JPH0581587A - Ｏｔｄｒ装置用前置増幅器 - Google Patents
Ｏｔｄｒ装置用前置増幅器Info
- Publication number
- JPH0581587A JPH0581587A JP23977991A JP23977991A JPH0581587A JP H0581587 A JPH0581587 A JP H0581587A JP 23977991 A JP23977991 A JP 23977991A JP 23977991 A JP23977991 A JP 23977991A JP H0581587 A JPH0581587 A JP H0581587A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- preamplifier
- amplifier circuit
- frequency dispersion
- compound semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 化合物半導体固有の周波数分散による「すそ
ひき」現象の対策。 【構成】 この前置増幅器の増幅回路１０１は、化合物
半導体ＦＥＴで構成され、トランスインピーダンス型ま
たはハイインピーダンス型である。図１の前置増幅器
は、この増幅回路の出力に、ＲＣ回路網構成の等化回路
１０２が設けられている点に特徴を有する。等化回路１
０２は、並列につながれた抵抗Ｒ1 ，コンデンサＣ1 と
で構成され、これらと負荷抵抗ＲL とにより増幅回路の
もつ周波数分散を補償する。
ひき」現象の対策。 【構成】 この前置増幅器の増幅回路１０１は、化合物
半導体ＦＥＴで構成され、トランスインピーダンス型ま
たはハイインピーダンス型である。図１の前置増幅器
は、この増幅回路の出力に、ＲＣ回路網構成の等化回路
１０２が設けられている点に特徴を有する。等化回路１
０２は、並列につながれた抵抗Ｒ1 ，コンデンサＣ1 と
で構成され、これらと負荷抵抗ＲL とにより増幅回路の
もつ周波数分散を補償する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ＴＤＲ（ＯＴＤＲ）
装置などの光計測器のフロントエンドに用いられるＯＴ
ＤＲ装置用前置増幅器に関し、特に、化合物半導体を用
いた高速動作の前置増幅器に関するものである。
装置などの光計測器のフロントエンドに用いられるＯＴ
ＤＲ装置用前置増幅器に関し、特に、化合物半導体を用
いた高速動作の前置増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＯＴＤＲ装置は、光ファイバケーブルの
各種損失（伝送損失、接続損失など）及び障害点の位置
（破断点）の測定を行うための計測器である。これらに
測定は、インパルス状の光を光ファイバケーブルに入射
し、戻り光の強度を測定することでなされる。その代表
的な測定結果は、図７に示すように、光ファイバへの光
入射時の端面反射により生じる強いインパルス（図７の
左側）があらわれ、その後光ファイバケーブル内の散
乱、反射などによる微弱な信号が続くというものになっ
ている。
各種損失（伝送損失、接続損失など）及び障害点の位置
（破断点）の測定を行うための計測器である。これらに
測定は、インパルス状の光を光ファイバケーブルに入射
し、戻り光の強度を測定することでなされる。その代表
的な測定結果は、図７に示すように、光ファイバへの光
入射時の端面反射により生じる強いインパルス（図７の
左側）があらわれ、その後光ファイバケーブル内の散
乱、反射などによる微弱な信号が続くというものになっ
ている。
【０００３】ＯＴＤＲ装置に用いられる前置増幅器に
は、光通信装置と同様、トランスインピーダンス型（図
８（ａ）参照），ハイインピーダンス型（図８（ｂ）参
照）と呼ばれている回路構成のものが用いられている。
これらについては、例えば、「K.Ogawa:Considerations
for Optical reciever design,IEEE Journal onSelect
ed Areas in Comunications.Vol.SAC-1,No.3,1983」に
記載されている。また、図９には、図８（ｂ）のトラン
スインピーダンス型増幅回路を化合物半導体ＦＥＴで構
成した場合の回路図が示されている。
は、光通信装置と同様、トランスインピーダンス型（図
８（ａ）参照），ハイインピーダンス型（図８（ｂ）参
照）と呼ばれている回路構成のものが用いられている。
これらについては、例えば、「K.Ogawa:Considerations
for Optical reciever design,IEEE Journal onSelect
ed Areas in Comunications.Vol.SAC-1,No.3,1983」に
記載されている。また、図９には、図８（ｂ）のトラン
スインピーダンス型増幅回路を化合物半導体ＦＥＴで構
成した場合の回路図が示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】化合物半導体ＦＥＴ
は、化合物半導体のもつ高いキャリア易動度により、非
常に高速であるが、図１０に示すようにそのドレインコ
ンダクタンスに周波数分散を持つという欠点がある。こ
の周波数分散の生じる周波数領域は１ｋＨｚ〜１００ｋ
Ｈｚ程度であり、これは、ＦＥＴのチャネル基板間界面
やチャネル表面に存在するトラップ準位などの影響であ
るといわれている。このような化合物半導体ＦＥＴで構
成した増幅回路では、その電圧利得に周波数分散が生じ
る。そのため、図８（ｂ）のトランスインピーダンス型
増幅回路では、図１１に示すようは電圧利得特性とな
る。したがって、この増幅回路の変換利得を示すトラン
スインピーダンス（出力電圧ＶOUT ／入力電流ＩPD）に
も、図１２に示すような周波数分散が生じる。
は、化合物半導体のもつ高いキャリア易動度により、非
常に高速であるが、図１０に示すようにそのドレインコ
ンダクタンスに周波数分散を持つという欠点がある。こ
の周波数分散の生じる周波数領域は１ｋＨｚ〜１００ｋ
Ｈｚ程度であり、これは、ＦＥＴのチャネル基板間界面
やチャネル表面に存在するトラップ準位などの影響であ
るといわれている。このような化合物半導体ＦＥＴで構
成した増幅回路では、その電圧利得に周波数分散が生じ
る。そのため、図８（ｂ）のトランスインピーダンス型
増幅回路では、図１１に示すようは電圧利得特性とな
る。したがって、この増幅回路の変換利得を示すトラン
スインピーダンス（出力電圧ＶOUT ／入力電流ＩPD）に
も、図１２に示すような周波数分散が生じる。
【０００５】このような増幅回路で構成された前置増幅
器に図１３のようなステップ状のパルス光を入力する
と、その出力電圧ＶOUT には、「すそひき」（図１４の
プロット）が生じる。これは周波数分散が原因であり、
周波数分散がないときは良好な立上がりを示す（図１４
の実線）。ＯＴＤＲ装置では図７のような測定結果とな
るのであるが、光ファイバへの光入射時に入射端面のフ
レネル反射によって生じる強いインパルス（図７の左
側）によって「すそひき」が生じる。この「すそひき」
は図１４に示したように数μＳ程度続くため、インパル
スに続く微弱な信号の波形に大きな影響を与え、「すそ
ひき」がおさまるまで測定ができない、という問題があ
った。
器に図１３のようなステップ状のパルス光を入力する
と、その出力電圧ＶOUT には、「すそひき」（図１４の
プロット）が生じる。これは周波数分散が原因であり、
周波数分散がないときは良好な立上がりを示す（図１４
の実線）。ＯＴＤＲ装置では図７のような測定結果とな
るのであるが、光ファイバへの光入射時に入射端面のフ
レネル反射によって生じる強いインパルス（図７の左
側）によって「すそひき」が生じる。この「すそひき」
は図１４に示したように数μＳ程度続くため、インパル
スに続く微弱な信号の波形に大きな影響を与え、「すそ
ひき」がおさまるまで測定ができない、という問題があ
った。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のＯＴＤＲ装置用前置増幅器は、光ファイバ
からの光を電気信号に変換する光検出素子と、化合物半
導体ＦＥＴを含んで構成され、光検出素子からの電気信
号を増幅する増幅回路と、この増幅回路の増幅出力から
増幅回路のもつ周波数分散を補償して出力するＲＣ構成
の等化回路とを備えたことを特徴とする。
に、本発明のＯＴＤＲ装置用前置増幅器は、光ファイバ
からの光を電気信号に変換する光検出素子と、化合物半
導体ＦＥＴを含んで構成され、光検出素子からの電気信
号を増幅する増幅回路と、この増幅回路の増幅出力から
増幅回路のもつ周波数分散を補償して出力するＲＣ構成
の等化回路とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】化合物半導体ＦＥＴは、非常に高速であるが、
周波数分散を有する。そのため、このＦＥＴで構成され
た増幅回路は周波数分散がある。
周波数分散を有する。そのため、このＦＥＴで構成され
た増幅回路は周波数分散がある。
【０００８】本発明のＯＴＤＲ装置用前置増幅器では、
周波数分散をもつ増幅回路の増幅出力に等化回路が設け
られているため、光検出素子からの電気信号は、この等
化回路により増幅回路のもつ周波数分散の補償がなされ
て等化回路から出力される。
周波数分散をもつ増幅回路の増幅出力に等化回路が設け
られているため、光検出素子からの電気信号は、この等
化回路により増幅回路のもつ周波数分散の補償がなされ
て等化回路から出力される。
【０００９】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１には、本発明のＯＴＤＲ装置用前置増幅器の基本構
成が示されている。この前置増幅器の増幅回路１０１
は、化合物半導体ＦＥＴで構成され、トランスインピー
ダンス型またはハイインピーダンス型である。図１の前
置増幅器は、この増幅回路の出力に、ＲＣ回路網構成の
等化回路１０２が設けられている点に特徴を有する。等
化回路１０２は、並列につながれた抵抗Ｒ1 ，コンデン
サＣ1 とで構成され、これらと負荷抵抗ＲL とにより増
幅回路のもつ周波数分散を補償する。フォトダイオード
ＰＤに入射した光は、電気信号に変換され、増幅回路１
０１で増幅される。等化回路１０２により増幅回路１０
１のもつ周波数分散が補償され、「すそひき」がおさえ
られて負荷抵抗ＲL に出力される。
図１には、本発明のＯＴＤＲ装置用前置増幅器の基本構
成が示されている。この前置増幅器の増幅回路１０１
は、化合物半導体ＦＥＴで構成され、トランスインピー
ダンス型またはハイインピーダンス型である。図１の前
置増幅器は、この増幅回路の出力に、ＲＣ回路網構成の
等化回路１０２が設けられている点に特徴を有する。等
化回路１０２は、並列につながれた抵抗Ｒ1 ，コンデン
サＣ1 とで構成され、これらと負荷抵抗ＲL とにより増
幅回路のもつ周波数分散を補償する。フォトダイオード
ＰＤに入射した光は、電気信号に変換され、増幅回路１
０１で増幅される。等化回路１０２により増幅回路１０
１のもつ周波数分散が補償され、「すそひき」がおさえ
られて負荷抵抗ＲL に出力される。
【００１０】増幅回路をトランスインピーダンス型とし
て製作したものが、図２に示されている。この図におい
て、アンプ１０１Ａの電圧利得｜−Ａ｜は、直流で２９
ｄＢ、１ＭＨｚで２６ｄＢである。また、フィードバッ
ク抵抗Ｒf は３０ｋΩ、等化回路１０２の抵抗Ｒ1 は
１．５Ω、コンデンサＣ1 は１μＦである。負荷抵抗Ｒ
L は５０Ωとした。この回路定数における等化回路１０
２の周波数特性が図３に示されている。また、等化回路
１０２のない従来例の図８（ａ）と同様のトランスイン
ピーダンス型の前置増幅器を図４に示す。この前置増幅
器は、特性上の比較のために、アンプ１０１Ａの電圧利
得を同様の条件としフォトダイオードＰＤを同じものを
用いて製作されている。
て製作したものが、図２に示されている。この図におい
て、アンプ１０１Ａの電圧利得｜−Ａ｜は、直流で２９
ｄＢ、１ＭＨｚで２６ｄＢである。また、フィードバッ
ク抵抗Ｒf は３０ｋΩ、等化回路１０２の抵抗Ｒ1 は
１．５Ω、コンデンサＣ1 は１μＦである。負荷抵抗Ｒ
L は５０Ωとした。この回路定数における等化回路１０
２の周波数特性が図３に示されている。また、等化回路
１０２のない従来例の図８（ａ）と同様のトランスイン
ピーダンス型の前置増幅器を図４に示す。この前置増幅
器は、特性上の比較のために、アンプ１０１Ａの電圧利
得を同様の条件としフォトダイオードＰＤを同じものを
用いて製作されている。
【００１１】図２の前置増幅器と図４の前置増幅器とに
ついて増幅回路のトランスインピーダンスの測定結果が
図５に示されている。また、図１３と同様のステップ状
のパルス光に対する応答特性が図６に示されている。こ
れらの図の比較からも明らかなように、図２の前置増幅
器では、等化回路１０２により周波数分散が補償されほ
ぼ平坦なものになり、「すそひき」がおさえられてい
る。
ついて増幅回路のトランスインピーダンスの測定結果が
図５に示されている。また、図１３と同様のステップ状
のパルス光に対する応答特性が図６に示されている。こ
れらの図の比較からも明らかなように、図２の前置増幅
器では、等化回路１０２により周波数分散が補償されほ
ぼ平坦なものになり、「すそひき」がおさえられてい
る。
【００１２】この前置増幅器に、光ファイバから図７の
ような光が入射しても、「すそひき」がおさえられてい
るので、光ファイバへの光入射時に生じる強いインパル
スの影響はなく、また、アンプ１０１Ａは、化合物半導
体ＦＥＴで構成されているので、高速動作となってい
る。そのため、インパルスに続く微弱な信号の波形が良
好に測定される。
ような光が入射しても、「すそひき」がおさえられてい
るので、光ファイバへの光入射時に生じる強いインパル
スの影響はなく、また、アンプ１０１Ａは、化合物半導
体ＦＥＴで構成されているので、高速動作となってい
る。そのため、インパルスに続く微弱な信号の波形が良
好に測定される。
【００１３】
【発明の効果】以上の通り本発明によれば、等化回路に
より増幅回路のもつ周波数分散が補償されるので、周波
数分散の影響が押さえられ、出力の立上がり時の「すそ
ひき」を抑制することができる。そのため、光ファイバ
への光入射時に生じるインパルスの「すそひき」の影響
が押さえられるので、化合物半導体ＦＥＴの持つ欠点が
カバーされ、その高速性が利用でき、ＯＴＤＲ装置など
による光ファイバについての各種測定を良好に行うこと
ができる。
より増幅回路のもつ周波数分散が補償されるので、周波
数分散の影響が押さえられ、出力の立上がり時の「すそ
ひき」を抑制することができる。そのため、光ファイバ
への光入射時に生じるインパルスの「すそひき」の影響
が押さえられるので、化合物半導体ＦＥＴの持つ欠点が
カバーされ、その高速性が利用でき、ＯＴＤＲ装置など
による光ファイバについての各種測定を良好に行うこと
ができる。
【図１】本発明の前置増幅器の基本構成図。
【図２】トランスインピーダンス型としたときの本発明
の前置増幅器の構成図。
の前置増幅器の構成図。
【図３】等化回路の周波数特性図。
【図４】比較のための従来例の前置増幅器の構成図。
【図５】トランスインピーダンス特性図。
【図６】ステップパルスに対する応答特性図。
【図７】ＯＴＤＲ装置の代表的な測定結果を示す図。
【図８】従来の前置増幅器の構成図。
【図９】トランスインピーダンス型増幅回路を化合物半
導体ＦＥＴで構成した場合の回路図。
導体ＦＥＴで構成した場合の回路図。
【図１０】化合物半導体ＦＥＴのドレインコンダクタン
スの周波数分散を示す図。
スの周波数分散を示す図。
【図１１】化合物半導体ＦＥＴで構成した増幅回路の電
圧利得の周波数分散を示す図。
圧利得の周波数分散を示す図。
【図１２】図１１の増幅回路のトランスインピーダンス
特性図。
特性図。
【図１３】入力するステップパルスを示す図。
【図１４】図１１の増幅回路のステップパルスに対する
応答特性図。
応答特性図。
ＰＤ…フォトダイオード １０１…増幅回路 １０２…等化回路
Claims (1)
- 【請求項１】 光ファイバからの光を電気信号に変換す
る光検出素子と、 化合物半導体ＦＥＴを含んで構成され、前記光検出素子
からの前記電気信号を増幅する増幅回路と、 この増幅回路の増幅出力から前記増幅回路のもつ周波数
分散を補償して出力するＲＣ構成の等化回路とを備えた
ことを特徴とするＯＴＤＲ装置用前置増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23977991A JPH0581587A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | Ｏｔｄｒ装置用前置増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23977991A JPH0581587A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | Ｏｔｄｒ装置用前置増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0581587A true JPH0581587A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17049770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23977991A Pending JPH0581587A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | Ｏｔｄｒ装置用前置増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0581587A (ja) |
-
1991
- 1991-09-19 JP JP23977991A patent/JPH0581587A/ja active Pending
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