JP2002217833A - 光受信器 - Google Patents
光受信器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の光受信器の帰還制御方法で
は、光入力強度に対してAPD電流が非線形に推移すると
いう問題があった。 【解決手段】 この発明による光受信器では、光
入力強度に対応した電流を出力するAPD（Avalanche Pho
to Diode)と、APDの出力を増幅するAGC(Automatic Gain
Control)アンプと、AGCアンプの出力信号をピーク検波
するピーク検波回路と、ピーク検波回路の出力に基づい
てAGCアンプのゲインを調整するAGCアンプ制御回路と、
ピーク検波回路の出力に基づいてAPDにバイアス電圧を
供給するAPDバイアス電圧制御回路と、AGCアンプ制御回
路とAPDバイアス電圧制御回路の動作閾値電圧を調整す
る閾値電圧制御回路とを備えて構成される。
は、光入力強度に対してAPD電流が非線形に推移すると
いう問題があった。 【解決手段】 この発明による光受信器では、光
入力強度に対応した電流を出力するAPD（Avalanche Pho
to Diode)と、APDの出力を増幅するAGC(Automatic Gain
Control)アンプと、AGCアンプの出力信号をピーク検波
するピーク検波回路と、ピーク検波回路の出力に基づい
てAGCアンプのゲインを調整するAGCアンプ制御回路と、
ピーク検波回路の出力に基づいてAPDにバイアス電圧を
供給するAPDバイアス電圧制御回路と、AGCアンプ制御回
路とAPDバイアス電圧制御回路の動作閾値電圧を調整す
る閾値電圧制御回路とを備えて構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は光通信用の光受信
器に関するものである。
器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は一般に光通信用に使用される従来
の光受信器を示した図である。図において1は受光素子
としてのAPD(Avalanche Photo Diode)、2は外部から制
御電圧を入力することによりゲインを調整できるAGC(Au
tomatic Gain Control)アンプ、3は入力信号の動作速度
に対応したクロックを再生するクロック再生回路、4はA
GCアンプ2の出力信号をピーク検波して直流電圧に変換
するピーク検波回路、5はピーク検波回路4の出力電圧を
基準にAGCアンプ2の制御電圧を調整するAGCアンプ制御
回路、6はピーク検波回路4の出力電圧を基準にAPDバイ
アス電圧を調整するAPDバイアス電圧制御回路、7はAPD1
にバイアス電圧を供給するAPDバイアス電圧供給回路、8
はAPDに流れる電流に対応した電圧を出力する光入力強
度モニタ回路である。
の光受信器を示した図である。図において1は受光素子
としてのAPD(Avalanche Photo Diode)、2は外部から制
御電圧を入力することによりゲインを調整できるAGC(Au
tomatic Gain Control)アンプ、3は入力信号の動作速度
に対応したクロックを再生するクロック再生回路、4はA
GCアンプ2の出力信号をピーク検波して直流電圧に変換
するピーク検波回路、5はピーク検波回路4の出力電圧を
基準にAGCアンプ2の制御電圧を調整するAGCアンプ制御
回路、6はピーク検波回路4の出力電圧を基準にAPDバイ
アス電圧を調整するAPDバイアス電圧制御回路、7はAPD1
にバイアス電圧を供給するAPDバイアス電圧供給回路、8
はAPDに流れる電流に対応した電圧を出力する光入力強
度モニタ回路である。
【０００３】次に動作について説明する。APD1は入力し
た光強度に対応した電流を発生する半導体素子である。
光入力強度が微少であるとき、クロック再生回路3の入
力感度までAPD1の出力信号を増幅するためにアンプを両
者の間に挿入する。ここで、光入力強度が十分に大きい
ときはAPD1の出力信号も大きくなるため、ゲイン過多と
ならないためにアンプのゲインを小さく調整する必要が
あり、その一手段として使用されるのがAGCアンプ2であ
る。AGCアンプ2は、アンプ出力信号をピーク検波して直
流電圧に変換するピーク検波回路4の出力電圧を基準にA
GCアンプ制御電圧を調整するAGCアンプ制御回路5によっ
てゲインを制御できる。また、ピーク検波回路4の出力
電圧を基準にしてAPDバイアス電圧供給回路7に帰還制御
かけるAPDバイアス電圧制御回路6を動作させ、光入力強
度が小さくなったときにAPD1の電流増倍率を大きくする
制御を行うことにより全体の信号レベルの最適化を図っ
ている。光入力強度モニタ回路8は、APD1に流れる電流
を抵抗に流し、その両端に発生する電位差を基準に電圧
出力を得る回路である。
た光強度に対応した電流を発生する半導体素子である。
光入力強度が微少であるとき、クロック再生回路3の入
力感度までAPD1の出力信号を増幅するためにアンプを両
者の間に挿入する。ここで、光入力強度が十分に大きい
ときはAPD1の出力信号も大きくなるため、ゲイン過多と
ならないためにアンプのゲインを小さく調整する必要が
あり、その一手段として使用されるのがAGCアンプ2であ
る。AGCアンプ2は、アンプ出力信号をピーク検波して直
流電圧に変換するピーク検波回路4の出力電圧を基準にA
GCアンプ制御電圧を調整するAGCアンプ制御回路5によっ
てゲインを制御できる。また、ピーク検波回路4の出力
電圧を基準にしてAPDバイアス電圧供給回路7に帰還制御
かけるAPDバイアス電圧制御回路6を動作させ、光入力強
度が小さくなったときにAPD1の電流増倍率を大きくする
制御を行うことにより全体の信号レベルの最適化を図っ
ている。光入力強度モニタ回路8は、APD1に流れる電流
を抵抗に流し、その両端に発生する電位差を基準に電圧
出力を得る回路である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上に説明した従来の光
受信器では、以下に述べる問題点がある。前記AGCアン
プ制御回路とAPDバイアス電圧制御回路を用いて全体の
制御系を構成したとき、通常はピーク検波回路の出力電
圧に対してある固定の動作閾値をAGCアンプ制御回路及
びAPDバイアス電圧制御回路に設定し、図4に示すような
光入力強度対制御電圧特性となるように動作させる。同
図において(a)はAGCアンプ制御電圧の推移、(b)はAPDバ
イアス制御電圧の推移を示している。光入力強度が大き
い領域ではAGCアンプ制御回路によりAGCアンプのゲイン
を調整し、ある一定の光入力強度を下回ったとき、AGC
アンプ制御回路とAPDバイアス電圧制御回路の動作が切
替わり、光入力強度が微少領域に至るまでAPDバイアス
電圧制御回路によりAPDバイアス電圧を調整し、全体の
信号レベルの最適化を図る。ここで、APD電流を基準に
光入力強度に対応した電圧を出力する光入力強度モニタ
回路を構成したとき、APD電流は図5(b)に示すように光
入力強度に対して常に線形に動作することが理想であ
る。しかし、従来の光受信器では、光入力強度対APD電
流の関係は、制御切替点を境にAPDバイアス電圧制御回
路はAPD電流増倍率が大きくなるように働くため、図5
(a)に示すように、光入力強度が大きい領域では光入力
強度に比例してAPD電流は変化するが、光入力強度が小
さくなるにつれてAPD電流は非線形な推移となってしま
う。即ち、広範囲の光入力レベルにおいてAPD電流が線
形に推移する特性が得られないという問題がある。
受信器では、以下に述べる問題点がある。前記AGCアン
プ制御回路とAPDバイアス電圧制御回路を用いて全体の
制御系を構成したとき、通常はピーク検波回路の出力電
圧に対してある固定の動作閾値をAGCアンプ制御回路及
びAPDバイアス電圧制御回路に設定し、図4に示すような
光入力強度対制御電圧特性となるように動作させる。同
図において(a)はAGCアンプ制御電圧の推移、(b)はAPDバ
イアス制御電圧の推移を示している。光入力強度が大き
い領域ではAGCアンプ制御回路によりAGCアンプのゲイン
を調整し、ある一定の光入力強度を下回ったとき、AGC
アンプ制御回路とAPDバイアス電圧制御回路の動作が切
替わり、光入力強度が微少領域に至るまでAPDバイアス
電圧制御回路によりAPDバイアス電圧を調整し、全体の
信号レベルの最適化を図る。ここで、APD電流を基準に
光入力強度に対応した電圧を出力する光入力強度モニタ
回路を構成したとき、APD電流は図5(b)に示すように光
入力強度に対して常に線形に動作することが理想であ
る。しかし、従来の光受信器では、光入力強度対APD電
流の関係は、制御切替点を境にAPDバイアス電圧制御回
路はAPD電流増倍率が大きくなるように働くため、図5
(a)に示すように、光入力強度が大きい領域では光入力
強度に比例してAPD電流は変化するが、光入力強度が小
さくなるにつれてAPD電流は非線形な推移となってしま
う。即ち、広範囲の光入力レベルにおいてAPD電流が線
形に推移する特性が得られないという問題がある。
【０００５】本発明は前記のような問題点を解決するた
めになされたものであり、光入力強度に対して線形なAP
D電流の推移に近づけることを可能とし、広範囲で動作
する光入力強度モニタ回路を容易に実現する光受信器を
得ることを目的としたものである。
めになされたものであり、光入力強度に対して線形なAP
D電流の推移に近づけることを可能とし、広範囲で動作
する光入力強度モニタ回路を容易に実現する光受信器を
得ることを目的としたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第1の発明による光受信
器は、光入力強度に対応した電流を出力するAPD（Avala
nche Photo Diode)と、前記APDの出力を増幅するAGC(Au
tomatic Gain Control)アンプと、前記AGCアンプの出力
信号をピーク検波するピーク検波回路と、前記ピーク検
波回路の出力に基づいてAGCアンプのゲインを調整するA
GCアンプ制御回路と、前記ピーク検波回路の出力に基づ
いてAPDにバイアス電圧を供給するAPDバイアス電圧制御
回路と、前記AGCアンプ制御回路とAPDバイアス電圧制御
回路の動作閾値電圧を調整する閾値電圧制御回路とを備
えたものである。
器は、光入力強度に対応した電流を出力するAPD（Avala
nche Photo Diode)と、前記APDの出力を増幅するAGC(Au
tomatic Gain Control)アンプと、前記AGCアンプの出力
信号をピーク検波するピーク検波回路と、前記ピーク検
波回路の出力に基づいてAGCアンプのゲインを調整するA
GCアンプ制御回路と、前記ピーク検波回路の出力に基づ
いてAPDにバイアス電圧を供給するAPDバイアス電圧制御
回路と、前記AGCアンプ制御回路とAPDバイアス電圧制御
回路の動作閾値電圧を調整する閾値電圧制御回路とを備
えたものである。
【０００７】また、第2の発明による光受信器は、光入
力強度に対応した電流を出力するAPDと、前記APDの出力
を増幅するAGCアンプと、前記AGCアンプの出力信号をピ
ーク検波するとともに、ピーク検波された電圧を前記AG
Cアンプの制御電圧として入力するピーク検波回路と、
前記ピーク検波回路の出力を異なる大きさにシフトさせ
るレベルシフト回路と、前記レベルシフト回路の出力に
応じて前記APDにバイアス電圧を供給するバイアス電圧
供給回路とを備えたものである。
力強度に対応した電流を出力するAPDと、前記APDの出力
を増幅するAGCアンプと、前記AGCアンプの出力信号をピ
ーク検波するとともに、ピーク検波された電圧を前記AG
Cアンプの制御電圧として入力するピーク検波回路と、
前記ピーク検波回路の出力を異なる大きさにシフトさせ
るレベルシフト回路と、前記レベルシフト回路の出力に
応じて前記APDにバイアス電圧を供給するバイアス電圧
供給回路とを備えたものである。
【０００８】また、第3の発明による光受信器は、光入
力強度に対応した電流を出力するAPDと、前記APDの出力
を増幅するAGCアンプと、前記AGCアンプの出力信号をピ
ーク検波するピーク検波回路と、前記ピーク検波回路の
出力に基づいて前記APDにバイアス電圧を供給するAPDバ
イアス電圧供給回路と、前記ピーク検波回路の出力を異
なる大きさにシフトさせ、前記AGCアンプの制御電圧と
して入力するレベルシフト回路とを備えたものである。
また、この発明にかかる光受信器の前記閾値電圧制御回
路は、前記APDの全ての光入力範囲において、前記AGCア
ンプ制御回路の出力と前記APDバイアス電圧制御回路の
出力が常に線形動作となるように前記動作閾値電圧を変
化させるものである。また、この発明にかかる光受信器
の前記閾値電圧制御回路は、前記ピーク検波回路の出力
の変化に対して連続的に変化する動作閾値電圧を前記AG
Cアンプ制御回路と前記APDバイアス電圧制御回路とに入
力するものである。
力強度に対応した電流を出力するAPDと、前記APDの出力
を増幅するAGCアンプと、前記AGCアンプの出力信号をピ
ーク検波するピーク検波回路と、前記ピーク検波回路の
出力に基づいて前記APDにバイアス電圧を供給するAPDバ
イアス電圧供給回路と、前記ピーク検波回路の出力を異
なる大きさにシフトさせ、前記AGCアンプの制御電圧と
して入力するレベルシフト回路とを備えたものである。
また、この発明にかかる光受信器の前記閾値電圧制御回
路は、前記APDの全ての光入力範囲において、前記AGCア
ンプ制御回路の出力と前記APDバイアス電圧制御回路の
出力が常に線形動作となるように前記動作閾値電圧を変
化させるものである。また、この発明にかかる光受信器
の前記閾値電圧制御回路は、前記ピーク検波回路の出力
の変化に対して連続的に変化する動作閾値電圧を前記AG
Cアンプ制御回路と前記APDバイアス電圧制御回路とに入
力するものである。
【０００９】
【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を示す図であり、図において1〜8は従来例と
同様である。9はAGCアンプ制御回路5とAPDバイアス電圧
制御回路6の動作を、両者が同等に働くように調整し、
光入力強度に対して線形なAPD電流の推移に近づけるこ
とを目的とした閾値電圧制御回路である。
施の形態1を示す図であり、図において1〜8は従来例と
同様である。9はAGCアンプ制御回路5とAPDバイアス電圧
制御回路6の動作を、両者が同等に働くように調整し、
光入力強度に対して線形なAPD電流の推移に近づけるこ
とを目的とした閾値電圧制御回路である。
【００１０】次に動作について説明する。従来の受信器
のように、AGCアンプ制御回路5とAPDバイアス電圧制御
回路6の動作閾値電圧をある値に固定したとき、両者の
切替点を境に光入力強度に対するAPD電流の変化が非線
形推移となってしまうという問題があった。閾値電圧制
御回路9はAPD電流が常に線形推移となるように、従来固
定としていた両制御回路の動作閾値電圧を最適値に制御
する回路である。即ち、図4(a)に示すように、制御切替
点まで線形動作をしているAGCアンプ制御系と、(b)に示
すように、制御切替点から線形動作をしているAPDバイ
アス制御系を、(c)に示すように全ての光入力範囲にお
いて、両者が常に線形動作となるように動作閾値電圧を
制御する回路である。具体的には、閾値電圧制御回路9
はピーク検波回路4の出力を基準として、図6(a)に示す
推移で連続的な電圧を出力する。ここで、APDバイアス
電圧制御回路６に入力される閾値電圧の推移が図6(a)に
示す電圧推移であるとすると、APDバイアス電圧制御回
路６の出力電圧は図6(b)点線に示すように、光入力強度
に対してAPDバイアス制御電圧の特性が変化し、各光入
力強度で〜の点のAPDバイアス制御電圧が出力され
たとき、それらを結んだ曲線は図4(c)に示す理想的な電
圧推移に近くなる。AGCアンプ制御回路５についても同
様の制御を行うことで、光入力強度に対する電圧推移は
図4(c)に示す理想的な電圧推移に近くなる。以下、更に
詳しく説明する。図８はこの発明の実施の形態１にかか
る光受信器の詳細な動作説明図である。図８において、
図８（ａ）は閾値電圧制御回路９の出力する動作閾値電
圧の推移を示すグラフである。この図８（ａ）の縦軸は
閾値電圧制御回路９が出力する動作閾値電圧、横軸は光
入力強度をそれぞれ表す。また、図８（ｂ）はAGCアン
プ制御回路５及びAPDバイアス電圧制御回路６の出力す
る制御電圧の推移を示すグラフである。図８（ｂ）の縦
軸はAGCアンプ制御回路５及びAPDバイアス電圧制御回路
６の出力する制御電圧、横軸は光入力強度をそれぞれ表
す。 即ち、閾値電圧制御回路９は、図８（ａ）に示す
ように、AGCアンプ制御回路５及びAPDバイアス電圧制御
回路６に入力されるピーク検波回路４の出力の変化に対
して連続的に変化する動作閾値電圧を、AGCアンプ制御
回路５とAPDバイアス電圧制御回路６とに入力する。即
ち、光入力強度がＰ１→Ｐ２→Ｐ３→Ｐ４と変化するの
に対して、動作閾値電圧もＶｔｈ１→Ｖｔｈ２→Ｖｔｈ
３→Ｖｔｈ４と徐々に変化し、増加する。このような動
作閾値電圧の変化に伴い、AGCアンプ制御回路５及びAPD
バイアス電圧制御回路６の出力する制御電圧もそれぞれ
図４（ｃ）に示す理想的な電圧推移に近くなる。以下、
Ｖｔｈ２（Ｐ２）からＶｔｈ３（Ｐ３）への変化を代表
例として説明する。即ち、図８（ａ）によれば、AGCア
ンプ制御回路５及びAPDバイアス電圧制御回路６に入力
される光入力強度がＰ２からＰ３に変化する際、両者に
入力される動作閾値電圧もＶｔｈ２からＶｔｈ３に変化
する。この動作閾値電圧は光入力強度に対するAGCアン
プ制御電圧及びAPDバイアス制御電圧の特性を規定する
電圧である。このため、動作閾値電圧がＶｔｈ２からＶ
ｔｈ３に変化すると図８（ｂ）における制御切換点も制
御切換点から制御切換点に変化する。この制御切換
点の変化により、AGCアンプ制御回路５およびAPDバイア
ス電圧制御回路６の出力も変化する。つまり、図８
（ｂ）によれば、AGCアンプ制御回路５及びAPDバイアス
電圧制御回路６に入力する光入力強度がＰ２の際には、
制御切換点はＶｔｈ２に対応する制御切換点である。
このため、AGCアンプ制御回路５は制御切換点に対応
する線分８２を基に、光入力強度がＰ２の時の電圧Ｖ２
ＡをAGCアンプ制御電圧として出力する。同様に、APDバ
イアス電圧制御回路６は制御切換点に対応する線分１
０２を基に、光入力強度がＰ２の時の電圧Ｖ２ＢをAPD
バイアス電圧供給回路７に対して出力する。一方、光入
力強度がＰ３に変ると上述のように制御切換点も制御切
換点からＶｔｈ３に対応する制御切換点に変化す
る。これに伴い、AGCアンプ制御回路５の線分８２は線
分８３に、APDバイアス電圧制御回路６の線分１０２は
線分１０３にそれぞれ変化する。このため、AGCアンプ
制御回路５は線分８３を基に、光入力強度がＰ３の時の
電圧Ｖ３ＡをAGCアンプ制御電圧として出力する。同様
に、APDバイアス電圧制御回路６は線分１０３を基に、
光入力強度がＰ３の時の電圧Ｖ３ＢをAPDバイアス電圧
供給回路７に対して出力する。ここでは、代表例として
Ｖｔｈ２（Ｐ２）からＶｔｈ３（Ｐ３）へ変化する場合
について説明した。これをＶｔｈ１（Ｐ１）、Ｖｔｈ４
（Ｐ４）を始めとする全ての光入力範囲に関してプロッ
トする事により、AGCアンプ制御回路５及びAPDバイアス
電圧制御回路６の出力する制御電圧もそれぞれ図４
（ｃ）に示す理想的な電圧推移に近くなる。尚、AGCア
ンプ制御回路５及びAPDバイアス電圧制御回路６の出力
する制御電圧は、実際には図９に示すように電圧の絶対
値が異なるレベルにおいて動作する。しかし、この実施
の形態においては説明の便宜のために両者が同程度の電
圧で動作するものとして説明した。また、閾値電圧制御
回路９はピーク検波回路４の出力を基準として図８
（ａ）に示す推移で連続的な電圧を出力しても良いし、
ピーク検波回路４の出力を基準とせず、従ってピーク検
波回路４の出力を入力しなくても良い。後者の場合には
例えば光入力強度モニタ８を見ながら図８（ａ）に示す
グラフの傾きを、所定の規格の範囲に光受信器が納まる
ように調節すれば良い。例えば図５における光入力強度
が最大の点と、最小の点、及びその中点の３点における
APD電流を調べ、光入力強度モニタ８の所定の規格が要
求する線形性の範囲に入るように上記グラフの傾きを調
整すれば良い。
のように、AGCアンプ制御回路5とAPDバイアス電圧制御
回路6の動作閾値電圧をある値に固定したとき、両者の
切替点を境に光入力強度に対するAPD電流の変化が非線
形推移となってしまうという問題があった。閾値電圧制
御回路9はAPD電流が常に線形推移となるように、従来固
定としていた両制御回路の動作閾値電圧を最適値に制御
する回路である。即ち、図4(a)に示すように、制御切替
点まで線形動作をしているAGCアンプ制御系と、(b)に示
すように、制御切替点から線形動作をしているAPDバイ
アス制御系を、(c)に示すように全ての光入力範囲にお
いて、両者が常に線形動作となるように動作閾値電圧を
制御する回路である。具体的には、閾値電圧制御回路9
はピーク検波回路4の出力を基準として、図6(a)に示す
推移で連続的な電圧を出力する。ここで、APDバイアス
電圧制御回路６に入力される閾値電圧の推移が図6(a)に
示す電圧推移であるとすると、APDバイアス電圧制御回
路６の出力電圧は図6(b)点線に示すように、光入力強度
に対してAPDバイアス制御電圧の特性が変化し、各光入
力強度で〜の点のAPDバイアス制御電圧が出力され
たとき、それらを結んだ曲線は図4(c)に示す理想的な電
圧推移に近くなる。AGCアンプ制御回路５についても同
様の制御を行うことで、光入力強度に対する電圧推移は
図4(c)に示す理想的な電圧推移に近くなる。以下、更に
詳しく説明する。図８はこの発明の実施の形態１にかか
る光受信器の詳細な動作説明図である。図８において、
図８（ａ）は閾値電圧制御回路９の出力する動作閾値電
圧の推移を示すグラフである。この図８（ａ）の縦軸は
閾値電圧制御回路９が出力する動作閾値電圧、横軸は光
入力強度をそれぞれ表す。また、図８（ｂ）はAGCアン
プ制御回路５及びAPDバイアス電圧制御回路６の出力す
る制御電圧の推移を示すグラフである。図８（ｂ）の縦
軸はAGCアンプ制御回路５及びAPDバイアス電圧制御回路
６の出力する制御電圧、横軸は光入力強度をそれぞれ表
す。 即ち、閾値電圧制御回路９は、図８（ａ）に示す
ように、AGCアンプ制御回路５及びAPDバイアス電圧制御
回路６に入力されるピーク検波回路４の出力の変化に対
して連続的に変化する動作閾値電圧を、AGCアンプ制御
回路５とAPDバイアス電圧制御回路６とに入力する。即
ち、光入力強度がＰ１→Ｐ２→Ｐ３→Ｐ４と変化するの
に対して、動作閾値電圧もＶｔｈ１→Ｖｔｈ２→Ｖｔｈ
３→Ｖｔｈ４と徐々に変化し、増加する。このような動
作閾値電圧の変化に伴い、AGCアンプ制御回路５及びAPD
バイアス電圧制御回路６の出力する制御電圧もそれぞれ
図４（ｃ）に示す理想的な電圧推移に近くなる。以下、
Ｖｔｈ２（Ｐ２）からＶｔｈ３（Ｐ３）への変化を代表
例として説明する。即ち、図８（ａ）によれば、AGCア
ンプ制御回路５及びAPDバイアス電圧制御回路６に入力
される光入力強度がＰ２からＰ３に変化する際、両者に
入力される動作閾値電圧もＶｔｈ２からＶｔｈ３に変化
する。この動作閾値電圧は光入力強度に対するAGCアン
プ制御電圧及びAPDバイアス制御電圧の特性を規定する
電圧である。このため、動作閾値電圧がＶｔｈ２からＶ
ｔｈ３に変化すると図８（ｂ）における制御切換点も制
御切換点から制御切換点に変化する。この制御切換
点の変化により、AGCアンプ制御回路５およびAPDバイア
ス電圧制御回路６の出力も変化する。つまり、図８
（ｂ）によれば、AGCアンプ制御回路５及びAPDバイアス
電圧制御回路６に入力する光入力強度がＰ２の際には、
制御切換点はＶｔｈ２に対応する制御切換点である。
このため、AGCアンプ制御回路５は制御切換点に対応
する線分８２を基に、光入力強度がＰ２の時の電圧Ｖ２
ＡをAGCアンプ制御電圧として出力する。同様に、APDバ
イアス電圧制御回路６は制御切換点に対応する線分１
０２を基に、光入力強度がＰ２の時の電圧Ｖ２ＢをAPD
バイアス電圧供給回路７に対して出力する。一方、光入
力強度がＰ３に変ると上述のように制御切換点も制御切
換点からＶｔｈ３に対応する制御切換点に変化す
る。これに伴い、AGCアンプ制御回路５の線分８２は線
分８３に、APDバイアス電圧制御回路６の線分１０２は
線分１０３にそれぞれ変化する。このため、AGCアンプ
制御回路５は線分８３を基に、光入力強度がＰ３の時の
電圧Ｖ３ＡをAGCアンプ制御電圧として出力する。同様
に、APDバイアス電圧制御回路６は線分１０３を基に、
光入力強度がＰ３の時の電圧Ｖ３ＢをAPDバイアス電圧
供給回路７に対して出力する。ここでは、代表例として
Ｖｔｈ２（Ｐ２）からＶｔｈ３（Ｐ３）へ変化する場合
について説明した。これをＶｔｈ１（Ｐ１）、Ｖｔｈ４
（Ｐ４）を始めとする全ての光入力範囲に関してプロッ
トする事により、AGCアンプ制御回路５及びAPDバイアス
電圧制御回路６の出力する制御電圧もそれぞれ図４
（ｃ）に示す理想的な電圧推移に近くなる。尚、AGCア
ンプ制御回路５及びAPDバイアス電圧制御回路６の出力
する制御電圧は、実際には図９に示すように電圧の絶対
値が異なるレベルにおいて動作する。しかし、この実施
の形態においては説明の便宜のために両者が同程度の電
圧で動作するものとして説明した。また、閾値電圧制御
回路９はピーク検波回路４の出力を基準として図８
（ａ）に示す推移で連続的な電圧を出力しても良いし、
ピーク検波回路４の出力を基準とせず、従ってピーク検
波回路４の出力を入力しなくても良い。後者の場合には
例えば光入力強度モニタ８を見ながら図８（ａ）に示す
グラフの傾きを、所定の規格の範囲に光受信器が納まる
ように調節すれば良い。例えば図５における光入力強度
が最大の点と、最小の点、及びその中点の３点における
APD電流を調べ、光入力強度モニタ８の所定の規格が要
求する線形性の範囲に入るように上記グラフの傾きを調
整すれば良い。
【００１１】以上の動作により、光入力強度に対してAG
Cアンプ制御とAPDバイアス電圧制御を同時に変化させる
ことで、図5(b)に示すように、APD電流の推移を光入力
強度に対して線形に近づけることが可能となり、広範囲
で動作する光入力強度モニタ回路8を容易に実現でき
る。
Cアンプ制御とAPDバイアス電圧制御を同時に変化させる
ことで、図5(b)に示すように、APD電流の推移を光入力
強度に対して線形に近づけることが可能となり、広範囲
で動作する光入力強度モニタ回路8を容易に実現でき
る。
【００１２】実施の形態2.図2はこの発明の実施の形態2
を示す図であり、図において1〜4、7、8は実施の形態1
と同様である。10はAGCアンプ制御電圧とAPDバイアス制
御電圧に差を設けるために、ピーク検波回路4の出力電
圧を変化させ、APDバイアス電圧供給回路7の入力に付加
したレベルシフト回路である。
を示す図であり、図において1〜4、7、8は実施の形態1
と同様である。10はAGCアンプ制御電圧とAPDバイアス制
御電圧に差を設けるために、ピーク検波回路4の出力電
圧を変化させ、APDバイアス電圧供給回路7の入力に付加
したレベルシフト回路である。
【００１３】次に動作について説明する。ピーク検波回
路4の出力電圧は、光入力強度に対して常に変化してい
るため、この出力電圧をAGCアンプ制御電圧及びAPDバイ
アス制御電圧に使用することができれば、図4(c)に示す
ように、AGCアンプ制御系とAPDバイアス電圧制御系の動
作を両者同等とすることが可能となる。ここで、AGCア
ンプ制御電圧とAPDバイアス制御電圧は、両者の干渉が
無いように異なる電圧レベルで設定するのが一般的であ
り、本実施の形態では、両者に適した電圧レベルとなる
ようピーク検波回路4の出力電圧に差を設けるという簡
易な構成で制御系の理想動作を可能としている。具体的
には、AGCアンプ制御電圧はピーク検波回路4の出力電圧
を直接入力とし、APDバイアス電圧供給回路7の入力にレ
ベルシフト回路10を付加して、両制御電圧に差を設けて
いる。本回路構成とすることで、AGCアンプ制御電圧とA
PDバイアス制御電圧は、ピーク検波回路4の出力に比例
して変化するため、光入力強度に対しても同時に変化す
ることになる。以上の動作により、APD電流の推移を光
入力強度に対して線形に近づけることが可能となり、広
範囲で動作する光入力強度モニタ回路8を容易に実現で
きる。
路4の出力電圧は、光入力強度に対して常に変化してい
るため、この出力電圧をAGCアンプ制御電圧及びAPDバイ
アス制御電圧に使用することができれば、図4(c)に示す
ように、AGCアンプ制御系とAPDバイアス電圧制御系の動
作を両者同等とすることが可能となる。ここで、AGCア
ンプ制御電圧とAPDバイアス制御電圧は、両者の干渉が
無いように異なる電圧レベルで設定するのが一般的であ
り、本実施の形態では、両者に適した電圧レベルとなる
ようピーク検波回路4の出力電圧に差を設けるという簡
易な構成で制御系の理想動作を可能としている。具体的
には、AGCアンプ制御電圧はピーク検波回路4の出力電圧
を直接入力とし、APDバイアス電圧供給回路7の入力にレ
ベルシフト回路10を付加して、両制御電圧に差を設けて
いる。本回路構成とすることで、AGCアンプ制御電圧とA
PDバイアス制御電圧は、ピーク検波回路4の出力に比例
して変化するため、光入力強度に対しても同時に変化す
ることになる。以上の動作により、APD電流の推移を光
入力強度に対して線形に近づけることが可能となり、広
範囲で動作する光入力強度モニタ回路8を容易に実現で
きる。
【００１４】実施の形態3.図3はこの発明の実施の形態3
を示す図であり、図において1〜4、7、8は実施の形態1
と同様である。10はAGCアンプ制御電圧とAPDバイアス制
御電圧に差を設けるために、ピーク検波回路4の出力電
圧を変化させ、AGCアンプ制御電圧入力に付加したレベ
ルシフト回路である。本実施の形態では、APDバイアス
制御電圧はピーク検波回路4の出力電圧を直接入力と
し、AGCアンプ制御電圧入力にレベルシフト回路10を付
加して、両制御電圧に差を設けている。本回路構成とす
ることで、AGCアンプ制御電圧とAPDバイアス制御電圧
は、ピーク検波回路4の出力に比例して変化するため、
光入力強度に対しても同時に変化することになる。以上
の動作により、APD電流の推移を光入力強度に対して線
形に近づけることが可能となり、広範囲で動作する光入
力強度モニタ回路8を容易に実現できる。
を示す図であり、図において1〜4、7、8は実施の形態1
と同様である。10はAGCアンプ制御電圧とAPDバイアス制
御電圧に差を設けるために、ピーク検波回路4の出力電
圧を変化させ、AGCアンプ制御電圧入力に付加したレベ
ルシフト回路である。本実施の形態では、APDバイアス
制御電圧はピーク検波回路4の出力電圧を直接入力と
し、AGCアンプ制御電圧入力にレベルシフト回路10を付
加して、両制御電圧に差を設けている。本回路構成とす
ることで、AGCアンプ制御電圧とAPDバイアス制御電圧
は、ピーク検波回路4の出力に比例して変化するため、
光入力強度に対しても同時に変化することになる。以上
の動作により、APD電流の推移を光入力強度に対して線
形に近づけることが可能となり、広範囲で動作する光入
力強度モニタ回路8を容易に実現できる。
【００１５】
【発明の効果】この発明によれば、光入力強度に対して
AGCアンプ制御とAPDバイアス電圧制御を同時に変化させ
ることで、APD電流の推移を光入力強度に対して線形に
近づけることを可能にし、広範囲で動作する光入力強度
モニタ回路を容易に実現できる。
AGCアンプ制御とAPDバイアス電圧制御を同時に変化させ
ることで、APD電流の推移を光入力強度に対して線形に
近づけることを可能にし、広範囲で動作する光入力強度
モニタ回路を容易に実現できる。
【図１】この発明による光受信器の実施の形態1を示す
図である。
図である。
【図２】この発明による光受信器の実施の形態2を示す
図である。
図である。
【図３】この発明による光受信器の実施の形態3を示す
図である。
図である。
【図４】光入力強度対制御電圧の関係を示す図である。
【図５】光入力強度対APD電流の関係を示す図である。
【図６】実施の形態1の動作説明図である。
【図７】この発明の従来例を示す図である。
【図８】 実施の形態１にかかる光受信器の詳細な動作
説明図である。
説明図である。
【図９】 実施の形態１にかかる光受信器の実際の制御
電圧を示す図である。
電圧を示す図である。
１ APD ２ AGCアンプ ３ クロック再生回路 ４ ピーク検波回路 ５ AGCアンプ制御回路 ６ APDバイアス電圧制御回路 ７ APDバイアス電圧供給回路 ８ 光入力強度モニタ回路 ９ 閾値電圧制御回路 １０ レベルシフト回路
───────────────────────────────────────────────────── 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 10/28
Claims (5)
- 【請求項１】 光入力強度に対応した電流を出力するAP
D（Avalanche PhotoDiode)と、前記APDの出力を増幅す
るAGC(Automatic Gain Control)アンプと、前記AGCアン
プの出力信号をピーク検波するピーク検波回路と、前記
ピーク検波回路の出力に基づいて前記AGCアンプのゲイ
ンを調整するAGCアンプ制御回路と、前記ピーク検波回
路の出力に基づいて前記APDにバイアス電圧を供給するA
PDバイアス電圧制御回路と、前記AGCアンプ制御回路と
前記APDバイアス電圧制御回路の動作閾値電圧を調整す
る閾値電圧制御回路とを備えた光受信器。 - 【請求項２】 光入力強度に対応した電流を出力するAP
Dと、前記APDの出力を増幅するAGCアンプと、前記AGCア
ンプの出力信号をピーク検波するとともに、ピーク検波
された電圧を前記AGCアンプの制御電圧として入力する
ピーク検波回路と、前記ピーク検波回路の出力を異なる
大きさにシフトさせるレベルシフト回路と、前記レベル
シフト回路の出力に応じて前記APDにバイアス電圧を供
給するバイアス電圧供給回路とを備えた光受信器。 - 【請求項３】 光入力強度に対応した電流を出力するAP
Dと、前記APDの出力を増幅するAGCアンプと、前記AGCア
ンプの出力信号をピーク検波するピーク検波回路と、前
記ピーク検波回路の出力に基づいて前記APDにバイアス
電圧を供給するAPDバイアス電圧供給回路と、前記ピー
ク検波回路の出力を異なる大きさにシフトさせ、前記AG
Cアンプの制御電圧として入力するレベルシフト回路と
を備えた光受信器。 - 【請求項４】前記閾値電圧制御回路は、前記APDの全て
の光入力範囲において、前記AGCアンプ制御回路の出力
と前記APDバイアス電圧制御回路の出力が常に線形動作
となるように前記動作閾値電圧を変化させることを特徴
とした請求項１に記載の光受信器。 - 【請求項５】前記閾値電圧制御回路は、前記ピーク検波
回路の出力の変化に対して連続的に変化する動作閾値電
圧を前記AGCアンプ制御回路と前記APDバイアス電圧制御
回路とに入力する事を特徴とした請求項１記載の光受信
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001346825A JP2002217833A (ja) | 2000-11-14 | 2001-11-13 | 光受信器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-346775 | 2000-11-14 | ||
| JP2000346775 | 2000-11-14 | ||
| JP2001346825A JP2002217833A (ja) | 2000-11-14 | 2001-11-13 | 光受信器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002217833A true JP2002217833A (ja) | 2002-08-02 |
Family
ID=26603947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001346825A Pending JP2002217833A (ja) | 2000-11-14 | 2001-11-13 | 光受信器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002217833A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008148068A (ja) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | Fujitsu Ltd | 光受信装置および光受信装置のバイアス電圧制御方法 |
| JP2010166000A (ja) * | 2009-01-19 | 2010-07-29 | Nec Corp | 光増幅装置および制御方法ならびに制御プログラム |
| JP2021069025A (ja) * | 2019-10-24 | 2021-04-30 | 住友電気工業株式会社 | 光受信器 |
-
2001
- 2001-11-13 JP JP2001346825A patent/JP2002217833A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008148068A (ja) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | Fujitsu Ltd | 光受信装置および光受信装置のバイアス電圧制御方法 |
| US7970291B2 (en) | 2006-12-11 | 2011-06-28 | Fujitsu Limited | Optical-receiving apparatus and bias-voltage-control method used for the optical-receiving apparatus |
| JP2010166000A (ja) * | 2009-01-19 | 2010-07-29 | Nec Corp | 光増幅装置および制御方法ならびに制御プログラム |
| JP2021069025A (ja) * | 2019-10-24 | 2021-04-30 | 住友電気工業株式会社 | 光受信器 |
| JP7383980B2 (ja) | 2019-10-24 | 2023-11-21 | 住友電気工業株式会社 | 光受信器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040203 |