JP2011166658A - Amplitude limiting amplifier circuit, and optical receiver - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光通信技術に関し、特に光信号を光電変換して得られた電気信号を一定振幅に増幅する際の省電力技術に関する。 The present invention relates to an optical communication technique, and more particularly to a power saving technique for amplifying an electric signal obtained by photoelectric conversion of an optical signal to a constant amplitude.
高速広帯域光伝送方式としてFTTH(Fiber To The Home)システムに採用されているPON(Passive Optical Network)方式では、局側で複数ユーザを収容するOLT(Optical Line Terminal)とユーザ側で光加入者線を終端するONU(Optical Network Unit)との間が光ファイバで結ばれ、信号が双方向伝送される。 The PON (Passive Optical Network) system adopted in the FTTH (Fiber To The Home) system as a high-speed broadband optical transmission system is an OLT (Optical Line Terminal) that accommodates multiple users on the station side and an optical subscriber line on the user side. The optical network unit is connected to an ONU (Optical Network Unit) that terminates the network, and signals are transmitted bidirectionally.
図11は、従来の光受信器の構成を示すブロック図である。
このようなOLTの光受信器において、フォトダイオードPDで受光された光信号Pinは光電流信号Iinに光電変換されて、プリアンプであるトランスインピーダンスアンプTIA(Trans Impedance Amplifier)によって増幅される。このトランスインピーダンスアンプTIAで得られた電気信号Toutは、ポストアンプである振幅制限増幅回路LA(Limiting Amplifier:振幅制限増幅回路)に入力され、異なる強度の光信号Pinが一定振幅の電気信号となるように増幅され、増幅出力Routとして出力される。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a conventional optical receiver.
In such an OLT optical receiver, the optical signal Pin received by the photodiode PD is photoelectrically converted into a photocurrent signal Iin and amplified by a transimpedance amplifier TIA (Trans Impedance Amplifier) which is a preamplifier. The electric signal Tout obtained by the transimpedance amplifier TIA is input to an amplitude limiting amplifier circuit LA (Limiting Amplifier: amplitude limiting amplifier circuit) which is a post-amplifier, and an optical signal Pin having different intensity becomes an electric signal having a constant amplitude. Are amplified and output as an amplified output Rout.
この際、振幅制限増幅回路LAでは、増幅回路またはエミッタフォロワ回路からなる初段増幅回路51で電気信号Toutを増幅した後、主増幅回路52で一定振幅の増幅出力Routに増幅する。また、光信号断検出回路54で、初段増幅回路51からの電気信号Toutに基づき光信号Pinの信号断を示す光信号断検出信号LOS(Loss Of Signal)を生成し、この光信号断検出信号LOSに基づいて、スケルチ回路53で増幅出力Routの出力制御を行う。
At this time, in the amplitude limiting amplifier circuit LA, the electric signal Tout is amplified by the first
振幅制限増幅回路LAの初段増幅回路51、主増幅回路52、およびスケルチ回路53は、それぞれ初段電流源回路61、主電流源回路62、スケルチ電流源回路63を備えている。例えば、差動増幅回路、比較回路、エミッタフォロワ回路には、通常、電流を供給する電流源回路が用いられ、基準電位VCSによってその電流量が調整される。この基準電位VCSは1種類ではなく、それぞれの回路ブロックで必要となる電流量に応じた電圧値が用いられる場合もある。また、基準電位VCSの電圧源は同一ICチップに搭載されたバンドギャップリファレンス(BGR:Band Gap Reference)回路の出力であったり、ICチップの外部から供給される制御電圧であったりする。
The first
光信号断検出回路54では、図11に示したように、初段増幅回路51からの電気信号Toutに基づいて、光信号Pinの入力有無を検出する方法のほか、光信号Pinを受信するフォトダイオードPDからの光電流信号Iinをカレントミラー回路によって転写し、その電流の大小で光信号Pinの有無を検出する方法がある。
また、光信号断検出回路54の光信号断検出信号LOSは、後段回路への信号断表示に用いられるほか、自身のスケルチ回路の開閉に用いられることもある。また、光信号断検出回路54は、RSSI(Received Signal Strength Indicator)と呼ばれる回路で代用されることもある。一般的に、光信号断検出信号LOSは光信号の有無をデジタル論理レベルで表示し、RSSIは光受信強度に応じたアナログレベルを表示する。
In the optical signal
Further, the optical signal interruption detection signal LOS of the optical signal
しかしながら、このような従来技術では、振幅制限増幅回路LAの主増幅回路52に設けられた主電流源回路62において、光信号Pinの入力有無に関係なく、それぞれ電流を供給し続けるため、振幅制限増幅回路LAでの消費電力が大きいという問題点があった。
すなわち、主電流源回路62は、電流を供給するための回路であるから、基本的には、振幅制限増幅回路LAに入力される信号の有無によって電流が増減することはない。このため、光信号Pinが入力されておらず、増幅動作を行う必要がないにもかかわらず、主電流源回路62に対して常に電流が供給されているため、無駄な電力が消費されていることになる。
However, in such a conventional technique, the main
That is, since the main
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、少ない消費電力で動作させることができる振幅制限増幅回路の省電力技術を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide a power saving technique for an amplitude limiting amplifier circuit that can be operated with low power consumption.
このような目的を達成するために、本発明にかかる振幅制限増幅回路は、光信号を光電変換して得られた電気信号に含まれる各パルスを一定振幅に増幅する主増幅回路と、電気信号に基づいて光信号の信号断を示す光信号断検出信号を生成する光信号断検出回路と、主増幅回路の動作に用いる電流を当該主増幅回路へ供給するとともに、光信号断検出信号に基づいて当該電流の供給制御を行う主電流源回路とを備えている。 In order to achieve such an object, an amplitude limiting amplifier circuit according to the present invention includes a main amplifier circuit that amplifies each pulse included in an electrical signal obtained by photoelectrically converting an optical signal to a constant amplitude, and an electrical signal. And an optical signal break detection circuit for generating an optical signal break detection signal indicating a signal break of the optical signal based on the optical signal, and supplying a current used for the operation of the main amplifier circuit to the main amplifier circuit, and based on the optical signal break detection signal And a main current source circuit that controls supply of the current.
この際、主電流源回路は、コレクタ端子が主増幅回路に接続され、エミッタ端子が抵抗素子を介して接地電位に接続されたトランジスタからなる電流源と、光信号断検出信号に応じて、当該トランジスタのベース−エミッタ間に閾値電圧を与える電圧より高い基準電位と、当該ベース−エミッタ間電圧より低い待機電位とのうち、いずれか一方の電位を切り替えて当該トランジスタのベース端子へ印加するスイッチとを含むようにしてもよい。 At this time, the main current source circuit has a current source composed of a transistor having a collector terminal connected to the main amplifier circuit and an emitter terminal connected to the ground potential via a resistance element, and the optical signal disconnection detection signal A switch for switching one of a reference potential higher than a voltage for applying a threshold voltage between the base and emitter of the transistor and a standby potential lower than the voltage between the base and emitter to apply to the base terminal of the transistor; May be included.
また、増幅回路またはエミッタフォロワ回路からなり、電気信号を入力して主増幅回路へ出力する初段増幅回路を備え、光信号断検出回路は、初段増幅回路から出力された電気信号に基づいて光信号断検出信号を生成するようにしてもよい。 In addition, the amplifier circuit includes an amplifier circuit or an emitter follower circuit, and includes an initial stage amplifier circuit that inputs an electrical signal and outputs the electrical signal to the main amplifier circuit. The optical signal break detection circuit is an optical signal based on the electrical signal output from the initial stage amplifier circuit. A disconnection detection signal may be generated.
また、光信号断検出信号に基づいて、主増幅回路で得られた増幅出力の通過または遮断を制御するスケルチ回路をさらに備えてもよい。 Further, a squelch circuit that controls passage or blocking of the amplified output obtained by the main amplifier circuit based on the optical signal break detection signal may be further provided.
また、本発明にかかる振幅制限増幅回路は、光信号を光電変換して得られた電気信号に対して並列的に設けられ、電気信号に含まれる各パルスをそれぞれ一定振幅に増幅する複数の主増幅回路と、これら主増幅回路ごとに設けられて、当該主増幅回路で得られた増幅出力の通過または遮断を制御する複数のスケルチ回路と、スケルチ回路のうち、外部から入力された選択信号と対応するいずれか1つのスケルチ回路を増幅出力の通過状態に制御するとともに、他のスケルチ回路を増幅出力の遮断状態に制御する選択回路と、電気信号に基づいて光信号の信号断を示す光信号断検出信号を生成する光信号断検出回路と、主増幅回路ごとに設けられて、当該主増幅回路の動作に用いる電流を当該主増幅回路へ供給するとともに、当該電流の供給制御を行う主電流源回路とを備え、選択回路で、光信号断検出信号が光信号の信号断を示す場合には、すべての主電流源回路に対して当該電流の遮断または削減を指示し、光信号断検出信号が光信号の信号ありを示す場合には、選択信号で選択されている主増幅回路と対応する主電流源回路に対して、当該電流の供給を指示するとともに、選択信号で選択されていない残りの主増幅回路と対応する主電流源回路に対して、当該電流の遮断または削減を指示するようにしたものである。 An amplitude limiting amplifier circuit according to the present invention is provided in parallel to an electrical signal obtained by photoelectrically converting an optical signal, and a plurality of main amplifiers each amplifying each pulse included in the electrical signal to a constant amplitude. An amplifier circuit, a plurality of squelch circuits that are provided for each of the main amplifier circuits to control the passage or blocking of the amplified output obtained by the main amplifier circuit, and a selection signal input from the outside of the squelch circuits; A selection circuit that controls any one of the corresponding squelch circuits to a passing state of the amplified output, and controls another squelch circuit to a blocked state of the amplified output, and an optical signal that indicates a signal interruption of the optical signal based on the electrical signal An optical signal disconnection detection circuit that generates a disconnection detection signal and a main amplifier circuit are provided for each of the main amplifier circuits to supply current to the main amplifier circuit and to control the supply of the current. A main current source circuit that performs the operation, and in the selection circuit, when the optical signal disconnection detection signal indicates a signal disconnection of the optical signal, the main current source circuit is instructed to interrupt or reduce the current, When the optical signal disconnection detection signal indicates that there is a signal of the optical signal, the main current source circuit corresponding to the main amplifier circuit selected by the selection signal is instructed to supply the current, and the selection signal The main current source circuit corresponding to the remaining main amplifier circuit not selected is instructed to cut off or reduce the current.
この際、選択回路は、主電流源ごとに設けられて、選択信号と光信号断検出信号との論理積出力に基づいて、主電流源回路での電流の供給制御を指示するようにしてもよい。 At this time, the selection circuit is provided for each main current source, and instructs the supply control of the current in the main current source circuit based on the logical product output of the selection signal and the optical signal interruption detection signal. Good.
また、本発明にかかる光受信器は、パルス列からなる光信号を光電流信号に光電変換して出力する光電変換素子と、光電流信号を増幅して電気信号を出力するトランスインピーダンスアンプと、電気信号に含まれるパルス列の各パルスを一定振幅に増幅して出力する、前述のしたいずれか1つの振幅制限増幅回路とを備えている。 In addition, an optical receiver according to the present invention includes a photoelectric conversion element that photoelectrically converts an optical signal composed of a pulse train into a photocurrent signal and outputs it, a transimpedance amplifier that amplifies the photocurrent signal and outputs an electrical signal, Any one of the above-described amplitude limiting amplifier circuits is provided that amplifies each pulse of the pulse train included in the signal to a constant amplitude and outputs the amplified signal.
本発明によれば、光信号の入力有無に応じて、主増幅回路に供給される電流の大きさを制御することができる。したがって、光信号が入力されていない信号断状態において、主増幅回路に供給される電流を削減することができるとともに、光信号が入力された時点で、増幅動作に必要となる十分な電流を供給することができる。このため、全体して、少ない消費電力で振幅制限増幅回路を動作させることができ、振幅制限増幅回路の省電力を実現することが可能となる。 According to the present invention, the magnitude of the current supplied to the main amplifier circuit can be controlled according to whether or not an optical signal is input. Therefore, it is possible to reduce the current supplied to the main amplifier circuit when the optical signal is not input and to supply a sufficient current necessary for the amplification operation when the optical signal is input. can do. For this reason, the amplitude limiting amplifier circuit can be operated with low power consumption as a whole, and the power saving of the amplitude limiting amplifier circuit can be realized.
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。
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかる光受信器および振幅制限増幅回路について説明する。図1は、第1の実施の形態にかかる光受信器および振幅制限増幅回路の構成を示すブロック図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, an optical receiver and an amplitude limiting amplifier circuit according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an optical receiver and an amplitude limiting amplifier circuit according to the first embodiment.
この光受信器100は、光ファイバを介して受信した光信号を電気信号に変換して出力する通信装置であり、例えばFTTHシステムに採用されているPON方式において、局側で複数ユーザを収容するOLTで用いられる。
光受信器100には、主な回路構成として、フォトダイオードPD、トランスインピーダンスアンプTIA、および振幅制限増幅回路(リミッティングアンプ)LAが設けられている。
The
The
光ファイバを介して到達した光信号Pinは、フォトダイオードPDで受信されて光電流信号Iinに変換され、プリアンプであるトランスインピーダンスアンプTIAによって増幅される。このトランスインピーダンスアンプTIAの電気信号Toutは、ポストアンプである振幅制限増幅回路LAに入力され、異なる強度の光信号Pinが一定振幅の電気信号となるように増幅され、増幅出力Routとして出力される。なお、図1では省略してあるが、振幅制限増幅回路LAの後段には、通常、CDRなどの波形整形回路やタイミング調整回路が設けられており、データ信号からクロック信号が抽出されデジタル信号として扱いやすい波形に整形される。 The optical signal Pin that arrives through the optical fiber is received by the photodiode PD, converted into a photocurrent signal Iin, and amplified by a transimpedance amplifier TIA that is a preamplifier. The electric signal Tout of the transimpedance amplifier TIA is input to an amplitude limiting amplifier circuit LA that is a post amplifier, and is amplified so that optical signals Pin having different intensities become electric signals having a constant amplitude, and output as an amplified output Rout. . Although not shown in FIG. 1, a waveform shaping circuit such as a CDR or a timing adjustment circuit is usually provided at the subsequent stage of the amplitude limiting amplifier circuit LA, and a clock signal is extracted from the data signal to obtain a digital signal. It is shaped into a manageable waveform.
本実施の形態では、振幅制限増幅回路LAにおいて、主増幅回路で、光信号を光電変換して得られた電気信号に含まれる各パルスを一定振幅に増幅し、光信号断検出回路で、電気信号に基づいて光信号の信号断を示す光信号断検出信号を生成し、主電流源回路で、主増幅回路の動作に用いる電流を当該主増幅回路へ供給するとともに、光信号断検出信号に基づいて当該電流の供給制御を行うようにしたものである。 In the present embodiment, in the amplitude limiting amplifier circuit LA, each pulse included in the electric signal obtained by photoelectrically converting the optical signal in the main amplifier circuit is amplified to a constant amplitude, and the electric signal break detection circuit Based on the signal, an optical signal disconnection detection signal indicating a signal disconnection of the optical signal is generated, and a current used for the operation of the main amplifier circuit is supplied to the main amplifier circuit by the main current source circuit. Based on this, supply control of the current is performed.
次に、図1を参照して、本実施の形態にかかる振幅制限増幅回路の構成について詳細に説明する。
振幅制限増幅回路LAには、主な回路部として、初段増幅回路11、主増幅回路12、スケルチ回路13、光信号断検出回路14、初段電流源回路21、主電流源回路22、およびスケルチ電流源回路23が設けられている。
Next, the configuration of the amplitude limiting amplifier circuit according to this embodiment will be described in detail with reference to FIG.
The amplitude limiting amplifier circuit LA includes, as main circuit parts, a first
初段増幅回路11は、増幅回路またはエミッタフォロワ回路からなり、結合素子Cを用いたAC結合を介してトランスインピーダンスアンプTIAから入力された電気信号Toutを、主増幅回路12へ出力する機能を有している。
主増幅回路12は、増幅回路からなり、初段増幅回路11から出力された電気信号Poutに含まれる各パルスを一定振幅に増幅する機能を有している。
The first
The
スケルチ回路13は、光信号断検出信号LOSに基づいて、主増幅回路12で得られた増幅出力Routの通過または遮断を制御する機能を有している。
光信号断検出回路14は、初段増幅回路11から出力された電気信号Poutに基づいて、光信号Pinの信号断を示す光信号断検出信号LOS(Loss Of Signal)を生成する機能を有している。
The
The optical signal
これら初段増幅回路11、主増幅回路12、スケルチ回路13、および光信号断検出回路14については、それぞれ公知の回路構成を用いればよい。また、本実施の形態では、初段増幅回路11と主増幅回路12とがAC結合されている場合を例として説明するが、初段増幅回路11と主増幅回路12とを、直接接続してもよい。また、電気信号Tout、Pout、および増幅出力Routとしては、差動信号が用いられているものとする。
The first
初段電流源回路21は、基準電位VCSに基づき動作する電流源I1を含み、初段増幅回路11へ電流Is1を供給する機能を有している。
スケルチ電流源回路23は、基準電位VCSに基づき動作する電流源I3を含み、スケルチ回路13へ電流Is3を供給する機能を有している。
The first stage
The squelch
図2は、初段電流源回路の構成例を示す回路部である。なお、スケルチ電流源回路23も初段電流源回路21と同様の回路構成を持つ。
この初段電流源回路21は、コレクタ端子が初段増幅回路11に接続され、エミッタ端子が抵抗素子R1を介して接地電位GNDに接続されたトランジスタQ1からなる電流源I1を含み、トランジスタQ1のベース端子に基準電位VCSが印加されている。
基準電位VCSは、トランジスタQ1のベース−エミッタ間電圧Vbeに閾値電圧を与える電圧より高い電圧を有しているため、抵抗素子R1には、VCS−Vbe分の一定電圧が発生する。これにより、抵抗素子R1には一定の電流、すなわちIs1=(VCS−Vbe)/R1の電流が流れる。
FIG. 2 is a circuit unit showing a configuration example of the first stage current source circuit. The squelch
The first-stage
Since the reference potential VCS has a voltage higher than a voltage that gives a threshold voltage to the base-emitter voltage Vbe of the transistor Q1, a constant voltage corresponding to VCS-Vbe is generated in the resistance element R1. Thereby, a constant current, that is, a current of Is1 = (VCS−Vbe) / R1 flows through the resistance element R1.
主電流源回路22は、光信号断検出信号LOSに基づき基準電位VCSまたは抵抗素子Rを介して供給される接地電位GNDを出力するスイッチSWを含み、このスイッチSWの出力電位で動作する電流源I2により、主増幅回路12へ電流Is2を供給する機能を有している。スイッチSWについては、一般的なトランスファーゲートなどのスイッチ回路をオンチップで形成してもよい。あるいは、トランジスタQ1のベース端子を振幅制限増幅回路LAのICチップ外部へ引き出して、外付けのスイッチ回路で実現してもよい。
The main
図3は、第1の実施の形態にかかる主電流源回路の構成例を示す回路部である。
この主電流源回路22は、コレクタ端子が主増幅回路12に接続され、エミッタ端子が抵抗素子R2を介して接地電位GNDに接続されたトランジスタQ2からなる電流源I2を含み、光信号断検出信号LOSで切替制御されるスイッチSWを介して、基準電位VCS、または抵抗素子Rを介して供給される接地電位GNDのいずれか一方が、トランジスタQ2のベース端子へ印加されている。
FIG. 3 is a circuit unit illustrating a configuration example of the main current source circuit according to the first embodiment.
The main
この際、光信号断検出信号LOSは、光信号を検出したバースト信号区間においてLowレベルとなり、光信号Pinの信号断区間でHighレベルとなるDC信号である。したがって、光信号Pinの信号断区間では、トランジスタQ2のベース端子に基準電位VCSが印加されるため、初段電流源回路21と同様にして、抵抗素子R2には一定の電流、すなわちIs2=(VCS−Vbe)/R2の電流が流れる。
一方、光信号Pinの信号断区間では、トランジスタQ2のベース端子に接地電位GNDが供給されるため、抵抗素子R2には電圧が発生しない。このため、抵抗素子R2を流れる電流Is2が遮断される。
At this time, the optical signal disconnection detection signal LOS is a DC signal that is at a low level in the burst signal section in which the optical signal is detected and that is at a high level in the signal disconnection section of the optical signal Pin. Therefore, since the reference potential VCS is applied to the base terminal of the transistor Q2 in the signal interruption period of the optical signal Pin, similarly to the first-stage
On the other hand, in the signal interruption period of the optical signal Pin, the ground potential GND is supplied to the base terminal of the transistor Q2, so that no voltage is generated in the resistance element R2. For this reason, the current Is2 flowing through the resistance element R2 is cut off.
[第1の実施の形態の動作]
次に、図4を参照して、本実施の形態にかかる振幅制限増幅回路の動作について説明する。図4は、第1の実施の形態にかかる振幅制限増幅回路の動作を示す信号波形図である。
[Operation of First Embodiment]
Next, the operation of the amplitude limiting amplifier circuit according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a signal waveform diagram showing the operation of the amplitude limiting amplifier circuit according to the first embodiment.
ここでは、振幅制限増幅回路LAを含む光受信器100が適用されるシステムとして、10G−EPONを想定しており、10Gbpsのデータレートで振幅200mVのバースト信号を1024bit分受信し、続いて振幅2mV以下の無信号区間が時間にして2048bit分継続し、その後再び200mV振幅のバースト信号を1024bit分受信した場合が例として示されている。
なお、グラフは単層表示になっているが、入力、出力ともに差動信号であり、反転側の表示を省略している。また、データパタンはPRBS(擬似ランダムパタン)10−7である。
Here, 10G-EPON is assumed as a system to which the
Although the graph is a single layer display, both the input and output are differential signals, and the display on the inversion side is omitted. The data pattern is PRBS (pseudo random pattern) 10-7.
時刻T0において、バースト信号が終了した場合、光信号断検出回路14において光信号Pinの信号断状態が検出され、時刻T0より数10ns遅れた時刻T1に、光信号断検出回路14から、光信号断状態を示すHighレベルの光信号断検出信号LOSが出力される。
この光信号断検出信号LOSの反転に応じて、それまで開いていたスケルチ回路13が直ちに閉じられて、主増幅回路12からの増幅出力Routが遮断される。
When the burst signal is terminated at time T0, the optical signal
In response to the inversion of the optical signal disconnection detection signal LOS, the
また、この光信号断検出信号LOSの反転に応じて、主電流源回路22のスイッチSWが、基準電位VCS側から抵抗素子R側へ切り替えられる。
これにより、時刻T1から僅かに後の時刻T2に、基準電位VCSに代えて、抵抗素子Rを介した接地電位GNDが電流源I2に供給され、トランジスタQ2のベース端子の端子電位VBは、約1.5Vの基準電位VCSから接地電位GNDまで低下する。
Further, the switch SW of the main
As a result, at time T2 slightly after time T1, the ground potential GND via the resistance element R is supplied to the current source I2 instead of the reference potential VCS, and the terminal potential VB of the base terminal of the transistor Q2 is about The voltage drops from the reference potential VCS of 1.5V to the ground potential GND.
このため、電流源I2により主増幅回路12へ供給されていた電流Is2は、55mAから10mAまで低下し、約45mA程度削減される。この場合、主増幅回路12で用いている電源電位は3.3Vであるので、電流Is2の上記削減により、約150mWの消費電力が削減され、通常動作時に比べて約82%の省電力効果が得られたことになる。
For this reason, the current Is2 supplied to the
この後、時刻T3に、バースト信号を再び受信すると、その後の時刻T4に光信号断検出信号LOSが、光信号Pinの信号ありを示すLowレベルへ反転する。
これにより、その後の時刻T5にスケルチ回路13が開かれて、主増幅回路12からの増幅出力Routの出力が再開される。
Thereafter, when the burst signal is received again at time T3, the optical signal break detection signal LOS is inverted to the low level indicating that the optical signal Pin is present at the subsequent time T4.
As a result, the
また、この光信号断検出信号LOSの反転に応じて、主電流源回路22のスイッチSWが、抵抗素子R側から基準電位VCS側へ切り替えられる。
これにより、基準電位VCSが電流源I2に供給され、その後の時刻T5にトランジスタQ2のベース端子の端子電位VBが基準電位VCSまで上昇する。このため、電流源I2により主増幅回路12へ供給される電流Is2が、約55mAまで増加し、増幅動作に必要な十分な電流が供給される。
Further, the switch SW of the main
As a result, the reference potential VCS is supplied to the current source I2, and the terminal potential VB of the base terminal of the transistor Q2 rises to the reference potential VCS at the subsequent time T5. For this reason, the current Is2 supplied to the
振幅制限増幅回路LAを構成する回路部のうち、電気信号を処理する初段増幅回路11と主増幅回路12については、同一ICチップ上に形成されているが、他の回路部については、同一ICチップにオンチップで構成してもよく、ICチップに対して外部接続で構成してもよい。
Of the circuit parts constituting the amplitude limiting amplifier circuit LA, the first
[第1の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、振幅制限増幅回路LAにおいて、主増幅回路12で、光信号Pinを光電変換して得られた電気信号Poutに含まれる各パルスを一定振幅に増幅し、光信号断検出回路14で、電気信号Poutに基づいて光信号Pinの信号断を示す光信号断検出信号LOSを生成し、主電流源回路22で、主増幅回路12の動作に用いる電流Is2を当該主増幅回路12へ供給するとともに、光信号断検出信号LOSに基づいて当該電流Is2の供給制御を行うようにしたので、光信号Pinの入力有無に応じて、主増幅回路12に供給される電流Is2の大きさを制御することができる。
[Effect of the first embodiment]
As described above, according to the present embodiment, in the amplitude limiting amplifier circuit LA, the
したがって、光信号Pinが入力されていない信号断状態において、主増幅回路12に供給される電流Is2を削減することができるとともに、光信号Pinが入力された時点で、増幅動作に必要となる十分な電流Is2を供給することができる。このため、全体して、少ない消費電力で振幅制限増幅回路LAを動作させることができ、振幅制限増幅回路LAの省電力を実現することが可能となる。
Therefore, the current Is2 supplied to the
また、本実施の形態では、必要な回路を動作させたまま、主増幅回路を停止するように構成している。具体的には、供給される電流が光信号断検出信号LOSに応じて制御されるのは主増幅回路12であり、初段増幅回路11、スケルチ回路13および光信号断検出回路14については、制御の対象外としている。このうち、初段増幅回路11と光信号断検出回路14は、光信号Pinの入力有無を検出するために必要であり、スケルチ回路13は、無信号時に予め決められたレベルに増幅出力Routを固定してノイズが出力されることを防ぐために必要だからである。
In this embodiment, the main amplifier circuit is stopped while the necessary circuits are operated. Specifically, it is the
したがって、振幅制限増幅回路LAの外部に設けられている電源回路において、光信号断検出信号LOSに基づき、振幅制限増幅回路LA全体の供給電源を制御する場合と比較して、安定した増幅動作を維持しつつ、省電力制御として極めて高い応答性能が得られるため、FTTHなどの高速広帯域光伝送方式で用いる光受信器にも適用できる。 Therefore, in the power supply circuit provided outside the amplitude limiting amplifier circuit LA, a stable amplification operation is performed as compared with the case where the power supply of the entire amplitude limiting amplifier circuit LA is controlled based on the optical signal disconnection detection signal LOS. While maintaining extremely high response performance as power saving control, it can be applied to an optical receiver used in a high-speed broadband optical transmission system such as FTTH.
また、本実施の形態では、振幅制限増幅回路LAのうち、初段増幅回路11、主増幅回路12、スケルチ回路13、初段電流源回路21、主電流源回路22、およびスケルチ電流源回路23が形成されるICチップと同一チップに、光信号断検出回路14を形成してもよい。これにより、光信号断検出回路14を外付け回路とする場合と比較して、電気信号Poutの配線長を短縮でき、高い周波数特性を得ることができる。
In the present embodiment, the first
また、本実施の形態では、光信号断検出回路14の接続点、すなわち初段増幅回路11の出力より後段の増幅回路に対する供給電流を制御するようにしたので、光信号断検出回路14の安定動作を確保することができる。なお、光信号断検出回路14の接続点より前段については、トランスインピーダンスアンプTIAや主増幅回路12における増幅率に応じて、初段増幅回路11として、例えば数段の増幅回路やエミッタフォロア回路を具備すればよく、不要であれば初段増幅回路11を削除して、トランスインピーダンスアンプTIAからの電気信号Toutを、主増幅回路12および光信号断検出回路14へ、直接入力するようにしてもよい。
In this embodiment, since the supply current to the amplifier circuit at the subsequent stage is controlled from the connection point of the optical signal
また、本実施の形態では、電流源をバイポーラトランジスタで構成した場合を例として説明したが、MOSFETで構成してもよい。また、例えばNMOSFETで電流源を構成した場合、待機電位VSLとして、直接、接地電位GNDを用いてもよい。 Further, in the present embodiment, the case where the current source is configured by a bipolar transistor has been described as an example, but may be configured by a MOSFET. For example, when the current source is configured by NMOSFET, the ground potential GND may be directly used as the standby potential VSL.
[第2の実施の形態]
次に、図5を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかる振幅制限増幅回路について説明する。図5は、第2の実施の形態にかかる主電流源回路の構成例を示す回路図である。
[Second Embodiment]
Next, an amplitude limiting amplifier circuit according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of a main current source circuit according to the second embodiment.
第1の実施の形態では、主電流源回路22において、スイッチSWを介して、基準電位VCS、または抵抗素子Rを介して供給される接地電位GNDのいずれか一方を、トランジスタQ2のベース端子へ印加する場合を例として説明した。本実施の形態では、スイッチSWを介して、基準電位VCS、または待機電位VSLのいずれか一方を、トランジスタQ2のベース端子へ印加する場合について説明する。なお、本実施の形態にかかる振幅制限増幅回路LAのうち、主電流源回路22以外の構成については、第1の実施の形態と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。
In the first embodiment, in the main
本実施の形態の形態にかかる主電流源回路22は、図5に示すように、コレクタ端子が主増幅回路12に接続され、エミッタ端子が抵抗素子R2を介して接地電位GNDに接続されたトランジスタQ2からなる電流源I2を含み、光信号断検出信号LOSで切替制御されるスイッチSWを介して、基準電位VCS、または待機電位VSLのいずれか一方が、トランジスタQ2のベース端子へ印加されている。
As shown in FIG. 5, the main
この待機電位VSLは、トランジスタQ2のベース−エミッタ間電圧Vbeに閾値電圧を与える電圧より低く、接地電位GNDより高い直流電位である。一般に、トランジスタのベース電位がベース−エミッタ間電圧Vbeに閾値電圧を与える電圧を下回ると、そのコレクタ電流は指数関数的に減少する特性を有している。したがって、光信号Pinの信号断が検出された場合、トランジスタQ2のベース端子には、ベース−エミッタ間電圧Vbeに閾値電圧を与える電圧より低い電位を印加すれば、接地電位GNDまで低下させなくても、主増幅回路12へ供給される電流Is2を削減できる。
This standby potential VSL is a DC potential that is lower than a voltage that gives a threshold voltage to the base-emitter voltage Vbe of the transistor Q2 and higher than the ground potential GND. Generally, when the base potential of a transistor falls below a voltage that gives a threshold voltage to the base-emitter voltage Vbe, the collector current has a characteristic of exponentially decreasing. Therefore, when a signal disconnection of the optical signal Pin is detected, if a potential lower than the voltage that gives the threshold voltage to the base-emitter voltage Vbe is applied to the base terminal of the transistor Q2, it is not lowered to the ground potential GND. In addition, the current Is2 supplied to the
一方、光信号断検出回路14におけるバースト信号の検出には、ある程度の時間を要するため、光信号Pinの入力ありを示すLowレベルの光信号断検出信号LOSが出力された時点で、すでにバースト信号が主増幅回路12へ入力されている状態となる。このため、主電流源回路22では、光信号断検出信号LOSがHighレベルからLowレベルへ反転した時点から遅れることなく、主増幅回路12に対して増幅動作に必要な大きさの電流Is2を供給開始することが求められる。
On the other hand, since it takes a certain amount of time to detect the burst signal in the optical signal
ここで、主電流源回路22の電流供給開始時における応答速度は、トランジスタQ2のターンオン時間に左右され、トランジスタQ2に印加されるベース電位の変化量が少ないほど応答速度が速い。
本実施の形態では、光信号Pinの信号断区間において、トランジスタQ2のベース−エミッタ間電圧Vbeに閾値電圧を与える電圧より低く、接地電位GNDより高い待機電位VSLがトランジスタQ2のベース端子に印加される。このため、トランジスタQ2は完全にオフ状態とはならず、いわゆる待機状態に維持される。したがって、トランジスタQ2のターンオン時間が短縮されて、主電流源回路22の応答速度が改善されて、光信号Pinの入力ありを示す光信号断検出信号LOSから増幅動作までに要する時間が短縮される。
Here, the response speed at the start of current supply of the main
In the present embodiment, a standby potential VSL lower than a voltage that gives a threshold voltage to the base-emitter voltage Vbe of the transistor Q2 and higher than the ground potential GND is applied to the base terminal of the transistor Q2 in the signal interruption period of the optical signal Pin. The Therefore, the transistor Q2 is not completely turned off and is maintained in a so-called standby state. Therefore, the turn-on time of the transistor Q2 is shortened, the response speed of the main
[第2の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態では、主電流源回路22に、コレクタ端子が主増幅回路12に接続され、エミッタ端子が抵抗素子R2を介して接地電位GNDに接続されたトランジスタQ2からなる電流源I2設け、光信号断検出信号LOSに応じて切替動作するスイッチSWで、当該トランジスタQ2のベース−エミッタ間電圧Vbeに閾値電圧を与える電圧より高い基準電位VCSと、当該ベース−エミッタ間電圧Vbeに閾値電圧を与える電圧より低い待機電位VSLとのうち、いずれか一方の電位を切り替えて当該トランジスタQ2のベース端子へ印加するようにしたので、主電流源回路22の電流供給開始時における応答速度を速くすることができる。
[Effect of the second embodiment]
As described above, in the present embodiment, the main
したがって、一定の電流削減量が得られるのであれば、待機電位VSLとして、ベース−エミッタ間電圧Vbeに閾値電圧を与える電圧により近い電位を選択することにより、高い応答速度を得ることができる。このため、結果として、光信号Pinの入力開始から、少ない遅れ時間で振幅制限増幅回路LAから増幅出力を出力することが可能となる。 Therefore, if a certain amount of current reduction can be obtained, a high response speed can be obtained by selecting a potential closer to the voltage that gives the threshold voltage to the base-emitter voltage Vbe as the standby potential VSL. As a result, it is possible to output an amplified output from the amplitude limiting amplifier circuit LA with a small delay time from the start of input of the optical signal Pin.
また、本実施の形態では、電流源をバイポーラトランジスタで構成した場合を例として説明したが、MOSFETで構成してもよい。また、例えばNMOSFETで電流源を構成した場合、待機電位VSLとして、NMOSFETの閾値近傍の電位を用いればよい。 Further, in the present embodiment, the case where the current source is configured by a bipolar transistor has been described as an example, but may be configured by a MOSFET. For example, when a current source is configured by NMOSFET, a potential near the threshold value of NMOSFET may be used as standby potential VSL.
[第3の実施の形態]
次に、図6を参照して、本発明の第3の実施の形態にかかる振幅制限増幅回路について説明する。図6は、第3の実施の形態にかかる振幅制限増幅回路の構成を示すブロック図である。
[Third Embodiment]
Next, an amplitude limiting amplifier circuit according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an amplitude limiting amplifier circuit according to the third embodiment.
第1の実施の形態では、電気信号Poutを増幅する回路系統が1つの場合を例として説明した。本実施の形態では、入力された電気信号Toutを増幅する回路系統が複数設けられている場合について説明する。 In the first embodiment, the case where there is one circuit system for amplifying the electric signal Pout has been described as an example. In this embodiment, a case where a plurality of circuit systems for amplifying the input electric signal Tout is provided will be described.
例えばFTTHシステムに採用されているPON方式では、1Gbps以上のビットレートを持つ光信号Pinを用いるため、このような周波数の極めて高い光信号Pinを増幅する振幅制限増幅回路LAでは、増幅する光信号Pinのビットレートを考慮した回路構成を用いる必要がある。このため、複数のビットレートに対応した光受信器を構成するには、それぞれのビットレートに最適化された増幅回路をそれぞれ持つ回路系統を複数並列的に備える構成が必要となる。 For example, since the PON system employed in the FTTH system uses an optical signal Pin having a bit rate of 1 Gbps or more, the amplitude limiting amplifier circuit LA that amplifies the optical signal Pin having such an extremely high frequency uses the optical signal to be amplified. It is necessary to use a circuit configuration in consideration of the bit rate of Pin. For this reason, in order to configure an optical receiver corresponding to a plurality of bit rates, a configuration including a plurality of circuit systems each having an amplifier circuit optimized for each bit rate is required.
図6に示すように、本実施の形態にかかる振幅制限増幅回路LAには、系統Aと系統Bの2つ回路系統が、電気信号Poutに対して並列的に設けられており、これら系統Aと系統Bのいずれか一方を選択制御する選択回路15が設けられている。
As shown in FIG. 6, in the amplitude limiting amplifier circuit LA according to the present embodiment, two circuit systems of a system A and a system B are provided in parallel to the electric signal Pout. And a
系統Aには、主な回路部として、主増幅回路12A、スケルチ回路13A、主電流源回路22A、およびスケルチ電流源回路23Aが設けられており、これら回路部は、1Gbpsの光信号Pinに最適化されている。
系統Bには、主な回路部として、主増幅回路12B、スケルチ回路13B、主電流源回路22B、およびスケルチ電流源回路23Bが設けられており、これら回路部は、10Gbpsの光信号Pinに最適化されている。
The system A is provided with a
The system B is provided with a
主増幅回路12Aは、増幅回路からなり、初段増幅回路11から出力された電気信号Poutに含まれる各パルスを一定振幅に増幅する機能を有している。
スケルチ回路13Aは、選択回路15からの駆動制御信号CAに基づいて、主増幅回路12Aで得られた増幅出力RoutAの通過または遮断を制御する機能を有している。
主電流源回路22Aは、選択回路15からの駆動制御信号CAに基づいて、主増幅回路12Aへ供給する電流Is2Aを制御する機能を有している。
スケルチ電流源回路23Aは、スケルチ回路13Aへ電流Is3Aを供給する機能を有している。
The
The
The main
The squelch
主増幅回路12Bは、増幅回路からなり、初段増幅回路11から出力された電気信号Poutに含まれる各パルスを一定振幅に増幅する機能を有している。
スケルチ回路13Bは、選択回路15からの駆動制御信号CBに基づいて、主増幅回路12Bで得られた増幅出力RoutBの通過または遮断を制御する機能を有している。
主電流源回路22Bは、選択回路15からの駆動制御信号CBに基づいて、主増幅回路12Bへ供給する電流Is2Bを制御する機能を有している。
スケルチ電流源回路23Bは、スケルチ回路13Bへ電流Is3Bを供給する機能を有している。
The
The
The main
The squelch
選択回路15は、複数のゲート回路からなり、振幅制限増幅回路LAの上位装置から出力された選択信号RS(Rate Select)と光信号断検出回路14からの光信号断検出信号LOSとの論理積出力に基づいて、駆動制御信号CA,CBを生成して主電流源回路22A,22Bへ出力することにより、系統Aと系統Bのうち、いずれか一方の系統を動作状態に制御する機能を有している。
図7は、選択回路の構成例である。ここでは、主回路部として、インバータINV1,INV2と、NAND回路NAND1,NAND2が設けられている。
The
FIG. 7 is a configuration example of the selection circuit. Here, inverters INV1 and INV2 and NAND circuits NAND1 and NAND2 are provided as main circuit portions.
選択信号RSは、INV1により論理が反転されてNAND1の一方の入力端子に入力されている。また、選択信号RSは、反転されることなく、NAND2の一方の入力端子にも入力されている。一方、光信号断検出信号LOSは、INV2により論理が反転されて、NAND1の他方の入力端子と、NAND2の他方の入力端子へ入力されている。
そして、NAND1の出力が駆動制御信号CAとして、A系統の主電流源回路22Aおよびスケルチ回路13Aへ出力されている。また、NAND2の出力が駆動制御信号CBとして、B系統の主電流源回路22Aおよびスケルチ回路13Aへ出力されている。
The selection signal RS has its logic inverted by INV1 and is input to one input terminal of the NAND1. The selection signal RS is also input to one input terminal of the NAND 2 without being inverted. On the other hand, the optical signal break detection signal LOS is inverted in logic by INV2, and is input to the other input terminal of NAND1 and the other input terminal of NAND2.
The output of the
図8は、選択回路で用いる各信号の論理を示す説明図である。
本実施の形態において、選択信号RSは、系統Aを選択指示するDC信号である。値「0」すなわちLowレベルのときに、系統Aを選択指示する状態、すなわち選択信号RSの有意を表示し、値「1」すなわちHighレベルのときに、系統Bを選択指示する状態を表示する。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the logic of each signal used in the selection circuit.
In the present embodiment, the selection signal RS is a DC signal that instructs to select the system A. When the value is “0”, that is, the Low level, a state in which the system A is selected and displayed, that is, the significance of the selection signal RS is displayed. When the value is “1”, that is, when the High level is displayed, .
また、光信号断検出回路14から出力される光信号断検出信号LOSは、十分な信号強度の光信号Pinが入力されていない信号断状態を示すDC信号である。値「1」すなわちHighレベルのときに、十分な信号強度の光信号Pinが入力されていない信号断状態、すなわち光信号断検出信号LOSの有意を表示し、値「0」すなわちLowレベルのときに、十分な信号強度の光信号Pinが入力されている信号あり状態を表示する。
Further, the optical signal interruption detection signal LOS output from the optical signal
また、駆動制御信号CAは、系統Aを駆動指示するDC信号である。値「0」すなわちLowレベルのときに、系統Aの駆動を指示する状態、すなわち駆動制御信号CAの有意を表示し、値「1」すなわちHighレベルのときに、系統Aの駆動停止を指示する状態を表示する。
また、駆動制御信号CBは、系統Bの駆動を指示すDC信号である。値「0」すなわちLowレベルのときに、系統Bを駆動指示する状態、すなわち駆動制御信号CBの有意を表示し、値「1」すなわちHighレベルのときに、系統Bの駆動停止を指示する状態を表示する。
The drive control signal CA is a DC signal for instructing driving of the system A. When the value is “0”, that is, the Low level, the state of instructing the driving of the system A, that is, the significance of the drive control signal CA is displayed. Display status.
Further, the drive control signal CB is a DC signal that indicates driving of the system B. A state in which driving of the system B is instructed when the value is “0”, that is, the Low level, that is, the significance of the drive control signal CB is displayed, and a stop instruction of driving of the system B is instructed when the value is “1”, that is, the High level Is displayed.
[第3の実施の形態の動作]
次に、図9を参照して、本実施の形態にかかる振幅制限増幅回路の動作について説明する。図9は、選択回路の動作を示す真理値表である。
[Operation of Third Embodiment]
Next, the operation of the amplitude limiting amplifier circuit according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a truth table showing the operation of the selection circuit.
図9に示すように、選択信号RSがLowレベルの場合、INV1で負論理に反転されてNAND1へHighレベルが入力されるため、光信号断検出信号LOSと等しいレベルの駆動制御信号CAがNAND1から出力される。また、NAND2にはLowの選択信号RSが直接入力されるため、光信号断検出信号LOSのレベルにかかわらず、Highレベルの駆動制御信号CBがNAND2から出力される。 As shown in FIG. 9, when the selection signal RS is at the low level, it is inverted to negative logic at INV1 and the high level is input to the NAND1, so that the drive control signal CA at a level equal to the optical signal break detection signal LOS is NAND1. Is output from. Further, since the Low selection signal RS is directly input to the NAND 2, the high-level drive control signal CB is output from the NAND 2 regardless of the level of the optical signal break detection signal LOS.
一方、選択信号RSがHighレベルの場合、INV1で負論理に反転されてNAND1へLowレベルが入力されるため、光信号断検出信号LOSのレベルにかかわらず、Highレベルの駆動制御信号CAがNAND1から出力される。また、NAND2にはHighの選択信号RSが直接入力されるため、光信号断検出信号LOSと等しいレベルの駆動制御信号CBがNAND2から出力される。 On the other hand, when the selection signal RS is at the high level, it is inverted to negative logic at INV1 and the low level is input to the NAND1, so that the drive control signal CA at the high level is NAND1 regardless of the level of the optical signal disconnection detection signal LOS. Is output from. Further, since the High selection signal RS is directly input to the NAND2, the drive control signal CB having the same level as the optical signal break detection signal LOS is output from the NAND2.
したがって、選択回路15は、光信号断検出信号LOSが光信号Pinの信号断を示す場合には、各主電流源回路22A,22Bに対して、電流Is2A,Is2Bの遮断または削減を指示する。また、光信号断検出信号LOSが光信号Pinの信号ありを示す場合には、例えば、選択信号RSで選択されている主増幅回路12Aと対応する主電流源回路22Aに対して、電流Is2Aの供給を指示するとともに、選択信号RSで選択されていない残りの主増幅回路12Bと対応する主電流源回路22Bに対して、電流Is2Bの遮断または削減を指示する。
Therefore, the
図10は、第3の実施の形態にかかる振幅制限増幅回路の動作を示す説明図である。
まず、選択信号RSにより系統Aが選択されている際、光信号断検出信号LOSが光信号Pinの信号断を示す場合には、駆動制御信号CA,CBともHighレベルとなる。このため、スケルチ回路13A,13Bの両方が閉じて、増幅出力RoutA,RoutBの出力がともに遮断される。また、主電流源回路22A,22Bの両方で、主増幅回路12A,12Bへ供給される電流Is2A,Is2Bが共に制限または停止され、主増幅回路12A,12Bでの電力消費が削減されて省電力状態となる。
FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating the operation of the amplitude limiting amplifier circuit according to the third embodiment.
First, when the system A is selected by the selection signal RS, when the optical signal disconnection detection signal LOS indicates the signal disconnection of the optical signal Pin, the drive control signals CA and CB are both at the high level. For this reason, both the
一方、光信号断検出信号LOSにより光信号Pinの入力が検出された場合、駆動制御信号CAのみがLowレベルとなる。これにより、スケルチ回路13Aのみが開いて、増幅出力RoutAが出力される。また、主電流源回路22Aのみで、主増幅回路12Aへ十分な電流Is2Aが供給され、主増幅回路12Aのみが増幅動作を行う通常状態となる。
On the other hand, when the input of the optical signal Pin is detected by the optical signal disconnection detection signal LOS, only the drive control signal CA becomes the low level. As a result, only the
また、選択信号RSにより系統Bが選択されている際、光信号断検出信号LOSが光信号Pinの信号断を示す場合には、駆動制御信号CA,CBともHighレベルとなる。このため、スケルチ回路13A,13Bの両方が閉じて、増幅出力RoutA,RoutBの出力がともに遮断される。また、主電流源回路22A,22Bの両方で、主増幅回路12A,12Bへ供給される電流Is2A,Is2Bが共に制限または停止され、主増幅回路12A,12Bでの電力消費が削減されて省電力状態となる。
Further, when the system B is selected by the selection signal RS, when the optical signal disconnection detection signal LOS indicates the signal disconnection of the optical signal Pin, both the drive control signals CA and CB are at the high level. For this reason, both the
一方、光信号断検出信号LOSにより光信号Pinの入力が検出された場合、駆動制御信号CBのみがLowレベルとなる。これにより、スケルチ回路13Bのみが開いて、増幅出力RoutBが出力される。また、主電流源回路22Bのみで、主増幅回路12Bへ十分な電流Is2Bが供給され、主増幅回路12Bのみが増幅動作を行う通常状態となる。
On the other hand, when the input of the optical signal Pin is detected by the optical signal disconnection detection signal LOS, only the drive control signal CB is at the low level. As a result, only the
[第3の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態では、選択回路15において、光信号断検出信号LOSが光信号Pinの信号断を示す場合には、すべての主電流源回路22に対して、当該電流の遮断または削減を指示し、光信号断検出信号LOSが光信号Pinの信号ありを示す場合には、選択信号RSで選択されている主増幅回路12と対応する主電流源回路22に対して、当該電流の供給を指示するとともに、選択信号RSで選択されていない残りの主増幅回路12と対応する主電流源回路22に対して、当該電流の遮断または削減を指示するようにしている。
[Effect of the third embodiment]
As described above, in the present embodiment, when the optical signal disconnection detection signal LOS indicates the signal disconnection of the optical signal Pin in the
これにより、入力された電気信号Toutを増幅する回路系統が複数設けられている場合には、選択された系統の主増幅回路に対してのみ電流が供給されるため、他の系統の主増幅回路での消費電力を削減できるのに加え、選択された系統の主増幅回路については、光信号Pinの入力が検出された場合にのみ電流が供給されるため、極めて大きな省電力を実現することが可能となる。 As a result, when a plurality of circuit systems for amplifying the input electric signal Tout are provided, current is supplied only to the main amplifier circuit of the selected system. In addition to reducing the power consumption of the main amplifier circuit, the main amplifier circuit of the selected system is supplied with current only when the input of the optical signal Pin is detected, so that extremely large power saving can be realized. It becomes possible.
また、選択された系統の主増幅回路のみを駆動するようにしたので、他の系統の主増幅回路で発生しうるクロストークを完全に抑止することができ、高いノイズ耐性を得ることができる。
また、光信号Pinの入力有無に応じて主増幅回路への電流供給を制御するようにしたので、バースト信号ごとに自律的な省電力モードへの移行および復帰を実現できる。このため、プロトコルベースの省電力制御が不要となり、振幅制限増幅回路として高い汎用性が得られる。
Further, since only the main amplifier circuit of the selected system is driven, crosstalk that can occur in the main amplifier circuits of other systems can be completely suppressed, and high noise resistance can be obtained.
In addition, since the current supply to the main amplifier circuit is controlled according to whether or not the optical signal Pin is input, it is possible to realize the transition and return to the autonomous power saving mode for each burst signal. This eliminates the need for protocol-based power saving control and provides high versatility as an amplitude limiting amplifier circuit.
また、図7に示した回路図は、選択回路15の一構成例であり、これに限定されるものではなく、インバータやゲート回路を組み合わせて同様の真理値表が得られる回路を構成してもよい。また、選択信号RS、光信号断検出信号LOS、駆動制御信号CA,CB、主電流源回路22、スケルチ回路13などの制御論理に応じて、適宜、回路構成を変更してもよい。
Further, the circuit diagram shown in FIG. 7 is one configuration example of the
[実施の形態の拡張]
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
[Extended embodiment]
The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.
100…光受信器、PD…フォトダイオード、TIA…トランスインピーダンスアンプ、LA…振幅制限増幅回路、11…初段増幅回路、12,12A,12B…主増幅回路、13,13A,13B…スケルチ回路、14…光信号断検出回路、15…選択回路、21,21A,21B…初段電流源回路、22,22A,22B…主電流源回路、23,23A,23B…スケルチ電流源回路、C…容量素子、I1,I2,I3…電流源、Q1,Q2…トランジスタ、R,R1,R2…抵抗素子、SW…スイッチ、INV1,INV2…インバータ、NAND1,NAND2…NAND回路、Pin…光信号、Iin…光電流信号、Tout,Pout…電気信号、Rout…増幅出力、LOS…光信号断検出信号、RS…選択信号、CA,CB…駆動制御信号、VCS…基準電位、VSL…待機電位、Vbe…ベース−エミッタ間電圧、VB…ベース電位、GND…接地電位。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記電気信号に基づいて前記光信号の信号断を示す光信号断検出信号を生成する光信号断検出回路と、
前記主増幅回路の動作に用いる電流を当該主増幅回路へ供給するとともに、前記光信号断検出信号に基づいて当該電流の供給制御を行う主電流源回路と
を備えることを特徴とする振幅制限増幅回路。 A main amplifier circuit that amplifies each pulse included in the electrical signal obtained by photoelectrically converting the optical signal to a constant amplitude;
An optical signal disconnection detection circuit for generating an optical signal disconnection detection signal indicating a signal disconnection of the optical signal based on the electrical signal;
Amplitude-limited amplification, comprising: a main current source circuit that supplies current used for the operation of the main amplifier circuit to the main amplifier circuit and performs supply control of the current based on the optical signal disconnection detection signal circuit.
前記主電流源回路は、コレクタ端子が前記主増幅回路に接続され、エミッタ端子が抵抗素子を介して接地電位に接続されたトランジスタからなる電流源と、前記光信号断検出信号に応じて、当該トランジスタのベース−エミッタ間電圧に閾値電圧を与える電圧より高い基準電位と、当該ベース−エミッタ間電圧より低い待機電位とのうち、いずれか一方の電位を切り替えて当該トランジスタのベース端子へ印加するスイッチとを含むことを特徴とする振幅制限増幅回路。 The amplitude limiting amplifier circuit according to claim 1,
The main current source circuit includes a current source including a transistor having a collector terminal connected to the main amplifier circuit and an emitter terminal connected to a ground potential via a resistor element, and the optical signal break detection signal A switch that switches between a reference potential higher than a voltage that gives a threshold voltage to the base-emitter voltage of a transistor and a standby potential that is lower than the base-emitter voltage and applies it to the base terminal of the transistor And an amplitude limiting amplifier circuit.
増幅回路またはエミッタフォロワ回路からなり、前記電気信号を入力して前記主増幅回路へ出力する初段増幅回路を備え、
前記光信号断検出回路は、前記初段増幅回路から出力された電気信号に基づいて前記光信号断検出信号を生成することを特徴とする振幅制限増幅回路。 In the amplitude limiting amplifier circuit according to claim 1 or 2,
An amplifier circuit or an emitter follower circuit, comprising an initial stage amplifier circuit that inputs the electrical signal and outputs it to the main amplifier circuit,
The optical signal interruption detection circuit generates the optical signal interruption detection signal based on the electrical signal output from the first stage amplification circuit.
前記光信号断検出信号に基づいて、前記主増幅回路で得られた増幅出力の通過または遮断を制御するスケルチ回路をさらに備えることを特徴とする振幅制限増幅回路。 In the amplitude limiting amplifier circuit according to any one of claims 1 to 3,
An amplitude limiting amplifier circuit further comprising a squelch circuit that controls passage or blocking of the amplified output obtained by the main amplifier circuit based on the optical signal disconnection detection signal.
これら主増幅回路ごとに設けられて、当該主増幅回路で得られた増幅出力の通過または遮断を制御する複数のスケルチ回路と、
前記スケルチ回路のうち、外部から入力された選択信号と対応するいずれか1つのスケルチ回路を前記増幅出力の通過状態に制御するとともに、他のスケルチ回路を前記増幅出力の遮断状態に制御する選択回路と、
前記電気信号に基づいて前記光信号の信号断を示す光信号断検出信号を生成する光信号断検出回路と、
前記主増幅回路ごとに設けられて、当該主増幅回路の動作に用いる電流を当該主増幅回路へ供給するとともに、当該電流の供給制御を行う主電流源回路と
を備え、
前記選択回路は、前記光信号断検出信号が前記光信号の信号断を示す場合には、すべての前記主電流源回路に対して当該電流の遮断または削減を指示し、前記光信号断検出信号が前記光信号の信号ありを示す場合には、前記選択信号で選択されている前記主増幅回路と対応する前記主電流源回路に対して、当該電流の供給を指示するとともに、前記選択信号で選択されていない残りの前記主増幅回路と対応する前記主電流源回路に対して、当該電流の遮断または削減を指示する
ことを特徴とする振幅制限増幅回路。 A plurality of main amplifier circuits that are provided in parallel to an electrical signal obtained by photoelectrically converting an optical signal and each amplifies each pulse included in the electrical signal to a constant amplitude;
A plurality of squelch circuits that are provided for each of these main amplifier circuits and control the passage or blocking of the amplified output obtained by the main amplifier circuit;
A selection circuit that controls any one of the squelch circuits corresponding to a selection signal input from the outside to a passing state of the amplified output, and controls another squelch circuit to a blocked state of the amplified output. When,
An optical signal disconnection detection circuit for generating an optical signal disconnection detection signal indicating a signal disconnection of the optical signal based on the electrical signal;
A main current source circuit that is provided for each of the main amplifier circuits, and supplies a current used for the operation of the main amplifier circuit to the main amplifier circuit, and controls supply of the current;
When the optical signal break detection signal indicates the signal break of the optical signal, the selection circuit instructs the main current source circuit to cut or reduce the current, and the optical signal break detection signal Indicates that the optical signal is present, the main current source circuit corresponding to the main amplifier circuit selected by the selection signal is instructed to supply the current, and the selection signal An amplitude limiting amplifier circuit, wherein the main current source circuit corresponding to the remaining unselected main amplifier circuit is instructed to cut off or reduce the current.
前記選択回路は、前記主電流源ごとに設けられて、前記選択信号と前記光信号断検出信号との論理積出力に基づいて、前記主電流源回路での前記電流の供給制御を指示することを特徴とする振幅制限増幅回路。 The amplitude limiting amplifier circuit according to claim 5,
The selection circuit is provided for each main current source, and instructs supply control of the current in the main current source circuit based on a logical product output of the selection signal and the optical signal disconnection detection signal. An amplitude limiting amplifier circuit.
前記光電流信号を増幅して電気信号を出力するトランスインピーダンスアンプと、
前記電気信号に含まれる前記パルス列の各パルスを一定振幅に増幅して出力する請求項1〜請求項6のいずれか1つに記載した振幅制限増幅回路と
を備えることを特徴とする光受信器。 A photoelectric conversion element that photoelectrically converts an optical signal composed of a pulse train into a photocurrent signal and outputs the photoelectric signal;
A transimpedance amplifier that amplifies the photocurrent signal and outputs an electrical signal;
7. An optical receiver comprising: the amplitude limiting amplifier circuit according to claim 1 that outputs each pulse of the pulse train included in the electrical signal after being amplified to a constant amplitude. .
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