JP4691127B2 - Amplifier circuit - Google Patents

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Description

本発明は、増幅回路技術に関し、特に同一符号連続区間を含むバースト信号を増幅して出力する技術に関する。   The present invention relates to an amplifier circuit technique, and more particularly to a technique for amplifying and outputting a burst signal including the same code continuous section.

高速データ伝送を可能とする光伝送システム、光インターコネクション、パッシブオプティカルネットワーク(以下、PONという:Passive Optical Network)システム等の光伝送回路では、光信号を電気信号に変換する光受信回路において、増幅回路を用いる。この増幅回路としては、振幅が変化する入力信号を増幅してその振幅を飽和させることにより一定の振幅で出力するリミッティングアンプが用いられる場合もある。   In optical transmission circuits such as optical transmission systems, optical interconnections, and passive optical network (hereinafter referred to as PON) systems that enable high-speed data transmission, amplification is performed in optical receiving circuits that convert optical signals into electrical signals. Use a circuit. As this amplifier circuit, there is a case where a limiting amplifier that amplifies an input signal whose amplitude changes and saturates the amplitude to output with a constant amplitude may be used.

特に、PONシステムにおいては、高感度で広入力ダイナミックレンジ、かつバースト応答性が要求される。図7にPONシステムの構成例を示す。このPONシステムは、1台の局側装置(OLT:Optical Line Terminal)60と複数台の宅側装置(ONU:Optical Network Unit)51とからなり、光カプラ52などのパッシブデバイスと光ファイバ53を介して接続されている。
この際、各宅側装置51から局側装置60への上り(ONUからOLTへ)のパケットは、それぞれの経路の違いにより、局側装置60への到達時の光パワーが異なってくる。このため、局側装置60の光受信回路には広いダイナミックレンジが要求される。
In particular, the PON system requires high sensitivity, a wide input dynamic range, and burst response. FIG. 7 shows a configuration example of the PON system. This PON system includes one station side device (OLT: Optical Line Terminal) 60 and a plurality of home side devices (ONU: Optical Network Unit) 51, and includes a passive device such as an optical coupler 52 and an optical fiber 53. Connected through.
At this time, the upstream (from ONU to OLT) packet from each home-side device 51 to the station-side device 60 has different optical power when reaching the station-side device 60 due to the difference in each path. For this reason, a wide dynamic range is required for the optical receiving circuit of the station side device 60.

図8は、PONシステムの上りデータとして送信されるパケットの構成例である。PONシステムでは、ある宅側装置がパケットを送出している間(パケット期間)は、他の宅側装置はパケットを送出できないので、伝送効率を高めるには、パケット間の時間を短くする必要がある。したがって、図8に示すように、パケット70の先頭には、プリアンブル71と呼ばれる特定ビットが用意され、局側装置60でパケットの同期に使用される。
前述したように、局側装置60への到達時の光パワーの差Pdに起因して、各パケット70の信号振幅はパケットごとに異なっている。また、伝送効率を高めるためには、短いプリアンブル71でパケットを同期させて後続のペイロード72を受信しなければならず、このプリアンブル72の期間で利得を切り替えることができる光受信回路が必要となる。
FIG. 8 is a configuration example of a packet transmitted as uplink data of the PON system. In the PON system, while a home device is sending packets (packet period), other home devices cannot send packets. Therefore, to increase transmission efficiency, it is necessary to shorten the time between packets. is there. Therefore, as shown in FIG. 8, a specific bit called a preamble 71 is prepared at the head of the packet 70 and is used by the station side device 60 for packet synchronization.
As described above, due to the optical power difference Pd when reaching the station-side device 60, the signal amplitude of each packet 70 is different for each packet. Further, in order to increase the transmission efficiency, it is necessary to synchronize the packet with the short preamble 71 and receive the subsequent payload 72, and an optical receiving circuit capable of switching the gain in the period of the preamble 72 is required. .

図9は、局側装置の光受信回路の要部構成例である。図10は、局側装置の光受信回路の各部における信号波形図である。局側装置60は、図9および図10に示すように、光ファイバ53を介して受信した光信号をカプラ(WDM)61により分離し、トランスインピーダンスアンプ(TIA)62の受光素子により光電気変換した後、その受信光強度に応じた振幅を有するバースト信号として差動出力し、増幅回路(LA)63で一定の振幅となるよう増幅している。   FIG. 9 is a configuration example of a main part of the optical receiving circuit of the station side device. FIG. 10 is a signal waveform diagram in each part of the optical receiving circuit of the station side device. As shown in FIGS. 9 and 10, the station side device 60 separates an optical signal received via the optical fiber 53 by a coupler (WDM) 61 and performs photoelectric conversion by a light receiving element of a transimpedance amplifier (TIA) 62. After that, it is differentially output as a burst signal having an amplitude corresponding to the received light intensity, and is amplified by the amplifier circuit (LA) 63 so as to have a constant amplitude.

図11は、フィードバック型自動オフセット補償方式の増幅回路を示すブロック図である。増幅回路では、振幅の異なるバースト信号を増幅してその振幅を飽和させることにより一定の振幅で出力する。この際、トランスインピーダンスアンプ62からの差動信号は、正相信号と逆相信号の直流オフセット電圧が完全に一致しているとは限らず、図10に示すようにな波形として増幅回路63へ入力される。したがって、増幅回路63において、歪みのないバースト信号を出力するためには、上記パケットに対応するバースト波形ごとに直流オフセット電圧を適切かつ短期間で自動補償する必要がある。   FIG. 11 is a block diagram showing an amplifier circuit of a feedback type automatic offset compensation system. The amplifying circuit amplifies burst signals having different amplitudes and saturates the amplitudes to output them at a constant amplitude. At this time, the differential signal from the transimpedance amplifier 62 does not necessarily match the direct-current offset voltage of the positive phase signal and the negative phase signal completely, and has a waveform as shown in FIG. Entered. Therefore, in order to output a burst signal without distortion in the amplifier circuit 63, it is necessary to automatically compensate the DC offset voltage appropriately and in a short period for each burst waveform corresponding to the packet.

このような自動オフセット補償方式(AOC: Auto-Offset Compensation)の1つとして、フィードバック型方式がある。このフィードバック型AOC回路80は、図11に示すように、例えば直列接続された複数の増幅器(差動増幅器)82〜84とこれら増幅器82〜84間に設けられたローパスフィルタなどからなるオフセット電圧保持回路85とから構成される。この例では、増幅器84の出力信号からその直流オフセット電圧をオフセット電圧保持回路85の容量素子で保持し、その直流オフセット電圧で増幅器82への入力信号の直流オフセット電圧を補償するものとなっている。   One such automatic offset compensation method (AOC: Auto-Offset Compensation) is a feedback type method. As shown in FIG. 11, this feedback type AOC circuit 80 has an offset voltage holding circuit composed of, for example, a plurality of amplifiers (differential amplifiers) 82 to 84 connected in series and a low-pass filter provided between these amplifiers 82 to 84. And a circuit 85. In this example, the DC offset voltage from the output signal of the amplifier 84 is held by the capacitive element of the offset voltage holding circuit 85, and the DC offset voltage of the input signal to the amplifier 82 is compensated by the DC offset voltage. .

この際、直流オフセット電圧はバースト波形ごとに異なるため、バースト波形の先頭のプリアンブル期間で当該バースト波形に最適な直流オフセット電圧を検出してオフセット電圧保持回路80の容量素子で保持する必要がある。このため、オフセット電圧保持回路80の時定数はプリアンブル期間の長さに左右され、伝送効率を高めるためにプリアンブル期間を短縮する場合には、オフセット電圧保持回路80の時定数を小さくして応答性を改善する必要があった。   At this time, since the DC offset voltage differs for each burst waveform, it is necessary to detect the DC offset voltage optimum for the burst waveform in the preamble period at the head of the burst waveform and hold it by the capacitive element of the offset voltage holding circuit 80. For this reason, the time constant of the offset voltage holding circuit 80 depends on the length of the preamble period, and when the preamble period is shortened in order to increase the transmission efficiency, the time constant of the offset voltage holding circuit 80 is reduced and the response is improved. There was a need to improve.

"High-Speed CMOS Circuits for Optical Receivers", J.Savoj and B.Razavi, pp16-19, Kluwer Academic Publishers, (2001)"High-Speed CMOS Circuits for Optical Receivers", J. Savoj and B. Razavi, pp16-19, Kluwer Academic Publishers, (2001)

しかしながら、このような従来技術では、フィードバック型自動オフセット補償方式においてオフセット電圧保持回路の時定数を小さくした場合、バースト信号内に発生しうる同一符号連続区間で、オフセット保持回路85の容量素子に保持された電圧が、同符号連続の電圧方向に短時間で変動してしまうため、直流オフセット電圧に対する応答性と同一符号連続耐性とを両立させることができないという問題点があった。   However, in such a conventional technology, when the time constant of the offset voltage holding circuit is reduced in the feedback type automatic offset compensation method, the offset holding circuit 85 holds the capacitor in the same code continuous section that may occur in the burst signal. Since the generated voltage fluctuates in the same sign continuous voltage direction in a short time, there is a problem that it is impossible to achieve both responsiveness to the DC offset voltage and the same code continuous resistance.

一般に、光信号では、同一符号を連続ビットとして用いることが可能な最大同一符号連続区間が規定されている。したがって、オフセット電圧保持回路の時定数を小さくした場合、短いプリアンブル期間で直流オフセットを検出できるものの、同一符号連続区間で直流オフセットが変動してしまう。また、オフセット電圧保持回路の時定数を大きくした場合、同一符号連続区間における直流オフセットの変動を抑制できるものの、短いプリアンブル期間で直流オフセット電圧を検出することができなくなる。   In general, in an optical signal, a maximum same code continuous section in which the same code can be used as a continuous bit is defined. Therefore, when the time constant of the offset voltage holding circuit is reduced, the DC offset can be detected in a short preamble period, but the DC offset varies in the same code continuous section. Further, when the time constant of the offset voltage holding circuit is increased, the DC offset voltage cannot be detected in a short preamble period, although the fluctuation of the DC offset in the same code continuous section can be suppressed.

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、直流オフセット電圧に対する応答性と同一符号連続耐性とを両立させることが可能な増幅回路を提供することを目的としている。   An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an amplifier circuit capable of achieving both responsiveness to a DC offset voltage and the same code continuity tolerance.

このような目的を達成するために、本発明にかかる増幅回路は、時定数制御信号により可変制御される時定数で検出保持した直流オフセット電圧に基づいて、入力されたバースト信号の直流オフセット電圧を補償して出力するフィードバック型のオフセット補償回路と、バースト信号からパルスの有無を検出しパルス検出信号として出力するパルス検出回路と、このパルス検出信号に応じて、パルスの検出期間には時定数を小さくし、パルスの未検出期間には時定数を大きくするための時定数制御信号をオフセット補償回路へ出力する時定数制御回路とを備えている。   In order to achieve such an object, the amplifier circuit according to the present invention calculates the DC offset voltage of the input burst signal based on the DC offset voltage detected and held by the time constant variably controlled by the time constant control signal. A feedback type offset compensation circuit that compensates and outputs, a pulse detection circuit that detects the presence or absence of a pulse from a burst signal and outputs it as a pulse detection signal, and a time constant is set in the pulse detection period according to the pulse detection signal. And a time constant control circuit that outputs a time constant control signal for increasing the time constant to the offset compensation circuit during a pulse non-detection period.

この際、パルス検出回路に、オフセット補償回路の最小時定数より小さい時定数で、バースト信号の直流オフセット電圧を補償して出力するフィードバック型のパルス検出用オフセット補償回路を設けてもよい。   At this time, the pulse detection circuit may be provided with a feedback type pulse detection offset compensation circuit that compensates and outputs the DC offset voltage of the burst signal with a time constant smaller than the minimum time constant of the offset compensation circuit.

また、パルス検出回路に、パルス検出用オフセット補償回路の出力信号に含まれるパルスのエッジを検出し、当該エッジに同期したパルスをパルス検出信号として出力するエッジ検出回路をさらに設けてもよい。   The pulse detection circuit may further include an edge detection circuit that detects a pulse edge included in the output signal of the pulse detection offset compensation circuit and outputs a pulse synchronized with the edge as a pulse detection signal.

また、時定数制御回路に、時定数の大きさに応じた電圧を保持する容量素子と、当該電圧を所定の充電時定数で充電する充電時定数回路と、パルス検出信号に応じて電圧を放電する能動素子とを設けてもよい。   In addition, the time constant control circuit includes a capacitive element that holds a voltage corresponding to the magnitude of the time constant, a charging time constant circuit that charges the voltage with a predetermined charging time constant, and discharges the voltage according to the pulse detection signal. Active elements may be provided.

本発明によれば、バースト波形が到来した場合、そのパルスが検出されてオフセット補償回路のオフセット電圧検出用時定数が小さい値に制御され、短い時間で安定した波形の出力バースト信号を出力することが可能となる。また、同一符号連続区間が到来した場合、パルス未検出となってオフセット補償回路のオフセット電圧検出用時定数が大きな値に制御され、同一符号連続区間におけるオフセット電圧検出用時定数の変動を抑制することが可能となる。
したがって、増幅回路において、直流オフセット電圧に対する応答性と同一符号連続耐性とを両立させることができ、プリアンブル期間の短縮による伝送効率の改善を図ることが可能となる。
According to the present invention, when a burst waveform arrives, the pulse is detected and the offset voltage detection time constant of the offset compensation circuit is controlled to a small value, and an output burst signal having a stable waveform is output in a short time. Is possible. Further, when the same code continuous section arrives, the pulse is not detected, and the offset voltage detection time constant of the offset compensation circuit is controlled to a large value, and the fluctuation of the offset voltage detection time constant in the same code continuous section is suppressed. It becomes possible.
Therefore, in the amplifier circuit, it is possible to achieve both responsiveness to the DC offset voltage and the same code continuity tolerance, and it is possible to improve transmission efficiency by shortening the preamble period.

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[本実施の形態の構成]
まず、図1〜図5を参照して、本発明の一実施の形態にかかる増幅回路について説明する。図1は、本発明の一実施の形態にかかる増幅回路の構成を示すブロック図である。図2は、本発明の一実施の形態にかかる増幅回路で用いるAOC回路の構成を示すブロック図である。図3は、図2のAOC回路で用いられる可変容量素子の構成例である。図4は、本発明の一実施の形態にかかる増幅回路で用いるパルス検出回路の構成を示すブロック図である。図5は、本発明の一実施の形態にかかる増幅回路で用いる時定数制御回路の構成例である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of the embodiment]
First, an amplifier circuit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an amplifier circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an AOC circuit used in the amplifier circuit according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a configuration example of a variable capacitance element used in the AOC circuit of FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a pulse detection circuit used in the amplifier circuit according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a configuration example of a time constant control circuit used in the amplifier circuit according to the embodiment of the present invention.

この増幅回路1は、入力バースト信号Vinを増幅して一定の振幅の出力バースト信号Voutを出力する増幅回路である。この増幅回路1の具体的な適用例としては、前述した図7に記載したようなPONシステムで用いられる宅側装置の光受信回路において、トランスインピーダンスアンプ(TIA)により、宅側装置から送信された光信号を光電気変換して、その受信光強度に応じた振幅を有するバースト信号として差動出力した後、そのバースト信号を一定の振幅となるよう増幅するリミッティングアンプ(LA)がある。   The amplifier circuit 1 is an amplifier circuit that amplifies the input burst signal Vin and outputs an output burst signal Vout having a constant amplitude. As a specific application example of the amplifier circuit 1, in the optical receiver circuit of the home side apparatus used in the PON system as described in FIG. 7 described above, the signal is transmitted from the home side apparatus by the transimpedance amplifier (TIA). There is a limiting amplifier (LA) that photoelectrically converts the optical signal and differentially outputs it as a burst signal having an amplitude corresponding to the received light intensity, and then amplifies the burst signal to have a constant amplitude.

本実施の形態の増幅回路1は、パルス検出回路20と時定数制御回路30とを設け、パルス検出回路20により、バースト信号nからパルスの有無を検出しパルス検出信号として出力し、時定数制御回路30により、このパルス検出信号に応じて、パルスの検出期間には時定数を小さくし、パルスの未検出期間には時定数を大きくするための時定数制御信号をAOC回路10へ出力している。   The amplifier circuit 1 according to the present embodiment includes a pulse detection circuit 20 and a time constant control circuit 30. The pulse detection circuit 20 detects the presence / absence of a pulse from the burst signal n and outputs it as a pulse detection signal. The circuit 30 outputs to the AOC circuit 10 a time constant control signal for reducing the time constant during the pulse detection period and increasing the time constant during the pulse non-detection period according to the pulse detection signal. Yes.

AOC回路10は、フィードバック型のオフセット補償回路であり、入力バースト信号Vinの直流オフセット電圧を補償して増幅し、出力バースト信号Voutとして出力する機能を有している。具体的には、このAOC回路10は、図2に示すように、多段接続された複数の増幅器(差動増幅器)11〜12と、最後段の増幅器12の出力バースト信号Voutから、所定の時定数taで直流オフセット電圧15を検出して保持する、ローパスフィルタなどからなるオフセット電圧保持回路13,14とを含み、このオフセット電圧保持回路13,14で検出した直流オフセット電圧に基づき、最前段の増幅器11において、入力バースト信号Vinの直流オフセット電圧を補償する。   The AOC circuit 10 is a feedback type offset compensation circuit, and has a function of compensating and amplifying the DC offset voltage of the input burst signal Vin and outputting it as an output burst signal Vout. Specifically, as shown in FIG. 2, the AOC circuit 10 includes a plurality of amplifiers (differential amplifiers) 11 to 12 connected in multiple stages and an output burst signal Vout of the amplifier 12 at the last stage, at a predetermined time. Offset voltage holding circuits 13 and 14 composed of a low-pass filter or the like for detecting and holding the DC offset voltage 15 with a constant ta, and based on the DC offset voltage detected by the offset voltage holding circuits 13 and 14, In the amplifier 11, the DC offset voltage of the input burst signal Vin is compensated.

また、オフセット電圧保持回路13,14には、その時定数回路に可変容量素子C1,C2をそれぞれ含み、時定数制御信号30Sにより可変容量素子C1,C2の容量の大きさを制御することにより、オフセット電圧保持回路13,14の時定数の大きさを制御できる。可変容量素子C1,C2の具体的構成例としては、例えば図3に示すようなMOSバラクタがある。このMOSバラクタは、MOSFETM1,M2のドレイン端子およびソース端子が共通接続されており、この共通接続ノードの電圧を時定数制御信号により変化させることにより、MOSFETM1,M2のゲート端子間の容量が変化する。   Further, the offset voltage holding circuits 13 and 14 include variable capacitance elements C1 and C2 in their time constant circuits, respectively, and the magnitude of the capacitance of the variable capacitance elements C1 and C2 is controlled by the time constant control signal 30S. The magnitude of the time constant of the voltage holding circuits 13 and 14 can be controlled. As a specific configuration example of the variable capacitance elements C1 and C2, for example, there is a MOS varactor as shown in FIG. In this MOS varactor, the drain terminals and the source terminals of the MOSFETs M1 and M2 are connected in common, and the capacitance between the gate terminals of the MOSFETs M1 and M2 changes by changing the voltage of the common connection node by a time constant control signal. .

パルス検出回路20は、入力バースト信号Vinに含まれるビットパルスの有無を検出しパルス検出信号として出力する機能を有している。具体的には、図4に示すように、AOC回路10と同等のフィードバック型のAOC回路21とエッジ検出回路27とから構成してもよい。   The pulse detection circuit 20 has a function of detecting the presence or absence of a bit pulse included in the input burst signal Vin and outputting it as a pulse detection signal. Specifically, as shown in FIG. 4, a feedback type AOC circuit 21 equivalent to the AOC circuit 10 and an edge detection circuit 27 may be used.

図4のAOC回路21は、多段接続された複数の増幅器(差動増幅器)22〜23と、最後段の増幅器23の出力信号から、AOC回路10の時定数taの最小値より小さい時定数tbで直流オフセット電圧を検出して保持する、ローパスフィルタなどからなるオフセット電圧保持回路24,25とを含み、このオフセット電圧保持回路24,25からの直流オフセット電圧に基づき、最前段の増幅器22において、入力バースト信号Vinの直流オフセット電圧を補償する。   The AOC circuit 21 of FIG. 4 has a time constant tb smaller than the minimum value of the time constant ta of the AOC circuit 10 from the output signals of a plurality of amplifiers (differential amplifiers) 22 to 23 connected in multiple stages and the amplifier 23 of the last stage. Offset voltage holding circuits 24 and 25 made of a low-pass filter or the like for detecting and holding the DC offset voltage at the first and second amplifiers 22 based on the DC offset voltage from the offset voltage holding circuits 24 and 25. The DC offset voltage of the input burst signal Vin is compensated.

AOC回路21の最後段の増幅器23の出力信号のうちの正極出力および負極出力のいずれか一方がパルス信号26としてエッジ検出回路27へ出力される。
エッジ検出回路27は、AOC回路21から出力されたパルス信号26のエッジを検出し、そのエッジに同期したパルスをパルス検出信号20Sとして出力する機能を有している。
One of the positive output and the negative output of the output signal of the amplifier 23 at the last stage of the AOC circuit 21 is output to the edge detection circuit 27 as the pulse signal 26.
The edge detection circuit 27 has a function of detecting an edge of the pulse signal 26 output from the AOC circuit 21 and outputting a pulse synchronized with the edge as the pulse detection signal 20S.

なお、増幅回路1に入力される入力バースト信号Vinは、前述の図8で示したような、パケットに対応するビット信号群からなるバースト波形が、所定以上の間隔を持って間欠的に現れる信号をなしている。また、これらバースト波形はそれぞれ振幅が異なっているものとする。また、入力バースト信号Vinのバースト波形には、同一符号が連続して含まれる可能性があり、その区間長が最大同一符号連続区間長として予め規定されているものとする。また、最大同一符号連続区間長は、バースト波形の最小すなわち最小バースト間区間長(ガードタイム)よりも短いものとする。   The input burst signal Vin input to the amplifier circuit 1 is a signal in which a burst waveform consisting of a bit signal group corresponding to a packet intermittently appears with a predetermined interval or more as shown in FIG. I am doing. These burst waveforms are assumed to have different amplitudes. The burst waveform of the input burst signal Vin may include the same code continuously, and its section length is defined in advance as the maximum same code continuous section length. Further, the maximum length of the same code continuous section is assumed to be shorter than the minimum of the burst waveform, that is, the minimum length between the bursts (guard time).

時定数制御回路30は、パルス検出回路20からのパルス検出信号に応じて、入力バースト信号Vinからパルスを検出したパルス検出期間にはAOC回路10の時定数を小さくし、入力バースト信号Vinからパルスを検出できなかったパルス未検出期間にはAOC回路10の時定数を大きくするための時定数制御信号をAOC回路10へ出力する機能を有している。この時定数制御回路30は、具体的には、図5に示すように、パルス検出信号20Sに基づき時定数制御電圧を充放電する充放電回路から構成してもよい。   In response to the pulse detection signal from the pulse detection circuit 20, the time constant control circuit 30 decreases the time constant of the AOC circuit 10 during the pulse detection period in which the pulse is detected from the input burst signal Vin, and the pulse from the input burst signal Vin. This function has a function of outputting a time constant control signal for increasing the time constant of the AOC circuit 10 to the AOC circuit 10 during a pulse non-detection period during which no detection is possible. Specifically, the time constant control circuit 30 may be configured by a charge / discharge circuit that charges and discharges the time constant control voltage based on the pulse detection signal 20S, as shown in FIG.

図5の時定数制御回路30は、AOC回路10の時定数の大きさに応じた時定数制御電圧を保持する容量素子C3と、当該時定数制御電圧を所定の充電時定数で充電する抵抗素子R1と、容量素子C3の両端に接続されて、パルス検出信号20Sに応じて時定数制御電圧を放電するMOSFET(能動素子)M3とから構成されており、容量素子C3に充電されている電圧が時定数制御信号30Sとして出力される。   The time constant control circuit 30 of FIG. 5 includes a capacitive element C3 that holds a time constant control voltage corresponding to the magnitude of the time constant of the AOC circuit 10, and a resistance element that charges the time constant control voltage with a predetermined charging time constant. R1 and a MOSFET (active element) M3 connected to both ends of the capacitive element C3 and discharging a time constant control voltage in response to the pulse detection signal 20S. The voltage charged in the capacitive element C3 is It is output as a time constant control signal 30S.

これにより、入力バースト信号Vinのパルス検出期間には、パルス検出信号20SによりMOSFETM3が導通して容量素子C3の時定数制御電圧が放電されて、AOC回路10の可変容量素子C1,C2に低い電圧(接地電位)が印加される。これにより、可変容量素子C1,C2の容量が小さくなって、オフセット電圧保持回路13,14の時定数が小さくなる。
一方、入力バースト信号Vinのパルス未検出期間には、パルス検出信号20SによりMOSFETM3が非導通となり容量素子C3の時定数制御電圧が充電されて、AOC回路10の可変容量素子C1,C2に高い電圧(電源電位)が印加される。これにより、可変容量素子C1,C2の容量が大きくなって、オフセット電圧保持回路13,14の時定数が大きくなる。
As a result, during the pulse detection period of the input burst signal Vin, the MOSFET M3 is turned on by the pulse detection signal 20S, and the time constant control voltage of the capacitive element C3 is discharged, and a low voltage is applied to the variable capacitive elements C1 and C2 of the AOC circuit 10. (Ground potential) is applied. As a result, the capacitances of the variable capacitance elements C1 and C2 are reduced, and the time constants of the offset voltage holding circuits 13 and 14 are reduced.
On the other hand, during the pulse non-detection period of the input burst signal Vin, the MOSFET M3 is rendered non-conductive by the pulse detection signal 20S and the time constant control voltage of the capacitive element C3 is charged, and the high voltage is applied to the variable capacitive elements C1 and C2 of the AOC circuit 10. (Power supply potential) is applied. Thereby, the capacitances of the variable capacitance elements C1 and C2 are increased, and the time constants of the offset voltage holding circuits 13 and 14 are increased.

[本実施の形態の動作]
次に、図6を参照して、本発明の一実施の形態にかかる増幅回路の動作について説明する。図6は、本発明の一実施の形態にかかる増幅回路の動作を示す信号波形図である。
[Operation of this embodiment]
Next, the operation of the amplifier circuit according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a signal waveform diagram showing the operation of the amplifier circuit according to the embodiment of the present invention.

図6において、時刻T1以前の期間はバースト間区間であることから、パルス検出信号20Sはパルス未検出を示しており、時定数制御信号30Sは高い電圧を示している。このため、AOC回路10のオフセット電圧検出用時定数taは大きな値に制御されている。   In FIG. 6, since the period before time T1 is the interval between bursts, the pulse detection signal 20S indicates that no pulse is detected, and the time constant control signal 30S indicates a high voltage. Therefore, the offset voltage detection time constant ta of the AOC circuit 10 is controlled to a large value.

時刻T1において、バースト波形が到来した場合、AOC回路10およびパルス検出回路20のAOC回路21において直流オフセット電圧の検出が開始される。この際、AOC回路21のオフセット電圧検出用時定数tbは、AOC回路10の時定数taに比較して小さい。このため、AOC回路21の直流オフセット電圧のほうが早く収束し、パルス検出信号20Sが早期に出力されて、時定数制御回路30から小さい時定数に対応した時定数制御信号30Sが出力される。   When a burst waveform arrives at time T1, detection of the DC offset voltage is started in the AOC circuit 10 and the AOC circuit 21 of the pulse detection circuit 20. At this time, the offset voltage detection time constant tb of the AOC circuit 21 is smaller than the time constant ta of the AOC circuit 10. Therefore, the DC offset voltage of the AOC circuit 21 converges earlier, the pulse detection signal 20S is output earlier, and the time constant control signal 30S corresponding to a smaller time constant is output from the time constant control circuit 30.

したがって、時刻T1以降のパルス検出期間では、AOC回路10の時定数が小さくなるため、AOC回路10の出力バースト信号Voutは、大きな時定数の場合の出力バースト信号Vout’が安定する時刻Tbと比較して、バースト先頭から短い時間の時刻Taで安定した波形となる。   Therefore, in the pulse detection period after time T1, the time constant of the AOC circuit 10 is small, and therefore the output burst signal Vout of the AOC circuit 10 is compared with the time Tb when the output burst signal Vout ′ in the case of a large time constant is stabilized. Thus, a stable waveform is obtained at a time Ta, which is a short time from the beginning of the burst.

続いて、時刻T3において、同一符号連続区間が到来した場合、パルス検出信号20Sはパルス未検出を示すものとなり、時定数制御信号30Sの電圧が上昇する。このため、AOC回路10のオフセット電圧検出用時定数taは大きな値に制御される。
その後、時刻T4において、同一符号連続区間が終了した場合、パルス検出信号20Sはパルス検出を示すものとなり、時定数制御信号30Sの電圧が低下する。このため、AOC回路10のオフセット電圧検出用時定数taは小さな値に制御される。
Subsequently, at time T3, when the same code continuous section arrives, the pulse detection signal 20S indicates that no pulse is detected, and the voltage of the time constant control signal 30S increases. Therefore, the offset voltage detection time constant ta of the AOC circuit 10 is controlled to a large value.
Thereafter, when the same code continuation period ends at time T4, the pulse detection signal 20S indicates pulse detection, and the voltage of the time constant control signal 30S decreases. Therefore, the offset voltage detection time constant ta of the AOC circuit 10 is controlled to a small value.

したがって、同一符号連続区間では、AOC回路10のオフセット電圧検出用時定数taが一時的に大きな値に制御されて、同一符号連続区間における直流オフセット電圧の変動が抑制される。また、時刻T3に再開されたバースト波形に応じて、直ちに小さい値に制御される。これにより、AOC回路10では、時刻T3から短い時間で適切な直流オフセット電圧を検出保持することができ、出力バースト信号Voutは安定した波形となる。
その後、時刻T4において、一連のバースト波形の後端が現れた場合、パルス検出信号20Sはパルス未検出を示すものとなり、時定数制御信号30Sの電圧が上昇する。このため、AOC回路10のオフセット電圧検出用時定数taは大きな値に制御される。
Accordingly, in the same code continuous section, the offset voltage detection time constant ta of the AOC circuit 10 is temporarily controlled to a large value, and the fluctuation of the DC offset voltage in the same code continuous section is suppressed. Further, the value is immediately controlled to a small value according to the burst waveform resumed at time T3. As a result, the AOC circuit 10 can detect and hold an appropriate DC offset voltage in a short time from the time T3, and the output burst signal Vout has a stable waveform.
Thereafter, when the rear end of a series of burst waveforms appears at time T4, the pulse detection signal 20S indicates that no pulse is detected, and the voltage of the time constant control signal 30S increases. Therefore, the offset voltage detection time constant ta of the AOC circuit 10 is controlled to a large value.

[本実施の形態の効果]
このように、本実施の形態では、パルス検出回路20と時定数制御回路30とを設け、パルス検出回路20により、バースト信号nからパルスの有無を検出しパルス検出信号として出力し、時定数制御回路30により、このパルス検出信号に応じて、パルスの検出期間には時定数を小さくし、パルスの未検出期間には時定数を大きくするための時定数制御信号をAOC回路10へ出力している。
[Effects of the present embodiment]
As described above, in the present embodiment, the pulse detection circuit 20 and the time constant control circuit 30 are provided, and the pulse detection circuit 20 detects the presence / absence of a pulse from the burst signal n and outputs it as a pulse detection signal. The circuit 30 outputs to the AOC circuit 10 a time constant control signal for reducing the time constant during the pulse detection period and increasing the time constant during the pulse non-detection period according to the pulse detection signal. Yes.

これにより、バースト波形が到来した場合、そのパルスが検出されてAOC回路10のオフセット電圧検出用時定数が小さい値に制御され、短い時間で安定した波形の出力バースト信号Voutを出力することが可能となる。また、同一符号連続区間が到来した場合、パルス未検出となってAOC回路10のオフセット電圧検出用時定数が大きな値に制御され、同一符号連続区間におけるオフセット電圧検出用時定数の変動を抑制することが可能となる。
したがって、増幅回路において、直流オフセット電圧に対する応答性と同一符号連続耐性とを両立させることができ、プリアンブル期間の短縮による伝送効率の改善を図ることが可能となる。
Thereby, when a burst waveform arrives, the pulse is detected and the time constant for detecting the offset voltage of the AOC circuit 10 is controlled to a small value, and the output burst signal Vout having a stable waveform can be output in a short time. It becomes. Further, when the same code continuous section arrives, the pulse is not detected and the offset voltage detection time constant of the AOC circuit 10 is controlled to a large value, and the fluctuation of the offset voltage detection time constant in the same code continuous section is suppressed. It becomes possible.
Therefore, in the amplifier circuit, it is possible to achieve both responsiveness to the DC offset voltage and the same code continuity tolerance, and it is possible to improve transmission efficiency by shortening the preamble period.

[実施の形態の拡張]
以上の実施の形態では、PONシステムで用いられる宅側装置の光受信回路において用いられる増幅回路を前提とし、またバースト信号が差動信号からなる場合さらには振幅を飽和させることにより一定の振幅を得るリミッティングアンプを前提として説明したが、具体的な適用例としてはこれに限定されるものではなく、前述と同様の最小バースト間区間長や最大同一符号連続区間長が規定されているバースト信号を増幅する増幅回路に対して、本発明の各実施の形態を前述と同様にして適用でき、同様の作用効果が得られる。
[Extended embodiment]
The above embodiment is based on the premise that the amplifier circuit is used in the optical receiver circuit of the home-side apparatus used in the PON system. Further, when the burst signal is a differential signal, the amplitude is saturated to obtain a constant amplitude. Although the description has been made on the assumption that the limiting amplifier is obtained, the specific application example is not limited to this, and the burst signal in which the minimum inter-burst section length and the maximum same code continuous section length are defined as described above is used. Each embodiment of the present invention can be applied to the amplifier circuit for amplifying the signal in the same manner as described above, and the same operational effects can be obtained.

また、以上の実施の形態では、図1に示したように、入力バースト信号VinがAOC回路10へ直接入力される構成を例として説明したが、増幅器を介して入力バースト信号VinをAOC回路10へ入力される構成例についても、本発明の各実施の形態を前述と同様にして適用可能である。   In the above embodiment, as shown in FIG. 1, the configuration in which the input burst signal Vin is directly input to the AOC circuit 10 has been described as an example. However, the input burst signal Vin is input to the AOC circuit 10 via an amplifier. Each of the embodiments of the present invention can also be applied to the configuration example inputted to the same manner as described above.

また、以上の実施の形態では、図4に示したように、パルス検出回路20でフィードバック型のAOC回路21を用いた構成を例として説明したが、例えば入力バースト信号Vinの正極出力および負極出力のいずれか一方の信号としきい値電圧とを比較器で比較することにより、入力バースト信号Vinのパルスを検出しパルス信号26として出力するようにしてもよい。   Further, in the above embodiment, as shown in FIG. 4, the configuration using the feedback type AOC circuit 21 in the pulse detection circuit 20 has been described as an example. For example, the positive output and the negative output of the input burst signal Vin are described. The pulse of the input burst signal Vin may be detected and output as the pulse signal 26 by comparing any one of the signals and the threshold voltage with a comparator.

本発明の一実施の形態にかかる増幅回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the amplifier circuit concerning one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態にかかる増幅回路で用いるAOC回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the AOC circuit used with the amplifier circuit concerning one embodiment of this invention. 図2のAOC回路で用いられる可変容量素子の構成例である。3 is a configuration example of a variable capacitance element used in the AOC circuit of FIG. 2. 本発明の一実施の形態にかかる増幅回路で用いるパルス検出回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the pulse detection circuit used with the amplifier circuit concerning one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態にかかる増幅回路で用いる時定数制御回路の構成例である。It is a structural example of the time constant control circuit used with the amplifier circuit concerning one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態にかかる増幅回路の動作を示す信号波形図である。It is a signal waveform diagram which shows operation | movement of the amplifier circuit concerning one embodiment of this invention. PONシステムの構成例である。It is a structural example of a PON system. PONシステムの上りデータとして送信されるパケットの構成例である。It is an example of a structure of the packet transmitted as upstream data of a PON system. 局側装置の光受信回路の要部構成例である。It is a principal part structural example of the optical receiver circuit of a station side apparatus. 局側装置の光受信回路の各部における信号波形図である。It is a signal waveform diagram in each part of the optical receiver circuit of the station side device. フィードバック型自動オフセット補償方式の増幅回路を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the amplifier circuit of a feedback type automatic offset compensation system.

符号の説明Explanation of symbols

1…増幅回路、10…AOC回路、11,12…増幅器、13,14…オフセット電圧保持回路、20…パルス検出回路、20S…パルス検出信号、21…AOC回路、22,23…増幅器、24,25…オフセット電圧保持回路、26…パルス信号、27…エッジ検出回路、30…時定数制御回路、30S…時定数制御信号、C1,C2…可変容量素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Amplifier circuit, 10 ... AOC circuit, 11, 12 ... Amplifier, 13, 14 ... Offset voltage holding circuit, 20 ... Pulse detection circuit, 20S ... Pulse detection signal, 21 ... AOC circuit, 22, 23 ... Amplifier, 24, 25 ... offset voltage holding circuit, 26 ... pulse signal, 27 ... edge detection circuit, 30 ... time constant control circuit, 30S ... time constant control signal, C1, C2 ... variable capacitance elements.

Claims (4)

時定数制御信号により可変制御される時定数で検出保持した直流オフセット電圧に基づいて、入力されたバースト信号の直流オフセット電圧を補償して出力するフィードバック型のオフセット補償回路と、
前記バースト信号からパルスの有無を検出しパルス検出信号として出力するパルス検出回路と、
このパルス検出信号に応じて、前記パルスの検出期間には前記時定数を小さくし、前記パルスの未検出期間には前記時定数を大きくするための時定数制御信号を前記オフセット補償回路へ出力する時定数制御回路と
を備えることを特徴とする増幅回路。
A feedback type offset compensation circuit that compensates and outputs the DC offset voltage of the input burst signal based on the DC offset voltage detected and held by the time constant variably controlled by the time constant control signal;
A pulse detection circuit that detects the presence or absence of a pulse from the burst signal and outputs it as a pulse detection signal;
In response to the pulse detection signal, the time constant is decreased during the pulse detection period, and the time constant control signal for increasing the time constant is output to the offset compensation circuit during the non-detection period of the pulse. An amplifier circuit comprising: a time constant control circuit.
請求項1に記載の増幅回路において、
前記パルス検出回路は、前記オフセット補償回路の最小時定数より小さい時定数で、前記バースト信号の直流オフセット電圧を補償して出力するフィードバック型のパルス検出用オフセット補償回路を含むことを特徴とする増幅回路。
The amplifier circuit according to claim 1,
The pulse detection circuit includes a feedback type pulse detection offset compensation circuit that compensates and outputs a DC offset voltage of the burst signal with a time constant smaller than a minimum time constant of the offset compensation circuit. circuit.
請求項2に記載の増幅回路において、
前記パルス検出回路は、前記パルス検出用オフセット補償回路の出力信号に含まれるパルスのエッジを検出し、当該エッジに同期したパルスを前記パルス検出信号として出力するエッジ検出回路をさらに含むことを特徴とする増幅回路。
The amplifier circuit according to claim 2,
The pulse detection circuit further includes an edge detection circuit that detects an edge of a pulse included in an output signal of the pulse detection offset compensation circuit and outputs a pulse synchronized with the edge as the pulse detection signal. Amplifying circuit.
請求項1に記載の増幅回路において、
前記時定数制御回路は、前記時定数の大きさに応じた電圧を保持する容量素子と、当該電圧を所定の充電時定数で充電する充電時定数回路と、前記パルス検出信号に応じて前記電圧を放電する能動素子とを含むことを特徴とする増幅回路。
The amplifier circuit according to claim 1,
The time constant control circuit includes a capacitive element that holds a voltage according to the magnitude of the time constant, a charging time constant circuit that charges the voltage with a predetermined charging time constant, and the voltage according to the pulse detection signal. An amplifier circuit comprising: an active element that discharges the current.
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