JPH01103334A - 光受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アバランシェフォトダイオード（以下、ＡＰ
Ｄという。）を受光素子とする光受信装置に関する。

〔概要〕

本発明は、アバランシェフォトダイオードを経由して光
信号を受信する装置において、信号対雑音比の演算結果
に基づいてダイオードを制御することにより、 受光電力および温度に変化があっても信号対雑音比を最
大にすることができるようにしたものである。

〔従来の技術〕

ＡＰＤを受光素子とする光受信装置では、ＡＰＤの増倍
率によって信号対雑音比は第３図に示すように変化し、
信号対雑音比を最大にする最適の増倍率が存在する。一
方、信号対雑音比が最大になる増倍率は受光電力によっ
て第４図に示すように変化するので、信号対雑音比を特
徴とする特許受光電力に応じてＡＰＤの増倍率を制御す
る必要がある。

従来、この種の光受信装置では、ＡＰＤの増倍率がＡＰ
Ｄに印加されるバイアス電圧によって変化することを利
用して、第５図に示すように出力信号の検波出力と基準
電圧との差動出力に応じた電圧をＡＰＤＩのバイアス電
圧として印加し、受光電力が変化した場合でも出力信号
レベルが一定となるようにＡＰＤ増倍率を制御して信号
対雑音比の劣化を抑えている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、信号対雑音比を最大にするＡＰＤの最適増倍率
Ｍ、ｐｔは、受光電力Ｐ、に対してＭｏ、ｔ＝　Ｍ、　
Ｐ　、　２＋ｘ ここで、Ｍｏ；ＡＰＤおよび前置増倍器定数によって決
まる定数 Ｘ；過剰増倍雑音指数 で与えられるように受信電力に対して非線形であること
、また、ＡＰＤ増倍率Ｍのバイアス電圧依存件が、 ここで、Ｖ；バイアス電圧 Ｖ、；ＡＰＤの降伏電圧 ｎ；ＡＰＤによって決まる定数 で示されるようにバイアス電圧に対しても非線形である
こと、加えてＡＰＤの降伏電圧Ｖ、が大きな温度依存性
を有するので、増倍率Ｍ自体も大きな温度依存性を示す
など問題がある。こうした問題によりこのような従来の
方式では、受光電力や温度が変化した場合に信号対雑音
比が常に最大となるようにＡＰＤ増倍率を最適に制御す
ることが困難であり、また、最適制御の補正を行うには
実際に受光電力や温度を変化させて調整する必要があっ
た。

本発明はこのような欠点を除去するもので、受光電力お
よび温度の変化にかかわりなく信号対雑音比を最大に保
てる光受信装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、アバランシェフォトダイオードの出力する電
気信号から信号成分を抽出する第一フィルタと、上記ア
バランシェフォトダイオードの出力する電気信号から雑
音成分を抽出する第二フィルタと、上記第一フィルタで
抽出された信号成分と上記第二フィルタで抽出された雑
音成分とに基づき信号対雑音比を演算する演算手段と、
この演算手段で演算された信号対雑音比がほぼ最大値に
なる電圧を上記アバランシェフォトダイオードのバイア
ス端子に与える制御手段とを備えたことを特徴とする。

〔作用〕

アバランシェフォトダイオードの出力信号から信号成分
および雑音成分をフィルタで抽出し、この両成分に基づ
き信号対雑音比を計算し、この値が最大になるようにア
バランシェフォトダイオードのバイアス電圧を制御する
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。第１
図および第２図は第一実施例および第二実施例の構成を
示すブロック構成図である。

この実施例は、第１図に示すように、アバランシェフォ
トダイオードｌと、アバランシェフォトダイオード１の
出力する電気信号から信号成分を抽出するフィルタ３と
、アバランシェフォトダイオード１の出力する電気信号
から雑音成分を抽出するフィルタ４と、フィルタ３で抽
出された信号成分とフィルタ４で抽出された雑音成分と
に基づき信号対雑音比を演算する演算手段である除算器
６と、この演算手段で演算された信号雑音比がほぼ最大
値になる電圧をアバランシェフォトダイオード１のバイ
アス端子に与える制御手段であるマイクロプロセッサ８
とを備える。

まず、第一実施例の動作を第１図に基づき説明する゛。

ＡＰＤＩへの入力光信号は電気信号に変換され、増幅器
２で所要レベルにまで増幅された後に出力される。増幅
器２の出力の内の信号成分はフィルタ３で抽出され、ま
た雑音成分はフィル４で抽出された後に検波器５で検波
され、除算器６に入力される。除算器６では、入力され
た信号および雑音電圧に基づき信号（Ｓ）対雑音（Ｎ）
比（Ｓ／Ｎ）が演算され、その出力信号はＡＤ変換器７
でアナログ信号からデジタル信号に変換された後にマイ
クロプロセッサ８へ入力される。ＤＡ変換器９はマイク
ロプロセッサ８からのデータに対応するアナログ電圧を
発生させ、その電圧はＤＣ−ＤＣ変換器１０で電圧変換
された後にＡＰＤＩのバイアス電圧として印加される。

マイクロプロセッサ８はＡＰＤｌのバイアス電圧を変化
させる前の信号対雑音比の演算値を記憶するとともに、
ＤＡ変換器９へ出力するデータを変えてバイアス電圧を
変化させ、ＡＰＤＩの増倍率を変える。増倍率に対して
信号対雑音比は第３図に示すように変化するので、バイ
アス電圧変化前後の信号対雑音比のデータを比較し、信
号対雑音比が最大となるようにバイアス電圧を制御する
。

ここで、動作点を第３図に示すＡ点とした場合に、動作
点Ａ点の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）Ａをマイクロプロセッ
サ８に記憶し、ひきつづき、ＤＡ変換器９を通してＡＰ
ＤＩのバイアス電圧をあらかじめプログラムされた設定
値だけ増加し、ＡＰＤｌの増倍率を６Ｍだけ増加すると
動作点はＢ点に移動する。そのときの信号対雑音比は（
Ｓ／Ｎ）ａになる。そこで、動作点Ａ点およびＢ点での
信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）Ａおよび（Ｓ／Ｎ）ａを比較し
、（Ｓ／Ｎ）Ａ＜　（Ｓ／Ｎ）Ｂ　ならばさらにＡＰＤ
Ｉの増倍率Ｍを６Ｍだけ増加し、また、 （Ｓ／Ｎ）Ａ＞　（Ｓ／Ｎ）！１ならば減少させる動作
を処理プログラムにより連続して実行し、最終的な動作
点として最大の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ）２が得られる動
作点Ｚに制御する。

第２図は本発明の第二実施例の構成を示すブロック構成
図であり、検波器５の出力する信号電圧および雑音電圧
はアナログマルチプレクサ１１により時分割でＡＤ変換
された後にマイクロプロセッサ８へ人力され、信号対雑
音比の演算はマイクロプロセッサ８でデジタル的に行わ
れる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように、ＡＰＤの出力信号から
信号成分および雑音成分をフィルタでそれぞれ別々に抽
出し、その抽出信号に基づき信号対雑音比を演算し、そ
の値が最大となるようにＡＰＤのバイアス電圧を制御す
るので、受光電力および温度変化に対しても信号対雑音
比を最大にすることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一実施例の構成を示すブロック構成
図。 第２図は本発明の第二実施例の構成を示すブロック構成
図。 第３図はアバランシェフォトダイオード増倍率と信号対
雑音比との関係図。 第４図は受光電力に対する最適増倍率の関係図。 第５図は従来例の構成を示すブロック構成図。 １・・・アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）、２
・・・増幅器、３．４・・・フィルタ、５・・・検波器
、６・・・除算器、７・・・ＡＤ変換器、８・・・マイ
クロプロセッサ、９・・・ＤＡ変換器、１０・・・ＤＣ
−ＤＣ変換器、１１・・・アナログマルチプレクサ、１
２・・・基準電圧、１３・・・差動増幅器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アバランシェフォトダイオード を備えた光受信装置において、 上記アバランシェフォトダイオードの出力する電気信号
   から信号成分を抽出する第一フィルタと、上記アバラン
   シェフォトダイオードの出力する電気信号から雑音成分
   を抽出する第二フィルタと、上記第一フィルタで抽出さ
   れた信号成分と上記第二フィルタで抽出された雑音成分
   とに基づき信号対雑音比を演算する演算手段と、 この演算手段で演算された信号対雑音比がほぼ最大値に
   なる電圧を上記アバランシェフォトダイオードのバイア
   ス端子に与える制御手段と を備えたことを特徴とする光受信装置。