JPH09260719A - 光受信回路 - Google Patents

光受信回路

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Publication number
JPH09260719A
JPH09260719A JP8064071A JP6407196A JPH09260719A JP H09260719 A JPH09260719 A JP H09260719A JP 8064071 A JP8064071 A JP 8064071A JP 6407196 A JP6407196 A JP 6407196A JP H09260719 A JPH09260719 A JP H09260719A
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JP
Japan
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signal
optical
receiving circuit
apd
bias voltage
Prior art date
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Application number
JP8064071A
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English (en)
Inventor
Masaru Ukaji
大 宇梶
Naoki Suzuki
直樹 鈴木
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Hirakawa Hewtech Corp
Original Assignee
Hirakawa Hewtech Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】過大な光信号が入力した瞬間には過大な光電流
が流れてAPDを破損したり、抵抗による過渡応答のた
めに、通常の光入力信号に必要とされる逆バイアス電圧
に復帰するまでに時間遅れが生ずる。 【解決手段】比較器8の「0」→「1」の信号を第1の
モノマルチ9で検出して時限T2 にわたってオンさせ、
第1のモノマルチ9の「1」→「0」の信号を第2のモ
ノマルチ10検出して時限T3 にわたってオンさせる。
そして、レベルシフター11で第2のモノマルチ10の
「1」の出力信号を入力してレベルシフトし、その値に
よってスイッチング素子12をオンする。スイッチング
素子12がオンすると、抵抗4の両端は時限T3 (T3
<T1 )の期間にわたって短絡され、DC/DCコンバ
ータ2の出力電圧が直接APD1の逆バイアス電圧とし
て印加され、APD1の逆バイアス電圧の復帰が早めら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光受信回路に関
し、特に、光伝送におけるパケット通信に用いられるバ
ス型光伝送網における光受信レベルのダイナミックレン
ジを大きくとることができる光受信回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の光受信回路として、例えば、特開
平3−126335号公報および特開平5−34392
6号公報に示されるものがある。
【0003】図5は、特開平3−126335号公報に
示される光受信回路を示し、過大な光信号入力を検出し
たときアバランシェ・フォトダイオード(以下、APD
という)の光電流を制限する光受信回路であり、抵抗R
1 を介してアースされ、アノードを出力端子70とする
APD50と、APD50の光電流を検出して検出信号
54を出力する検出回路58と、検出信号54によって
制御信号55を出力する制御部56と、制御信号55に
よって出力電圧59が制御されるDC/DCコンバータ
57を有する。検出回路58は光電流によって発光する
レーザダイオード51aおよびレーザダイオード51a
の発光量に応じた電流を流し、抵抗R2との接続点に光
電流に応じた電位を発生するフォトトランジスタ51b
よりなるフォトカプラ51と、基準電位Vref とフォト
トランジスタ51bと抵抗R2 の接続点の電位の差に応
じた検出信号54を出力する差動増幅器52を有する。
【0004】この光受信回路によれば、APD50に過
大な光信号が入力されると、大きな光電流53が流れて
差動増幅器52の検出信号54は電位が下がり、制御部
56を介してDC/DCコンバータ57の出力電圧59
を下げ、APD50に過大な光電流が流れるのを防止し
て、APD50を破損から制御できる。
【0005】図6は、特開平5−343926号公報に
示される光受信回路を示し、APD61に対し抵抗64
を直列に挿入接続した状態で電源62から定電圧の逆バ
イアスをAPD61に印加する構成の光受信回路であ
る。
【0006】この光受信回路によれば、抵抗64を直列
に接続しているため、瞬間過大電流によるAPD61の
破損を防止することができると共に、APD61の電流
増倍率を光入力信号強度に応じて最適倍率になるように
制御することができる。即ち、APD61に光信号が入
力すると、APD61は光入力信号の強度に応じた光電
流に変換し、これを前段増幅器63で増幅して出力信号
を得る。この時、光電流による抵抗64の電圧降下は光
電流に比例するため、光電流が大になるとAPD61に
印加される逆バイアス電圧が低下して光電流が低減す
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
3−126335号公報に示される光受信回路によれ
ば、APDに流れる電流を検出して制御するため、過大
な光信号が入力した瞬間には過大な光電流が流れるとい
う問題がある。
【0008】また、特開平5−343926号公報に示
される光受信回路によれば、強度の異なった光信号が混
在するパケット伝送においては、大きな光入力信号があ
ってAPDの逆バイアス電圧が低下した直後は、抵抗に
よる過渡応答のために、通常の光入力信号に必要とされ
る逆バイアス電圧に復帰するまでに時間遅れが生ずると
いう問題がある。
【0009】
【発明の目的】従って、本発明の目的は、様々な光信号
の強度が混在するパケット伝送において、APDの破損
を防止するとともに、大きな光入力信号があった直後で
も所定の光電流を得ることができる光受信回路を提供す
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
実現するため、電源から所定の逆バイアス電圧を電圧降
下用抵抗を介して印加される光電変換素子を有し、受光
した光信号のレベルに応じた受信信号を出力する光受信
回路において、前記受信信号を検出する検出手段と、前
記検出手段が前記受信信号の信号終了を検出したとき、
前記逆バイアス電圧を前記電圧降下用抵抗を介さないで
前記光電変換素子に印加する制御手段を有することを特
徴とする光受信回路を提供するものである。
【0011】前記光電変換素子はアバランシェ・フォト
ダイオードであり、前記制御手段は、前記電圧降下用抵
抗の両端を短絡するスイッチ手段と、前記スイッチ手段
を前記信号終了の検出結果に基づいてオン・オフするス
イッチ制御部を含む構成としても良い。
【0012】また、前記光電変換素子はアバランシェ・
フォトダイオードであり、前記制御手段は、前記電源と
は別の他の電源から前記逆バイアス電圧を印加するスイ
ッチ手段と、前記スイッチ手段を前記信号終了の検出結
果に基づいてオン・オフするスイッチ制御部を含む構成
としても良い。
【0013】この場合、前記スイッチ手段は、前記信号
終了と同時にオンし、最小信号間隔未満でオフするよう
に構成されている。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の
実施の形態を示す光受信回路の構成を示す図である。こ
の光受信回路は、入力された光信号の強度に応じて光電
流を発生するAPD1と、定電圧源であるDC/DCコ
ンバータ2と、APD1で光電変換により生じた光電流
を増幅する前段増幅器3と、DC/DCコンバータ2の
出力電圧を光電流に応じて降下させる抵抗4と、前段増
幅器3で増幅された出力信号を拡大増幅する後段増幅器
5と、後段増幅器5の出力信号に基づいてパケット信号
を検出するパケット検出回路6と、抵抗4と並列に接続
されAPD1に印加される逆バイアス電圧を制御する逆
電圧制御回路7とから構成されている。
【0015】図2は、図1に示した光受信回路の詳細ブ
ロック図である。図に示すように、パケット検出回路6
は、後段増幅器5の出力信号と基準電圧とを比較して
「1」あるいは「0」の信号を出力する比較器8と、比
較器8の「0」→「1」の出力信号を入力して所定時限
にわたってオンする第1のモノマルチ(単安定マルチバ
イブレータ)9を有している。一方、逆電圧制御回路7
は、第1のモノマルチ9の「1」→「0」の出力信号を
入力して所定時限にわたってオンする第2のモノマルチ
(単安定バイブレータ)10と、第2のモノマルチ10
の出力信号を入力してTTLレベルからパルスの“H”
“L”の値をレベルシフトした値によってスイッチング
素子12をオンオフするレベルシフター11を有してい
る。
【0016】以上の構成を有する本発明の実施の形態に
係る光受信回路の動作を、図3を参照しながら説明す
る。 (1) まず、APD1に時間間隔T1 を有するパケッ
ト信号を含む光信号が入力されると、APD1は入力さ
れた光信号をその強度に応じた光電流に変換する(図3
(a))。 (2)APD1で光電変換により生じた光電流を前段増
幅器3および後段増幅器5で増幅して受信信号を出力す
る(図3(b))。 (3)比較器8は、後段増幅器5の出力信号と基準電圧
を比較し、閾値以上の電圧を検出した場合には「1」の
信号を、閾値以下の場合には「0」の信号を出力する。
第1のモノマルチ9は、比較器8の「0」→「1」の信
号を検出すると、時限T2 にわたってオンする(図3
(c))。 (4)第2のモノマルチ10は、第1のモノマルチ9の
「1」→「0」の信号を検出すると(即ち、第1のモノ
マルチ9がオフとなった瞬間)、時限T3 にわたってオ
ンする(図3(d))。 (5)レベルシフター11は、第2のモノマルチ10の
「1」の出力信号を入力してレベルシフトし、その値に
よってスイッチング素子12をオンする(図3
(e))。 (6)スイッチング素子12がオンすると、抵抗4の両
端は時限T3 (T3 <T 1 )の期間にわたって短絡され
る。
【0017】以上のように、パケット信号を検出した直
後、時限T3 の期間中にわたって抵抗4の両端を短絡す
るように動作するため、強度が大きい光信号が入力され
て抵抗4による電圧降下が大きくなっても、DC/DC
コンバータ2の出力電圧が直接APD1の逆バイアス電
圧として印加され、APD1の逆バイアス電圧の復帰が
早められる(図3(f))。従って、過渡応答の遅れが
なくなり、次に、弱い光信号が入力しても受信に充分な
逆バイアス電圧を得ることができる。
【0018】このように、APD1に印加する逆バイア
ス電圧を瞬時に復帰させることによって、光入力信号強
度が大きいパケット信号の次に、光入力信号強度が小さ
いパケット信号を受光しても、APD1に印加されてい
る逆バイアス電圧が復帰しているため、常に、最適倍率
を得ることができる。このため、所定の光受信信号の紛
失を防ぐことができる。
【0019】また、入力された光信号の強度が大きいと
きは、抵抗4によってAPD1への逆バイアス電圧は小
さくなり、光信号の強度が小さいときに逆バイアス電圧
は大きくなるように自動的に可変設定されているので、
APD1の電流増倍率も入力された光信号の強度に応じ
て変化する。つまり、入力された光信号の強度に応じて
APD1の電流増倍率が最適となるように変化する。
【0020】図4は、本発明の第2の実施の形態に係る
光受信回路の構成を示す図である。図に示すように、逆
電圧制御回路7はDC/DCコンバータ2とは別に最小
受光に必要な逆バイアス電圧に設定されたDC/DCコ
ンバータ13を有し、第1の実施例での抵抗4を短絡す
るかわりに、スイッチング素子12を介して逆バイアス
電圧を直接APD1に印加するように構成しても良い。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光受信回
路によれば、APDの逆バイアス電圧の制御を抵抗,バ
ケット検出回路および逆電圧制御回路によって行うよう
にしたので、様々な光信号の強度が混在するパケット伝
送において、APDを破損を防止するとともに、常に所
定の光受信信号が得られるようにAPDの電流増倍率を
光入力信号の強度に応じて最適増倍率とすることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る光受信回路の
構成を示す図である。
【図2】図1の詳細ブロック図である。
【図3】図2の各部の波形を示す図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係る光受信回路の
構成を示す図である。
【図5】従来の光受信回路の構成を示す図である。
【図6】従来の光受信回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 アバランシェ・フォトダイオード 2 DC/DCコンバータ 3 前段増幅器 4 抵抗 5 後段増幅器 6 パケット検出回路 7 逆電圧制御回路 8 比較器 9 第1のモノマルチ 10 第2のモノマルチ 11 レベルシフター 12 スイッチング素子 13 DC/DCコンバータ
───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電源から所定の逆バイアス電圧を電圧降下
    用抵抗を介して印加される光電変換素子を有し、受光し
    た光信号のレベルに応じた受信信号を出力する光受信回
    路において、 前記受信信号を検出する検出手段と、 前記検出手段が前記受信信号の信号終了を検出したと
    き、前記逆バイアス電圧を前記電圧降下用抵抗を介さな
    いで前記光電変換素子に印加する制御手段を有すること
    を特徴とする光受信回路。
  2. 【請求項2】前記光電変換素子はアバランシェ・フォト
    ダイオードであり、 前記制御手段は、前記電圧降下用抵抗の両端を短絡する
    スイッチ手段と、前記スイッチ手段を前記信号終了の検
    出結果に基づいてオン・オフするスイッチ制御部を含む
    構成の請求項1の光受信回路。
  3. 【請求項3】前記光電変換素子はアバランシェ・フォト
    ダイオードであり、 前記制御手段は、前記電源とは別の他の電源から前記逆
    バイアス電圧を印加するスイッチ手段と、前記スイッチ
    手段を前記信号終了の検出結果に基づいてオン・オフす
    るスイッチ制御部を含む構成の請求項1の光受信回路。
  4. 【請求項4】前記スイッチ手段は、前記信号終了と同時
    にオンし、最小信号間隔未満でオフする構成の請求項2
    あるいは請求項3の光受信回路。
JP8064071A 1996-03-21 1996-03-21 光受信回路 Pending JPH09260719A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014107794A (ja) * 2012-11-29 2014-06-09 Mitsubishi Electric Corp バースト光受信器
CN109155675A (zh) * 2016-05-25 2019-01-04 三菱电机株式会社 突发光接收器
WO2022107570A1 (ja) * 2020-11-17 2022-05-27 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Apdセンサ及び測距システム

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