JPH03273720A - 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］ この発明は、光通信システムの構成要素である光受信装
置の光入力断アラーム機能に関するものである。

［従来の技術］ 第４図は例えば日本工業技術センター「光通信システム
Ｊ　Ｐ２２１の図２に示された従来の光受信装置を示す
ブロック図であり５図において＋１＋は光信号を電気信
号に変換するアバランシェフォトタイオード、（２）は
このアバランシェフォトダイオードｆｉｌのバイアスを
供給する高圧発生回路。

（３）は上記アバランシェフォトダイオード（１１の電
流変化による信号を電圧変化による信号に変換する前置
増幅回路、（４）はこの前置増幅回路（３）の出力を受
けて電圧利得が変化する可変利得増幅回路、（５）はこ
の可変利得増幅回路（４）の出力を受けて一定の利得で
増幅する主増幅回路、（６）はこの主増幅回路（５）の
出力振幅レベルを検知するピーク値検出回路、（７）は
このピーク値検出回路（６）の出力に上記可変利得増幅
器（４）の利得制御電圧および上記高圧発生回路（２）
の出力電圧を制御する第１の誤差増幅回路、（８）は前
記主増幅回路（５）の出力信号をディジタル２値に再生
する識別回路、（９）は前記主増幅回路（５）の出力信
号からクロックを抽出するクロック抽出回路、　（１０
１はこのクロック抽出回路（９）の出力信号をモニタし
て、この信号の大小によりアラームを送出するアラーム
回路、　　（ｉｌｌは信号出力端子、　（１２１はアラ
ーム信号の出力端子である。

次に動作について説明する。光入力信号（Ｐｉｎ［Ｗｌ
）はアバランシェフォトダイオード（１）によって電気
信号（ｉ、［Ａ］ｌ　に変換される。この関係を式で表
すと次式のようになる。

ｉａ　＝　ａ−＆ＬＰｉｎ　　　　　　　・・・・・・
・・・・・・・・・　ｆｌ）アバランシェフォトダイオ
ード（１）の出力電流ｌａは、帰還抵抗Ｒ，［Ω］を有
する前置増幅回路（３）によって、電流−電圧変換され
てＶｐ［Ｖ］の出力を得る。

Ｖ、＝Ｒ，・ｉａ　　　　　　　・・・・・・・・・・
・・（２）前置増幅回路（３）の出力は、可変利得増幅
回路（４）、主増幅回路（５）によって増幅され、識別
再生回路（８）でディジタル２値“ｌ　１１％“０°°
の判定がなされる。識別再生回路（８）の人力に供給さ
れる信号振幅は常に一定の値であることが望ましいので
、光入力レベルの変化に応じて、可変利得増幅回路（４
）の利得を変化させたり、アバランシェフォトダイオー
ド（１１に供給するバイアス電圧を変化させることによ
り、この増倍率（Ｍｌ　を可変させたりするｒＡＧＣ（
オートゲインコントロールの略）フィードバックループ
」を構成している。主増幅回路（５）の出力振幅値は、
　ＡＧＣフィードバックループの構成要素である第１の
誤差増幅回路（７）の参照電圧（Ｖｒａｆ）で調整可能
である。

識別回路（８）にて、ディジクル２値ｎ　１　＋＋、”
０“の判定を行うときに、同期をとるために必要となる
クロックは、主増幅回路（５）の出力から２倍の周波数
成分を取り出すクロック抽出回路（９）から得られる。

クロック抽出回路（９）は２逓倍回路、バンドパスフィ
ルタ、リミッタで構成されており。

人力信号を２逓倍し、目的の周波数をバンドパスフィル
タで取り出し、リミッタで矩形波に成形する機能を有す
る。アラーム回路（１０）では、クロック抽出回路　（
９）のバンドパスフィルタの出力レベルをモニタし、こ
れをピーク値検出した電圧と基準電圧を比較する。クロ
ック抽出レベルが低い時には、光入力信号が「断」であ
ると判定しアラームを出力するという動作をする。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の光受信装置は以上のように構成されているので伝
送するデータのマーク率、変化点利率。

伝送速度の違いによってクロックの抽出レベルが大きく
変動するため、光入力信号の有無を検知するアラーム回
路の閾値な非常にせまい範囲で設定しなければならない
とい課題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、アラーム回路の閾値を容量に設定できるととも
に、安定した動作のアラーム回路を有する光受信装置を
得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る光受信装置は、アバランシェフォトタイ
オードのカソードに抵抗を取りつけ、この抵抗の両端電
圧を第２の誤差増幅器で増幅し。

この出力を論理積ゲートの入力の一方に供給するととも
に、可変利得増幅回路の利得制御電圧を人力とし、基準
電圧との差を増幅する第３の誤差増幅回路の出力を、論
理積ゲートの片端に供給し。

この論理積ゲートの出力をアラーム出力端子に接続した
ものである。また、この発明に係る他の光受信装置は、
第３の誤差増幅回路の人力に高電圧発生回路の出力又は
、ピーク値検出回路の出力を接続したものである。

［作用］ この発明における光受信装置は、アバランシェフォトダ
イオードの電流の大小、および可変利得増幅回路の利得
制御電圧または、高圧電圧発生回路の出力電圧または、
ピーク値検出回路の出力電圧の大小をモニタすることに
より、光入力信号の有無を容易に検知でき、安定した動
作のアラーム回路を実現可能となる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、　　（１３）は、アバランシェフォトダイ
オードに流れる電流を検知するための抵抗、　　（１４
１はこの抵抗（１３）の両端の電圧を増幅する第２の誤
差増幅回路、　　（１５）は入力に可変利得増幅回路（
４）の利得制御電圧を供給し、基準電圧との差を増幅す
る第３の誤差増幅回路、　（１６１は、この第３の誤差
増幅回路（１５）の出力および第２の誤差増幅回路　（
１４）の出力を人力とした論理積ゲートである。

第２図は、この発明の他の実施例を示しており、第３の
誤差増幅回路（１５）の入力端を、高圧発生回路（２）
の出力端に接続しており、他は第１図と同様である。

第３図は、この発明のさらに他の実施例を示しており、
第３の誤差増幅回路（１５）の入力端を。

ピーク値検出回路（６）の出力端に接続しており。

他は第１図と同様である。

従来例で説明したように、光入力信号（ｐ＋ｎ［ｗｌ）
はアバランシェフォトダイオード（１１によって電気信
号（ｉ、　［Ａ］　）に変換される。

１ａ”ａ・Ｍ・Ｐｉｎ　　　　　　　　　・・−・旧・
・−・・・・・（３）主増幅回路（５）の出力振幅が一
定になるように、　ＡＧＣフィードバックループが動作
しているため、光入力信号が小さくなると可変利得増幅
回路（４）の電圧利得が大きくなるように制御ループが
働く。可変利得増幅回路（４）が最大利得に達するとア
バランシェフォトダイオード（１）に加えられているバ
イアスが高くなり、（１）式における増倍率Ｍが大きく
なるように制御ロープが働く。

従って、光入力信号が徐々に小さくなっていくと、アバ
ランシェフォトダイオードの電流ｉａはこれに応じて小
さくなってゆき、ある点から増倍率Ｍの増加作用によっ
て一定値に制御される。゛さらに光入力信号が減少し、
完断の状態になるとアバランシェフォトダイオード（１
）にかかる電圧がさらに高くなり暗電流が増加する。バ
イアス電圧が降伏電圧以上になると、ｉａ≧１００μＡ
となり、充分な光入力信号が供給されている時と、同等
な電流量となる。第２の誤差増幅回路　（１４）は、１
８を抵抗（１３）によって電圧変換した値をモニタして
いるので、充分な光入力信号が供給されている場合もし
くは、光入力信号「断」の場合の両方を検知することに
なる。また、可変利得増幅回路（４）の利得制御電圧は
、光入力信号レベルに応じて単調減少又は単調増加する
ため、第３の誤差増幅回路（１５）の人力極性および参
照電圧を設定することによって、光入力信号が大きいか
又は、「断」であるかのラフな検知は可能である。

そこで、第２の誤差増幅回路（１４）の出力と。

第３の誤差増幅回路　（１５）の論理積をとることによ
って、光入力信号「断」を安定して検知するアラーム回
路を実現することが可能となる。

第２図は、この発明の他の実施例を示しているが、光入
力信号が小さくなって行くと、アバランシェフォトダイ
オードｆｌ）のバイアス電圧も単調増加してくため、第
３の誤差増幅回路（１５）の人力と、高圧発生回路（２
）に出力を接続している。

その他の動作は第１図の場合と同様である。

第３図は、この発明のさらに他の実施例を示しているが
、光入力信号が断になると、主増幅回路（５）の出力に
はショットノイズだけが出力されるめ、ピーク値検出回
路（６）の出力電圧が低下する。これを第３の誤差増幅
回路（１５）で検知するように構成している。その他の
動作は、第１図の場合と同様である。

なお、上記実施例では、アバランシェフォトダイオード
（１）に供給するバイアス電圧にフィードバックローブ
がかけられている構成のものについて説明したが、高圧
発生回路に温度補償を加えた構成の光受信装置において
も、第１図と第３図の構成において同様の効果を奏する
。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、アバランシェフォト
ダイオードの信号電流の大小と、可変利得増幅回路の利
得制御電圧または、高電圧発生回路の出力電圧またはピ
ーク値検出回路の出力電圧の大小を比較し、論理積をと
るように構成したので、閾値電圧の設定が容易で、安定
に動作するアラーム回路が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、この発明の実施例による光受信装置
を示すブロック図、第４図は従来の光受信装置を示すブ
ロック図である。 （１１はアバランシェフォトダイオード、（２）は高圧
発生回路、（３）は前置増幅回路、（４）は可変利得増
幅回路、（５）は主増幅回路、（６）はピーク値検出回
路、（７）は第１の誤差増幅回路、（８）は識別回路、
（９）はクロック抽出回路、　　（１０１はアラーム回
路、　（ｉｌｌは信号出力端子、　（１２）はアラーム
出力端子、　　（１３１は抵抗、　　（１４）は第２の
誤差増幅回路、　　（１５）は第３の誤差増幅回路、　
（１６１は論理積ゲート。 なお１図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力光信号を電気信号に変化するアバランシェフ
   ォトダイオードと、このアバランシェフオトダイオード
   の電流変化による信号を電圧変化による信号に変換する
   前置増幅回路と、この前置増幅回路の出力を受けて増幅
   利得が変化する可変利得増幅回路と、この可変利得増幅
   回路の出力を受けて一定の利得で増幅する主増幅回路と
   、この主増幅回路の出力振幅レベルを検知するピーク値
   検出回路と、このピーク値検出回路の出力に応じて、前
   記可変利得増幅回路の電圧利得および前記アバランシェ
   フォトダイオードのバイアスを制御する電圧を供給する
   第１の誤差増幅回路と、この第１の誤差増幅回路の出力
   を受けて前記アバランシェフォトダイオードのバイアス
   を制御する高圧発生回路で構成された光受信装置におい
   て、前記アバランシェフォトダイオードのカソード前記
   高圧発生回路の間に接続された抵抗と、この抵抗の両端
   の電圧を増幅する第２の誤差増幅回路と、前記第１の誤
   差増幅回路の出力を受けて基準電圧との差を増幅する第
   ３の誤差増幅回路と、前記第２の誤差増幅回路の出力と
   、前記第３の誤差増幅回路の出力を論理積の演算をして
   出力する論理積ゲートとを備えたことを特徴とする光受
   信装置。
2. （２）前記第３図の誤差増幅回路の入力端を前記高圧発
   生回路の出力端に接続したことを特徴とする特許請求の
   範囲第（１）項記載の光受信装置。
3. （３）前記第３の誤差増幅回路の入力端を前記ピーク値
   検出回路の出力端に接続したことを特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項記載の光受信装置。