JP2692652B2 - 光受信回路 - Google Patents

光受信回路

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JP2692652B2
JP2692652B2 JP7195054A JP19505495A JP2692652B2 JP 2692652 B2 JP2692652 B2 JP 2692652B2 JP 7195054 A JP7195054 A JP 7195054A JP 19505495 A JP19505495 A JP 19505495A JP 2692652 B2 JP2692652 B2 JP 2692652B2
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宗利 吉沢
恵治 中村
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバーケー
ブルにより各種の情報を伝送する光伝送システムの光受
信装置に関し、特に多チャネルの映像信号などを伝送す
るサブキャリア多重光伝送システムにおける光受信装置
の光受信回路に関する。
【0002】
【従来の技術】上述の光受信回路は、光ファイバーケー
ブルを介して伝送されてきた光信号を電気信号に変換
し、伝送中のレベル変動を補正して増幅した安定な電気
信号を後段の信号処理回路に出力するもので、基本的に
は、光信号を電気信号に変換する光電気変換部と、出力
を安定化する自動利得制御回路(AGC)を含む等化増
幅部とによって構成される。
【0003】光電気変換部は、ホトダイオード(PD)
等が用いられ、アバランシホトダイオード(APD)の
場合は、光信号の入力レベルを制御して変換効率を制御
する高圧発生回路を有する。等化増幅部は、前置増幅器
と主増幅器に大別され、後段の信号処理に十分な出力を
得るために、通常複数段の増幅が必要で、それぞれの部
分でさらに数段ずつの利得制御部による増幅が行なわれ
る。
【0004】また、各段の利得制御部は、それぞれ、利
得が一定の増幅器と減衰量が可変の可変減衰器との組合
せからなり、AGCの出力により可変減衰器の減衰量を
増減して段階的に利得の制御が行なわれる。
【0005】従来、種々の光受信回路が開示されてい
る。それらのうち、入力または出力の信号レベルの制御
に関しては、例えば、特開平2−184129号には、
安定した出力を得るために、AGCの出力を帰還してA
GCの入力レベルを段階的に切換える切換手段を設ける
ことにより、外部部品の光固定減衰器を不要とし、設置
時の作業を容易にする案が開示されている。
【0006】また、特開平4−138704号には、入
力光信号の入力レベルに応じて電気AGC−フルAGC
−電気AGCの3段階のAGC動作切換えを簡便な回路
構成で実現するために、2つのアナログスイッチを設け
て、それらの出力により等化増幅器を制御する光受信装
置が開示されている。第1のアナログスイッチは、等化
増幅器の出力をAPDのバイアス電圧の第1の限界値に
対応するよう設定された第1の基準電圧と比較し、その
比較結果に応じて等化増幅器の制御信号を含む複数の出
力信号を出力し、第2のアナログスイッチは、第1のア
ナログスイッチの1つの出力をAPDのバイアス電圧の
第2の限界値に対応するよう設定された第2の基準電圧
と比較し、その比較結果に応じて等化増幅器の制御信号
と、DC/DCコンバータの制御信号との2種類の制御
信号を含む複数の出力信号を出力する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】光受信回路は、高い信
号対雑音比(C/N比)と低い歪み特性が要求される。
一般には、C/N比を良くするために受信した入力信号
レベルを上げているが、入力信号レベルを上げると、受
信回路の非直線性に起因するマルチキャリアによる相互
変調歪みの影響がでて歪み特性が劣化する。したがっ
て、受信入力信号レベルを上げてC/N比を良くするた
めには、増幅器として雑音指数(NF)のよいものが必
要であるが、NFのよい増幅器は一般的に歪み特性が悪
いという欠点がある。
【0008】また、各利得制御回路において、増幅器の
前に可変減衰器を配置し、可変減衰器で減衰量を制御し
てから利得一定の増幅器で増幅して出力すると、図3に
示すように、受信入力レベルが最大の時のC/N比が悪
くなり、増幅器の後に可変減衰器を配置して、一旦利得
一定の増幅器で増幅してから可変減衰器で所要の出力レ
ベルになるように減衰すると、図4のように、増幅器の
出力レベルを大きくしなければならず、歪み特性が悪化
するという傾向がある。
【0009】本発明の目的は、高いC/N特性を損なわ
ずに歪み特性を改善することのできる光受信回路を提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の光受信回路の利
得制御方法は、検出回路の検出した出力レベルが所定の
最小のレベル以下のときは、各段の可変利得制御回路の
増幅率をそれぞれの最大値に保持し、検出回路の検出し
た出力レベルが所定の最小のレベルより大きいときは、
先ず第2段目の可変利得制御回路によりその増幅率の可
変範囲内で増幅率を減少して出力レベルを制御し、第2
段目の可変利得制御回路により制御された出力レベルが
所定の値以上のときは、第3段目の可変利得制御回路の
増幅率をその可変範囲内で制御し、以下、各段の増幅率
の可変範囲を超えるごとに同様にして順次段階的に次の
段に移って出力を制御し、最終の第n段目の可変利得制
御回路により制御して検出した出力レベルがなお所定の
値以上の場合は、最後に第1段目の可変利得制御回路の
増幅率を減少して所定の出力レベルの電気信号を出力す
る方法である。
【0011】本発明の光受信回路は、出力レベル検出回
路により検出された出力レベルが最小値から最大値まで
段階的に定められたn個の所定の値の最小値以下の場合
は、全ての可変利得制御回路にそれぞれの増幅率を最大
とする制御信号を送り、検出された出力レベルが所定の
最小値を超えて最大値までの間の値の場合は、第2段目
から順次第n段目までの各可変利得制御回路に、段階的
に各可変利得制御回路の増幅率を減少する制御信号を送
り、検出された出力レベルが所定の最大値を超えた場合
は、第2段目から第n段目までの可変利得制御回路に、
それぞれの増幅率を最小とする制御信号を送るととも
に、第1段目の可変利得制御回路にその増幅率を可変範
囲で減少する制御信号を送る自動利得制御手段を有す
る。
【0012】また、各段の可変利得制御回路は、それぞ
れ、入力側に減衰量が可変の可変減衰器が接続され、そ
の可変減衰器に利得が一定の増幅器が接続されてなるこ
とが望ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の光受信回路は、出力レベ
ル検出回路が検出する出力レベルを最小値から最大値ま
で段階的に区分してn個の比較基準レベルを設定して、
可変利得制御回路の各段の利得制御信号に対応させる。
この場合、第1段目の可変利得制御回路の制御信号は、
比較基準レベルの最大値に、第2段目の制御信号は比較
基準レベルの最小値に、第3段目以下第n段目までの可
変利得制御回路の各制御信号は、これらの比較基準レベ
ルに順次段階的に対応させて設定する。
【0014】したがって、光電気変換回路の直後の第1
段目の可変利得制御回路は、最後までその利得g1,x が
最大のままに保たれるので、高いC/N比を保持してお
り、しかも歪み特性は後段の可変利得制御回路の利得を
順次段階的に制御することにより改善することができ
る。
【0015】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0016】図1は本発明の1実施例のブロック図、図
2は図1の実施例のレベルダイアグラムである。
【0017】本実施例の光受信装置は、入力された光信
号をpin−PDやAPDなどにより電気信号に変換す
る光電気変換回路1と、可変減衰器と利得が一定の増幅
回路からなる可変利得制御回路21 ,22 〜2n が複数
n段接続された自動利得制御部と、最終段の可変利得制
御回路2n の出力端10の電気信号出力レベルvo を検
出するピーク検波回路5と、ピーク検波回路5の検出し
た出力レベルvo をn個の基準のレベルv1 ,v2 〜v
n と比較する比較回路6と、比較回路6の比較結果のモ
ニタレベルvi によりそれぞれ各可変利得制御回路2
1 ,22 〜2n を個別に制御する制御回路71 ,72
n とを有する。制御回路71 ,72 〜7 n は、対応す
る可変減衰器の減衰量を増減して、各可変利得制御回路
1 ,22〜2n の利得g1 〜gn をそれぞれの可変範
囲の最小から最大まで、例えばg1をg1,l 〜g1,m
範囲に変化させる。基準レベルv1 ,v2 〜vn の値
は、v 1 を最大とし、次にvn 、vn-1 ・・の順に減少
してv2 を最小として設定される。
【0018】入力された光信号は、光電気変換回路1に
より電気信号に変換され、第1段目の可変利得制御回路
1 から順次利得g1 ,g2 ,...gn と増幅されて
最終段の可変利得制御回路2n から出力される。ピーク
検波回路5によって検出された最終段の可変利得制御回
路2n の出力レベルvo は、比較回路6によってn個の
基準のレベルv1 ,v2 〜vn と比較され、その比較結
果vi が各制御回路7 1 〜7n に送られる。各制御回路
1 〜7n は、入力された比較回路6の出力v i をそれ
ぞれの比較レベルv1 ,v2 〜vn と比較して、それぞ
れ各可変利得制御回路21 ,22 〜2n に制御信号とし
て可変減衰器の制御電圧を発生する。
【0019】各可変利得制御回路21 〜2n は、それぞ
れの制御回路71 〜7n からの入力により、光信号入力
レベルの低いときは減衰量を最小として利得g1,m ,g
2,m,...gn,m により出力vo が最大になるように
制御される。光信号の入力レベルが増加すると、最初に
第2段目の可変利得制御回路22 の可変減衰器の減衰量
が増加されて出力レベルg2 をその可変範囲g2,l 〜g
2,m 内で制御する。可変利得制御回路22 の可変減衰器
の減衰量をその最大値まで増加しても出力レベルを制御
できなくなれば、次の第3の可変利得制御回路23 の可
変減衰器の減衰量を増加する。以下同様にして可変利得
制御回路2n の可変減衰器の減衰量をその最大値まで増
加しても出力レベルvo を制御できなくなれば、最後に
第1段目の可変利得制御回路21 の可変減衰器の減衰量
を増加して、すなわち、可変利得制御回路21 の利得g
1 を減少して、出力端10の電気信号の出力レベルを制
御する。このようにして、比較回路6の出力レベルvi
が基準の最小レベルv2 以下ならば、全ての可変減衰器
の減衰量を最小にすることにより全段の利得制御回路の
利得g1 〜gn を最大にして、受信した光入力信号に対
する電気信号の出力レベルを上げる。
【0020】光入力信号のレベルが上がって、出力レベ
ルvi が基準の最小レベルv2 と最大レベルv1 との間
の値vj 、すなわち、第j−1段目の比較レベルvj-1
と次の段の比較レベルvj との間のときは、第1段目お
よび第j+1段目以降の可変利得制御回路の利得が最
大、第2段目ないし第j−1段目の可変利得制御回路の
利得が最小となり、第j段目の可変利得制御回路の可変
減衰器の減衰量がその最大値までの範囲内で制御され
る。
【0021】
【発明の効果】上述のように本発明の光受信回路は、光
電気変換回路の出力に直近の1段目の減衰器の減衰量増
加を最後にして、2段目以降の減衰器から順に減衰量制
御を行なうことにより、光電気変換回路に直近の第1段
の可変利得制御回路は、最後まで可変減衰器の減衰量が
各段中の最小、すなわち、第1段の可変利得制御回路の
利得がn段の可変利得制御回路中の最大に保たれるの
で、受信入力信号レベルを上げて高いC/N比を保持し
ながら出力レベルに応じて後段の可変利得制御回路の利
得を制御することにより、出力レベルを安定に保ちなが
ら歪み特性を改善することができる効果がある。
【0022】また、各段の可変利得制御回路において
も、入力側に可変減衰器、出力側に増幅器が接続される
ので、歪み特性の劣化を低減できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例のブロック図である。
【図2】図1の実施例のレベルダイアグラムである。
【図3】従来の光受信回路のレベルダイアグラムの1例
である。
【図4】従来の光受信回路のレベルダイアグラムの他の
1例である。
【符号の説明】
1 光電気変換回路 21 〜2n 可変利得制御回路 5 ピーク検波回路 6 比較回路 71 〜7n 制御回路 10 電気出力レベル v1 〜vn 比較レベル g1 〜gn 可変利得制御回路の利得
───────────────────────────────────────────────────── 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 10/28

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力された光信号を光電気変換回路によ
    り電気信号に変換し、前記変換された電気信号を、各段
    ごとに所定の範囲に増幅率が可変で、かつ、前記光電気
    変換回路に直列に第1段目から第n段目まで接続された
    複数n段の可変利得制御回路により増幅し、前記増幅さ
    れた電気信号の最終n段の可変利得制御回路の出力レベ
    ルを検出回路により検出し、前記検出された出力レベル
    を前記各段の可変利得制御回路に帰還して最終n段の可
    変利得制御回路から出力する電気信号の出力レベルを制
    御する光受信回路の利得制御方法において、 前記検出回路の検出した出力レベルが所定の範囲の最小
    のレベル以下のときは、前記各段の可変利得制御回路の
    増幅率を全て最大値に保持し、 前記検出回路の検出した出力レベルが前記所定の最小の
    レベルより大きいときは、第2段目の可変利得制御回路
    から順に段階的に各段の増幅率の可変限界までごとに増
    幅率を減少して出力レベルを制御し、 最終の第n段目の可変利得制御回路により制御して検出
    した出力レベルがなお所定の値以上の場合は、最後に第
    1段目の可変利得制御回路の増幅率を減少して、前記最
    終段から出力する電気信号の出力レベルを制御すること
    を特徴とする光受信回路の利得制御方法。
  2. 【請求項2】 入力された光信号を電気信号に変換する
    光電気変換回路と、第1段目から第n段目まで前記光電
    気変換回路に直列に接続され、各段ごとに所定の範囲内
    で可変の増幅率を有し、前記変換された電気信号を順次
    増幅する複数n段の可変利得制御回路と、前記最終n段
    の可変利得制御回路の出力レベルを検出する出力レベル
    検出回路と、前記出力レベル検出回路により検出された
    出力レベルに応じて前記各段の可変利得制御回路の増幅
    率を制御する制御信号を送って最終の電気信号の出力レ
    ベルを制御する自動利得制御手段とを有する光受信回路
    において、 前記自動利得制御手段は、前記出力レベル検出回路によ
    り検出された出力レベルが所定の範囲の最小値以下の場
    合は、全ての可変利得制御回路にそれぞれの増幅率を最
    大とする制御信号を送り、 前記検出された出力レベルが前記所定の範囲の最小値を
    超えて所定の値までの場合は、第2段目の可変利得制御
    回路から順次第n段目までの各可変利得制御回路に段階
    的に各可変利得制御回路の増幅率を減少する制御信号を
    送り、 前記検出された出力レベルが前記所定の値を超えた場合
    は、第2段目から第n段目までの可変利得制御回路に、
    それぞれの増幅率を最小とする制御信号を送るととも
    に、第1段目の可変利得制御回路に前記出力レベルに応
    じてその増幅率を減少する制御信号を送ることを特徴と
    する光受信回路。
  3. 【請求項3】 前記各段の可変利得制御回路は、それぞ
    れ、入力側に減衰量が可変の可変減衰器が接続され、前
    記可変減衰器に利得が一定の増幅器が接続されてなる請
    求項2に記載の光受信回路。
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