JP2001154746A - 温度制御電圧発生回路、バイアス電圧発生回路及び光受信器 - Google Patents
温度制御電圧発生回路、バイアス電圧発生回路及び光受信器Info
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- JP2001154746A JP2001154746A JP33382099A JP33382099A JP2001154746A JP 2001154746 A JP2001154746 A JP 2001154746A JP 33382099 A JP33382099 A JP 33382099A JP 33382099 A JP33382099 A JP 33382099A JP 2001154746 A JP2001154746 A JP 2001154746A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度係数に関係する電圧等を発生することに
より正確な温度係数の設定が可能なAPD用バイアス電圧
発生回路を提供し、また、APDの温度係数が一定でない
場合に対応可能なAPD用バイアス電圧発生回路を提供す
ること。 【解決手段】 調整可能な定電流をサーミスタ回路網に
流して温度係数を発生する構成とし、定電流の通路の抵
抗器の電圧降下で温度係数を読取り可能とし、サーミス
タ回路網の定数の選び方でAPDの温度係数が一定でない
場合に対応可能とする。
より正確な温度係数の設定が可能なAPD用バイアス電圧
発生回路を提供し、また、APDの温度係数が一定でない
場合に対応可能なAPD用バイアス電圧発生回路を提供す
ること。 【解決手段】 調整可能な定電流をサーミスタ回路網に
流して温度係数を発生する構成とし、定電流の通路の抵
抗器の電圧降下で温度係数を読取り可能とし、サーミス
タ回路網の定数の選び方でAPDの温度係数が一定でない
場合に対応可能とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信用受信器のア
バランシェフォトダイオード(以下APDとする)に印加す
るバイアス電圧発生回路およびそれを用いた光受信器に
関するものである。
バランシェフォトダイオード(以下APDとする)に印加す
るバイアス電圧発生回路およびそれを用いた光受信器に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムの、特に長距離伝送後の
微弱な光信号を受信する光受信器においては、その受光
素子として主にAPDが用いられる。APDは光信号を受信し
電流信号に変換する、いわゆる光電変換を行い、また変
換電流信号を増倍する機能を有するため、増倍機能を持
たないフォトダイオード(PD)を用いる場合よりも高感度
な光受信器を提供することが出来る。このAPDの電流増
倍率Mは、バイアス電圧を大きくするに従い増加する。
しかしバイアス電圧をさらに大きくし過剰に増倍させた
場合、雑音が信号の増倍分以上に増加し受信感度が劣化
するため、電流増倍率Mには受信感度が最も良好となる
最適増倍率Moptが存在する。この最適増倍率Moptとなる
バイアス電圧は個々の素子の製造バラツキ等で大きく異
なり、また温度でも変化する。しかも、バイアス電圧の
誤差が電流増倍率に与える影響は一例で約22%/Vと大き
い。このためバイアス電圧発生回路の役割は、個々のAP
Dの特性に合わせて最適増倍率Moptとなるように、出力
電圧と出力電圧の温度係数を設定可能とすることであ
る。
微弱な光信号を受信する光受信器においては、その受光
素子として主にAPDが用いられる。APDは光信号を受信し
電流信号に変換する、いわゆる光電変換を行い、また変
換電流信号を増倍する機能を有するため、増倍機能を持
たないフォトダイオード(PD)を用いる場合よりも高感度
な光受信器を提供することが出来る。このAPDの電流増
倍率Mは、バイアス電圧を大きくするに従い増加する。
しかしバイアス電圧をさらに大きくし過剰に増倍させた
場合、雑音が信号の増倍分以上に増加し受信感度が劣化
するため、電流増倍率Mには受信感度が最も良好となる
最適増倍率Moptが存在する。この最適増倍率Moptとなる
バイアス電圧は個々の素子の製造バラツキ等で大きく異
なり、また温度でも変化する。しかも、バイアス電圧の
誤差が電流増倍率に与える影響は一例で約22%/Vと大き
い。このためバイアス電圧発生回路の役割は、個々のAP
Dの特性に合わせて最適増倍率Moptとなるように、出力
電圧と出力電圧の温度係数を設定可能とすることであ
る。
【０００３】一例として、26個のAPDのデータを示せ
ば、0℃、25℃、および70℃における所要バイアス電圧
の平均値は45.92V、48.82V、および53.71Vで標準偏差は
各温度とも2.62V、0℃〜70℃での所要バイアス電圧の増
加分の平均値は7.79Vで標準偏差は0.26Vであった。これ
らのデータから、所要バイアス電圧の範囲は標準偏差
（2.62V）の3倍までバラツキを見込んで38.06〜61.56
V、温度係数の平均値は111mV/℃、温度係数の範囲は111
mV/℃±10%である。
ば、0℃、25℃、および70℃における所要バイアス電圧
の平均値は45.92V、48.82V、および53.71Vで標準偏差は
各温度とも2.62V、0℃〜70℃での所要バイアス電圧の増
加分の平均値は7.79Vで標準偏差は0.26Vであった。これ
らのデータから、所要バイアス電圧の範囲は標準偏差
（2.62V）の3倍までバラツキを見込んで38.06〜61.56
V、温度係数の平均値は111mV/℃、温度係数の範囲は111
mV/℃±10%である。
【０００４】従来のAPD用バイアス電圧発生回路は、特
開平11-205249号公報に記載のあるような回路で、図２
のごとく構成された。1は入力端子、2は電圧可変回路、
3は出力端子、４は電圧可変回路２の制御端子、5は誤差
増幅器、6は分圧器、7は温度制御電圧発生回路、8は温
度センサ、9は温度補償回路、10は加算回路、11は定電
圧素子、12は出力電圧設定回路である。この回路の動作
は、入力端子1に印加された直流電圧は電圧可変回路2
で、その制御端子４に印加される誤差増幅器5の出力に
よって制御されて出力端子3に現れる。また、誤差増幅
器5の一方の入力は出力端子3の電圧Vbiasを分圧器6で分
圧したものであり、他方の入力は温度制御電圧発生回路
7の出力Vcであって、誤差増幅器5の両入力電圧が概ね等
しくなるように出力端子3の電圧が制御される。したが
って、温度制御電圧発生回路7の出力電圧は出力端子3の
電圧とほぼ比例する関係にあり、温度制御電圧発生回路
7の出力がこのAPD用バイアス電圧発生回路の特性を決定
する。
開平11-205249号公報に記載のあるような回路で、図２
のごとく構成された。1は入力端子、2は電圧可変回路、
3は出力端子、４は電圧可変回路２の制御端子、5は誤差
増幅器、6は分圧器、7は温度制御電圧発生回路、8は温
度センサ、9は温度補償回路、10は加算回路、11は定電
圧素子、12は出力電圧設定回路である。この回路の動作
は、入力端子1に印加された直流電圧は電圧可変回路2
で、その制御端子４に印加される誤差増幅器5の出力に
よって制御されて出力端子3に現れる。また、誤差増幅
器5の一方の入力は出力端子3の電圧Vbiasを分圧器6で分
圧したものであり、他方の入力は温度制御電圧発生回路
7の出力Vcであって、誤差増幅器5の両入力電圧が概ね等
しくなるように出力端子3の電圧が制御される。したが
って、温度制御電圧発生回路7の出力電圧は出力端子3の
電圧とほぼ比例する関係にあり、温度制御電圧発生回路
7の出力がこのAPD用バイアス電圧発生回路の特性を決定
する。
【０００５】温度制御電圧発生回路7は温度センサ8、温
度補償回路9、加算回路10、定電圧素子11、出力電圧設
定回路12からなる。この動作の概要は、温度センサ8の
出力電圧を温度補償回路9を介して加算回路10に送り、
定電圧素子11の電圧に対する倍率が調整可能な出力電圧
設定回路12出力電圧との間で演算処理して誤差増幅器5
に送る。温度センサ8の出力電圧は-30℃で1823mV、100
℃で718mVであり、この間が-8.5mV/℃の温度係数でほぼ
直線的につながっている。出力端子3の電圧の温度係数
は、111mV/℃±10%の範囲内のどこかでAPDに合わせて温
度補償回路9で設定されるが、分圧器6の分圧比が約33で
あるから温度補償回路9と加算回路10の合計倍率は約-2.
5となる。さらに、APDに合わせて出力端子3の電圧その
ものも変化させる必要があり、出力電圧設定回路12の倍
率を調整して行われる。
度補償回路9、加算回路10、定電圧素子11、出力電圧設
定回路12からなる。この動作の概要は、温度センサ8の
出力電圧を温度補償回路9を介して加算回路10に送り、
定電圧素子11の電圧に対する倍率が調整可能な出力電圧
設定回路12出力電圧との間で演算処理して誤差増幅器5
に送る。温度センサ8の出力電圧は-30℃で1823mV、100
℃で718mVであり、この間が-8.5mV/℃の温度係数でほぼ
直線的につながっている。出力端子3の電圧の温度係数
は、111mV/℃±10%の範囲内のどこかでAPDに合わせて温
度補償回路9で設定されるが、分圧器6の分圧比が約33で
あるから温度補償回路9と加算回路10の合計倍率は約-2.
5となる。さらに、APDに合わせて出力端子3の電圧その
ものも変化させる必要があり、出力電圧設定回路12の倍
率を調整して行われる。
【０００６】ところで、温度センサ8の出力電圧の温度
係数バラツキは最大で±3.3%あり、温度補償回路9の倍
率だけで（または、回路中のどこかの電圧か電流値で）
は温度係数を正確に知ることができないため、温度係数
を設定するときにおおまかな設定しかできない。この結
果、室温（25℃）で出力端子3の電圧が適正であって
も、60℃差のある-35℃と85℃では適正値から約220mV
（=111mV/℃×0.033×60℃）のずれを生ずる恐れがあ
る。このバイアス電圧のずれはAPDの電流増倍率に約5%
の誤差をもたらし、受信感度劣化を引き起こすととも
に、電流値で入力値を検出する光入力モニタ回路の誤差
約0.2dBを生む。また、広い温度範囲ではAPDの温度係数
が高温側で減少するものがあり、温度係数を一定値とし
て扱うと電流増倍率の誤差が急激に増加し、上記同様受
信感度劣化が生じるとともに、光入力モニタ回路の誤差
が急激に増加することになる。なお、光入力モニタ回路
とは、一般に、APDやPD等の受光素子から受光レベルを
規格化した電圧値で出力する回路である。
係数バラツキは最大で±3.3%あり、温度補償回路9の倍
率だけで（または、回路中のどこかの電圧か電流値で）
は温度係数を正確に知ることができないため、温度係数
を設定するときにおおまかな設定しかできない。この結
果、室温（25℃）で出力端子3の電圧が適正であって
も、60℃差のある-35℃と85℃では適正値から約220mV
（=111mV/℃×0.033×60℃）のずれを生ずる恐れがあ
る。このバイアス電圧のずれはAPDの電流増倍率に約5%
の誤差をもたらし、受信感度劣化を引き起こすととも
に、電流値で入力値を検出する光入力モニタ回路の誤差
約0.2dBを生む。また、広い温度範囲ではAPDの温度係数
が高温側で減少するものがあり、温度係数を一定値とし
て扱うと電流増倍率の誤差が急激に増加し、上記同様受
信感度劣化が生じるとともに、光入力モニタ回路の誤差
が急激に増加することになる。なお、光入力モニタ回路
とは、一般に、APDやPD等の受光素子から受光レベルを
規格化した電圧値で出力する回路である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上、説明したごとく
従来のAPD用バイアス電圧発生回路は、温度係数を設定
するときに設定の状態を直接示す電圧等が存在せず、電
流増倍率の誤差による受信感度劣化と光入力モニタ回路
の誤差を生じるという問題があった。また、広い温度範
囲ではAPDの温度係数が高温側で減少する傾向があり、
温度センサを用いる従来のAPD用バイアス電圧発生回路
では電流増倍率の誤差が急激に増加する問題があった。
従来のAPD用バイアス電圧発生回路は、温度係数を設定
するときに設定の状態を直接示す電圧等が存在せず、電
流増倍率の誤差による受信感度劣化と光入力モニタ回路
の誤差を生じるという問題があった。また、広い温度範
囲ではAPDの温度係数が高温側で減少する傾向があり、
温度センサを用いる従来のAPD用バイアス電圧発生回路
では電流増倍率の誤差が急激に増加する問題があった。
【０００８】本発明の第一の目的は、温度係数に関係す
る電圧または電流を発生し正確な温度係数の設定が可能
なAPD用バイアス電圧発生回路を提供することである。
る電圧または電流を発生し正確な温度係数の設定が可能
なAPD用バイアス電圧発生回路を提供することである。
【０００９】また、本発明の第二の目的は、APDの温度
係数が一定でない場合に対応可能なAPD用バイアス電圧
発生回路を提供することである。
係数が一定でない場合に対応可能なAPD用バイアス電圧
発生回路を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、調整可能な定
電流を発生して温度依存性の抵抗回路網に流してその電
圧降下から温度係数を発生する構成とすることにより、
定電流の通路に設けた抵抗器の電圧降下から温度係数を
読取ることを可能とするものである。これと同時に、温
度依存性の抵抗回路網の定数の選び方でAPDの温度係数
が一定でない場合に対応可能とするものである。
電流を発生して温度依存性の抵抗回路網に流してその電
圧降下から温度係数を発生する構成とすることにより、
定電流の通路に設けた抵抗器の電圧降下から温度係数を
読取ることを可能とするものである。これと同時に、温
度依存性の抵抗回路網の定数の選び方でAPDの温度係数
が一定でない場合に対応可能とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態を示す
回路図であって、1は入力端子、3は出力端子、11は定電
圧素子、14はDC-DCコンバータ25の制御端子、15は誤差
増幅器、16は分圧器、17は温度制御電圧発生回路、18は
サーミスタ回路網、19は電圧フォロワ回路、20〜21、24
は抵抗器（含む可変抵抗器）、22は電流ミラー、23はエ
ミッタフォロワ回路、25はDC-DCコンバータである。な
お、可変電圧源や電圧可変回路の代表例として以下はDC
-DCコンバータで説明する。入力端子1に印加された5.2V
（この回路にとって基準電位は-5.2Vの線であるので、
以下これを基準にして述べる）はDC-DCコンバータ25で
誤差増幅器15の出力により制御され、数十Vに変換され
て出力端子3に現れる。また、誤差増幅器15の一方の入
力は出力端子3の電圧Vbiasを分圧器16で分圧したもので
あり、他方の入力は温度制御電圧発生回路17の出力Vcで
あって、誤差増幅器15の両入力電圧が概ね等しくなるよ
うに出力端子3の電圧が制御される。したがって、温度
制御電圧発生回路17の出力電圧は出力端子3の電圧とほ
ぼ比例する関係にあり、温度制御電圧発生回路17の出力
がこのAPD用バイアス電圧発生回路の特性を決定する。
回路図であって、1は入力端子、3は出力端子、11は定電
圧素子、14はDC-DCコンバータ25の制御端子、15は誤差
増幅器、16は分圧器、17は温度制御電圧発生回路、18は
サーミスタ回路網、19は電圧フォロワ回路、20〜21、24
は抵抗器（含む可変抵抗器）、22は電流ミラー、23はエ
ミッタフォロワ回路、25はDC-DCコンバータである。な
お、可変電圧源や電圧可変回路の代表例として以下はDC
-DCコンバータで説明する。入力端子1に印加された5.2V
（この回路にとって基準電位は-5.2Vの線であるので、
以下これを基準にして述べる）はDC-DCコンバータ25で
誤差増幅器15の出力により制御され、数十Vに変換され
て出力端子3に現れる。また、誤差増幅器15の一方の入
力は出力端子3の電圧Vbiasを分圧器16で分圧したもので
あり、他方の入力は温度制御電圧発生回路17の出力Vcで
あって、誤差増幅器15の両入力電圧が概ね等しくなるよ
うに出力端子3の電圧が制御される。したがって、温度
制御電圧発生回路17の出力電圧は出力端子3の電圧とほ
ぼ比例する関係にあり、温度制御電圧発生回路17の出力
がこのAPD用バイアス電圧発生回路の特性を決定する。
【００１２】温度制御電圧発生回路17はサーミスタ回路
網18、定電圧素子13、電圧フォロワ回路19、抵抗器（含
む可変抵抗器）20〜21、24、電流ミラー22、エミッタフ
ォロワ回路23からなり、動作の概要は次の通りである。
すなわち、サーミスタ回路網18に定電流を流すための電
流源を定電圧素子11、電圧フォロワ回路19、抵抗器20で
構成し、一先ず、抵抗器21を介して電流ミラー22に注入
する。電流ミラー22で複製された電流は電圧フォロワ回
路19の出力端子からサーミスタ回路網18を通して吸い込
まれる。エミッタフォロワ回路23のベース・エミッタ間
電圧は電流ミラー22の入力側電圧と等しくなるので、温
度制御電圧発生回路17出力電圧Vcは抵抗器21の電圧降下
からサーミスタ回路網18の電圧降下を差し引いた値とな
る。
網18、定電圧素子13、電圧フォロワ回路19、抵抗器（含
む可変抵抗器）20〜21、24、電流ミラー22、エミッタフ
ォロワ回路23からなり、動作の概要は次の通りである。
すなわち、サーミスタ回路網18に定電流を流すための電
流源を定電圧素子11、電圧フォロワ回路19、抵抗器20で
構成し、一先ず、抵抗器21を介して電流ミラー22に注入
する。電流ミラー22で複製された電流は電圧フォロワ回
路19の出力端子からサーミスタ回路網18を通して吸い込
まれる。エミッタフォロワ回路23のベース・エミッタ間
電圧は電流ミラー22の入力側電圧と等しくなるので、温
度制御電圧発生回路17出力電圧Vcは抵抗器21の電圧降下
からサーミスタ回路網18の電圧降下を差し引いた値とな
る。
【００１３】さらに前述の26個のAPDの平均特性である2
5℃時のバイアス電圧48.8V、温度係数+111mV/℃に、APD
用バイアス電圧発生回路の特性を合わせる場合の回路動
作を例に、具体的な数値で詳しく説明する。
5℃時のバイアス電圧48.8V、温度係数+111mV/℃に、APD
用バイアス電圧発生回路の特性を合わせる場合の回路動
作を例に、具体的な数値で詳しく説明する。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１はサーミスタ回路網の定数表である。
表1の直線Ａに示す定数を用いた場合、サーミスタ回路
網18は25℃で10kΩを呈し温度係数は-45℃〜90℃の範囲
で-50Ω/℃である。これに標準で66.6μAの定電流を通
じると25℃で666mVの電圧降下と-3.33mV/℃の温度係数
を得る。温度係数の設定はサーミスタ回路網18と直列に
接続された抵抗器24の電圧降下を見ながら抵抗器20の抵
抗値を増減して行うことができる。温度係数の設定の後
に抵抗器21の抵抗値を増減して出力端子3の電圧Vbiasを
設定する。抵抗器20と抵抗器21は可変抵抗器を使うと良
い。抵抗器21は標準で32kΩの抵抗値とすると、66.6μA
による電圧降下は2130mVである。よって、温度制御電圧
発生回路17出力電圧Vcは標準で1464mV、温度係数が+3.3
3mV/℃となり、分圧器16の分圧比が固定値で33.3とする
と、出力端子3の電圧Vbiasは標準で48.8V、温度係数が+
111mV/℃となる。
表1の直線Ａに示す定数を用いた場合、サーミスタ回路
網18は25℃で10kΩを呈し温度係数は-45℃〜90℃の範囲
で-50Ω/℃である。これに標準で66.6μAの定電流を通
じると25℃で666mVの電圧降下と-3.33mV/℃の温度係数
を得る。温度係数の設定はサーミスタ回路網18と直列に
接続された抵抗器24の電圧降下を見ながら抵抗器20の抵
抗値を増減して行うことができる。温度係数の設定の後
に抵抗器21の抵抗値を増減して出力端子3の電圧Vbiasを
設定する。抵抗器20と抵抗器21は可変抵抗器を使うと良
い。抵抗器21は標準で32kΩの抵抗値とすると、66.6μA
による電圧降下は2130mVである。よって、温度制御電圧
発生回路17出力電圧Vcは標準で1464mV、温度係数が+3.3
3mV/℃となり、分圧器16の分圧比が固定値で33.3とする
と、出力端子3の電圧Vbiasは標準で48.8V、温度係数が+
111mV/℃となる。
【００１６】図1の例では抵抗器24が独立しているが、
サーミスタ回路網18の中の直列抵抗の一部または全部を
温度係数検出用として共用しても同様の効果が得られる
ことは言うまでもない。また、サーミスタ回路網18の電
流を観測するとか、電流ミラー入力の電流通路の抵抗の
電圧降下から温度係数を読取っても同様の効果が得られ
ることは言うまでもない。
サーミスタ回路網18の中の直列抵抗の一部または全部を
温度係数検出用として共用しても同様の効果が得られる
ことは言うまでもない。また、サーミスタ回路網18の電
流を観測するとか、電流ミラー入力の電流通路の抵抗の
電圧降下から温度係数を読取っても同様の効果が得られ
ることは言うまでもない。
【００１７】以上の説明では出力端子3の出力電圧の温
度係数が一定である場合を扱ってきたが、温度上昇とと
もにAPDの温度係数が低下するデータも得られており、
本発明がその場合にも対応できることを以下に説明す
る。
度係数が一定である場合を扱ってきたが、温度上昇とと
もにAPDの温度係数が低下するデータも得られており、
本発明がその場合にも対応できることを以下に説明す
る。
【００１８】サーミスタ回路網18は多数の部品で特性が
決まるから、自由度が大きく、定数の組み合わせで種々
の特性が実現できる。図3はサーミスタ回路網の抵抗値
対温度特性を示すグラフであって、25℃での温度係数が
-50Ω/℃で、-35℃と+85℃の温度係数が+p%と-p%である
二次曲線をもって必要な特性が代表されるものとする。
直線Aはp=0に対応しすでに述べた温度係数が一定の場合
を示し、曲線B、Cはそれぞれp=5、10に対応する。これ
らの特性は表1の定数によって得られるものであるが、2
5℃での温度係数やpが上記の例と異なる場合にも、同様
に対応できることは言うまでもない。このように出力電
圧の温度に関する二次微分係数の自由度が得られること
は、図2の温度センサ使用の回路には無い長所である。
決まるから、自由度が大きく、定数の組み合わせで種々
の特性が実現できる。図3はサーミスタ回路網の抵抗値
対温度特性を示すグラフであって、25℃での温度係数が
-50Ω/℃で、-35℃と+85℃の温度係数が+p%と-p%である
二次曲線をもって必要な特性が代表されるものとする。
直線Aはp=0に対応しすでに述べた温度係数が一定の場合
を示し、曲線B、Cはそれぞれp=5、10に対応する。これ
らの特性は表1の定数によって得られるものであるが、2
5℃での温度係数やpが上記の例と異なる場合にも、同様
に対応できることは言うまでもない。このように出力電
圧の温度に関する二次微分係数の自由度が得られること
は、図2の温度センサ使用の回路には無い長所である。
【００１９】なお、図3では直線A、曲線B、Cのすべてが
微少な波を重畳したごとくに見えるが、これは理想値に
対して±10Ω程度の誤差があるためである。また、温度
係数が一定でない場合にもサーミスタ回路網18の電流を
抵抗器24などによって観測することにより、正確な温度
係数の設定が可能であることは言うまでもない。
微少な波を重畳したごとくに見えるが、これは理想値に
対して±10Ω程度の誤差があるためである。また、温度
係数が一定でない場合にもサーミスタ回路網18の電流を
抵抗器24などによって観測することにより、正確な温度
係数の設定が可能であることは言うまでもない。
【００２０】以上の説明では、誤差増幅器15が直接DC-D
Cコンバータ25を制御する場合について述べたが、DC-DC
コンバータ25を制御する代わりに、外部回路より供給さ
れる高電圧をコントロールする電圧可変回路を制御する
場合にも適用可能である。
Cコンバータ25を制御する場合について述べたが、DC-DC
コンバータ25を制御する代わりに、外部回路より供給さ
れる高電圧をコントロールする電圧可変回路を制御する
場合にも適用可能である。
【００２１】上記と、図4はAPDを用いた光受信器の一例
である。APD31と、APD31にて光電変換された微弱な電流
信号を電圧変換し低雑音にて増幅する前置増幅器32と、
前置増幅器32の出力信号を等化増幅する等化増幅器33
と、等化増幅器33の出力信号よりクロック成分を抽出す
るタイミング抽出器35と、等化増幅器33の出力信号を識
別再生しタイミング抽出器35で抽出したクロック成分で
同期したデータ信号を出力する識別再生器34と、光入力
信号強度が劣化した時に警報を発する光入力断検出器36
と、APD31にて光電変換された電流信号をモニタし光入
力信号強度に応じた信号出力する光入力モニタ回路37
と、本発明のAPD用バイアス電圧発生回路38により構成
される。
である。APD31と、APD31にて光電変換された微弱な電流
信号を電圧変換し低雑音にて増幅する前置増幅器32と、
前置増幅器32の出力信号を等化増幅する等化増幅器33
と、等化増幅器33の出力信号よりクロック成分を抽出す
るタイミング抽出器35と、等化増幅器33の出力信号を識
別再生しタイミング抽出器35で抽出したクロック成分で
同期したデータ信号を出力する識別再生器34と、光入力
信号強度が劣化した時に警報を発する光入力断検出器36
と、APD31にて光電変換された電流信号をモニタし光入
力信号強度に応じた信号出力する光入力モニタ回路37
と、本発明のAPD用バイアス電圧発生回路38により構成
される。
【００２２】本構成によれば、APD用バイアス電圧発生
回路38が広い温度範囲にて精度良く動作し、最適増倍率
Moptを維持出来るので、受信感度劣化の少ない高感度な
光受信器とすることが出来る。また、同じく増倍率が一
定であるため、高精度な光入力モニタ特性の光受信器と
することが出来る。さらに光入力モニタ回路の出力より
光入力断検出を行う場合も、同様に高精度な光入力断検
出特性の光受信器とすることが出来る。なお、光受信器
の入力範囲が数十デシベルと広範囲であるため、光入力
モニタ回路には、対数変換回路で規格化した電圧を出力
する構成とする方が好ましい。
回路38が広い温度範囲にて精度良く動作し、最適増倍率
Moptを維持出来るので、受信感度劣化の少ない高感度な
光受信器とすることが出来る。また、同じく増倍率が一
定であるため、高精度な光入力モニタ特性の光受信器と
することが出来る。さらに光入力モニタ回路の出力より
光入力断検出を行う場合も、同様に高精度な光入力断検
出特性の光受信器とすることが出来る。なお、光受信器
の入力範囲が数十デシベルと広範囲であるため、光入力
モニタ回路には、対数変換回路で規格化した電圧を出力
する構成とする方が好ましい。
【００２３】なお図４の構成は一般的なもので、等化増
幅器33を前置増幅器32の後段や識別再生器34の前段に含
めても良い。またタイミング抽出機能を持つ必要のない
場合はタイミング抽出器35を省略しても良い。また、光
入力断検出器36はクロック成分の強弱により判定しても
良いし、等化増幅器33の出力信号の強弱により判定して
も良いし、省略しても良い。また、光入力モニタ機能が
必要でない場合は、光入力モニタ回路37を省略しても良
い。
幅器33を前置増幅器32の後段や識別再生器34の前段に含
めても良い。またタイミング抽出機能を持つ必要のない
場合はタイミング抽出器35を省略しても良い。また、光
入力断検出器36はクロック成分の強弱により判定しても
良いし、等化増幅器33の出力信号の強弱により判定して
も良いし、省略しても良い。また、光入力モニタ機能が
必要でない場合は、光入力モニタ回路37を省略しても良
い。
【００２４】また、上述の光受信器を搭載し光通信シス
テムを構成した場合、高感度な受信感度特性を有するこ
とから長距離伝送が可能となりシステムの中継間隔が広
げられ、有効である。また広温度範囲にて良好な特性を
有するので、光通信装置を設置する環境の自由度があが
り、例えば空調の期待出来ない柱上等の屋外にも設置可
能となり、非常に有効である。
テムを構成した場合、高感度な受信感度特性を有するこ
とから長距離伝送が可能となりシステムの中継間隔が広
げられ、有効である。また広温度範囲にて良好な特性を
有するので、光通信装置を設置する環境の自由度があが
り、例えば空調の期待出来ない柱上等の屋外にも設置可
能となり、非常に有効である。
【００２５】
【発明の効果】以上、説明したごとく、本発明によれば
APD用バイアス電圧発生回路において調整中の出力電圧
の温度係数の確認が可能であるから所要値に正確に合わ
せることが容易となり、またAPDの温度係数が一定でな
い場合にも対応出来るので、光通信機器に応用すれば、
高感度な受信特性と高精度な光入力モニタ特性及び光入
力断検出特性とすることができるので、益するところ大
である。また、温度係数検出用の電圧等を利用して自動
調整が実施可能であるので、品質の安定化や原価低減に
益するところ大である。
APD用バイアス電圧発生回路において調整中の出力電圧
の温度係数の確認が可能であるから所要値に正確に合わ
せることが容易となり、またAPDの温度係数が一定でな
い場合にも対応出来るので、光通信機器に応用すれば、
高感度な受信特性と高精度な光入力モニタ特性及び光入
力断検出特性とすることができるので、益するところ大
である。また、温度係数検出用の電圧等を利用して自動
調整が実施可能であるので、品質の安定化や原価低減に
益するところ大である。
【図１】本発明の一実施形態を示す回路図。
【図２】従来のAPD用バイアス電圧発生回路を示す回路
図。
図。
【図３】サーミスタ回路網の抵抗値対温度特性を示すグ
ラフ。
ラフ。
【図４】本発明のAPD用バイアス電圧発生回路を用いた
光受信器の一例を示す図。
光受信器の一例を示す図。
1…入力端子、2…電圧可変回路、3…出力端子、4…電圧
可変回路の制御端子、5、15…誤差増幅器、6、16…分圧
器、7、17…温度制御電圧発生回路、8…温度センサ、9
…温度補償回路、10…加算回路、11…定電圧素子、12…
出力電圧設定回路、14… DC-DCコンバータ25の制御端
子、18…サーミスタ回路網、19…電圧フォロワ回路、2
0、21、24…抵抗器（含む可変抵抗器）、22…電流ミラ
ー、23…エミッタフォロワ回路、25…DC-DCコンバー
タ、31…APD、32…前置増幅器、33…等化増幅器、34…
識別再生器、35…タイミング抽出器、36…光入力断検出
器、37…光入力モニタ回路、38…APD用バイアス電圧発
生回路、A…p=0のサーミスタ回路網の合成抵抗値対温度
特性、B…p=5のサーミスタ回路網の合成抵抗値対温度特
性、C…p=10のサーミスタ回路網の合成抵抗値対温度特
性。
可変回路の制御端子、5、15…誤差増幅器、6、16…分圧
器、7、17…温度制御電圧発生回路、8…温度センサ、9
…温度補償回路、10…加算回路、11…定電圧素子、12…
出力電圧設定回路、14… DC-DCコンバータ25の制御端
子、18…サーミスタ回路網、19…電圧フォロワ回路、2
0、21、24…抵抗器（含む可変抵抗器）、22…電流ミラ
ー、23…エミッタフォロワ回路、25…DC-DCコンバー
タ、31…APD、32…前置増幅器、33…等化増幅器、34…
識別再生器、35…タイミング抽出器、36…光入力断検出
器、37…光入力モニタ回路、38…APD用バイアス電圧発
生回路、A…p=0のサーミスタ回路網の合成抵抗値対温度
特性、B…p=5のサーミスタ回路網の合成抵抗値対温度特
性、C…p=10のサーミスタ回路網の合成抵抗値対温度特
性。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/26 10/14 10/04 10/06 (72)発明者 菊池 知直 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信システム事業本部内 (72)発明者 藤井 忠昭 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立画像情報システム内 (72)発明者 下津 智明 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信システム事業本部内 (72)発明者 村井 俊明 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立画像情報システム内 (72)発明者 中雄 隆之 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所通信システム事業本部内 (72)発明者 池内 英洋 神奈川県横浜市戸塚区戸塚待ち180 日立 通信システム株式会社内 (72)発明者 三好 政行 神奈川県横浜市戸塚区戸塚待ち180 日立 通信システム株式会社内 (72)発明者 三上 信明 神奈川県横浜市戸塚区戸塚待ち180 日立 通信システム株式会社内 Ｆターム(参考） 5H410 CC02 DD02 EA10 EA12 EA14 EA32 EB37 FF03 FF14 FF24 LL09 5H430 BB09 BB12 EE02 GG02 HH03 LA01 LA21 LB01 5J090 AA03 AA43 AA56 CA02 CA81 FA10 FN02 HA01 HA43 HA44 KA09 SA13 TA01 TA02 5J092 AA03 AA43 AA56 CA02 CA81 FA10 HA01 HA43 HA44 KA09 SA13 TA01 TA02 UL03 5K002 AA03 BA15 CA11 CA18
Claims (5)
- 【請求項１】第１の抵抗器の一端と定電圧素子の一端を
接続し、上記第１の抵抗器の他端と電圧フォロワ回路の
入力端子を接続し、上記定電圧素子の他端と上記電圧フ
ォロワ回路の出力端子を接続してなる定電流発生回路
と、 電流ミラー回路と、 上記定電流発生回路の電流出力端子である上記電圧フォ
ロワ回路の入力端子と上記電流ミラー回路の入力端子と
の間に備えた第２の抵抗器と、 上記電圧フォロワ回路の出力端子と上記電流ミラー回路
の出力端子との間に備えた温度依存性の抵抗回路網と、 上記温度依存性の抵抗回路網の上記電流ミラー回路側端
子と上記誤差増幅器の第２の入力端子との間に備えたエ
ミッタフォロワ回路とで構成されたことを特徴とする温
度制御電圧発生回路。 - 【請求項２】可変電圧源の出力を分圧器を介して誤差増
幅器の第１の入力端子に接続し、上記誤差増幅器の出力
端子を直接的または間接的に上記可変電圧源の制御端子
に接続し、上記誤差増幅器の第２の入力端子を請求項１
に記載の温度制御電圧発生回路出力に接続したことを特
徴とするバイアス電圧発生回路。 - 【請求項３】前記温度依存性の抵抗回路網が、サーミス
タと抵抗器を並列接続した枝を複数個直列に含むことを
特徴とする請求項２に記載のバイアス電圧発生回路。 - 【請求項４】前記温度依存性の抵抗回路網と前記電流ミ
ラー回路との間に接続した第３の抵抗器、または、上記
温度依存性の抵抗回路網の中の直列抵抗の一部、また
は、上記温度依存性の抵抗回路網の中の直列抵抗の全部
のうちいずれかの両端にモニタ用端子を備えることを特
徴とする請求項２乃至請求項３のいずれかに記載のバイ
アス電圧発生回路。 - 【請求項５】アバランシェフォトダイオードと、 上記アバランシェフォトダイオードにより光電変換され
た信号を増幅する前置増幅器と、 上記アバランシェフォトダイオードに電圧を与えるバイ
アス電圧発生回路と、 上記前置増幅器の出力を等化増幅する等化増幅器と前記
アバランシェフォトダイオードのバイアス電流から受光
レベルをモニタし規格化した電圧値を出力するモニタ回
路とを有する光受信器であって、 上記バイアス電圧発生回路が請求項２乃至請求項４のい
ずれかに記載のバイアス電圧発生回路であることを特徴
とする光受信器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33382099A JP2001154746A (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | 温度制御電圧発生回路、バイアス電圧発生回路及び光受信器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33382099A JP2001154746A (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | 温度制御電圧発生回路、バイアス電圧発生回路及び光受信器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001154746A true JP2001154746A (ja) | 2001-06-08 |
Family
ID=18270321
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33382099A Withdrawn JP2001154746A (ja) | 1999-11-25 | 1999-11-25 | 温度制御電圧発生回路、バイアス電圧発生回路及び光受信器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001154746A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108445946A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-08-24 | 安徽问天量子科技股份有限公司 | 量子密钥分配系统中apd的温度自适应控制电路及方法 |
| CN110889242A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-03-17 | 深圳市普威技术有限公司 | Apd电压的调整方法、装置、存储介质及onu设备 |
-
1999
- 1999-11-25 JP JP33382099A patent/JP2001154746A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108445946A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-08-24 | 安徽问天量子科技股份有限公司 | 量子密钥分配系统中apd的温度自适应控制电路及方法 |
| CN110889242A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-03-17 | 深圳市普威技术有限公司 | Apd电压的调整方法、装置、存储介质及onu设备 |
| CN110889242B (zh) * | 2019-12-10 | 2023-10-20 | 深圳市联洲国际技术有限公司 | Apd电压的调整方法、装置、存储介质及onu设备 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20050202 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20050218 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050202 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20050218 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050218 |
|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070206 |