We propose, for the first time to our knowledge, a novel gain-clamping method for EDFA in WDM Add/Drop networks by introducing a disturbance observer technique. The proposed gain-clamping control input consists of the nominal gain-clamping control such as PI(Proportional and Integral) control and the additional control input for the compensation of the effects caused by channel add/drops. The additional control input is designed using the wellknown disturbance observer technique and can be implemented very easily with general electric elements. We proved the superiority of the new technique over the previous methods by showing simulation result of minimized dips and spikes that appear in power profile of EDFA output.
본 논문에서는 파장분할다증(WDM) 첨가(add)/절취(drop)망에서 채널의 add/drop에 따라 망 내에 있는 EDFA의 이득을 제어함에 있어 세계 최초로 외란 간측기법을 적용하는 새로운 이득-클램핑(gain-clamping) 방법을 제안한다. 이득-클램핑을 위한 제어신호는 공칭 제어신호와 채널의 add/drop에 따른 이득변동을 보정하기 위한 부가제어신호로 구성된다. 외란 관측기법에 근거하여, 부가 제어신호는 채별의 add/op에 의해 발생하는 추정 외란을 보정할 수 있도록 설계하였다. 이러한 부가 제어신호를 생성하는 회로는 간단한 전자소자를 이용하여 쉽게 구현할 수 있다. 모의실험을 통해 본 논문에서 제안하는 방법을 사용할 때 채널의 add/drop 과정에서 EDFA의 출력 파형에 나타나는 이득변화에 따른 요철이 최소로 됨을 보여줌으로써 본 방법이 기존의 여타 방법들에 비해 월등함을 입증하였다.
본 논문에서는 새롭게 제안한 ASE 차동 감시 방법을 이용하여 EDFA의 이득 과도 현상 및 정상상태의 이득 오차를 제어하는 방법에 대해 기술한다. 현재까지 EDFA의 과도현상을 해결하기 위해 제안된 방법들은 대부분 제어에 있어서 특정한 기준점을 필요로 하기 때문에 다양한 규격을 갖는 증폭기들에 적용하고자 할 때에는 증폴기 각각의 특성을 측정하여 제어 파라미터를 변경하거나 제어 회로를 수정해야 하는 불편이 있어Te. 본 논문에서는 이를 해결하기 위한 방법으로서 이득 대력양단의 ASE 파워를 서로 비교하여 얻은 이득 평탄도의 변화를 이득의 변화로 간주하는 이득 오차 검출기를 제안하였다. 제안한 방법은 이득과 이득 평탄도의 1:1 대응관계를 이용하는 것으로서, 밀도 반전의 변화를 직접적으로 반영할 뿐만 아니라, 그 동작에 있어서 제어 회로의 기준점을 필요로 하지 않기 때문에 하나의 회로를 서로 다른 이득 특성을 갖는 증폭기에 회로의 변경 없이 적용할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 이를 검증하기 위해 실제 제작된 EDFA 및 여러 개의 EDFA로 연결된 링크를 대상으로 완전한 이득 고정 시스템을 구현하였는데 제작된 증폭기의 정상상태 이득 및 이득 고정 시스템의 설계 파라미터에 무관하게 정확한 이득 고정 성능을 얻을 수 있었다.
This paper present a gain-clamped L-band EDFA based on reflecting back a portion of backward amplified spontaneous emission into the erbium-doped fiber section, utilizing a fiber Bra99 grating. By using FBG with R=66.1 and 99.9%, the gain is clamped at 15.1 and 14.3㏈, respectively, with a variation of less than 0.2㏈ for an input signal power as high as -5 ㏈m. However, a small noise figure penalty is obtained, which is the consequence of the gain clamping effect.
We have investigated the impact of optical filter bandwidth on the performance of all-optical automatic gain-controlled (AGC) erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs). In principle, an optical bandpass filter (OBPF) should be placed within the feedback gain-clamping loop to set the lasing wavelength as well as the passband of the feedback amplified spontaneous emission (ASE) in all-optical AGC EDFA. From our measurement results, we found that the power level of feedback ASE with 0.1 nm passband of the optical filter was smaller than the ones with >0.2 nm passband cases. Therefore, the peak-to-peak power variation of the surviving channel with 0.1 nm passband was much larger than the ones with >0.2 nm passband. In addition, no significant difference in the power level of the feedback ASE was observed when the passband of the optical filter was ranging from 0.2 nm to 4.5 nm in our measurements. From these results, we have concluded that the passband of the optical filter should be slightly larger than 0.2 nm by taking into account the effect of feedback ASE power and the efficient use of the EDFA gain spectrum for the lasing ASE peak.
In this paper, the performance of upidirectional and hi-directional regenerative erbium-doped fiber amplifier (EDFA) is compared. The systems are operating above laser oscillation threshold. The experimental results show that the unidirectional regenerative EDFA has a better performance than the hi-directional.
A data and clock recovery integrated circuit for MAC (Multiplexed Analog Component) TV standard is described. The chip performs the recovery of a system clock from a digitally encoded voice signal, clamping of a video signal for DC-level restoration, and precise gain control of a video signal in the presence of a large amplitude variation. A PLL (Phase Locked Loop) is used for timing recovery and a new gain control circuit is proposed which enhances its accuracy and dynamic range by employing two identical four-quadrant analog multipliers. The chip is designed in full custom with 1.5um BiCMOS technology, and layout verification is completed by post-simulation with the extracted circuit.
파장 분할 다중화(WDM)기술은 빠른 속도로 발전해 왔으며, 이에 대한 연구는 계속되고 있다. 전송용량의 증가에 의해 전송 채널의 수가 증가하고 이에 따라 이득 대역도 더 넓어져야한다.$^{(1)}$ 파장 분할 다중화(WDM) 시스템의 구성에서 어븀 첨가 광섬유 증폭기(EDFA)는 시스템의 핵심 요소로 각 단계마다 몇 개씩의 EDFA가 사용된다. EDFA에서는 이득의 변화가 10 ms정도로 천천히 일어나므로 입력의 평균값에 의해 이득이 결정된다. 따라서, EDFA는 모든 채널의 입력의 합이 일정할 때 이득의 상호 포화로 인한 채널 간의 누화가 없다는 장점이 있기 때문에 다채널 WDM 시스템의 광섬유 증폭기로 매우 유용하게 이용되고 있다.$^{(2)}$ (중략)
본 논문은 0.5~2.0 GHz에서 -70~0 dBm의 동적 범위를 갖는 로그 비디오 증폭기(Successive Detecting Log Video Amplifier, 이하 SDLVA)를 설계 및 제작하였다. 제작된 SDLVA는 5단의 증폭기를 이용한 고주파 출력부, 2단의 로그검파기 그리고 선형성 개선을 위하여 클램핑 연산증폭기를 이용한 가산 회로로 구현하였다. 제작된 SDLVA의 측정 결과는 73 dB 이상의 소신호 이득과 10.1~12.2 dBm의 고주파 포화 출력 특성을 갖는다. 그리고 -70~0 dBm 입력 시 25 mV/ dB${\pm}$1.0 mV의 기울기를 갖고 ${\pm}$1.5 dB 이하의 선형 특성을 갖는 비디오 신호를 출력한다.
Resonant converters have attracted a lot of attention because of their high efficiency due to the soft-switching performance. An isolated high step-up converter with secondary-side resonant loops is proposed and analyzed in this paper. By placing the resonant loops on the secondary side, the current stress for the resonant capacitors is greatly reduced. The power loss caused by the equivalent series resistance of the resonant capacitor is also decreased. Clamp diodes in parallel with the resonant capacitors ensure a unique discontinuous current mode in the converter. Under this mode, the active switches can realize soft-switching during both turn-on and turn-off transitions. Meanwhile, the reverse-recovery problems of diodes are also alleviated by the leakage inductor. The converter is essentially a step-up converter. Therefore, it is helpful for decreasing the transformer turn-ratio when it is applied as a high step-up converter. The steady-state operation principle is analyzed in detail and design considerations are presented in this paper. Theoretical conclusions are verified by experimental results obtained from a 500W prototype with a 35V-42V input and a 400V output.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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