JPH08191278A - 高感度光受信機 - Google Patents
高感度光受信機Info
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- JPH08191278A JPH08191278A JP7002546A JP254695A JPH08191278A JP H08191278 A JPH08191278 A JP H08191278A JP 7002546 A JP7002546 A JP 7002546A JP 254695 A JP254695 A JP 254695A JP H08191278 A JPH08191278 A JP H08191278A
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- JP
- Japan
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- preamplifier
- optical receiver
- photodiode
- impedance
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 伝送周波数の上限値を低下させることなく良
好な雑音特性および歪特性を得ると同時に、安定した生
産供給を可能にした高感度光受信機を提供する。 【構成】 フォトダイオードＰＤを受光素子とする光受
信機において、フォトダイオードＰＤのＲＦ出力端子に
静電容量Ｃd ，可変コンデンサＣx およびインダクタン
スＬを有するトランスＴで周波数同調回路を形成し、光
の変調周波数の高周波領域に於けるＲＦ信号出力を増強
し、その後段に緩衝抵抗Ｒを直列に接続して、入出力イ
ンピーダンスが共に低いプリアンプＡに入力する。
好な雑音特性および歪特性を得ると同時に、安定した生
産供給を可能にした高感度光受信機を提供する。 【構成】 フォトダイオードＰＤを受光素子とする光受
信機において、フォトダイオードＰＤのＲＦ出力端子に
静電容量Ｃd ，可変コンデンサＣx およびインダクタン
スＬを有するトランスＴで周波数同調回路を形成し、光
の変調周波数の高周波領域に於けるＲＦ信号出力を増強
し、その後段に緩衝抵抗Ｒを直列に接続して、入出力イ
ンピーダンスが共に低いプリアンプＡに入力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、受光素子としてフォト
ダイオードを用いた高感度光受信機に関するものであ
る。
ダイオードを用いた高感度光受信機に関するものであ
る。
【０００２】更に詳述すれば本発明は、光受信系におい
て、光変調信号の同調をとることによって、光変調波の
高域周波数成分を増強するようにした高感度受信機に関
するものである。
て、光変調信号の同調をとることによって、光変調波の
高域周波数成分を増強するようにした高感度受信機に関
するものである。
【０００３】
【従来の技術】図１ないし図３は、フォトダイオードを
受光素子として用いた光受信機の従来例をそれぞれ示し
た図である。
受光素子として用いた光受信機の従来例をそれぞれ示し
た図である。
【０００４】図１は、この種の光受信機における第１の
従来例を示す。本図において、ＰＤはフォトダイオー
ド、Ｃd はフォトダイオードの電極間容量、Ｒ１は負荷
抵抗、Ｃc は結合コンデンサ、Ａ１は入力インピーダン
スＺinが小である前置増幅器（以下、プリアンプとい
う）、ＤＣは電源である。本図に示す通り、第１の従来
例では、負荷抵抗Ｒ１の端子間に生じた電圧降下ぶんを
結合コンデンサＣc により抽出し、プリアンプＡ１で増
幅している。
従来例を示す。本図において、ＰＤはフォトダイオー
ド、Ｃd はフォトダイオードの電極間容量、Ｒ１は負荷
抵抗、Ｃc は結合コンデンサ、Ａ１は入力インピーダン
スＺinが小である前置増幅器（以下、プリアンプとい
う）、ＤＣは電源である。本図に示す通り、第１の従来
例では、負荷抵抗Ｒ１の端子間に生じた電圧降下ぶんを
結合コンデンサＣc により抽出し、プリアンプＡ１で増
幅している。
【０００５】図２は、この種の光学受信機における第２
の従来例を示す。本図においてＲ２は負荷抵抗、Ａ２は
入力インピーダンスＺinが大（Ｚin≒∞）であるプリア
ンプである。この従来例は、図１に示した従来例と異な
り、プリアンプＡ２として入力インピーダンスが大であ
るものを用い、それと同時に結合コンデンサを不要とし
たものである。
の従来例を示す。本図においてＲ２は負荷抵抗、Ａ２は
入力インピーダンスＺinが大（Ｚin≒∞）であるプリア
ンプである。この従来例は、図１に示した従来例と異な
り、プリアンプＡ２として入力インピーダンスが大であ
るものを用い、それと同時に結合コンデンサを不要とし
たものである。
【０００６】図３は、この種の光受信機における第３の
従来例を示す。本図において、Ｃxは調整用コンデン
サ、Ｌはコイルである。また、プリアンプには、図１の
場合と同じく、低入力インピーダンスのプリアンプＡ１
を用いている。
従来例を示す。本図において、Ｃxは調整用コンデン
サ、Ｌはコイルである。また、プリアンプには、図１の
場合と同じく、低入力インピーダンスのプリアンプＡ１
を用いている。
【０００７】すなわち図３に示した第３の従来では、フ
ォトダイオードＰＤを受光素子とし、このフォトダイオ
ードＰＤのＲＦ出力端子に結合コンデンサＣc を介して
周波数同調回路を接続し、光の変調周波数の高周波領域
におけるＲＦ信号出力を増強し、低入力インピーダンス
のプリアンプＡに入力している。
ォトダイオードＰＤを受光素子とし、このフォトダイオ
ードＰＤのＲＦ出力端子に結合コンデンサＣc を介して
周波数同調回路を接続し、光の変調周波数の高周波領域
におけるＲＦ信号出力を増強し、低入力インピーダンス
のプリアンプＡに入力している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図１〜図３に示した各
々の従来例には、以下に列挙する問題点がある。
々の従来例には、以下に列挙する問題点がある。
【０００９】まず、図１に示した第１の従来例では、光
情報を受信したフォトダイオードＰＤにより光電変換さ
れた信号電流は負荷抵抗Ｒ１に流れ、その負荷抵抗の端
子間電圧がプリアンプＡ１にて増幅され出力される。こ
の場合、受光感度を上げるためには負荷抵抗Ｒ１の値を
大きくする必要がある。
情報を受信したフォトダイオードＰＤにより光電変換さ
れた信号電流は負荷抵抗Ｒ１に流れ、その負荷抵抗の端
子間電圧がプリアンプＡ１にて増幅され出力される。こ
の場合、受光感度を上げるためには負荷抵抗Ｒ１の値を
大きくする必要がある。
【００１０】ところが、フォトダイオードＰＤの電極間
容量Ｃd に起因して伝送周波数上限：ｆ0 は次式で与え
られることから、
容量Ｃd に起因して伝送周波数上限：ｆ0 は次式で与え
られることから、
【００１１】
【数１】ｆ0 ＝１／２π√（ＲＣd ） により、負荷抵抗Ｒ１の増加に伴って伝送周波数上限：
ｆ0 が低下していくという問題がある。
ｆ0 が低下していくという問題がある。
【００１２】また、図２に示した第２の従来例では、一
般的に高インピーダンス入力・低インピーダンス出力の
プリアンプは歪特性が低インピーダンス入出力プリアン
プに比べて劣るため、この形態の光受信機はその歪特性
が悪いという問題がある。
般的に高インピーダンス入力・低インピーダンス出力の
プリアンプは歪特性が低インピーダンス入出力プリアン
プに比べて劣るため、この形態の光受信機はその歪特性
が悪いという問題がある。
【００１３】さらに、図３に示した第３の従来例では、
雑音特性および歪特性の両面で良好な特性が得られる
が、後段のプリアンプの入力反射特性に対する制約が厳
しくなるため、安定した生産ができないという問題があ
る。
雑音特性および歪特性の両面で良好な特性が得られる
が、後段のプリアンプの入力反射特性に対する制約が厳
しくなるため、安定した生産ができないという問題があ
る。
【００１４】よって本発明の目的は上述の点に鑑み、伝
送周波数の上限値を低下させることなく良好な雑音特性
および歪特性を得ると同時に、安定した生産供給を可能
にした高感度光受信機を提供することにある。
送周波数の上限値を低下させることなく良好な雑音特性
および歪特性を得ると同時に、安定した生産供給を可能
にした高感度光受信機を提供することにある。
【００１５】
【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、本発明は、受光素子としてフォトダイオードを用
いた光受信機において、前記フォトダイオードのＲＦ出
力信号を入力する周波数同調回路と、前記周波数同調回
路の同調出力端と、後段の増幅器における入力端との間
に接続した緩衝抵抗とを具備したものである。
めに、本発明は、受光素子としてフォトダイオードを用
いた光受信機において、前記フォトダイオードのＲＦ出
力信号を入力する周波数同調回路と、前記周波数同調回
路の同調出力端と、後段の増幅器における入力端との間
に接続した緩衝抵抗とを具備したものである。
【００１６】ここで、前記後段の増幅器は、低入力イン
ピーダンスおよび低出力インピーダンスを有する前置増
幅器を用いるのが好適である。さらに、前記受光素子と
して、斜め研磨コネクタ付きフォトダイオードを用いる
のが好適である。
ピーダンスおよび低出力インピーダンスを有する前置増
幅器を用いるのが好適である。さらに、前記受光素子と
して、斜め研磨コネクタ付きフォトダイオードを用いる
のが好適である。
【００１７】
【作用】本発明の上記構成によれば、フォトダイオード
のＲＦ出力端子に周波数同調回路を形成することにより
光の変調周波数の高周波領域におけるＲＦ信号出力を増
強し、さらにプリアンプの入力側に緩衝抵抗を直列接続
することにより、インピーダンスの不整合に起因して生
じたプリアンプ入力端での反射電力を吸収することがで
きる。
のＲＦ出力端子に周波数同調回路を形成することにより
光の変調周波数の高周波領域におけるＲＦ信号出力を増
強し、さらにプリアンプの入力側に緩衝抵抗を直列接続
することにより、インピーダンスの不整合に起因して生
じたプリアンプ入力端での反射電力を吸収することがで
きる。
【００１８】この反射電力についてさらに詳述すると、
以下の通りである。
以下の通りである。
【００１９】プリアンプの入力インピーダンスと同調回
路側のインピーダンスには差異が生じているため、プリ
アンプの入力端で反射波が生じ、その反射波が同調回路
に戻る。しかし、上記反射波は同調回路でほとんど反射
されて再びプリアンプの入力端に戻り、そこに不要な定
在波を生じさせる。
路側のインピーダンスには差異が生じているため、プリ
アンプの入力端で反射波が生じ、その反射波が同調回路
に戻る。しかし、上記反射波は同調回路でほとんど反射
されて再びプリアンプの入力端に戻り、そこに不要な定
在波を生じさせる。
【００２０】ところが本願発明の如く緩衝抵抗をプリア
ンプと直列に挿入した場合には、反射波のエネルギー
（反射電力）がこの抵抗で吸収されることになる。より
具体的には、プリアンプから同調回路側へ反射波が進行
するときに、その反射電力が吸収され、さらに、同調回
路からプリアンプ側へ上記反射波が進行するときに再び
反射電力が吸収され、その結果として、反射電力による
悪影響を著しく抑制することが可能になる。
ンプと直列に挿入した場合には、反射波のエネルギー
（反射電力）がこの抵抗で吸収されることになる。より
具体的には、プリアンプから同調回路側へ反射波が進行
するときに、その反射電力が吸収され、さらに、同調回
路からプリアンプ側へ上記反射波が進行するときに再び
反射電力が吸収され、その結果として、反射電力による
悪影響を著しく抑制することが可能になる。
【００２１】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。
細に説明する。
【００２２】図４は、本発明の一実施例による高感度光
受信機を示す。本図において、ＰＤはフォトダイオー
ド、Ｃc は結合コンデンサ、Ｃx は調整用可変コンデン
サ、Ａは入出力インピーダンスが共に小であるプリアン
プ、Ｃd はフォトダイオードの電極間容量、Ｔはインダ
クタンスがＬであって巻数比ｎ：１のトランス、Ｒは緩
衝抵抗、ＤＣは電源である。
受信機を示す。本図において、ＰＤはフォトダイオー
ド、Ｃc は結合コンデンサ、Ｃx は調整用可変コンデン
サ、Ａは入出力インピーダンスが共に小であるプリアン
プ、Ｃd はフォトダイオードの電極間容量、Ｔはインダ
クタンスがＬであって巻数比ｎ：１のトランス、Ｒは緩
衝抵抗、ＤＣは電源である。
【００２３】このように本実施例では、フォトダイオー
ドＰＤを受光素子とする光受信機において、フォトダイ
オードＰＤのＲＦ出力端子に静電容量Ｃd ，調整用可変
コンデンサＣx およびインダクタンスＬを有するトラン
スＴで周波数同調回路を形成し、光の変調周波数の高周
波領域に於けるＲＦ信号出力を増強し、その後段に緩衝
抵抗Ｒを直列に接続して、入出力インピーダンスが共に
低いプリアンプＡに入力している。
ドＰＤを受光素子とする光受信機において、フォトダイ
オードＰＤのＲＦ出力端子に静電容量Ｃd ，調整用可変
コンデンサＣx およびインダクタンスＬを有するトラン
スＴで周波数同調回路を形成し、光の変調周波数の高周
波領域に於けるＲＦ信号出力を増強し、その後段に緩衝
抵抗Ｒを直列に接続して、入出力インピーダンスが共に
低いプリアンプＡに入力している。
【００２４】次に、本実施例の動作を説明する。
【００２５】図４に示した構成による光受信機では、フ
ォトダイオードＰＤ側よりプリアンプＡ側を見たときの
インピーダンスＺは、
ォトダイオードＰＤ側よりプリアンプＡ側を見たときの
インピーダンスＺは、
【００２６】
【数２】
【００２７】ここで、ＣはＣx ＋Ｃd 、ωは光の変調角
周波数、ｎはトランスＴの巻数比である。
周波数、ｎはトランスＴの巻数比である。
【００２８】従って、Ｃ＝１／ω2 Ｌを満たすようにＣ
（＝Ｃx ＋Ｃd ）を調整することにより、｜Ｚ｜＝ｎ2
Ｚinとすることができる。すなわち、コンデンサＣx お
よびインダクタンスＬのトランスＴを付加して静電容量
Ｃd を含む共振回路を形成することにより、フォトダイ
オードＰＤの静電容量Ｃd に起因したインピーダンス低
下を抑えることができる。更にトランスの巻数比を調整
することにより、歪特性が良好な低入力インピーダンス
・低出力インピーダンスを有するアンプをプリアンプと
して採用できるので、高感度且つ低歪な光受信機を構成
できる。
（＝Ｃx ＋Ｃd ）を調整することにより、｜Ｚ｜＝ｎ2
Ｚinとすることができる。すなわち、コンデンサＣx お
よびインダクタンスＬのトランスＴを付加して静電容量
Ｃd を含む共振回路を形成することにより、フォトダイ
オードＰＤの静電容量Ｃd に起因したインピーダンス低
下を抑えることができる。更にトランスの巻数比を調整
することにより、歪特性が良好な低入力インピーダンス
・低出力インピーダンスを有するアンプをプリアンプと
して採用できるので、高感度且つ低歪な光受信機を構成
できる。
【００２９】更に本実施例では、インピーダンスの微小
な緩衝抵抗ＲをプリアンプＡの入力段に挿入してあるの
で、トランスＴとプリアンプＡとの間で往復する反射電
力を緩衝抵抗Ｒで消費することにより、反射によるプリ
アンプへの影響を抑制でき、安定した帯域特性が獲得で
きる。
な緩衝抵抗ＲをプリアンプＡの入力段に挿入してあるの
で、トランスＴとプリアンプＡとの間で往復する反射電
力を緩衝抵抗Ｒで消費することにより、反射によるプリ
アンプへの影響を抑制でき、安定した帯域特性が獲得で
きる。
【００３０】この反射電力についてさらに詳述すると、
以下の通りである。
以下の通りである。
【００３１】プリアンプＡの入力インピーダンスと同調
回路側のインピーダンスには差異が生じているため、プ
リアンプＡの入力端で反射波が生じ、その反射波が同調
回路に戻る。しかし、上記反射波は同調回路でほとんど
反射されて再びプリアンプの入力端に戻り、そこに不要
な定在波を生じさせる。
回路側のインピーダンスには差異が生じているため、プ
リアンプＡの入力端で反射波が生じ、その反射波が同調
回路に戻る。しかし、上記反射波は同調回路でほとんど
反射されて再びプリアンプの入力端に戻り、そこに不要
な定在波を生じさせる。
【００３２】ところが本実施例の如く緩衝抵抗Ｒをプリ
アンプと直列に挿入した場合には、反射波のエネルギー
（反射電力）がこの抵抗Ｒで吸収されることになる。よ
り具体的には、プリアンプＡから同調回路側へ反射波が
進行するときに、その反射電力が吸収され、さらに、同
調回路からプリアンプ側へ上記反射波が進行するときに
再び反射電力が吸収され、その結果として、反射電力に
よる悪影響を著しく抑制することが可能になる。
アンプと直列に挿入した場合には、反射波のエネルギー
（反射電力）がこの抵抗Ｒで吸収されることになる。よ
り具体的には、プリアンプＡから同調回路側へ反射波が
進行するときに、その反射電力が吸収され、さらに、同
調回路からプリアンプ側へ上記反射波が進行するときに
再び反射電力が吸収され、その結果として、反射電力に
よる悪影響を著しく抑制することが可能になる。
【００３３】なお、調整用コンデンサＣx は必要に応じ
て省略し、トランスＴ内在のインダクタンスＬと静電容
量Ｃd との間で共振させてもよい。この場合、トランス
Ｔの巻数を変えて、トランスＴ内在のインダクタンスＬ
を可変とすることも可能である。
て省略し、トランスＴ内在のインダクタンスＬと静電容
量Ｃd との間で共振させてもよい。この場合、トランス
Ｔの巻数を変えて、トランスＴ内在のインダクタンスＬ
を可変とすることも可能である。
【００３４】また、フォトダイオードＰＤの光入射端に
斜め研磨コネクタを採用することにより、光系での反射
光の影響も抑制でき、更に高感度な光受信機を構成する
ことができる。
斜め研磨コネクタを採用することにより、光系での反射
光の影響も抑制でき、更に高感度な光受信機を構成する
ことができる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したとおり本発明によれば、フ
ォトダイオードから得られた出力信号を抽出するにあた
り、光の変調周波数に同調させることによって高い感度
を得ることができると共に、発光素子の高調波歪，変調
特性，光ファイバーの伝送特性などの改善を図ることが
できる。さらに、周波数軸上の測定に於いて高精度な測
定が行える等の利点が得られる。
ォトダイオードから得られた出力信号を抽出するにあた
り、光の変調周波数に同調させることによって高い感度
を得ることができると共に、発光素子の高調波歪，変調
特性，光ファイバーの伝送特性などの改善を図ることが
できる。さらに、周波数軸上の測定に於いて高精度な測
定が行える等の利点が得られる。
【００３６】よって、従来の光受信機にコンデンサ，コ
イル，抵抗あるいは斜め研磨コネクタを付加するだけ
で、極めて簡単に高感度特性が得られ、あるいは低価格
の光受信機を市場に広く提供できる。また、緩衝抵抗の
付加により特性のばらつきを抑制できるので、高感度受
信機の安定供給が可能になる等の効果が得られる。
イル，抵抗あるいは斜め研磨コネクタを付加するだけ
で、極めて簡単に高感度特性が得られ、あるいは低価格
の光受信機を市場に広く提供できる。また、緩衝抵抗の
付加により特性のばらつきを抑制できるので、高感度受
信機の安定供給が可能になる等の効果が得られる。
【図１】従来技術の一例を示した回路図である。
【図２】従来技術のその他の例を示した回路図である。
【図３】従来技術のさらにその他の例を示した回路図で
ある。
ある。
【図４】本発明の一実施例を示した回路図である。
Ａ 入出力インピーダンスが共に小であるプリアンプ Ｃc 結合コンデンサ Ｃd フォトダイオードの電極間容量 Ｃx 調整用可変コンデンサ ＤＣ 電極 ＰＤ フォトダイオード Ｒ 緩衝抵抗 Ｔ インダクタンスがＬであって巻数比ｎ：１のトラン
ス
ス
───────────────────────────────────────────────────── 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 10/04 10/06 Ｈ０１Ｌ 31/10
Claims (3)
- 【請求項１】 受光素子としてフォトダイオードを用い
た光受信機において、 前記フォトダイオードのＲＦ出力信号を入力する周波数
同調回路と、 前記周波数同調回路の同調出力端と、後段の増幅器にお
ける入力端との間に接続した緩衝抵抗とを具備したこと
を特徴とする高感度光受信機。 - 【請求項２】 請求項１において、前記後段の増幅器
は、低入力インピーダンスおよび低出力インピーダンス
を有する前置増幅器であることを特徴とする高感度光受
信機。 - 【請求項３】 請求項１または２において、前記受光素
子として、斜め研磨コネクタ付きフォトダイオードを用
いたことを特徴とする高感度光受信機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7002546A JPH08191278A (ja) | 1995-01-11 | 1995-01-11 | 高感度光受信機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7002546A JPH08191278A (ja) | 1995-01-11 | 1995-01-11 | 高感度光受信機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08191278A true JPH08191278A (ja) | 1996-07-23 |
Family
ID=11532387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7002546A Pending JPH08191278A (ja) | 1995-01-11 | 1995-01-11 | 高感度光受信機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08191278A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2378334A (en) * | 2001-03-26 | 2003-02-05 | Agilent Technologies Inc | Fibre optic receiver with adjustable bandwidth post-amplifier |
-
1995
- 1995-01-11 JP JP7002546A patent/JPH08191278A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2378334A (en) * | 2001-03-26 | 2003-02-05 | Agilent Technologies Inc | Fibre optic receiver with adjustable bandwidth post-amplifier |
| GB2378334B (en) * | 2001-03-26 | 2004-11-03 | Agilent Technologies Inc | Fiber optic receiver |
| US7072590B2 (en) | 2001-03-26 | 2006-07-04 | Avago Technologies General Ip Pte. Ltd. | Fiber optic receiver with an adjustable bandwidth post-amplifier |
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