JPH07193546A - 光受信回路 - Google Patents

光受信回路

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JPH07193546A
JPH07193546A JP5332652A JP33265293A JPH07193546A JP H07193546 A JPH07193546 A JP H07193546A JP 5332652 A JP5332652 A JP 5332652A JP 33265293 A JP33265293 A JP 33265293A JP H07193546 A JPH07193546 A JP H07193546A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 受信レベルが小さいときにもビットエラーを
発生しないようにして受信感度を向上させる光受信回路
を提供することにある。 【構成】 受光素子10から供給される電気信号を増幅
回路11で特定の増幅率に増幅する。波形整形回路12
では増幅回路の増幅出力に応答して高周波出力波形成分
がバイパスされて波形整形される。比較回路13では波
形整形回路で波形整形された出力をその第1および第2
入力端子より入力する。調整回路16,17では比較回
路の第1および第2入力端子から波形整形回路で波形整
形された信号の出力レベルを調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光受信回路に係り、例え
ば光通信システムの低速データリンクに用いる光受信回
路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に光通信システム内に設置される光
受信回路には、受光素子としてホトダイオードが用いら
れ、そのホトダイオードで電気信号に変換された信号を
信号処理して良好な光受信信号を得たものがある。
【0003】図3はこのような従来のホトダイオードを
用いた光受信回路の回路を示すものである。この図にお
いて、ホトダイオ−ド100のアノード電極には増幅器
101の入力端子が接続されている。この増幅器101
ではホトダイオード100から供給された電気信号が一
定の増幅率で増幅されて出力される。
【0004】その増幅器101の出力端子側は、比較器
102の反転入力端子に接続されるとともに抵抗105
を介して比較器102の正転入力端子に接続されてい
る。この比較器102では正転入力端子の電位を閾値と
して反転入力端子に入力される信号を識別し、2つの値
の電気信号が得られる。
【0005】また比較器102の正転入力端子と比較器
102の出力端子との間には、抵抗106が接続される
とともに、比較器102の正転入力端子とアースグラウ
ンドとの間にはコンデンサ107が接続されている。以
上の構成により光受信回路が構成されている。
【0006】図4は図3に示す比較器の入出力信号波形
を示すものである。図4の説明においては図3を参考に
する。
【0007】図4において、比較器102の反転入力端
子には、増幅器101の出力が直接入力する。増幅器1
01では、信号/ノイズ(S/N)特性を考慮し、必要
最小限の帯域があるため、出力波形の立ち上がりa、立
下がりbに一定の傾斜をもたせている。
【0008】この比較器102では、電源電圧の変動に
対して非常に安定である自動閾値設定回路を採用してい
る。この自動閾値設定回路の特徴としては、比較器10
2の反転入力端子の信号と出力端子の比較器出力との差
電圧を、ある最適な比率で分圧した電圧を閾値電圧とし
ている点である。従って、この比較器102では、入力
信号と出力信号にのみ依存するようにすることができ
る。
【0009】その比較器102の反転入力端子に入力さ
れる信号と比較器102の出力端子に出力する信号は、
ハイレベルとローレベルの電圧値が交互に発生して比較
器102がそのレベルに応じて動作する。
【0010】また比較器102では、正転入力端子の閾
値電圧と反転入力端子の信号電圧とがクロスして比較器
102を動作させ、比較器102の正転入力端子とグラ
ウンドとの間にコンデンサ107を設けたから、比較器
102の正転入力端子に入力する閾値電圧波形の立ち上
がりa、立ち下がりbにおいて十分な時定数が得られる
ようになる。
【0011】なお、図4の入出力特性図において、Bの
太線で示すVINは比較器102の入力波形を示すもので
あり、細線Aで示すVthは比較器102の閾値波形を示
すもので、Cが矩形状の比較器の出力波形を示すもの
で、このCの波形のx,yの時間にジッタが生じている
ことを示す。
【0012】以上説明した光受信回路またはその主要な
回路構成部品の例としては、特開昭62ー257244
号公報、特開昭63ー248256号公報および特開昭
62ー285537号公報に記載の光受信回路と、特開
昭57ー43300号公報、特開昭57ー132421
号公報などに記載のその光受信回路などに用いる比較器
がある。
【0013】特開昭62ー257244号公報に記載の
光受信回路は、伝送符号として二値複流符号を用いたも
ので、スタートビットの検出時に受信信号の平均値に対
してスタートビットの極性と同極性に予め定めた値だけ
オフセットされた第1のしきい値を用い、スタートビッ
トの検出後にはその第1のしきい値から受信信号の平均
値に相当する第2のしきい値に変更することにより、ス
タートビットの検出の誤りをなくする。
【0014】特開昭63ー248256号公報に記載の
光受信回路では、バースト信号などの間欠的なデータを
受信するもので、信号入力がなくなった状態を検出して
比較器のしきい値電圧を初期値に設定して、無信号時に
雑音により誤りパルスを出力しないようにする。
【0015】特開昭62ー285537号公報に記載の
光受信回路では、自動しきい値設定回路を用いてピーク
電圧を検出しているので、一旦ホールドするまでの時間
が比較的短くなり、一たびホールドすると復帰するまで
時間が長くかかるようになるから、ホールド時間を長く
保つことができる。
【0016】一方、特開昭57ー43300号公報に記
載の光受信回路などに用いられる比較器では、レーダ装
置において受信した信号を所定のしきい値電圧と比較し
て、そのしきい値電圧以上の受信信号に対してのみ信号
処理をするものである。
【0017】また、特開昭57ー43300号公報に記
載の光受信回路などに用いられる比較器では、伝送系に
生じる小信号波形のなまり波形を波形整形することによ
り、電源電圧変動特性および温度特性を改善する。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】これらの光受信回路で
は、コンパレータの反転入力端子の入力電圧をしきい値
として寝具を識別するように回路構成したものが多く、
比較器の反転入力端子の信号波形の立ち上がり、立ち下
がり部分と、比較器の正転入力端子のしきい値波形の立
ち上がり、立ち下がり部分とが、クロスする時間が長く
なる。このときには、信号波形に重畳している立ち上が
りおよび立ち下がり部分にジッタが生じて、光受信レベ
ルの小さいときに、ビットエラーを発生するなど、受信
感度を劣化させるというおそれがあった。
【0019】特に特開昭62ー257244号公報に記
載の光受信回路では、スタートビットの検出の誤りをな
くすことができるが、立ち下がり部分のノイズを効果的
に識別することができず、光受信レベルが小さい場合に
正確に検出できずビットエラーになるおそれがある。
【0020】また特開昭57ー43300号公報に記載
の光受信回路などに用いられる比較器では、伝送系に生
じる小信号波形のなまり波形を波形整形することによ
り、電源電圧変動特性および温度特性を改善するが、立
ち下がり時にジッタが生じやすくなり、これがビットエ
ラーの原因になり受信感度を劣化させることになる。
【0021】そこで、本発明は、受信レベルが小さいと
きにもビットエラーを発生しないようにして受信感度を
向上させる光受信回路を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項1記載の発明は、受光素子の受光出力を増
幅する増幅回路と、この増幅回路の増幅出力に基づいて
出力波形を整形する波形整形回路と、この波形整形回路
で波形整形された出力に基づいて比較出力を得る比較回
路と、この比較回路の比較出力を調整する調整回路とを
具備する。
【0023】請求項2記載の発明では、記波形整形回路
は、増幅回路の出力側と並列接続される回路により構成
される。
【0024】請求項3記載の発明では、波形整形回路で
波形整形された信号の立ち上がりおよび立ち下がりが前
記比較回路のしきい値電圧レベルより急峻になるように
構成する。
【0025】
【作用】請求項1の発明では、例えば、図1に示す受光
素子から供給される電気信号を増幅回路で特定の増幅率
に増幅する。また波形整形回路では、その増幅回路の増
幅出力に応答して高周波出力波形成分がバイパスされて
波形整形される。比較回路では、その波形整形回路で波
形整形された出力をその第1及び第2入力端子より入力
する。調整回路では、その比較回路の第1および第2入
力端子から前記波形整形回路で波形整形された信号の出
力信号レベルを調整する。
【0026】請求項2記載の発明では、例えば、図1に
示す記波形整形回路は、増幅回路の出力側と並列に接続
される回路でバイパスされて出力する。そのため、高周
波出力波形成分の影響を軽減することが可能になる。
【0027】請求項3記載の発明では、例えば、図1に
示す波形整形回路で波形整形された信号の立ち上がりお
よび立ち下がりが比較回路のしきい値電圧レベルより急
峻になるようにする。これにより、ジッタによる受信感
度の劣化を防止する。
【0028】
【実施例】以下、実施例につき本発明を詳細に説明す
る。図1は、本実施例の光受信回路を表したたものであ
る。
【0029】図1において、ホトダイオ−ド10のアノ
ード電極には増幅器11の入力端子が接続されている。
この増幅器11ではホトダイオ−ド10から供給された
電気信号50が一定の増幅率で増幅されて出力51され
る。
【0030】その増幅器11の出力端子側には、高周波
入力電圧の電圧レベルを調整するピーキング回路12が
接続されている。このピーキング回路12は増幅器11
の出力に対して並列にコンデンサ12aと抵抗12bを
接続して構成されるものである。
【0031】ピーキング回路12の出力ノード12cと
接続されているのは、比較器12の反転入力端子であ
る。またピーキング回路12の出力ノード12cには第
1抵抗14、ノードfを介して比較器13の正転入力端
子が接続されている。またVINが比較器13の反転入力
端子に印加する反転入力電圧であり、Vthが比較器13
の正転入力端子に印加する正転入力電圧である。この比
較器13では正転入力端子の電位を閾値として反転入力
端子に入力される信号を識別し、2つの値の電気信号が
得られる。
【0032】また、比較器13の正転入力端子と比較器
13の出力端子との間には、第2抵抗15が接続される
とともに、比較器13の正転入力端子とアースグラウン
ド17との間にはコンデンサ16が接続されている。以
上の構成により本実施例の光受信回路が構成される。
【0033】次に、この光受信回路の動作について説明
する。図2は図1に示す比較器の入出力信号波形を示す
ものである。図2の説明においては図1を参考にする。
【0034】図2において、受信光信号がホトダイオ−
ド8に入射されると、そのホトダイオ−ド8で光電変換
される。ホトダイオ−ド8からは、電気信号が増幅器1
1に入力する。ピーキング回路8では、増幅器11で増
幅された出力電圧のうち高周波成分が抵抗12bを経て
コンデンサ12aにバイパスされる。そのため、ピーキ
ング回路12の出力電圧Vは、図2に示す急峻な立ち上
がりと立ち下がりを示す波形Bのようなオーバーシュー
トをもった整形波形になる。なお、図1に示す比較器1
3の閾値電圧Vthを表すものが波形Aである。比較器1
3の反転入力端子には、増幅器11の出力がピーキング
回路12に入力すると、そのピークング回路12では高
周波電圧の電圧レベルが整形された出力が比較器13の
反転入力端子に入力するとともに、ピーキング回路12
の出力が抵抗14を介して正転入力端子に入力する。
【0035】また本実施例では、増幅器11は、信号/
ノイズ(S/N)特性を考慮し、必要最小限の帯域であ
るため、出力波形の立ち上がりa、立下がりbに一定の
傾斜をもたせている。この比較器13では、電源電圧の
変動に対して非常に安定である自動閾値設定回路を採用
している。この自動閾値設定回路の特徴としては、比較
器13の反転入力端子の信号と出力端子の比較器出力と
の差電圧を、ある最適な比率で分圧した電圧を閾値電圧
としている点である。従って、この比較器13では、入
力信号と出力信号にのみ依存するようにすることができ
る。
【0036】その比較器13の反転入力端子に入力され
る信号と比較器13の出力端子に出力す信号は、ハイレ
ベルとローレベルの電圧値が交互に発生して比較器13
がそのレベルに応じて動作する。また比較器13では、
正転入力端子の閾値電圧と反転入力端子の信号電圧とが
クロスして比較器13を動作させ、比較器13の正転入
力端子とアースグラウンド17との間にコンデンサ16
を設けたから、比較器13の正転入力端子に入力する閾
値電圧波形の立ち上がりs、立ち下がりtにおいて十分
な時定数が得られるようになる。
【0037】以上説明した光受信回路では、ピーキング
回路12として抵抗12bとコンデンサ12aにより構
成される回路によりピーキング回路12に入力される電
圧のうち高周波成分がバイパスされるようにして図2の
比較器13の入力電圧VINを得ているが、ピーキング回
路としてはこの回路に限定されないことは言うまでもな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であればどのような
回路であってもよい。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように請求項1から請求項
3記載の光受信回路では、受信レベルが小さいときにも
ビットエラーを発生しないようにして受信感度を向上さ
せることができる。
【0039】特に請求項1記載の発明によれば、ジッタ
の発生しない回路を提供することができる。また請求項
2記載の発明によれば、高周波出力波形成分の影響を軽
減することができる。更に、請求項3記載の発明によれ
ば、ジッタによる受信感度の劣化を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光受信回路の一実施例の回路図であ
る。
【図2】本発明光受信回路の一実施例の回路動作を説明
するための入出力波形図である。
【図3】従来の光受信回路の一例を示す回路図である。
【図4】従来の光受信回路の一例の回路動作を説明する
ための入出力波形図である。
【符号の説明】
10 増幅器 11、13 比較器 12 ピーキング回路 12a、16 コンデンサ 12b 抵抗 14 第1抵抗 15 第2抵抗 17 アースグラウンド 50 電気信号 51 増幅出力 VIN 反転入力電圧 Vth 正転入力電圧 VOUT 出力電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/06 H04L 25/03 E 9199−5K

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受光素子の受光出力を増幅する増幅回路
    と、 この増幅回路の増幅出力に基づいて出力波形を整形する
    波形整形回路と、 この波形整形回路で波形整形された出力に基いて比較出
    力を得る比較回路と、 この比較回路の比較出力を調整する調整回路とを具備す
    ることを特徴とする光受信回路。
  2. 【請求項2】 前記波形整形回路は、増幅回路の出力側
    と並列接続される回路により構成されることを特徴とす
    る請求項1記載の光受信回路。
  3. 【請求項3】 前記波形整形回路で波形整形された信号
    の立ち上がりおよび立ち下がりが前記比較回路のしきい
    値電圧レベルより急峻になることを特徴とする請求項1
    または請求項2記載の光受信回路。
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Cited By (2)

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