JP2566734B2 - Ａｃ結合型受信装置及びａｃ結合型光ファイバ用受信装置 - Google Patents
Ａｃ結合型受信装置及びａｃ結合型光ファイバ用受信装置Info
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- JP2566734B2 JP2566734B2 JP6002340A JP234094A JP2566734B2 JP 2566734 B2 JP2566734 B2 JP 2566734B2 JP 6002340 A JP6002340 A JP 6002340A JP 234094 A JP234094 A JP 234094A JP 2566734 B2 JP2566734 B2 JP 2566734B2
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
- H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
- H04B10/693—Arrangements for optimizing the preamplifier in the receiver
- H04B10/6933—Offset control of the differential preamplifier
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＡＣ結合型光ファイバ
用受信装置に係り、更に詳細に説明すれば、適正な動作
のためにプリアンブル・メッセージを必要としないよう
なＡＣ結合型光ファイバ用受信装置に係る。
用受信装置に係り、更に詳細に説明すれば、適正な動作
のためにプリアンブル・メッセージを必要としないよう
なＡＣ結合型光ファイバ用受信装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】光学式受信装置は、光（パルス）信号を
これと等価な電気信号に変換する。光信号は、ホト・ダ
イオード等の光検出器中に小さな電流を発生するから、
この電流を電子回路で増幅し且つ処理することにより、
光信号を再生した電気信号を発生することができる。
これと等価な電気信号に変換する。光信号は、ホト・ダ
イオード等の光検出器中に小さな電流を発生するから、
この電流を電子回路で増幅し且つ処理することにより、
光信号を再生した電気信号を発生することができる。
【０００３】一般に、これらの電子回路は、ＤＣ結合型
の回路とＡＣ結合型の回路の２種類に類別することがで
きる。ＤＣ結合型の回路とは、光信号の遷移間の時間が
どんなに長くとも、当該光信号の振幅に応答するような
ものである。ＤＣ結合型の回路は、その入力として加わ
る光信号の振幅を「ハイ」又は「ロー」の論理値に変換
するように、常に準備されている。このような特性は、
予測不能なバースト中で到来するデータを処理するのに
適している。ＤＣ結合型の回路の主な欠点は、温度変動
と経年変化とによってその信号がドリフトすることであ
る。このような欠点があるために、特に高い増幅率が必
要となるときには、ＤＣ結合型の回路を使用することは
困難である。
の回路とＡＣ結合型の回路の２種類に類別することがで
きる。ＤＣ結合型の回路とは、光信号の遷移間の時間が
どんなに長くとも、当該光信号の振幅に応答するような
ものである。ＤＣ結合型の回路は、その入力として加わ
る光信号の振幅を「ハイ」又は「ロー」の論理値に変換
するように、常に準備されている。このような特性は、
予測不能なバースト中で到来するデータを処理するのに
適している。ＤＣ結合型の回路の主な欠点は、温度変動
と経年変化とによってその信号がドリフトすることであ
る。このような欠点があるために、特に高い増幅率が必
要となるときには、ＤＣ結合型の回路を使用することは
困難である。
【０００４】殆どの光ファイバ用受信装置が使用してい
るＡＣ結合型の回路は、極めて低い速度で変化するよう
な光信号に応答することができない。ＡＣ結合型の回路
は、ＤＣ結合型の回路の前述の欠点（温度変動及び経年
変化による信号ドリフト）を有していないが、データを
処理するように常に準備されているわけではない。ＡＣ
結合型の回路を使用してデータを適正に解釈するために
は、入力信号の開始後に、整定化及び安定化時間を与え
なければならない。ＡＣ結合型受信装置のかかる特性を
補償するためには、データを受信するように受信装置を
準備させるためのプリアンブル・メッセージをデータに
対し先行させることが必要となる。
るＡＣ結合型の回路は、極めて低い速度で変化するよう
な光信号に応答することができない。ＡＣ結合型の回路
は、ＤＣ結合型の回路の前述の欠点（温度変動及び経年
変化による信号ドリフト）を有していないが、データを
処理するように常に準備されているわけではない。ＡＣ
結合型の回路を使用してデータを適正に解釈するために
は、入力信号の開始後に、整定化及び安定化時間を与え
なければならない。ＡＣ結合型受信装置のかかる特性を
補償するためには、データを受信するように受信装置を
準備させるためのプリアンブル・メッセージをデータに
対し先行させることが必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、処理
すべきデータに先行するプリアンブル・メッセージを必
要としないような、ＡＣ結合型光ファイバ用受信装置を
提供することにある。
すべきデータに先行するプリアンブル・メッセージを必
要としないような、ＡＣ結合型光ファイバ用受信装置を
提供することにある。
【０００６】本発明の他の目的は、光信号の遷移間の時
間の長さとは関係なく、任意の２レベルのデータ形式に
ついて容易に使用することができるような、ＡＣ結合型
光ファイバ用受信装置を提供することにある。
間の長さとは関係なく、任意の２レベルのデータ形式に
ついて容易に使用することができるような、ＡＣ結合型
光ファイバ用受信装置を提供することにある。
【０００７】本発明の他の目的は、信号対雑音比を向上
させるようにした、ＡＣ結合型光ファイバ用受信装置を
提供することにある。
させるようにした、ＡＣ結合型光ファイバ用受信装置を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの側面に従
って、ディジタル的にエンコードされたアナログ信号か
らディジタル信号を取り出すためのＡＣ結合型受信装置
が提供される。第１のＡＣ結合ネットワークは、このア
ナログ信号を差動増幅器の第１の入力に結合する。遅延
手段が、このアナログ信号に結合され、遅延されたアナ
ログ信号を与える。遅延手段の遅延時間は、このアナロ
グ信号のボー時間よりも小さくなるように選ばれてい
る。第２のＡＣ結合ネットワークは、遅延手段の出力を
差動増幅器の第２の入力に結合する。比較器は、ディジ
タル信号を与えるべく、第３のＡＣ結合手段を介して差
動増幅器の出力に結合されている。これらのＡＣ結合ネ
ットワークの時定数は、このアナログ信号のボー時間よ
りも大きくなるように選ばれている。
って、ディジタル的にエンコードされたアナログ信号か
らディジタル信号を取り出すためのＡＣ結合型受信装置
が提供される。第１のＡＣ結合ネットワークは、このア
ナログ信号を差動増幅器の第１の入力に結合する。遅延
手段が、このアナログ信号に結合され、遅延されたアナ
ログ信号を与える。遅延手段の遅延時間は、このアナロ
グ信号のボー時間よりも小さくなるように選ばれてい
る。第２のＡＣ結合ネットワークは、遅延手段の出力を
差動増幅器の第２の入力に結合する。比較器は、ディジ
タル信号を与えるべく、第３のＡＣ結合手段を介して差
動増幅器の出力に結合されている。これらのＡＣ結合ネ
ットワークの時定数は、このアナログ信号のボー時間よ
りも大きくなるように選ばれている。
【０００９】本発明の他の側面に従って、ＡＣ結合型光
ファイバ用受信装置が提供される。前置増幅器は、光フ
ァイバからの光信号を電気的に変換して、光信号と等価
なアナログ形式の電圧信号を与える。第１のＡＣ結合ネ
ットワークは、このアナログ電圧信号を差動増幅器の第
１の入力に結合する。遅延手段が、このアナログ電圧信
号に結合され、遅延されたアナログ電圧信号を与える。
遅延手段の遅延時間は、この光信号のボー時間よりも小
さくなるように選ばれている。第２のＡＣ結合ネットワ
ークは、遅延手段の出力を差動増幅器の第２の入力に結
合する。比較器が、ディジタル信号を与えるべく、第３
のＡＣ結合型手段を介して差動増幅器の出力に結合され
ている。これらのＡＣ結合ネットワークの時定数は、こ
の光信号のボー時間よりも大きくなるように選ばれてい
る。
ファイバ用受信装置が提供される。前置増幅器は、光フ
ァイバからの光信号を電気的に変換して、光信号と等価
なアナログ形式の電圧信号を与える。第１のＡＣ結合ネ
ットワークは、このアナログ電圧信号を差動増幅器の第
１の入力に結合する。遅延手段が、このアナログ電圧信
号に結合され、遅延されたアナログ電圧信号を与える。
遅延手段の遅延時間は、この光信号のボー時間よりも小
さくなるように選ばれている。第２のＡＣ結合ネットワ
ークは、遅延手段の出力を差動増幅器の第２の入力に結
合する。比較器が、ディジタル信号を与えるべく、第３
のＡＣ結合型手段を介して差動増幅器の出力に結合され
ている。これらのＡＣ結合ネットワークの時定数は、こ
の光信号のボー時間よりも大きくなるように選ばれてい
る。
【００１０】
【実施例】図１及び図２〜図４には、従来技術に従った
ＡＣ結合型光ファイバ用受信装置の概略的な回路構成及
びこれに関連する信号波形がそれぞれ示されている。受
信した光信号に応じて、前置増幅器１１から与えられる
等価的な電気信号は、光信号中の諸遷移を検出するため
に、接地されている抵抗１５と直列に結合されたコンデ
ンサ１３を含む微分回路によって受動的に微分される。
この微分回路は、当該受信装置の帯域幅の下限を制限す
るための高域フィルタである。前置増幅器１１の出力波
形は図２に示されており、コンデンサ１３及び抵抗１５
の結合点における微分信号の波形は、図３の実線１６に
よって示されている。この微分回路の時定数は、光信号
のボー時間よりも小さくなるように選ばれている。正の
パルスは、その入力信号の立ち上がり遷移から発生さ
れ、負のパルスはその入力信号の立ち下がり遷移から発
生される。この微分信号を受け取る比較器１７は、一の
遷移が発生するたびにその状態を変化させる。図３の破
線１８によって示されている比較器１７の出力フィード
バック信号は、その閾値を正から負へ、また負から正へ
変化させる。比較器１７の出力は、低レベルから高レベ
ルへの遷移の間は一方の極性を呈し、高レベルから低レ
ベルへの遷移の間は他方の極性を呈する。図４に示され
ている比較器１７の出力信号の波形は、光信号を再生し
た当該受信装置の論理的な電気出力信号を表している。
ＡＣ結合型光ファイバ用受信装置の概略的な回路構成及
びこれに関連する信号波形がそれぞれ示されている。受
信した光信号に応じて、前置増幅器１１から与えられる
等価的な電気信号は、光信号中の諸遷移を検出するため
に、接地されている抵抗１５と直列に結合されたコンデ
ンサ１３を含む微分回路によって受動的に微分される。
この微分回路は、当該受信装置の帯域幅の下限を制限す
るための高域フィルタである。前置増幅器１１の出力波
形は図２に示されており、コンデンサ１３及び抵抗１５
の結合点における微分信号の波形は、図３の実線１６に
よって示されている。この微分回路の時定数は、光信号
のボー時間よりも小さくなるように選ばれている。正の
パルスは、その入力信号の立ち上がり遷移から発生さ
れ、負のパルスはその入力信号の立ち下がり遷移から発
生される。この微分信号を受け取る比較器１７は、一の
遷移が発生するたびにその状態を変化させる。図３の破
線１８によって示されている比較器１７の出力フィード
バック信号は、その閾値を正から負へ、また負から正へ
変化させる。比較器１７の出力は、低レベルから高レベ
ルへの遷移の間は一方の極性を呈し、高レベルから低レ
ベルへの遷移の間は他方の極性を呈する。図４に示され
ている比較器１７の出力信号の波形は、光信号を再生し
た当該受信装置の論理的な電気出力信号を表している。
【００１１】このような接近方法について問題が生ずる
のは、光信号の立ち上がり時間及び立ち下がり時間が、
光信号のボー時間よりも小さくなるために、微分信号の
振幅が非常に小さくなる場合である。このことは、ボー
時間の終わりにおいて、微分信号の振幅がそのピークの
何分の１かに衰微しなければならない場合に著しい。こ
の回路に対する入力信号の遷移時間は短くなければなら
ないが、そうするためには、光信号の遷移をより速くす
るとともに、前置増幅器内の遮断周波数を高くする必要
がある。しかし、この遮断周波数が高くなると、受信雑
音が増えて、受信装置の出力における信号対雑音比を著
しく低下させるから、ビット・エラーの比率が増加する
ことになる。
のは、光信号の立ち上がり時間及び立ち下がり時間が、
光信号のボー時間よりも小さくなるために、微分信号の
振幅が非常に小さくなる場合である。このことは、ボー
時間の終わりにおいて、微分信号の振幅がそのピークの
何分の１かに衰微しなければならない場合に著しい。こ
の回路に対する入力信号の遷移時間は短くなければなら
ないが、そうするためには、光信号の遷移をより速くす
るとともに、前置増幅器内の遮断周波数を高くする必要
がある。しかし、この遮断周波数が高くなると、受信雑
音が増えて、受信装置の出力における信号対雑音比を著
しく低下させるから、ビット・エラーの比率が増加する
ことになる。
【００１２】図５には、本発明に従ったＡＣ結合型光フ
ァイバ用受信装置が示されている。前置増幅器２１は、
ディジタル的にエンコードされたアナログ信号である光
信号を受信し、光信号を電気信号の形式に変換し、これ
をアナログ信号として増幅して、電圧出力信号を与え
る。前置増幅器２１の出力は、第１のＡＣ結合ネットワ
ーク２３を介して、定電流源２７を有する差動増幅器２
５の一方の入力に接続されている。差動増幅器２５は、
ＮＰＮトランジスタＱ１及びＱ２を含んでいる。第１の
ＡＣ結合ネットワーク２３は、コンデンサ３１及び抵抗
３３から構成されている。コンデンサ３１が、前置増幅
器２１の出力とトランジスタＱ１のベースとの間に接続
されているのに対し、抵抗３３は、トランジスタＱ１の
ベース及び接地点との間に接続されている。トランジス
タＱ１のエミッタは、トランジスタＱ２のエミッタ及び
定電流源２７に接続されている。トランジスタＱ１のコ
レクタは、電源に接続され、また抵抗３５を介してトラ
ンジスタＱ２のコレクタに接続されている。また、前置
増幅器２１の出力は、遅延回路３７の入力に接続されて
いる。遅延回路３７を構成するためには、遅延線を使用
するか、又は全体として利得１を有するように縦続接続
された複数の増幅器を使用することができる。前者の遅
延線が、温度に対し敏感でないという特性を有するのに
対し、後者の縦続接続型の増幅器は、実現が比較的に容
易であるという利点を有する。遅延回路３７の出力は、
第２のＡＣ結合ネットワーク４１を介して、トランジス
タＱ２のベースに接続されている。第２のＡＣ結合ネッ
トワーク４１は、遅延回路３７の出力及びトランジスタ
Ｑ２のベースの間に接続されたコンデンサ４３と、トラ
ンジスタＱ２のベース及び接地点の間に接続された抵抗
４５から構成されている。トランジスタＱ２のコレクタ
は、第３のＡＣ結合ネットワーク４７を介して、比較器
５１の一方の入力に接続されている。第３のＡＣ結合ネ
ットワーク４７は、コンデンサ５３及び抵抗５５から構
成されている。コンデンサ５３は、トランジスタＱ２の
コレクタ及び比較器５１の一方の入力の間に接続されて
いる。比較器５１の他方の入力には、抵抗５７を通し
て、フィードバック信号が与えられている。抵抗５９
は、比較器５１の他方の入力を接地点に接続している。
ァイバ用受信装置が示されている。前置増幅器２１は、
ディジタル的にエンコードされたアナログ信号である光
信号を受信し、光信号を電気信号の形式に変換し、これ
をアナログ信号として増幅して、電圧出力信号を与え
る。前置増幅器２１の出力は、第１のＡＣ結合ネットワ
ーク２３を介して、定電流源２７を有する差動増幅器２
５の一方の入力に接続されている。差動増幅器２５は、
ＮＰＮトランジスタＱ１及びＱ２を含んでいる。第１の
ＡＣ結合ネットワーク２３は、コンデンサ３１及び抵抗
３３から構成されている。コンデンサ３１が、前置増幅
器２１の出力とトランジスタＱ１のベースとの間に接続
されているのに対し、抵抗３３は、トランジスタＱ１の
ベース及び接地点との間に接続されている。トランジス
タＱ１のエミッタは、トランジスタＱ２のエミッタ及び
定電流源２７に接続されている。トランジスタＱ１のコ
レクタは、電源に接続され、また抵抗３５を介してトラ
ンジスタＱ２のコレクタに接続されている。また、前置
増幅器２１の出力は、遅延回路３７の入力に接続されて
いる。遅延回路３７を構成するためには、遅延線を使用
するか、又は全体として利得１を有するように縦続接続
された複数の増幅器を使用することができる。前者の遅
延線が、温度に対し敏感でないという特性を有するのに
対し、後者の縦続接続型の増幅器は、実現が比較的に容
易であるという利点を有する。遅延回路３７の出力は、
第２のＡＣ結合ネットワーク４１を介して、トランジス
タＱ２のベースに接続されている。第２のＡＣ結合ネッ
トワーク４１は、遅延回路３７の出力及びトランジスタ
Ｑ２のベースの間に接続されたコンデンサ４３と、トラ
ンジスタＱ２のベース及び接地点の間に接続された抵抗
４５から構成されている。トランジスタＱ２のコレクタ
は、第３のＡＣ結合ネットワーク４７を介して、比較器
５１の一方の入力に接続されている。第３のＡＣ結合ネ
ットワーク４７は、コンデンサ５３及び抵抗５５から構
成されている。コンデンサ５３は、トランジスタＱ２の
コレクタ及び比較器５１の一方の入力の間に接続されて
いる。比較器５１の他方の入力には、抵抗５７を通し
て、フィードバック信号が与えられている。抵抗５９
は、比較器５１の他方の入力を接地点に接続している。
【００１３】動作について説明すると、ディジタル的に
エンコードされたアナログ形式の光信号が、前置増幅器
２１に印加される。前置増幅器２１は、ホト・ダイオー
ド等の光検出器を含んでおり、光信号に応じて光検出器
から与えられる弱い電流信号を増幅し、これを電圧信号
に変換する。前置増幅器２１の出力は、第１のＡＣ結合
ネットワーク２３を介して、差動増幅器２５の一方の入
力に接続される。他方、前置増幅器２１からの電圧信号
を遅延した信号は、第２のＡＣ結合ネットワーク４１を
介して、差動増幅器２５の他方の入力に接続される。
エンコードされたアナログ形式の光信号が、前置増幅器
２１に印加される。前置増幅器２１は、ホト・ダイオー
ド等の光検出器を含んでおり、光信号に応じて光検出器
から与えられる弱い電流信号を増幅し、これを電圧信号
に変換する。前置増幅器２１の出力は、第１のＡＣ結合
ネットワーク２３を介して、差動増幅器２５の一方の入
力に接続される。他方、前置増幅器２１からの電圧信号
を遅延した信号は、第２のＡＣ結合ネットワーク４１を
介して、差動増幅器２５の他方の入力に接続される。
【００１４】遅延回路３７の遅延時間は、ディジタル的
にエンコードされた光信号の任意の２つの遷移間の最短
時間として定義されている処の、「ボー時間」に基づい
て選ばれている。この遅延時間が過大であれば、パルス
幅の歪みが生じ、他方、この遅延時間が過小であれば、
信号の振幅が減少して信号対雑音比が低下することにな
るからである、差動増幅器２５は、その利得を制限する
ための定電流源２７を有している。第１〜第３のＡＣ結
合ネットワーク２３、４１及び４７のＲＣ時定数は、ボ
ー時間よりも大きくなるように選ばれている。もし、比
較器５１が、差動増幅器２５の平均出力電圧よりも低い
電圧及びこの平均出力電圧よりも高い電圧を互いに識別
するように調整されていれば、差動増幅器２５の出力
を、第３のＡＣ結合ネットワーク４７を使用しないで、
比較器５１の一方の入力に直接的に接続することができ
る。
にエンコードされた光信号の任意の２つの遷移間の最短
時間として定義されている処の、「ボー時間」に基づい
て選ばれている。この遅延時間が過大であれば、パルス
幅の歪みが生じ、他方、この遅延時間が過小であれば、
信号の振幅が減少して信号対雑音比が低下することにな
るからである、差動増幅器２５は、その利得を制限する
ための定電流源２７を有している。第１〜第３のＡＣ結
合ネットワーク２３、４１及び４７のＲＣ時定数は、ボ
ー時間よりも大きくなるように選ばれている。もし、比
較器５１が、差動増幅器２５の平均出力電圧よりも低い
電圧及びこの平均出力電圧よりも高い電圧を互いに識別
するように調整されていれば、差動増幅器２５の出力
を、第３のＡＣ結合ネットワーク４７を使用しないで、
比較器５１の一方の入力に直接的に接続することができ
る。
【００１５】図６〜図８に示されている信号波形は、第
１〜第２のＡＣ結合ネットワーク２３及び４１を介して
トランジスタＱ１及びＱ２のベースに印加される信号
（図６及び図７）と、第３のＡＣ結合ネットワーク４７
を介して与えられる差動増幅器２５の出力信号（図８）
とにそれぞれ対応する。差動増幅器２５の入力であるト
ランジスタＱ１及びＱ２のベースが同じ電位にある場
合、トランジスタＱ１及びＱ２は、定電流源２７からの
電流Ｉを均等に共有する。一方、トランジスタＱ１のベ
ース電位がＱ２のベース電位よりも高くなる場合は、ト
ランジスタＱ２のコレクタ電流は、トランジスタＱ１の
コレクタ電流よりも小さくなる。他方、トランジスタＱ
２のベース電位がトランジスタＱ１のベース電位よりも
高くなる場合には、トランジスタＱ１のコレクタ電流
は、トランジスタＱ２のコレクタ電流よりも小さくな
る。
１〜第２のＡＣ結合ネットワーク２３及び４１を介して
トランジスタＱ１及びＱ２のベースに印加される信号
（図６及び図７）と、第３のＡＣ結合ネットワーク４７
を介して与えられる差動増幅器２５の出力信号（図８）
とにそれぞれ対応する。差動増幅器２５の入力であるト
ランジスタＱ１及びＱ２のベースが同じ電位にある場
合、トランジスタＱ１及びＱ２は、定電流源２７からの
電流Ｉを均等に共有する。一方、トランジスタＱ１のベ
ース電位がＱ２のベース電位よりも高くなる場合は、ト
ランジスタＱ２のコレクタ電流は、トランジスタＱ１の
コレクタ電流よりも小さくなる。他方、トランジスタＱ
２のベース電位がトランジスタＱ１のベース電位よりも
高くなる場合には、トランジスタＱ１のコレクタ電流
は、トランジスタＱ２のコレクタ電流よりも小さくな
る。
【００１６】電流Ｉが制限されている場合、この回路
は、出力電圧のリミッタとしても動作する。これは、前
置増幅器２１のダイナミック・レンジをより大きくさ
せ、従って入力における光信号のダイナミック・レンジ
をより大きくさせる。
は、出力電圧のリミッタとしても動作する。これは、前
置増幅器２１のダイナミック・レンジをより大きくさ
せ、従って入力における光信号のダイナミック・レンジ
をより大きくさせる。
【００１７】トランジスタＱ１及びＱ２のベースにおけ
る等しい信号は、「共通モード」信号と呼ばれ、トラン
ジスタＱ１及びＱ２内に差動的な電流を生じさせない。
もし、第１及び第２のＡＣ結合ネットワーク２３及び４
１の時定数が光信号のボー時間よりも遥かに大きく、し
かも遅延回路３７の遅延時間がこのボー時間よりも小さ
ければ、差動増幅器２５の入力における低周波数の変動
分は同じになる筈である。差動増幅器２５の出力は、そ
の入力信号間の差を反映するようになっているから、こ
のような低周波数の変動分は、差動増幅器２５の出力に
は現われない。もし、第１及び第２のＡＣ結合ネットワ
ーク２３及び４１の時定数が光信号のボー時間よりも大
きく、しかも遅延回路３７の遅延時間がこのボー時間よ
りも小さければ、差動増幅器２５は、受動的な微分信号
と同様の信号を発生する。受動的な微分信号を使用する
受信装置では、光信号を微分する高域フィルタが、当該
受信装置の雑音帯域幅の下限を制限するようになってい
る。これに対し、本発明の受信装置では、使用されてい
るＡＣ結合ネットワークの低周波数は、微分回路として
の高域フィルタが制限する程度には雑音帯域幅を制限し
ないが、差動増幅器２５への遅延入力が、低周波数の雑
音を消去（キャンセル）する効果を有している。また、
この消去により、雑音帯域幅の下限が制限される。
る等しい信号は、「共通モード」信号と呼ばれ、トラン
ジスタＱ１及びＱ２内に差動的な電流を生じさせない。
もし、第１及び第２のＡＣ結合ネットワーク２３及び４
１の時定数が光信号のボー時間よりも遥かに大きく、し
かも遅延回路３７の遅延時間がこのボー時間よりも小さ
ければ、差動増幅器２５の入力における低周波数の変動
分は同じになる筈である。差動増幅器２５の出力は、そ
の入力信号間の差を反映するようになっているから、こ
のような低周波数の変動分は、差動増幅器２５の出力に
は現われない。もし、第１及び第２のＡＣ結合ネットワ
ーク２３及び４１の時定数が光信号のボー時間よりも大
きく、しかも遅延回路３７の遅延時間がこのボー時間よ
りも小さければ、差動増幅器２５は、受動的な微分信号
と同様の信号を発生する。受動的な微分信号を使用する
受信装置では、光信号を微分する高域フィルタが、当該
受信装置の雑音帯域幅の下限を制限するようになってい
る。これに対し、本発明の受信装置では、使用されてい
るＡＣ結合ネットワークの低周波数は、微分回路として
の高域フィルタが制限する程度には雑音帯域幅を制限し
ないが、差動増幅器２５への遅延入力が、低周波数の雑
音を消去（キャンセル）する効果を有している。また、
この消去により、雑音帯域幅の下限が制限される。
【００１８】代表的な発光ダイオードを想定して、立ち
上がり時間及び立ち下がり時間がそれぞれ３ナノ秒であ
り且つボー時間が１０ナノ秒であるような光信号を受信
するものとすれば、遅延回路３７の遅延時間は、２ナノ
秒程度の大きさとなる。特定の状況について最も望まし
い遅延時間を得るためには、（１）遅延時間がより小さ
くなると、より多量の雑音消去が生じ、（２）遅延時間
がより大きくなると、検出される信号の振幅が増大す
る、という事項を考慮して決定すればよい。
上がり時間及び立ち下がり時間がそれぞれ３ナノ秒であ
り且つボー時間が１０ナノ秒であるような光信号を受信
するものとすれば、遅延回路３７の遅延時間は、２ナノ
秒程度の大きさとなる。特定の状況について最も望まし
い遅延時間を得るためには、（１）遅延時間がより小さ
くなると、より多量の雑音消去が生じ、（２）遅延時間
がより大きくなると、検出される信号の振幅が増大す
る、という事項を考慮して決定すればよい。
【００１９】図９に示されているコンピュータ・シミュ
レーションの結果においては、前置増幅器１１又は２１
の出力（参照番号６１）と、図１の従来の受信装置中の
比較器１７に与えられる電圧信号（参照番号６３）と、
図３の本発明の受信装置中の比較器５１に与えられる電
圧信号（参照番号６５）が、互いに重畳した形態で示さ
れている。図９の縦軸は正規化された振幅を表し、図９
の横軸はナノ秒単位の時間を表している。
レーションの結果においては、前置増幅器１１又は２１
の出力（参照番号６１）と、図１の従来の受信装置中の
比較器１７に与えられる電圧信号（参照番号６３）と、
図３の本発明の受信装置中の比較器５１に与えられる電
圧信号（参照番号６５）が、互いに重畳した形態で示さ
れている。図９の縦軸は正規化された振幅を表し、図９
の横軸はナノ秒単位の時間を表している。
【００２０】ＡＣ結合型受信装置では、比較器に印加さ
れた正及び負のパルスは、次のパルスの前にゼロ近くま
で衰微しなければならない。もし、これが行われなけれ
ば、種々のデータ・パターンによってパルス幅の歪が生
じることになろう。この要件は、従来技術における低い
パルス振幅でさえも信号がゼロ近くまで衰微することを
保証する。
れた正及び負のパルスは、次のパルスの前にゼロ近くま
で衰微しなければならない。もし、これが行われなけれ
ば、種々のデータ・パターンによってパルス幅の歪が生
じることになろう。この要件は、従来技術における低い
パルス振幅でさえも信号がゼロ近くまで衰微することを
保証する。
【００２１】以上では、データに先行するプリアンブル
・メッセージを必要とせず、しかもディジタル信号の遷
移間の時間長とは関係なしに、２レベルのデータ形式に
ついて容易に使用できるＡＣ結合型光ファイバ受信装置
の実施例を説明したが、当業者であれば、本発明の技術
範囲内で前述の実施例を変更できることは明らかであ
る。
・メッセージを必要とせず、しかもディジタル信号の遷
移間の時間長とは関係なしに、２レベルのデータ形式に
ついて容易に使用できるＡＣ結合型光ファイバ受信装置
の実施例を説明したが、当業者であれば、本発明の技術
範囲内で前述の実施例を変更できることは明らかであ
る。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、本発明の受信装置によれ
ば、従来の受信装置と同等の高い遮断周波数を与えるこ
とにより、比較器５１の入力における信号対雑音比を実
質的に改良することができる。この改良の一部は、雑音
の消去に起因し、他の一部は、同じ振幅の光入力信号に
ついて従来よりも遥かに大きな信号が比較器５１に与え
られることに起因する。
ば、従来の受信装置と同等の高い遮断周波数を与えるこ
とにより、比較器５１の入力における信号対雑音比を実
質的に改良することができる。この改良の一部は、雑音
の消去に起因し、他の一部は、同じ振幅の光入力信号に
ついて従来よりも遥かに大きな信号が比較器５１に与え
られることに起因する。
【図１】光信号と等価な電気信号を受動的に微分する、
従来技術のＡＣ結合型受信装置の概略的な回路構成を示
す図である。
従来技術のＡＣ結合型受信装置の概略的な回路構成を示
す図である。
【図２】図１の前置増幅器の出力信号を示す電圧波形図
である。
である。
【図３】図１の比較器の入力信号を示す電圧波形図であ
る。
る。
【図４】図１の比較器の出力信号を示す電圧波形図であ
る。
る。
【図５】本発明に従ったＡＣ結合型光ファイバ受信装置
の概略的な回路構成を示す図である。
の概略的な回路構成を示す図である。
【図６】図５の前置増幅器の出力信号を示す電圧波形図
である。
である。
【図７】図５の遅延回路の出力信号を示す電圧波形図で
ある。
ある。
【図８】図５の差動増幅器の出力信号を示す電圧波形図
である。
である。
【図９】図１又は図５の前置増幅器の出力波形６１と、
図１の前置増幅器からの出力信号について動作する受動
的微分回路の出力波形６３と、図５の差動増幅器の出力
波形６５とを、正規化された振幅対経過時間を表す共通
の座標軸上に、互いに重畳した形態でプロットした波形
図である。
図１の前置増幅器からの出力信号について動作する受動
的微分回路の出力波形６３と、図５の差動増幅器の出力
波形６５とを、正規化された振幅対経過時間を表す共通
の座標軸上に、互いに重畳した形態でプロットした波形
図である。
【符号の説明】 ２１ 前置増幅器 ５１ 比較器 ２３ 第１のＡＣ結合ネットワーク ２７ 定電流源 ３７ 遅延回路 ４１ 第２のＡＣ結合ネットワーク ４７ 第３のＡＣ結合ネットワーク
Claims (7)
- 【請求項１】ディジタル的にエンコードされたアナログ
信号からディジタル信号を抽出するＡＣ結合型受信装置
であって、 時定数が前記アナログ信号のボー時間よりも大きい、第
１及び第２のＡＣ結合ネットワークと、 前記アナログ信号が供給され、遅延時間が前記アナログ
信号のボー時間よりも小さい、遅延されたアナログ信号
を供給する遅延手段と、 前記第１のＡＣ結合ネットワークを介して前記アナログ
信号が第１の入力に供給され、前記第２のＡＣ結合ネッ
トワークを介して前記遅延手段の出力が第２の入力に供
給される、第１及び第２の入力を有する差動増幅器と、 前記差動増幅器の出力が供給され、ディジタル信号を出
力する比較器とを有するＡＣ結合型受信装置。 - 【請求項２】前記差動増幅器が、１対のバイポーラ・ト
ランジスタ及び当該両トランジスタのエミッタにそれぞ
れ結合された定電流源を含む、請求項１記載のＡＣ結合
型受信装置。 - 【請求項３】前記比較器の入力と前記差動増幅器の出力
との間に結合された第３のＡＣ結合ネットワークを有す
る、請求項１記載のＡＣ結合型受信装置。 - 【請求項４】前記アナログ信号が、ディジタル的にエン
コードされた光信号から取り出される、請求項１記載の
ＡＣ結合型受信装置。 - 【請求項５】光ファイバからの光信号が供給され、当該
光信号を表すアナログ電圧信号を与える前置増幅器と、 時定数が前記光信号のボー時間よりも大きい、第１及び
第２のＡＣ結合ネットワークと、 前記アナログ電圧信号が供給され、遅延時間が前記光信
号のボー時間よりも小さい、遅延されたアナログ電圧信
号を供給する遅延手段と、 前記第１のＡＣ結合ネットワークを介して前記アナログ
電圧信号が第１の入力に供給され、前記第２のＡＣ結合
ネットワークを介して前記遅延手段の出力が第２の入力
に供給される、第１及び第２の入力を有する差動増幅器
と、 前記差動増幅器の出力が供給され、ディジタル信号を出
力する比較器とを有するＡＣ結合型光ファイバ用受信装
置。 - 【請求項６】前記差動増幅器が、１対のバイポーラ・ト
ランジスタ及び当該両トランジスタのエミッタにそれぞ
れ結合された定電流源を含む、請求項５記載のＡＣ結合
型光ファイバ用受信装置。 - 【請求項７】前記比較器の入力と前記差動増幅器の出力
との間に結合された第３のＡＣ結合ネットワークを有す
る、請求項５記載のＡＣ結合型光ファイバ用受信装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US023018 | 1993-02-25 | ||
| US08/023,018 US5373388A (en) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | AC coupled fiber optic receiver with DC coupled characteristics |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH077477A JPH077477A (ja) | 1995-01-10 |
| JP2566734B2 true JP2566734B2 (ja) | 1996-12-25 |
Family
ID=21812655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6002340A Expired - Lifetime JP2566734B2 (ja) | 1993-02-25 | 1994-01-14 | Ａｃ結合型受信装置及びａｃ結合型光ファイバ用受信装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5373388A (ja) |
| EP (1) | EP0613261A1 (ja) |
| JP (1) | JP2566734B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5473461A (en) * | 1994-08-26 | 1995-12-05 | Interactive Light, Inc. | Wide dynamic range optical receiver |
| JP2002198749A (ja) | 2000-10-11 | 2002-07-12 | Vitesse Semiconductor Corp | 信号損失回路、光電子受信器、信号損失の信号を生成する装置およびその方法 |
| EP1615358A1 (en) * | 2003-03-10 | 2006-01-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pulse train optical transmission system and transmitter and receiver apparatuses used therein |
| JPWO2005125058A1 (ja) * | 2004-06-16 | 2008-04-17 | 松下電器産業株式会社 | 超広帯域通信システム、ならびにそれに用いられる送信装置、受信装置、および中継装置 |
| US7599631B2 (en) * | 2005-05-06 | 2009-10-06 | Yi Heqing | Burst optical receiver with AC coupling and integrator feedback network |
| US8787774B2 (en) * | 2007-10-10 | 2014-07-22 | Luxtera, Inc. | Method and system for a narrowband, non-linear optoelectronic receiver |
| JP5834494B2 (ja) * | 2011-05-27 | 2015-12-24 | 三菱電機株式会社 | 光受信装置 |
| US9602317B1 (en) * | 2015-10-12 | 2017-03-21 | Qualcomm Incorporated | Apparatus and method for combining currents from passive equalizer in sense amplifier |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE344861B (ja) * | 1971-05-17 | 1972-05-02 | Ericsson Telefon Ab L M | |
| JPS6012826B2 (ja) * | 1980-01-07 | 1985-04-03 | 株式会社日立製作所 | 受信回路 |
| US4431916A (en) * | 1981-05-20 | 1984-02-14 | International Telephone And Telegraph Corporation | Optical data bus receiver with signal waveform restoring means |
| JPS6093856A (ja) * | 1983-10-27 | 1985-05-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光受信回路 |
| JPS60239138A (ja) * | 1984-05-14 | 1985-11-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光受信回路 |
| JPS6116638A (ja) * | 1984-07-02 | 1986-01-24 | Mitsubishi Electric Corp | 光受信機 |
| JP2641923B2 (ja) * | 1988-10-31 | 1997-08-20 | 日本電気株式会社 | 光受信器初段回路 |
| JP2707461B2 (ja) * | 1989-02-16 | 1998-01-28 | 東光株式会社 | 波形整形回路 |
| JPH057113A (ja) * | 1991-06-26 | 1993-01-14 | Nec Corp | 光受信回路 |
-
1993
- 1993-02-25 US US08/023,018 patent/US5373388A/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-01-14 JP JP6002340A patent/JP2566734B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1994-01-27 EP EP94101170A patent/EP0613261A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5373388A (en) | 1994-12-13 |
| EP0613261A1 (en) | 1994-08-31 |
| JPH077477A (ja) | 1995-01-10 |
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