JP3753670B2 - Burst signal amplifying device and burst optical signal receiving device using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光信号を受信して電気信号に変換する光受信装置に係り、この光受信装置を構成するバースト信号増幅装置及びこれを用いたバースト光信号受信装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のバースト信号増幅装置として、例えば、特開2001−196957号公報に記載されたものが知られている。図8はこの公報に記載されたバースト信号増幅装置の構成を示すブロック回路図である。同図において、バースト信号増幅装置90は入力端子1に入力端が接続された利得一定の増幅回路(本明細書では利得一定の増幅回路を単に増幅回路と略称する)91と、この増幅回路91の出力端に入力端が接続され、その出力端が出力端子2に接続された増幅回路92と、増幅回路91の出力端に入力端が接続され、その出力端が増幅回路92の入力端に接続されたピーク検出回路93とを備えている。
【0003】
この構成により、入力端子1から入力されたバースト信号は、増幅回路91で増幅された後、2つに分岐される。分岐された一方の信号は増幅回路92に加えられ、分岐された他方の信号はピーク検出回路93に加えられる。ピーク検出回路93はバースト信号のピークレベルを検出し、増幅回路92の基準レベル信号として加える。増幅回路92はこの基準レベルに対する入力信号の差分を増幅して出力端子2に出力する。なお、増幅度を大きくする必要のある場合には、増幅回路91と増幅回路92との間に1つ又は複数の増幅回路を接続して、周知の多段増幅回路を用いる。この場合、増幅回路間はDC(直流)結合される構成であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述したDC結合されたバースト信号増幅装置は、モノリシックマイクロ波集積回路(MMIC:Monolithic Microwave Integrated Circuit)化され、これによって、装置の小型・軽量化ができ、高精度で再現性に優れ、ミリ波帯のような超高周波領域に適し、装置の信頼性も高められる。しかしながら、上述したバースト信号増幅装置は、抵抗バイアスや抵抗負荷で構成されているため、MMIC化されたスペースで高利得を実現すると、発熱量が増大するという問題があった。
また、増幅回路を多段接続した場合、マーク率変動に伴う直流レベル変動が生じやすく、補償回路が必要になるという問題もあった。
【0005】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、消費電力を低く抑えて発熱量を低減させるとともに、マーク率変動に伴う直流レベル変動を抑制することのできるバースト信号増幅装置及びこれを用いたバースト光信号受信装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、バースト信号を多段増幅する複数の増幅回路と、増幅回路を相互に容量結合し、さらに、初段の増幅回路の入力端及び終段の増幅回路の出力端をそれぞれ接続対象に容量結合する複数のコンデンサと、増幅回路のいずれか1つの出力信号を分岐入力し、終段の増幅回路の出力端に発生するバースト信号の正方向のピーク値と負方向のピーク値との和の1/2の直流電圧に相当する負(又は正)極性の直流電圧信号を生成する直流レベル調整回路と、終段の増幅回路の出力信号に直流レベル調整回路で生成された直流電圧信号を加算(又は減算)する手段とを備える。
この構成により、容量結合された多段増幅回路がバースト信号の交流分しか増幅しないため、消費電力が低く抑えられて発熱量が低減される。また、直流レベルが調整された電圧がバースト信号の交流分に重畳されるため、バースト信号のマーク率変動に起因する直流レベル変動を抑制することができる。
【0007】
請求項2に係る発明は、バースト信号を多段増幅するための少なくとも1つの利得可変増幅回路を含む複数の増幅回路と、増幅回路を相互に容量結合し、さらに、初段の増幅回路の入力端及び終段の増幅回路の出力端をそれぞれ接続対象に容量結合する複数のコンデンサと、増幅回路のいずれか1つの出力信号を分岐入力し、終段の増幅回路の出力端に発生するバースト信号の正方向のピーク値と負方向のピーク値との和の1/2の直流電圧に相当する負(又は正)極性の直流電圧信号を生成する直流レベル調整回路と、利得可変増幅回路の出力信号を分岐入力し、バースト信号の振幅を検出するとともに、終段の増幅回路の出力端に発生するバースト信号の振幅が一定になるように、利得可変増幅回路の利得を調整するピーク検出回路と、終段の増幅回路の出力信号に直流レベル調整回路で生成された直流電圧信号を加算(又は減算)する手段とを備える。
この構成により、バースト信号の振幅を一定に保持する機能が付加されるため、バースト信号のマーク率変動に起因する直流レベル変動を抑制する効果がより一層高められる。
【0008】
請求項3に係る発明では、直流レベル調整回路は、コンデンサと抵抗とが直列接続され、コンデンサ側の一端に分岐されたバースト信号が印加され、抵抗側の他端が接地された信号入力回路と、信号入力回路のコンデンサと抵抗との相互接続点にアノードが接続された第1のダイオード及びカソードが接続された第2のダイオードと、第1のダイオードのカソードに発生した電圧信号及び第2のダイオードのアノードに発生した電圧信号をそれぞれ入力し、接地電位に対するバースト信号の正側及び負側の各ピーク値に対応する電圧信号を生成して出力するピークホールド回路と、ピークホールド回路の正側のピーク電圧及び負側のピーク電圧の和の1/2の電圧を生成する分圧抵抗と、分圧抵抗によって分圧された電圧信号を、終段の増幅回路のバースト信号の正方向のピーク値と負方向のピーク値との和の1/2の直流電圧に相当するレベルに反転(又は正規)増幅し、加算(又は減算)する手段に供給する出力回路とを備える。
この構成により、バースト信号の振幅の中央値、すなわち、信号存在区間の直流レベルを検出し、交流分に重畳する直流電圧レベルを一定に保つことができる。
【0009】
請求項4に係る発明では、ピーク検出回路は、コンデンサと抵抗とが直列接続され、コンデンサ側の一端に分岐されたバースト信号が印加され、抵抗側の他端が接地された信号入力回路と、信号入力回路のコンデンサと抵抗との相互接続点にアノードが接続された第1のダイオード及びカソードが接続された第2のダイオードと、第1のダイオードのカソードに発生した電圧信号及び第2のダイオードのアノードに発生した電圧信号をそれぞれ入力し、接地電位に対するバースト信号の正側及び負側の各ピーク値に対応する電圧信号を生成して出力するピークホールド回路と、ピークホールド回路の正側及び負側のピーク電圧信号の差電圧を増幅して利得可変増幅回路の利得制御信号を出力する差動増幅回路とを備える。
この構成により、ピークレベルを一定時間保持することができるため、無信号区間においても利得可変増幅回路の利得を安定させることができる。
【0010】
請求項5に係る発明は、バースト信号を多段増幅するための少なくとも1つの利得可変増幅回路を含む複数の増幅回路と、増幅回路を相互に容量結合し、さらに、初段の増幅回路の入力端及び終段の増幅回路の出力端をそれぞれ接続対象に容量結合する複数のコンデンサと、増幅回路のいずれか1つの出力信号を分岐入力し、終段の増幅回路の出力端に発生するバースト信号の正方向のピーク値と負方向のピーク値との和の1/2の直流電圧に相当する負(又は正)極性の直流電圧信号を生成するとともに、バースト信号の振幅を検出し、終段の増幅回路の出力端に発生するバースト信号の振幅が一定になるように、利得可変増幅回路の利得制御信号を出力するピーク検出・直流レベル調整回路と、終段の増幅回路の出力信号にピーク検出・直流レベル調整回路で生成された直流電圧信号を加算(又は減算)する手段とを備える。
この構成により、バースト信号の振幅の中央値、すなわち、交流分に重畳する直流電圧レベルを一定に保つことができ、さらに、ピークレベルが一定に保持されるため、消費電力が低く抑えられて発熱量が低減されるとともに、バースト信号のマーク率変動に起因する直流レベル変動を抑制する効果が高められる。
【0011】
請求項6に係る発明では、ピーク検出・直流レベル調整回路は、コンデンサと抵抗とが直列接続され、コンデンサ側の一端に分岐されたバースト信号が印加され、抵抗側の他端が接地された信号入力回路と、信号入力回路のコンデンサと抵抗との相互接続点にアノードが接続された第1のダイオード及びカソードが接続された第2のダイオードと、第1のダイオードのカソードに発生した電圧信号及び第2のダイオードのアノードに発生した電圧信号をそれぞれ入力し、接地電位に対するバースト信号の正側及び負側の各ピーク値に対応する電圧信号を生成して出力するピークホールド回路と、ピークホールド回路の正側のピーク電圧及び負側のピーク電圧の和の1/2の電圧を生成する分圧抵抗と、分圧抵抗によって分圧された電圧信号を、終段の増幅回路のバースト信号の正方向のピーク値と負方向のピーク値との和の1/2の直流電圧に相当するレベルに反転(又は正規)増幅し、加算(又は減算)する手段に供給する出力回路と、ピークホールド回路の直流電圧信号を増幅して利得が可変の増幅回路の利得制御信号を出力する差動増幅回路とを備える。
この構成により、バースト信号の振幅の中央値、すなわち、交流分に重畳する直流電圧レベルを一定に保ち、かつ、ピークレベルを一定に保持するための構成が簡易化される。
【0012】
請求項7に係る発明は、バースト信号光を受光して電気信号に変換する受光素子と、受光素子の電気信号を増幅して出力する請求項1から6のいずれか1つに記載のバースト信号増幅装置とを備えたバースト光信号受信装置である。
この構成により、消費電力を低く抑えて発熱量を低減させるとともに、マーク率変動に伴う直流レベル変動を抑制することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す好適な実施の形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係るバースト信号増幅装置の第1の実施の形態の構成を、部分的にブロックで示した回路図である。同図において、バースト信号増幅装置10Aは入力端子1と出力端子2との間に、増幅回路11、12・・1n(nは正の整数)が直列に接続されて多段増幅回路を形成している。この場合、入力端子1と増幅回路11の接続経路、増幅回路11、12・・1nを順次に接続する経路、及び増幅回路1nと出力端子2の接続経路に、それぞれコンデンサ21、22、23、・・2nが接続され、これによって、増幅回路11、12・・1nが順次容量結合されるとともに、初段の増幅回路11の入力端及び終段の増幅回路1nの出力端もそれぞれ図示省略の接続対象に容量結合される。このうち、コンデンサ2nと出力端子2との間に、直流信号を重畳するための電圧加算器32が接続されている。また、増幅回路11の出力端に、容量結合用のコンデンサ31を介して、直流レベル調整回路40の入力端が接続され、この直流レベル調整回路40の出力端が電圧加算器32の信号加算端子に接続されている。
【0014】
図2は直流レベル調整回路40の詳細な構成を示す回路図である。ここで、コンデンサ41の一端が信号入力端子となり、このコンデンサ41の他端が抵抗42の一端に接続され、この抵抗42の他端が接地されて、これらが信号入力回路を構成している。また、コンデンサ41と抵抗42との相互接続点に、バースト信号の振幅の最大値MAXを検出するためのダイオード43のアノードが接続され、さらに、バースト信号の振幅の最小値MINを検出するためのダイオード44のカソードが接続されている。そして、ダイオード43のカソードとダイオード44のアノードとの間に抵抗46及び47の直列接続回路と、コンデンサ48及び49の直列接続回路とが並列に接続され、抵抗46、47の相互接続点とコンデンサ48、49の相互接続点とが共通に接地されている。
【0015】
さらに、ダイオード43のカソードにバッファ増幅回路51の入力端が接続され、ダイオード44のアノードにバッファ増幅回路52の入力端が接続されている。これらのバッファ増幅回路51及び52の各出力端子間に、抵抗53及び54の直列接続回路が接続されている。また、抵抗53、54の相互接続点に反転増幅回路55の入力端が接続されている。さらに、一端が接地されたコンデンサ56の他端に抵抗57及びインダクタ58が直列に接続され、このうち、コンデンサ56と抵抗57の相互接続点に反転増幅回路55の出力端を接続することによって、インダクタ58から直流レベル補正電圧を出力する構成になっている。ここで、抵抗46、47、コンデンサ48、49及びバッファ増幅回路51、52がピークホールド回路45を構成している。
【0016】
上記のように構成された第1の実施の形態の動作について、図3の波形図をも参照して、先に図1に示したバースト信号増幅装置10Aの全体の動作を説明し、その後で図2に示した直流レベル調整回路40の動作について説明する。
【0017】
まず、入力端子1から図3(a)に示したように、マーク率の小さいバースト信号が入力されたり、あるいは、図3(c)に示したようにマーク率の大きいバースト信号が入力されたりする。これらのバースト信号はコンデンサ21、22、23、・・で直流分が除去され、増幅回路11、12、・・、1nで多段増幅され、さらに、コンデンサ2nにより増幅回路1nでの直流分も除去され、スペース部に対応する低レベルが接地電位で、マーク部に対応する高レベルがあらかじめ定めた大きさのバースト信号が電圧加算器32の被加算入力として加えられる。
【0018】
一方、初段の増幅回路11の出力信号の一部が分岐されて直流レベル調整回路40に加えられる。このとき、図3(a)又は(c)に示すように、マーク率の相違により、0Vすなわち接地電位に対して正方向のピーク値Vaと、負方向のピーク値Vbとに差を生じる。直流レベル調整回路40は終段の増幅回路1nから出力されるバースト信号の振幅の中央値に対応する直流レベル補正電圧を生成して、電圧加算器32の加算入力とするものである。
これによって、図3(b)又は(d)に示したように、バースト信号のマーク率が変動したとしても、終段の増幅回路1nから0Vを中心にして振動するバースト信号を出力端子2に発生させることができる。
【0019】
次に、直流レベル調整回路40の動作について説明する。例えば、図3(a)に示したように、マーク率の小さいバースト信号がコンデンサ41及び抵抗42の直列接続回路に加えられると、コンデンサ41及び抵抗42の相互接続点間に、0Vの位置が振幅の中央からずれたバースト信号が発生する。このとき、0Vを越える電圧信号成分が、ダイオード43を介して、抵抗46の両端に発生し、コンデンサ48を充電するため、0Vを基準にした正のピーク電圧がバッファ増幅回路51に加えられる。同様に、0Vよりも低下した電圧信号成分が、ダイオード44を介して、抵抗47の両端に発生し、コンデンサ49を充電するため、0Vを基準にした負のピーク電圧がバッファ増幅回路52に加えられる。
【0020】
バッファ増幅回路51の出力端とバッファ増幅回路52の出力端との間に、抵抗値の等しい抵抗53及び抵抗54が直列に接続され、この抵抗直列回路の両端に図3に示した電圧Vaと、電圧Vbとを加算した電圧、すなわち、(Va+Vb)が発生する。したがって、抵抗53及び54の相互接続点にはVc=(Va+Vb)/2の直流電圧が発生する。この電圧が反転増幅回路55によって反転増幅され、−(Va+Vb)/2の電圧が後続のコンデンサ56及び抵抗57の相互接続点に発生する。この場合、バースト信号は増幅回路11、12、・・、1nで順次増幅され、電圧加算器32の被加算入力端子に加えられるが、反転増幅回路55はバースト信号の増幅経路、すなわち、メインの信号ラインと等しい増幅度を持つように構成されているため、増幅回路1nの出力端に発生するバースト信号の振幅の1/2の直流電圧信号が電圧加算器32の加算入力端子に加えられる。この結果、図3(b)に示したように、出力端子2に発生するバースト信号の直流レベルを0Vに保つことができる。
【0021】
以上、マーク率の小さいバースト信号の直流レベル調整について説明したが、図3(c)に示したように、マーク率の大きいバースト信号が入力された場合も同様にして、図3(d)に示したように、出力端子2に発生するバースト信号の直流レベルを0Vに保つことができる。
このように、本発明の第1の実施の形態によれば、入力端子1と増幅回路11の接続経路、増幅回路11、12・・1nを順次に接続する経路、及び増幅回路1nと出力端子2の接続経路に、それぞれコンデンサ21、22、23、・・2nが接続され、これによって、増幅回路11、12・・1nが順次容量結合されているので、消費電力を低く抑えることができる。また、直流レベル調整回路40によって、マーク率に関わらず直流レベルを一定に保つことにより、マーク率変動に伴う直流レベル変動を抑制することができる。
【0022】
なお、図1及び図2を用いたバースト信号増幅装置10Aは、増幅回路11、12・・1nが常に正極性のバースト信号を出力することを前提として、直流レベル調整回路40が負極性の直流レベル補正電圧を出力したが、増幅回路1nが常に負極性のバースト信号を出力する場合には、直流レベル調整回路40が正極性の直流レベル補正電圧を出力するように構成することにより、上述したと同様な効果が得られる。
【0023】
また、第1の実施の形態は、初段の増幅回路の出力信号を用いて直流レベル補正電圧信号を生成したが、これ以外のいずれか1つの増幅回路の出力信号を用いても上述したと略同様な動作を行わせることができる。
図4は本発明に係るバースト信号増幅装置の第2の実施の形態の構成を、部分的にブロックで示した回路図である。図中、図1に示した要素と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この第2の実施の形態に係るバースト信号増幅装置10Bは、第1の実施の形態を構成する増幅回路11の代わりに、利得可変増幅回路11aを用い、終段の増幅回路1nから出力されるバースト信号の振幅を一定に保持するようにピーク検出回路60が利得可変増幅回路11aの利得を調整するようにした点が図1と構成を異にするだけで、これ以外の構成は図1と全く同様に構成されている。
【0024】
図5はピーク検出回路60の詳細な構成を示す回路図である。これは、図2に示した直流レベル調整回路40に類似した構成になっており、ピークホールド回路45の信号出力経路の構成が異なっている。ここでは、ピークホールド回路45から出力される正極性のピーク電圧Vaと負極性のピーク電圧Vbの差分、すなわち、バースト信号の振幅に対応する信号を発生させるべく差動増幅回路59を設け、その正入力端子(+)に電圧Vaを加え、負入力端子(−)に電圧Vbを加え、その出力信号を利得可変増幅回路11aの利得制御信号としたものである。この結果、入力端子1から入力されるバースト信号の振幅が変動した場合でも、出力端子2に発生するバースト信号の振幅を常に一定に保持することができる。
【0025】
なお、第2の実施の形態では、初段の増幅回路を利得可変増幅回路11aとしてその利得を調整したが、これ以外のいずれか1つの増幅回路を利得可変増幅回路に代えても上述したと略同様な作用、効果が得られる。
【0026】
図6は本発明に係るバースト信号増幅装置の第3の実施の形態の構成を示す回路図である。この実施の形態は図4に示す第2の実施の形態を構成する直流レベル調整回路40及びピーク検出回路60の機能を1つにまとめたもので、利得可変増幅回路11aを含むメインの増幅回路を省略し、直流レベル補正電圧及び利得制御電圧を生成するピーク検出・直流レベル調整回路70を示している。このピーク検出・直流レベル調整回路70は、図2に示した直流レベル調整回路40に対して、差動増幅回路59を付加した点が異なるだけである。すなわち、直流レベル調整回路を構成するピークホールド回路45から出力される正極性のピーク電圧Vaと負極性のピーク電圧Vbの差分に対応する信号を発生させるべく差動増幅回路59の正入力端子(+)に電圧Vaを加え、負入力端子(−)に電圧Vbを加え、その出力信号を利得可変増幅回路11aの利得制御信号としたものである。
【0027】
このように構成することによって、バースト信号の振幅の中央値、すなわち、交流分に重畳する直流電圧レベルを一定に保ち、かつ、ピークレベルを一定に保持するための構成が簡易化されるという効果も得られる。
図7は本発明に係るバースト光信号受信装置の一実施の形態の構成を示すブロック図である。これはバースト光信号を受光して電気信号に変換する受光素子としてのフォトダイオード81と、その出力を増幅するプリアンプ82と、バースト信号増幅装置83とでバースト光信号受信装置80を構成したものである。この場合、バースト信号増幅装置83は上述した実施の形態のうちのいずれか1つを使用している。
【0028】
上記のように構成されたバースト光信号受信装置の動作について説明する。
光ファイバなど、他から入射されたバースト信号はフォトダイオード81により電気信号に変換されたのち、プリアンプ82により増幅される。そして、直流レベル調整機能や利得制御機能を有するバースト信号増幅装置83により増幅され、入力されるバースト光のマーク率や入力レベルに関わらず直流レベルが調整され、さらに、振幅も一定に調整されたりして2R再生されたバースト信号が出力される。
【0029】
このように、この実施の形態によれば、消費電力を低く抑えて発熱量を低減させるとともに、マーク率変動に伴う直流レベル変動を抑制することのできるバースト光信号受信装置が得られる。
【0030】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、容量結合された多段増幅回路がバースト信号の交流分しか増幅しないため、消費電力が低く抑えられて発熱量を低減させ、さらに、直流レベルが調整された電圧がバースト信号の交流分に重畳されるため、バースト信号のマーク率変動に起因する直流レベル変動を抑制することのできるバースト信号増幅装置及びこれを用いたバースト光信号受信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るバースト信号増幅装置の第1の実施の形態の構成を、部分的にブロックで示した回路図
【図2】図1に示したバースト信号増幅装置の第1の実施の形態を構成する直流レベル調整回路の詳細な構成を示す回路図
【図3】本発明に係るバースト信号増幅装置の第1の実施の形態の動作を説明するための波形図
【図4】本発明に係るバースト信号増幅装置の第2の実施の形態の構成を、部分的にブロックで示した回路図
【図5】図4に示したバースト信号増幅装置の第2の実施の形態を構成するピーク検出回路の詳細な構成を示す回路図
【図6】本発明に係るバースト信号増幅装置の第3の実施の形態の構成を示す回路図
【図7】本発明に係るバースト光信号受信装置の一実施の形態の構成を示すブロック図
【図8】従来のバースト光信号増幅装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
1 入力端子
2 出力端子
10A、10B バースト信号増幅装置
11〜1n 増幅回路
11a 利得可変増幅回路
21〜2n、31、41、48、49、56 コンデンサ
32 電圧加算器
40 直流レベル調整回路
42、46、47、53、54、57 抵抗
43、44 ダイオード
45 ピークホールド回路
51、52 バッファ増幅回路
55 反転増幅回路
58 インダクタ
59 差動増幅回路
60 ピーク検出回路
70 ピーク検出・直流レベル調整回路
80 バースト光信号受信装置
81 フォトダイオード
82 プリアンプ
83 バースト信号増幅装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical receiver that receives an optical signal and converts it into an electrical signal, and more particularly to a burst signal amplifier that constitutes the optical receiver and a burst optical signal receiver using the same.
[0002]
[Prior art]
As a conventional burst signal amplifying apparatus, for example, one described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-196957 is known. FIG. 8 is a block circuit diagram showing the configuration of the burst signal amplifying apparatus described in this publication. In the figure, a burst
[0003]
With this configuration, the burst signal input from the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described DC-coupled burst signal amplifying device has been made into a monolithic microwave integrated circuit (MMIC), which makes it possible to reduce the size and weight of the device, and to achieve high accuracy and excellent reproducibility. It is suitable for the ultra-high frequency region such as a belt, and the reliability of the device is also improved. However, since the burst signal amplifying device described above is configured with a resistance bias and a resistance load, there is a problem that when a high gain is realized in the MMIC space, the amount of heat generation increases.
Further, when the amplifier circuits are connected in multiple stages, there is a problem that a DC level fluctuation easily occurs due to a mark ratio fluctuation, and a compensation circuit is necessary.
[0005]
The present invention has been made to solve the above problems, and a burst signal amplifying apparatus capable of suppressing power consumption and reducing a calorific value and suppressing a DC level fluctuation accompanying a mark ratio fluctuation and the same. An object of the present invention is to provide a burst optical signal receiving apparatus using the above.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, a plurality of amplifier circuits that amplify the burst signal in multiple stages and the amplifier circuits are capacitively coupled to each other, and the input terminal of the first stage amplifier circuit and the output terminal of the last stage amplifier circuit are connected to each other. A plurality of capacitors that are capacitively coupled to the target and an output signal of any one of the amplifier circuits are branched and input, and a positive peak value and a negative peak value of the burst signal generated at the output terminal of the final stage amplifier circuit DC level adjustment circuit that generates a DC voltage signal of negative (or positive) polarity corresponding to a DC voltage that is 1/2 of the sum of the DC voltage, and the DC voltage generated by the DC level adjustment circuit in the output signal of the final stage amplifier circuit Means for adding (or subtracting) signals.
With this configuration, since the capacitively coupled multi-stage amplifier circuit amplifies only the alternating current of the burst signal, the power consumption is kept low and the heat generation amount is reduced. In addition, since the voltage whose DC level has been adjusted is superimposed on the AC component of the burst signal, it is possible to suppress DC level fluctuations resulting from burst signal mark rate fluctuations.
[0007]
According to the second aspect of the present invention, a plurality of amplifier circuits including at least one variable gain amplifier circuit for amplifying a burst signal in multiple stages, and the amplifier circuits are capacitively coupled to each other. A plurality of capacitors that capacitively couple the output terminals of the final stage amplifier circuit to the connection target and the output signal of any one of the amplifier circuits are branched and input, and the positive of the burst signal generated at the output terminal of the final stage amplifier circuit is detected. A DC level adjustment circuit that generates a DC voltage signal of negative (or positive) polarity corresponding to a DC voltage that is ½ of the sum of the peak value in the direction and the peak value in the negative direction, and the output signal of the variable gain amplifier circuit A peak detection circuit that performs branch input, detects the amplitude of the burst signal, and adjusts the gain of the variable gain amplifier circuit so that the amplitude of the burst signal generated at the output terminal of the final stage amplifier circuit is constant, And means for adding (or subtracting) a DC voltage signal generated by the DC level adjustment circuit to an output signal of the amplifier circuit stages.
With this configuration, since a function of keeping the amplitude of the burst signal constant is added, the effect of suppressing the DC level fluctuation caused by the mark rate fluctuation of the burst signal is further enhanced.
[0008]
In the invention according to claim 3, the DC level adjusting circuit includes a signal input circuit in which a capacitor and a resistor are connected in series, a burst signal branched to one end on the capacitor side is applied, and the other end on the resistor side is grounded. A first diode having an anode connected to an interconnection point between the capacitor and the resistor of the signal input circuit and a second diode having a cathode connected thereto, a voltage signal generated at the cathode of the first diode, and a second diode the voltage signal generated in the anode of the diode type, respectively, a peak hold circuit for generating and outputting a voltage signal corresponding to the peak value of the positive and negative sides of the burst signal with respect to the ground potential, the positive peak hold circuit the voltage dividing resistors for generating a voltage of 1/2 of the sum of the peak voltage and negative peak voltage, a voltage signal divided by dividing resistors, amplifier final stage Inverted level corresponding to 1/2 of the DC voltage of the sum of the positive peak value and negative peak value of the burst signal of the road (or regular) was amplified, addition (or subtraction) to the means for outputting Circuit.
With this configuration, it is possible to detect the median value of the amplitude of the burst signal, that is, the DC level in the signal existence section, and keep the DC voltage level superimposed on the AC component constant.
[0009]
In the invention according to claim 4, the peak detection circuit includes a signal input circuit in which a capacitor and a resistor are connected in series, a burst signal branched to one end on the capacitor side is applied, and the other end on the resistor side is grounded; A first diode having an anode connected to an interconnection point between a capacitor and a resistor of a signal input circuit, a second diode having a cathode connected thereto, a voltage signal generated at the cathode of the first diode, and a second diode A peak hold circuit that inputs and outputs a voltage signal corresponding to each of the positive and negative peak values of the burst signal relative to the ground potential, and a positive side of the peak hold circuit and And a differential amplifier circuit that amplifies the differential voltage of the negative peak voltage signal and outputs a gain control signal of the variable gain amplifier circuit.
With this configuration, the peak level can be maintained for a certain period of time, so that the gain of the variable gain amplifier circuit can be stabilized even in the non-signal period.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, a plurality of amplifier circuits including at least one variable gain amplifier circuit for amplifying a burst signal in multiple stages, and the amplifier circuits are capacitively coupled to each other. A plurality of capacitors that capacitively couple the output terminals of the final stage amplifier circuit to the connection target and the output signal of any one of the amplifier circuits are branched and input, and the positive of the burst signal generated at the output terminal of the final stage amplifier circuit is detected. Generates a negative (or positive) DC voltage signal equivalent to a DC voltage that is half the sum of the peak value in the direction and the peak value in the negative direction, detects the amplitude of the burst signal, and amplifies the final stage. A peak detection / DC level adjustment circuit that outputs the gain control signal of the variable gain amplifier circuit and a peak detection / output signal of the final stage amplification circuit so that the amplitude of the burst signal generated at the output terminal of the circuit is constant. And means for adding a DC voltage signal generated by the flow level adjusting circuit (or subtraction).
With this configuration, the median value of the amplitude of the burst signal, that is, the DC voltage level superimposed on the AC component can be kept constant, and furthermore, since the peak level is kept constant, the power consumption is kept low and heat is generated. The amount is reduced, and the effect of suppressing the DC level fluctuation caused by the mark rate fluctuation of the burst signal is enhanced.
[0011]
In the invention according to claim 6, in the peak detection / DC level adjustment circuit, a capacitor and a resistor are connected in series, a burst signal branched to one end of the capacitor is applied, and the other end of the resistor is grounded A first diode having an anode connected to an interconnection point between a capacitor and a resistor of the signal input circuit, a second diode having a cathode connected thereto, a voltage signal generated at the cathode of the first diode, and A peak hold circuit for inputting a voltage signal generated at the anode of the second diode, generating a voltage signal corresponding to each of the positive and negative peak values of the burst signal with respect to the ground potential, and a peak hold circuit; the voltage dividing resistors for generating a voltage of 1/2 of the sum of the peak voltage and negative peak voltage of the positive side, a voltage signal divided by dividing resistors Inverted level corresponding to 1/2 of the DC voltage of the sum of the positive peak value and negative peak value of the burst signal of the amplifier circuit in the final stage (or regular) was amplified, addition (or subtraction) to means And a differential amplifier circuit that amplifies the DC voltage signal of the peak hold circuit and outputs a gain control signal of the amplifier circuit having a variable gain.
This configuration simplifies the configuration for keeping the median amplitude of the burst signal, that is, the DC voltage level superimposed on the AC component constant, and keeping the peak level constant.
[0012]
The invention according to
With this configuration, it is possible to suppress power consumption to a low level and to reduce the amount of heat generated, and to suppress DC level fluctuations associated with mark rate fluctuations.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram partially showing in block form the configuration of a first embodiment of a burst signal amplifier according to the present invention. In the figure, a burst signal amplifying apparatus 10A has an
[0014]
FIG. 2 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the direct current
[0015]
Further, the input terminal of the
[0016]
With respect to the operation of the first embodiment configured as described above, the overall operation of the burst signal amplifying apparatus 10A shown in FIG. 1 will be described with reference to the waveform diagram of FIG. The operation of the DC
[0017]
First, a burst signal with a small mark rate is input from the
[0018]
On the other hand, a part of the output signal of the first stage amplifier circuit 11 is branched and added to the DC
As a result, as shown in FIG. 3B or 3D, even if the mark ratio of the burst signal fluctuates, the burst signal oscillating around 0 V from the final
[0019]
Next, the operation of the DC
[0020]
A
[0021]
The DC level adjustment of the burst signal having a small mark rate has been described above. However, as shown in FIG. 3C, the case where a burst signal having a large mark rate is input is similarly shown in FIG. As shown, the DC level of the burst signal generated at the
As described above, according to the first embodiment of the present invention, the connection path between the
[0022]
The burst signal amplifying apparatus 10A using FIG. 1 and FIG. 2 is based on the premise that the amplifying
[0023]
In the first embodiment, the DC level correction voltage signal is generated using the output signal of the first-stage amplifier circuit. However, the output signal of any one of the other amplifier circuits is used as described above. Similar operations can be performed.
FIG. 4 is a circuit diagram partially showing in block form the configuration of the second embodiment of the burst signal amplifier according to the present invention. In the figure, the same elements as those shown in FIG. The burst signal amplifying apparatus 10B according to the second embodiment uses a variable
[0024]
FIG. 5 is a circuit diagram showing a detailed configuration of the
[0025]
In the second embodiment, the gain of the first stage amplifier circuit is adjusted as the variable
[0026]
FIG. 6 is a circuit diagram showing the configuration of the third embodiment of the burst signal amplifying apparatus according to the present invention. In this embodiment, the functions of the DC
[0027]
With this configuration, the median amplitude of the burst signal, that is, the DC voltage level superimposed on the AC component is kept constant, and the configuration for keeping the peak level constant is simplified. Can also be obtained.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a burst optical signal receiving apparatus according to the present invention. This is a burst optical signal receiving device 80 comprising a
[0028]
The operation of the burst optical signal receiving apparatus configured as described above will be described.
A burst signal incident from another, such as an optical fiber, is converted into an electric signal by a
[0029]
As described above, according to this embodiment, it is possible to obtain a burst optical signal receiving apparatus capable of reducing power generation by reducing power consumption and reducing DC level fluctuation accompanying mark ratio fluctuation.
[0030]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, since the capacitively coupled multi-stage amplifier circuit amplifies only the AC component of the burst signal, the power consumption is kept low, the heat generation amount is reduced, and the DC level is further reduced. Since the voltage adjusted is superimposed on the AC component of the burst signal, a burst signal amplifying device and a burst optical signal receiving device using the burst signal amplifying device capable of suppressing the DC level variation caused by the mark rate variation of the burst signal are provided. Can be provided.
[Brief description of the drawings]
1 is a circuit diagram partially showing in block form the configuration of a first embodiment of a burst signal amplifying apparatus according to the present invention; FIG. 2 is a first embodiment of a burst signal amplifying apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the first embodiment of the burst signal amplifying apparatus according to the present invention. FIG. 5 is a circuit diagram partially showing a block diagram of a configuration of a second embodiment of a burst signal amplifying device according to the invention. FIG. 5 illustrates a second embodiment of the burst signal amplifying device shown in FIG. FIG. 6 is a circuit diagram showing a detailed configuration of a peak detection circuit. FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a third embodiment of a burst signal amplifying device according to the present invention. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an embodiment. Block diagram showing the configuration of a paste optical signal amplifying device [Description of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記増幅回路を相互に容量結合し、さらに、初段の前記増幅回路の入力端及び終段の前記増幅回路の出力端をそれぞれ接続対象に容量結合する複数のコンデンサと、
前記増幅回路のいずれか1つの出力信号を分岐入力し、終段の前記増幅回路の出力端に発生するバースト信号の正方向のピーク値と負方向のピーク値との和の1/2の直流電圧に相当する負又は正極性の直流電圧信号を生成する直流レベル調整回路と、
終段の前記増幅回路の出力信号に前記直流レベル調整回路で生成された直流電圧信号を加算(又は減算)する手段とを備えたバースト信号増幅装置。A plurality of amplifier circuits for amplifying the burst signal in multiple stages;
A plurality of capacitors for capacitively coupling the amplifier circuits to each other, and further capacitively coupling the input end of the amplifier circuit at the first stage and the output terminal of the amplifier circuit at the final stage to a connection target, respectively;
One of the output signals of the amplifier circuit is branched and input, and a direct current that is ½ of the sum of the positive peak value and the negative peak value of the burst signal generated at the output terminal of the final stage amplifier circuit a DC level adjusting circuit for generating a negative or positive polarity DC voltage signal corresponding to the voltage,
A burst signal amplifying apparatus comprising: means for adding (or subtracting) the DC voltage signal generated by the DC level adjusting circuit to the output signal of the amplifier circuit at the final stage.
前記増幅回路を相互に容量結合し、さらに、初段の前記増幅回路の入力端及び終段の前記増幅回路の出力端をそれぞれ接続対象に容量結合する複数のコンデンサと、
前記増幅回路のいずれか1つの出力信号を分岐入力し、終段の前記増幅回路の出力端に発生するバースト信号の正方向のピーク値と負方向のピーク値との和の1/2の直流電圧に相当する負又は正極性の直流電圧信号を生成する直流レベル調整回路と、
前記利得可変増幅回路の出力信号を分岐入力し、バースト信号の振幅を検出するとともに、終段の前記増幅回路の出力端に発生するバースト信号の振幅が一定になるように、前記利得可変増幅回路の利得を調整するピーク検出回路と、
終段の前記増幅回路の出力信号に前記直流レベル調整回路で生成された直流電圧信号を加算(又は減算)する手段とを備えたバースト信号増幅装置。A plurality of amplifying circuits including at least one variable gain amplifying circuit for amplifying a burst signal in multiple stages;
A plurality of capacitors for capacitively coupling the amplifier circuits to each other, and further capacitively coupling the input end of the amplifier circuit at the first stage and the output terminal of the amplifier circuit at the final stage to a connection target, respectively;
One of the output signals of the amplifier circuit is branched and input, and a direct current that is ½ of the sum of the positive peak value and the negative peak value of the burst signal generated at the output terminal of the final stage amplifier circuit a DC level adjusting circuit for generating a negative or positive polarity DC voltage signal corresponding to the voltage,
The variable gain amplifier circuit is configured to branch-input the output signal of the variable gain amplifier circuit, detect the amplitude of the burst signal, and make the amplitude of the burst signal generated at the output terminal of the final stage amplifier circuit constant. A peak detection circuit for adjusting the gain of
A burst signal amplifying apparatus comprising: means for adding (or subtracting) the DC voltage signal generated by the DC level adjusting circuit to the output signal of the amplifier circuit at the final stage.
コンデンサと抵抗とが直列接続され、前記コンデンサ側の一端に分岐されたバースト信号が印加され、前記抵抗側の他端が接地された信号入力回路と、
前記信号入力回路のコンデンサと抵抗との相互接続点にアノードが接続された第1のダイオード及びカソードが接続された第2のダイオードと、
前記第1のダイオードのカソードに発生した電圧信号及び前記第2のダイオードのアノードに発生した電圧信号をそれぞれ入力し、接地電位に対するバースト信号の正側及び負側の各ピーク値に対応する電圧信号を生成して出力するピークホールド回路と、
前記ピークホールド回路の正側のピーク電圧及び負側のピーク電圧の和の1/2の電圧を生成する分圧抵抗と、
前記分圧抵抗によって分圧された電圧信号を、終段の前記増幅回路のバースト信号の正方向のピーク値と負方向のピーク値との和の1/2の直流電圧に相当するレベルに反転(又は正規)増幅し、前記加算(又は減算)する手段に供給する出力回路とを備えた請求項1又は2に記載のバースト信号増幅装置。The DC level adjusting circuit is
A signal input circuit in which a capacitor and a resistor are connected in series, a branched burst signal is applied to one end on the capacitor side, and the other end on the resistor side is grounded;
A first diode having an anode connected to an interconnection point between a capacitor and a resistor of the signal input circuit and a second diode having a cathode connected thereto;
A voltage signal generated at the cathode of the first diode and a voltage signal generated at the anode of the second diode are inputted, respectively, and voltage signals corresponding to respective positive and negative peak values of the burst signal with respect to the ground potential. A peak hold circuit that generates and outputs
A voltage dividing resistor that generates a voltage that is ½ of the sum of the positive peak voltage and the negative peak voltage of the peak hold circuit;
The voltage signal divided by the voltage dividing resistor is inverted to a level corresponding to a DC voltage that is ½ of the sum of the peak value in the positive direction and the peak value in the negative direction of the burst signal of the amplifier circuit at the final stage. The burst signal amplifying apparatus according to claim 1, further comprising: an output circuit that amplifies (or normal) and supplies to the means for adding (or subtracting).
コンデンサと抵抗とが直列接続され、前記コンデンサ側の一端に分岐されたバースト信号が印加され、前記抵抗側の他端が接地された信号入力回路と、
前記信号入力回路のコンデンサと抵抗との相互接続点にアノードが接続された第1のダイオード及びカソードが接続された第2のダイオードと、
前記第1のダイオードのカソードに発生した電圧信号及び前記第2のダイオードのアノードに発生した電圧信号をそれぞれ入力し、接地電位に対するバースト信号の正側及び負側の各ピーク値に対応する電圧信号を生成して出力するピークホールド回路と、
前記ピークホールド回路の正側及び負側のピーク電圧信号の差電圧を増幅して前記利得可変増幅回路の利得制御信号を出力する差動増幅回路とを備えた請求項1から3のいずれか1つに記載のバースト信号増幅装置。The peak detection circuit includes:
A signal input circuit in which a capacitor and a resistor are connected in series, a branched burst signal is applied to one end on the capacitor side, and the other end on the resistor side is grounded;
A first diode having an anode connected to an interconnection point between a capacitor and a resistor of the signal input circuit and a second diode having a cathode connected thereto;
A voltage signal generated at the cathode of the first diode and a voltage signal generated at the anode of the second diode are inputted, respectively, and voltage signals corresponding to respective positive and negative peak values of the burst signal with respect to the ground potential. A peak hold circuit that generates and outputs
4. A differential amplifier circuit that amplifies a differential voltage between positive and negative peak voltage signals of the peak hold circuit and outputs a gain control signal of the variable gain amplifier circuit. 5. The burst signal amplifying device described in 1.
前記増幅回路を相互に容量結合し、さらに、初段の前記増幅回路の入力端及び終段の前記増幅回路の出力端をそれぞれ接続対象に容量結合する複数のコンデンサと、
前記増幅回路のいずれか1つの出力信号を分岐入力し、終段の前記増幅回路の出力端に発生するバースト信号の正方向のピーク値と負方向のピーク値との和の1/2の直流電圧に相当する負又は正極性の直流電圧信号を生成するとともに、バースト信号の振幅を検出し、終段の前記増幅回路の出力端に発生するバースト信号の振幅が一定になるように、前記利得可変増幅回路の利得制御信号を出力するピーク検出・直流レベル調整回路と、
終段の前記増幅回路の出力信号に前記ピーク検出・直流レベル調整回路で生成された直流電圧信号を加算(又は減算)する手段とを備えたバースト信号増幅装置。A plurality of amplifying circuits including at least one variable gain amplifying circuit for amplifying a burst signal in multiple stages;
A plurality of capacitors for capacitively coupling the amplifier circuits to each other, and further capacitively coupling the input end of the amplifier circuit at the first stage and the output terminal of the amplifier circuit at the final stage to the connection targets,
One of the output signals of the amplifier circuit is branched and input, and a direct current that is ½ of the sum of the positive peak value and the negative peak value of the burst signal generated at the output terminal of the final stage amplifier circuit The gain is generated so that a negative or positive direct current voltage signal corresponding to the voltage is generated, the amplitude of the burst signal is detected, and the amplitude of the burst signal generated at the output terminal of the amplifier circuit at the final stage is constant. A peak detection / DC level adjustment circuit that outputs a gain control signal of the variable amplifier circuit;
A burst signal amplifying apparatus comprising: means for adding (or subtracting) the DC voltage signal generated by the peak detection / DC level adjusting circuit to the output signal of the amplifier circuit at the final stage.
コンデンサと抵抗とが直列接続され、前記コンデンサ側の一端に分岐されたバースト信号が印加され、前記抵抗側の他端が接地された信号入力回路と、
前記信号入力回路のコンデンサと抵抗との相互接続点にアノードが接続された第1のダイオード及びカソードが接続された第2のダイオードと、
前記第1のダイオードのカソードに発生した電圧信号及び前記第2のダイオードのアノードに発生した電圧信号をそれぞれ入力し、接地電位に対するバースト信号の正側及び負側の各ピーク値に対応する電圧信号を生成して出力するピークホールド回路と、
前記ピークホールド回路の正側のピーク電圧及び負側のピーク電圧の和の1/2の電圧を生成する分圧抵抗と、
前記分圧抵抗によって分圧された電圧信号を、終段の前記増幅回路のバースト信号の正方向のピーク値と負方向のピーク値との和の1/2の直流電圧に相当するレベルに反転(又は正規)増幅し、前記加算(又は減算)する手段に供給する出力回路と、
前記ピークホールド回路の直流電圧信号を増幅して利得が可変の前記増幅回路の利得制御信号を出力する差動増幅回路とを備えた請求項5に記載のバースト信号増幅装置。The peak detection / DC level adjustment circuit is:
A signal input circuit in which a capacitor and a resistor are connected in series, a branched burst signal is applied to one end on the capacitor side, and the other end on the resistor side is grounded;
A first diode having an anode connected to an interconnection point between a capacitor and a resistor of the signal input circuit and a second diode having a cathode connected thereto;
A voltage signal generated at the cathode of the first diode and a voltage signal generated at the anode of the second diode are inputted, respectively, and voltage signals corresponding to respective positive and negative peak values of the burst signal with respect to the ground potential. A peak hold circuit that generates and outputs
A voltage dividing resistor that generates a voltage that is ½ of the sum of the positive peak voltage and the negative peak voltage of the peak hold circuit;
The voltage signal divided by the voltage dividing resistor is inverted to a level corresponding to a DC voltage that is ½ of the sum of the peak value in the positive direction and the peak value in the negative direction of the burst signal of the amplifier circuit at the final stage. An output circuit for (or regular) amplifying and supplying to the means for addition (or subtraction);
6. The burst signal amplifying device according to claim 5, further comprising: a differential amplifier circuit that amplifies a DC voltage signal of the peak hold circuit and outputs a gain control signal of the amplifier circuit having a variable gain.
前記受光素子の電気信号を増幅して出力する請求項1から6のいずれか1つに記載のバースト信号増幅装置とを備えたバースト光信号受信装置。A light receiving element that receives burst signal light and converts it into an electrical signal;
A burst optical signal receiving apparatus comprising: the burst signal amplifying apparatus according to claim 1, which amplifies and outputs an electric signal of the light receiving element.
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