JPH03150945A - 光受信器回路 - 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、光受信器回路に関する。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を受信して再
生する光受信器の新規な回路構成に関する。

従来の技術 光受信器における前置増幅手段として、特にその製造の
容易さ並びに安定性の高さから、トランスインピーダン
ス型の回路が広く使用されている。

第６図は、上述のようなトランスインピーダンス型増幅
器を使用した従来の光受信器回路の構成を示すブロック
図である。

同図に示すように、この光受信回路は、受信した光信号
を電気信号に変換する光電変換器とじてのフォトダイオ
ード６１と、フォトダイオード６１の出力信号を電圧信
号に変換する前置増幅器６２と、前置増幅器６２の出力
信号を増幅する主増幅器６３と、主増幅器６３の出力信
号を波形整形する比較器６４とから主に構成されている
。

ここで、前置増幅器６２はトランスインピーダンス型で
あり、また、比較器６４は、別途供給される閾値電圧Ｖ
ｔｈを参照して、受信した光信号に対応するパルスを発
生する。

このようなトランスインピーダンス型の増幅回路を使用
した光受信器を設計する場合、その光受信器の受信帯域
は、必要な最大受信感度とのバランスを考慮しながら増
幅回路自体の周波数特性を決定することにより設定され
る。

ところで、実際の光通信システムでは、様々な原因によ
って伝送信号に高周波雑音が重畳される。

このような高周波雑音は、特に受信器側でその受信感度
の劣化等を招くのでこれを取り除くことが好ましい。従
って、従来の光受信器回路では、増幅器によって特定の
受信帯域を設定することによって、受信帯域外にある高
周波雑音を除去するように構成されていた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述のような従来の光受信器回路を使用
した場合、高周波雑音の除去が十分に行われないという
問題がある。即ち、従来の光受信器回路のように増幅回
路の周波数特性により高周波雑音を除去しようとした場
合、増幅器の周波数特性に急峻な遮断特性を持たせるこ
とは難しいので、信号を劣化させることなく十分な雑音
除去を行うことができない。

また、温度特性のある増幅器を使用した場合は、温度の
変動によって設定した受信帯域が変化してしまうために
、有効な雑音除去を行うことができなくなる場合もある
。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、高
周波雑音を有効に除去することができる新規な光受信器
回路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、受信した光信号を電気信号に変
換する光電変換素子と、該光電変換素子の出力信号を増
幅する増幅器と、該増幅器の出力信号を波形整形する比
較器とを具備する光受信器回路であって、該増幅器と該
比較器との間に挿入された受動型ローパスフィルタ回路
を具備することを特徴とする光受信器回路が提供される
。

作用 本発明に係る光受信器回路は、その周波数特性を規定す
るフィルタ回路を具備することを主要な特徴としている
。

即ち、前述のように、従来の光受信器回路は、専ら増幅
器の周波数特性によって高周波雑音を除去していた。従
って、雑音除去のために好ましい急峻な遮断特性を実現
することができなかった。

また、遮断特性が急峻ではないために、先受信器回路全
体の周波数特性が、増幅器の温度特性による影響を受け
やすかった。

これに対して、本発明に係る光受信器回路は、増幅器の
出力以降の信号経路に受動型フィルタ回路が挿入されて
おり、これによって急峻な遮断特性を容易に実現するこ
とができる。また、遮断特性が急峻になるので、増幅器
の温度特性の影響も軽減することができる。

第７図（ａ）および（ｂ）は、上述のような本発明に係
る光受信器回路の機能を説明するためのグラフである。

第７図（ａ）に示すように、従来の光受信器回路の遮断
特性が急峻ではなかったので、増幅器の温度特性の変動
によって有効な帯域幅が大きく変化する。これに対して
、本発明に係る光受信器回路では、受動型ローパスフィ
ルタ回路を介することにより、第７図（ｂ）に示すよう
に、遮断特性が急峻なので、増幅器の周波数特性が変動
しても、回路全体としての帯域幅の変動は少ない。

上述のような本発明に係る光受信器回路において使用す
る帯域制限用フィルタ回路は、増幅器の温度特性による
変動の影響を受けないように受動素子を用いて構成され
る。

但し、減衰特性の急峻な高次のフィルタ回路では位相特
性が乱れるので、受信器の主要特性のひとつであるジッ
タ特性を劣化させることになる。

従って、実際には、インダクタンス素子とキャパシタン
ス素子とをそれぞれ１個ずつを使用した低次の回路構成
とすることが好ましい。これは、使用素子数の削減にも
つながり、小型且つ廉価な光受信回路を実現することが
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 第１図は、本発明に従って構成された光受信器回路の基
本的な構成を示すブロック図である。

同図に示すように、この光受信器回路は、受信した光信
号を電気信号に変換するフォトダイオード１１と、フォ
トダイオード１１の出力信号を電圧信号に変換する前置
増幅器１２と、前置増幅器１２の出力信号を増幅する主
増幅器１３と、主増幅器１３の出力信号から高周波成分
を除去するフィルタ回路１５と、フィルタ回路１５の出
力信号から信号再生を行う比較器１４とから主に構成さ
れている。尚、本実施例では、フィルタ回路１５は主増
幅器１３の後に配置されているが、前置増幅器１２と主
増幅器１３との間に配置してもよい。

第２図は、第１図に示す光受信器回路においてフィルタ
回路１５として使用することができるフィルタ回路の構
成例を示す回路図である。

同図に示すように、この回路は、信号経路に挿入された
インダクタンス素子りと、このインダクタンス素子りの
一端と低電圧電源との間にそれぞれ接続された抵抗素子
Ｒ３およびキャパシタンス素子Ｃと抵抗素子Ｒ＋　とか
ら構成されており、インダクタンス素子りの寄生容量を
考えなければ２次型のローパスフィルタとして機能する
。

尚、第２図に示すフィルタ回路の特性Ｆ　（Ｓ）は、下
記の式によって表すことができる。ここでは、上記した
ように、インダクタンス素子りの寄生容量は、ＣＰ＝Ｏ
と考える。

従って、このフィルタ回路の主要極はＳ左半平面上はぼ
自由に設定でき、望ましい周波数特性をもつ受信器回路
を容易に構成することができる。

第２図に示したようなフィルタ回路を使用して、第１図
に示すような回路を備えた光受信器を実際に作成した。

尚、使用した前置増幅器１２および主増幅器１３の総合
的な周波数特性は、第３図に示す通りであり、その主要
極は一６０ＭＨｚ±ｊ１２５ＭＩ（ｚであった。また、
フィルタ回路に使用した素子の特性は、Ｒｒ　＝Ｒａ　
＝　２２０Ω、Ｌａ　＝　３９０ｎＨ。

Ｃ＝２ｐＦとした。

インダクタンス素子りには、１．５ｐＦの寄生容量があ
り１従って、このフィルタ回路は３次型と見做すことが
できるので、特性方程式は以下のように記述できる。尚
、フィルタ回路の回路定数と伝達係数との極点位置の関
係を第４図に示す。

Ｆ（ｓ）＝ Ｓ２ＬＣ，＋　１ 上記の式および第４図から、このフィルタ回路の主要極
は一９０ＭＨｚ±ｊ７５ＭＨｚであることが判る。

第５図は、以上のようなフィルタ回路と増幅器との総合
的な周波数特性を示すグラフである。

同図に示すように、この場合の周波数特性は、フィルタ
回路の特性を反映して、周波数の高い側で急峻に低下し
ている。また、位相特性も良好であり、２００　Ｍｂ／
ｓ程度までの伝送速度に対して大きなジッタの増大は確
認されなかった。

発明の詳細 な説明したように、本発明に係る光受信器回路は、フィ
ルタ回路を備えることによって高周波雑音を効果的に除
去できる周波数特性を備えている。

また、フィルタ回路によって急峻な遮断特性が得られる
ので、温度変動による増幅器の周波数特性の変動に影響
されることがない。更に、フィルタ回路を受動素子によ
って構成することに−よって、フィルタ回路自体は温度
変動の影響を受けることがなくなる。このような構成に
よって、安定に高周波雑音を除去することができ、また
、受信感度やジッタ特性を容易に最適化することができ
る。

更に、必要な素子点数も少なく、実現は極めて容易且つ
廉価である。

従って、光通信分野におけるコンピュータ間通信等で、
低価格、小型、高性能が要求される先受信器回路゛とし
て利用すると効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る先受信器回路の基本的な構成を
示すブロック図であり、 第２図は、第１図に示す先受信器回路に有利に適用する
ことができるフィルタ回路の構成例を示す回路図であり
、 第３図は、増幅器の周波数特性を示すグラフであり、 第４図は、フィルタ回路の回路定数と伝達係数との極点
位置の関係を示すグラフであり、第５図は、第１図に示
した先受信器回路の総合的な周波数特性を示すグラフで
あり、 第６図は、従来の先受信器回路の典型的な構成を示すブ
ロック図であり、 第７図（ａ）および（ハ）は、本発明に係る先受信器回
路の機能を説明するための図である。 〔主な参照番号〕 １１．６１・・・フォトダイオ− １２，６２・・・前置増幅器、 １３．６３・・・主増幅器、 １４．６４・・・比較器、 １５・・・・・フィルタ回路 ド、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）受信した光信号を電気信号に変換する光電変換素
   子と、該光電変換素子の出力信号を増幅する増幅器と、
   該増幅器の出力信号を波形整形する比較器とを具備する
   光受信器回路であって、 該増幅器と該比較器との間に挿入された受動型ローパス
   フィルタ回路を具備することを特徴とする光受信器回路
   。
2. （２）請求項１に記載された光受信器回路であって、前
   記フィルタ回路が、受動素子により構成された２次型ま
   たは３次型フィルタ回路であることを特徴とする光受信
   器回路。
3. （３）請求項１または請求項２に記載された光受信器回
   路であって、前記フィルタ回路が、１つのインダクタン
   ス素子、１つのキャパシタンス素子および抵抗回路から
   構成されていることを特徴とする光受信器回路。