JPH0712157B2 - 光受信回路 - Google Patents
光受信回路Info
- Publication number
- JPH0712157B2 JPH0712157B2 JP61027695A JP2769586A JPH0712157B2 JP H0712157 B2 JPH0712157 B2 JP H0712157B2 JP 61027695 A JP61027695 A JP 61027695A JP 2769586 A JP2769586 A JP 2769586A JP H0712157 B2 JPH0712157 B2 JP H0712157B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- circuit
- output
- bias voltage
- pilot signal
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- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光通信方式に利用される光受信回路に関す
る。特に、自動利得制御機能を有する光受信回路に関す
る。
る。特に、自動利得制御機能を有する光受信回路に関す
る。
本発明は、光信号から電気信号に変換されたパイロット
信号の振幅の変動を検知してその自動利得制御を行う手
段を含む光受信回路において、 受光素子に逆バイアス電圧を印加する線路に、受光素子
の逆バイアス電圧と増倍率との非線形特性を補償するよ
うな飽和特性を有する非線形回路を挿入することによ
り、 自動利得制御系の直流のオープンループ利得が、受光レ
ベルの変化に対してほぼ一定になるようにしたものであ
る。
信号の振幅の変動を検知してその自動利得制御を行う手
段を含む光受信回路において、 受光素子に逆バイアス電圧を印加する線路に、受光素子
の逆バイアス電圧と増倍率との非線形特性を補償するよ
うな飽和特性を有する非線形回路を挿入することによ
り、 自動利得制御系の直流のオープンループ利得が、受光レ
ベルの変化に対してほぼ一定になるようにしたものであ
る。
一般に、光通信方式の受信回路では、光・電気変換器の
受光レベルが変動しても出力レベルが一定となるように
自動利得制御（AGC）が行われる。
受光レベルが変動しても出力レベルが一定となるように
自動利得制御（AGC）が行われる。
第２図は、パイロット信号の振幅の変動を検知して自動
利得制御を行うパイロット自動利得制御機能を備えた従
来の光受信回路を示すブロック構成図である。
利得制御を行うパイロット自動利得制御機能を備えた従
来の光受信回路を示すブロック構成図である。
第２図において、参照番号１は入力した光信号を電気信
号に変換する光・電気変換器のアンバランシェ・フォト
ダイオード（以下、「APD」と略す。）、参照番号２は
前置増幅器、参照番号３は主増幅器、参照番号４は出力
端子である。参照番号５は主増幅器３の出力よりパイロ
ット信号を抽出する帯域通過濾波器であり、抽出された
パイロット信号はパイロット信号増幅器６で増幅され、
ピーク値検出回路７でピーク値が検出される。検出され
たピーク値は誤差増幅器８で、基準電圧発振回路９の出
力と比較増幅され、低域通過濾波器10で高周波成分が除
かれる。参照番号11は低域通過濾波器10の出力レベルに
よって出力電圧が制御される直流・直流変換器であり、
APD1に逆バイアス電圧を供給する。
号に変換する光・電気変換器のアンバランシェ・フォト
ダイオード（以下、「APD」と略す。）、参照番号２は
前置増幅器、参照番号３は主増幅器、参照番号４は出力
端子である。参照番号５は主増幅器３の出力よりパイロ
ット信号を抽出する帯域通過濾波器であり、抽出された
パイロット信号はパイロット信号増幅器６で増幅され、
ピーク値検出回路７でピーク値が検出される。検出され
たピーク値は誤差増幅器８で、基準電圧発振回路９の出
力と比較増幅され、低域通過濾波器10で高周波成分が除
かれる。参照番号11は低域通過濾波器10の出力レベルに
よって出力電圧が制御される直流・直流変換器であり、
APD1に逆バイアス電圧を供給する。
いま、APD1でパイロット信号の受光レベルの尖頭対尖頭
値がPp-pにあり、APD1が直流・直流変換器11で増倍率Ｍ
となるように逆バイアス電圧Vaがかかるように制御され
ているとき、APD1で光信号から電気信号に変換されたパ
イロット信号の電気信号レベルの尖頭対尖頭値ip-pは、 で示される。ここで、ｈはプランク定数、νは光の周波
数、ｅは素電荷、ηはAPD1の量子効率である。
値がPp-pにあり、APD1が直流・直流変換器11で増倍率Ｍ
となるように逆バイアス電圧Vaがかかるように制御され
ているとき、APD1で光信号から電気信号に変換されたパ
イロット信号の電気信号レベルの尖頭対尖頭値ip-pは、 で示される。ここで、ｈはプランク定数、νは光の周波
数、ｅは素電荷、ηはAPD1の量子効率である。
一方、直流・直流変換器11の出力すなわちAPD1に印加さ
れる逆バイアス電圧VaとAPD1の増倍率Ｍとには、 の関係がある。ここで、VbはAPD1のブレークダウン電
圧、ｎはAPD1の材料から決まる定数である。式（２）に
より逆バイアス電圧Vaを制御することによってAPD1の増
倍率Ｍを制御することができる。
れる逆バイアス電圧VaとAPD1の増倍率Ｍとには、 の関係がある。ここで、VbはAPD1のブレークダウン電
圧、ｎはAPD1の材料から決まる定数である。式（２）に
より逆バイアス電圧Vaを制御することによってAPD1の増
倍率Ｍを制御することができる。
第３図は、式（２）により示される逆バイアス電圧Vaと
増倍率Ｍとの関係を示す特性図である。
増倍率Ｍとの関係を示す特性図である。
受光レベルの尖頭対尖頭値Pp-pが変化すると、式（１）
より電気信号レベルの尖頭対尖頭値ip-pも変化し、この
レベルの変化が前置増幅器２、主増幅器３、帯域通過濾
波器５、パイロット信号増幅器６、ピーク値検出回路
７、誤差増幅器８、低域通過濾波器10、直流・直流変換
器11に伝達される。直流・直流変換器11では、電気信号
レベルの尖頭対尖頭値ip-pの変化を打ち消すようにAPD1
の逆バイアス電圧Vaを変化させ、その増倍率Ｍを制御す
ることによる自動利得制御が行われる。
より電気信号レベルの尖頭対尖頭値ip-pも変化し、この
レベルの変化が前置増幅器２、主増幅器３、帯域通過濾
波器５、パイロット信号増幅器６、ピーク値検出回路
７、誤差増幅器８、低域通過濾波器10、直流・直流変換
器11に伝達される。直流・直流変換器11では、電気信号
レベルの尖頭対尖頭値ip-pの変化を打ち消すようにAPD1
の逆バイアス電圧Vaを変化させ、その増倍率Ｍを制御す
ることによる自動利得制御が行われる。
このような従来のパイロット自動利得制御機能を有する
光受信回路において、直流のオープンループ利得|T（ω
→０）｜（ωは角周波数）に寄与する要因の中で、APD1
を除いた他の要因はほぼ線形である。
光受信回路において、直流のオープンループ利得|T（ω
→０）｜（ωは角周波数）に寄与する要因の中で、APD1
を除いた他の要因はほぼ線形である。
ところが、APD1に印加される逆バイアス電圧Vaと増倍率
Ｍとの関係が式（２）に示したような非線形であるた
め、APD1のオープンループ利得|T（ω→０）｜への寄与
ｄip-p/dVaは受光レベルによって変動する。式（１）お
よび式（２）よりｄip-p/dVaは、 となる。
Ｍとの関係が式（２）に示したような非線形であるた
め、APD1のオープンループ利得|T（ω→０）｜への寄与
ｄip-p/dVaは受光レベルによって変動する。式（１）お
よび式（２）よりｄip-p/dVaは、 となる。
自動利得制御が正常に動作している状態では、パイロッ
ト信号の電気信号レベルの尖頭対尖頭値ip-pは一定であ
るので式（３）は、 のように表せる。ただしＣは定数である。特に、Ｍ≫１
であれば、 となる。ただしＣは定数である。
ト信号の電気信号レベルの尖頭対尖頭値ip-pは一定であ
るので式（３）は、 のように表せる。ただしＣは定数である。特に、Ｍ≫１
であれば、 となる。ただしＣは定数である。
したがって、従来の光受信回路の直流のオープンループ
利得|T（ω→０）｜はM/Vaに比例する。
利得|T（ω→０）｜はM/Vaに比例する。
第３図に示すように、受光レベルが大きいとAPD1に印加
される逆バイアス電圧Vaが小さくなる。したがって、こ
のときの電流のオープンループ利得|T（ω→０）｜が小
さく、自動利得制御の圧縮率が悪くなっていた。そこ
で、受光レベルが大きい領域において圧縮率を上げるた
めに、直流のオープンループ利得|T（ω→０）｜を大き
くすると、今度は受光レベルが小さい領域において、AP
D1の特性上、逆バイアス電圧Vaが大きくなってブレーク
ダウン電圧Vbに近づくとM/Vaが急激に大きくなる。
される逆バイアス電圧Vaが小さくなる。したがって、こ
のときの電流のオープンループ利得|T（ω→０）｜が小
さく、自動利得制御の圧縮率が悪くなっていた。そこ
で、受光レベルが大きい領域において圧縮率を上げるた
めに、直流のオープンループ利得|T（ω→０）｜を大き
くすると、今度は受光レベルが小さい領域において、AP
D1の特性上、逆バイアス電圧Vaが大きくなってブレーク
ダウン電圧Vbに近づくとM/Vaが急激に大きくなる。
すなわち前述したように、直流のオープンループ利得|T
（ω→０）｜がM/Vaに比例することから、低受光レベル
の領域で直流のオープンループ利得|T（ω→０）｜が急
激に大きくなる。それにもかかわらず、オープンループ
の遮断周波数は低域通過濾波器10の遮断周波数fcで決ま
るため、受光レベルの大小によらず一定であり、結果と
して低受光レベル領域において自動利得制御回路が不安
定状態になり発振しやすくなる問題点があった。
（ω→０）｜がM/Vaに比例することから、低受光レベル
の領域で直流のオープンループ利得|T（ω→０）｜が急
激に大きくなる。それにもかかわらず、オープンループ
の遮断周波数は低域通過濾波器10の遮断周波数fcで決ま
るため、受光レベルの大小によらず一定であり、結果と
して低受光レベル領域において自動利得制御回路が不安
定状態になり発振しやすくなる問題点があった。
本発明は、このような従来の問題点を解決するもので、
受光レベルが変化しても同じ圧縮率で自動利得制御がで
き、低受光レベル領域においても自動利得制御回路の動
作が安定な光受信回路を提供することを目的とする。
受光レベルが変化しても同じ圧縮率で自動利得制御がで
き、低受光レベル領域においても自動利得制御回路の動
作が安定な光受信回路を提供することを目的とする。
本発明は、入力された光信号を電気信号に変換する光・
電気変換器と、この光・電気変換器の出力電気信号の中
からパイロット信号を抽出して、このパイロット信号の
振幅が一定となるように上記光・電気変換器の増倍率を
制御する自動利得制御回路とを含む光受信回路におい
て、上記パイロット信号の振幅と自動利得制御の基準電
圧とを比較する比較回路の出力を通過させる低域通過濾
波器と上記光・電気変換器の逆バイアス電圧を発生する
バイアス電圧発生回路との間に入出力特性が逆バイアス
電圧／増倍率に比例し飽和特性を有する非線形回路を挿
入する構成であることを特徴とする。
電気変換器と、この光・電気変換器の出力電気信号の中
からパイロット信号を抽出して、このパイロット信号の
振幅が一定となるように上記光・電気変換器の増倍率を
制御する自動利得制御回路とを含む光受信回路におい
て、上記パイロット信号の振幅と自動利得制御の基準電
圧とを比較する比較回路の出力を通過させる低域通過濾
波器と上記光・電気変換器の逆バイアス電圧を発生する
バイアス電圧発生回路との間に入出力特性が逆バイアス
電圧／増倍率に比例し飽和特性を有する非線形回路を挿
入する構成であることを特徴とする。
直流のオープンループ利得が受光レベルの変動に伴って
M/Vaに比例して非線形に変化するのを、入出力特性がVa
/Mに比例する非線形回路を受光素子に逆バイアス電圧を
印加する線路に挿入することにより、その非線形性を打
ち消し、自動利得制御系の直流のオープンループ利得
が、受光レベルの変化に対してほぼ一定になるようにす
ることができる。
M/Vaに比例して非線形に変化するのを、入出力特性がVa
/Mに比例する非線形回路を受光素子に逆バイアス電圧を
印加する線路に挿入することにより、その非線形性を打
ち消し、自動利得制御系の直流のオープンループ利得
が、受光レベルの変化に対してほぼ一定になるようにす
ることができる。
以下、本発明の実施例方式を図面に基づいて説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示すブロック構成図であ
る。第１図において、参照番号１は光信号を電気信号に
変換する光・電気変換器のAPD、参照番号２は前置増幅
器、参照番号３は主増幅器、参照番号４は出力端子であ
る。主増幅器３の出力には、パイロット信号を抽出する
帯域通過濾波器５、抽出されたパイロット信号を増幅す
る増幅器６、増幅されたパイロット信号の尖頭値を検出
するピーク検出回路７、誤差増幅器８の一方の入力が縦
続に接続される。誤差増幅器８の他の入力には、基準電
圧発生器９が接続される。誤差増幅器８の出力には、低
域通過濾波器10、非線形回路12、直流・直流変換器11が
縦続に接続され、直流・直流変換器11の出力がAPD1に接
続される。非線形回路12は、M/Vaに比例する直流のオー
プンループ利得|T（ω→０）｜を一定にするように入出
力特性がVa/Mに比例する飽和特性を有する回路である。
る。第１図において、参照番号１は光信号を電気信号に
変換する光・電気変換器のAPD、参照番号２は前置増幅
器、参照番号３は主増幅器、参照番号４は出力端子であ
る。主増幅器３の出力には、パイロット信号を抽出する
帯域通過濾波器５、抽出されたパイロット信号を増幅す
る増幅器６、増幅されたパイロット信号の尖頭値を検出
するピーク検出回路７、誤差増幅器８の一方の入力が縦
続に接続される。誤差増幅器８の他の入力には、基準電
圧発生器９が接続される。誤差増幅器８の出力には、低
域通過濾波器10、非線形回路12、直流・直流変換器11が
縦続に接続され、直流・直流変換器11の出力がAPD1に接
続される。非線形回路12は、M/Vaに比例する直流のオー
プンループ利得|T（ω→０）｜を一定にするように入出
力特性がVa/Mに比例する飽和特性を有する回路である。
第４図は、非線形回路の入出力特性を示す特性図であ
る。横軸が入力電圧Vin、縦軸が出力電圧Voutである。
る。横軸が入力電圧Vin、縦軸が出力電圧Voutである。
ピーク検出回路７で検出されたパイロット信号の尖頭値
は、誤差増幅器８で基準電圧発生器９の出力と比較増幅
され、低域通過濾波器10で高周波成分を除いた後に非線
形回路12に与えられ、その出力は直流・直流変換器11に
加えられてAPD1に印加される逆バイアス電圧Vaを制御す
る。すなわちAPD1の増倍率Ｍを制御して光信号を変換し
た電気信号レベルip-pが一定となるように自動利得制御
を行う。
は、誤差増幅器８で基準電圧発生器９の出力と比較増幅
され、低域通過濾波器10で高周波成分を除いた後に非線
形回路12に与えられ、その出力は直流・直流変換器11に
加えられてAPD1に印加される逆バイアス電圧Vaを制御す
る。すなわちAPD1の増倍率Ｍを制御して光信号を変換し
た電気信号レベルip-pが一定となるように自動利得制御
を行う。
このように、本発明の光受信回路は、直流のオープンル
ープ利得|T（ω→０）｜が、受光レベルが変わるとｄi
p-p/dVaすなわちM/Vaに比例して変化するのを入出力特
性がVa/Mに比例する非線形回路12を挿入することによっ
てその非線形特性を打ち消し、直流のオープンループ利
得|T（ω→０）｜が受光レベルが変わっても一定となる
ように動作する。
ープ利得|T（ω→０）｜が、受光レベルが変わるとｄi
p-p/dVaすなわちM/Vaに比例して変化するのを入出力特
性がVa/Mに比例する非線形回路12を挿入することによっ
てその非線形特性を打ち消し、直流のオープンループ利
得|T（ω→０）｜が受光レベルが変わっても一定となる
ように動作する。
本発明は、以上説明したように、入出力特性がVa/Mに比
例した非線形回路を挿入することにより、受光レベルが
変化しても直流のオープンループ利得|T（ω→０）｜が
一定となる構成であるので、同じ圧縮率で自動利得制御
ができる。したがって、低受光レベル領域においても自
動利得制御回路を安定に動作させることができる優れた
効果がある。
例した非線形回路を挿入することにより、受光レベルが
変化しても直流のオープンループ利得|T（ω→０）｜が
一定となる構成であるので、同じ圧縮率で自動利得制御
ができる。したがって、低受光レベル領域においても自
動利得制御回路を安定に動作させることができる優れた
効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図。 第２図は従来の光受信回路の一例を示すブロック構成
図。 第３図はAPDに印加する逆バイアス電圧Vaと増倍率Ｍと
の関係を示す特性図。 第４図は非線形回路の入出力特性を示す特性図。 １……アバランシェ・フォトダイオード（APD）、２…
…前置増幅器、３……主増幅器、４……出力端子、５…
…帯域通過濾波器、６……パイロット信号増幅器、７…
…ピーク値検出回路、８……誤差増幅器、９……基準電
圧発生回路、10……低域通過濾波器、11……直流・直流
変換器、12……非線形回路。
図。 第３図はAPDに印加する逆バイアス電圧Vaと増倍率Ｍと
の関係を示す特性図。 第４図は非線形回路の入出力特性を示す特性図。 １……アバランシェ・フォトダイオード（APD）、２…
…前置増幅器、３……主増幅器、４……出力端子、５…
…帯域通過濾波器、６……パイロット信号増幅器、７…
…ピーク値検出回路、８……誤差増幅器、９……基準電
圧発生回路、10……低域通過濾波器、11……直流・直流
変換器、12……非線形回路。
Claims (1)
- 【請求項１】入力された光信号を電気信号に変換する光
・電気変換器と、 この光・電気変換器の出力電気信号の中からパイロット
信号を抽出して、このパイロット信号の振幅が一定とな
るように上記光・電気変換器の増倍率を制御する自動利
得制御回路と を含む光受信回路において、 上記パイロット信号の振幅と自動利得制御の基準電圧と
を比較する比較回路の出力を通過させる低域通過濾波器
と上記光・電気変換器の逆バイアス電圧を発生するバイ
アス電圧発生回路との間に入出力特性が逆バイアス電圧
／増倍率に比例し飽和特性を有する非線形回路を挿入す
る構成である ことを特徴とする光受信回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61027695A JPH0712157B2 (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 光受信回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61027695A JPH0712157B2 (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 光受信回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62185419A JPS62185419A (ja) | 1987-08-13 |
| JPH0712157B2 true JPH0712157B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=12228107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61027695A Expired - Lifetime JPH0712157B2 (ja) | 1986-02-10 | 1986-02-10 | 光受信回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0712157B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05259777A (ja) * | 1992-01-06 | 1993-10-08 | Nec Corp | 光受信回路 |
| JPH09238037A (ja) * | 1996-03-01 | 1997-09-09 | Nec Corp | 出力電力制御回路 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61181211A (ja) * | 1985-02-06 | 1986-08-13 | Mitsubishi Electric Corp | 自動利得制御回路 |
-
1986
- 1986-02-10 JP JP61027695A patent/JPH0712157B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62185419A (ja) | 1987-08-13 |
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