用于传输光学时钟信号的光电电路和方法技术

一种用于将光学时钟信号发送至电子部件(74a、74b)的光电电路包含用于产生光学时钟信号的时钟产生设备、用于将光学时钟信号转换为供给至电子部件(74a、74b)的电学时钟信号的转换器元件(73a、73b)以及从时钟产生设备至转换器元件(73a、73b)的光路(72a、72b)。在本文中，光电电路(4a、4b)提供从时钟产生设备至转换器元件(73a、73b)的光学时钟信号的延迟时间。所述光电电路(4a、4b)相应地包括用于调节时钟产生设备和电子部件(74a、74b)之间的延迟时间的可调节光学元件(72a、72b)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种允许在光学路径中微调信号延迟时间的光电电路和方法。
技术介绍
光学和光电系统一般提供用于输送光学信号的复杂的波导结构。在许多应用中，要求信号延迟时间可控为几fs的精度，以实现整个系统的要求性能。例如，美国专利US7956788B2公开了一种光电模拟_数字转换器，其中使用光学时钟信号控制单独的采样并保持兀件。 采样时间的分散发生在光学网络内，并且还以依赖于制造方式而发生在电子部件中。例如，这些分散由波导几何制造中的容差、波导折射率的容差引起，而且还通过电子部件中的容差引起。除此之外，电路中的热梯度引起光学和电子部件的延迟时间中的位置相关波动。 与整个系统性能相关的一个值是对模拟信号采样所使用的时间精度。具体来说，通过使用一起提供具有N次采样频率(sampling rate)的采样器的N个时间嵌套(time-nested)采样器,准确的采样必须在时间IvKM/Nht时间点。在本文中,M表示系统中单独采样器的数目。如果不能确保在采样器之间的时间准确采样，则不期望的支路就会发生在从单独采样器重新构建的信号中。 这引起了提供允许非常精确的观察信号的计划性延迟时间的光电电路和用于操作光电电路的方法的目的。
技术实现思路
根据本专利技术的目的是实现通过独立权利要求1的特征表现的设备和通过独立权利要求10的特征表现的方法。有利的进一步发展形成了这些权利要求的从属权利要求的主题。 根据本专利技术用于将光学时钟信号发送至电子部件的光电电路包含用于产生光学时钟信号的时钟产生设备、用于将光学时钟信号转换为供给至电子部件的电学时钟信号的转换器部件以及从时钟产生设备至转换器元件的光路。在本文中，光电电路提供从时钟产生设备至转换器元件的光学时钟信号的延迟时间。光电电路相应地包括用于调节时钟产生设备和电子部件之间的延迟时间的可调节光学元件。因此，由部件容差、热应力等引起的延迟时间的误差可以被补偿。 光路优选是可调节光学元件。然后，延迟时间可以通过改变光路的光学长度而调节。然后，光路提供用于加热光路的至少一个加热元件。光路的光学长度可以被调节，以通过加热光路而调节延迟时间。通过这种方式，在不需要连接在光学路径中的进一步的部件的情况下，可以非常简单的调节延迟时间。通过改变温度，折射率也可以被调节。因此，延迟时间也可以被影响。 作为替代，光电电路提供作为可调节光学元件而串联连接至光路的克尔盒(Kerrcell)或普克尔斯盒(Pockels cell)。然后，延迟时间可以通过调节克尔盒或普克尔斯盒的光学长度而调节。通过这种方式，延迟时间可以特别精确的调节。另外，通过这种方式可以避免使用也提供高功耗的加热元件。 最好，时钟产生设备是使用时钟频率施加脉冲的脉冲光源，特别是脉冲激光器或脉冲激光二极管或脉冲二极管。转换器元件优选是光电二极管或光电晶体管。根据本专利技术的光电设备包括至少两个上述光电电路、用于控制光电电路的延迟时间的控制设备以及至少两个电子部件。通过这种方式，可以实现两个电子部件中时钟信号到达的不同时间。 最好，光电设备是采样电路。然后，光电设备包括作为电子部件的采样并保持元件，光电电路将时钟信号发送至采样并保持元件。在本文中，光电电路的延迟时间以这样的方式规定:在一个采样周期内，获得采样并保持元件的不同采样时间。调整设备相应地体现为通过调节光电电路的延迟时间而微调采样时间。因此，可以实现采样时间的特别高精度。 可替代地，光电设备是多路复用器电路。然后，光电设备包括作为电子部件的开关元件，光电电路将时钟信号发送至开关元件。然后，光电电路的延迟时间以这样的方式而规定:开关元件的不同开关时间使用每个时钟周期的整数因子(whole-number divisor)而获得。然后，调整设备体现为通过调节光电电路的延迟时间而微调开关时间。通过这种方式，可以实现单个开关元件的开关时间的特别的精确调节。 最好，调整设备体现为通过可调节光学元件补偿光电设备内的温度梯度。因此，可以补偿影响延迟时间的其他部件引起的温度梯度。 光电设备进一步优选包括用于输入校准信号的校准设备。然后，光电设备体现为根据输入的校准信号在校准测量的环境中确定校准值，并且根据校准值，调节可调节光学元件。通过这种方式，可以实现延迟时间微调的特别的高精度。 根据本专利技术的方法用于将时钟信号发送至电子部件。最初，产生光学时钟信号。在供给至电子部件之前，光学时钟信号被转换为电信号。光学时钟信号相应地经由光路引导至电子部件。在本文中，光学时钟信号提供从时钟产生至电子部件的延迟时间。这延迟时间可以被调节。因此，基于部件容差、热应力等的延迟时间的误差可以被补偿。 【附图说明】 在下文中，基于附图，通过示例的方式描述本专利技术，其中呈现了本专利技术的优选示例性实施例。附图示出: 图1不出不例性光电设备中的根据本专利技术的光电电路的第一不例性实施例； 图2示出根据本专利技术的光电电路的第二示例性实施例的细节； 图3示出在操作中的根据本专利技术的光电电路的第三示例性实施例的细节； 图4示出根据本专利技术的光电电路的第四示例性实施例；以及 图5示出根据本专利技术的方法的示例性实施例。 【具体实施方式】 首先结合图1具体描述本专利技术潜在的问题。然后结合图1-图4解释根据本专利技术的光电电路的各个示例性实施例的构建和机能。最后结合图5描述根据本专利技术的方法的示例性实施例的机能。在某些情况下，在类似附图中的相同元件的展示和描述未被重复。 图1示出光电设备I。这里示出的光电设备I是采样电路，诸如用于例如模拟-数字转换器中的采样电路。因此，光电设备I包含信号连接50，通过信号连接50，可以输入要采样的信号。多个采样并保持元件40-47连接至信号连接50，在不同情况下，要采样的信号被提供至多个采样并保持元件40-47。另外，光电设备I包含多个光电电路2，每个光电电路2都包含转换器元件30-37。在本文中，转换器元件30-37表现为光电二极管。这些转换器元件的每一个都连接至光电设备I的采样并保持元件40-47中的一个，并表现为光学信号一旦到达各个转换器元件30-37就通过采样并保持元件触发采样。 光电电路2的每一个进一步包括光路，通过该光路，光电电路2的每一个连接至时钟产生设备25，这里时钟产生设备25由激光器形成。在本文中产生的各个光学路径的长度不同。 因此，从时钟产生设备25至单个转换器元件30-37的信号的不同延迟时间得以实现。在本文中，时钟产生设备25与采样并保持元件40-47之间的延迟时间以这样的方式调节:获得采样并保持元件40-47在由时钟产生设备25规定的时钟的一个时钟周期期间的采样时间的平均分布。因此，在本示例中，能够以时钟频率的8倍的采样频率而采样。 在本文中，光电电路2的每一个包括其自身的转换器元件30-37以及从时钟产生设备25至转换器元件30-37的光路。另外，光电电路2共享公共的时钟产生设备25。这里，时钟产生设备25相应地是全部光电电路2的一部分。 为了将光学时钟信号输入至光路内，这里示出的系统进一步包括被调节至时钟产生设备25的波长的光栅耦合器26，并且通过这种方式，能将尽可能大的功率接收到光路内。输入的光学时钟信号经由信号分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将光学时钟信号发送至电子部件(40‑47、74a、74b)的光电电路，具有：用于产生所述光学时钟信号的时钟产生设备(25)，用于将所述光学时钟信号转换为供给至所述电子部件(40‑47、74a、74b)的电学时钟信号的转换器元件(30‑37、73a、73b)，以及从所述时钟产生设备(25)至所述转换器元件(30‑37、73a、73b)的光路(60、72a、72b)，其特征在于所述光电电路(2、4a、4b)提供用于调节所述时钟产生设备(25)和所述电子部件(40‑47、74a、74b)之间的延迟时间的可调节光学元件(60、72a、72b)。

【技术特征摘要】
2013.06.28 DE 102013212702.21.一种用于将光学时钟信号发送至电子部件(40-47、74a、74b)的光电电路，具有: 用于产生所述光学时钟信号的时钟产生设备(25)， 用于将所述光学时钟信号转换为供给至所述电子部件(40-47、74a、74b)的电学时钟信号的转换器元件(30-37、73a、73b)，以及 从所述时钟产生设备(25)至所述转换器元件(30-37、73a、73b)的光路^0、72a、72b)，其特征在于 所述光电电路(2、4a、4b)提供用于调节所述时钟产生设备(25)和所述电子部件(40-47,74a,74b)之间的延迟时间的可调节光学元件(60、72a、72b)。2.根据权利要求1所述的光电电路，其特征在于， 所述光路^0、72a、72b)是所述可调节光学元件^0、72a、72b)， 所述延迟时间是通过改变所述光路^0、72a、72b)的光学长度而可调节的， 所述光路^0、72a、72b)提供用于加热所述光路^0、72a、72b)的至少一个加热元件(61、79a、79b)，并且 用于调节所述延迟时间的所述光路^0、72a、72b)的光学长度是通过加热所述光路(60、72a、72b)而可调节的。3.根据权利要求1所述的光电电路，其特征在于， 所述光电电路(2、4a、4b)提供作为所述可调节光学元件而串联连接至所述光路(60、72a、72b)的克尔盒或普克尔斯盒，并且所述延迟时间是通过施加电信号至所述克尔盒或普克尔斯盒而调节所述克尔盒或普克尔斯盒的光学长度而可调节的。4.根据权利要求1至3中任一项所述的光电电路，其特征在于， 所述时钟产生设备(25)是使用所述时钟频率施加脉冲的光源，特别是脉冲激光器或脉冲激光二极管或脉冲二极管，和/或所述转换器元件(30-37、73a、73b)是光电二极管或光电晶体管。5.一种光电设备，其具有至少两个根据权利要求1至4中任一项所述的光电电路(2、4a、4b)、用于控制所述光电电路的延迟时间的控制设备(78a、78b)和至少两个电子部件(40-47,74a,74b)。6.根据权利要求5所述的光电设备,其特征在于， 所述光电设备(1、3)是采样电路，所述光电设备(1、3)包括作为所述电子部件(40-47、74a,74b)的采样并保持元件(40-47、74a、74b)，所述光电电路(2、4a、4b)将所述时钟信号发送至所述采样并保持元件(40-47、74a、74b)，所述光电电路(2、4a、4b)的延迟时间以这样的方式规定:所述采样并保持元件(40-47、74a、74b)的不同采样时间使用每个时钟周期的整数因子而获得，并且 所述调整设备(78a、78b)体现为通过调节所述光电电路(2、4a、4b)的延迟时间而微调所述采样时间。7.根据权利要求5所述的光电设备,其特征在于， 所述光电设备是多路复用器电路，所述光电设备包括作为所述电子部件的开关元件，所述光电电路(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：格哈德·卡门，尹高·蒂特曼，
申请(专利权)人：罗德施瓦兹两合股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE