JP3313273B2 - 光信号受信装置 - Google Patents
光信号受信装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信システムの光
信号受信装置に関し、特に、光信号受信装置における伝
送速度の広帯域化の改善に関する。
信号受信装置に関し、特に、光信号受信装置における伝
送速度の広帯域化の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、各方面から注目され、採用されて
いる光ファイバ伝送による光通信システムは、従来から
使われている対ケーブル、同軸ケーブルなどの有線通信
に比較して、例えば、低損失で大容量データの伝送が可
能であり、高電圧や雷などの電磁誘導雑音の影響を受け
ない、また、耐環境性、無洩話性、長距離伝送、広帯域
伝送などの点で優れた特徴を多くもっているので、オプ
トエレクトロニクスの一つの基盤技術になろうとしてい
る。
いる光ファイバ伝送による光通信システムは、従来から
使われている対ケーブル、同軸ケーブルなどの有線通信
に比較して、例えば、低損失で大容量データの伝送が可
能であり、高電圧や雷などの電磁誘導雑音の影響を受け
ない、また、耐環境性、無洩話性、長距離伝送、広帯域
伝送などの点で優れた特徴を多くもっているので、オプ
トエレクトロニクスの一つの基盤技術になろうとしてい
る。
【０００３】図３は従来の光通信システムの回路構成の
一例を示すブロック図である。図３において、２０１は
光信号送信装置であり、半導体レーザ（ＬＤ）や発光ダ
イオード（ＬＥＤ）などからなる発光素子Ｄ２１、ドラ
イバーＩＣからなる発光素子駆動回路Ａ２１で構成され
ている。２０２は光伝送路であり、光コネクタやスプラ
イシング（永久接続）を含む光ファイバケーブルで構成
されている。
一例を示すブロック図である。図３において、２０１は
光信号送信装置であり、半導体レーザ（ＬＤ）や発光ダ
イオード（ＬＥＤ）などからなる発光素子Ｄ２１、ドラ
イバーＩＣからなる発光素子駆動回路Ａ２１で構成され
ている。２０２は光伝送路であり、光コネクタやスプラ
イシング（永久接続）を含む光ファイバケーブルで構成
されている。
【０００４】２０３は光信号受信装置であり、ＰＮ接合
ダイオードやｐｉｎフォトダイオード（ｐｉｎ−ＰＤ）
からなる受光素子Ｄ２２、オペアンプからなる増幅回路
Ａ２２、ダイオードＤ２３、コンデンサＣ２１、オペア
ンプ２３、抵抗Ｒ２１、Ｒ２２からなるピークホールド
回路Ｐ２１、コンパレータＣＰ２１などで構成されてい
る。
ダイオードやｐｉｎフォトダイオード（ｐｉｎ−ＰＤ）
からなる受光素子Ｄ２２、オペアンプからなる増幅回路
Ａ２２、ダイオードＤ２３、コンデンサＣ２１、オペア
ンプ２３、抵抗Ｒ２１、Ｒ２２からなるピークホールド
回路Ｐ２１、コンパレータＣＰ２１などで構成されてい
る。
【０００５】光信号送信装置２０１においては、伝送信
号（データを含むデジタル信号）Ｓ２１を発光素子Ｄ２
１で光信号Ｓ２２に変換して光伝送路２０２に送信す
る。光信号受信装置２０３においては、受光素子Ｄ２２
で光信号Ｓ２２を受信して電流信号Ｓ２３に変換する。
変換された電流信号Ｓ２３を増幅回路Ａ２２で電圧増幅
し電圧信号Ｓ２４に変換する。
号（データを含むデジタル信号）Ｓ２１を発光素子Ｄ２
１で光信号Ｓ２２に変換して光伝送路２０２に送信す
る。光信号受信装置２０３においては、受光素子Ｄ２２
で光信号Ｓ２２を受信して電流信号Ｓ２３に変換する。
変換された電流信号Ｓ２３を増幅回路Ａ２２で電圧増幅
し電圧信号Ｓ２４に変換する。
【０００６】この電圧信号Ｓ２４を、例えば、コンデン
サＣ２１とオペアンプ２３の入力インピーダンスで設定
される時定数を有するピークホールド回路Ｐ２１の入力
部の一端と、コンパレータＣＰ２１の入力部の一端に入
力する。ピークホールド回路Ｐ２１で電圧信号Ｓ２４を
ピークホールドし、そのピークホールド電圧Ｖpを抵抗
Ｒ２１、Ｒ２２で１／２の比率に分割し、基準電圧Ｖs
としてコンパレータＣＰ２１の入力部の他端に入力す
る。コンパレータＣＰ２１は電圧信号Ｓ２４と基準電圧
Ｖsとを比較して波形整形することにより発信元の伝送
信号Ｓ２１と同一波形の伝送信号Ｓ２５を再生する。
サＣ２１とオペアンプ２３の入力インピーダンスで設定
される時定数を有するピークホールド回路Ｐ２１の入力
部の一端と、コンパレータＣＰ２１の入力部の一端に入
力する。ピークホールド回路Ｐ２１で電圧信号Ｓ２４を
ピークホールドし、そのピークホールド電圧Ｖpを抵抗
Ｒ２１、Ｒ２２で１／２の比率に分割し、基準電圧Ｖs
としてコンパレータＣＰ２１の入力部の他端に入力す
る。コンパレータＣＰ２１は電圧信号Ｓ２４と基準電圧
Ｖsとを比較して波形整形することにより発信元の伝送
信号Ｓ２１と同一波形の伝送信号Ｓ２５を再生する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図４は従来の光信号シ
ステムの各回路で処理される信号波形を示すタイムチャ
ートである。図４において、図４（ａ）は伝送信号Ｓ２
１の周期がピークホールド回路Ｐ２１の時定数よりも十
分小さい場合の信号波形を示す。また、図４（ｂ）は伝
送信号Ｓ２１の周期がピークホールド回路Ｐ２１の時定
数よりも大きい場合の信号波形を示す。ここで、伝送信
号Ｓ２１はデータを含むパルス信号とする。
ステムの各回路で処理される信号波形を示すタイムチャ
ートである。図４において、図４（ａ）は伝送信号Ｓ２
１の周期がピークホールド回路Ｐ２１の時定数よりも十
分小さい場合の信号波形を示す。また、図４（ｂ）は伝
送信号Ｓ２１の周期がピークホールド回路Ｐ２１の時定
数よりも大きい場合の信号波形を示す。ここで、伝送信
号Ｓ２１はデータを含むパルス信号とする。
【０００８】図４（ａ）において、例えば、発信元の伝
送信号Ｓ２１に対して、電圧信号Ｓ２４の立ち上がり時
間ｔrを６ｎｓとすると、コンパレータＣＰ２１で波形
整形され出力する信号Ｓ２５の遅延時間ｔd１は、 ｔd１＝ｔr×（基準電圧Ｖs／信号電圧Ｖa）＝６ｎｓ×
（１／２）＝３ｎｓ
送信号Ｓ２１に対して、電圧信号Ｓ２４の立ち上がり時
間ｔrを６ｎｓとすると、コンパレータＣＰ２１で波形
整形され出力する信号Ｓ２５の遅延時間ｔd１は、 ｔd１＝ｔr×（基準電圧Ｖs／信号電圧Ｖa）＝６ｎｓ×
（１／２）＝３ｎｓ
【０００９】図４（ｂ）において、電圧信号Ｓ２４の信
号電圧Ｖaを５００ｍｖ、基準電圧Ｖs（１／２ピークホ
ールド電圧Ｖp）の立ち上がりレベルが低下してもコン
パレータＣＰ２１の出力を安定させるために設けた入力
オフセット電圧Ｖioを５０ｍｖとすると、コンパレータ
ＣＰ２１から出力する信号Ｓ２５の遅延時間ｔd２は、
ｔd２＝ｔr×（入力オフセット電圧Ｖio／信号電圧Ｖ
a）＝６ｎｓ×（５０／５００）＝０.６ｎｓとなる。
号電圧Ｖaを５００ｍｖ、基準電圧Ｖs（１／２ピークホ
ールド電圧Ｖp）の立ち上がりレベルが低下してもコン
パレータＣＰ２１の出力を安定させるために設けた入力
オフセット電圧Ｖioを５０ｍｖとすると、コンパレータ
ＣＰ２１から出力する信号Ｓ２５の遅延時間ｔd２は、
ｔd２＝ｔr×（入力オフセット電圧Ｖio／信号電圧Ｖ
a）＝６ｎｓ×（５０／５００）＝０.６ｎｓとなる。
【００１０】従って、図４（ａ）に示す出力信号Ｓ２５
と図４（ｂ）に示す出力信号Ｓ２５との遅延時間の差ｔ
wは、ｔw＝ｔd１−ｔd２＝３ｎｓ−０.６ｎｓ＝２.４ｎ
ｓとなる。図４（ｂ）においては、発信元の伝送信号Ｓ
２１の周期がピークホールド回路ＣＰ２１の時定数より
も十分大きいため、基準電圧Ｖsの立ち上がりレベルが
低下し、図４（ａ）に示す信号波形の場合の遅延時間ｔ
d１に比べ、図４（ｂ）に示す信号波形の場合の遅延時
間ｔd２が小さくなり、高速伝送と低速伝送との遅延時
間の差ｔwが２.４ｎｓのパルス幅歪みとなる。
と図４（ｂ）に示す出力信号Ｓ２５との遅延時間の差ｔ
wは、ｔw＝ｔd１−ｔd２＝３ｎｓ−０.６ｎｓ＝２.４ｎ
ｓとなる。図４（ｂ）においては、発信元の伝送信号Ｓ
２１の周期がピークホールド回路ＣＰ２１の時定数より
も十分大きいため、基準電圧Ｖsの立ち上がりレベルが
低下し、図４（ａ）に示す信号波形の場合の遅延時間ｔ
d１に比べ、図４（ｂ）に示す信号波形の場合の遅延時
間ｔd２が小さくなり、高速伝送と低速伝送との遅延時
間の差ｔwが２.４ｎｓのパルス幅歪みとなる。
【００１１】この遅延時間差ｔwが大きいほど、低速伝
送での伝送信号のパルス幅歪みが大きくなり、発信元の
伝送信号Ｓ２１を正確に再生したことにならず、データ
が正確に伝送できないことになる。その結果、伝送速度
の広帯域化を妨げる要因となる。即ち、高速伝送から低
速伝送まで広帯域の周波数を含む光信号（光パルス信
号）を伝送するには、高速伝送と低速伝送とのパルス歪
みを小さくする必要がある。特に、高速から低速までの
伝送が必要とされる光通信システムにおいては、低速伝
送の光信号が正確に伝送できるような広帯域化が求めら
れている。
送での伝送信号のパルス幅歪みが大きくなり、発信元の
伝送信号Ｓ２１を正確に再生したことにならず、データ
が正確に伝送できないことになる。その結果、伝送速度
の広帯域化を妨げる要因となる。即ち、高速伝送から低
速伝送まで広帯域の周波数を含む光信号（光パルス信
号）を伝送するには、高速伝送と低速伝送とのパルス歪
みを小さくする必要がある。特に、高速から低速までの
伝送が必要とされる光通信システムにおいては、低速伝
送の光信号が正確に伝送できるような広帯域化が求めら
れている。
【００１２】本発明は以上の事情を考慮してなされたも
のであり、例えば、低速伝送時の光信号の遅延時間の変
動を抑制することにより、光信号の伝送速度が広帯域で
可能な光信号受信装置を提供するものである。
のであり、例えば、低速伝送時の光信号の遅延時間の変
動を抑制することにより、光信号の伝送速度が広帯域で
可能な光信号受信装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、光信号を受信
し伝送信号を変換する光信号受信装置において、光信号
を電気信号に変換する受光素子と、変換された電気信号
を電圧増幅する増幅回路と、電圧増幅された電気信号の
ピーク電圧を生成するとともにそのピーク電圧に比例す
る基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、電圧増幅さ
れた電気信号を基準電圧に基づいて波形整形して伝送信
号を再生する信号再生回路と、ピーク電圧が大きい時に
ゲインを大きくし、ピーク電圧が小さい時にはゲインを
小さくするように増幅回路のゲインを制御するＡＧＣ回
路とを備えたことを特徴とする光信号受信装置である。
し伝送信号を変換する光信号受信装置において、光信号
を電気信号に変換する受光素子と、変換された電気信号
を電圧増幅する増幅回路と、電圧増幅された電気信号の
ピーク電圧を生成するとともにそのピーク電圧に比例す
る基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、電圧増幅さ
れた電気信号を基準電圧に基づいて波形整形して伝送信
号を再生する信号再生回路と、ピーク電圧が大きい時に
ゲインを大きくし、ピーク電圧が小さい時にはゲインを
小さくするように増幅回路のゲインを制御するＡＧＣ回
路とを備えたことを特徴とする光信号受信装置である。
【００１４】本発明によれば、光信号受信装置における
増幅回路のゲインを、ピーク電圧が大きい時にゲインを
大きくしピーク電圧が小さい時にはゲインを小さくする
ように制御することにより、低速伝送時の信号の遅延時
間の変動を小さくすることができるため、広帯域での光
通信が可能な光信号受信装置を提供できる。
増幅回路のゲインを、ピーク電圧が大きい時にゲインを
大きくしピーク電圧が小さい時にはゲインを小さくする
ように制御することにより、低速伝送時の信号の遅延時
間の変動を小さくすることができるため、広帯域での光
通信が可能な光信号受信装置を提供できる。
【００１５】なお、本発明において、受光素子はＰＮ接
合ダイオードやｐｉｎフォトダイオード（ｐｉｎ−Ｐ
Ｄ）で構成されることが好ましい。増幅回路は、オペア
ンプ（差動増幅器）で構成されることが好ましい。基準
電圧生成回路は、ピークホールド回路、オペアンプ、抵
抗などで構成されることが好ましい。信号再生回路は、
コンパレータで構成されることが好ましい。
合ダイオードやｐｉｎフォトダイオード（ｐｉｎ−Ｐ
Ｄ）で構成されることが好ましい。増幅回路は、オペア
ンプ（差動増幅器）で構成されることが好ましい。基準
電圧生成回路は、ピークホールド回路、オペアンプ、抵
抗などで構成されることが好ましい。信号再生回路は、
コンパレータで構成されることが好ましい。
【００１６】ＡＧＣ回路（オート・ゲイン・コントロー
ル回路）はカレントミラー回路で構成されることが好ま
しい。このように構成すれば、例えば、低速伝送時にピ
ーク電圧が小さくなれば、カレントミラー回路に流れる
電流を小さくし、カレントミラー回路と接続されている
増幅回路（差動増幅器）のバイアス電流を小さくして、
ゲインを小さくして、低速伝送時の信号の遅延時間の変
動を小さくする。
ル回路）はカレントミラー回路で構成されることが好ま
しい。このように構成すれば、例えば、低速伝送時にピ
ーク電圧が小さくなれば、カレントミラー回路に流れる
電流を小さくし、カレントミラー回路と接続されている
増幅回路（差動増幅器）のバイアス電流を小さくして、
ゲインを小さくして、低速伝送時の信号の遅延時間の変
動を小さくする。
【００１７】受光素子及び各回路がモノシリック集積回
路で構成されることが好ましい。このように構成すれ
ば、１チップで構成した信頼性の高い光信号受信装置の
ＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）が提供でき、光通信技術
の発展に寄与できる。
路で構成されることが好ましい。このように構成すれ
ば、１チップで構成した信頼性の高い光信号受信装置の
ＡＳＩＣ（特定用途向けＩＣ）が提供でき、光通信技術
の発展に寄与できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図に示す実施例に基づいて
本発明を詳述する。なお、本発明はこれによって限定さ
れるものでない。本発明は、光通信システムにおいて、
低速伝送時の遅延時間の変動を抑制することにより、信
号の伝送速度が広帯域で可能な光信号受信装置を提供す
る。
本発明を詳述する。なお、本発明はこれによって限定さ
れるものでない。本発明は、光通信システムにおいて、
低速伝送時の遅延時間の変動を抑制することにより、信
号の伝送速度が広帯域で可能な光信号受信装置を提供す
る。
【００１９】図１は本発明の光通信システムの回路構成
の一実施例を示すブロック図である。図１において、１
０１は光信号送信装置であり、発光素子Ｄ１１、発光素
子駆動回路Ａ１１で構成されている。発光素子Ｄ１１は
半導体レーザ（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）で構
成されている。発光素子駆動回路Ａ１１はトランジタや
ドライバーＩＣで構成されている。
の一実施例を示すブロック図である。図１において、１
０１は光信号送信装置であり、発光素子Ｄ１１、発光素
子駆動回路Ａ１１で構成されている。発光素子Ｄ１１は
半導体レーザ（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）で構
成されている。発光素子駆動回路Ａ１１はトランジタや
ドライバーＩＣで構成されている。
【００２０】１０２は光伝送路であり、光コネクタやス
プライシング（永久接続）を含む光ファイバケーブルで
構成されている。１０３は光信号受信装置であり、受光
素子Ｄ１２、Ｄ１３、前置増幅回路Ａ１２、Ａ１３、差
動増幅回路Ａ１４、ＡＧＣ回路Ａ１５、ピークホールド
回路Ｐ１１、コンパレータＣＰ１１で構成されている。
また、光信号受信装置１０３が、１チップのモノシリッ
ク集積回路で構成されることが好ましい。
プライシング（永久接続）を含む光ファイバケーブルで
構成されている。１０３は光信号受信装置であり、受光
素子Ｄ１２、Ｄ１３、前置増幅回路Ａ１２、Ａ１３、差
動増幅回路Ａ１４、ＡＧＣ回路Ａ１５、ピークホールド
回路Ｐ１１、コンパレータＣＰ１１で構成されている。
また、光信号受信装置１０３が、１チップのモノシリッ
ク集積回路で構成されることが好ましい。
【００２１】受光素子Ｄ１２、Ｄ１３はＰＮ接合ダイオ
ードやｐｉｎフォトダイオード（ｐｉｎ−ＰＤ）で構成
されている。前置増幅回路Ａ１２、Ａ１３、差動増幅回
路Ａ１４は、オペアンプ、演算増幅器で構成される。ま
た、受光素子Ｄ１３と前置増幅回路Ａ１３は、受光素子
Ｄ１２と前置増幅回路Ａ１２に対するダミー回路であ
り、差動入力の補償回路として機能する。
ードやｐｉｎフォトダイオード（ｐｉｎ−ＰＤ）で構成
されている。前置増幅回路Ａ１２、Ａ１３、差動増幅回
路Ａ１４は、オペアンプ、演算増幅器で構成される。ま
た、受光素子Ｄ１３と前置増幅回路Ａ１３は、受光素子
Ｄ１２と前置増幅回路Ａ１２に対するダミー回路であ
り、差動入力の補償回路として機能する。
【００２２】ピークホールド回路Ｐ１１は、抵抗Ｒ１
４、Ｒ１５、ダイオードＤ１４、コンデンサＣ１１、オ
ペアンプＡ１６〜Ａ１８で構成され、基準電圧Ｖsを生
成する基準電圧生成回路として機能する。ＡＧＣ回路
（オート・ゲイン・コントロール回路）Ａ１５はカレン
トミラー回路で構成され、差動増幅器Ａ１４の電流を制
御してゲインを調整できるよう構成されている。コンパ
レータＣＰ１１は演算増幅器で構成され、発信元の伝送
信号を再生する信号再生回路として機能する。
４、Ｒ１５、ダイオードＤ１４、コンデンサＣ１１、オ
ペアンプＡ１６〜Ａ１８で構成され、基準電圧Ｖsを生
成する基準電圧生成回路として機能する。ＡＧＣ回路
（オート・ゲイン・コントロール回路）Ａ１５はカレン
トミラー回路で構成され、差動増幅器Ａ１４の電流を制
御してゲインを調整できるよう構成されている。コンパ
レータＣＰ１１は演算増幅器で構成され、発信元の伝送
信号を再生する信号再生回路として機能する。
【００２３】光信号送信装置１０１においては、伝送信
号（データを含むデジタル信号）Ｓ１１を発光素子Ｄ１
１で光信号Ｓ１２に変換して光伝送路１０２に送信す
る。光信号受信装置１０３においては、受光素子Ｄ１２
で光信号Ｓ１２を受信して電流信号Ｓ１３に変換する。
変換された電流信号Ｓ１３を前置増幅回路Ａ１２、差動
増幅回路Ａ１４で電圧増幅し電圧信号Ｓ１４に変換す
る。
号（データを含むデジタル信号）Ｓ１１を発光素子Ｄ１
１で光信号Ｓ１２に変換して光伝送路１０２に送信す
る。光信号受信装置１０３においては、受光素子Ｄ１２
で光信号Ｓ１２を受信して電流信号Ｓ１３に変換する。
変換された電流信号Ｓ１３を前置増幅回路Ａ１２、差動
増幅回路Ａ１４で電圧増幅し電圧信号Ｓ１４に変換す
る。
【００２４】差動増幅回路Ａ１４の出力の一端はピーク
ホールド回路Ｐ１１およびコンパレータＣＰ１１の入力
の一端に接続されている。ピークホールド回路Ｐ１１は
二出力端があり、一端はコンパレータＣＰ１１の入力端
へ、他方はＡＧＣ回路Ａ１５の入力端に接続される。電
圧信号Ｓ１４はコンパレータＣＰ１１の一端に入力さ
れ、さらに抵抗Ｒ１４、Ｒ１５で１／２の比率に分割し
てからコンデンサＣ１１とオペアンプＡ１７、Ａ１８の
入力インピーダンスで設定される時定数を有するピーク
ホールド回路Ｐ１１の一端に入力される。
ホールド回路Ｐ１１およびコンパレータＣＰ１１の入力
の一端に接続されている。ピークホールド回路Ｐ１１は
二出力端があり、一端はコンパレータＣＰ１１の入力端
へ、他方はＡＧＣ回路Ａ１５の入力端に接続される。電
圧信号Ｓ１４はコンパレータＣＰ１１の一端に入力さ
れ、さらに抵抗Ｒ１４、Ｒ１５で１／２の比率に分割し
てからコンデンサＣ１１とオペアンプＡ１７、Ａ１８の
入力インピーダンスで設定される時定数を有するピーク
ホールド回路Ｐ１１の一端に入力される。
【００２５】そして、１／２の電圧信号Ｓ１４はピーク
ホールド回路Ｐ１１でピークホールドされ、そのピーク
ホールド電圧Ｖpが基準電圧Ｖsとして、コンパレータＣ
Ｐ１１の一端に入力される。コンパレータＣＰ１１は光
信号Ｓ１２から変換された電圧信号Ｓ１４と基準電圧Ｖ
sとを比較して波形整形することにより発信元の伝送信
号Ｓ１１と同一波形の伝送信号Ｓ１５を再生する。
ホールド回路Ｐ１１でピークホールドされ、そのピーク
ホールド電圧Ｖpが基準電圧Ｖsとして、コンパレータＣ
Ｐ１１の一端に入力される。コンパレータＣＰ１１は光
信号Ｓ１２から変換された電圧信号Ｓ１４と基準電圧Ｖ
sとを比較して波形整形することにより発信元の伝送信
号Ｓ１１と同一波形の伝送信号Ｓ１５を再生する。
【００２６】ＡＧＣ回路Ａ１５はピークホールド回路Ｐ
１１の出力電圧に応じて差動増幅回路１４の電流値を変
化させるカレントミラー回路の構成となっている。従っ
て、差動増幅回路Ａ１４のバイアス電流はピークホール
ド回路Ｐ１１の出力電圧に応じて変化する。ピークホー
ルド回路Ｐ１１の出力電圧をＶ１（＝Ｖp）とすると、
ＡＧＣ回路Ａ１５の出力電流Ｉ1、すなわち差動増幅回
路Ａ１４のバイアス電流Ｉ1は下式で示される。 Ｉ1＝（Ｖ1−Ｖbe）／Ｒ13
１１の出力電圧に応じて差動増幅回路１４の電流値を変
化させるカレントミラー回路の構成となっている。従っ
て、差動増幅回路Ａ１４のバイアス電流はピークホール
ド回路Ｐ１１の出力電圧に応じて変化する。ピークホー
ルド回路Ｐ１１の出力電圧をＶ１（＝Ｖp）とすると、
ＡＧＣ回路Ａ１５の出力電流Ｉ1、すなわち差動増幅回
路Ａ１４のバイアス電流Ｉ1は下式で示される。 Ｉ1＝（Ｖ1−Ｖbe）／Ｒ13
【００２７】このとき、差動増幅回路Ａ１４のゲインＧ
は下式で示される。 Ｇ＝Ｒ11／ｒe 差動増幅回路Ａ１４のトランジタのエミッタ抵抗ｒe
は、 ｒe＝（ＫＴ／ｑ）×（２／Ｉ1） よって、Ｇ＝Ｒ11×（ｑ／ＫＴ）×（Ｉ1／２）＝Ｒ11
×（ｑ／ＫＴ）×（Ｖ1−Ｖbe）／（２Ｒ13）
は下式で示される。 Ｇ＝Ｒ11／ｒe 差動増幅回路Ａ１４のトランジタのエミッタ抵抗ｒe
は、 ｒe＝（ＫＴ／ｑ）×（２／Ｉ1） よって、Ｇ＝Ｒ11×（ｑ／ＫＴ）×（Ｉ1／２）＝Ｒ11
×（ｑ／ＫＴ）×（Ｖ1−Ｖbe）／（２Ｒ13）
【００２８】上式で示される通り、差動増幅回路Ａ１４
のゲインＧは、ピークホールド回路Ｐ１１の出力電圧Ｖ
1が低下すると、ゲインＧも低下する。いま、上式にお
いて、Ｒ11＝Ｒ12＝Ｒ13 Ｖbe＝０.７ｖ ＫＴ／ｑ＝
０.０２５６ｖとすると、Ｖ1＝３ｖのとき、ゲインＧ＝
４５、また、Ｖ1＝１.５ｖのときゲインＧ＝１５となり
約１／３にゲインが低下する。
のゲインＧは、ピークホールド回路Ｐ１１の出力電圧Ｖ
1が低下すると、ゲインＧも低下する。いま、上式にお
いて、Ｒ11＝Ｒ12＝Ｒ13 Ｖbe＝０.７ｖ ＫＴ／ｑ＝
０.０２５６ｖとすると、Ｖ1＝３ｖのとき、ゲインＧ＝
４５、また、Ｖ1＝１.５ｖのときゲインＧ＝１５となり
約１／３にゲインが低下する。
【００２９】図２は本発明の光通信システムの各回路で
処理される信号波形を示すタイムチャートである。図２
において、図２（ａ）は伝送信号Ｓ１１の周期がピーク
ホールド回路Ｐ１１の時定数よりも十分小さい場合の信
号波形を示す。また、図２（ｂ）は伝送信号Ｓ１１の周
期がピークホールド回路Ｐ１１の時定数よりも大きい場
合の信号波形を示す。ここで、伝送信号Ｓ１１はデータ
を含むパルス信号とする。図２（ｂ）では、ピークホー
ルド電圧Ｖpのレベルが低下しているため、差動増幅回
路Ａ１４のゲインが低下し増幅後の出力電圧ＶaがＶ1に
対応して低下していることを示す。
処理される信号波形を示すタイムチャートである。図２
において、図２（ａ）は伝送信号Ｓ１１の周期がピーク
ホールド回路Ｐ１１の時定数よりも十分小さい場合の信
号波形を示す。また、図２（ｂ）は伝送信号Ｓ１１の周
期がピークホールド回路Ｐ１１の時定数よりも大きい場
合の信号波形を示す。ここで、伝送信号Ｓ１１はデータ
を含むパルス信号とする。図２（ｂ）では、ピークホー
ルド電圧Ｖpのレベルが低下しているため、差動増幅回
路Ａ１４のゲインが低下し増幅後の出力電圧ＶaがＶ1に
対応して低下していることを示す。
【００３０】ここで、図２（ａ）と図２（ｂ）における
出力信号Ｓ１５の遅延時間を比較する。図２（ａ）にお
いて、例えば、発信元の伝送信号Ｓ１１に対して、増幅
された電圧信号Ｓ１４の立上がり時間ｔrを６ｎｓとす
ると、コンパレータＣＰ１１から出力する信号Ｓ１５の
遅延時間ｔd１は ｔd１＝ｔr×（基準電圧Ｖs／信号電圧Ｖa）＝６ｎｓ×
（２５０／５００）＝３ｎｓ
出力信号Ｓ１５の遅延時間を比較する。図２（ａ）にお
いて、例えば、発信元の伝送信号Ｓ１１に対して、増幅
された電圧信号Ｓ１４の立上がり時間ｔrを６ｎｓとす
ると、コンパレータＣＰ１１から出力する信号Ｓ１５の
遅延時間ｔd１は ｔd１＝ｔr×（基準電圧Ｖs／信号電圧Ｖa）＝６ｎｓ×
（２５０／５００）＝３ｎｓ
【００３１】図２（ｂ）において、電圧信号Ｓ１４の振
幅Ｖaがピークホールド電圧のレベルに応じて１／３に
低下し、５００ｍｖから１６７ｍｖに低下しているとす
る。また、ピークホールド電圧の立ち上がりレベルが低
下してもコンパレータＣＰ１１の出力が反転しないため
に設けた入力オフセット電圧Ｖioを５０ｍｖとすると、
コンパレータＣＰ１１から出力する信号Ｓ２５の遅延時
間ｔd２は、ｔd２＝ｔr×（入力オフセット電圧Ｖio／
信号電圧Ｖa）＝６ｎｓ×（５０／１６７）＝１.８ｎｓ
となる。
幅Ｖaがピークホールド電圧のレベルに応じて１／３に
低下し、５００ｍｖから１６７ｍｖに低下しているとす
る。また、ピークホールド電圧の立ち上がりレベルが低
下してもコンパレータＣＰ１１の出力が反転しないため
に設けた入力オフセット電圧Ｖioを５０ｍｖとすると、
コンパレータＣＰ１１から出力する信号Ｓ２５の遅延時
間ｔd２は、ｔd２＝ｔr×（入力オフセット電圧Ｖio／
信号電圧Ｖa）＝６ｎｓ×（５０／１６７）＝１.８ｎｓ
となる。
【００３２】従って、図２（ａ）に示す出力信号Ｓ１５
と図２（ｂ）に示す出力信号Ｓ１５との遅延時間の差ｔ
wは、ｔw＝ｔd１−ｔd２＝３ｎｓ−１.８ｎｓ＝１.２ｎ
ｓとなる。従来例で求めた高速伝送と低速伝送における
遅延時間の差ｔw＝２.４ｎｓに比較して、１／２になり
遅延時間の差ｔwが小さくなり、低速伝送における出力
信号のパルス幅歪みが少なくなる。
と図２（ｂ）に示す出力信号Ｓ１５との遅延時間の差ｔ
wは、ｔw＝ｔd１−ｔd２＝３ｎｓ−１.８ｎｓ＝１.２ｎ
ｓとなる。従来例で求めた高速伝送と低速伝送における
遅延時間の差ｔw＝２.４ｎｓに比較して、１／２になり
遅延時間の差ｔwが小さくなり、低速伝送における出力
信号のパルス幅歪みが少なくなる。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、低速伝送時の出力信号
のパルス幅歪みが抑制されるので、データが正確に伝送
され、その結果、高速伝送から低速伝送まで広帯域の光
伝送が可能な光信号受信装置が提供される。また、高速
伝送に適したピークホールド回路の時定数が設定できる
ので、コンデンサの容量が小さくなりモノリシックＩＣ
に形成しやすく、１チップのＡＳＩＣとして光信号受信
装置が提供できる。
のパルス幅歪みが抑制されるので、データが正確に伝送
され、その結果、高速伝送から低速伝送まで広帯域の光
伝送が可能な光信号受信装置が提供される。また、高速
伝送に適したピークホールド回路の時定数が設定できる
ので、コンデンサの容量が小さくなりモノリシックＩＣ
に形成しやすく、１チップのＡＳＩＣとして光信号受信
装置が提供できる。
【図１】本発明の光通信システムの回路構成の一実施例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】本発明の光信号システムの各回路で処理される
信号波形を示すタイムチャートである。
信号波形を示すタイムチャートである。
【図３】従来の光通信システムの回路構成の一例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】従来の光信号システムの各回路で処理される信
号波形を示すタイムチャートである。
号波形を示すタイムチャートである。
１０１ 光信号送信装置 １０２ 光伝送路 １０３ 光信号受信装置 Ｄ１１ 発光素子 Ａ１１ 発光素子駆動回路 Ｄ１２、Ｄ１３ 受光素子 Ａ１２、Ａ１３ 前置増幅回路 Ａ１４ 差動増幅回路 Ａ１５ ＡＧＣ回路 Ｐ１１ ピークホールド回路 ＣＰ１１ コンパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/26 10/28 Ｈ０４Ｌ 25/03
Claims (3)
- 【請求項１】 光信号を受信し伝送信号を変換する光信
号受信装置において、光信号を電気信号に変換する受光
素子と、 変換された電気信号を電圧増幅する増幅回路と、 電圧増幅された電気信号のピーク電圧を生成するととも
にそのピーク電圧に比例する基準電圧を生成する基準電
圧生成回路と、 電圧増幅された電気信号を基準電圧に基づいて波形整形
して伝送信号を再生する信号再生回路と、 ピーク電圧が大きい時にゲインを大きくし、ピーク電圧
が小さい時にはゲインを小さくするように増幅回路のゲ
インを制御するＡＧＣ回路とを備えたことを特徴とする
光信号受信装置。 - 【請求項２】 前記ＡＧＣ回路はカレントミラー回路か
らなることを特徴とする請求項１記載の光信号受信装
置。 - 【請求項３】 前記受光素子及び前記各回路がモノシリ
ック集積回路からなることを特徴とする請求項１記載の
光信号受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02420696A JP3313273B2 (ja) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | 光信号受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02420696A JP3313273B2 (ja) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | 光信号受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09219679A JPH09219679A (ja) | 1997-08-19 |
| JP3313273B2 true JP3313273B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=12131845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02420696A Expired - Fee Related JP3313273B2 (ja) | 1996-02-09 | 1996-02-09 | 光信号受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3313273B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011041058A (ja) * | 2009-08-12 | 2011-02-24 | Rohm Co Ltd | 受信回路 |
| JP2013089999A (ja) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Hamamatsu Photonics Kk | 光受信回路 |
-
1996
- 1996-02-09 JP JP02420696A patent/JP3313273B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09219679A (ja) | 1997-08-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |