JP2001211035A - Preamplifier and optical receiver - Google Patents

Preamplifier and optical receiver

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JP2001211035A
JP2001211035A JP2000016647A JP2000016647A JP2001211035A JP 2001211035 A JP2001211035 A JP 2001211035A JP 2000016647 A JP2000016647 A JP 2000016647A JP 2000016647 A JP2000016647 A JP 2000016647A JP 2001211035 A JP2001211035 A JP 2001211035A
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Japan
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voltage
detector
output
value
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Yoichi Furuto
洋一 古戸
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To resolve the problem that the output amplitudes of the transforming impedance amplifier decrease and bit errors occur, because of the non-linearity of input-output characteristic of the transforming impedance amplifier which converts the optical current into the voltage signals, when the extinction ratio of input optical signals is deteriorated in the conventional optical receivers. SOLUTION: The output amplitude of the transforming impedance amplifier is prevented from being reduced by regulating the input-output characteristic of the transforming impedance amplifier, according to detected variation of extinction ratio of the input signals by the variation of the relative value of the amplitude and average of the output of the transforming impedance amplifier.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバーを伝送
路とする光通信用のプリアンプおよび光受信器に関する
ものである。
The present invention relates to a preamplifier and an optical receiver for optical communication using an optical fiber as a transmission line.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は従来の光受信器の構成を示すブロ
ック図である。図4において、1は受光素子であるフォ
トダイオード、2はトランスインピーダンスアンプ、3
はトランスインピーダンスアンプに内蔵されるアンプ、
4はトランスインピーダンスアンプに内蔵される可変抵
抗、5はDC電圧検出器、6は識別再生器である。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional optical receiver. In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a photodiode as a light receiving element, 2 denotes a transimpedance amplifier,
Is the amplifier built into the transimpedance amplifier,
4 is a variable resistor incorporated in the transimpedance amplifier, 5 is a DC voltage detector, and 6 is a discriminator / regenerator.

【0003】次に動作について説明する。0と1の2値
のデジタル光入力信号はフォトダイオード1で電流信号
に変換され、トランスインピーダンスアンプ2に入力さ
れる。この電流信号はトランスインピーダンスアンプ2
に内蔵される可変抵抗4の抵抗値に比例して電圧が発生
することでこの抵抗値に比例した電流電圧変換倍率で電
圧信号に変換され、その電圧信号は識別再生器6に入力
される。識別再生器6では入力された電圧信号からクロ
ックを抽出し、そのクロックにより識別再生されたデー
タ信号とクロック信号が出力される。DC電圧検出器5
はトランスインピーダンスアンプ2より出力される電圧
信号の平均値を検出し、平均値に比例した出力電圧を可
変抵抗器4に与える。この電圧出力に応じて可変抵抗4
の抵抗値すなわち電流電圧変換倍率が制御される。図5
は、光入力波形とトランスインピーダンスアンプ2の出
力電圧波形の関係を示すもので、トランスインピーダン
スアンプ2の入出力特性は図5(a)の実線曲線g1に
示す特性を有しているとする。図5(a)の横軸はフォ
トダイオード1に入力される光入力パワー、縦軸はトラ
ンスインピーダンスアンプ2の電圧出力であり、光入力
Pth0において電流電圧変換倍率は傾きの大きなR1
から傾きの小さなR2に切換わる。Pth0は可変抵抗
4の抵抗値の切替点に対応する。このように可変抵抗4
の抵抗値を制御することにより、トランスインピーダン
スアンプ2の電流電圧変換倍率は、光入力信号が微少な
領域では光受信器が所望の受信感度を得るため大きくな
るように制御され、光入力信号が大きな領域では識別再
生器6が入力電圧振幅の増大によって飽和しないように
小さくなるように制御されている。ここで光入力信号が
大きい場合の初期値として光入力信号の0レベルがPi
0、1レベルがPi1とすると、そのときの出力振幅は
図5(c)に示されるようV1となる。
Next, the operation will be described. The binary digital optical input signal of 0 and 1 is converted into a current signal by the photodiode 1 and input to the transimpedance amplifier 2. This current signal is transmitted to the transimpedance amplifier 2
When a voltage is generated in proportion to the resistance value of the variable resistor 4 built in the device, the voltage is converted into a voltage signal at a current-to-voltage conversion ratio proportional to the resistance value. The identification regenerator 6 extracts a clock from the input voltage signal, and outputs a data signal and a clock signal identified and reproduced by the clock. DC voltage detector 5
Detects the average value of the voltage signal output from the transimpedance amplifier 2 and supplies an output voltage proportional to the average value to the variable resistor 4. Variable resistor 4 according to this voltage output
, That is, the current-voltage conversion magnification is controlled. FIG.
Shows the relationship between the optical input waveform and the output voltage waveform of the transimpedance amplifier 2. It is assumed that the input / output characteristics of the transimpedance amplifier 2 have the characteristics shown by the solid curve g1 in FIG. In FIG. 5A, the horizontal axis is the optical input power input to the photodiode 1, the vertical axis is the voltage output of the transimpedance amplifier 2, and the current-voltage conversion magnification is R1 with a large slope at the optical input Pth0.
To R2 with a small inclination. Pth0 corresponds to a switching point of the resistance value of the variable resistor 4. Thus, the variable resistor 4
, The current-voltage conversion magnification of the transimpedance amplifier 2 is controlled so as to increase the optical receiver to obtain a desired receiving sensitivity in a region where the optical input signal is small. In a large area, the discriminating regenerator 6 is controlled to be small so as not to be saturated by an increase in the input voltage amplitude. Here, as an initial value when the optical input signal is large, the 0 level of the optical input signal is Pi.
Assuming that the 0 and 1 levels are Pi1, the output amplitude at that time is V1 as shown in FIG.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の光受信器は上述
のように構成されているため、例えば、図5(b)にお
いて、例えば光源に使われるレーザーダイオードの駆動
条件が温度等により変動し、光入力信号の0レベルのみ
Pi0からPi2に変わったとすると、すなわち光信号
の1レベルと0レベルの比を示す消光比が劣化したとす
ると、図5(c)においてトランスインピーダンスアン
プ2の出力電圧振幅はV1からV2に減少する。これは
光入力信号が大きなときには、光信号の1レベルはトラ
ンスインピーダンスアンプ2の電流電圧変換倍率が小さ
な値R2の領域にあるのに対し、0レベルは電流電圧変
換倍率の大きな値R1の領域にあるために起こる現象
で、トランスインピーダンスアンプ2の出力電圧振幅が
減少するとともに0レベルのノイズが相対的に強調され
SN比の劣化を招くため、ビットエラーを発生させる要
因となる。
Since the conventional optical receiver is configured as described above, for example, in FIG. 5B, for example, the driving condition of a laser diode used as a light source varies depending on temperature or the like. If only the 0 level of the optical input signal changes from Pi0 to Pi2, that is, if the extinction ratio indicating the ratio between the 1 level and the 0 level of the optical signal is degraded, the output voltage of the transimpedance amplifier 2 in FIG. The amplitude decreases from V1 to V2. This is because when the optical input signal is large, one level of the optical signal is in the region of the value R2 where the current-to-voltage conversion magnification of the transimpedance amplifier 2 is small, while level 0 is in the region of the large value R1 of the current-voltage conversion magnification. This is a phenomenon that occurs because the output voltage amplitude of the transimpedance amplifier 2 is reduced, and noise at the 0 level is relatively emphasized to cause deterioration of the SN ratio, which causes a bit error.

【0005】本発明はこのような問題点を解決するもの
であり、光入力信号の小さなときには従来の受信器と同
様の感度が得られることができ、かつ光入力信号が大き
な時に光入力信号の0レベルと1レベルの比、すなわち
消光比が劣化してもビットエラーが発生しない光受信器
を提供することを目的とするものである。
The present invention solves such a problem. When the optical input signal is small, the same sensitivity as that of the conventional receiver can be obtained. When the optical input signal is large, the optical input signal can be obtained. It is an object of the present invention to provide an optical receiver in which a bit error does not occur even if the ratio between the 0 level and the 1 level, that is, the extinction ratio is deteriorated.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】第1の発明によるプリア
ンプは、オペアンプと可変抵抗を並置しフォトダイオー
ドの出力電流信号を電圧信号に変換するトランスインピ
ーダンスアンプと、前記トランスインピーダンスアンプ
からの出力信号のDC成分を検出するDC電圧検出器
と、前記トランスインピーダンスアンプからの出力信号
の振幅値を検出するピーク検出器と、前記DC電圧検出
器の検出電圧と前記ピーク検出器の検出電圧との比較結
果および前記DC電圧検出器の検出電圧に基づいて、前
記可変抵抗の抵抗値を設定する設定手段とを備えたもの
である。
A preamplifier according to a first aspect of the present invention includes a transimpedance amplifier for converting an output current signal of a photodiode into a voltage signal by juxtaposing an operational amplifier and a variable resistor, and a preamplifier of the transimpedance amplifier. A DC voltage detector for detecting a DC component, a peak detector for detecting an amplitude value of an output signal from the transimpedance amplifier, and a comparison result between a detection voltage of the DC voltage detector and a detection voltage of the peak detector And setting means for setting the resistance value of the variable resistor based on the detection voltage of the DC voltage detector.

【0007】第2の発明によるプリアンプは、オペアン
プと可変抵抗を並置しフォトダイオードの出力電流信号
を電圧信号に変換するトランスインピーダンスアンプ
と、前記トランスインピーダンスアンプからの出力信号
のDC成分を検出するDC電圧検出器と、前記フォトダ
イオードに流れる電流信号の平均値を検出する平均値検
出器と、前記フォトダイオードに流れる電流信号の振幅
値を検出するピーク検出器と、前記平均値検出器の検出
電圧と前記ピーク検出器の検出電圧との比較結果および
前記DC電圧検出器の検出電圧に基づいて、前記可変抵
抗を設定する設定手段とを備えたものである。
A preamplifier according to a second aspect of the present invention includes a transimpedance amplifier for juxtaposing an operational amplifier and a variable resistor for converting an output current signal of a photodiode into a voltage signal, and a DC for detecting a DC component of an output signal from the transimpedance amplifier. A voltage detector, an average value detector that detects an average value of a current signal flowing through the photodiode, a peak detector that detects an amplitude value of the current signal flowing through the photodiode, and a detection voltage of the average value detector. Setting means for setting the variable resistor based on a result of comparison between the variable resistance and a detection voltage of the peak detector and a detection voltage of the DC voltage detector.

【0008】第3の発明によるプリアンプは、オペアン
プと可変抵抗を並置しフォトダイオードの出力電流信号
を電圧信号に変換するトランスインピーダンスアンプ
と、前記トランスインピーダンスアンプからの出力信号
のDC成分を検出するDC電圧検出器と、前記トランス
インピーダンスアンプからの出力信号の振幅値を検出す
るピーク検出器と、前記フォトダイオードに流れる電流
信号の平均値を検出する平均値検出器と、前記平均値検
出器の検出電圧と前記ピーク検出器の検出電圧との比較
結果および前記DC電圧検出器の検出電圧に基づいて、
前記可変抵抗を設定する設定手段とを備えたものであ
る。
A preamplifier according to a third aspect of the present invention includes a transimpedance amplifier for converting an output current signal of a photodiode into a voltage signal by juxtaposing an operational amplifier and a variable resistor, and a DC for detecting a DC component of an output signal from the transimpedance amplifier. A voltage detector, a peak detector that detects an amplitude value of an output signal from the transimpedance amplifier, an average detector that detects an average value of a current signal flowing through the photodiode, and detection of the average detector. Based on the comparison result of the voltage and the detection voltage of the peak detector and the detection voltage of the DC voltage detector,
Setting means for setting the variable resistance.

【0009】第4の発明によるプリアンプは、電流電圧
変換倍率がフォトダイオードに入力される光信号がある
設定値より小さなときには大きな値を持ち、光信号が上
記設定値より大きなときには小さな値に切換わるような
特性を有したものである。
The preamplifier according to the fourth aspect of the present invention has a large value when the current-voltage conversion magnification is smaller than a certain set value for an optical signal input to the photodiode, and switches to a small value when the optical signal is larger than the set value. It has such characteristics.

【0010】第5の発明による光受信器は、第1の発明
のプリアンプと、光入力信号を受光するフォトダイオー
ドと、請求項1記載のプリアンプの出力信号からデータ
信号とクロック信号を識別再生する識別再生器を備えた
ことを特徴とする光受信器。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an optical receiver, comprising: a preamplifier according to the first aspect of the invention; a photodiode for receiving an optical input signal; and a data signal and a clock signal identified and reproduced from the output signal of the preamplifier. An optical receiver comprising an identification regenerator.

【0011】第6の発明による光受信器は、第2の発明
のプリアンプと、光入力信号を受光するフォトダイオー
ドと、請求項1記載のプリアンプの出力信号からデータ
信号とクロック信号を識別再生する識別再生器を備えた
ことを特徴とする光受信器。
An optical receiver according to a sixth aspect of the present invention is a preamplifier according to the second aspect of the invention, a photodiode for receiving an optical input signal, and discriminating and reproducing a data signal and a clock signal from an output signal of the preamplifier according to the first aspect. An optical receiver comprising an identification regenerator.

【0012】第7の発明による光受信器は、第3の発明
のプリアンプと、光入力信号を受光するフォトダイオー
ドと、請求項1記載のプリアンプの出力信号からデータ
信号とクロック信号を識別再生する識別再生器を備えた
ことを特徴とする光受信器。
An optical receiver according to a seventh aspect of the present invention is a preamplifier according to the third aspect of the invention, a photodiode for receiving an optical input signal, and discriminating and reproducing a data signal and a clock signal from an output signal of the preamplifier according to the first aspect. An optical receiver comprising an identification regenerator.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
実施の形態1を示すブロック図であり、図において7は
トランスインピーダンスアンプ2に内蔵される可変抵抗
4の抵抗値の値を制御する抵抗値設定器、8はトランス
インピーダンスアンプ2の出力電圧振幅値を検出するピ
ーク検出器、9はピーク検出器8の出力電圧とDC電圧
検出器5の出力電圧を比較し抵抗値設定器7に制御信号
を与える比較器である。2,5,7,8,9でプリアン
プを構成する。なお、図中図4と同一符号のものは、同
一相当品を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 7 denotes a resistance value setting device for controlling a resistance value of a variable resistor 4 incorporated in a transimpedance amplifier 2; Reference numeral 9 denotes a peak detector for detecting the output voltage amplitude value, and reference numeral 9 denotes a comparator for comparing the output voltage of the peak detector 8 with the output voltage of the DC voltage detector 5 and providing a control signal to the resistance value setting device 7. A preamplifier is composed of 2, 5, 7, 8, and 9. In the drawing, the same reference numerals as those in FIG. 4 indicate the same equivalent products.

【0014】次に動作について説明する。比較器9はト
ランスインピーダンスアンプ2の出力電圧振幅値(Vp
eak)の出力電圧平均値(Vav)に対する比がある
閾値A値以上では制御信号が出力されずA値以下になる
と制御信号を出力するものとする。図6にトランスイン
ピーダンスアンプの出力電圧について、その出力振幅値
Vpeakと、出力平均値Vavとの関係を示す。また
抵抗値設定器7は制御信号が与えられない場合、DC電
圧検出器5の出力電圧をそのまま可変抵抗4に出力し、
比較器9より制御信号が与えられた場合、DC電圧検出
器5の出力電圧より小さな値を可変抵抗4に出力するも
のとする。トランスインピーダンスアンプ2の入出力特
性は従来の光受信器と同様に図5(a)の実線g1とす
る。図7はトランスインピーダンスアンプ2の電流電圧
変換倍率と抵抗値設定器7の出力電圧の光入力パワーに
対する特性を示し、図7の横軸はフォトダイオード1に
入力する光入力パワー、縦軸はトランスインピーダンス
アンプ2の電流電圧変換倍率(図7(b))および抵抗
値設定器7の出力値(図7(a))である。上記実線g
1に対応するトランスインピーダンスアンプ2の電流電
圧変換倍率の光入力パワー依存性はy1、抵抗値設定器
7の出力の光入力パワー依存性はx1で表され、図5に
対応して光入力パワー値がPth0にて電流電圧変換倍
率がR1からR2に切換わることを示している。
Next, the operation will be described. The comparator 9 outputs the output voltage amplitude value (Vp
The control signal is not output when the ratio of the output voltage (eak) to the output voltage average value (Vav) is above a certain threshold value A, and the control signal is output when the ratio becomes below the A value. FIG. 6 shows the relationship between the output amplitude value Vpeak and the output average value Vav of the output voltage of the transimpedance amplifier. When no control signal is given, the resistance value setting unit 7 outputs the output voltage of the DC voltage detector 5 to the variable resistance 4 as it is,
When a control signal is given from the comparator 9, a value smaller than the output voltage of the DC voltage detector 5 is output to the variable resistor 4. The input / output characteristics of the transimpedance amplifier 2 are set to the solid line g1 in FIG. FIG. 7 shows the characteristics of the current-voltage conversion magnification of the transimpedance amplifier 2 and the output voltage of the resistance value setting device 7 with respect to the optical input power. The horizontal axis of FIG. 7 shows the optical input power input to the photodiode 1, and the vertical axis shows the transformer. 7 shows the current-voltage conversion magnification of the impedance amplifier 2 (FIG. 7B) and the output value of the resistance value setting device 7 (FIG. 7A). The solid line g
The optical input power dependency of the current-voltage conversion magnification of the transimpedance amplifier 2 corresponding to 1 is represented by y1, and the optical input power dependency of the output of the resistance value setting unit 7 is represented by x1, and the optical input power corresponding to FIG. When the value is Pth0, the current-voltage conversion magnification is switched from R1 to R2.

【0015】光入力信号の0レベルと1レベルがそれぞ
れPi0とPi1のときトランスインピーダンスアンプ
2の出力電圧振幅値の出力電圧平均値に対する比が比較
器9の閾値電圧A値以上であるとすると、可変抵抗4に
はDC電圧検出器5の出力電圧がそのまま与えられるた
め、従来の受信器と同様にトランスインピーダンスアン
プ2の出力振幅はV1となる。次に光入力信号の消光比
が劣化した場合、例えば0レベルのみ変動しPi2にな
ったとき、トランスインピーダンスアンプ2の出力電圧
振幅が減少する。
If the ratio of the output voltage amplitude value of the transimpedance amplifier 2 to the average output voltage value is equal to or greater than the threshold voltage A value of the comparator 9 when the 0 level and 1 level of the optical input signal are Pi0 and Pi1, respectively. Since the output voltage of the DC voltage detector 5 is applied to the variable resistor 4 as it is, the output amplitude of the transimpedance amplifier 2 becomes V1 as in the conventional receiver. Next, when the extinction ratio of the optical input signal is deteriorated, for example, when only the 0 level fluctuates and becomes Pi2, the output voltage amplitude of the transimpedance amplifier 2 decreases.

【0016】このとき出力電圧振幅と出力電圧平均値と
の比がA値以下になるように比較器9の閾値電圧A値を
設定すると、抵抗値設定器7より出力される電圧はDC
電圧検出器5の出力電圧より小さくなり、図7において
抵抗値設定器7の出力特性がx1からx2、トランスイ
ンピーダンスアンプ2の電流電圧変換倍率特性がy1か
らy2にシフトするため。電流電圧変換倍率の切替点が
Pth0からより大きなPth1にずれる。すなわち図
5(a)において入出力特性がg1からg2に変わるこ
とになり、図5(c)に示すようにトランスインピーダ
ンスアンプ2の出力電圧振幅はV3となり、振幅の減少
を抑えることができる。このように比較器9の閾値を所
望の値に設定することにより光入力信号の大きな時のト
ランスインピーダンスアンプ2の出力電圧振幅の減少を
補償することができる。また光入力信号が微少な領域で
はトランスインピーダンスアンプ2は従来の光受信器と
同じく大きな電流電圧変換倍率を有しているので、受信
感度は従来の受信器と同等である。
At this time, when the threshold voltage A value of the comparator 9 is set so that the ratio between the output voltage amplitude and the output voltage average value becomes equal to or less than the A value, the voltage output from the resistance value setting device 7 becomes DC
This is because the output voltage of the voltage detector 5 becomes lower than that of FIG. 7, and the output characteristic of the resistance value setting device 7 shifts from x1 to x2 and the current-voltage conversion magnification characteristic of the transimpedance amplifier 2 shifts from y1 to y2 in FIG. The switching point of the current-voltage conversion magnification shifts from Pth0 to Pth1 which is larger. That is, the input / output characteristic changes from g1 to g2 in FIG. 5A, and the output voltage amplitude of the transimpedance amplifier 2 becomes V3 as shown in FIG. 5C, and the decrease in the amplitude can be suppressed. By setting the threshold value of the comparator 9 to a desired value in this way, it is possible to compensate for a decrease in the output voltage amplitude of the transimpedance amplifier 2 when the optical input signal is large. In a region where the optical input signal is small, the transimpedance amplifier 2 has a large current-voltage conversion magnification like the conventional optical receiver, so that the receiving sensitivity is equivalent to that of the conventional receiver.

【0017】実施の形態2.図2はこの発明の実施の形
態2を示すブロック図である。10はフォトダイオード
の陰極側に接続された抵抗、11は平均値検出器であ
る。2,5,7,8,9,10,11でプリアンプを構
成する。
Embodiment 2 FIG. FIG. 2 is a block diagram showing Embodiment 2 of the present invention. Reference numeral 10 denotes a resistor connected to the cathode side of the photodiode, and 11 denotes an average detector. 2, 5, 7, 8, 9, 10, and 11 constitute a preamplifier.

【0018】光入力信号はフォトダイオード1によって
電流信号に変換され、抵抗10の両端にはこの電流信号
が電圧信号として観察される。光入力信号の消光比の劣
化はこの電圧信号の振幅値と平均値の比較することでも
検知することができる。抵抗10の両端電圧はピーク検
出器8と平均値検出器11によってそれぞれ振幅値、平
均値を検出される。検出された振幅値、平均値は比較器
9に入力される。比較器9は実施の形態1と同様に振幅
値の平均値に対する比がある閾値以下になったとき制御
信号を出力するものとする。抵抗値設定器7も実施の形
態1と同様に制御信号が与えられていないときにはDC
電圧検出器5の出力電圧をそのまま可変抵抗4に出力
し、制御信号がない場合DC電圧検出器5の出力電圧よ
り小さな値を可変抵抗4に出力するものとする。このよ
うな構成にすることで、比較器9の閾値を所望の値に設
定すれば、入力光信号の消光比が劣化したときにトラン
スインピーダンスアンプ2の電流電圧変換倍率の切替点
を制御することが可能となり、実施の形態1と同様にト
ランスインピーダンスアンプ2の出力電圧振幅が減少す
ることを抑えることができる。
The optical input signal is converted into a current signal by the photodiode 1, and this current signal is observed as a voltage signal at both ends of the resistor 10. Deterioration of the extinction ratio of the optical input signal can also be detected by comparing the amplitude value and the average value of the voltage signal. An amplitude value and an average value of the voltage between both ends of the resistor 10 are detected by a peak detector 8 and an average value detector 11, respectively. The detected amplitude value and average value are input to the comparator 9. The comparator 9 outputs a control signal when the ratio of the amplitude value to the average value becomes equal to or less than a certain threshold value as in the first embodiment. Similarly to the first embodiment, when no control signal is given,
The output voltage of the voltage detector 5 is output to the variable resistor 4 as it is, and a value smaller than the output voltage of the DC voltage detector 5 is output to the variable resistor 4 when there is no control signal. With this configuration, if the threshold value of the comparator 9 is set to a desired value, the switching point of the current-voltage conversion magnification of the transimpedance amplifier 2 is controlled when the extinction ratio of the input optical signal is deteriorated. Thus, it is possible to suppress a decrease in the output voltage amplitude of the transimpedance amplifier 2 as in the first embodiment.

【0019】実施の形態3.図3はこの発明の実施の形
態3を示すブロック図である。2,5,7,8,9,1
0,11でプリアンプを構成する。
Embodiment 3 FIG. 3 is a block diagram showing Embodiment 3 of the present invention. 2,5,7,8,9,1
A preamplifier is constituted by 0 and 11.

【0020】光入力信号の消光比の劣化はトランスイン
ピーダンスアンプ2の出力電圧振幅値とフォトダイオー
ド1に流れる電流信号の平均値との比をとることによっ
ても検知することが可能である。実施の形態3では抵抗
10の両端電圧の平均値を平均値検出器11によって検
出し、トランスインピーダンスアンプ2の出力電圧振幅
値をピーク検出器8により検出する。実施の形態1と同
様にその両者を比較し振幅値の平均値に対する比がある
所望の閾値以下になったときに抵抗値設定器7から可変
抵抗4に出力する電圧を減らすよう制御することで、光
入力信号の消光比が劣化したときトランスインピーダン
スアンプ2の電流電圧変換倍率の切替点を制御し、トラ
ンスインピーダンスアンプ2の出力電圧振幅の減少を抑
えることが可能となる。
The deterioration of the extinction ratio of the optical input signal can also be detected by taking the ratio of the output voltage amplitude value of the transimpedance amplifier 2 to the average value of the current signal flowing through the photodiode 1. In the third embodiment, the average value of the voltage across the resistor 10 is detected by the average value detector 11, and the output voltage amplitude value of the transimpedance amplifier 2 is detected by the peak detector 8. As in the first embodiment, by comparing the two values and controlling the voltage output from the resistance value setting device 7 to the variable resistor 4 when the ratio of the average value of the amplitude value to a desired threshold value or less is reduced. Further, when the extinction ratio of the optical input signal is deteriorated, the switching point of the current-voltage conversion magnification of the transimpedance amplifier 2 is controlled, so that the decrease in the output voltage amplitude of the transimpedance amplifier 2 can be suppressed.

【0021】[0021]

【発明の効果】第1、第4、第5の発明によれば、消光
比の劣化をトランスインピーダンスアンプ2の出力電圧
信号の平均値と振幅値を比較することにより検知し、振
幅値の相対値が下がった場合、トランスインピーダンス
アンプ2の電流電圧変換倍率を制御し、トランスインピ
ーダンスアンプ2の出力振幅が減らないようにしSN比
を大きくすることで、光入力信号の大きいときにビット
エラーフリーを実現できる。また光入力信号が微少な領
域では従来の光受信器と電流電圧変換倍率を同じとする
ことで従来の受信器と同等の受信感度も確保することが
できる。
According to the first, fourth and fifth aspects of the present invention, the deterioration of the extinction ratio is detected by comparing the average value and the amplitude value of the output voltage signal of the transimpedance amplifier 2, and the relative amplitude value is detected. When the value decreases, the current-voltage conversion magnification of the transimpedance amplifier 2 is controlled so that the output amplitude of the transimpedance amplifier 2 does not decrease and the S / N ratio is increased. realizable. Further, in the region where the optical input signal is small, the same sensitivity as the conventional receiver can be ensured by making the current-voltage conversion magnification the same as that of the conventional optical receiver.

【0022】第2、第4、第6の発明によれば、消光比
の劣化をフォトダイオード1を流れる電流信号の平均値
と振幅値を比較することにより検知し、振幅値の相対値
が下がった場合、トランスインピーダンスアンプ2の電
流電圧変換倍率を制御し、トランスインピーダンスアン
プ2の出力振幅が減らないようにしSN比を大きくする
ことで、光入力信号の大きいときにビットエラーフリー
を実現できる。また光入力信号が微少な領域では従来の
光受信器と電流電圧変換倍率を同じとすることで従来の
受信器と同等の受信感度も確保することができる。
According to the second, fourth and sixth aspects of the invention, the deterioration of the extinction ratio is detected by comparing the average value of the current signal flowing through the photodiode 1 with the amplitude value, and the relative value of the amplitude value decreases. In this case, by controlling the current-voltage conversion magnification of the transimpedance amplifier 2 and increasing the S / N ratio without decreasing the output amplitude of the transimpedance amplifier 2, bit error free can be realized when the optical input signal is large. Further, in the region where the optical input signal is small, the same sensitivity as the conventional receiver can be ensured by making the current-voltage conversion magnification the same as that of the conventional optical receiver.

【0023】第3、第4、第7の発明によれば、消光比
の劣化をフォトダイオード1を流れる電流信号の平均値
とトランスインピーダンスアンプ2の出力電圧信号の振
幅値を比較することにより検知し、振幅値の相対値が下
がった場合、トランスインピーダンスアンプ2の電流電
圧変換倍率を制御し、トランスインピーダンスアンプ2
の出力振幅が減らないようにしSN比を大きくすること
で、光入力信号の大きいときにビットエラーフリーを実
現できる。また光入力信号が微少な領域では従来の光受
信器と電流電圧変換倍率を同じとすることで従来の受信
器と同等の受信感度も確保することができる。
According to the third, fourth, and seventh aspects of the invention, the deterioration of the extinction ratio is detected by comparing the average value of the current signal flowing through the photodiode 1 with the amplitude value of the output voltage signal of the transimpedance amplifier 2. When the relative value of the amplitude value decreases, the current-voltage conversion magnification of the transimpedance amplifier 2 is controlled, and the transimpedance amplifier 2
By preventing the output amplitude from decreasing and increasing the SN ratio, bit error free can be realized when the optical input signal is large. Further, in the region where the optical input signal is small, the same sensitivity as the conventional receiver can be ensured by making the current-voltage conversion magnification the same as that of the conventional optical receiver.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明による光受信器の実施の形態1を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing Embodiment 1 of an optical receiver according to the present invention.

【図2】 この発明による光受信器の実施の形態2を示
すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing Embodiment 2 of the optical receiver according to the present invention.

【図3】 この発明による光受信器の実施の形態3を示
すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing Embodiment 3 of an optical receiver according to the present invention.

【図4】 従来の光受信器を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a conventional optical receiver.

【図5】 光入力波形とトランスインピーダンスアンプ
出力波形の関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between an optical input waveform and a transimpedance amplifier output waveform.

【図6】 トランスインピーダンスアンプ出力電圧の平
均値、振幅値の関係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between an average value and an amplitude value of a transimpedance amplifier output voltage.

【図7】 トランスインピーダンスアンプの電流電圧変
換倍率と抵抗器設定器出力との関係を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a current-voltage conversion magnification of a transimpedance amplifier and an output of a resistor setting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フォトダイオード、2 トランスインピーダンスア
ンプ、3 オペアンプ、4 可変抵抗、5 DC電圧検
出器、6 識別再生器、7 抵抗値設定器、8ピーク検
出器、9 比較器、10 平均値検出器、11 抵抗。
Reference Signs List 1 photodiode, 2 transimpedance amplifier, 3 operational amplifier, 4 variable resistor, 5 DC voltage detector, 6 discriminator / reproducer, 7 resistance value setting device, 8 peak detector, 9 comparator, 10 average value detector, 11 resistance .

───────────────────────────────────────────────────── 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 10/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04B 10/06

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 オペアンプと可変抵抗を並置しフォトダ
イオードの出力電流信号を電圧信号に変換するトランス
インピーダンスアンプと、前記トランスインピーダンス
アンプからの出力信号のDC成分を検出するDC電圧検
出器と、前記トランスインピーダンスアンプからの出力
信号の振幅値を検出するピーク検出器と、前記DC電圧
検出器の検出電圧と前記ピーク検出器の検出電圧との比
較結果および前記DC電圧検出器の検出電圧に基づい
て、前記可変抵抗の抵抗値を設定する設定手段とを備え
たことを特徴とするプリアンプ。
A transimpedance amplifier for judging an output current signal of a photodiode into a voltage signal by juxtaposing an operational amplifier and a variable resistor; a DC voltage detector for detecting a DC component of an output signal from the transimpedance amplifier; A peak detector for detecting an amplitude value of an output signal from the transimpedance amplifier; a comparison result between a detection voltage of the DC voltage detector and a detection voltage of the peak detector; and a detection voltage of the DC voltage detector. A setting means for setting a resistance value of the variable resistor.
【請求項2】 オペアンプと可変抵抗を並置しフォトダ
イオードの出力電流信号を電圧信号に変換するトランス
インピーダンスアンプと、前記トランスインピーダンス
アンプからの出力信号のDC成分を検出するDC電圧検
出器と、前記フォトダイオードに流れる電流信号の平均
値を検出する平均値検出器と、前記フォトダイオードに
流れる電流信号の振幅値を検出するピーク検出器と、前
記平均値検出器の検出電圧と前記ピーク検出器の検出電
圧との比較結果および前記DC電圧検出器の検出電圧に
基づいて、前記可変抵抗を設定する設定手段とを備えた
ことを特徴とするプリアンプ。
2. A transimpedance amplifier for juxtaposing an operational amplifier and a variable resistor to convert an output current signal of a photodiode into a voltage signal; a DC voltage detector for detecting a DC component of an output signal from the transimpedance amplifier; An average value detector that detects an average value of a current signal flowing through the photodiode, a peak detector that detects an amplitude value of the current signal flowing through the photodiode, a detection voltage of the average value detector, and a value of the peak detector. Setting means for setting the variable resistor based on a comparison result with a detection voltage and a detection voltage of the DC voltage detector.
【請求項3】 オペアンプと可変抵抗を並置しフォトダ
イオードの出力電流信号を電圧信号に変換するトランス
インピーダンスアンプと、前記トランスインピーダンス
アンプからの出力信号のDC成分を検出するDC電圧検
出器と、前記トランスインピーダンスアンプからの出力
信号の振幅値を検出するピーク検出器と、前記フォトダ
イオードに流れる電流信号の平均値を検出する平均値検
出器と、前記平均値検出器の検出電圧と前記ピーク検出
器の検出電圧との比較結果および前記DC電圧検出器の
検出電圧に基づいて、前記可変抵抗を設定する設定手段
とを備えたことを特徴とするプリアンプ。
3. A transimpedance amplifier for juxtaposing an operational amplifier and a variable resistor to convert an output current signal of a photodiode into a voltage signal; a DC voltage detector for detecting a DC component of an output signal from the transimpedance amplifier; A peak detector that detects an amplitude value of an output signal from a transimpedance amplifier, an average value detector that detects an average value of a current signal flowing through the photodiode, a detection voltage of the average value detector, and the peak detector And a setting means for setting the variable resistor based on a result of comparison with the detected voltage and a detection voltage of the DC voltage detector.
【請求項4】 電流電圧変換倍率がフォトダイオードに
入力される光信号がある設定値より小さなときには大き
な値を持ち、光信号が上記設定値より大きなときには小
さな値に切換わるような特性を有した請求項1から3の
いずれかに記載のプリアンプ。
4. The current-voltage conversion magnification has a large value when the optical signal input to the photodiode is smaller than a certain set value, and switches to a small value when the optical signal is larger than the set value. The preamplifier according to claim 1.
【請求項5】 請求項1記載のプリアンプと、光入力信
号を受光するフォトダイオードと、請求項1記載のプリ
アンプの出力信号からデータ信号とクロック信号を識別
再生する識別再生器を備えたことを特徴とする光受信
器。
5. A preamplifier according to claim 1, a photodiode for receiving an optical input signal, and an identification regenerator for recognizing and reproducing a data signal and a clock signal from an output signal of the preamplifier according to claim 1. Characteristic optical receiver.
【請求項6】 請求項2記載のプリアンプと、光入力信
号を受光するフォトダイオードと、請求項1記載のプリ
アンプの出力信号からデータ信号とクロック信号を識別
再生する識別再生器を備えたことを特徴とする光受信
器。
6. A preamplifier according to claim 2, a photodiode for receiving an optical input signal, and an identification regenerator for recognizing and reproducing a data signal and a clock signal from an output signal of the preamplifier according to claim 1. Characteristic optical receiver.
【請求項7】 請求項3記載のプリアンプと、光入力信
号を受光するフォトダイオードと、請求項1記載のプリ
アンプの出力信号からデータ信号とクロック信号を識別
再生する識別再生器を備えたことを特徴とする光受信
器。
7. A preamplifier according to claim 3, a photodiode for receiving an optical input signal, and an identification regenerator for recognizing and reproducing a data signal and a clock signal from an output signal of the preamplifier according to claim 1. Characteristic optical receiver.
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