JPH03285369A - 光受信回路 - 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、光通信システム等において用いられる光受信
回路に関するもので、特に、受光素子の増倍率等の制御
方式の改善を図ったものである。

〔従来の技術〕

従来、増倍率制御可能な受光素子（以下、Ａ　Ｐ　Ｄと
記す）を用いた光受信回路は、第２１図に示す構成が一
般的であり、その制御方式は、利得可変増幅器３の出力
振幅を増倍率制御回路４にて検出してＡ　Ｐ　Ｄ　１の
増倍率を負帰還制御し、一方、利得制御回路５でも利得
可変増幅器３の出力振幅を検出して一定振幅になるよう
負帰還制御するものである。すなわち、この方式では、
光入力レベルが小さい場合、利得可変増幅器３の利１得
を最大利得に固定し、Ａ　Ｐ　Ｄ　１の増倍率を制御し
て出力振幅を一定に保つ。また、光入力レベルが大きい
場合は、ＡＰＤＩの増倍率を最小値に固定し、利得可変
増幅器３の利得を制御して出力振幅を一定に保つ。第４
図に、光入力レベルと、ＡＰＤの増倍率及び利得可変増
幅器の利得との関係を示す。

なお、この種の技術が記載されている文献として、例、
えは、「光通信要覧」、科学新聞社、１９８４年８月発
行、第７０５頁〜、が挙げられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術においては、光入力レベルが小さい場合に
、ＡＰＤの増倍率が最適値から外れ、Ｓ／Ｎ比が劣化す
るという問題があった。

本発明の目的は、従来技術での上記した問題点を解決し
、光入力レベルが変動してもＡＰＤの増倍率を最適値に
維持し、良好なＳ／Ｎ比が得られ、受光感度を向上する
ことのできる制御方式とした光受信回路を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明では、増倍率制御回
路を、前置増幅器の出力振幅を検出し、光入力レベルが
小さくて前置増幅器出力振幅が一定値以下の場合はＡＰ
Ｄの増倍率を固定し、光入力レベルが大きい場合には前
置増幅器出力振幅が一定値以上にならないようＡＰＤに
負帰還をかけてその増倍率を下げる方式の制御を行う制
御回路とする。

〔作用〕

光受信回路において、増幅率制御回路は、常に前置増幅
器出力振幅を検出し、一定値以上にならないようＡＰＤ
に印加するカソード電圧を負帰還制御する。また、利得
制御回路は、利得可変増幅器の出力振幅を検出し、一定
値になるように利得可変増幅器の利得を負帰還制御する
。これにより、光入力レベルが上下しても光受信回路の
出力振幅は一定に保たれる。この場合、光入力レベルが
小さい時には、ＡＰＤ雑音が抑えられるので最小受光感
度が向上し、また、光入力レベルが大きい時には、前置
増幅器に過大出力に伴う歪や、利得可変増幅器の過大入
力に伴う歪を防ぐことができ、最大受光感度も向上する
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する、本実
施例は、光入力信号を電流信号に変換するＡＰＤＩと、
この電流信号を電圧信号に変換・増幅して出力する前置
増幅器２と、その出力信号を増幅あるいは減衰して出力
する利得可変増幅器３と、前置増幅器２の出力振幅を検
出し、ＡＰＤｌの増倍率を決めるカソード電圧を発生す
る増倍率制御回路４と、利得可変増幅器３の出力振幅を
検出し１、その利得を制御する利得制御回路５とから構
成される。これらのうち、ＡＰ″Ｌ）〕、前置増幅器２
、増倍率制御回路４は第１の負帰還ループを構成してい
る。すなわち、光入力レベルが小さく、前置増幅器２の
出力振幅が利得可変増幅器３の許容最大入力振幅以下の
場合は１．八ＰＤＩの増倍率をＳ／Ｎ比が最大となる値
に固定し、また、光入力レベルが大きい場合は、前置増
幅器２の出力振幅が利得可変増幅器３の許容最大入力振
幅に固定されるよう、ＡＰＤＩのカソード電圧を負帰還
制御する。一方、利得可変増幅器３と利得制御回路５と
で第２の負帰還ループを形成しており、常に利得可変増
幅器３の出力振幅が一定になるよう、利得可変増幅器３
の利得を制御する。この構成では、光入力レベルが小さ
い場合は利得可変増幅器３の利得のみを、光入力レベル
が大きい場合はＡＰＤＩの増幅率のみを制御することに
なる。

第３図に、光入力レベルと、、ＡＰＤｌの増倍率及び利
得可変増幅器３の利得との関係を示す。

前置増幅器の雑音が充分小さい場合、光受信回路の最も
重要な性能を決めるＳ　／　：＜比は１．・′＼ｐ　！
”）の増倍率によりほぼ決まり、最適イ「・がイ、右す
ａ・、光入力レベルが小さい時に５　二のＭ、適値にな
る・よう増倍率を設定した場合、光入力レベルとＳ／Ｎ
比の関係は第二′）図のようになる。

このように２本実施例によれば、従来方式に比へ、Ａ　
Ｐ　Ｄの増倍率が最適値からずれないので、Ｓ／Ｎ比が
改善さム、最小受光感度が向上する。

また、光入力レベルが大きい時、前置増幅器出力が一定
値以上にならないので、従来回路において最大受光感度
を制限していた前百増幅器過人出勾に伴う波形歪や、利
得可変増幅器過大入力に伴う歪が無くなるので、最大受
光感度が向１−する。

上記実施例では、光入力レベルが小さい場合ＡＰＤの増
倍率の最適値は一定だとしたが、前置増幅器の雑音が無
視できないとき、最適値は光入力レベルに依存する。し
たがって、あらかじめ前置増幅器雑音に合わせてＡＰＤ
の増倍率を求めておいて増倍率が前置増幅器出力振幅依
存性を持つよう制御すれば、さらに良好なＳ　／　Ｎ比
が得られる。

また、ＡＰＤの増倍率は温度依存性を持つことが知られ
ている。したがって、増倍率制御回路内に温度センサを
設け、ＡＰＤの温度依存性を補償するように制御すれば
、もっと良好な特性が得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、光入力レベルが小さい時は、受光素子
の増倍率を固定する構成としたことにより、光入力レベ
ルが変動しても受光素子の増倍率が最適値に保持され、
最小受光感度が向上し、かつ、光入力レベルが大きい時
は、前置増幅器出力振幅が一定値以上にならないよう受
光素子の増倍率を下げる構成としたことにより、前置増
幅器や利得可変増幅器が飽和しなくなり最大受光感度が
向上する。さらに、受光素子の増倍率は前置増幅器出力
振幅により制御される構成であるので、信号のマーク率
、すなわち符号形式に依存しないという利点があり、ま
た、２つの負帰還ループが独立に動作することからルー
プの切換点で不安な動作をすることがないという利点も
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は従来例の
構成図、第３図は第１８図の回路の特性図、第４図は第
２図の回路の特性図、第５図は第１図、第２図の回路の
Ｓ／Ｎ比の特性を比較して示す図である。 符号の説明 １・・・受光素子（ＡＰＤ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、増倍率を制御可能な受光素子と、この受光素子の出
   力電流信号を電圧信号へ変換・増幅する前置増幅器と、
   この前置増幅器出力信号を増幅あるいは減衰する利得可
   変増幅器と、この利得可変増幅器の出力信号振幅を検出
   して一定値に保つよう利得を制御する利得制御回路と、
   前記受光素子の増倍率を制御する増倍率制御回路から成
   る光受信回路において、前記増倍率制御回路は、前記前
   置増幅器の出力信号振幅を検出し、光入力レベルが小さ
   くて前置増幅器出力振幅が一定値以下の場合は受光素子
   の増倍率を固定し、光入力レベルが大きい場合には前置
   増幅器出力振幅が一定値以上にならないよう帰還制御を
   かけて受光素子の増倍率を下げる方式の制御回路とした
   ことを特徴とする光受信回路。