JPH0627671B2 - 非直線性補正回路 - Google Patents
非直線性補正回路Info
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- JPH0627671B2 JPH0627671B2 JP2220939A JP22093990A JPH0627671B2 JP H0627671 B2 JPH0627671 B2 JP H0627671B2 JP 2220939 A JP2220939 A JP 2220939A JP 22093990 A JP22093990 A JP 22093990A JP H0627671 B2 JPH0627671 B2 JP H0627671B2
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- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000013481 data capture Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000253 optical time-domain reflectometry Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/32—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
- H03F1/3223—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using feed-forward
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D3/00—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
- G01D3/02—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation
- G01D3/022—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for altering or correcting the law of variation having an ideal characteristic, map or correction data stored in a digital memory
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/44—Electric circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G1/00—Details of arrangements for controlling amplification
- H03G1/04—Modifications of control circuit to reduce distortion caused by control
-
- G—PHYSICS
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- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
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- G01J2001/446—Photodiode
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、非直線性補正回路、アバランシェ・フォトダ
イドーオ（以下“ＡＰＤ”という）様な光電変換素子に
生じる電流テールがＡＰＤの利得の影響をあまり受けな
いということを利用して、素子の出力電流テール部分を
相殺する非直線性補正回路に関する。
イドーオ（以下“ＡＰＤ”という）様な光電変換素子に
生じる電流テールがＡＰＤの利得の影響をあまり受けな
いということを利用して、素子の出力電流テール部分を
相殺する非直線性補正回路に関する。
［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］ ＡＰＤで受信する光信号の振幅が、高レベルから低レベ
ルに急激に変化するとき、ＡＰＤの出力電流は、高レベ
ル信号から非直線的に復帰し、即ち低レベル信号に低下
するときに電流テールが生じる。例えば、この現象は、
オプティカル・タイムドメイン・リフレクトメータ（以
下“ＯＴＤＲ”という）の距離分解能を制限する。
ルに急激に変化するとき、ＡＰＤの出力電流は、高レベ
ル信号から非直線的に復帰し、即ち低レベル信号に低下
するときに電流テールが生じる。例えば、この現象は、
オプティカル・タイムドメイン・リフレクトメータ（以
下“ＯＴＤＲ”という）の距離分解能を制限する。
ＯＴＤＲでは、このテールを制限するための方法とし
て、種々のマスキング技術が使用されている。例えば、
米国テクトロニクス社の出願による特開昭６３−１３８
２１８号（米国特許第４，７６９，５３４号）の明細書
の「光検出装置」と題する発明では、光スイッチを受信
光信号及び光検出器間に挿入し、非サンプリング期間に
高いレベル信号が光検出器を通過するのを阻止する。光
スイッチは、受信光信号がサンプルされるべき時にの
み、閉じるように制御される。
て、種々のマスキング技術が使用されている。例えば、
米国テクトロニクス社の出願による特開昭６３−１３８
２１８号（米国特許第４，７６９，５３４号）の明細書
の「光検出装置」と題する発明では、光スイッチを受信
光信号及び光検出器間に挿入し、非サンプリング期間に
高いレベル信号が光検出器を通過するのを阻止する。光
スイッチは、受信光信号がサンプルされるべき時にの
み、閉じるように制御される。
光スイッチを使用した他の方法は、本出願人による特願
平２−１８２５４６号の明細書に記載されており、電気
出力信号の一部は、光入力信号の一部と比較されて、ス
イッチ制御信号を発生し、このスイッチ制御信号によ
り、遅延期間後に、高レベル信号が無い場合にのみ、光
入力信号が光検出器に送られる。手動方法では、操作者
が最初の取り込みデータを観察し、カーソル又は他の手
段を使用して、光スイッチに信号を送り、高レベル時間
に連続的データ取り込みを停止する必要がある。
平２−１８２５４６号の明細書に記載されており、電気
出力信号の一部は、光入力信号の一部と比較されて、ス
イッチ制御信号を発生し、このスイッチ制御信号によ
り、遅延期間後に、高レベル信号が無い場合にのみ、光
入力信号が光検出器に送られる。手動方法では、操作者
が最初の取り込みデータを観察し、カーソル又は他の手
段を使用して、光スイッチに信号を送り、高レベル時間
に連続的データ取り込みを停止する必要がある。
そこで、高レベル信号から低レベル信号への変化時に生
じる出力電流の非直線性を自動的に補正して、ＯＴＤＲ
の距離分解能を向上させる技術が必要とされる。
じる出力電流の非直線性を自動的に補正して、ＯＴＤＲ
の距離分解能を向上させる技術が必要とされる。
したがって、本発明の目的は、ＡＰＤの電流テールによ
る非直線性を自動的に補正する非直線性補正回路の提供
にある。
る非直線性を自動的に補正する非直線性補正回路の提供
にある。
［課題を解決するための手段及び方法］ 本発明は、ＡＰＤに生じる電流テールの非直線性がＡＰ
Ｄの利得にあまり影響されないということを利用してＡ
ＰＤの非直線性を補正する非直線性補正回路である。入
力光信号は、バイアス電圧に応じて利得がサイクル毎に
交互に変化するＡＰＤにより変換及び増幅される。各デ
ータ取り込みサイクルのデータは、２つの記憶デバイス
に交互に記憶され、２つの連続するデータ取り込みサイ
クルのデータが同時に読み出される。読み出された２つ
のデータ、減算手段により結合され、電流テールの大部
分が効果的に相殺され、入力光信号に等しい信号のみが
出力信号として存在する。
Ｄの利得にあまり影響されないということを利用してＡ
ＰＤの非直線性を補正する非直線性補正回路である。入
力光信号は、バイアス電圧に応じて利得がサイクル毎に
交互に変化するＡＰＤにより変換及び増幅される。各デ
ータ取り込みサイクルのデータは、２つの記憶デバイス
に交互に記憶され、２つの連続するデータ取り込みサイ
クルのデータが同時に読み出される。読み出された２つ
のデータ、減算手段により結合され、電流テールの大部
分が効果的に相殺され、入力光信号に等しい信号のみが
出力信号として存在する。
本発明は、入力信号に対する出力信号の非直線応答が、
利得に依存しない素子の非直線応答を補正する非直線性
補正回路であり、素子の出力信号をサンプルする取り込
み手段と、取り込み手段の取り込みサイクル毎に、交互
に素子のバイアス電圧を変化させて、素子の利得を変化
させるバイアス電圧制御手段と、取り込み手段からの２
つの連続する取り込みサイクルの対応するデータを互い
に減算する減算手段とを具え、減算手段から素子の非直
線性を補正した信号を得ることを特徴とする。
利得に依存しない素子の非直線応答を補正する非直線性
補正回路であり、素子の出力信号をサンプルする取り込
み手段と、取り込み手段の取り込みサイクル毎に、交互
に素子のバイアス電圧を変化させて、素子の利得を変化
させるバイアス電圧制御手段と、取り込み手段からの２
つの連続する取り込みサイクルの対応するデータを互い
に減算する減算手段とを具え、減算手段から素子の非直
線性を補正した信号を得ることを特徴とする。
［実施例］ 第１図は、本発明の非直線性補正回路の概略を示すブロ
ック図である。光入力信号は、増幅／検出器（１０）に
入力され、光エネルギーは電気エネルギーに変換され
る。生じた電気信号は、この電気信号を所定の時間間隔
でサンプルするサンプル回路（２０）に入力される。サ
ンプルされた電気信号は、デジタイザ回路（３０）に入
力され、一連のデジタル・データに変換される。デジタ
ル・データ・ワードは、記憶デバイス（４０）に記憶さ
れる。マイクロプロセッサ（５０）は、デジタル・デー
タ・ワードをアクセスし、サンプルに関し平均化処理及
び本発明の非直線性相殺処理の様な種々の操作を行う。
マイクロプロセッサ（５０）は、次に、処理されたデジ
タル・データ・ワードを表示のために表示ユニット（６
０）に送る。
ック図である。光入力信号は、増幅／検出器（１０）に
入力され、光エネルギーは電気エネルギーに変換され
る。生じた電気信号は、この電気信号を所定の時間間隔
でサンプルするサンプル回路（２０）に入力される。サ
ンプルされた電気信号は、デジタイザ回路（３０）に入
力され、一連のデジタル・データに変換される。デジタ
ル・データ・ワードは、記憶デバイス（４０）に記憶さ
れる。マイクロプロセッサ（５０）は、デジタル・デー
タ・ワードをアクセスし、サンプルに関し平均化処理及
び本発明の非直線性相殺処理の様な種々の操作を行う。
マイクロプロセッサ（５０）は、次に、処理されたデジ
タル・データ・ワードを表示のために表示ユニット（６
０）に送る。
第２図は、本発明の非直線性補正回路の詳細を示すブロ
ック図である。入力光信号Ｓ（ｔ）は、ＡＰＤ（１２）
に入力される。ＡＰＤ（１２）の利得は、バイアス電圧
制御回路（１４）により制御された、出力電気信号Ａ
Ｓ′（ｔ）＋Ｅ（ｔ）を生成する。ここで、“Ａ”はＡ
ＰＤの利得であり、“Ｅ（ｔ）”は非直線的復帰誤差信
号、即ち電流テールである。ＡＰＤ（１２）の出力電気
信号は、利得Ｋの増幅器によりバッファされ、デジタイ
ズされた後に、一対の記憶デバイス（４２）及び（４
４）に入力される。記憶制御回路（５２）は、バッファ
増幅器（１６）からの電気信号を記憶デバイス（４２）
及び（４４）のいずれに書込むかを決める。記憶デバイ
ス（４２）及び（４４）からの出力信号は、加算回路
（５４）に入力され、相殺された電流テールが部分が相
殺された最終出力電気信号が生成される。
ック図である。入力光信号Ｓ（ｔ）は、ＡＰＤ（１２）
に入力される。ＡＰＤ（１２）の利得は、バイアス電圧
制御回路（１４）により制御された、出力電気信号Ａ
Ｓ′（ｔ）＋Ｅ（ｔ）を生成する。ここで、“Ａ”はＡ
ＰＤの利得であり、“Ｅ（ｔ）”は非直線的復帰誤差信
号、即ち電流テールである。ＡＰＤ（１２）の出力電気
信号は、利得Ｋの増幅器によりバッファされ、デジタイ
ズされた後に、一対の記憶デバイス（４２）及び（４
４）に入力される。記憶制御回路（５２）は、バッファ
増幅器（１６）からの電気信号を記憶デバイス（４２）
及び（４４）のいずれに書込むかを決める。記憶デバイ
ス（４２）及び（４４）からの出力信号は、加算回路
（５４）に入力され、相殺された電流テールが部分が相
殺された最終出力電気信号が生成される。
最初のデータ取り込みサイクルの間、ＡＰＤ（１２）の
利得は、バイアス電圧制御回路（１４）によりＡ１に設
定され、次のデータ取り込みサイクルでは、ＡＰＤの利
得はＡ２に設定される。最初の取り込みサイクルに相当
する電気信号Ｋ［Ａ１×Ｓ′（ｔ）＋Ｅ（ｔ）］は、第
１記憶デバイス（４２）に記憶され、次のデータ取り込
みサイクルに相当する電気信号［Ａ２×Ｓ′（ｔ）＋Ｅ
（ｔ）］は、第２記憶デバイス（４４）に記憶される。
ＡＰＤ（１２）からの幾分利得が異なるこれらの連続し
た電気信号は、次に、結合回路（５４）に同時に入力さ
れる。結合回路（５４）は、減算器として働き、最終出
力電気信号Ｋ（Ａ１−Ａ２）×Ｓ′（ｔ）を生成する。
利得は、バイアス電圧制御回路（１４）によりＡ１に設
定され、次のデータ取り込みサイクルでは、ＡＰＤの利
得はＡ２に設定される。最初の取り込みサイクルに相当
する電気信号Ｋ［Ａ１×Ｓ′（ｔ）＋Ｅ（ｔ）］は、第
１記憶デバイス（４２）に記憶され、次のデータ取り込
みサイクルに相当する電気信号［Ａ２×Ｓ′（ｔ）＋Ｅ
（ｔ）］は、第２記憶デバイス（４４）に記憶される。
ＡＰＤ（１２）からの幾分利得が異なるこれらの連続し
た電気信号は、次に、結合回路（５４）に同時に入力さ
れる。結合回路（５４）は、減算器として働き、最終出
力電気信号Ｋ（Ａ１−Ａ２）×Ｓ′（ｔ）を生成する。
記憶デバイス（４２）及び（４４）は、２つの取り込み
サイクルのデータを十分に記憶できる容量を有する１個
のメモリであってもよい。１つの取り込みサイクルでデ
ータを記憶し、次の取り込みサイクルで読み出して、直
線に入力されるデータと結合することにより、一方の記
憶デバイスを除去してもよい。データは、記憶デバイス
（４２）及び（４４）の各々において平均化され、次
に、結合回路（５４）に出力されて、表示用の最終出力
信号が生成される。この最終出力信号は、表示メモリに
記憶するか、又は記憶デバイスの一方に戻してもよい。
一方、データは、交互のデータ取り込みサイクルで結合
器（５４）に入力され、出力信号を他方の記憶デバイス
又はメモリの一部に記憶され、表示前に処理されてもよ
い。以上は、デジタル的実現方法について説明したが、
低ＡＰＤバイアスを有する一方の取り込みサイクルのデ
ータを、高ＡＰＤバイアスを有する他方の取り込みサイ
クルのデータから減算して、テール誤差を減少できれ
ば、アナログ又はデジタル或いはそれらの組合わせも使
用してよい。
サイクルのデータを十分に記憶できる容量を有する１個
のメモリであってもよい。１つの取り込みサイクルでデ
ータを記憶し、次の取り込みサイクルで読み出して、直
線に入力されるデータと結合することにより、一方の記
憶デバイスを除去してもよい。データは、記憶デバイス
（４２）及び（４４）の各々において平均化され、次
に、結合回路（５４）に出力されて、表示用の最終出力
信号が生成される。この最終出力信号は、表示メモリに
記憶するか、又は記憶デバイスの一方に戻してもよい。
一方、データは、交互のデータ取り込みサイクルで結合
器（５４）に入力され、出力信号を他方の記憶デバイス
又はメモリの一部に記憶され、表示前に処理されてもよ
い。以上は、デジタル的実現方法について説明したが、
低ＡＰＤバイアスを有する一方の取り込みサイクルのデ
ータを、高ＡＰＤバイアスを有する他方の取り込みサイ
クルのデータから減算して、テール誤差を減少できれ
ば、アナログ又はデジタル或いはそれらの組合わせも使
用してよい。
［効果］ ＡＰＤの利得を取り込みサイクル毎に変化せて、且つ連
続する取り込みサイクルからのデータを減算して、出力
電気信号を生成することにより、非直線復帰誤差、即
ち、電流テールを効果的に相殺することができる。
続する取り込みサイクルからのデータを減算して、出力
電気信号を生成することにより、非直線復帰誤差、即
ち、電流テールを効果的に相殺することができる。
第１図は本発明の非直線性補正回路の概略を示すブロッ
ク図、第２図は本発明の非直線性補正回路の要部を示す
ブロック図である。 図中において、（１２）は素子、（１４）はバイアス電
圧制御手段、（５４）は減算手段である。
ク図、第２図は本発明の非直線性補正回路の要部を示す
ブロック図である。 図中において、（１２）は素子、（１４）はバイアス電
圧制御手段、（５４）は減算手段である。
Claims (1)
- 【請求項１】入力信号に対する出力信号の非直線性応答
が、利得に依存しない素子の非直線応答を補正する非直
線性補正回路であって、 上記素子の出力信号をサンプルする取り込み手段と、 該取り込み手段の取り込みサイクル毎に、交互に上記素
子のバイアス電圧を変化させて、上記素子の利得を変化
させるバイアス電圧制御手段と、 上記取り込み手段からの２つの連続する取り込みサイク
ルの対応するデータを互いに減算する減算手段とを具
え、 該減算手段から、上記素子の非直線性応答を補正した信
号を得ることを特徴とする非直線性補正回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/397,829 US5043608A (en) | 1989-08-24 | 1989-08-24 | Avalanche photodiode non-linearity cancellation |
| US397829 | 1995-03-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03102227A JPH03102227A (ja) | 1991-04-26 |
| JPH0627671B2 true JPH0627671B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=23572821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2220939A Expired - Lifetime JPH0627671B2 (ja) | 1989-08-24 | 1990-08-22 | 非直線性補正回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5043608A (ja) |
| JP (1) | JPH0627671B2 (ja) |
| DE (1) | DE4025770C2 (ja) |
| FR (1) | FR2651390B1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5136154A (en) * | 1991-05-10 | 1992-08-04 | Advanced Fuel Research, Inc. | Method and system for photoconductive detector signal correction |
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| US5485264A (en) * | 1993-12-14 | 1996-01-16 | Antel Optronics, Inc. | High dynamic range OTDR data acquisition circuit |
| US5929982A (en) * | 1997-02-04 | 1999-07-27 | Tektronix, Inc. | Active APD gain control for an optical receiver |
| JP3276306B2 (ja) * | 1997-06-06 | 2002-04-22 | アンリツ株式会社 | 光測定器 |
| DE10135278A1 (de) * | 2001-03-29 | 2002-10-24 | Rolf Ziegler | Sensor zur Erfassung der Bestrahlungsstärke und der Strahldichten mit digitaler Signalverarbeitung und digitaler Schnittstelle |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3535547A (en) * | 1967-12-19 | 1970-10-20 | Nasa | Operational integrator |
| US3993959A (en) * | 1974-12-13 | 1976-11-23 | Northern Electric Company Limited | Second-order canonical active filter |
| US4068254A (en) * | 1976-12-13 | 1978-01-10 | Precision Monolithics, Inc. | Integrated FET circuit with input current cancellation |
| US4236069A (en) * | 1978-10-16 | 1980-11-25 | Varo, Inc. | Avalanche photodiode gain control system |
| FR2490404A1 (fr) * | 1980-09-16 | 1982-03-19 | Pophillat Lucien | Procede et dispositif de stabilisation du gain d'une photodiode a avalanche |
| CH645719A5 (de) * | 1980-10-28 | 1984-10-15 | Hans Guegler | Verfahren und einrichtung zur erfassung, aufzeichnung und auswertung von physikalischen messdaten. |
| DE3138879A1 (de) * | 1981-09-30 | 1983-04-14 | Boehringer Mannheim Gmbh, 6800 Mannheim | Verfahren zur erfassung photometrischer signale und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens |
| US4546275A (en) * | 1983-06-02 | 1985-10-08 | Georgia Tech Research Institute | Quarter-square analog four-quadrant multiplier using MOS integrated circuit technology |
| JPS6081685A (ja) * | 1983-10-11 | 1985-05-09 | Toshiba Corp | オ−ト・ゼロ積分器 |
| DE3627610A1 (de) * | 1986-08-14 | 1988-02-25 | Max Planck Gesellschaft | Synchronisierter messverstaerker |
| US4849826A (en) * | 1986-11-14 | 1989-07-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Digital non-linear pre-emphasis/de-emphasis apparatus for eliminating noise components from video signals in a video signal processing system |
| US4769534A (en) * | 1986-11-17 | 1988-09-06 | Tektronix, Inc. | Optical detector with storage effects reduction |
| US4814714A (en) * | 1987-08-07 | 1989-03-21 | Hazeltine Corporation | Long time constant integrating circuit |
| JPH0770975B2 (ja) * | 1988-01-26 | 1995-07-31 | シャープ株式会社 | 波形変換回路 |
| JP2777136B2 (ja) * | 1988-03-08 | 1998-07-16 | 株式会社東芝 | 半導体集積回路の誤動作防止回路 |
| DE3904089A1 (de) * | 1989-02-11 | 1990-08-16 | Krieg Gunther | Verfahren und vorrichtung zum messen der strahlungsabsorption durch ein medium |
| US4989971A (en) * | 1989-07-14 | 1991-02-05 | Tektronix, Inc. | Automatic mask trigger for an optical time domain reflectometer |
-
1989
- 1989-08-24 US US07/397,829 patent/US5043608A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-08-14 DE DE4025770A patent/DE4025770C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-22 FR FR9010550A patent/FR2651390B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1990-08-22 JP JP2220939A patent/JPH0627671B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03102227A (ja) | 1991-04-26 |
| DE4025770A1 (de) | 1991-02-28 |
| FR2651390A1 (fr) | 1991-03-01 |
| FR2651390B1 (fr) | 1996-06-28 |
| DE4025770C2 (de) | 1995-05-24 |
| US5043608A (en) | 1991-08-27 |
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