JP4291006B2 - Optical receiver - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイロット信号を用いることなく安定したゲインコントロールを行える光受信機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
光伝送システムにおいて光受信機の受光レベルが変化すると、光受信機から出力される電気信号のレベルが変化するようになる。しかし、光伝送システムにおいては、光受信機における受光レベルが変化しても出力される電気信号が一定の出力レベルになっていることが求められている。これを達成するために、光信号にパイロット信号を付加して送信し、光受信機において抽出されたパイロット信号のレベルを一定になるようにゲインコントロールすることにより、光受信機における受光レベルが変化しても出力される電気信号が一定となるようにしていた。
【0003】
しかしながら、送信機においてはパイロット信号を送信信号に重畳して送信するパイロット信号送出手段を別に設けなければならないと共に、受信機においてはパイロット信号を抽出するパイロット信号抽出手段が必要になるという問題点があった。さらに、パイロット信号を用いることのできないシステムもあり、このようなシステムにおいてはゲインコントロールをすることができないという問題点があった。
そこで、これを解決するために受光素子で受光される光信号のレベルを、受光素子に設けられたモニタ端子でモニタし、このモニタ端子からのモニタ信号により、受光素子から出力される電気信号のレベルをコントロールすることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−56200号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
受光素子で受光される光信号のレベルを検出し、この検出信号により受光素子から出力される電気信号をゲインコントロールする従来の光受信機の回路例を図7に示す。
図7において、光ファイバー等から入力された光信号はフォトダイオードPDで受光される。フォトダイオードPDには抵抗R101および抵抗R100により、電源(+Vcc)からバイアスが印加されている。すると、フォトダイオードPDに流れる光電流が光信号の強度に応じた大きさとなり、光信号が電気信号に変換されるようになる。この電気信号は、信号成分だけを抽出するコンデンサC100を介して第1の増幅部110に供給され所定の増幅度で増幅される。増幅された電気信号は、可変減衰部111を介して第2の増幅部113に供給され所定の増幅度で増幅される。また、フォトダイオードPDにより変換された電気信号は制御部112に供給されて、光信号の強度が検出される。制御部112は、検出した光信号の強度に応じて、可変減衰部111の減衰量を制御することにより、可変減衰部111から出力される電気信号のレベルが一定になるようにしている。
【0006】
ここで、フォトダイオードPDの光入力電力〔dBm〕に対するフォトダイオードPDに流れる光電流Ipd〔mA〕の特性を図8に示す。図8を参照すると、光電流Ipdは光入力電力に対して指数関数的に上昇する非直線特性となっている。また、可変減衰部111においてはPINダイオードにより通過量を制御していることから、可変減衰部111は制御量に対して対数関数的に減衰量が変化する非直線特性となっている。このように、フォトダイオードPDが受光する光信号電力に対して、制御部112が出力する制御量が指数関数的な非直線になっても、制御量に対して可変減衰部111の減衰量が対数関数的な非直線に変化することから、ゲインコントロールしても出力を一定にすることが困難になると云う問題点があった。すなわち、図7に示す受信機における出力レベルの周波数特性を図9に示すが、図9に示す出力レベルの周波数特性はフォトダイオードPDの光入力電力が+1dBmと−5dBmとの特性であり、図9を参照すると、光入力電力が−5dBmから+1dBmに上昇した際に、出力レベルも4〜5dBも上昇してしまい、出力レベルが一定にゲインコントロールされていないことがわかる。
【0007】
そこで、本発明はパイロット信号を用いることなく安定したゲインコントロールを行える光受信機を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の光受信機は、フォトダイオードおよび抵抗と、前記フォトダイオードにバイアスを印加する電圧−電流特性が対数関数特性を示すツェナーダイオード手段とからなる電源とアース間に接続された直列回路と、前記フォトダイオードの一端から取り出された、光入力の大きさに応じて変化する電気信号が入力される制御手段と、該制御手段からの制御信号により、前記フォトダイオードから出力された受信信号のレベルを一定とするように制御する対数関数特性のレベル可変手段とを備えるようにしている。
【0009】
また、上記本発明の光受信機において、前記制御手段はノイズ除去手段を有しており、該ノイズ除去手段により前記フォトダイオードの一端から取り出された、光入力の大きさに応じて変化する電気信号に含まれるノイズを除去するようにしてもよい。
さらに、上記本発明の光受信機において、前記フォトダイオードの一端から取り出された、光入力の大きさに応じて変化する電気信号が入力される前記制御手段に、前記ツェナーダイオード手段の温度補償を行う温度補償手段が設けられていてもよい。
【0010】
このような本発明によれば、電圧−電流特性が非直線とされているダイオード手段によりフォトダイオードにバイアスを印加するようにしたので、出力レベルを一定とすることのできるゲインコントロールを行えるようになる。また、制御手段が有するノイズ除去手段により、光入力の大きさに応じて変化する電気信号に含まれるノイズを除去しているので、ダイオード手段等から生じるノイズの影響を防止することができる。さらに、電圧−電流特性が非直線とされているダイオード手段の温度補償を行うようにすることにより、温度の変化に対するレベル変動を抑制したゲインコントロールを行えるようになる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の光受信機の回路構成を図1に示す。
図1において、電源(+Vcc)とアース間にツェナーダイオードZDとフォトダイオードPDおよび抵抗Rの直列回路が接続されて、フォトダイオードPDにツェナーダイオードZDによりバイアスが印加されている。光ファイバー等から入力された光信号はフォトダイオードPDで受光される。すると、フォトダイオードPDに流れる光電流が光信号の強度に応じた大きさとなり、光信号が電気信号に変換されるようになる。この電気信号は、信号成分だけを抽出するコンデンサCを介して第1の増幅部10に供給され所定の増幅度で増幅される。増幅された電気信号は、可変減衰部11においてゲインコントールされて第2の増幅部13に供給され所定の増幅度で増幅される。また、フォトダイオードPDにより変換された電気信号は制御部12に供給されて、光信号の強度が検出される。
【0012】
制御部12は、検出した光信号の強度に応じて、可変減衰部11の減衰量を制御することにより、可変減衰部11から出力される電気信号のレベルが一定になるようにゲインコントロールしている。ここで、ツェナーダイオードZDに逆方向電圧を印加した際の電圧−電流特性の一例を図3に示す。図3に示すように、ツェナーダイオードZDに逆方向電圧を印加した際には電流Idが変化しても電圧Vdはほぼ一定となる対数関数特性となる。従って、光信号を受光するフォトダイオードPDに流れる光電流Ipdが光信号電力に応じて変化した際に、フォトダイオードPDのバイアス電圧Vdは対数関数特性で変化するようになる。このことから、フォトダイオードPDにツェナーダイオードZDによりバイアスを印加すると、ツェナーダイオードZDの非直線特性によりフォトダイオードPDにおいて変換された電気信号は、光入力電力に対して対数関数特性で変化するようになる。
【0013】
このような電気信号が、コンデンサCを介して増幅部10に供給されると共に、制御部12に供給されるようになる。そして、制御部12で検出された光強度に応じて可変減衰部11が制御されるようになる。可変減衰部11は、例えばPINダイオードを用いて構成されており、制御量に対して可変減衰部11の減衰量は対数関数的な非直線に変化している。そして、上記したように光入力電力に対して対数関数特性で変化する電気信号は、増幅部10により増幅されて可変減衰部11に供給されることから、減衰量が対数関数的に変化する可変減衰部11からは、ほぼ一定レベルとされた電気信号が出力されるようになる。
ここで、図1に示す本発明の光受信機における光入力電力が変化した際の出力レベルの周波数特性を図4に示す。図4に示す出力レベルの周波数特性はフォトダイオードPDの光入力電力が+1dBmと−5dBmとの場合の周波数特性であり、図4を参照すると、光入力電力が−5dBmから+1dBmに上昇しても、出力レベルの偏差は約1dB以内となり、出力レベルが一定になるようにゲインコントロールされていることがわかる。
【0014】
また、図示していないがフォトダイオードPDとコンデンサCとの接続点とツェナーダイオードとの間にローパスフィルタが設けられており、このローパスフィルタによりツェナーダイオードZDで発生したノイズが重畳された電気信号が、増幅部10に入力されることを防止している。さらに、フォトダイオードPDにより変換された電気信号をローパスフィルタを介して制御部12に供給するようにして、ツェナーダイオードZDで発生したノイズによる影響を防止するようにしても良い。
【0015】
ところで、ツェナーダイオードZDにおける電圧−電流特性は温度の関数となっており、周囲温度に応じて変化するようになる。そこで、図1に示す回路の光受信機において周囲温度が変化した際の出力レベルの周波数特性を図5に示す。図5に示す出力レベルの周波数特性は周囲温度が−10℃、20℃、50℃の場合の周波数特性である。図5を参照すると、周囲温度が−10℃から20℃になると出力レベルの偏差は約1.5dBとなり、周囲温度が−10℃から50℃になると出力レベルの偏差は約3dBに拡大するようになり、出力レベルが一定になるようにゲインコントロールされないことになる。
【0016】
そこで、これを解決することのできる本発明の実施の形態の光受信機の他の回路構成を図2に示す。
図2に示す光受信機は、図1に示す光受信機において温度補償部20を備えるようにしたものである。そこで、温度補償部20について説明すると、電源(+Vcc)とアース間にはサーミスタTHと抵抗R2との並列回路に抵抗R3が直列接続されている。この並列回路と抵抗R3との接続点が増幅部14の反転入力端子に接続されており、増幅部14の非反転入力端子にはツェナーダイオードZDとフォトダイオードPDとの接続点が接続されている。これにより、増幅部14から両入力端子への入力の差分に基づく出力が得られるようになる。この出力はサーミスタTHの抵抗が温度が高くなると低下することから、周囲温度が高くなると小さな出力となる。この出力に応じて可変減衰部11が制御されることから、周囲温度が高くなると制御部12から出力される制御量が小さくなり、可変減衰部11の減衰量が大きくなるように制御されることになる。
【0017】
一方、周囲温度が低い場合はこの逆となり、制御部12から出力される制御量が大きくなり、可変減衰部11の減衰量が小さくなるように制御されることになる。これにより、周囲温度の変化によらず可変減衰部11からの出力レベルが一定となるようにゲインコントロールされるようになる。ここで、図2に示す回路の光受信機において周囲温度が変化した際の出力レベルの周波数特性を図6に示す。図6に示す出力レベルの周波数特性は周囲温度が−10℃、20℃、50℃の場合の周波数特性である。図6を参照すると、周囲温度が−10℃から20℃になっても出力レベルの偏差は約0.5dB程度であり、周囲温度が−10℃から50℃になっても出力レベルの偏差は約1dB以内であり、出力レベルが一定になるようにゲインコントロールされるようになる。なお、サーミスタTHに並列に接続されている抵抗R2は、サーミスタTHの温度特性を調整する抵抗である。
【0018】
また、ツェナーダイオードZDはノイズを発生することから、制御部12においてノイズを除去している。すなわち、制御部12における増幅部14の出力端子と反転入力端子との間にコンデンサC2を接続することにより、非反転入力端子に接続されている抵抗R5との作用によりローパスフィルタが構成される。このローパスフィルタによりノイズの除去された制御信号が制御部12から出力されるようになり、可変減衰部11に供給される制御信号からノイズが除去されるようになる。さらに、図示していないがフォトダイオードPDとコンデンサCとの接続点とツェナーダイオードとの間にローパスフィルタが設けられており、このローパスフィルタによりツェナーダイオードZDで発生したノイズが重畳された電気信号が、増幅部10に入力されることを防止している。
なお、図1に示す制御部12の回路構成は、図2に示す制御部12の回路構成と同様とされているが抵抗R5の入力端はアースされ、図1に示す制御部12においてもノイズ除去が行われている。
【0019】
以上の説明では、フォトダイオードPDにツェナーダイオードZDを用いてバイアスを印加することにより、安定したゲインコントロールができるようにしていたが、本発明はこれに限るものではなく、ツェナーダイオードZDに替えて一般的なダイオードを1つあるいは複数個直列接続してもよく、フォトダイオードPDの非直線性を補正できる特性の半導体素子をツェナーダイオードZDに替えて用いることができるものである。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、電圧−電流特性が非直線とされているダイオード手段によりフォトダイオードにバイアスを印加するようにしたので、出力レベルを一定とすることのできるゲインコントロールを行えるようになる。また、制御手段が有するノイズ除去手段により、光入力の大きさに応じて変化する電気信号に含まれるノイズを除去しているので、ダイオード手段等から生じるノイズの影響を防止することができる。さらに、電圧−電流特性が非直線とされているダイオード手段の温度補償を行うようにすることにより、温度の変化に対するレベル変動を抑制したゲインコントロールを行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の光受信機の回路構成を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態の光受信機の他の回路構成を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態の光受信機におけるツェナーダイオードの電圧−電流特性を示す図である。
【図4】本発明の光受信機における光入力電力が変化した際の出力レベルの周波数特性を示す図である。
【図5】本発明の光受信機における周囲温度が変化した際の出力レベルの周波数特性を示す図である。
【図6】本発明の温度補償部を備えた光受信機における周囲温度が変化した際の出力レベルの周波数特性を示す図である。
【図7】従来の光受信機の回路構成の一例を示す図である。
【図8】フォトダイオードの光入力電力に対するフォトダイオードPDに流れる光電流の特性を示す図である。
【図9】従来の光受信機における光入力電力が変化した際の出力レベルの周波数特性を示す図である。
【符号の説明】
10 増幅部、11 可変減衰部、12 制御部、13 増幅部、14 増幅部、20 温度補償部、110 増幅部、111 可変減衰部、112 制御部、113 増幅部、C コンデンサ、C2 コンデンサ、C100 コンデンサ、PD フォトダイオード、R 抵抗、R2 抵抗、R3 抵抗、R4 抵抗、R5 抵抗、R100 抵抗、R101 抵抗、TH サーミスタ、ZD ツェナーダイオード
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical receiver that can perform stable gain control without using a pilot signal.
[0002]
[Prior art]
When the light receiving level of the optical receiver changes in the optical transmission system, the level of the electrical signal output from the optical receiver changes. However, in the optical transmission system, it is required that the output electric signal has a constant output level even if the light reception level in the optical receiver changes. In order to achieve this, the pilot signal is added to the optical signal and transmitted, and the gain control is performed so that the level of the pilot signal extracted in the optical receiver becomes constant, thereby changing the light reception level in the optical receiver. Even so, the output electrical signal was constant.
[0003]
However, the transmitter has to be provided with a separate pilot signal transmission means for transmitting the pilot signal superimposed on the transmission signal, and the receiver needs a pilot signal extraction means for extracting the pilot signal. there were. Furthermore, there is a system that cannot use a pilot signal, and there is a problem that gain control cannot be performed in such a system.
In order to solve this problem, the level of the optical signal received by the light receiving element is monitored by a monitor terminal provided in the light receiving element, and the electric signal output from the light receiving element is monitored by the monitor signal from the monitor terminal. It has been proposed to control the level (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 8-56200
[Problems to be solved by the invention]
FIG. 7 shows a circuit example of a conventional optical receiver that detects the level of an optical signal received by the light receiving element and gain-controls an electric signal output from the light receiving element based on this detection signal.
In FIG. 7, an optical signal input from an optical fiber or the like is received by a photodiode PD. A bias is applied to the photodiode PD from a power source (+ Vcc) by a resistor R101 and a resistor R100. Then, the photocurrent flowing through the photodiode PD becomes a magnitude corresponding to the intensity of the optical signal, and the optical signal is converted into an electric signal. This electric signal is supplied to the first amplifying unit 110 via the capacitor C100 that extracts only the signal component, and is amplified with a predetermined amplification degree. The amplified electrical signal is supplied to the second amplifying unit 113 via the variable attenuating unit 111 and amplified with a predetermined amplification degree. The electrical signal converted by the photodiode PD is supplied to the control unit 112, and the intensity of the optical signal is detected. The control unit 112 controls the attenuation amount of the variable attenuation unit 111 according to the detected intensity of the optical signal, so that the level of the electric signal output from the variable attenuation unit 111 becomes constant.
[0006]
Here, the characteristic of the photocurrent Ipd [mA] flowing through the photodiode PD with respect to the optical input power [dBm] of the photodiode PD is shown in FIG. Referring to FIG. 8, the photocurrent Ipd has a non-linear characteristic that increases exponentially with respect to the optical input power. In addition, since the variable attenuation unit 111 controls the passing amount with a PIN diode, the variable attenuation unit 111 has a nonlinear characteristic in which the attenuation amount changes logarithmically with respect to the control amount. As described above, even if the control amount output from the control unit 112 becomes an exponential non-linearity with respect to the optical signal power received by the photodiode PD, the attenuation amount of the variable attenuation unit 111 with respect to the control amount. Since it changes to a logarithmic non-linear, there is a problem that it is difficult to keep the output constant even if gain control is performed. That is, the frequency characteristic of the output level in the receiver shown in FIG. 7 is shown in FIG. 9. The frequency characteristic of the output level shown in FIG. 9 is a characteristic when the optical input power of the photodiode PD is +1 dBm and −5 dBm. Referring to FIG. 9, when the optical input power increases from -5 dBm to +1 dBm, the output level also increases by 4 to 5 dB, and it can be understood that the output level is not gain-controlled at a constant level.
[0007]
Therefore, an object of the present invention is to provide an optical receiver that can perform stable gain control without using a pilot signal.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an optical receiver according to the present invention is provided between a power source and a ground including a photodiode and a resistor, and a Zener diode means whose voltage-current characteristic for applying a bias to the photodiode exhibits a logarithmic function characteristic. A series circuit connected to the control circuit; a control unit that receives an electrical signal that is extracted from one end of the photodiode and that changes in accordance with the magnitude of the light input; and a control signal from the control unit that controls the photodiode. Logarithmic function characteristic level varying means for controlling the level of the received signal output from the signal to be constant.
[0009]
Further , in the optical receiver of the present invention, the control means has a noise removing means, and the electric power that changes according to the magnitude of the light input taken out from one end of the photodiode by the noise removing means. You may make it remove the noise contained in a signal.
Further , in the optical receiver of the present invention, temperature compensation of the Zener diode means is applied to the control means to which an electric signal that is taken out from one end of the photodiode and changes according to the magnitude of the optical input is input. A temperature compensating means for performing may be provided .
[0010]
According to the present invention, since the bias is applied to the photodiode by the diode means having a non-linear voltage-current characteristic, it is possible to perform gain control that can keep the output level constant. Become. Further, since the noise included in the electric signal that changes according to the magnitude of the light input is removed by the noise removing means included in the control means, it is possible to prevent the influence of noise generated from the diode means or the like. Furthermore, by performing temperature compensation of the diode means whose voltage-current characteristics are non-linear, gain control can be performed while suppressing level fluctuations with respect to temperature changes.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a circuit configuration of the optical receiver according to the embodiment of the present invention.
In FIG. 1, a series circuit of a Zener diode ZD, a photodiode PD, and a resistor R is connected between a power supply (+ Vcc) and the ground, and a bias is applied to the photodiode PD by the Zener diode ZD. An optical signal input from an optical fiber or the like is received by the photodiode PD. Then, the photocurrent flowing through the photodiode PD becomes a magnitude corresponding to the intensity of the optical signal, and the optical signal is converted into an electric signal. This electric signal is supplied to the first amplifying unit 10 via the capacitor C that extracts only the signal component, and is amplified with a predetermined amplification degree. The amplified electric signal is gain-controlled in the variable attenuating unit 11 and supplied to the second amplifying unit 13 to be amplified with a predetermined amplification degree. Further, the electric signal converted by the photodiode PD is supplied to the control unit 12, and the intensity of the optical signal is detected.
[0012]
The control unit 12 controls the gain so that the level of the electric signal output from the variable attenuation unit 11 is constant by controlling the attenuation amount of the variable attenuation unit 11 according to the detected intensity of the optical signal. Yes. Here, FIG. 3 shows an example of voltage-current characteristics when a reverse voltage is applied to the Zener diode ZD. As shown in FIG. 3, when a reverse voltage is applied to the Zener diode ZD, even if the current Id changes, the voltage Vd has a logarithmic function characteristic that is substantially constant. Therefore, when the photocurrent Ipd that flows through the photodiode PD that receives the optical signal changes according to the optical signal power, the bias voltage Vd of the photodiode PD changes with a logarithmic function characteristic. Therefore, when a bias is applied to the photodiode PD by the Zener diode ZD, the electrical signal converted in the photodiode PD due to the nonlinear characteristic of the Zener diode ZD changes with a logarithmic function characteristic with respect to the optical input power. Become.
[0013]
Such an electric signal is supplied to the amplifying unit 10 via the capacitor C and also to the control unit 12. Then, the variable attenuation unit 11 is controlled according to the light intensity detected by the control unit 12. The variable attenuating unit 11 is configured by using, for example, a PIN diode, and the attenuation amount of the variable attenuating unit 11 changes in a logarithmic non-linear manner with respect to the control amount. Then, as described above, the electric signal that changes with the logarithmic function characteristic with respect to the optical input power is amplified by the amplifying unit 10 and supplied to the variable attenuating unit 11, so that the amount of attenuation changes logarithmically. From the attenuator 11, an electric signal having a substantially constant level is output.
Here, the frequency characteristic of the output level when the optical input power in the optical receiver of the present invention shown in FIG. 1 is changed is shown in FIG. The frequency characteristic of the output level shown in FIG. 4 is a frequency characteristic when the optical input power of the photodiode PD is +1 dBm and −5 dBm. Referring to FIG. 4, even if the optical input power increases from −5 dBm to +1 dBm. The deviation of the output level is within about 1 dB, and it can be seen that the gain is controlled so that the output level becomes constant.
[0014]
Although not shown, a low-pass filter is provided between the connection point of the photodiode PD and the capacitor C and the Zener diode, and an electric signal on which noise generated in the Zener diode ZD is superimposed by the low-pass filter is provided. , Input to the amplifying unit 10 is prevented. Furthermore, an electric signal converted by the photodiode PD may be supplied to the control unit 12 through a low-pass filter to prevent the influence of noise generated in the Zener diode ZD.
[0015]
By the way, the voltage-current characteristic in the Zener diode ZD is a function of temperature, and changes according to the ambient temperature. FIG. 5 shows the frequency characteristics of the output level when the ambient temperature changes in the optical receiver having the circuit shown in FIG. The frequency characteristics of the output level shown in FIG. 5 are frequency characteristics when the ambient temperature is −10 ° C., 20 ° C., and 50 ° C. Referring to FIG. 5, when the ambient temperature is changed from −10 ° C. to 20 ° C., the output level deviation is about 1.5 dB. When the ambient temperature is changed from −10 ° C. to 50 ° C., the output level deviation is expanded to about 3 dB. Therefore, gain control is not performed so that the output level becomes constant.
[0016]
FIG. 2 shows another circuit configuration of the optical receiver according to the embodiment of the present invention that can solve this problem.
The optical receiver shown in FIG. 2 includes the temperature compensation unit 20 in the optical receiver shown in FIG. Therefore, the temperature compensation unit 20 will be described. A resistor R3 is connected in series with a parallel circuit of a thermistor TH and a resistor R2 between the power supply (+ Vcc) and the ground. The connection point between the parallel circuit and the resistor R3 is connected to the inverting input terminal of the amplification unit 14, and the connection point between the Zener diode ZD and the photodiode PD is connected to the non-inverting input terminal of the amplification unit 14. . As a result, an output based on the difference between the inputs from the amplifier 14 to both input terminals can be obtained. Since this resistance decreases as the temperature of the thermistor TH increases, the output decreases as the ambient temperature increases. Since the variable attenuation unit 11 is controlled in accordance with this output, the control amount output from the control unit 12 decreases as the ambient temperature increases, and the variable attenuation unit 11 is controlled to increase the attenuation amount. become.
[0017]
On the other hand, when the ambient temperature is low, the reverse is true, and the control amount output from the control unit 12 is increased, and the attenuation amount of the variable attenuation unit 11 is controlled to be small. As a result, gain control is performed so that the output level from the variable attenuation section 11 is constant regardless of the change in the ambient temperature. Here, FIG. 6 shows the frequency characteristics of the output level when the ambient temperature changes in the optical receiver of the circuit shown in FIG. The frequency characteristics of the output level shown in FIG. 6 are frequency characteristics when the ambient temperature is −10 ° C., 20 ° C., and 50 ° C. Referring to FIG. 6, the output level deviation is about 0.5 dB even when the ambient temperature is changed from −10 ° C. to 20 ° C., and the output level deviation is not changed even when the ambient temperature is changed from −10 ° C. to 50 ° C. The gain is controlled so that the output level is constant within about 1 dB. The resistor R2 connected in parallel to the thermistor TH is a resistor that adjusts the temperature characteristics of the thermistor TH.
[0018]
Further, since the Zener diode ZD generates noise, the control unit 12 removes the noise. That is, by connecting the capacitor C2 between the output terminal and the inverting input terminal of the amplifying unit 14 in the control unit 12, a low-pass filter is configured by the action of the resistor R5 connected to the non-inverting input terminal. The control signal from which noise is removed by the low-pass filter is output from the control unit 12, and noise is removed from the control signal supplied to the variable attenuation unit 11. Further, although not shown, a low-pass filter is provided between the connection point of the photodiode PD and the capacitor C and the Zener diode, and an electric signal on which noise generated in the Zener diode ZD is superimposed by this low-pass filter , Input to the amplifying unit 10 is prevented.
The circuit configuration of the control unit 12 shown in FIG. 1 is the same as the circuit configuration of the control unit 12 shown in FIG. 2, but the input end of the resistor R5 is grounded, and the control unit 12 shown in FIG. Removal has been done.
[0019]
In the above description, a stable gain control can be performed by applying a bias to the photodiode PD using the Zener diode ZD. However, the present invention is not limited to this, and the Zener diode ZD can be used instead. One or a plurality of general diodes may be connected in series, and a semiconductor element having a characteristic capable of correcting the nonlinearity of the photodiode PD can be used in place of the Zener diode ZD.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, since the bias is applied to the photodiode by the diode means having a non-linear voltage-current characteristic, it is possible to perform gain control capable of keeping the output level constant. Become. Further, since the noise included in the electric signal that changes according to the magnitude of the light input is removed by the noise removing means included in the control means, it is possible to prevent the influence of noise generated from the diode means or the like. Furthermore, by performing temperature compensation of the diode means whose voltage-current characteristics are non-linear, gain control can be performed while suppressing level fluctuations with respect to temperature changes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of an optical receiver according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing another circuit configuration of the optical receiver according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating voltage-current characteristics of a Zener diode in the optical receiver according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a frequency characteristic of an output level when optical input power changes in the optical receiver of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a frequency characteristic of an output level when the ambient temperature changes in the optical receiver of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating frequency characteristics of an output level when an ambient temperature changes in an optical receiver including a temperature compensation unit according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of a conventional optical receiver.
FIG. 8 is a graph showing the characteristics of the photocurrent flowing in the photodiode PD with respect to the optical input power of the photodiode.
FIG. 9 is a diagram showing frequency characteristics of an output level when optical input power changes in a conventional optical receiver.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Amplification part, 11 Variable attenuation part, 12 Control part, 13 Amplification part, 14 Amplification part, 20 Temperature compensation part, 110 Amplification part, 111 Variable attenuation part, 112 Control part, 113 Amplification part, C capacitor, C2 capacitor, C100 Capacitor, PD photodiode, R resistor, R2 resistor, R3 resistor, R4 resistor, R5 resistor, R100 resistor, R101 resistor, TH thermistor, ZD Zener diode

Claims (3)

フォトダイオードおよび抵抗と、前記フォトダイオードにバイアスを印加する電圧−電流特性が対数関数特性を示すツェナーダイオードとからなる電源とアース間に接続された直列回路と、
前記フォトダイオードの一端から取り出された、光入力の大きさに応じて変化する電気信号が入力される制御手段と、
該制御手段からの制御信号により、前記フォトダイオードから出力された受信信号のレベルを一定とするように制御する対数関数特性のレベル可変手段と、
を備えることを特徴とする光受信機。
A series circuit connected between a power source and a ground including a photodiode and a resistor, and a Zener diode in which a voltage-current characteristic for applying a bias to the photodiode exhibits a logarithmic function characteristic; and
Control means for receiving an electrical signal taken out from one end of the photodiode and changing according to the magnitude of the light input;
Logarithmic function characteristic level variable means for controlling the level of the reception signal output from the photodiode to be constant by a control signal from the control means;
An optical receiver comprising:
前記制御手段はノイズ除去手段を有しており、該ノイズ除去手段により前記フォトダイオードの一端から取り出された、光入力の大きさに応じて変化する電気信号に含まれるノイズを除去するようにしたことを特徴とする請求項1記載の光受信機。  The control means has noise removal means, and removes noise contained in an electrical signal that is taken out from one end of the photodiode by the noise removal means and changes according to the magnitude of light input. The optical receiver according to claim 1. 前記フォトダイオードの一端から取り出された、光入力の大きさに応じて変化する電気信号が入力される前記制御手段に、前記ツェナーダイオードの温度補償を行う温度補償手段が設けられていることを特徴とする請求項1記載の光受信機。  Temperature compensation means for compensating temperature of the Zener diode is provided in the control means to which an electrical signal that is taken out from one end of the photodiode and changes according to the magnitude of light input is input. The optical receiver according to claim 1.
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