JPH03140039A

JPH03140039A - 誤り検知機能付光受信器

Info

Publication number: JPH03140039A
Application number: JP1279034A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fukuoka; 隆福岡
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1989-10-26
Filing date: 1989-10-26
Publication date: 1991-06-14

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、光受信器に関する。より詳細には、本発明は
、光信号を媒体としたディジタル信号通信システムにお
いて使用する受信器の新規な構成に関する。

従来の技術通常、光ＬＡＮ　（ローカル・エリア・ネットワーク）
等に使用される光データリンクにおいて光信号を受信す
る光受信器には、受信信号の増幅、再生および整形を行
なってディジタル信号を復元する機能の他に、信号の断
絶や光ファイバの断線等を検出する機能が付加されてい
る。このような機能は、所謂“信号検出回路”によって
実現されている。

第５図は、上述のような従来の信号再生回路付の光受信
器の典型的な構成を示すブロック図である。

同図に示すように、この光受信器は、受信した光信号を
電気信号に変換する受光素子５１と、この受光素子５１
に接続された信号再生回路Ａと、やはり受光素子５１に
接続された信号検出回路Ｂとから主に構成されている。

信号再生回路Δは、受光素子５１０カソードに接続され
、受光素子５１の出力信号を増幅する増幅器５２と、増
幅器５２の出力を所与の閾値と比較する比較器５３とを
備えており、比較器５３において波形整形を行うことに
よって受信信号を再生するように構成されている。

一方、信号検出回路Ｂは、−４ｆが受光素子５１のアノ
ードに接続され、他端が接地された互いに並列な抵抗素
子とコンデンサとからなる積分器５５と、この積分器５
５を介して受光素子５１のアノードに接続された第２の
比較器５４とを備えており、受信信号の直流成分の変化
を所与の閾値と比較することによって、入力信号の有無
を検知するように構成されている。

以上のように構成された光受信器では、例えば、信号検
出回路Ｂにおいて信号入力状態を検出した場合にのみ信
号再生回路Ａの出力を有効にする等して、無信号状態で
の信号再生回路への誤動作等を排除するようにして使用
する。

発明が解決しようとする課題上述のような従来の光受信器において、信号検出回路は
、入力信号が完全に途絶したことを検出するのみであっ
て、信号人力がありさえすれば、信号再生が正常に行わ
れているかどうかについては考慮されていない。しかし
ながら、実際に稼働中の光データリンクでは、受信信号
レベルが低下したり大きな雑音が発生した場合にも信号
再生が行われるので、再生信号に誤りパルスが発生する
という問題があった。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、誤
った信号再生の可能性をを有効に検出することができる
新規な光受信器の構成を提供することをその目的として
いる。

課題を解決するための手段即ち、本発明に従うと、入力信号の波形整形を行うため
の唯ひとつの第１閾値を有する第１の比較回路と、該第
１Ｍ値よりも高い第２ｖＪ値と、該第１閾値よりも低い
第３閾値とを有する第２の比較回路と、該第１の比較回
路の出力と該第２の比較回路の出力との排他的論理和を
とるＸＯＲ回路とを備え、該入力信号を、該第１および
第２の比較回路によって並列に受けることによって、該
入力信号に含まれた雑音成分を検出する機能を有するこ
とを特徴とする誤り検知機能付光受信器が提供される。

作用本発明に係る光受信器は、受信信号の波形整形を行う第
１比較回路とは別に、第１比較回路よりも雑音に対する
感度が高い第２の比較回路を備え、第１比較器回路出力
と第２比較回路の出力との排他的論理和をとることによ
って、第１比較回路が雑音による誤りパルスを発生する
前に、雑音成分レベルの上昇を検知する機能を有するこ
とをその主要な特徴としている。

即ち、本発明に係る光受信器においては、第１比較回路
よりも感度の高い第２比較回路が雑音による誤りパルス
を発生した時点では、第１比較回路はまだ誤りパルスを
発生していない。従って、両者の出力の排他的論理和を
とることによって、受信信号の雑音成分のみを抽出し、
これによって信号再生に誤りが生じる確率が高くなって
いることを、実際に誤りパルスが発生する前に検知する
ことができる。

以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明するが
、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の技
術的範囲を何ら限定するものではない。

実施例Ｉ第１図（ａ）は、本発明に従う光受信回路の構成例を示
すブロック図である。

同図に示すように、この光受信器は、光信号を電気信号
に変換する受光素子１１と、受光素子１１の出力信号を
増幅する増幅器１２に続いて、第１および第２の１対の
比較器１３および１４を備えている。

第１の比較器１３は、受信信号の波形整形を行うための
比較器であり、従来の光受信器と同様に、所与の閾値と
入力信号とを比較して再生信号を出力する。一方、第２
の比較器１４は、具体的に後述するような２つの閾値を
有する比較器である。第２の比較器１４の出力は、遅延
回路１５を介してＸ０Ｒ（排他的論理和）回路１６の一
方の人力に接続されている。また、ＸＯＲ回路１６の他
方の入力には、第１の比較器１３の出力が入力されてお
り、ＸＯＲ回路１６の出力は、ラッチ回路１７に接続さ
れている。

以上のように構成された本実施例に係る光受信器の動作
を以下に説明する。

第２図（ａ）〜（ｆ）は、第１図に示した光受信器の動
作を説明するための信号波形図であり、各図面番号（ａ
）〜（ｆ）は、第１図中に丸で囲んで示した符号に対応
している。

第１図に示した光受信器にふいて、受光素子１１によっ
て電気信号に変換された受信信号は、増幅器１２により
所定のレベルまで増幅される。ここで、増幅器１２の出
力信号は、第２図（ａ）に示すように、雑音の重畳され
た波形となっている。

第１の比較器１３は、上述のような信号ａを第２図（ａ
）中に示す閾値Ｖ　Ｈ，６と比較して波形整形を行い、
第２図（ｄ）に示すような整形された信号パルスを出力
する。

一方、第２の比較器１４は２つの閾値をもつ比較器であ
る。即ち、第２図（ａ）中に示すように、閾値ｖｔｈｏ
よりも高い閾値Ｖｔｈｌ　と、閾値Ｖｔｈ０よりも低い
閾値ｖ　ｔｈ２　とを有しており、入力信号がＶ　ｔｂ
＋を一旦越えたときには、入力信号がＶｔｈｌ　よりも
大きいかどうか比較し、入力信号が一旦Ｖ　ｔ　ｈ　２
よりも小さくなったときには、入力信号がｖ　ｔｈａよ
り小さいかどうかを比較する。従って、第２図（ｂ）に
示すように、この比較器１４は、第１の比較器１３より
も早いタイミングで入力信号を波形整形すると共に、雑
音に対する感度も第１の比較器１３より高い。このよう
に構成された第２比較器１４の出力信号は一旦遅延回路
１５に入力され、第２図（Ｃ）に示すように、第１比較
器１３の出力信号とタイミングを一致させられた後、Ｘ
ＯＲ回路１６の一方の入力に人力される。ＸＯＲ回路１
６の他方の入力には、第１比較回路１３の出力信号ａが
入力されてあり、従って、第２図（ｅ）に示すように、
ＸＯＲ回路１６は入力信号の雑音成分のみを信号ｅとし
て出力する。

本実施例の光受信器では、ＸＯＲ回路１６の出力はラッ
チ回路１７が接続されており、雑音成分に対応するＸＯ
Ｒ回路１６の出力信号ｅに感応して、外部に対して雑音
成分の検出を報知する。

以上説明したように、本実施例に係る回路では、受信し
た信号の波形整形を行う第１比較器１３よりも感度の高
い第２比較器Ｉ４を使用することによって、第１比較器
１３が誤りパルスを発生する前に雑音成分の増加を検出
することができる。

尚、本実施例に係る光受信器を実際に作製する場合は、
集積回路として市販されている比較器、遅延回路、ＸＯ
Ｒ回路、ラッチ回路等を使用することができる。また、
取り扱う信号がディジタル信号なので、特に遅延回路に
ついては単なるバッファ回路でその機能を実現すること
ができる。

尚、第１図で示した光受信器の第２比較器１４は、入力
信号に対して誤りを発生し易い側へ有効になる閾値を設
定することが好ましい。即ち、第２比較器１４の第１閾
値Ｖｔｈ１　は、第１比較器１３の閾値Ｖ□。よりも高
く且つ該入力信号の立ち下がりに対して有効であり、第
２比較器１４の第２閾値ｖ　ｔｈ２は、第１比較器１３
の閾値ｖｔｈｏよりも低く且つ入力信号の立ち上がりに
対して有効であるように設定することが好ましい。

第１図ら）および（Ｃ）は、それぞれ、第１図（ａ）に
示した光受信器に適用できるヒステリシスを有する比較
器の構成例を示す回路図とその動作を示す波形図である
。

第１図ら）に示すように、この比較器１４は、通常の比
較器１４ａと、比較器１４ａに対して、それぞれ直列お
よび並列に接続された抵抗Ｒ３およびＲ２とから構成さ
れている。即ち、この比較器１４では、抵抗Ｒ２を介し
て出力が入力端に帰還されているので、第１図（Ｃ）に
示すように、信号の立ち下がりに対しては実質的に閾値
が上昇し、信号の立ち上がりに対しては実質的に閾値が
低下する。

実施例２第３図は、本発明に係る光受信器の他の構成例を示すブ
ロック図である。

同図に示すように、この光受信器は、基本的には第１図
に示した光受信器と同じ構成であり、第１図に示した光
受信器の第２の比較器１４と遅延回路１５とに相当する
部分の構成のみが異なっている。

即ち、この光受信器は、光信号を電気信号に変換する受
光素子３１と、受光素子３１の出力信号を増幅する増幅
器３２に続いて、第１および第２の１対の比較器３３お
よび３４を備えている。第１の比較器３３は、受信信号
の波形整形を行うための比較器であり、従来の光受信器
と同様に、所与の閾値と入力信号とを比較して再生信号
を出力する。

一方、第２の比較器３４は、ここでは、１対の比較器３
４ａおよび３４ｂとフリップフロップ３５とによって構
成されている。ここで、後述するように、比較器３４ａ
は第１の比較器３３の閾値Ｖｔｈ０よりも高い閾値を人
力されており、比較器３４ｂは第１の比較器３３の閾値
Ｖｔｈｏよりも低い閾値を入力されている。これらの比
較器３４ａおよび３４ｂの出力は、フリップフロップ３
５に人力されている。具体的には、フリップフロップ３
５は、比較器３４ａの出力の立ち下がりに応答して出力
が立ち下がり、比較器３４ｂの出力の立ち上がりに応答
して出力が立ち上がる。しかしながら、応答の遅れがあ
るので、入力の変化に対して出力の変化は遅延する。

以上のような第２の比較器３４の出力、即ち、フリップ
フロップ３５の出力は、ＸＯＲ（排他的論理和）回路３
６の一方の入力に接続されている。また、ＸＯＲ回路３
６の他方の人力には、第１の比較器３３の出力が入力さ
れており、ＸＯＲ回路３６の出力は、ラッチ回路３７に
接続されている。

以上のように構成された本実施例に係る先受受信器の動
作について以下に説明する。

第４図（ａ）〜（社）は、第１図に示した光受信器の動
作を説明するための信号波形図であり、各図面番号（ａ
）〜（社）は、第３図中に丸で囲んで示した符号に対応
している。

第３図に示した光受信器において、受光素子３１によっ
て電気信号に変換された受信信号は、増幅器３２により
所定のレベルまで増幅される。ここで、増幅器３２の出
力信号は、第４図（ａ）に示すように、雑音を重畳され
た波形となっている。

第１の比較器３３は、上述のような信号ａと、第４図（
ａ）中に示す閾値ｖｔｈｏとを入力されて波形整形を行
い、第４図（ｆ）に示すような整形された信号パルスを
出力する。

一方、増幅器３２の出力信号ａは、比較器３４を構成す
る１対の比較器３４ａおよび３４ｂにそれぞれ入力され
る。比較器３４ａおよび３４ｂは、それぞれ第４図（ハ
）および（Ｃ）に示すように、それぞれの閾値Ｖｔｈお
よびｖ　ｔｈ２を参照して波形整形を行う。ここで、比
較器３４ａの閾値Ｖｔｈｌ　は、第４図（ａ）中に示す
ように、第１の比較器３３の閾値Ｖい。よりも高い。

また、比較器３４ｂの閾値Ｖｔｈ２は、第１の比較器３
３の閾値ｖ　ｔｈｅよりも低い。従って、比較器３４ａ
および３４ｂは、それぞれ、雑音成分による信号の立ち
下がりまたは立ち上がりに呼応して誤りパルスを発生す
る。これら比較器３４ａおよび３４ｂは、フリップフロ
ップ３５に人力され、フリップフロップ３５は、遅延が
なければ、第４図（ｄ）に示すような波形の信号ｄを出
力すが、前述のように遅延特性を有しているので、ＸＯ
Ｒ回路３６に入力される信号は、第４図（ｅ）に示すよ
うに、第１比較器３３の出力信号「とタイミングの合っ
たものとなる。

ＸＯＲ回路３６の他方の入力には、第１比較回路３３の
出力信号ｆが入力されているが、第１比較回路３３は、
比較回路３４よりも雑音に対して感度が低い。従って、
第１比較器３３の出力信号ｆと、第２比較器３４との出
力信号とは異なっており、このため、ＸＯＲ回路３６は
、第４図（ｇ）に示すような信号ｇを出力する。このＸ
ＯＲ回路３６の出力信号ｇはラッチ回路３７に入力され
ており、雑音成分により信号ｇに発生したパルスに呼応
して外部に雑音成分の検出を報知する。

以上説明したように、本実施例に係る回路では、受信し
た信号の波形成形を行う第１比較器３３と閾値の異なる
１対の比較器３４ａおよび３４ｂを使用として、第１比
較器３３が誤りパルスを発生するレベルよりも低いレベ
ルの雑音成分に対して、雑音の発生を検出することがで
きる。

尚、本実施例に係る光受信器は、２つの閾値を有する比
較器のような特別な回路を使用していないので、より簡
単に作製することができる。

発明の効果以上、説明したように、本発明に係る光受信器は、再生
信号に誤りパルスが発生する前に、受信信号の雑音成分
の増加を検出することができる。

従って、単なる入力信号の有無ではなく、再生信号の誤
りの発生のし易さを検知することが可能となるので、光
ＬＡＮによるコンピュータ間通信のように、データの高
い信頼性が要求される分野にふいて光データリンクとし
て有利に使用することができる。

尚、実施例で挙げた光受信器の構成に、更に、従来の光
受信器と同様に信号検出回路を付加してもよいことはい
うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明に係る光受信器の具体的な構成
例を示すブロック図であり、第１図（ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ、第１図（ａ）
に示した光受信器の比較器の構成例を示す回路図とその
動作を示す波形図であり、第２図（ａ）〜（ｆ）は、第１図に示した回路の動作を
説明するための波形図であり、第３図は、本発明に係る光受信器の他の構成例を示すブ
ロック図であり、第４図（ａ）〜（社）は、第３図に示した回路の動作を
説明するための波形図であり、第５図は、従来の光受信器の典型的な構成を示すブロッ
ク図である。〔主な参照番号〕１１．３１．５１・・・受光素子、Ｉ２．３２．５２・・・増幅器、１３．１４．３３．３３ａ　１３３ｂ　、５３．５４・
・・比較器、１５・・・遅延回路、　１６．３６・・・
ＸＯＲ回路、１７．３７・・・ラッチ回路、３５・・・フリップフロップ、

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力信号の波形整形を行うための唯ひとつの第１
閾値を有する第１の比較回路と、該第１閾値よりも高い
第２閾値と、該第１閾値よりも低い第３閾値とを有する
第２の比較回路と、該第１の比較回路の出力と該第２の
比較回路の出力との排他的論理和をとるＸＯＲ回路とを
備え、該入力信号を、該第１および第２の比較回路によって並
列に受けることによって、該入力信号に含まれた雑音成
分を検出する機能を有することを特徴とする誤り検知機
能付光受信器。
（２）請求項１に記載の光受信器であって、前記第２の
比較回路が、ヒステリシス特性を有する１つ比較器を含
むことを特徴とする誤り検知機能付光受信器。
（３）請求項１に記載の光受信器であって、前記第２の
比較回路が、前記第２閾値を有する第１比較器と前記第
３閾値を有する第２比較器と、該第１および第２比較器
の出力を入力されるフリップフロップとを含むことを特
徴とする誤り検知機能付光受信器。