JP2004289206A - 光受信器 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）を受光素子として用いる光受信器において、入力光信号強度に対して増倍率が変化するため、ＡＰＤ電流が非線型な関係となり、入力光信号強度と入力光信号強度モニタ電圧の関係を線形化することができなかった。
【解決手段】ＡＰＤの増倍率制御によらず、入力光信号強度と入力光信号モニタ電圧の関係を線形化するために、各入力光信号強度に対応する増倍率を計算、または検出し、その値でＡＰＤ電流を単純に電圧変換した値を除算することによって、ＡＰＤ電流は入力光信号強度に対して非線型なままであるが、入力光信号強度と入力光信号強度モニタ電圧の関係を線形化とすることができる。
【選択図】 図１
【解決手段】ＡＰＤの増倍率制御によらず、入力光信号強度と入力光信号モニタ電圧の関係を線形化するために、各入力光信号強度に対応する増倍率を計算、または検出し、その値でＡＰＤ電流を単純に電圧変換した値を除算することによって、ＡＰＤ電流は入力光信号強度に対して非線型なままであるが、入力光信号強度と入力光信号強度モニタ電圧の関係を線形化とすることができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、入力光信号を受信して光電流に変換するアバランシェフォトダイオードを有し、光通信用途に適用される光受信器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、受光素子にＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）を用いる光受信器において、入力光信号の強度をモニタする光受信器が知られている。図５は、その光受信器の一例を示す図である。
図において、２はＰＤ１が光を受光した際に流れる電流と同じ量の電流を他段に流すカレントミラー回路、３はＰＤ１が受光した際に流れる電流を電圧に変換、増幅するトランスインピーダンスアンプ、４はトランスインピーダンスアンプ３からの電圧信号を受けて、データを識別し再生、クロック抽出をするデータ／クロック再生回路、５はカレントミラー回路２より出力される電流を電圧に変換する電流電圧変換回路である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−４０８４０号公報
【０００４】
特許文献１に記載の光受信器では、カレントミラー回路２によってＰＤ１に流れる電流Ｉｐｄと同量の電流が、電流電圧変換回路５に入力され、電圧に変換される。電流Ｉｐｄは入力光信号強度Ｐｉｎに応じて変動するため、その電圧を光受信器外部に出力することで、入力光信号強度をモニタしている。電流電圧変換回路５は、電流Ｉｐｄに比例する電圧をリファレンス電圧Ｖｒｅｆから引いた値を出力する。電流Ｉｐｄは、ＰＤ１の単体特性により決定される定数受光感度ｒと入力光信号強度Ｐｉｎの積で表わされ、電流Ｉｐｄと入力光信号強度Ｐｉｎが線形の関係になっているため、入力光信号強度Ｐｉｎと線形の関係を持つ入力光信号の、強度モニタ信号を出力させることができる。
【０００５】
また、従来、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ；アバランシェフォトダイオード）を受光素子として用いて、入力光信号強度モニタと入力光信号強度を線形の関係にする光受信器が知られている。図６はその光受信器の一例を示すブロック図である。図６において、３、４は前出と同様である。６は受光素子としてのＡＰＤ、７はトランスインピーダンスアンプ３よりの出力をデータ／クロック再生回路４に入力する前に挿入されて、電圧制御により増幅率を変化することのできるＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アンプ、８はＡＧＣアンプ７の信号出力振幅を検出するピーク検波回路、９はピーク検波回路８の出力に応じてＡＧＣアンプの増幅率を変化させるＡＧＣアンプ制御回路、１０はピーク検波回路８の出力に応じてＡＰＤの増倍率Ｍを変化させるためにＡＰＤに印加する逆バイアス電圧Ｖａｐｄを制御する電圧制御回路、１１は電圧制御回路内のＡＰＤ逆バイアス電圧供給回路、１２はピーク検波回路８の出力に応じてＡＧＣアンプ制御回路９と電圧制御回路１０のどちらを機能させるかを決定する閾値を調整する閾値調整回路、１３はＡＰＤ６に流れる電流を電圧信号として出力する、入力光信号強度モニタ出力回路である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−２１７８３３号公報
【０００７】
特許文献２に記載の光受信器では、ＡＰＤ６に流れる電流Ｉａｐｄは、増倍率をＭ、ＡＰＤの受光感度をｒ、入力光信号強度をＰｉｎとすると、増倍率ＭとＡＰＤの受光感度ｒと入力光信号強度Ｐｉｎの積で表わされ、ＰＤに流れる電流に増倍率Ｍをかけた形となっている。増倍率ＭはＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄの大きさにより決定する値で、図６中のＡＧＣアンプ７後のピーク検波回路８、閾値調整回路１２を用いて、各入力光信号強度Ｐｉｎに応じたＡＰＤ逆バイアス電圧ＶａｐｄをＡＧＣアンプ制御回路９と電圧制御回路１０で制御することで、各入力光信号強度Ｐｉｎにおいて最適な（誤り率が最小となる）ＡＧＣアンプ７の増幅率と、ＡＰＤ６の増倍率Ｍを与えるＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄとを制御することを目的としている。
【０００８】
このため、増倍率Ｍは入力光信号強度Ｐｉｎの関数であり、ＡＰＤを受光素子として用いた場合は、ＡＰＤ６に流れる電流Ｉａｐｄと入力光信号強度Ｐｉｎは線形の関係に無いため、特許文献１記載の方式をそのまま特許文献２に採用しても、入力光信号強度モニタと入力光信号強度は線形の関係にすることはできない。ここで、特許文献２には、ＡＧＣアンプ制御回路９によるＡＧＣアンプの増幅率制御と、電圧制御回路１０によるＡＰＤ増倍率制御をＡＰＤ電流Ｉａｐｄと入力光信号強度が線形の関係になるように、閾値電圧調整回路１２を使って制御をかけることで、入力光信号強度モニタと入力光信号強度を線形の関係にすることが開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前出の通り、特許文献１にて示される入力光信号強度モニタ方法を、受光素子をＡＰＤとした受信器に適用しようとすると、ＡＰＤに流れる電流Ｉａｐｄと入力光信号強度Ｐｉｎは線形の関係に無いため、入力光信号強度モニタと入力光信号強度は線形の関係にすることはできない。
【００１０】
また、特許文献２の方法では、本来誤り率が最小となるように制御されるべき増倍率Ｍを、ＡＰＤに流れる電流Ｉａｐｄと入力光信号強度が線形の関係になるように制御しているため、最適な増倍率Ｍとは異なる値であり、ＡＰＤを用いる光受信器としての特性を最大限に引き出すことができないという課題がある。
【００１１】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、アバランシェフォトダイオードを受光素子として用いる光受信器の特性を最大限に引き出す任意の増倍率の制御を実施しても、入力光信号強度モニタと入力光信号強度を略線形の関係とすることのできる光受信器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる光受信器は、入力光信号を電流に変換するアバランシェフォトダイオードと、前記アバランシェフォトダイオードの出力電流を電圧に変換する増幅器と、前記アバランシェフォトダイオードの温度を検出する温度検出器と、前記アバランシェフォトダイオードへ印加される逆バイアス電圧を、入力光信号の強度に対応した値に設定する電圧制御回路と、前記アバランシェフォトダイオードへの印加電圧を検出する電圧検出器と、前記アバランシェフォトダイオードが光を受光した際に流れる電流と同じ量の電流を他段に流すカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路の出力電流を電圧に変換する電流電圧変換回路と、前記電圧検出器の検出する電圧情報と前記温度検出器の検出する温度情報に基づいて、前記アバランシェフォトダイオードの増倍率を算出し、前記電流電圧変換回路の出力と当該算出された増倍率との比に基づいて、入力光信号強度に対応したモニタ信号を出力する演算器とを備えたものである。
【００１３】
また、入力光信号を電流に変換するアバランシェフォトダイオードと、前記アバランシェフォトダイオードの出力電流を電圧に変換する増幅器と、前記アバランシェフォトダイオードへ印加される逆バイアス電圧を、入力光信号の強度に対応した値に設定する電圧制御回路と、前記アバランシェフォトダイオードへの印加電圧を検出する電圧検出器と、前記アバランシェフォトダイオードが光を受光した際に流れる電流と同じ量の電流を他段に流すカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路の出力電流を電圧に変換する電流電圧変換回路と、前記電流電圧変換回路から出力される電圧に対応した増倍率Ｍの値が、予め格納されたメモリと、前記電流電圧変換回路から出力された電圧に基づいて、前記メモリを参照してアバランシェフォトダイオードの増倍率を取得し、当該電流電圧変換回路の出力電圧と当該算出された増倍率との比に基づいて、入力光信号強度に対応したモニタ信号を出力する演算器とを備えても良い。
【００１４】
また、入力光信号を電流に変換するアバランシェフォトダイオードと、前記アバランシェフォトダイオードの出力電流を電圧に変換する増幅器と、前記アバランシェフォトダイオードの温度を検出する温度検出器と、前記アバランシェフォトダイオードへ印加される逆バイアス電圧を、入力光信号の強度に対応した値に設定する電圧制御回路と、前記アバランシェフォトダイオードへの印加電圧を検出する電圧検出器と、前記アバランシェフォトダイオードが光を受光した際に流れる電流と同じ量の電流を他段に流すカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路の出力電流を電圧に変換する電流電圧変換回路と、前記電圧検出器の検出する電圧情報と温度検出器の検出する温度情報に基づいて、アバランシェフォトダイオードの増倍率を算出する演算回路と、前記演算回路で算出された増倍率の逆数となるように設定された増幅率で、電流電圧変換回路の出力を増幅し、モニタ信号として出力する可変増幅器とを備えても良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る光受信器を示す図である。図１において、２〜６は図５に示した従来例と同様のものである。１４は各入力光信号強度を入力されたＡＰＤに最適な増倍率Ｍを持たせるようにＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄを制御する電圧制御回路、１５は任意の電圧制御回路１４からＡＰＤに印加されるＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄを検出する電圧検出器、１６はＡＰＤの温度Ｔを検出する温度検出器、１７は各種データを記憶しているメモリ、１８は指定された演算処理を行うディジタル演算器（マイコン）である。カレントミラー回路２は、特許文献１の図１に開示されるように、一対のトランジスタを並置して互いのベース同士を接続し、トランジスタのエミッタ側は電源制御回路１４（特許文献１の図１のＶｃｃに相当）に接続して構成される。カレントミラー回路２を構成する一方のトランジスタのコレクタはＡＰＤ６のカソードに接続される。また、カレントミラー回路２を構成する他方のトランジスタのコレクタは、電源電圧変換回路５に接続される。ＡＰＤ６のアノードは、トランスインピーダンスアンプ３の入力端子に接続される。トランスインピーダンスアンプ３の出力端子はデータ／クロック再生回路４の入力端子に接続される。
【００１６】
次に、この光受信器の動作について説明する。
電圧制御回路１４によって、カレントミラー回路２を構成する一対のトランジスタのエミッタへの印加電圧が制御される。光信号がＡＰＤ６に入射し光電変換されると、信号電流が発生する。この信号電流は、電圧制御回路１４からカレントミラー回路２を通してＡＰＤ６に供給される。ＡＰＤ６に供給された信号電流は、トランスインピーダンスアンプ３により電圧変換されるとともに、増幅される。電圧信号として増幅された信号電流は、データ／クロック再生回路４に入力され、入力された電圧信号に内在するデータ信号とクロック信号が再生される。また、カレントミラー回路２によって、ＡＰＤ６に流れる信号電流の平均値と同じ量の電流Ｉａｐｄが、電流電圧変換回路５に供給される。電流電圧変換回路５は、電流Ｉａｐｄを電圧変換し、電圧変換した信号を電圧信号Ｖａとして得ることができる。電圧制御回路１４は、例えば、特開平１１−２０５２４９に開示された電圧制御方法の他、様々な方法で電圧制御が行われるが、いずれの方法であってもＡＰＤ６に最適な増倍率Ｍを与えるように動作して、カレントミラー回路への印加電圧を設定する（動作の詳細は、本明細書では割愛する）。
【００１７】
ある入力光信号強度Ｐｉｎが与えられた時、ＡＰＤ６に流れる電流に比例してカレントミラー回路２から電流電圧変換回路５に電流が供給され、電流電圧変換回路５から電圧Ｖａが出力される。この電圧Ｖａは、ある入力光信号強度Ｐｉｎに対して１対１の値となる。すなわち、Ｖａ＝ｆ（Ｐｉｎ）の関数形となる（ｆは所定の関数）。この電圧Ｖａの値をＡ／Ｄ変換して、マイコン１８に入力し、マイコン１８内でその時の入力Ｖａに対応した増倍率Ｍを得る。また、得られた増倍率ＭはＶａを除算し、除算した値がマイコン１８から出力される。一般に増倍率Ｍは、ＡＰＤ素子単体特性により決まる温度関数であるＡＰＤ逆バイアス降伏電圧Ｖｂｒ、ＡＰＤ逆バイアス降伏電圧Ｖｂｒの温度係数Γ、ＡＰＤ素子定数ｎ、ＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄに基づいて計算できる。
【００１８】
ある温度（例えば２５℃）でのＡＰＤ逆バイアス降伏電圧Ｖｂｒ、温度によらない定数ｎ、および温度係数Γは、予めメモリ１７の所定の記憶領域に格納しておく。ここで、電圧検出器１３よりＡＰＤに印加されているＶａｐｄと、温度検出器１６よりＡＰＤの温度情報Ｔをマイコン１８に入力すると、マイコン１８はメモリ１７を参照して、ある温度でのＡＰＤ逆バイアス降伏電圧Ｖｂｒ、温度によらない定数ｎ、および温度係数Γの情報を取得する。このとき、マイコン１８は、この取得された情報を用いて、数１に基づいて、その時の温度Ｔに対応するＡＰＤ逆バイアス降伏電圧Ｖｂｒと、ＡＰＤ増倍率Ｍを算出することができる。
【００１９】
【数１】
【００２０】
この算出した増倍率Ｍによって、電流電圧変換回路５の出力電圧Ｖａを除算して比を求め、その除算された結果Ｖａ／Ｍを、入力光信号強度モニタとして出力する。この出力値Ｖａ／Ｍは、入力光信号強度に比例した値となるため、入力光信号強度モニタと入力光信号強度を線形の関係にすることができる。この線形の関係によって得られるグラフの直線の傾きや切片は、後段回路で調節、付加することができるが、マイコン１８で増倍率Ｍの計算、除算演算をする際に、あわせて実施することも可能である。
【００２１】
以上のように、この実施の形態１によれば、ＡＰＤ単体特性により決定されるべき増倍率Ｍの制御もしくはＶａｐｄの制御とは関係なく、広範囲で光入力強度モニタを光入力に対して線形の関係とすることができ、ＡＰＤを受光素子として用いた光通信用の光受信器としての性能を最大限に引き出すことが可能となる。
【００２２】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２を示す図である。図２において２〜６、１４は実施の形態１の図１と同様で、１８ｂは図１のマイコン１８の代わりに接続されたものであって、マイコン１８とは増倍率Ｍの算出方法が異なる。１９はあらかじめ求めた増倍率Ｍを記憶させておく増倍率Ｍ値データ用メモリである。
【００２３】
次に動作について説明する。実施の形態２は、電流電圧変換回路５で変換される電圧Ｖａの出力までは、実施の形態１と同様である。しかし、実施の形態１と比べて、各入力光信号Ｐｉｎの時のＶａに対応した増倍率Ｍの決定方法を簡易化している。
【００２４】
ある入力光信号強度Ｐｉｎの時、カレントミラー回路２と、電流電圧変換回路５により出力される電圧Ｖａは、あるＰｉｎに対して１対１の値である。この値をマイコン１８ｂに入力し、マイコン１８ｂ内でその時の入力Ｖａに対応した増倍率ＭでＶａを除算した値を出力させる。ある任意の電圧制御回路１４が実現する増倍率Ｍの制御では、入力光信号強度Ｐｉｎと増倍率Ｍとの間、もしくは入力光信号強度ＰｉｎとＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄとの間に、１対１の対応関係が決定できる。図４はこの１対１の対応関係の一例を説明する図であり、図４（ａ）は入力光信号強度Ｐｉｎに対する増倍率Ｍの関係を示すグラフ、図４（ｂ）は入力光信号強度Ｐｉｎに対するＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄの関係を示すグラフである。
【００２５】
そこで、使用する入力光信号強度Ｐｉｎの範囲内で数点を選択し、ある温度（例えば２５℃）において、選択されたそれぞれの入力光信号強度Ｐｉｎと増倍率Ｍ、もしくは選択されたそれぞれの入力光信号強度ＰｉｎとＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄとの関係を、事前に計測して取得し、取得された値をプロット・フィッティングする。この計測は、例えば図１で説明したメモリ１７とマイコン１８ｂの構成を備えた計測器を、電流電圧変換回路５に接続することよって実施することができる。これによって、全使用入力光信号強度範囲における増倍率ＭもしくはＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄの遷移を知ることが可能である。
【００２６】
このフィッティング結果を用いて、各電圧Ｖａに対応する増倍率Ｍの表を作成した後、この電圧Ｖａと増倍率Ｍとの対応関係を示す表を、事前に増倍率Ｍ値データ用メモリ１９の所定の記憶領域に格納する。マイコン１８ｂは、Ｍ値データ用メモリ１９を参照して、電流電圧変換回路５の出力する電圧Ｖａに対応した増倍率Ｍを引き出す。また、マイコン１８ｂは、電圧Ｖａを増倍率Ｍにて除算したものを、入力光信号強度モニタとして出力する。これによって、入力光信号強度モニタと入力光信号強度を線形の関係にすることができる。この線形の関係を与えるグラフの傾きや切片は、後段回路で調節、付加することができる。しかし、マイコン１８ｂで増倍率Ｍの除算演算をする際にあわせて実施することも可能である。また、各種データを記憶しているメモリ１７と増倍率Ｍ値データ用メモリ１９は、記憶容量に余裕があれば単一のものを使用しても良い。
【００２７】
この実施の形態によれば、ＡＰＤ単体特性により決定されるべき増倍率Ｍの制御もしくはＶａｐｄの制御とは関係なく、広範囲で光入力強度モニタを光入力に対して線形の関係とすることができ、ＡＰＤを受光素子として用いた光通信用の光受信器としての性能を最大限に引き出すことが可能となる。また、入力光信号Ｐｉｎ時の電流電圧変換回路で変換された電圧Ｖａに対応した増倍率Ｍの決定方法を、実施の形態１と比べてより簡易化することができる。
【００２８】
実施の形態３．
図３は本発明の実施の形態３を示す図である。図３において、２〜６、１４〜１７は実施の形態１と同様である。１８ｃは図１のマイコン１８の代わりに接続されたものであって、増倍率Ｍの算出についてマイコン１８と同様であるが、増倍率Ｍを出力して、像倍率Ｍと電圧Ｖａの除算を後段に設けられた可変増幅器２０で実施する点が異なる。可変増幅器２０は、マイコン１８ｃからの入力により増幅率を変えることができ、電子ボリューム２１と可変増幅器内演算増幅回路２２によって構成される。
【００２９】
次に動作について説明する。実施の形態３は実施の形態１で示される方法で決定した増倍率Ｍをアナログ回路で除算する。マイコン１８ｃが電流電圧変換回路５の出力Ｖａを入力し、その時の増倍率Ｍを算出するまでは実施の形態１と同様である。メモリ１７とマイコン１８ｃにより決定した除算すべき増倍率Ｍの情報は、マイコン１８ｃから可変増幅器２０内の電子ボリューム２１に送信される。可変増幅器２０の内部に設けられた電子ボリューム２１と演算増幅回路２２により、可変増幅器２０の増幅率が１／Ｍとなるように設定がなされる。すなわち、マイコン１８ｃから送信された増倍率Ｍに基づいて、電子ボリューム２１を構成する可変抵抗の抵抗値が自動調整され、この可変抵抗の分圧比を変更することによって、演算増幅回路２２の増幅率を１／Ｍに調整する。この可変増幅器２０に電圧Ｖａを入力することによって、電圧Ｖａを増倍率Ｍで除算する、Ｖａ／Ｍのアナログ演算が行われたことになり、この演算結果を入力光信号強度モニタとして出力する。これによって、ディジタル演算（除算）のみによって入力光信号強度Ｐｉｎをモニタする場合と比べて、その演算誤差を小さくすることができ、より線形に近い関係を得ることができる。例えば、実施の形態１ではマイコン１８が電圧Ｖａの値をＡ／Ｄ変換した後に、Ｖａ／Ｍをディジタル演算によって導出する。この際、Ａ／Ｄ変換器を構成するメモリのビット数が少ないと、Ａ／Ｄ変換後のディジタル値に誤差が含まれる。電圧Ｖａは、Ｖａ／Ｍの演算の分子として与えられる値なので、その誤差が大きいと、Ｖａ／Ｍの値の誤差も大きくなる。
【００３０】
しかし、この実施の形態３では、電流電圧変換回路５から直接出力されたアナログ信号としての電圧Ｖａを、マイコン１８ｃからアナログ信号として出力された増倍率Ｍで除算するため、その演算誤差をより小さくすることができる。入力光信号強度ＰｉｎとＶａ／Ｍとの線形特性を与えるグラフの傾きや切片は、後段の回路で調節、付加することができる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明によれば、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）の単体特性により決定されるべき増倍率Ｍの制御、もしくはＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄの制御とは関係なく、広範囲で光入力強度モニタを光入力に対して線形の関係とすることができ、ＡＰＤを受光素子として用いた光受信器としての性能を、最大限に引き出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光受信器の実施の形態１を示す図である。
【図２】本発明による光受信器の実施の形態２を示す図である。
【図３】本発明による光受信器の実施の形態３を示す図である。
【図４】実施の形態２を実現するために必要な光入力強度と増倍率Ｍの関係を示す図（ａ）と、光入力強度とＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄ（Ｖ）の関係を示す図（ｂ）である。
【図５】従来の光受信器の一例を示すブロック図である。
【図６】従来の他の光受信器の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）、２ カレントミラー回路、３ トランスインピーダンスアンプ、４ データ／クロック再生回路、５ 電流電圧変換回路、６ ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）、７ ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アンプ、８ピーク検波回路、９ ＡＧＣアンプ制御回路、１０ 電圧制御回路、１１ ＡＰＤ逆バイアス電圧供給回路、１２ 閾値調整回路、１３ 入力光信号強度モニタ出力回路、１４ 任意の電圧制御回路、１５ 電圧検出器、１６ 温度検出器、１７メモリ、１８ ディジタル演算器（マイコン）、１９ 増倍率Ｍ値データ用メモリ、２０ 可変増幅器、２１ 電子ボリューム、２２ 可変増幅器内演算増幅回路。
【発明の属する技術分野】
この発明は、入力光信号を受信して光電流に変換するアバランシェフォトダイオードを有し、光通信用途に適用される光受信器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、受光素子にＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）を用いる光受信器において、入力光信号の強度をモニタする光受信器が知られている。図５は、その光受信器の一例を示す図である。
図において、２はＰＤ１が光を受光した際に流れる電流と同じ量の電流を他段に流すカレントミラー回路、３はＰＤ１が受光した際に流れる電流を電圧に変換、増幅するトランスインピーダンスアンプ、４はトランスインピーダンスアンプ３からの電圧信号を受けて、データを識別し再生、クロック抽出をするデータ／クロック再生回路、５はカレントミラー回路２より出力される電流を電圧に変換する電流電圧変換回路である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−４０８４０号公報
【０００４】
特許文献１に記載の光受信器では、カレントミラー回路２によってＰＤ１に流れる電流Ｉｐｄと同量の電流が、電流電圧変換回路５に入力され、電圧に変換される。電流Ｉｐｄは入力光信号強度Ｐｉｎに応じて変動するため、その電圧を光受信器外部に出力することで、入力光信号強度をモニタしている。電流電圧変換回路５は、電流Ｉｐｄに比例する電圧をリファレンス電圧Ｖｒｅｆから引いた値を出力する。電流Ｉｐｄは、ＰＤ１の単体特性により決定される定数受光感度ｒと入力光信号強度Ｐｉｎの積で表わされ、電流Ｉｐｄと入力光信号強度Ｐｉｎが線形の関係になっているため、入力光信号強度Ｐｉｎと線形の関係を持つ入力光信号の、強度モニタ信号を出力させることができる。
【０００５】
また、従来、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ；アバランシェフォトダイオード）を受光素子として用いて、入力光信号強度モニタと入力光信号強度を線形の関係にする光受信器が知られている。図６はその光受信器の一例を示すブロック図である。図６において、３、４は前出と同様である。６は受光素子としてのＡＰＤ、７はトランスインピーダンスアンプ３よりの出力をデータ／クロック再生回路４に入力する前に挿入されて、電圧制御により増幅率を変化することのできるＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アンプ、８はＡＧＣアンプ７の信号出力振幅を検出するピーク検波回路、９はピーク検波回路８の出力に応じてＡＧＣアンプの増幅率を変化させるＡＧＣアンプ制御回路、１０はピーク検波回路８の出力に応じてＡＰＤの増倍率Ｍを変化させるためにＡＰＤに印加する逆バイアス電圧Ｖａｐｄを制御する電圧制御回路、１１は電圧制御回路内のＡＰＤ逆バイアス電圧供給回路、１２はピーク検波回路８の出力に応じてＡＧＣアンプ制御回路９と電圧制御回路１０のどちらを機能させるかを決定する閾値を調整する閾値調整回路、１３はＡＰＤ６に流れる電流を電圧信号として出力する、入力光信号強度モニタ出力回路である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−２１７８３３号公報
【０００７】
特許文献２に記載の光受信器では、ＡＰＤ６に流れる電流Ｉａｐｄは、増倍率をＭ、ＡＰＤの受光感度をｒ、入力光信号強度をＰｉｎとすると、増倍率ＭとＡＰＤの受光感度ｒと入力光信号強度Ｐｉｎの積で表わされ、ＰＤに流れる電流に増倍率Ｍをかけた形となっている。増倍率ＭはＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄの大きさにより決定する値で、図６中のＡＧＣアンプ７後のピーク検波回路８、閾値調整回路１２を用いて、各入力光信号強度Ｐｉｎに応じたＡＰＤ逆バイアス電圧ＶａｐｄをＡＧＣアンプ制御回路９と電圧制御回路１０で制御することで、各入力光信号強度Ｐｉｎにおいて最適な（誤り率が最小となる）ＡＧＣアンプ７の増幅率と、ＡＰＤ６の増倍率Ｍを与えるＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄとを制御することを目的としている。
【０００８】
このため、増倍率Ｍは入力光信号強度Ｐｉｎの関数であり、ＡＰＤを受光素子として用いた場合は、ＡＰＤ６に流れる電流Ｉａｐｄと入力光信号強度Ｐｉｎは線形の関係に無いため、特許文献１記載の方式をそのまま特許文献２に採用しても、入力光信号強度モニタと入力光信号強度は線形の関係にすることはできない。ここで、特許文献２には、ＡＧＣアンプ制御回路９によるＡＧＣアンプの増幅率制御と、電圧制御回路１０によるＡＰＤ増倍率制御をＡＰＤ電流Ｉａｐｄと入力光信号強度が線形の関係になるように、閾値電圧調整回路１２を使って制御をかけることで、入力光信号強度モニタと入力光信号強度を線形の関係にすることが開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前出の通り、特許文献１にて示される入力光信号強度モニタ方法を、受光素子をＡＰＤとした受信器に適用しようとすると、ＡＰＤに流れる電流Ｉａｐｄと入力光信号強度Ｐｉｎは線形の関係に無いため、入力光信号強度モニタと入力光信号強度は線形の関係にすることはできない。
【００１０】
また、特許文献２の方法では、本来誤り率が最小となるように制御されるべき増倍率Ｍを、ＡＰＤに流れる電流Ｉａｐｄと入力光信号強度が線形の関係になるように制御しているため、最適な増倍率Ｍとは異なる値であり、ＡＰＤを用いる光受信器としての特性を最大限に引き出すことができないという課題がある。
【００１１】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、アバランシェフォトダイオードを受光素子として用いる光受信器の特性を最大限に引き出す任意の増倍率の制御を実施しても、入力光信号強度モニタと入力光信号強度を略線形の関係とすることのできる光受信器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる光受信器は、入力光信号を電流に変換するアバランシェフォトダイオードと、前記アバランシェフォトダイオードの出力電流を電圧に変換する増幅器と、前記アバランシェフォトダイオードの温度を検出する温度検出器と、前記アバランシェフォトダイオードへ印加される逆バイアス電圧を、入力光信号の強度に対応した値に設定する電圧制御回路と、前記アバランシェフォトダイオードへの印加電圧を検出する電圧検出器と、前記アバランシェフォトダイオードが光を受光した際に流れる電流と同じ量の電流を他段に流すカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路の出力電流を電圧に変換する電流電圧変換回路と、前記電圧検出器の検出する電圧情報と前記温度検出器の検出する温度情報に基づいて、前記アバランシェフォトダイオードの増倍率を算出し、前記電流電圧変換回路の出力と当該算出された増倍率との比に基づいて、入力光信号強度に対応したモニタ信号を出力する演算器とを備えたものである。
【００１３】
また、入力光信号を電流に変換するアバランシェフォトダイオードと、前記アバランシェフォトダイオードの出力電流を電圧に変換する増幅器と、前記アバランシェフォトダイオードへ印加される逆バイアス電圧を、入力光信号の強度に対応した値に設定する電圧制御回路と、前記アバランシェフォトダイオードへの印加電圧を検出する電圧検出器と、前記アバランシェフォトダイオードが光を受光した際に流れる電流と同じ量の電流を他段に流すカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路の出力電流を電圧に変換する電流電圧変換回路と、前記電流電圧変換回路から出力される電圧に対応した増倍率Ｍの値が、予め格納されたメモリと、前記電流電圧変換回路から出力された電圧に基づいて、前記メモリを参照してアバランシェフォトダイオードの増倍率を取得し、当該電流電圧変換回路の出力電圧と当該算出された増倍率との比に基づいて、入力光信号強度に対応したモニタ信号を出力する演算器とを備えても良い。
【００１４】
また、入力光信号を電流に変換するアバランシェフォトダイオードと、前記アバランシェフォトダイオードの出力電流を電圧に変換する増幅器と、前記アバランシェフォトダイオードの温度を検出する温度検出器と、前記アバランシェフォトダイオードへ印加される逆バイアス電圧を、入力光信号の強度に対応した値に設定する電圧制御回路と、前記アバランシェフォトダイオードへの印加電圧を検出する電圧検出器と、前記アバランシェフォトダイオードが光を受光した際に流れる電流と同じ量の電流を他段に流すカレントミラー回路と、前記カレントミラー回路の出力電流を電圧に変換する電流電圧変換回路と、前記電圧検出器の検出する電圧情報と温度検出器の検出する温度情報に基づいて、アバランシェフォトダイオードの増倍率を算出する演算回路と、前記演算回路で算出された増倍率の逆数となるように設定された増幅率で、電流電圧変換回路の出力を増幅し、モニタ信号として出力する可変増幅器とを備えても良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る光受信器を示す図である。図１において、２〜６は図５に示した従来例と同様のものである。１４は各入力光信号強度を入力されたＡＰＤに最適な増倍率Ｍを持たせるようにＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄを制御する電圧制御回路、１５は任意の電圧制御回路１４からＡＰＤに印加されるＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄを検出する電圧検出器、１６はＡＰＤの温度Ｔを検出する温度検出器、１７は各種データを記憶しているメモリ、１８は指定された演算処理を行うディジタル演算器（マイコン）である。カレントミラー回路２は、特許文献１の図１に開示されるように、一対のトランジスタを並置して互いのベース同士を接続し、トランジスタのエミッタ側は電源制御回路１４（特許文献１の図１のＶｃｃに相当）に接続して構成される。カレントミラー回路２を構成する一方のトランジスタのコレクタはＡＰＤ６のカソードに接続される。また、カレントミラー回路２を構成する他方のトランジスタのコレクタは、電源電圧変換回路５に接続される。ＡＰＤ６のアノードは、トランスインピーダンスアンプ３の入力端子に接続される。トランスインピーダンスアンプ３の出力端子はデータ／クロック再生回路４の入力端子に接続される。
【００１６】
次に、この光受信器の動作について説明する。
電圧制御回路１４によって、カレントミラー回路２を構成する一対のトランジスタのエミッタへの印加電圧が制御される。光信号がＡＰＤ６に入射し光電変換されると、信号電流が発生する。この信号電流は、電圧制御回路１４からカレントミラー回路２を通してＡＰＤ６に供給される。ＡＰＤ６に供給された信号電流は、トランスインピーダンスアンプ３により電圧変換されるとともに、増幅される。電圧信号として増幅された信号電流は、データ／クロック再生回路４に入力され、入力された電圧信号に内在するデータ信号とクロック信号が再生される。また、カレントミラー回路２によって、ＡＰＤ６に流れる信号電流の平均値と同じ量の電流Ｉａｐｄが、電流電圧変換回路５に供給される。電流電圧変換回路５は、電流Ｉａｐｄを電圧変換し、電圧変換した信号を電圧信号Ｖａとして得ることができる。電圧制御回路１４は、例えば、特開平１１−２０５２４９に開示された電圧制御方法の他、様々な方法で電圧制御が行われるが、いずれの方法であってもＡＰＤ６に最適な増倍率Ｍを与えるように動作して、カレントミラー回路への印加電圧を設定する（動作の詳細は、本明細書では割愛する）。
【００１７】
ある入力光信号強度Ｐｉｎが与えられた時、ＡＰＤ６に流れる電流に比例してカレントミラー回路２から電流電圧変換回路５に電流が供給され、電流電圧変換回路５から電圧Ｖａが出力される。この電圧Ｖａは、ある入力光信号強度Ｐｉｎに対して１対１の値となる。すなわち、Ｖａ＝ｆ（Ｐｉｎ）の関数形となる（ｆは所定の関数）。この電圧Ｖａの値をＡ／Ｄ変換して、マイコン１８に入力し、マイコン１８内でその時の入力Ｖａに対応した増倍率Ｍを得る。また、得られた増倍率ＭはＶａを除算し、除算した値がマイコン１８から出力される。一般に増倍率Ｍは、ＡＰＤ素子単体特性により決まる温度関数であるＡＰＤ逆バイアス降伏電圧Ｖｂｒ、ＡＰＤ逆バイアス降伏電圧Ｖｂｒの温度係数Γ、ＡＰＤ素子定数ｎ、ＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄに基づいて計算できる。
【００１８】
ある温度（例えば２５℃）でのＡＰＤ逆バイアス降伏電圧Ｖｂｒ、温度によらない定数ｎ、および温度係数Γは、予めメモリ１７の所定の記憶領域に格納しておく。ここで、電圧検出器１３よりＡＰＤに印加されているＶａｐｄと、温度検出器１６よりＡＰＤの温度情報Ｔをマイコン１８に入力すると、マイコン１８はメモリ１７を参照して、ある温度でのＡＰＤ逆バイアス降伏電圧Ｖｂｒ、温度によらない定数ｎ、および温度係数Γの情報を取得する。このとき、マイコン１８は、この取得された情報を用いて、数１に基づいて、その時の温度Ｔに対応するＡＰＤ逆バイアス降伏電圧Ｖｂｒと、ＡＰＤ増倍率Ｍを算出することができる。
【００１９】
【数１】
この算出した増倍率Ｍによって、電流電圧変換回路５の出力電圧Ｖａを除算して比を求め、その除算された結果Ｖａ／Ｍを、入力光信号強度モニタとして出力する。この出力値Ｖａ／Ｍは、入力光信号強度に比例した値となるため、入力光信号強度モニタと入力光信号強度を線形の関係にすることができる。この線形の関係によって得られるグラフの直線の傾きや切片は、後段回路で調節、付加することができるが、マイコン１８で増倍率Ｍの計算、除算演算をする際に、あわせて実施することも可能である。
【００２１】
以上のように、この実施の形態１によれば、ＡＰＤ単体特性により決定されるべき増倍率Ｍの制御もしくはＶａｐｄの制御とは関係なく、広範囲で光入力強度モニタを光入力に対して線形の関係とすることができ、ＡＰＤを受光素子として用いた光通信用の光受信器としての性能を最大限に引き出すことが可能となる。
【００２２】
実施の形態２．
図２は本発明の実施の形態２を示す図である。図２において２〜６、１４は実施の形態１の図１と同様で、１８ｂは図１のマイコン１８の代わりに接続されたものであって、マイコン１８とは増倍率Ｍの算出方法が異なる。１９はあらかじめ求めた増倍率Ｍを記憶させておく増倍率Ｍ値データ用メモリである。
【００２３】
次に動作について説明する。実施の形態２は、電流電圧変換回路５で変換される電圧Ｖａの出力までは、実施の形態１と同様である。しかし、実施の形態１と比べて、各入力光信号Ｐｉｎの時のＶａに対応した増倍率Ｍの決定方法を簡易化している。
【００２４】
ある入力光信号強度Ｐｉｎの時、カレントミラー回路２と、電流電圧変換回路５により出力される電圧Ｖａは、あるＰｉｎに対して１対１の値である。この値をマイコン１８ｂに入力し、マイコン１８ｂ内でその時の入力Ｖａに対応した増倍率ＭでＶａを除算した値を出力させる。ある任意の電圧制御回路１４が実現する増倍率Ｍの制御では、入力光信号強度Ｐｉｎと増倍率Ｍとの間、もしくは入力光信号強度ＰｉｎとＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄとの間に、１対１の対応関係が決定できる。図４はこの１対１の対応関係の一例を説明する図であり、図４（ａ）は入力光信号強度Ｐｉｎに対する増倍率Ｍの関係を示すグラフ、図４（ｂ）は入力光信号強度Ｐｉｎに対するＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄの関係を示すグラフである。
【００２５】
そこで、使用する入力光信号強度Ｐｉｎの範囲内で数点を選択し、ある温度（例えば２５℃）において、選択されたそれぞれの入力光信号強度Ｐｉｎと増倍率Ｍ、もしくは選択されたそれぞれの入力光信号強度ＰｉｎとＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄとの関係を、事前に計測して取得し、取得された値をプロット・フィッティングする。この計測は、例えば図１で説明したメモリ１７とマイコン１８ｂの構成を備えた計測器を、電流電圧変換回路５に接続することよって実施することができる。これによって、全使用入力光信号強度範囲における増倍率ＭもしくはＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄの遷移を知ることが可能である。
【００２６】
このフィッティング結果を用いて、各電圧Ｖａに対応する増倍率Ｍの表を作成した後、この電圧Ｖａと増倍率Ｍとの対応関係を示す表を、事前に増倍率Ｍ値データ用メモリ１９の所定の記憶領域に格納する。マイコン１８ｂは、Ｍ値データ用メモリ１９を参照して、電流電圧変換回路５の出力する電圧Ｖａに対応した増倍率Ｍを引き出す。また、マイコン１８ｂは、電圧Ｖａを増倍率Ｍにて除算したものを、入力光信号強度モニタとして出力する。これによって、入力光信号強度モニタと入力光信号強度を線形の関係にすることができる。この線形の関係を与えるグラフの傾きや切片は、後段回路で調節、付加することができる。しかし、マイコン１８ｂで増倍率Ｍの除算演算をする際にあわせて実施することも可能である。また、各種データを記憶しているメモリ１７と増倍率Ｍ値データ用メモリ１９は、記憶容量に余裕があれば単一のものを使用しても良い。
【００２７】
この実施の形態によれば、ＡＰＤ単体特性により決定されるべき増倍率Ｍの制御もしくはＶａｐｄの制御とは関係なく、広範囲で光入力強度モニタを光入力に対して線形の関係とすることができ、ＡＰＤを受光素子として用いた光通信用の光受信器としての性能を最大限に引き出すことが可能となる。また、入力光信号Ｐｉｎ時の電流電圧変換回路で変換された電圧Ｖａに対応した増倍率Ｍの決定方法を、実施の形態１と比べてより簡易化することができる。
【００２８】
実施の形態３．
図３は本発明の実施の形態３を示す図である。図３において、２〜６、１４〜１７は実施の形態１と同様である。１８ｃは図１のマイコン１８の代わりに接続されたものであって、増倍率Ｍの算出についてマイコン１８と同様であるが、増倍率Ｍを出力して、像倍率Ｍと電圧Ｖａの除算を後段に設けられた可変増幅器２０で実施する点が異なる。可変増幅器２０は、マイコン１８ｃからの入力により増幅率を変えることができ、電子ボリューム２１と可変増幅器内演算増幅回路２２によって構成される。
【００２９】
次に動作について説明する。実施の形態３は実施の形態１で示される方法で決定した増倍率Ｍをアナログ回路で除算する。マイコン１８ｃが電流電圧変換回路５の出力Ｖａを入力し、その時の増倍率Ｍを算出するまでは実施の形態１と同様である。メモリ１７とマイコン１８ｃにより決定した除算すべき増倍率Ｍの情報は、マイコン１８ｃから可変増幅器２０内の電子ボリューム２１に送信される。可変増幅器２０の内部に設けられた電子ボリューム２１と演算増幅回路２２により、可変増幅器２０の増幅率が１／Ｍとなるように設定がなされる。すなわち、マイコン１８ｃから送信された増倍率Ｍに基づいて、電子ボリューム２１を構成する可変抵抗の抵抗値が自動調整され、この可変抵抗の分圧比を変更することによって、演算増幅回路２２の増幅率を１／Ｍに調整する。この可変増幅器２０に電圧Ｖａを入力することによって、電圧Ｖａを増倍率Ｍで除算する、Ｖａ／Ｍのアナログ演算が行われたことになり、この演算結果を入力光信号強度モニタとして出力する。これによって、ディジタル演算（除算）のみによって入力光信号強度Ｐｉｎをモニタする場合と比べて、その演算誤差を小さくすることができ、より線形に近い関係を得ることができる。例えば、実施の形態１ではマイコン１８が電圧Ｖａの値をＡ／Ｄ変換した後に、Ｖａ／Ｍをディジタル演算によって導出する。この際、Ａ／Ｄ変換器を構成するメモリのビット数が少ないと、Ａ／Ｄ変換後のディジタル値に誤差が含まれる。電圧Ｖａは、Ｖａ／Ｍの演算の分子として与えられる値なので、その誤差が大きいと、Ｖａ／Ｍの値の誤差も大きくなる。
【００３０】
しかし、この実施の形態３では、電流電圧変換回路５から直接出力されたアナログ信号としての電圧Ｖａを、マイコン１８ｃからアナログ信号として出力された増倍率Ｍで除算するため、その演算誤差をより小さくすることができる。入力光信号強度ＰｉｎとＶａ／Ｍとの線形特性を与えるグラフの傾きや切片は、後段の回路で調節、付加することができる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明によれば、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）の単体特性により決定されるべき増倍率Ｍの制御、もしくはＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄの制御とは関係なく、広範囲で光入力強度モニタを光入力に対して線形の関係とすることができ、ＡＰＤを受光素子として用いた光受信器としての性能を、最大限に引き出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光受信器の実施の形態１を示す図である。
【図２】本発明による光受信器の実施の形態２を示す図である。
【図３】本発明による光受信器の実施の形態３を示す図である。
【図４】実施の形態２を実現するために必要な光入力強度と増倍率Ｍの関係を示す図（ａ）と、光入力強度とＡＰＤ逆バイアス電圧Ｖａｐｄ（Ｖ）の関係を示す図（ｂ）である。
【図５】従来の光受信器の一例を示すブロック図である。
【図６】従来の他の光受信器の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）、２ カレントミラー回路、３ トランスインピーダンスアンプ、４ データ／クロック再生回路、５ 電流電圧変換回路、６ ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）、７ ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アンプ、８ピーク検波回路、９ ＡＧＣアンプ制御回路、１０ 電圧制御回路、１１ ＡＰＤ逆バイアス電圧供給回路、１２ 閾値調整回路、１３ 入力光信号強度モニタ出力回路、１４ 任意の電圧制御回路、１５ 電圧検出器、１６ 温度検出器、１７メモリ、１８ ディジタル演算器（マイコン）、１９ 増倍率Ｍ値データ用メモリ、２０ 可変増幅器、２１ 電子ボリューム、２２ 可変増幅器内演算増幅回路。
Claims (6)
- 入力光信号を電流に変換するアバランシェフォトダイオードと、
前記アバランシェフォトダイオードの出力電流を電圧に変換する増幅器と、
前記アバランシェフォトダイオードの温度を検出する温度検出器と、
前記アバランシェフォトダイオードへ印加される逆バイアス電圧を、入力光信号の強度に対応した値に設定する電圧制御回路と、
前記アバランシェフォトダイオードへの印加電圧を検出する電圧検出器と、
前記アバランシェフォトダイオードが光を受光した際に流れる電流と同じ量の電流を他段に流すカレントミラー回路と、
前記カレントミラー回路の出力電流を電圧に変換する電流電圧変換回路と、
前記電圧検出器の検出する電圧情報と前記温度検出器の検出する温度情報に基づいて、前記アバランシェフォトダイオードの増倍率を算出し、前記電流電圧変換回路の出力と当該算出された増倍率との比に基づいて、入力光信号強度に対応したモニタ信号を出力する演算器と、
を備えた光受信器。 - 所定温度での逆バイアス降伏電圧、逆バイアス降伏電圧の温度係数、およびアバランシェフォトダイオードの素子定数を格納したメモリを備え、
演算器は、素子定数を取得するとともに、メモリを参照して所定温度での逆バイアス降伏電圧、および温度係数を取得し、この取得情報と温度検出器の温度情報、および電圧検出器で検出される電圧情報に基づいて増倍率を算出することを特徴とした請求項１に記載の光受信器。 - 入力光信号を電流に変換するアバランシェフォトダイオードと、
前記アバランシェフォトダイオードの出力電流を電圧に変換する増幅器と、
前記アバランシェフォトダイオードへ印加される逆バイアス電圧を、入力光信号の強度に対応した値に設定する電圧制御回路と、
前記アバランシェフォトダイオードへの印加電圧を検出する電圧検出器と、
前記アバランシェフォトダイオードが光を受光した際に流れる電流と同じ量の電流を他段に流すカレントミラー回路と、
前記カレントミラー回路の出力電流を電圧に変換する電流電圧変換回路と、
前記電流電圧変換回路から出力される電圧に対応した増倍率Ｍの値が、予め格納されたメモリと、
前記電流電圧変換回路から出力された電圧に基づいて、前記メモリを参照してアバランシェフォトダイオードの増倍率を取得し、当該電流電圧変換回路の出力電圧と当該算出された増倍率との比に基づいて、入力光信号強度に対応したモニタ信号を出力する演算器と、
を備えた光受信器。 - 演算器は、前記電流電圧変換回路の出力電流を、算出した増倍率で除算し、除算結果をモニタ信号として出力することを特徴とした請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光受信器。
- 演算器は、入力光信号強度に対応して出力値が線形に変化するモニタ信号を出力することを特徴とした請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光受信器。
- 入力光信号を電流に変換するアバランシェフォトダイオードと、
前記アバランシェフォトダイオードの出力電流を電圧に変換する増幅器と、
前記アバランシェフォトダイオードの温度を検出する温度検出器と、
前記アバランシェフォトダイオードへ印加される逆バイアス電圧を、入力光信号の強度に対応した値に設定する電圧制御回路と、
前記アバランシェフォトダイオードへの印加電圧を検出する電圧検出器と、
前記アバランシェフォトダイオードが光を受光した際に流れる電流と同じ量の電流を他段に流すカレントミラー回路と、
前記カレントミラー回路の出力電流を電圧に変換する電流電圧変換回路と、
前記電圧検出器の検出する電圧情報と温度検出器の検出する温度情報に基づいて、アバランシェフォトダイオードの増倍率を算出する演算回路と、
前記演算回路で算出された増倍率の逆数となるように設定された増幅率で、電流電圧変換回路の出力を増幅し、モニタ信号として出力する可変増幅器と、
を備えた光受信器。
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