JPH09321710A - 光受信装置 - Google Patents
光受信装置Info
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- JPH09321710A JPH09321710A JP8133855A JP13385596A JPH09321710A JP H09321710 A JPH09321710 A JP H09321710A JP 8133855 A JP8133855 A JP 8133855A JP 13385596 A JP13385596 A JP 13385596A JP H09321710 A JPH09321710 A JP H09321710A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光受信装置のＡＰＤの受光電力および温度が
共に変化しても、出力信号の信号対雑音比を最大に維持
する。 【解決手段】 ＡＰＤ１の出力信号Ｓ１を増幅した後フ
ィルタ３とフィルタ４によって信号成分Ｓ３と雑音成分
Ｓ４に分け、それぞれ検波器５及び６によって検波し、
その結果から除算器７で信号対雑音比電圧Ｓ７を計算す
る。この信号対雑音比電圧Ｓ７はバイアス電圧Ｓ１４が
最適電圧より低いときは発振器１３の出力Ｓ１３と同相
であり、電圧が最適電圧より高いときは逆相となる。こ
の信号対雑音比電圧Ｓ７と発振器１３の出力Ｓ１３との
積を乗算器８で計算し、その出力Ｓ８を検波器９で検波
した電圧Ｓ９を差動増幅器１０で増幅し、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータで比例変換した電圧Ｓ１２を発振器１３の出力
Ｓ１３と重畳してＡＰＤ１のバイアス電圧端子１ａに入
力する。
共に変化しても、出力信号の信号対雑音比を最大に維持
する。 【解決手段】 ＡＰＤ１の出力信号Ｓ１を増幅した後フ
ィルタ３とフィルタ４によって信号成分Ｓ３と雑音成分
Ｓ４に分け、それぞれ検波器５及び６によって検波し、
その結果から除算器７で信号対雑音比電圧Ｓ７を計算す
る。この信号対雑音比電圧Ｓ７はバイアス電圧Ｓ１４が
最適電圧より低いときは発振器１３の出力Ｓ１３と同相
であり、電圧が最適電圧より高いときは逆相となる。こ
の信号対雑音比電圧Ｓ７と発振器１３の出力Ｓ１３との
積を乗算器８で計算し、その出力Ｓ８を検波器９で検波
した電圧Ｓ９を差動増幅器１０で増幅し、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータで比例変換した電圧Ｓ１２を発振器１３の出力
Ｓ１３と重畳してＡＰＤ１のバイアス電圧端子１ａに入
力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアバランシェ・フォ
ト・ダイオード（以下、ＡＰＤという。）を受光素子と
する光受信装置に関する。
ト・ダイオード（以下、ＡＰＤという。）を受光素子と
する光受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＡＰＤを受光素子とする光受信装置で
は、ＡＰＤに印加するバイアス電圧によってＡＰＤの出
力の信号対雑音比（以下、ＳＮＲという。）が通常図３
に示すように変化し、従ってＳＮＲが最大になる最適の
バイアス電圧が存在する。この、ＳＮＲが最大になるバ
イアス電圧はＡＰＤの受光電力によって変化するので、
受光電力の変化に対してＳＮＲを常に最大とするには、
受光電力の変化に応じてＡＰＤに印加されるバイアス電
圧を制御する必要がある。
は、ＡＰＤに印加するバイアス電圧によってＡＰＤの出
力の信号対雑音比（以下、ＳＮＲという。）が通常図３
に示すように変化し、従ってＳＮＲが最大になる最適の
バイアス電圧が存在する。この、ＳＮＲが最大になるバ
イアス電圧はＡＰＤの受光電力によって変化するので、
受光電力の変化に対してＳＮＲを常に最大とするには、
受光電力の変化に応じてＡＰＤに印加されるバイアス電
圧を制御する必要がある。
【０００３】図４は従来の光受信装置の構成を示すブロ
ック図である。同図において、ＡＰＤ１０１は光信号Ｌ
２を受光し電流増倍する。この電流増倍率はＡＰＤ１０
１のバイアス電圧によって変化する。増幅器１０２はＡ
ＰＤ１０１の出力信号Ｓ２０を増幅し、信号Ｓ２１とし
て出力する。検波器１０９と、基準電圧源１１１と、差
動増幅器１１０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２とは、
受光電力が変化した場合でも信号Ｓ２１が一定のレベル
になるようにＡＰＤ１０１のバイアス電圧Ｓ２６を制御
する。
ック図である。同図において、ＡＰＤ１０１は光信号Ｌ
２を受光し電流増倍する。この電流増倍率はＡＰＤ１０
１のバイアス電圧によって変化する。増幅器１０２はＡ
ＰＤ１０１の出力信号Ｓ２０を増幅し、信号Ｓ２１とし
て出力する。検波器１０９と、基準電圧源１１１と、差
動増幅器１１０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１２とは、
受光電力が変化した場合でも信号Ｓ２１が一定のレベル
になるようにＡＰＤ１０１のバイアス電圧Ｓ２６を制御
する。
【０００４】すなわち、検波器１０９は信号Ｓ２１を検
波し検波電圧Ｓ２３を出力する。差動増幅器１１０は検
波電圧Ｓ２３を基準電圧源１１１の基準電圧Ｓ２４に対
し差動増幅し、対応した電圧Ｓ２５を出力する。ＤＣ／
ＤＣコンバータ１１２はこの電圧Ｓ２５をＤＣ／ＤＣ変
換し、バイアス電圧Ｓ２６として出力する。
波し検波電圧Ｓ２３を出力する。差動増幅器１１０は検
波電圧Ｓ２３を基準電圧源１１１の基準電圧Ｓ２４に対
し差動増幅し、対応した電圧Ｓ２５を出力する。ＤＣ／
ＤＣコンバータ１１２はこの電圧Ｓ２５をＤＣ／ＤＣ変
換し、バイアス電圧Ｓ２６として出力する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成ではＳ
ＮＲを最大にするＡＰＤの電流増倍率ＭOPT は、受光電
力Ｐr に対して ＭOPT ＝Ｍo Ｐr -1/(2+x) ここで、Ｍo ；ＡＰＤおよび前置増幅器定数によって決
まる定数 ｘ ；ＡＰＤの過剰増倍雑音指数 で示されるように受光電力に対して非線形的に変化し、
また、ＡＰＤの電流増倍率Ｍのバイアス電圧依存性が、 Ｍ＝１／｛１−（Ｖ／ＶB ）n ｝ ここで、Ｖ ；ＡＰＤのバイアス電圧 ＶB ；ＡＰＤの降伏電圧 ｎ ；ＡＰＤの特性により決まる定数 で示されるようにバイアス電圧に対して非線形であり、
さらにＡＰＤの降伏電圧ＶB 自体が大きな温度依存性を
有しているので、受光電力と温度が共に変化した場合、
ＡＰＤのバイアス電圧を最適に、つまりＳＮＲが最大と
なるように制御することが容易でない。また従来の構成
では、受光電力や温度変化に対し信号対雑音比が常に最
大となるようにＡＰＤのバイアス電圧を最適に設定する
のに多大な時間を要する。
ＮＲを最大にするＡＰＤの電流増倍率ＭOPT は、受光電
力Ｐr に対して ＭOPT ＝Ｍo Ｐr -1/(2+x) ここで、Ｍo ；ＡＰＤおよび前置増幅器定数によって決
まる定数 ｘ ；ＡＰＤの過剰増倍雑音指数 で示されるように受光電力に対して非線形的に変化し、
また、ＡＰＤの電流増倍率Ｍのバイアス電圧依存性が、 Ｍ＝１／｛１−（Ｖ／ＶB ）n ｝ ここで、Ｖ ；ＡＰＤのバイアス電圧 ＶB ；ＡＰＤの降伏電圧 ｎ ；ＡＰＤの特性により決まる定数 で示されるようにバイアス電圧に対して非線形であり、
さらにＡＰＤの降伏電圧ＶB 自体が大きな温度依存性を
有しているので、受光電力と温度が共に変化した場合、
ＡＰＤのバイアス電圧を最適に、つまりＳＮＲが最大と
なるように制御することが容易でない。また従来の構成
では、受光電力や温度変化に対し信号対雑音比が常に最
大となるようにＡＰＤのバイアス電圧を最適に設定する
のに多大な時間を要する。
【０００６】これは、受光電力や温度を変化させて、調
整する必要があるためである。
整する必要があるためである。
【０００７】本発明は、受光電力および温度の変化にか
かわりなくＳＮＲを最大に保てる光受信装置を提供する
ことを目的とする。
かわりなくＳＮＲを最大に保てる光受信装置を提供する
ことを目的とする。
【０００８】また本発明は、前記ＳＮＲの計算を効果的
に行う光受信装置を提供することを目的としている。
に行う光受信装置を提供することを目的としている。
【０００９】本発明のさらなる目的は、前記ＳＮＲの制
御を自動的に行う光受信装置を提供することにある。
御を自動的に行う光受信装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光受信装置
は、アバランシェ・フォト・ダイオードと、前記アバラ
ンシェ・フォト・ダイオードの出力する電気信号から信
号成分を抽出する第１のフィルタと、前記アバランシェ
・フォト・ダイオードの出力する電気信号から雑音成分
を抽出する第２のフィルタと、前記第１フィルタで抽出
された信号成分と前記第２フィルタで抽出された雑音成
分に基づき信号対雑音比を計算する演算手段と、前記演
算手段で計算される信号対雑音比が最大値になる電圧を
前記アバランシェ・フォト・ダイオードのバイアス端子
に印加する制御手段とを有する。
は、アバランシェ・フォト・ダイオードと、前記アバラ
ンシェ・フォト・ダイオードの出力する電気信号から信
号成分を抽出する第１のフィルタと、前記アバランシェ
・フォト・ダイオードの出力する電気信号から雑音成分
を抽出する第２のフィルタと、前記第１フィルタで抽出
された信号成分と前記第２フィルタで抽出された雑音成
分に基づき信号対雑音比を計算する演算手段と、前記演
算手段で計算される信号対雑音比が最大値になる電圧を
前記アバランシェ・フォト・ダイオードのバイアス端子
に印加する制御手段とを有する。
【００１１】本発明に係る前記光受信装置の演算手段
は、前記信号成分を検波する第１の検波手段と、前記雑
音成分を検波する第２の検波手段と、前記第１の検波手
段の出力と前記第２の検波手段の出力とに基づき前記信
号対雑音比の計算を行う除算手段とを有する。
は、前記信号成分を検波する第１の検波手段と、前記雑
音成分を検波する第２の検波手段と、前記第１の検波手
段の出力と前記第２の検波手段の出力とに基づき前記信
号対雑音比の計算を行う除算手段とを有する。
【００１２】また、本発明に係る前記光受信装置の制御
手段は、発振器と、該発振器の出力と前記信号対雑音比
を表す信号とを乗算する乗算手段と、該乗算手段の出力
を基準電圧に対して差動増幅する差動増幅手段と、該差
動増幅手段の出力レベルを比例変換するコンバータ手段
と、該コンバータ手段の出力と前記発振器の出力とを重
畳して前記アバランシェ・フォト・ダイオードのバイア
ス端子に印加する電圧を得る加算手段とを有する。
手段は、発振器と、該発振器の出力と前記信号対雑音比
を表す信号とを乗算する乗算手段と、該乗算手段の出力
を基準電圧に対して差動増幅する差動増幅手段と、該差
動増幅手段の出力レベルを比例変換するコンバータ手段
と、該コンバータ手段の出力と前記発振器の出力とを重
畳して前記アバランシェ・フォト・ダイオードのバイア
ス端子に印加する電圧を得る加算手段とを有する。
【００１３】
【作用】従って、本発明に係る光受信装置は、ＡＰＤの
出力信号から信号成分および雑音成分を個別のフィルタ
で抽出し、これらの信号成分及び雑音成分に基づいてＳ
ＮＲを計算し、このＳＮＲが最大となるようにＡＰＤの
バイアス電圧を制御する。
出力信号から信号成分および雑音成分を個別のフィルタ
で抽出し、これらの信号成分及び雑音成分に基づいてＳ
ＮＲを計算し、このＳＮＲが最大となるようにＡＰＤの
バイアス電圧を制御する。
【００１４】また、本発明に係る前記光受信装置の演算
手段は、信号成分と雑音成分とを個別に検波し、その検
波結果の除算を行って信号対雑音比を得る。
手段は、信号成分と雑音成分とを個別に検波し、その検
波結果の除算を行って信号対雑音比を得る。
【００１５】さらに本発明に係る前記光受信装置の制御
手段は、発振器の出力と信号対雑音比を表す信号とを乗
算し、この乗算結果を基準電圧に対して差動増幅した信
号を比例的にレベル変換し、この変換結果と前記発振器
との出力を重畳してＡＰＤのバイアス端子に印加する電
圧を得る。
手段は、発振器の出力と信号対雑音比を表す信号とを乗
算し、この乗算結果を基準電圧に対して差動増幅した信
号を比例的にレベル変換し、この変換結果と前記発振器
との出力を重畳してＡＰＤのバイアス端子に印加する電
圧を得る。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】図１は本発明に係る光受信装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【００１８】図１の光受信装置は、ＡＰＤ１と、このＡ
ＰＤ１の出力する電気信号Ｓ１から信号成分Ｓ３を抽出
するフィルタ３と、ＡＰＤ１の出力する電気信号Ｓ１か
ら雑音成分Ｓ４を抽出するフィルタ４と、フィルタ３で
抽出された信号成分Ｓ３とフィルタ４で抽出された雑音
成分Ｓ４とに基づきＳＮＲ信号Ｓ７を計算する演算手段
である除算器７と、この除算器７で計算されたＳＮＲ信
号Ｓ７が最大値になる電圧Ｓ１４をＡＰＤ１のバイアス
端子１ａに与える制御手段である乗算器８、検波器９、
差動増幅器１０、基準電圧源１１、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ１２、発振器１３、および加算器１４とを有する。
ＰＤ１の出力する電気信号Ｓ１から信号成分Ｓ３を抽出
するフィルタ３と、ＡＰＤ１の出力する電気信号Ｓ１か
ら雑音成分Ｓ４を抽出するフィルタ４と、フィルタ３で
抽出された信号成分Ｓ３とフィルタ４で抽出された雑音
成分Ｓ４とに基づきＳＮＲ信号Ｓ７を計算する演算手段
である除算器７と、この除算器７で計算されたＳＮＲ信
号Ｓ７が最大値になる電圧Ｓ１４をＡＰＤ１のバイアス
端子１ａに与える制御手段である乗算器８、検波器９、
差動増幅器１０、基準電圧源１１、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ１２、発振器１３、および加算器１４とを有する。
【００１９】図１において、ＡＰＤ１は光信号Ｌ１を受
光し電流増倍した信号Ｓ１を出力する。増幅器２はＡＰ
Ｄ１の出力する電気信号Ｓ１を増幅した信号Ｓ２を出力
する。フィルタ３は増幅器２の出力信号Ｓ２の内の信号
成分Ｓ３を抽出し、この信号成分Ｓ３は検波器５で検波
され、その検波信号Ｓ５が除算器７に入力される。
光し電流増倍した信号Ｓ１を出力する。増幅器２はＡＰ
Ｄ１の出力する電気信号Ｓ１を増幅した信号Ｓ２を出力
する。フィルタ３は増幅器２の出力信号Ｓ２の内の信号
成分Ｓ３を抽出し、この信号成分Ｓ３は検波器５で検波
され、その検波信号Ｓ５が除算器７に入力される。
【００２０】また、フィルタ４は増幅器２の出力信号Ｓ
２の内の雑音成分Ｓ４を抽出し、この雑音成分Ｓ４は検
波器６で検波され、その検波信号Ｓ６が除算器７に入力
される。
２の内の雑音成分Ｓ４を抽出し、この雑音成分Ｓ４は検
波器６で検波され、その検波信号Ｓ６が除算器７に入力
される。
【００２１】乗算器８、検波器９、差動増幅器１０、基
準電圧１１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２、発信器１３及
び加算器１４は、前記除算器７で計算されたＳＮＲＳ７
を用いてＡＰＤ１のバイアス端子１ａに印加される電圧
Ｓ１４を、ＳＮＲＳ７が最大になるように制御する制御
手段。
準電圧１１、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２、発信器１３及
び加算器１４は、前記除算器７で計算されたＳＮＲＳ７
を用いてＡＰＤ１のバイアス端子１ａに印加される電圧
Ｓ１４を、ＳＮＲＳ７が最大になるように制御する制御
手段。
【００２２】この関係を図２に示す。 図２（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれＡＰＤ１に印加され
るバイアス電圧Ｓ１４が最適電圧より低いときの発振器
１３の出力Ｓ１３の波形、除算器７の出力Ｓ７の波形、
乗算器８の出力Ｓ８の波形、検波器９の出力Ｓ９の波形
を示し、図２（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）はそれぞ
れバイアス電圧が最適であるときの発振器１３の出力Ｓ
１３の波形、除算器７の出力Ｓ７の波形、乗算器８の出
力Ｓ８の波形、検波器９の出力Ｓ９の波形を示し、図２
（ｉ）、（ｊ）、（ｋ）、（ｌ）はそれぞれバイアス電
圧が最適電圧より高いときの発振器１３の出力Ｓ１３の
波形、除算器７の出力Ｓ７の波形、乗算器８の出力Ｓ８
の波形、検波器９の出力Ｓ９の波形を示す。
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれＡＰＤ１に印加され
るバイアス電圧Ｓ１４が最適電圧より低いときの発振器
１３の出力Ｓ１３の波形、除算器７の出力Ｓ７の波形、
乗算器８の出力Ｓ８の波形、検波器９の出力Ｓ９の波形
を示し、図２（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）はそれぞ
れバイアス電圧が最適であるときの発振器１３の出力Ｓ
１３の波形、除算器７の出力Ｓ７の波形、乗算器８の出
力Ｓ８の波形、検波器９の出力Ｓ９の波形を示し、図２
（ｉ）、（ｊ）、（ｋ）、（ｌ）はそれぞれバイアス電
圧が最適電圧より高いときの発振器１３の出力Ｓ１３の
波形、除算器７の出力Ｓ７の波形、乗算器８の出力Ｓ８
の波形、検波器９の出力Ｓ９の波形を示す。
【００２３】次に本実施の形態の動作について詳細に説
明する。なお、各計算動作はアナログ演算として証明す
るが、適宜ディジタル化することは差し支えない。
明する。なお、各計算動作はアナログ演算として証明す
るが、適宜ディジタル化することは差し支えない。
【００２４】光信号Ｌ１はＡＰＤ１に入力され、電気信
号Ｓ１に変換される。この電気信号Ｓ１は増幅器２で所
要レベルまで増幅され、信号Ｓ２として出力される。
号Ｓ１に変換される。この電気信号Ｓ１は増幅器２で所
要レベルまで増幅され、信号Ｓ２として出力される。
【００２５】この信号Ｓ２の内の信号成分Ｓ３がフィル
タ３で抽出され、信号成分Ｓ３が検波器５に入力され、
その検波電圧Ｓ５が除算器７に入力される。また、信号
電圧Ｓ２の内の雑音成分Ｓ４はフィルタ４で抽出され、
この雑音成分Ｓ４が検波器６に入力され、その検波電圧
Ｓ６が除算器７に入力される。
タ３で抽出され、信号成分Ｓ３が検波器５に入力され、
その検波電圧Ｓ５が除算器７に入力される。また、信号
電圧Ｓ２の内の雑音成分Ｓ４はフィルタ４で抽出され、
この雑音成分Ｓ４が検波器６に入力され、その検波電圧
Ｓ６が除算器７に入力される。
【００２６】除算器７は、信号成分Ｓ３の検波電圧Ｓ５
と雑音成分Ｓ４の検波電圧Ｓ６とを用いてＳＮＲを計算
する。計算されたＳＮＲは信号Ｓ７として乗算器８へ入
力される。
と雑音成分Ｓ４の検波電圧Ｓ６とを用いてＳＮＲを計算
する。計算されたＳＮＲは信号Ｓ７として乗算器８へ入
力される。
【００２７】乗算器８は、除算器７から入力したＳＮＲ
信号Ｓ７と発振器１３からの微小交流電圧Ｓ１３との積
を計算し、この計算結果を表す電圧Ｓ８が検波器９へ出
力される。
信号Ｓ７と発振器１３からの微小交流電圧Ｓ１３との積
を計算し、この計算結果を表す電圧Ｓ８が検波器９へ出
力される。
【００２８】検波器９は、入力した信号Ｓ８を検波し、
その検波電圧Ｓ９を差動増幅器１０へ出力する。差動増
幅器１０は、この検波電圧Ｓ９を、基準電圧源１１から
の基準電圧Ｓ１０に対し差動増幅し、増幅した電圧Ｓ１
１をＤＣ／ＤＣコンバータ１２へ出力する。
その検波電圧Ｓ９を差動増幅器１０へ出力する。差動増
幅器１０は、この検波電圧Ｓ９を、基準電圧源１１から
の基準電圧Ｓ１０に対し差動増幅し、増幅した電圧Ｓ１
１をＤＣ／ＤＣコンバータ１２へ出力する。
【００２９】ＤＣ／ＤＣコンバータ１２はこの入力電圧
Ｓ１１をそれに比例した電圧Ｓ１２にＤＣ／ＤＣ変換
し、この電圧Ｓ１２を加算器１４へ出力する。加算器１
４は、この電圧Ｓ１２と発振器１３からの微小交流電圧
Ｓ１３とを重畳した電圧Ｓ１４をＡＰＤ１のバイアス端
子１ａへ入力する。
Ｓ１１をそれに比例した電圧Ｓ１２にＤＣ／ＤＣ変換
し、この電圧Ｓ１２を加算器１４へ出力する。加算器１
４は、この電圧Ｓ１２と発振器１３からの微小交流電圧
Ｓ１３とを重畳した電圧Ｓ１４をＡＰＤ１のバイアス端
子１ａへ入力する。
【００３０】除算器７から出力されるＳＮＲ信号Ｓ７
は、ＡＰＤ１のバイアス電圧Ｓ１４に応じ図３のように
変化する。このためＳＮＲ信号Ｓ７は、ＡＰＤ１のバイ
アス電圧Ｓ１４が最適バイアス点より低いときには発振
器１３の微小交流電圧Ｓ１３と位相が同じになり、最適
バイアス点より高いときには微小交流電圧Ｓ１３と位相
が１８０°異なる。例えば、バイアス電圧Ｓ１４が最適
電圧値より低いときにはａ１からａ２のように変化し、
バイアス電圧Ｓ１４が最適電圧値のときにはｂ１からｂ
２のように変化し、バイアス電圧Ｓ１４が最適電圧値よ
り高いときにはｃ１からｃ２のように変化する。
は、ＡＰＤ１のバイアス電圧Ｓ１４に応じ図３のように
変化する。このためＳＮＲ信号Ｓ７は、ＡＰＤ１のバイ
アス電圧Ｓ１４が最適バイアス点より低いときには発振
器１３の微小交流電圧Ｓ１３と位相が同じになり、最適
バイアス点より高いときには微小交流電圧Ｓ１３と位相
が１８０°異なる。例えば、バイアス電圧Ｓ１４が最適
電圧値より低いときにはａ１からａ２のように変化し、
バイアス電圧Ｓ１４が最適電圧値のときにはｂ１からｂ
２のように変化し、バイアス電圧Ｓ１４が最適電圧値よ
り高いときにはｃ１からｃ２のように変化する。
【００３１】従って、除算器７から出力されたＳＮＲ信
号Ｓ７と発信部１３から出力された微小交流電圧Ｓ１３
との積を計算する乗算器８の出力電圧Ｓ８は、図２の
（ｃ）、（ｇ）、（ｋ）のようになり、バイアス電圧Ｓ
１４が最適電圧のときの乗算器８の出力Ｓ８の波形の最
大値をＡ、最小値を−Ａとすれば、バイアス電圧Ｓ１４
が最適電圧より低いときの乗算器８の出力Ｓ８の波形は
最大値がＡ、最小値が−Ｂ１（−Ｂ１＞−Ａ）となり、
バイアス電圧が最適電圧より高いときの乗算器８の出力
Ｓ８の波形は最大値がＢ２（Ｂ２＜Ａ）、最小値が−Ａ
となる。
号Ｓ７と発信部１３から出力された微小交流電圧Ｓ１３
との積を計算する乗算器８の出力電圧Ｓ８は、図２の
（ｃ）、（ｇ）、（ｋ）のようになり、バイアス電圧Ｓ
１４が最適電圧のときの乗算器８の出力Ｓ８の波形の最
大値をＡ、最小値を−Ａとすれば、バイアス電圧Ｓ１４
が最適電圧より低いときの乗算器８の出力Ｓ８の波形は
最大値がＡ、最小値が−Ｂ１（−Ｂ１＞−Ａ）となり、
バイアス電圧が最適電圧より高いときの乗算器８の出力
Ｓ８の波形は最大値がＢ２（Ｂ２＜Ａ）、最小値が−Ａ
となる。
【００３２】なお、検波器９の出力電圧Ｓ９は、図２の
（ｄ）、（ｈ）、（ｌ）、のようにバイアス電圧Ｓ１４
が最適バイアス点より低いときにはプラスであり、バイ
アス電圧Ｓ１４が最適バイアス点のときには０であり、
バイアス電圧Ｓ１４が最適バイアス点より高いときには
マイナスである。
（ｄ）、（ｈ）、（ｌ）、のようにバイアス電圧Ｓ１４
が最適バイアス点より低いときにはプラスであり、バイ
アス電圧Ｓ１４が最適バイアス点のときには０であり、
バイアス電圧Ｓ１４が最適バイアス点より高いときには
マイナスである。
【００３３】従って、本実施の形態によればバイアス電
圧Ｓ１４が最適値より低い場合にはバイアス電圧Ｓ１４
が増加し、最適電圧値より高い場合にはバイアス電圧Ｓ
１４が減少するように動作し、このため、ＡＰＤ１のバ
イアス電圧Ｓ１４は、ＳＮＲが最大となる最適のバイア
ス電圧値に常時に制御される。
圧Ｓ１４が最適値より低い場合にはバイアス電圧Ｓ１４
が増加し、最適電圧値より高い場合にはバイアス電圧Ｓ
１４が減少するように動作し、このため、ＡＰＤ１のバ
イアス電圧Ｓ１４は、ＳＮＲが最大となる最適のバイア
ス電圧値に常時に制御される。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、ＡＰＤの出力信号から
信号成分および雑音成分を個別のフィルタで抽出し、そ
の検波結果を用いてＳＮＲを計算し、その値が常時最大
となるようにＡＰＤのバイアス電圧を制御しているの
で、受光電力と温度が共に変化しても最適な制御を行う
ことができる。
信号成分および雑音成分を個別のフィルタで抽出し、そ
の検波結果を用いてＳＮＲを計算し、その値が常時最大
となるようにＡＰＤのバイアス電圧を制御しているの
で、受光電力と温度が共に変化しても最適な制御を行う
ことができる。
【００３５】従って、オペレーターが調整する必要も無
く、また時間もかからない。
く、また時間もかからない。
【００３６】また、本発明に係る光受信装置は、ＡＰＤ
の出力信号から信号成分および雑音成分を個別のフィル
タで抽出し、これらの信号成分及び雑音成分に基づいて
ＳＮＲを計算し、このＳＮＲが最大となるようにＡＰＤ
のバイアス電圧を制御しているので、ＳＮＲの計算を効
果的に行える。
の出力信号から信号成分および雑音成分を個別のフィル
タで抽出し、これらの信号成分及び雑音成分に基づいて
ＳＮＲを計算し、このＳＮＲが最大となるようにＡＰＤ
のバイアス電圧を制御しているので、ＳＮＲの計算を効
果的に行える。
【００３７】また、本発明に係る光受信装置の制御手段
は、発振器の出力と信号対雑音比を表す信号とを乗算
し、この乗算結果を基準電圧に対して差動増幅した信号
を比例的にレベル変換し、この変換結果と前記発振器と
の出力を重畳してＡＰＤのバイアス端子に印加する電圧
を得ているので、ＳＮＲの制御を自動的に行える。
は、発振器の出力と信号対雑音比を表す信号とを乗算
し、この乗算結果を基準電圧に対して差動増幅した信号
を比例的にレベル変換し、この変換結果と前記発振器と
の出力を重畳してＡＰＤのバイアス端子に印加する電圧
を得ているので、ＳＮＲの制御を自動的に行える。
【図１】本発明の１実施の形態に係る光受信装置の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】ＡＰＤバイアス電圧が最適電圧より下、最適電
圧、最適電圧より上のときの信号波形図である。
圧、最適電圧より上のときの信号波形図である。
【図３】ＡＰＤのバイアス電圧とＳＮＲとの関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図４】従来の光受信装置の構成を示すブロック図であ
る。
る。
１ アバランシェ・フォト・ダイオード（ＡＰＤ） １ａ バイアス端子 ２ 増幅器 ３，４ フィルタ ５，６ 検波器 ７ 除算器 ８ 乗算器 ９ 検波器 １０ 差動増幅器 １１ 基準電圧源 １２ ＤＣ／ＤＣコンバータ １３ 発振器 １４ 加算器
Claims (3)
- 【請求項１】 アバランシェ・フォト・ダイオードと、 前記アバランシェ・フォト・ダイオードの出力する電気
信号から信号成分を抽出する第１のフィルタと、 前記アバランシェ・フォト・ダイオードの出力する電気
信号から雑音成分を抽出する第２のフィルタと、 前記第１フィルタで抽出された信号成分と、前記第２フ
ィルタで抽出された雑音成分とに基づき信号対雑音比を
計算する演算手段と、 前記演算手段で計算される信号対雑音比が最大値になる
電圧を前記アバランシェ・フォト・ダイオードのバイア
ス端子に印加する制御手段とを有することを特徴とする
光受信装置。 - 【請求項２】 前記演算手段は、 前記信号成分を検波する第１の検波手段と、 前記雑音成分を検波する第２の検波手段と、 前記第１の検波手段の出力と前記第２の検波手段の出力
とに基づき前記信号対雑音比の計算を行う除算手段とを
有することを特徴とする請求項１記載の光受信装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は、 発振器と、 該発振器の出力と前記信号対雑音比を表す信号とを乗算
する乗算手段と、 該乗算手段の出力を基準電圧に対して差動増幅する差動
増幅手段と、 該差動増幅手段の出力レベルを比例変換するコンバータ
手段と、 該コンバータ手段の出力と前記発振器の出力とを重畳し
て前記アバランシェ・フォト・ダイオードのバイアス端
子に印加する電圧を得る加算手段とを有することを特徴
とする請求項１記載の光受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8133855A JPH09321710A (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 光受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8133855A JPH09321710A (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 光受信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09321710A true JPH09321710A (ja) | 1997-12-12 |
Family
ID=15114619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8133855A Pending JPH09321710A (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 光受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09321710A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7214924B2 (en) | 2003-09-19 | 2007-05-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light-receiving method of an avalanche photodiode and a bias control circuit of the same |
| KR20170141072A (ko) * | 2016-06-14 | 2017-12-22 | 광주과학기술원 | 위상 광섬유 시험기를 위한 잡음 저감 장치 |
| KR20190076725A (ko) * | 2017-12-22 | 2019-07-02 | 주식회사 에스오에스랩 | 라이다 시스템 및 그의 동작 방법 |
| JP2021039066A (ja) * | 2019-09-05 | 2021-03-11 | 株式会社東芝 | 光検出装置及び電子装置 |
-
1996
- 1996-05-28 JP JP8133855A patent/JPH09321710A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7214924B2 (en) | 2003-09-19 | 2007-05-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light-receiving method of an avalanche photodiode and a bias control circuit of the same |
| US7282692B2 (en) | 2003-09-19 | 2007-10-16 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light receiving method of an avalanche photodiode and a bias control circuit of the same |
| KR20170141072A (ko) * | 2016-06-14 | 2017-12-22 | 광주과학기술원 | 위상 광섬유 시험기를 위한 잡음 저감 장치 |
| KR20190076725A (ko) * | 2017-12-22 | 2019-07-02 | 주식회사 에스오에스랩 | 라이다 시스템 및 그의 동작 방법 |
| JP2021039066A (ja) * | 2019-09-05 | 2021-03-11 | 株式会社東芝 | 光検出装置及び電子装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19991019 |