JP2806872B2 - 単極性・双極性符号変換回路 - Google Patents

単極性・双極性符号変換回路

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JP2806872B2
JP2806872B2 JP10520496A JP10520496A JP2806872B2 JP 2806872 B2 JP2806872 B2 JP 2806872B2 JP 10520496 A JP10520496 A JP 10520496A JP 10520496 A JP10520496 A JP 10520496A JP 2806872 B2 JP2806872 B2 JP 2806872B2
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宏樹 柳沢
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は単極性・双極性符号
変換回路(以下、U/B変換回路という)に関し、特に
広い受信ダイナミックレンジが必要とされる光受信回路
などに用いられるU/B変換回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のU/B変換回路は図5に
示す構成のものが一般的に使用されている。図5におい
て、差動増幅器1の逆相出力は抵抗器15を介して正相
入力に、また正相出力はピーク検出回路12と抵抗器1
6とを介して逆相入力にそれぞれ帰還されている。単極
性の入力信号は入力端子IN(+),IN(−)間に加
えられ抵抗器13,14を介し差動増幅器11に入力さ
れ、入力信号の振幅中央で識別されて波形整形され、出
力端子OUT(+)(−)から双極性信号となって出力
される。
【0003】ピーク検出回路2は入力信号のピーク値を
ホールドし、これを直流電圧として出力するもので、こ
の出力電圧は抵抗器16,14で所定の比に分圧されて
差動増幅器12の逆相入力に入力信号の識別レベルとし
て帰還されている。この識別レベルは入力信号のパルス
振幅に依らず常に振幅のほぼ中央に設定されるため、等
価的に自動識別レベル制御回路(以下ATC回路)とし
て動作する。このような特性を利用し、本U/B変換回
路は入力信号のレベルが急変するバースト信号を受信す
る光受信回路等に使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のU/
B変換回路においては、常に入力信号の振幅中央でレベ
ル識別し、波形整形を行って出力しているので、入力信
号のデューティ比は略入力信号のままで出力される。入
力信号のデューティ比が、特に問題とならない範囲であ
ればよいが、デューティ比が劣化した入力信号をそのま
まのデューティ比で出力すると、この後段に接続される
回路では、例えば位相余裕が減少して動作が不安定にな
るなどの問題がある。
【0005】尚、デューティ比とはパルス信号の振幅中
央における一周期当りのオン・オフ時間比をいうが、例
えば、大振幅の光信号が受信回路に入力された場合、前
置増幅器の飽和等により、光信号はデューティ比の大き
いパルス信号となる。このようなデューティ比の劣化し
たパルス信号を、このままU/B変換して出力すると、
例えば後段にバースト信号受信回路のディジタルPLL
を用いたクロック信号抽出回路があると、この回路はク
ロック抽出に際し位相方向の余裕が要求されるためディ
ューティ比の劣化はアイ開口幅の減少となり、大きなパ
ワーペナルティ発生の原因となる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によるU/B変換
回路は、差動増幅器と、前記差動増幅器の逆相出力端子
と正相入力端子との間に挿入された第1の抵抗器と、前
記差動増幅器の正相出力端子と逆相入力端子との間に挿
入された前記正相出力端子の信号のピーク値を検出し前
記正相入力端子の入力信号の振幅中央に設定された識別
レベルを得るためのピーク値検出回路とこれに直列に接
続された第2の抵抗器と、前記差動増幅器の逆相入力端
子および正相入力端子とそれぞれの外部入力端子との間
に挿入された第3および第4の抵抗器とから構成され前
記外部入力端子に単極性信号を入力し前記差動増幅器の
逆相出力および正相出力から双極性信号を出力する単極
性・双極性符号変換回路において、前記ピーク値検出回
路の出力側にこの出力電圧の所定値以上の領域に対して
所定の傾斜角度を有する伸張特性を与え前記識別レベル
を補正する補正回路を備えている。
【0007】前記補正回路は第1の演算増幅器と、前記
ピーク値検出回路の出力電圧を入力しこれを分圧して前
記第1の演算増幅器の正相入力端子に加えるための第1
および第2の抵抗器と、基準電圧源と、前記基準電圧源
と前記第1の演算増幅器の逆相入力端子との間に挿入さ
れて第3の抵抗器と、前記第1の演算増幅器の逆相入力
端子と出力端子との間に挿入された第4の抵抗器と、前
記ピーク値検出回路の出力電圧を正相入力端子に入力し
逆相入力端子と出力端子とを直結したボルテージフォロ
ワを構成する第2の演算増幅器と前記第1および第2の
演算増幅器の各出力端子をオア接続する第1および第2
のダイオードとを備える構成としても良い。
【0008】また、前記基準電圧源と前記第3および第
4の抵抗器はそれぞれその値を可変する可変手段を備え
ても良い。
【0009】
【発明の実施の形態】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。
【0010】図1は本発明の実施の形態例を示すブロッ
ク図である。差動増幅器1の逆相出力は抵抗器6を介し
て正相入力に、また正相出力はピーク検出回路2と補正
回路3と抵抗器7とを介して逆相入力にそれぞれ帰還さ
れている。単極性の入力信号は入力端子IN(+),I
N(−)間に加えられ抵抗器4,5を介し差動増幅器1
に入力され、入力信号の振幅に応じて補正された識別レ
ベルで識別されて波形整形され、出力端子OUT
(+),(−)から双極性信号となって出力される。
【0011】ピーク検出回路2は入力信号振幅のピーク
値をホールドし、これを直流電圧として出力するもので
ある。この出力電圧は次の補正回路3で補正され、即ち
基準電圧以上の領域で増加方向の変化を拡大する伸張を
受けて、次の抵抗器16,14で分圧されて差動増幅器
12の逆相入力に、入力信号の識別レベルとして帰還さ
れる。
【0012】この識別レベルは入力電圧パルスの振幅が
所定の基準値までの領域ではその振幅に依らず、常に振
幅のほぼ中央に設定されるため、入力電圧パルスのデュ
ーティ比は変化せず出力されるが、基準値以上の領域で
は識別レベルは振幅の中央より上部に設定されるのでで
ューティ比は小さくなる方向に補正され出力される。即
ち、一般にパルス信号は先に述べたように増幅器の飽和
などのために振幅が大きくなるとデューティ比も大きく
なる傾向があり、本U/B変換回路ではこれが補正され
ることになる。
【0013】次に補正回路3についてこの補正動作の詳
細を説明する。補正回路3は図2に示す回路構成をして
いる。ピーク値検出回路2から出力された電圧信号Va
は分岐され、一方は抵抗器38を介して演算増幅器31
の正相入力へ、もう一方は演算増幅器32の正相入力へ
入力される。演算増幅器31の正相入力端子は抵抗器4
0を介してGNDに接続される。演算増幅器31の逆相
入力端子は直流電圧源33(Vref)が入力抵抗器3
7を介して接続され更に帰還抵抗器36を介して出力端
子と接続される。逆相入力端子の電圧はVrefにバイ
アスされている。抵抗器37,38,36,39の各抵
抗器は互いにそれぞれ等しくなるよう選択されている。
【0014】一方、演算増幅器32の出力端子は反転入
力端子に接続され、ボルテージォロワを構成する。演算
増幅器31,32の出力信号はそれぞれダイオード3
4,35でオア接続され出力される。
【0015】次に動作について説明する。演算増幅器3
1の正相入力信号と逆相入力信号をそれぞれVin
(+)、Vin(−)とすると出力信号Vbは以下のよ
うに表せる。 Vb=抵抗器36の値・[Vin(+)+Vin
(−)]/抵抗器37の値=抵器36の値・[Va+V
ref]/抵抗器37の値 また、演算増幅器32はボルテージフォロワであるの
で、出力信号Vは以下のように表せる。 Vc=Vin(+)=Va 出力信号Vdは、VbとVcとをダイオードオアで合算
したものなので、2つの電圧値のうちどちらか高い値を
出力する。
【0016】即ち、図3に示す電圧となる。Vbを一点
鎖線、Vcを点線、Vdを太線で示す。Vbの直線の傾
斜及び切片(オフセット)は抵抗器37,36との比及
び直流電圧Vrefで一義的に決定されるため、Vdの
電圧はある設定電圧Vxを境にして、増加させることが
可能となる。このように、補正回路3はピーク検出回路
2の出力電圧を設定値Vx以上において伸張する機能を
有する。
【0017】次に図4を用いてその補正効果について説
明する。入力端子IN(+)に(a)に示すデューティ
比の大きい入力信号が入力された場合、入力波形の振幅
値に応じてピーク値検出回路2の電圧が補正回路3で補
正され、識別レベルを上昇させる。従って出力信号の波
形は(c)に示すようにほぼ理想的なデューティ比を持
つ波形となる。これに対し図5の従来回路では識別レベ
ルは振幅の中央となるので(b)に示す補正されない波
形が出力さる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明のU/B変換
回路は、入力信号の振幅が基準値以上に大きく、かつデ
ューティ比が標準の50%以上に劣化した状態である場
合に、識別レベルを振幅の中央より大きく設定するので
出力信号のデューティ比を略50%に補正することがで
き、後続の回路の動作を安定化するという効果がある。
【0019】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態例を示すブロック図であ
る。
【図2】図1における補正回路の回路図である。
【図3】図2における動作を説明する特性図である。
【図4】図1の効果を説明する波形図である。
【図5】従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 差動増幅器 2 ピーク検出回路 31,32 演算増幅器 4,5,6,7 抵抗器 36,37,38,39 抵抗器 34,35 ダイオード 33 基準電圧源(Vref)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 円 宮城県黒川郡大和町吉岡字雷神2番地 宮城日本電気株式会社内 (72)発明者 山中 秀晃 東京都港区芝浦三丁目18番21号 日本電 気エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−232515(JP,A) 特開 昭56−66915(JP,A) 特開 昭64−81513(JP,A) 実開 平2−21935(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H03M 5/16

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 差動増幅器と、前記差動増幅器の逆相出
    力端子と正相入力端子との間に挿入された第1の抵抗器
    と、前記差動増幅器の正相出力端子と逆相入力端子との
    間に挿入された前記正相出力端子の信号のピーク値を検
    出し前記正相入力端子の入力信号の振幅中央に設定され
    た識別レベルを得るためのピーク値検出回路とこれに直
    列に接続された第2の抵抗器と、前記差動増幅器の逆相
    入力端子および正相入力端子とそれぞれの外部入力端子
    との間に挿入された第3および第4の抵抗器とから構成
    され前記外部入力端子に単極性信号を入力し前記差動増
    幅器の逆相出力および正相出力から双極性信号を出力す
    る単極性・双極性符号変換回路において、前記ピーク値
    検出回路の出力側にこの出力電圧の所定値以上の領域に
    対して所定の傾斜角度を有する伸張特性を与え前記識別
    レベルを補正する補正回路を備えること特徴とする単極
    性・双極性符号変換回路。
  2. 【請求項2】 前記補正回路は第1の演算増幅器と、前
    記ピーク値検出回路の出力電圧を入力しこれを分圧して
    前記第1の演算増幅器の正相入力端子に加えるための第
    1および第2の抵抗器と、基準電圧源と、前記基準電圧
    源と前記第1の演算増幅器の逆相入力端子との間に挿入
    されて第3の抵抗器と、前記第1の演算増幅器の逆相入
    力端子と出力端子との間に挿入された第4の抵抗器と、
    前記ピーク値検出回路の出力電圧を正相入力端子に入力
    し逆相入力端子と出力端子とを直結したボルテージフォ
    ロワを構成する第2の演算増幅器と前記第1および第2
    の演算増幅器の各出力端子をオア接続する第1および第
    2のダイオードとを備えることを特徴とする請求項1記
    載の単極性・双極性符号変換回路。
  3. 【請求項3】 前記基準電圧源と前記第3および第4の
    抵抗器はそれぞれその値を可変する可変手段を備えるこ
    とを特徴とする請求項2記載の単極性・双極性符号変換
    回路。
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