JP2625347B2 - ディジタル受信器の自動オフセット制御回路 - Google Patents

ディジタル受信器の自動オフセット制御回路

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    • H04L25/06Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection
    • H04L25/061Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection providing hard decisions only; arrangements for tracking or suppressing unwanted low frequency components, e.g. removal of dc offset
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光加入者伝送システ
ム、光LAN、光インターコネクション装置等の、バー
ストディジタル信号伝送系の受信器の自動オフセット制
御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の光伝送システム用のディジタル受
信器ならびにその自動オフセット制御回路について、図
面を用いて簡単に説明する。
【0003】図3は、入力ディジタル信号を増幅するプ
リアンプの入出力波形を示す波形説明図、図4は、従来
広く用いられている連続信号を対象とした光受信器の構
成を示すブロック図である。図4に示す回路では、プリ
アンプ2の正相出力電圧のピーク値と逆相出力電圧のピ
ーク値をそれぞれピーク値検出回路6、7で検出し、各
々の検出値が一致するように差動入力アンプ5を用いて
帰還を行って自動オフセット制御回路を構成している。
【0004】しかしながら、図3(a)に示す様な、自
動オフセット制御回路の時定数よりも急速にパワーレベ
ルが急変するバースト信号に対して同制御を施すと、図
3(b)に示すように自動オフセット制御回路の時定数
の範囲内でパワーレベル最大のパルス列に対してのみオ
フセットが最適に制御され、他のパルス列が識別回路3
においてスペースと認知される確率が急増するため、バ
ースト信号の受信には不適である。
【0005】図5は、バースト信号に適した光受信器の
基本構成を示すブロック図、図6は同受信器の従来の実
施例を示すブロック図である。図5に示す回路では、プ
リアンプ2の正相出力電圧のボトム値と逆相出力電圧の
ピーク値をそれぞれボトム値検出回路8、ピーク値検出
回路6で検出し、各々の検出値が一致するように差動入
力アンプ5を用いて帰還を行って自動オフセット制御回
路を構成している。
【0006】本構成により、図3(a)に示す様な、自
動オフセット制御回路の時定数よりも急速にパワーレベ
ルが急変するバースト信号に対して同制御を施しても、
図3(c)に示すようにバーストパルス列のプリアンプ
回路差動出力に対し、入力ディジタル信号の各ビットの
入力レベルのうち最も低い入力レベル時、あるいは無信
号時におけるプリアンプ回路の正相出力電圧と逆相出力
電圧の差を一定値に制御することができる。識別レベル
制御回路4を介して識別回路3で識別を行うことで、図
3(c)に波形を示すプリアンプバースト出力信号パル
ス列は、すべて正しくマークもしくはスペースとして認
識される。ただし、図5の構成は、ピーク値検出回路7
とボトム値検出回路8がともに高精度かつ同一のオフセ
ット特性であることが要求されるため、実現は困難であ
る。
【0007】ここで、図6に示すように、ボトム値検出
回路8はある一定の直流電圧を発生する基準電圧発生回
路10であっても図3(c)に示す波形が得られ、か
つ、プリアンプ2とピーク値検出回路7との間にブース
タアンプ10を挿入することによって、ピーク値検出回
路7の入出力オフセットがプリアンプ2の出力に与える
影響が低減されることが知られており、1992年電子
情報通信学会秋期全国大会講演論文集第4分冊第110
頁で述べられている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
では、制御対象たるプリアンプ2の正相出力電圧と逆相
出力電圧の差電圧が電源電圧変動、温度変動の影響を低
減するためにピーク値検出回路7の出力バイアス電圧と
基準電圧発生回路8の出力電圧の電源電圧変動特性、温
度変動特性が等しくしなければならず、そのために回路
素子数の増加を招くという問題点があった。
【0009】本発明は、バースト信号の受信可能なディ
ジタル受信器において、回路素子数が少なく、かつ、内
部オフセットの生じにくい自動オフセット制御回路を提
供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の、入力ディジタ
ル信号を増幅するプリアンプ回路に対し、入力ディジタ
ル信号の各ビットの入力レベルのうち最も低い入力レベ
ル時、あるいは無信号時における前記プリアンプ回路の
出力電圧を一定値に制御する自動オフセット制御回路で
は、制御対象たる前記プリアンプ回路出力電圧が前記プ
リアンプの正相出力電圧と逆相出力電圧の差電圧であ
り、該プリアンプもしくは該プリアンプ出力を増幅する
差動入出力ブースタアンプの逆相出力電圧のピーク値を
検出するピーク値検出回路と、該プリアンプもしくは該
プリアンプ出力を増幅する差動入出力ブースタアンプの
正相出力電圧と逆相出力電圧の平均値を検出する平均値
検出回路と、前記ピーク値検出回路出力電圧と前記平均
値検出回路出力電圧の差電圧を増幅して前記プリアンプ
回路のオフセット調整部に帰還する差動入力アンプを含
んで構成されていることを特徴としている。
【0011】本発明の自動オフセット制御回路では、前
記平均値検出回路が抵抗分割回路で構成されていること
を特徴としている。
【0012】
【作用】本発明では、基準電圧として用いられる平均値
検出回路出力電圧と、比較対象として用いられるピーク
値検出回路出力電圧の電源電圧変動特性、温度変動特性
がよく一致するため、出力オフセット電圧の電源電圧依
存性、温度依存性が極めて少ない。また、高精度の平均
値検出回路が抵抗分割回路で容易に実現できるため、回
路素子数の増加が少ない。
【0013】
【実施例】以下、実施例を示して本発明を詳しく説明す
る。
【0014】図1は、本発明の実施例の構成を示すブロ
ック図であり、本発明の自動オフセット制御回路のバー
スト信号対応ディジタル光受信器への適用例を示してい
る。受光素子1は入力ディジタル光信号を電流に変換す
るフォトダイオードであり、同電流を電圧に変換する差
動出力プリアンプ2に接続されている。プリアンプ2の
出力は2分岐されており、一方は識別レベル制御回路4
を経て識別回路3に入力され、他方は差動入出力ブース
タアンプ9に入力されている。ブースタアンプ9の正相
入力端子はプリアンプ2の逆相出力端子に接続されてお
り、ブースタアンプ9の逆相入力端子はプリアンプ2の
正相出力端子に接続されている。ブースタアンプ9の正
相出力電圧と逆相出力電圧の平均値が平均値検出回路1
1で検出されて差動入力アンプ5の逆相入力端子に入力
されており、また、正相出力のピーク値がピーク値検出
回路7で検出されて差動入力アンプ5の逆相入力端子に
入力されている。差動入力アンプ5の出力はプリアンプ
2のオフセット調整用入力端子に接続されており、プリ
アンプ2、ブースタアンプ9、平均値検出回路11およ
びピーク値検出回路7、差動入力アンプ5で帰還ループ
を構成している。
【0015】平均値検出回路11で検出されるブースタ
アンプ9の正相出力電圧と逆相出力電圧の平均値は、受
光素子1へ入力されるディジタル光信号の入力パワーレ
ベルの大小にかかわらず一定の直流値となるから、平均
値検出回路出力は基準電圧として作用する。さらに、ブ
ースタアンプ9の正相入力端子がプリアンプ2の逆相出
力端子に接続されており、ブースタアンプ9の正相出力
端子がピーク値検出回路7に接続されているから、プリ
アンプ2の逆相出力のピーク値、すなわち正相出力のボ
トム値に相当する電圧が基準電圧たる平均値検出回路1
1の出力電圧と比較・増幅されることとなる。したがっ
て、プリアンプ2の逆相出力のピーク値と正相出力のボ
トム値が帰還ループによって一定に保たれる。
【0016】図2は、本発明の自動オフセット制御回路
で用いられているブースタアンプ9とピーク値検出回路
11の回路構成例を示す回路図である。ブースタアンプ
の正相側出力段は、トランジスタ21、23のダーリン
トン対で構成されている。平均値検出回路11において
は、抵抗27、28で構成された分割回路で正相および
逆相の出力段第1段目のトランジスタ21および22の
出力の平均値を検出し、エミッタフォロワ接続されたレ
ベルシフト用トランジスタ24を介して出力する。トラ
ンジスタ23と24の特性が等しく、抵抗25と26の
抵抗値が等しいため、トランジスタ23と24のベース
・エミッタ間電圧は電源電圧、周囲温度にかかわらず一
致する。
【0017】したがって、平均値検出回路11の出力電
圧は、電源電圧、周囲温度にかかわらずブースタアンプ
9の出力バイアス電圧と一致する。しかるにピーク値検
出回路7が帰還回路で構成されているため、ピーク値検
出回路7の出力バイアス電圧はブースタアンプ9の正相
出力電圧、すなわちトランジスタ23のエミッタ電位に
追従する。よって、ピーク値検出回路7の出力バイアス
電圧と平均値検出回路20の出力電圧の電源電圧変動特
性、温度変動特性が等しくしなり、自動オフセット制御
回路の内部オフセットの電源電圧依存性、温度依存性に
伴う出力オフセット電圧の電源電圧依存性、温度依存性
が極めて少ない。しかも、平均値検出回路はトランジス
タ25、26、抵抗27、28のたかだか4素子で構成
されており、回路素子数の増加量として非常に少ない。
【0018】本実施例では、抵抗分割回路はブースタア
ンプ出力段の中途に挿入しているが、ブースタアンプ出
力部に挿入しても、また、ブースタアンプ増幅段に挿入
してもよい。
【0019】
【発明の効果】以上、説明した様に、本発明によればバ
ースト信号の受信可能なディジタル受信器において、回
路素子数が少なく、かつ、内部オフセットの生じにくい
自動オフセット制御回路を提供することを可能であり極
めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】本発明で用いられているブースタアンプとピー
ク値検出回路の回路構成例を示す回路図である。
【図3】本発明の自動オフセット制御回路の制御対象で
あるプリアンプの入出力波形を示す波形説明図である。
【図4】従来の光伝送システム用のディジタル受信器な
らびにその自動オフセット制御回路の構成を示すブロッ
ク図である。
【図5】バースト信号に適した光受信器ならびにその自
動オフセット制御回路の基本構成を示すブロック図であ
る。
【図6】バースト信号に適した光受信器ならびにその自
動オフセット制御回路の従来の実施例を示すブロック図
である。
【符号の説明】
1 受光素子 2 プリアンプ 3 識別回路 4 識別レベル制御回路 5 差動入力アンプ 6、7 ピーク値検出回路 8 ボトム値検出回路 9 ブースタアンプ 10 基準電圧発生回路 11 平均値検出回路 21〜24 トランジスタ 25〜28 抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/26

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力ディジタル信号を増幅するプリアン
    プ回路に対し、入力ディジタル信号の各ビットの入力レ
    ベルのうち最も低い入力レベル時、あるいは無信号時に
    おける前記プリアンプ回路の出力電圧を一定値に制御す
    る自動オフセット制御回路において、 制御対象たる前記プリアンプ回路出力電圧が前記プリア
    ンプの正相出力電圧と逆相出力電圧の差電圧であり、該
    プリアンプもしくは該プリアンプ出力を増幅する差動入
    出力ブースタアンプの逆相出力電圧のピーク値を検出す
    るピーク値検出回路と、該プリアンプもしくは該プリア
    ンプ出力を増幅する差動入出力ブースタアンプの正相出
    力電圧と逆相出力電圧の平均値を検出する平均値検出回
    路と、前記ピーク値検出回路出力電圧と前記平均値検出
    回路出力電圧の差電圧を増幅して前記プリアンプ回路の
    オフセット調整部に帰還する差動入力アンプを含んで構
    成されていることを特徴とするディジタル受信器の自動
    オフセット制御回路。
  2. 【請求項2】 平均値検出回路が抵抗分割回路で構成さ
    れていることを特徴とする請求項1記載のディジタル受
    信器の自動オフセット制御回路。
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