた下位ビットへ変換する下位ビット変換用のフォールディング回路およびエンコーダとを共に動作させるフォールディング型のアナログ・ディジタル変換回路である。
[Fifth Embodiment]
An analog / digital conversion circuit according to a fifth embodiment of the present invention converts an optical signal input from the outside into a digital signal having a predetermined resolution, and converts the optical signal to a predetermined higher order of the digital signal. Folding analog / digital that operates together with an analog / digital conversion circuit for high-order bit conversion that converts to a bit, and a folding circuit and encoder for low-order bit conversion that converts an optical signal into a predetermined low-order bit of a digital signal It is a conversion circuit.

図11は、本実施の形態にかかるアナログ・ディジタル変換回路の構成を示す図である。
本実施の形態にかかるアナログ・ディジタル変換回路10は、図11に示すように、クロック分配器11と、光分配器12と、光電変換器13と、上位ビットアナログ・ディジタル変換回路14と、フォールディング回路15と、エンコーダ16とから構成されている。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of the analog / digital conversion circuit according to the present embodiment.
As shown in FIG. 11, the analog / digital conversion circuit 10 according to the present exemplary embodiment includes a clock distributor 11, an optical distributor 12, a photoelectric converter 13, an upper bit analog / digital conversion circuit 14, and a folding. The circuit 15 and the encoder 16 are included.

クロック分配器11は、所定のクロック信号(CLK)11−1を予め定められた複数のサンプリングクロックへ分配する。
本実施の形態においては、図11に示すように、クロック分配器11は、入力されるCLK11−1を、同じ周波数でかつ同位相の2つのサンプリングクロックCLKaとCLKbへ分配し、CLKaを後述する上位ビットアナログ・ディジタル変換回路14へ、CLKbを後述するエンコーダ16へそれぞれ出力する。
The clock distributor 11 distributes a predetermined clock signal (CLK) 11-1 to a plurality of predetermined sampling clocks.
In this embodiment, as shown in FIG. 11, the clock distributor 11 distributes the input CLK 11-1 to two sampling clocks CLKa and CLKb having the same frequency and the same phase, and CLKa will be described later. CLKb is output to the higher-order bit analog / digital conversion circuit 14 and the encoder 16 described later.

光分配器12は、入力信号光1を2つの入力信号光1−a,1−bへ分配し、分配した一方の入力信号光1−aを後述する光電変換器13へ、他方の入力信号光1−bを後述するフォールディング回路15へそれぞれ出力する。
光電変換器13は、光分配器12によって分配された一方の入力信号光1−aを電気信号VINaへ変換し、後述する上位ビットアナログ・ディジタル変換回路14へ出力する。
The optical distributor 12 distributes the input signal light 1 to the two input signal lights 1-a and 1-b, and distributes the distributed one input signal light 1-a to the photoelectric converter 13 described later and the other input signal. The light 1-b is output to a folding circuit 15 described later.
The photoelectric converter 13 converts one input signal light 1-a distributed by the optical distributor 12 into an electric signal VINa, and outputs the electric signal VINa to an upper bit analog / digital conversion circuit 14 to be described later.

上位ビットアナログ・ディジタル変換回路14は、CLKaに同期して光電変換器13から出力されるVINaの電圧レベルと、外部から入力される参照電圧VRT14−1およびVRB14−2の電圧レベルとを比較し、この比較結果に基づいたディジタル信号の上位ビットを生成し出力する。
本実施の形態においては、図11に示すように、入力信号光をA/D変換によって5ビットのディジタル信号(D4,D3,D2,D1,D0)へ変換するとし、上位ビットアナログ・ディジタル変換回路14は、5ビットのディジタル信号の内の上位3ビットのディジタル信号(D4,D3,D2)を生成し出力する。
このような上位ビットアナログ・ディジタル変換回路14は、例えば、従来技術であるフラッシュ型のアナログ・ディジタル変換回路を利用することができる。
The upper bit analog / digital conversion circuit 14 compares the voltage level of VINa output from the photoelectric converter 13 in synchronization with CLKa with the voltage levels of the reference voltages VRT14-1 and VRB14-2 input from the outside. The high order bits of the digital signal based on the comparison result are generated and output.
In the present embodiment, as shown in FIG. 11, it is assumed that the input signal light is converted into a 5-bit digital signal (D4, D3, D2, D1, D0) by A / D conversion. The circuit 14 generates and outputs the upper 3 bits digital signal (D4, D3, D2) of the 5 bits digital signal.
As such an upper bit analog-digital conversion circuit 14, for example, a flash type analog-digital conversion circuit which is a conventional technique can be used.

ホールディング回路15は、外部から入力される入力参照光2と、光分配器12によって分配された他方の入力信号光1−bとを入力として、入力真吾号光1−bの光強度の変動に応じて所定のタイミングで出力が折り返される折返し信号を生成する。
エンコーダ16は、CLKbに同期してフォールディング回路15から出力される折返し信号に基づいたディジタル信号の下位ビットを生成し出力する。
本実施の形態においては、上述したように、入力信号光をA/D変換によって5ビットのディジタル信号へ変換することから、フォールディング回路15およびエンコーダ16は、5ビットのディジタル信号の内の下位2ビットのディジタル信号(D1,D0)を生成し出力する。
The holding circuit 15 receives the input reference light 2 input from the outside and the other input signal light 1-b distributed by the optical distributor 12 as input, and changes the light intensity of the input truth light 1-b. In response, a return signal is generated that returns the output at a predetermined timing.
The encoder 16 generates and outputs lower bits of the digital signal based on the folding signal output from the folding circuit 15 in synchronization with CLKb.
In the present embodiment, as described above, since the input signal light is converted into a 5-bit digital signal by A / D conversion, the folding circuit 15 and the encoder 16 have the lower two of the 5-bit digital signals. Bit digital signals (D1, D0) are generated and output.

ここで、本実施の形態にかかるアナログ・ディジタル変換回路10のフォールディング回路15について、図12,13を参照して詳細に説明する。
本実施の形態におけるフォールディング回路15は、第1乃至第4の実施の形態において説明したフォールディング回路100〜400いずれかの構成と同様の構成を有している。また、フォールディング回路15は、上位ビットアナログ・ディジタル変換回路14によって出力されるディジタル信号の上位ビットの分解能(ビット数)に関連して定まる回数だけ出力が折返えされる(以下、折り返される回数を「折返数」という。)折返し信号を、エンコーダ16によって生成されるディジタル信号の下位ビットの分解能(ビット数)に関連して定まる数(以下、「並列数」という。)だけ生成するものである。
Here, the folding circuit 15 of the analog / digital conversion circuit 10 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
The folding circuit 15 in the present embodiment has the same configuration as that of any of the folding circuits 100 to 400 described in the first to fourth embodiments. Further, the folding circuit 15 folds the output a number of times determined in relation to the resolution (number of bits) of the upper bits of the digital signal output by the upper bit analog-digital conversion circuit 14 (hereinafter, the number of times of folding is expressed as “ The number of folding signals is referred to as a number that is determined in relation to the resolution (number of bits) of the lower bits of the digital signal generated by the encoder 16 (hereinafter referred to as “parallel number”).

<折返し信号の「折返数」と「並列数」について>
フォールディング型のアナログ・ディジタル変換回路に備えられたフォールディング回路によって生成される折返し信号は、上位ビットアナログ・ディジタル変換回路によって出力されるディジタル信号の上位ビットの分解能に対応する「折返数」と、下位ビットアナログ・ディジタル変換回路(フォールディング回路とエンコーダ)によって出力されるディジタル信号の下位ビットの分解能に対応する「並列数」とが必要となる。
具体的には、フォールディング回路によって生成される折返し信号の折返数と並列数は、以下の(式1)および(式2)に示す関係式で表すことができる。
<About the “number of loops” and “number of parallels” of the loopback signal>
The folding signal generated by the folding circuit provided in the folding type analog-to-digital converter circuit is the number of foldings corresponding to the upper bit resolution of the digital signal output by the upper-bit analog-to-digital converter circuit. A “parallel number” corresponding to the resolution of the lower bits of the digital signal output by the bit analog / digital conversion circuit (folding circuit and encoder) is required.
Specifically, the folding number and the parallel number of the folding signal generated by the folding circuit can be expressed by the following relational expressions (Equation 1) and (Equation 2).

Figure 0005437986
Figure 0005437986

ここで、上位ビットアナログ・ディジタル変換回路によって生成されるディジタル信号の上位ビットの分解能が1ビット、下位ビットアナログ・ディジタル変換回路によって生成されるディジタル信号の下位ビットの分解能が2ビットである場合の折返し信号の折返数と並列数との関係を図12に示す。   Here, when the upper bit resolution of the digital signal generated by the upper bit analog-digital conversion circuit is 1 bit, the lower bit resolution of the digital signal generated by the lower bit analog-digital conversion circuit is 2 bits. FIG. 12 shows the relationship between the number of folded back signals and the number of parallel signals.

上位ビットの分解能が1ビット、下位ビットの分解能が2ビットである場合、このような分解能のディジタル信号を生成するためにフォールディング回路によって生成される折返し信号に要求される並列数および折返数は、(式1),(式2)から、「並列数=2」と「折返数=5」であることがわかる。
図12に示すように、フォールディング回路によって生成された「並列数=2」「折返数=5」である折返し信号に基づいて、エンコーダは、ディジタル信号の上位ビット(D2)に対応した下位ビット(D1,D0)が生成される。ここで、「並列数=2」「折返数=5」である折返し信号に基づいてエンコーダが生成するディジタル信号の下位ビット(D1,D0)の真理値表を図13に示す。
When the upper bit resolution is 1 bit and the lower bit resolution is 2 bits, the parallel number and the folding number required for the folding signal generated by the folding circuit to generate a digital signal having such a resolution are: From (Expression 1) and (Expression 2), it can be seen that “the number of parallels = 2” and “the number of turns = 5”.
As shown in FIG. 12, on the basis of the folding signal with “parallel number = 2” and “folding number = 5” generated by the folding circuit, the encoder uses the lower bit (D2) corresponding to the upper bit (D2) of the digital signal. D1, D0) are generated. Here, FIG. 13 shows a truth table of the lower bits (D1, D0) of the digital signal generated by the encoder based on the folding signal with “parallel number = 2” and “folding number = 5”.

また、上位ビットが1、下位ビットが2である場合を例として説明したが、フォールディング回路が出力する折返信号は、上記の例(並列数=2、折返数=5)に限られず、A/D変換後のディジタル信号の分解能(上位ビットの分解能と下位ビットの分解能)に応じて(式1),(式2)で定まる並列数および折返数となる。
また、複数の折返し信号を生成する場合、すなわち折返し信号に要求される並列数が2以上である場合、フォールディング回路内の入力信号光の分配数と入力参照光の光強度とを変更し、参照光分配部および折返し信号出力部の構成を複数にすることで、複数の折返信号を同時に得ることができる。
Further, although the case where the upper bit is 1 and the lower bit is 2 has been described as an example, the folding signal output from the folding circuit is not limited to the above example (parallel number = 2, folding number = 5). Depending on the resolution of the digital signal after D conversion (the resolution of the upper bits and the resolution of the lower bits), the number of parallels and the number of turns determined by (Expression 1) and (Expression 2) are obtained.
Further, when generating a plurality of folding signals, that is, when the number of parallels required for the folding signals is two or more, the distribution number of the input signal light in the folding circuit and the light intensity of the input reference light are changed and referenced. By using a plurality of configurations of the optical distribution unit and the folding signal output unit, a plurality of folding signals can be obtained simultaneously.

このように、本実施の形態によれば、入力される光信号を用いて光学的に演算処理を実行するフォールディング回路を備えることにより、多ビット化(例えば5ビット以上)のディジタル信号を出力する場合でも、従来のフォールディング型のアナログ・ディジタル変換回路と比較して高速動作を実現できると共に、回路規模を小さくして消費電力を低く抑えることができる。
したがって、アナログ・ディジタル変換回路におけるサンプルレートと分解能との間のトレードオフの関係を緩和させ、高いサンプルレートと高い分解能とを両立させるとともに、回路規模の増大を抑制した低消費電力によるアナログ・ディジタル変換を実現することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, a digital signal with multiple bits (for example, 5 bits or more) is output by providing a folding circuit that optically executes arithmetic processing using an input optical signal. Even in this case, it is possible to realize a high-speed operation as compared with the conventional folding type analog / digital conversion circuit, and it is possible to reduce the circuit scale and suppress the power consumption.
Therefore, the analog-to-digital converter circuit reduces the trade-off relationship between sample rate and resolution, achieves both high sample rate and high resolution, and suppresses the increase in circuit scale while reducing analog power consumption. Conversion can be realized.

[第6の実施の形態]
本発明の第6の実施の形態にかかるアナログ・ディジタル変換回路は、第5の実施の形態において説明したアナログ・ディジタル変換回路10の構成要素から、上位ビットアナログ・ディジタル変換回路14と周辺要素を除き、フォールディング回路15およびエンコーダ16によって入力された光信号をA/D変換するものである。なお、第5の実施の形態において説明したアナログ・ディジタル変換回路10の構成要素と同一の構成および機能を有するものには、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Sixth Embodiment]
The analog / digital conversion circuit according to the sixth embodiment of the present invention includes an upper bit analog / digital conversion circuit 14 and peripheral elements from the components of the analog / digital conversion circuit 10 described in the fifth embodiment. Except for this, the optical signals input by the folding circuit 15 and the encoder 16 are A / D converted. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to what has the same structure and function as the component of the analog / digital conversion circuit 10 demonstrated in 5th Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.

図14は、本実施の形態にかかるアナログ・ディジタル変換回路の構成を示す図である。
本実施の形態にかかるアナログ・ディジタル変換回路20は、図14に示すように、所定のクロックCLK11−1に同期してフォールディング回路15から出力される折返し信号に基づいて、エンコーダ16によって入力信号光1を所定の分解能のディジタル信号へ変換し出力する。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of an analog / digital conversion circuit according to the present embodiment.
As shown in FIG. 14, the analog / digital conversion circuit 20 according to the present embodiment has an encoder 16 that receives an input signal light based on a folding signal output from the folding circuit 15 in synchronization with a predetermined clock CLK11-1. 1 is converted into a digital signal having a predetermined resolution and output.

本実施の形態におけるフォールディング回路15は、第1乃至第4の実施の形態において説明したフォールディング回路100〜400いずれかの構成と同様の構成を有し、また、フォールディング回路15によって生成される折返し信号は、上述した(式1)および(式2)に示す関係式で定まる「折返数」および「並列数」を有するものである。
ここで、入力信号光を分解能(ビット数)が3ビットのディジタル信号へA/D変換する場合の本実施の形態にかかるアナログ・ディジタル変換回路20のフォールディング回路15から出力される折返し信号に基づくエンコーダ出力(真理値表)の一例を、図15に示す。
The folding circuit 15 in the present embodiment has the same configuration as that of any of the folding circuits 100 to 400 described in the first to fourth embodiments, and the folding signal generated by the folding circuit 15 Has “folding number” and “parallel number” determined by the relational expressions shown in (Expression 1) and (Expression 2) described above.
Here, based on the folding signal output from the folding circuit 15 of the analog / digital conversion circuit 20 according to the present embodiment when the input signal light is A / D converted into a digital signal having a resolution (number of bits) of 3 bits. An example of the encoder output (truth table) is shown in FIG.

図15に示すような場合、フォールディング回路15から出力される折返し信号の「折返数」と「並列数」は、「上位分解能=0,下位分解能=3」として(式1)および(式2)から「折返数=3」「並列数=4」となり、フォールディング回路15は、このような折返し信号を生成してエンコーダ16へ出力する。
エンコーダ16は、サンプリングクロックに同期して入力された折返し信号に基づいて、3ビットのディジタル信号を出力する。
In the case as shown in FIG. 15, the “folding number” and “parallel number” of the folding signal output from the folding circuit 15 are “upper resolution = 0, lower resolution = 3” (formula 1) and (formula 2). Therefore, “folding number = 3” and “parallel number = 4”, and the folding circuit 15 generates such a folding signal and outputs it to the encoder 16.
The encoder 16 outputs a 3-bit digital signal based on the folding signal input in synchronization with the sampling clock.

複数の折返し信号を生成する場合、すなわち折返し信号に要求される並列数が2以上である場合、フォールディング回路内の入力信号光の分配数と入力参照光の光強度とを変更し、参照光分配部および折返し信号出力部の構成を複数にすることで、複数の折返信号を同時に得ることができる。   When a plurality of folding signals are generated, that is, when the number of parallels required for the folding signals is two or more, the distribution number of the input signal light and the light intensity of the input reference light in the folding circuit are changed to distribute the reference light. A plurality of folding signals can be obtained at the same time by using a plurality of configurations of the unit and the folding signal output unit.

このように、本実施の形態によれば、入力される光信号を用いて光学的に演算処理を実行するフォールディング回路とエンコーダとによって入力信号光をA/D変換することにより、高速動作を実現できると共に、第5の実施の形態において説明したアナログ・ディジタル変換回路よりも更に回路規模を小さくして消費電力を低く抑えることができる。   As described above, according to the present embodiment, high-speed operation is realized by A / D converting the input signal light by the folding circuit and the encoder that optically executes arithmetic processing using the input optical signal. In addition, the circuit scale can be made smaller than that of the analog / digital conversion circuit described in the fifth embodiment, and the power consumption can be kept low.

高サンプリングレートでかつ高分解能のA/D変換性能が要求される光通信システムの受信装置におけるA/D変換回路や、計測器内部のA/D変換回路といったものに利用可能である。   The present invention can be used for an A / D conversion circuit in a receiving device of an optical communication system that requires a high sampling rate and high resolution A / D conversion performance, and an A / D conversion circuit inside a measuring instrument.

1…入力信号光、2…入力参照光、10,20,40…フォールディング型アナログ・ディジタル変換回路、30…フラッシュ型アナログ・ディジタル変換回路、11,31,41…クロック分配器、12…光分配器、13…光電変換器、14、43…上位ビットアナログ・ディジタル変換回路、15,44,100〜400…フォールディング回路、16,34,45…エンコーダ、17−1〜17−m,36−1〜36−3,47−1〜47−4…ディジタル信号出力端子、31−1,41−1…クロック信号入力端子CLK、32…抵抗ラダー、42…アナログデータ分配器、32−1,42−1…参照電圧(トップ側)入力端子VRT32−2,42−2…参照電圧(ボトム側)入力端子VRB、33…電圧比較器、110…信号光分配部、120,220,420…参照光分配部、221,421…光分配器、222−1〜222−n,422−1〜422−n…光減衰器、130,330…折返し信号出力部、131…比較演算部、133−11〜131−1n、333−b…光電変換器、131−21〜131−2n…コンパレータ、331…比較演算部(光干渉器)、132…反転演算部(反転出力器)、332…反転演算部(光遅延器)133…加算演算部(加算器)、333…加算演算部、333−a…光合波器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input signal light, 2 ... Input reference light 10, 20, 40 ... Folding type | mold analog / digital conversion circuit, 30 ... Flash type | mold analog / digital conversion circuit, 11, 31, 41 ... Clock distributor, 12 ... Optical distribution 13, photoelectric converter 14, 43, upper bit analog / digital conversion circuit 15, 44, 100 to 400, folding circuit 16, 34, 45, encoder, 17-1 to 17 -m, 36-1 To 36-3, 47-1 to 47-4, digital signal output terminals, 31-1, 41-1 ... clock signal input terminals CLK, 32 ... resistor ladder, 42 ... analog data distributor, 32-1, 42- DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reference voltage (top side) input terminal VRT32-2, 42-2 ... Reference voltage (bottom side) input terminal VRB, 33 ... Voltage comparator, 110 ... Signal light Distributing section, 120, 220, 420... Reference light distributing section, 221, 421... Optical distributor, 222-1 to 222-n, 422-1 to 422-n ... Optical attenuator, 130, 330. 131 ... Comparison operation unit 133-11 to 131-1n, 333b ... Photoelectric converter, 131-21 to 131-2n ... Comparator, 331 ... Comparison operation unit (optical interferometer), 132 ... Inversion operation unit ( Inversion output unit), 332... Inversion operation unit (optical delay unit) 133... Addition operation unit (adder), 333... Addition operation unit, 333-a.

Claims (9)

外部より入力される入力信号光を互いに等しい光強度を有するN個(Nは整数)の信号光に分配する信号光分配部と、
外部より入力される入力参照光を予め定められた光強度の分配比によって互いに異なる光強度を有するN個の参照光に分配する参照光分配部と、
N個の前記信号光とN個の前記参照光との光強度から前記入力信号光の光強度を量子化したNビットの温度計コードを導出し、この温度計コードの論理を1ビットおきに反転させた反転温度計コードの各ビットの総和の出力を、前記入力信号光の光強度の変化に応じて折り返される折返し信号として出力する折返し信号出力部と
を備えることを特徴とするフォールディング回路。
A signal light distribution unit that distributes input signal light input from the outside into N (N is an integer) signal lights having the same light intensity;
A reference light distribution unit that distributes input reference light input from the outside to N reference lights having different light intensities according to a predetermined light intensity distribution ratio;
An N-bit thermometer code obtained by quantizing the light intensity of the input signal light is derived from the light intensities of the N signal lights and the N reference lights, and the logic of the thermometer code is set every other bit. A folding circuit comprising: a folded signal output unit that outputs a summed output of each bit of the inverted inverted thermometer code as a folded signal that is folded according to a change in light intensity of the input signal light.
請求項1に記載されたフォールディング回路において、
前記参照光分配部は、
前記入力参照光を互いに等しい光強度のN個の光へ分配する光分配器と、
互いに異なる透過率を有し、前記光分配器によって分配されたN個の光の光強度を、それぞれ前記分配比に応じた光強度に減衰するN個の光減衰器と
を備えることを特徴とするフォールディング回路。
The folding circuit according to claim 1,
The reference light distributor is
A light distributor that distributes the input reference light into N light beams of equal light intensity;
And N optical attenuators having different transmittances and attenuating the light intensities of the N lights distributed by the optical distributor to light intensities corresponding to the distribution ratios, respectively. Folding circuit.
請求項1または2に記載されたフォールディング回路において、
前記参照光分配部を複数備え、複数の前記参照光分配部は、互いに異なる前記分配比を有することを特徴とするフォールディング回路。
The folding circuit according to claim 1 or 2,
A folding circuit comprising a plurality of the reference light distribution units, wherein the plurality of reference light distribution units have different distribution ratios.
請求項1乃至3のいずれかに記載されたフォールディング回路において、
前記折返し信号出力部は、
N個の前記信号光の内のひとつの前記信号光の光強度と、N個の前記参照光の内のひとつの前記参照光の光強度とを比較し、N個の比較結果に応じたNビットの前記温度計コードを出力する比較演算部と、
この比較演算部によって出力される前記温度計コードの論理を1ビットおきに反転させて前記反転温度計コードを出力する反転演算部と、
この反転演算部によって出力される前記反転温度計コードの各ビットを加算して加算信号を出力する加算演算部と
を備えることを特徴とするフォールディング回路。
The folding circuit according to any one of claims 1 to 3,
The folding signal output unit is
The light intensity of one of the N signal lights is compared with the light intensity of one of the N reference lights, and N corresponding to the N comparison results is compared. A comparison operation unit for outputting the thermometer code of the bit;
An inversion operation unit that inverts the logic of the thermometer code output by the comparison operation unit every other bit and outputs the inversion thermometer code;
A folding circuit comprising: an addition operation unit that adds each bit of the inversion thermometer code output by the inversion operation unit and outputs an addition signal.
請求項4に記載されたフォールディング回路において、
前記比較演算部は、
N個の前記信号光の内のひとつが入力される第1の入力端子と、N個の前記参照光の内のひとつが入力される第2の入力端子とを有し、前記第1の入力端子に入力された前記信号光から変換された電気信号を出力する第1の出力端子と、前記第2の入力端子に入力された前記参照光から変換された電気信号を出力する第2の出力端子とを有するN個の光電変換器と、
この光電変換器の前記第1、第2の出力端子から出力される電気信号の電位を比較し、比較結果に応じた電気信号を出力するN個のコンパレータとを備え、
前記反転演算部は、N個の前記コンパレータから出力される電気信号の論理をひとつおきに反転させる反転出力器を備え、
前記加算演算部は、前記反転出力器によってひとつおきに反転されたN個の電気信号を加算して前記加算信号を出力する加算器を備えることを特徴とするフォールディング回路。
The folding circuit according to claim 4,
The comparison operation unit
A first input terminal to which one of the N signal lights is input; and a second input terminal to which one of the N reference lights is input, and the first input A first output terminal that outputs an electrical signal converted from the signal light input to the terminal; and a second output that outputs an electrical signal converted from the reference light input to the second input terminal. N photoelectric converters having terminals,
N comparators that compare the electric potentials of the electric signals output from the first and second output terminals of the photoelectric converter and output electric signals according to the comparison results;
The inversion operation unit includes an inversion output device that inverts every other logic of the electric signals output from the N comparators,
The folding circuit includes an adder that adds N electrical signals inverted every other time by the inversion output unit and outputs the addition signal.
請求項4に記載されたフォールディング回路において、
前記比較演算部は、N個の前記信号光の内のひとつとN個の前記参照光の内のひとつとを干渉させて干渉光信号をN個出力する光干渉器を備え、
前記反転演算部は、N個の前記干渉光信号の位相をひとつおきに180°遅延させて遅延干渉光信号を生成する光遅延器を備え、
前記加算演算部は、
前記光遅延器から出力されるN個の前記遅延干渉光信号を合波して合波光信号を出力する光合波器と、
この光合波器から出力される前記合波光信号を電気信号へ変換して出力する光電変換器と
を備えることを特徴とするフォールディング回路。
The folding circuit according to claim 4,
The comparison operation unit includes an optical interferometer that outputs N interference optical signals by causing interference among one of the N signal lights and one of the N reference lights.
The inversion operation unit includes an optical delay device that delays every other phase of the N interference optical signals by 180 ° to generate a delayed interference optical signal,
The addition operation unit
An optical multiplexer that combines the N delayed interference optical signals output from the optical delay device and outputs a combined optical signal;
A folding circuit comprising: a photoelectric converter that converts the combined optical signal output from the optical multiplexer into an electrical signal and outputs the electrical signal.
外部から入力される入力信号光を所定の分解能のディジタル信号へ変換するアナログ・ディジタル変換回路であって、
前記入力信号光を2つの信号光へ分配する入力信号光分配器と、
この入力信号光分配器によって分配された一方の信号光を電気信号へ変換する光電変換器と、
所定のクロック信号を予め定められた複数のサンプリングクロック信号へ分配するクロック分配器と、
前記サンプリングクロック信号に同期して前記光電変換器から出力される電気信号の電圧レベルと外部から入力される参照電圧レベルとを比較し、この比較結果に基づいた前記ディジタル信号の予め定められた上位ビットの信号を生成する上位ビット信号生成部と、
外部から入力される入力参照光と前記入力信号光とを入力して前記入力信号光の光強度の変動に応じて所定のタイミングで折り返す折返し信号を生成するフォールディング回路と、
前記サンプリングクロック信号に同期して前記フォールディング回路から出力される前記折返し信号に基づいた前記ディジタル信号の予め定められた下位ビットの信号を生成する下位ビット信号生成部と
を備え、
前記フォールディング回路は、請求項1乃至6のいずれかに記載されたフォールディング回路であって、前記ディジタル信号の前記上位ビットの分解能に関連して定まる折返し数の前記折返し信号を、前記下位ビットの分解能に関連して定まる数だけ生成することを特徴とするアナログ・ディジタル変換回路。
An analog-digital conversion circuit that converts input signal light input from the outside into a digital signal with a predetermined resolution,
An input signal light distributor for distributing the input signal light into two signal lights;
A photoelectric converter that converts one signal light distributed by the input signal light distributor into an electrical signal;
A clock distributor for distributing a predetermined clock signal to a plurality of predetermined sampling clock signals;
A voltage level of an electrical signal output from the photoelectric converter in synchronization with the sampling clock signal is compared with a reference voltage level input from the outside, and a predetermined higher order of the digital signal based on the comparison result An upper bit signal generation unit for generating a bit signal;
A folding circuit that inputs an input reference light input from the outside and the input signal light and generates a return signal that returns at a predetermined timing according to a change in light intensity of the input signal light; and
A lower bit signal generation unit that generates a predetermined lower bit signal of the digital signal based on the folded signal output from the folding circuit in synchronization with the sampling clock signal, and
The folding circuit according to any one of claims 1 to 6, wherein the folding signal having a folding number determined in relation to the resolution of the upper bit of the digital signal is converted into a resolution of the lower bit. An analog-to-digital conversion circuit characterized by generating a number determined in relation to
外部から入力される入力信号光を所定の分解能のディジタル信号へ変換するアナログ・ディジタル変換回路であって、
所定のサンプリングクロックを出力するサンプリングクロック発生部と、
外部から入力される入力参照光と前記入力信号光とを入力して前記入力信号光の光強度の変動に応じて所定のタイミングで折り返す折返し信号を生成するフォールディング回路と、
前記サンプリングクロックに同期して前記フォールディング回路から出力される前記折返し信号に基づいた前記入力信号光に対応する前記ディジタル信号を生成するエンコーダーと
を備え、
前記フォールディング回路は、請求項1乃至6のいずれかに記載されたフォールディング回路であって、前記フォールディング回路によって生成される折返し信号の数と折返し数は、前記ディジタル信号の分解能に関連して定まることを特徴とするアナログ・ディジタル変換回路。
An analog-digital conversion circuit that converts input signal light input from the outside into a digital signal with a predetermined resolution,
A sampling clock generator for outputting a predetermined sampling clock;
A folding circuit that inputs an input reference light input from the outside and the input signal light and generates a return signal that returns at a predetermined timing according to a change in light intensity of the input signal light; and
An encoder that generates the digital signal corresponding to the input signal light based on the folded signal output from the folding circuit in synchronization with the sampling clock;
7. The folding circuit according to claim 1, wherein the number of folded signals generated by the folding circuit and the number of folded signals are determined in relation to the resolution of the digital signal. An analog-digital conversion circuit characterized by
請求項7または8に記載されたアナログ・ディジタル変換回路において、
前記フォールディング回路から出力される前記折返し信号の数と折返し数は、関係式;Fs=2(m+1)+1,Ft=2n/2(ここで、Fsは前記折返し信号の折返し数、Ftは前記折返し信号の数、mは前記ディジタル信号の前記上位ビットのビット数、nは前記ディジタル信号の前記下位ビットのビット数を表す。)から導出されることを特徴とするアナログ・ディジタル変換回路。
The analog-digital conversion circuit according to claim 7 or 8,
The number of folding signals and the number of folding signals output from the folding circuit are expressed by the following relational expression: Fs = 2 (m + 1) +1, Ft = 2 n / 2 (where Fs is the number of folding signals and Ft is the number of folding signals) The number of folded signals, m is the number of bits of the upper bits of the digital signal, and n is the number of bits of the lower bits of the digital signal.
JP2010281961A 2010-12-17 2010-12-17 Folding circuit and analog / digital conversion circuit Expired - Fee Related JP5437986B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010281961A JP5437986B2 (en) 2010-12-17 2010-12-17 Folding circuit and analog / digital conversion circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010281961A JP5437986B2 (en) 2010-12-17 2010-12-17 Folding circuit and analog / digital conversion circuit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012129937A JP2012129937A (en) 2012-07-05
JP5437986B2 true JP5437986B2 (en) 2014-03-12

Family

ID=46646455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010281961A Expired - Fee Related JP5437986B2 (en) 2010-12-17 2010-12-17 Folding circuit and analog / digital conversion circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5437986B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3325621B2 (en) 1992-11-27 2002-09-17 昭和電工株式会社 Method for producing water-in-oil cationic polymer emulsion

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3325621B2 (en) 1992-11-27 2002-09-17 昭和電工株式会社 Method for producing water-in-oil cationic polymer emulsion

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012129937A (en) 2012-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8264390B2 (en) Conversion of a discrete time quantized signal into a continuous time, continuously variable signal
US6980144B1 (en) Method for reducing DAC resolution in multi-bit sigma delta analog-to digital converter (ADC)
US9214953B1 (en) Generalized data weighted averaging method for equally weighted multi-bit D/A elements
US7760121B2 (en) Dual data weighted average dynamic element matching in analog-to-digital converters
US20090243904A1 (en) Randomized thermometer-coding digital-to-analog converter and method therefor
US20090121909A1 (en) Dynamic element-matching method, multi-bit dac using the method, and delta-sigma modulator and delta-sigma dac including the multi-bit dac
US5610606A (en) 1-bit D/A conversion circuit
CN104253615A (en) Self-calibrated delta-sigma modulator and method thereof
US9007248B2 (en) MASH sigma-delta modulator and DA converter circuit
JP2013500662A (en) Method for correcting analog defects in parallel analog-to-digital converters, especially for the use of multi-standard software defined radios and / or cognitive radios
JP5610533B2 (en) Conversion device
JP4076547B2 (en) Dither circuit for quantizer
JP5437986B2 (en) Folding circuit and analog / digital conversion circuit
Neitola et al. A generalized data-weighted averaging algorithm
US12119833B2 (en) Data-weighted element mismatch shaping in digital to analog converters
WO2013183550A1 (en) Signal conversion device and transmitter
US9287887B2 (en) DEM circuit, delta-sigma modulator, D/A converter, and wireless communication device
CN108134608B (en) Delta-sigma modulator and signal conversion method
JP2010245765A (en) DEM (Dynamic Element Matching)
US20110140946A1 (en) Data converter system that avoids interleave images and distortion products
JP4279410B2 (en) Signal processing apparatus and semiconductor device testing apparatus using the apparatus
JP4887875B2 (en) Dynamic element matching method and apparatus
JP2013254994A (en) Δς modulation system and digital signal processing device
Reekmans et al. Quadrature mismatch shaping with a complex, tree structured DAC
Delic-Ibukic et al. Continuous gain calibration of parallel delta sigma A/D converters

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121225

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131129

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131210

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5437986

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees