JPH02164112A - 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〕 本発明は受光素子および光受信用前置増幅器を備えた光
受信装置に関し、特にこのダイナミックレンジの改筈に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来この種の光受信装置としては、例えば、第５図に示
されるものがある。

同図において、伝達すべき情報が重畳された光信号は受
光素子１によって検出され、検出された光信号は光電変
換され、電気信号になって前置増幅器２に出力される。

前置増幅器２はトランスインピーダンス型アンプ等から
構成され、入力された信号をリニアに増幅して出力する
ものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の光受信装置は、大きな直流成
分を有する光信号が入力されると、前置増幅器２の直流
バイアス点が変動するため、光受信装置から出力される
信号が飽和し、入力信号にリニアに対応した出力が得ら
れないという課題ををしていた。

具体的には、この課題は第６図に示される光受信装置の
入出力特性（横軸は入力電圧、縦軸は出力電圧を表す）
から理解される。つまり、入力信号Ａは、本来ならば直
流バイアス点Ｂを基準にして前置増幅器２により増幅さ
れるのであるが、入力信号Ａに含まれる直流成分が大き
いため、直流バイアス点Ｂが直流バイアス点Ｃに変動す
る。このため、前置増幅器２からは図示のような波形を
した信号りが出力され、信号の下側が飽和してカットさ
れた波形になってしまう。

本発明はこのような課題を解消するためになされたもの
で、入力信号にリニアに対応する出力信号が常に得られ
る、より大きなダイナミックレンジを有する光受信装置
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、受光素子と、この受光素子に直列に接続され
た抵抗と、これら受光素子と抵抗との接続点に一端が接
続されたコンデンサと、このコンデンサの他端が接続さ
れた前置増幅器とを備えたものである。

具体的には、第１図に示されるように、光信号を受信す
る受光素子３と、この受光素子３に直列に接続された抵
抗Ｒ１と、これら受光素子３と抵抗Ｒ，との接続点Ｅに
一端が接続され、光信号の直流成分を遮断するコンデン
サＣ１と、このコンデンサＣ１の他端が接続され、この
コンデンサＣ１を介して伝えれられる光信号を増幅す−
る前置増幅器４とを備えたものである。

〔作用〕

光信号に含まれる直流成分はコンデンサＣ１によって遮
断される。

すなわち、受光素子３の容量および対地浮遊容量の和を
Ｃ、前置増幅器４の入力インピーダンｎ スを２　とすると、低域遮断周波数ｆ、は１／ｎ （２π・Ｒ−Ｃ）＋高域遮断周波数ｆｎは１／（２πφ
Ｃ争Ｚ　　）ｌ：なる。なお、Ｒ，＞＞１１　　１ｎ Ｚ　となるように、抵抗Ｒ１および前置増幅器２ｎ を設定する。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して以下に詳述する。

第２図（ａ）は本発明の第１の実施例を表す回路図であ
る。

同図において、フォトダイオードＰＤのカソードにはプ
ラス電圧が印加され、アノードには抵抗Ｒ２の一端が接
続されている。この直列に接続された抵抗Ｒ２の他端は
接地され、この抵抗Ｒ２により、フォトダイオードＰＤ
に適正な直流バイアス電圧が印加される。そして、フォ
トダイオードＰＤは伝達情報が重畳された光信号を検出
するものとなっている。また、コンデンサＣ２の一端は
フォトダイオードＰＤと抵抗Ｒ２との接続点Ｆに接続さ
れ、この他端はトランスインピーダンス型アンプＡＰの
人力に接続されている。このコンデンサＣ２は入力され
た光信号の直流成分を遮断するものである。また、増幅
度−ＡのアンプＡＰの出力は抵抗Ｒ３を介してこの入力
に戻され、入力された光電流信号がＲ３／　（１＋Ａ）
倍された電圧信号に反転増幅される。

なお、Ｒ２＞　＞　Ｒａ　／　（１＋　Ａ　）となるよ
うに抵抗Ｒ，Ｒ３の各定数は設定されている。

このような構成において、フォトダイオードＰＤによっ
て光信号は検出され、検出された光信号はコンデンサＣ
２を介してアンプＡＰに出力される。そして、アンプＡ
Ｐに入力された信号は増幅されて出力され、所定の処理
に供されることとなる。また、直流成分の大きい光信号
がフォトダイオードＰＤによって検出された場合には、
その直流分はコンデンサＣ２によって遮断され、本来の
情報としての信号成分のみがアンプＡＰに入力されて増
幅され、所定の処理に供されることとなる。

このため、第４図に示されるように、入力信号Ａの直流
成分がコンデンサＣ２によって遮断されることにより、
アンプＡＰの直流バイアス点６１つまり、入力信号の増
幅の基準電圧は変動しなくなる。従って、本実施例によ
る光受信装置の入出力特性は、入力信号Ａにリニアに対
応した出力信号Ｈを得られるものとなる。

第２図（ｂ）は本発明の第２の実施例を表す回路図であ
り、同図（ａ）に示される回路とフォトダイオードＰＤ
および抵抗Ｒ２の接続が異なるだけである。

すなわち、同図に示されるように、フォトダイオードＰ
Ｄのアノードが接地され、カソードが抵抗Ｒ２の一端に
接続されており、さらに、抵抗Ｒ２の他端にプラス電圧
が印加されるものである。

その他の回路接続および回路動作は同図（ａ）に示され
る第１の実施例と同様であり、フォトダイオードＰＤに
よって光信号が検出され、この信号の直流成分がコンデ
ンサＣ２によって遮断され、アンプＡＰの直流バイアス
点の変動が防止されるものである。

第３図（ａ）は本発明の第３の実施例を表す回路図であ
り、同図に示される回路は、第２図（ａ）に示される第
１の実施例とアンプＡＰによるトランスインピーダンス
が異なるだけである。

つまり、増幅度−ＡのアンプＡＰの入力には抵抗Ｒ４の
一端が接続され、この他端は自動利得制御装置（ＡＧＣ
）のゲートバイアス等に接続されるものとなっている。

このため、トランスインピーダンスはＲ−Ａとなり、入
力された光電流信号はＲ−Ａ倍された電圧信号に反転増
幅される。

また、この実施例における作用も第１の実施例と同様で
あり、フォトダイオードＰＤによって検出した光信号の
直流成分をコンデンサＣ２によって遮断し、アンプＡＰ
の直流バイアス点の変動を防止するものである。

なお、抵抗Ｒ、Ｒは、Ｒ＞＞Ｒ２となるように各定数が
設定されている。

第３図（ｂ）は本発明の第４の実施例を表す回路図であ
り、同図（ａ）に示される回路とフォトダイオードＰＤ
および抵抗Ｒ２の接続が異なるだけである。

その他の回路接続および回路動作は同図（ａ）に示され
る第３の実施例と同様であり、フォトダイオードＰＤに
よって光信号が検出され、この信号の直流成分がコンデ
ンサＣ２によって遮断され、アンプＡＰの直流バイアス
点の変動が防止されるものである。

なお、上記各実施例による回路はハイブリッドＩＣとし
ても実現することができるが、入力寄生容量を極力減ら
すためにモノリシック化しても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、受光素子と、この受光素
子に直列に接続された抵抗と、これらの接続点にコンデ
ンサを介して接続された前置増幅器とを備えたことによ
り、光信号に含まれる直流成分はコンデンサによって遮
断される。

このため、入力信号にリニアに対応する出力信号が常に
得られる、より大きなダイナミックレンジを有する光受
信装置を提供することが出来るという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術の課題を解決する手段の構成を表す
ブロック図、第２図（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の
実施例、第２の実施例を表す回路図、第３図（ａ）、（
ｂ）は、本発明の第３の実施例、第４の実施例を表す回
路図、第４図は、本実施による光受信装置の入出力電圧
特性を表すグラフ、第５図は、従来の構成を表すブロッ
ク図、第６図は、従来の構成による光受信装置の入出力
電圧特性を表すグラフである。 ３・・・受光素子、４・・・前置増幅器、Ｒ１・・・抵
抗、Ｃ１・・・コンデンサ、Ｅ・・・接続点。 特許出願人　　住友電気工業株式会社 代理人弁理士　　　長谷用　　芳　　樹間　　　　　　
　　　塩　　　１）　　辰　　　也第１図 第３図 第４図 従来の構成 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光信号を受信する受光素子と、この受光素子に直列に接
   続された抵抗と、これら受光素子と抵抗との接続点に一
   端が接続され前記光信号の直流成分を遮断するコンデン
   サと、このコンデンサの他端が接続されこのコンデンサ
   を介して伝えられる前記光信号を増幅する前置増幅器と
   を備えた光受信装置。