JPH0683267B2 - 光受信器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は光信号を電気信号に変換する光受信器に関す
る。

（従来の技術） 光信号を電気信号に変換する受信器としては特開昭57-1
92155号公報により開示された技術が知られている。こ
れを第５図及び第６図により説明するが、この光受信器
は受光素子50,増幅器51,基準電圧発生回路52,抵抗分圧
回路53,ピーク値検出回路54及び比較器55で構成する。

即ち、受光素子50の出力を増幅する増幅器51を接続し、
この増幅器の無信号時の直流電圧に相等する電圧を発生
する基準電圧発生器52と、更にこの増幅器のピーク値を
検出する回路54とを配置する。このピーク値検出回路54
へ前記増幅器51の出力を導入する以前もしくは以後にそ
の振幅を半値にするかによって第５図及び第６図の回路
接続となる。第５図に示した回路接続は前記増幅器51の
出力をピーク値検出回路54へ導入する以前にその振増を
半値にする回路接続を示しており、その達成には抵抗分
圧回路53を利用する。この抵抗分圧回路53は増幅器51な
らびに基準電圧発生回路52間に等しい値を持った抵抗5
6,57を直列に接続して構成し、その分圧58をピーク値検
出回路54に接続し、このピーク値検出回路54ならびに増
幅器51の出力を比較器55に接続して光受信器とする。

又このピーク値検出回路54には定電流源58を接続して抵
抗分圧回路53とで比較器55にガード電圧を印加する。

第６図に示した光受信器では受光素子51の出力信号をピ
ーク値発生回路54に導入後これと基準電圧発生回路52間
に抵抗分圧回路53を設け、その分圧点を増幅器51出力と
共に比較器55へ接続して光受信器を構成する。勿論第５
図と同様に抵抗分圧回路により出力信号の１振増を半値
とするのは同様である。

この第５ならびに第６図に示した増幅器51の回路接続を
第７により説明する。この増幅器51は受光素子50の出力
信号をベースに印加する第１トランジスタ59と、このト
ランジスタ59のエミッタにベースを接続する第２トラン
ジスタ60を設けこの第１トランジスタ59のエミッタに定
電流源61を接続する。更に第１トランジスタ59のベース
と第２トランジスタ60のコレクタ間に第１抵抗62を、第
２トランジスタ60のコレクタと第１トランジスタ59のコ
レクタ間に第２抵抗63を接続して増幅器51を構成する。

この増幅器では出力信号の振幅が予じめ設定された所定
のレベルよりも小さい場合には予じめ設定されたガード
電圧が比較器55の識別レベルとなって光受器の誤動作を
防止し、また逆に出力信号の振幅が所定レベルにより大
きい際にはこの出力信号により識別レベルが自動的に出
力信号振幅の半値に設定されてパルス再生が行われる。

（発明が解決しようとする問題点） 受光素子に入力される光信号は電気信号に変換されてか
ら増幅器で増幅する。ところで入力光信号強度が大きく
なるにつれて増幅した電気信号の出力レベルも大きくな
るために、ある入力光信号強度以上の光が入力されると
増幅器が飽和し、増幅器を構成しているトランジスタ等
の蓄積時間が増え結果的には入力光信号のパルス幅に比
べて増幅器出力のパルス幅が異常に増大する。

本発明は上記難点を除去する新規な光受信器を提供する
もので、特に入力光信号強度が大きくなってもアッテネ
ータ等なしで伝送可能なダイナミックレンジを拡大する
ことを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る光受信器では受光素子出力を増幅する並列
帰還増幅器として、受光素子の出力をベースに接続する
第１トランジスタを設けこのエミッタに定電流源ならび
に第２トランジスタのベースを接続し、この第２トラン
ジスタのコレクタと第１トランジスタのベースの間に第
１抵抗と第１ダイオードを並列接続し、第１トランジス
タのコレクタならびに第２トランジスタのコレクタ間に
は第２抵抗を接続し、更に第２トランジスタのコレクタ
には第２ダイオードならびに基準電圧発生回路を直列に
接続する手法を採用した。

この基準電圧発生回路は増幅器に信号が入力されない場
合には第２トランジスタのコレクタ電圧になるように調
整されてあり、第２ダイオードとの付設により増幅器の
飽和を防止する。

（作 用） このように本発明に係る光受信器は光信号を電気信号に
変換する受光素子出力を増幅する増幅器に特徴があり、
第１第２トランジスタ，第１第２抵抗、第１第２ダイオ
ード、定電流源及び基準電圧発生回路によって並列帰還
増幅器を構成する。

この増幅器に光入力信号による信号が入力されない場合
には、第１ダイオードは動作せず、又第２ダイオードは
その入出力点即ち第２トランジスタのコレクタ及び並列
接続する第１抵抗と第１ダイオードの接続点Ａが基準電
圧発生回路との接続点Ｂと同一電圧を示すように設定さ
れているので同じく動作しない。光入力信号強度が弱い
場合には第1,第２ダイオードは同様な動作を示すのに対
して、逆に光入力信号強度が強くなると第１ダイオード
により並列帰還増幅器の帰還インピーダンスが低下す
る。この時、深いN.F（Negative Feedback）と高いルー
プゲインにより周波数波数特性がピークを示すので、回
路が不安定となって発振を起す危険性がある。これを防
止するのが第２ダイオードならびに基準電圧発生回路で
ある。

即ち、光入力信号強度が強くなるとＡ点での電位は低下
して第２ダイオードが動作するため、第２トランジスタ
の負荷インピーダンスが抑えられて結果としてはループ
ゲインが小さくなり回路の安定化が図られる。

（実施例） 第１図乃至第４図に示す回路により本発明を詳述する。

第１図は本発明に係る光受信器に適用する増幅器の基本
的な回路接続を示す。光入力が印加される受光素子１に
は第１トランジスタ２のベースを接続し、そのエミッタ
には定電流源３と第２トランジスタ４のベースを接続す
る。この第２トランジスタ４のコレクタならびに第１ト
ランジスタ２のベース間には第１ダイオード５と第１抵
抗６を並列接続し、又この第２トランジスタ４のコレク
タには第２抵抗７を付設する。

一方、第２トランジスタ４のコレクタに第２のダイオー
ド８を接続しこれに第２の基準電圧発生回路９を接続し
てこれの出力を後述する比較器の十電極に接続する。こ
の基準電圧発生回路９の一端は第１トランジスタのコレ
クタ及び第２抵抗７と接続する外，定電流源3,第２トラ
ンジスタのエミッタと共に接地して増幅器を構成する。
尚、第２ダイオードの入出力端A.Bには同一電圧になる
ように設定されており、基準電圧発生回路９の出力は光
入力信号が印加されない場合に第２トランジスタ４のコ
レクタ電圧になるよう設定されている。

この増幅器は従来技術として第５図ならびに第６図に示
した光受信器に適用するものであり、この光受信器の一
部を構成する基準電圧発生回路52と区別するために前記
増幅器の部品である基準電圧発生回路９に第２の称号を
つけた。

第２図乃至第４図は他の実施例を示すもので、第２はエ
ミッタフォロワを付加して駆動能力を増したものであ
り、第３図ならびに第４図には第２基準電圧発生回路を
並列帰還増幅器と同様な構成とした例を示した。

第２図のエミッタフォロワを説明すると、第２トランジ
スタのコレクタに第３トランジスタ10のベースを接続
し、そのエミッタを第２トランジスタ４のコレクタと第
３の抵抗11に接続し、第３トランジスタ10のコレクタは
第２基準電圧発生回路９の出力と接続して比較器に接続
する。又第３トランジスタ10のエミッタ，第２トランジ
スタ４のエミッタ，定電流源３ならびに第２基準電圧発
生回路９の一端を接地する。

第３図及び第４図は第２基準電圧発生回路９として並列
帰還増幅器とほぼ同様な回路接続方式を採用したもので
ある。

〔発明の効果〕

この発明に係る光受信器は光信号から電気信号への変換
利得を安定にかつ自動的に変換させることによって、光
入力信号強度範囲が従来は17db程度しか動作しなかった
のを、約34dBまで動作可能とし、かつパルス幅の変動を
小さく抑えることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の実施例を示す回路接続図第
５図乃至第７図は従来の回路図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/06

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】受光素子の出力を増幅する増幅器と、この
   増幅器出力のピーク値を検出するピーク値検出回路と、
   この増幅器の無信号時における直流電圧に相当する電圧
   を発生する第１の基準電圧発生回路と、前記増幅器の出
   力信号を前記ピーク値検出回路に導入前もしくは導入後
   に前記第１の基準電圧発生回路に接続する抵抗分圧回路
   により前記出力信号の振幅を半値とした信号を接続する
   比較器を具備し、前記増幅器は前記受光素子出力をベー
   スに接続する第１トランジスタと、この第１トランジス
   タのエミッタにベースを接続する第２トランジスタと、
   前記第１トランジスタのエミッタに接続する定電流源
   と、前記第１トランジスタのベース及び第２トランジス
   タのコレクタ間に並列接続する第１抵抗及び第１ダイオ
   ードと、前記第２トランジスタのコレクタと前記第１ト
   ランジスタのコレクタ間を接続する第２抵抗と、前記第
   ２トランジスタのコレクタに接続する第２ダイオード
   と、この第２ダイオード及び前記第１トランジスタのコ
   レクタ間を接続する第２基準電圧発生回路で構成するこ
   とを特徴とする光受信器。