JPH0370223A - 受光回路の最低受光レベル安定化方法 - 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】 〔概要〕 各種光伝送回路に用いられる受光回路における、最低受
光レベル安定化方法に関し、 受光素子の暗電流の変化による最低受光レベルの変動を
抑えて、電気回路における必要利得を一定にさせること
を目的とし、 ディジタルの光信号を光電素子で電気信号に変換して、
その電気信号を増幅した後、その電気信号からクロック
を抽出して、そのクロックのタイミングによって上記電
気信号からデータを取り出すようにした受光回路におい
て、可変量の雑音を上記電気信号に重畳するように入力
させ、受光回路の受光レベル対エラーレート特性を許容
範囲内で悪くするように、上記雑音の大きさを調整する
ように構成する。

〔産業上の利用分野〕

この発明は、各種光伝送回路に用いられる受光回路にお
ける、最低受光レベル安定化方法に関する。

受光回路では、伝送距離の長距離化を図るため、エラー
レート特性の規格などを満足する最低受光レベル（最低
受光量の大きさ）を低くする努力がされている。この最
低受光レベルを低下させるには、回路雑音を低下させて
もよく、受光素子の暗電流を下げてもよい。

その後者、即ち受光素子の暗電流について注目してみる
と、暗電流は最低受光レベルを決定する重要な要因とな
っているが、その値は、素子毎のばらつきや、温度変化
などによって大きく変動する。したがって、受光回路設
計には、そのようなばらつきを充分に考慮する必要があ
る。

〔従来の技術〕

第５図は、従来の受光回路の一例として、ディジタル光
伝送回路を示している。ここでは、受光素子５１で光電
変換された信号が、プレアンプ５２で電流電圧変換され
、メインアンプ５３で所定レベルに増幅された後、識別
回路５４においてデータを識別して、そのデータとクロ
ックとを出力している。プレアンプ部帰還抵抗器５５の
抵抗値は、回路雑音が最小となるように、所要帯域を満
足する最大値に設定する。

第４図は、そのような回路における、受光素子５１の暗
電流変化時の受光レベル対エラーレート特性（受光量と
エラーの発生率との関係）を示したものである。特性の
ラインは、規格を示すハツチング部を通過しなければよ
く、第４図には、暗電流が最大（最悪）、カタログ上の
ティピカル値（Ｔｙｐ）及び暗電流が最小（最良）の３
つの場合が示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

近年、受光回路を用いるシステムでは、最悪エラーレー
トを一定（例えば１Ｏ−ｔ）に設定するのが普通である
。したがって、暗電流が小さい最良の特性に近いほど、
最低受光レベルが低くなるので、後段のアンプで大きな
利得を必要とする。例えば、素子のばらつきや温度変動
などに起因する暗電流変化によって、所要の受光レベル
が５ｃｌＢ変化したとすると、電気回路では、規格から
の必要利得に例えばさらに１０ｄＢの利得が必要となる
。

その結果、暗電流の小さな素子にもジンクロスなく対応
することができるようにするために、利得の大きな、即
ち回路規模の大きなＬＳＩを必要として、はなはだ不経
済であった。また、それと共に消費電流も増大し、ＬＳ
Ｉの汎用化を図ろうとすると利得不足等の問題が生じて
いた。

本発明は、そのような従来の欠点を解消し、受光素子の
暗電流の変化による最低受光レベルの変動を抑えて、電
気回路における必要利得を一定にさせることができる受
光回路の最低受光レベル安定化方法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〕

上記の目的を達成するため、本発明の受光回路の最低受
光レベル安定化方法は、第１図に示されるように、ディ
ジタルの光信号を光電素子ｌで電気信号に変換して、そ
の電気信号を増幅した後、その電気信号からクロックを
抽出して、そのクロックのタイミングによって上記電気
信号からデータを取り出すようにした受光回路において
、可変量の雑音を上記電気信号に重畳するように人力さ
せ、受光回路の受光レベル対エラーレート特性を許容範
囲内で悪くするように、上記雑音の大きさを調整するこ
とを、特徴とする。

〔作用〕

光電素子Ｉの暗電流が必要以上に小さい場合には、それ
に応じた大きさの雑音を電気信号に重畳するように入力
させる。それによって、受光レベル対エラーレート特性
を、設計上許容される最悪値までの範囲内で悪くさせ、
最低受光レベルを大きくして一定にすることができる。

〔実施例〕

図面を参照して実施例を説明する。

第２図は実施例の回路ブロック図である。■は、ディジ
タルの光信号を人力して電流信号に変換する光電素子で
あり、必要最低受光レベルに応じて、ピンフォトダイオ
ード（ＰＤ）又はアハランシェ・フォトダイオード（Ａ
　Ｐ　Ｄ）などが選択される。

２１は、電流変化を電圧変化に変換するプレアンプ。２
２は、プレアンプ２１からの出力を増幅するメインアン
プである。プレアンプ部帰還抵抗器２３の抵抗値は、回
路雑音が最小になるように、所要帯域を満足する最大値
に設定されている。

メインアンプ２２の出力は識別回路３に入力され、信号
波形からクロックが抽出されて、そのクロックのタイミ
ングにより、信号からｒｌＪ又は「０」のデータが取り
出される。そして、そのデータとクロックとが識別回路
３から出力される。

メインアンプ２２から識別回路３への入力端のには、識
別回路３に入力する電気信号に重畳するように可変量の
雑音（ノイズ）を入力させる雑音発生回路４の出力端が
接続されている。

第３図は、雑音発生回路４の一例を示したものであり、
トランジスタＴＲＩ、ＴＲ２，ＴＲ３を例えば３段に接
続して、トランジスタの発生する雑音を最終段のエミッ
タ側から出力させるようにしたものである。

この回路においては、２段めのコレクタに可変抵抗器４
１が接続されている。したがって、その抵抗値を調整す
ることにより、出力端から出力される雑音の大きさを変
えることができる。

また、温度変化に従って抵抗値が変化するサーミスタな
どを、可変抵抗器４１に代えて接続し、又は可変抵抗器
４１に併設すれば、温度変動によって生じる暗電流の変
化に追従して雑音の大きさを変えることができる。

このように構成された実施例の回路によれば、光電素子
１の暗電流が設計で考慮した値より小さく、最低受光レ
ベルが設計値より下がってしまった場合には、雑音発生
回路４で発生する雑音を大きくして、受光回路の受光レ
ベル対エラーレート特性を許容範囲内で悪化させること
ができ、それによって、最低受光レベルを設計値までひ
き上げることができる。そして、最低受光レベルを許容
し得る最大レベルまで常にひき上げるようにすれば、電
気回路に必要な利得は常に最小でよいことになる。

なお、上記実施例の雑音発生回路４は、光電素チエの出
力端から識別回路３の入力端の間のどこに接続してもよ
く、例えば第２図の■又は■などに接続してもよい。ま
た雑音発生源としては、ダイオードその他のものを用い
てもよい。

〔発明の効果〕

本発明の受光回路の最低受光レベル安定化方法によれば
、任意の大きさの雑音を電気回路に加えることによって
、最低受光レベルを、設計上許容される範囲内で大きく
することができるので、増幅回路の利得を設計値以上に
大きなものにする必要がなく、ＬＳＩの回路規模を小さ
くすることができる。そして、利得不足等の問題が生じ
ないようにしつつＬＳＩを汎用化することができる。

第３図は実施例の雑音発生回路図、 第４図は受光レベル対エラーレート特性線図、第５図は
従来例の回路ブロック図である。

図中、１・・・光電素子、 ２・・・増幅回路、 ３・・・識別回路、 ４・・−雑音発生回路。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は実施例の回路ブロック図、 寅詭例の遺目ト発１回路図 第３図 エラーレート 受光レベル対エラーレート特ｌ庄練図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ディジタルの光信号を光電素子（１）で電気信号に変換
   して、その電気信号を増幅した後、その電気信号からク
   ロックを抽出して、そのクロックのタイミングによって
   上記電気信号からデータを取り出すようにした受光回路
   において、 可変量の雑音を上記電気信号に重畳するように入力させ
   、受光回路の受光レベル対エラーレート特性を許容範囲
   内で悪くするように、上記雑音の大きさを調整すること
   を、 特徴とする受光回路の最低受光レベル安定化方法。