JPH0998037A - 可変利得増幅回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受光素子から出力された電気信号の低周波域
及び高周波域の信号レベルをそれぞれ規定レベルに増幅
し、その際の消費電力が小さい可変利得増幅回路を提供
する。 【解決手段】 出力レベル調整回路30は、自動利得制御
回路23からの制御信号によって設定された減衰量に応じ
て電気信号の低周波域及び高周波域の信号レベル信号を
それぞれ減衰して後置増幅器22に出力する。後置増幅器
22は電気信号を増幅して分波器11に出力する。分波器11
は電気信号を２分岐して、一方の電気信号を出力端子13
に出力し、かつ他方の電気信号を自動利得制御回路23に
出力する。自動利得制御回路23は、入力された電気信号
の低周波域の信号レベル及び高周波域の信号レベルをそ
れぞれ検出し、低周波域及び高周波域に対する検出値に
対応させて第１可変減衰器及び第２可変減衰器に対して
それぞれ制御信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、周波数分割多重光伝送
システムに適用される光受信器において受光素子から出
力された電気信号を増幅する可変利得増幅回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】複数の映像信号等を伝送する装置として
は、例えば、それぞれの信号をＡＭ(Ａmplitude Ｍodul
ation)方式やＦＭ(Ｆrequency Ｍodulation)方式などの
異なった変調方式で変調して異なった周波数帯域で周波
数多重して、光信号に変換して伝送する光伝送システム
があり、このような光伝送システムは、伝送された光信
号を一定レベルの電気信号に変換する光受信器を備え、
この光受信器においては、受光素子によって光信号を電
気信号に変換し、この電気信号を可変利得増幅回路によ
って一定レベルに増幅して外部に出力する。この際、光
受信器では、入力する光信号レベルが変動した場合で
も、帯域毎にそれぞれ異なる値に設定された定格の出力
レベルを得るために、光信号レベルの変動に対応させて
帯域毎に可変利得増幅回路の利得を制御する。

【０００３】図４は光伝送システムの光受信器に用いら
れる従来の可変利得増幅回路の構成を示すブロック図で
ある。図４において、１は受光素子、２及び３は、それ
ぞれ受光素子１に接続した低周波域通過濾過器(以下、
ＬＰＦという)及び高周波域通過濾過器(以下、ＨＰＦと
いう)、４，５及び６は第１前置増幅器，第１可変減衰
器及び第１後置増幅器であって、第１前置増幅器４，第
１可変減衰器５，第１後置増幅器６の順でＬＰＦ２に縦
属接続している。また、７，８及び９は第２前置増幅
器，第２可変減衰器及び第２後置増幅器であって、第２
前置増幅器７，第２可変減衰器８，第２後置増幅器９の
順でＨＰＦ３に縦属接続している。

【０００４】10は、第１後置増幅器４と第２後置増幅器
９とにそれぞれ接続した合波器、11は合波器10に接続し
た分波器、12は自動利得制御回路である。分波器11は、
合波器10から出力された電気信号を２分岐して、一方の
電気信号を自動利得制御回路12に出力する。自動利得制
御回路12は２つの制御信号出力端子を備え、これらの制
御信号出力端子は、それぞれ第１可変減衰器５の制御信
号入力端子及び第２可変減衰器８の制御信号入力端子に
接続している。

【０００５】以上のように構成された従来の可変利得増
幅回路について、その動作を説明する。まず、光受信器
に入力した光信号は、受信素子１によって電気信号に変
換され、受光素子１は電気信号をＬＰＦ２及びＨＰＦ３
に出力する。ＬＰＦ２は低周波域の電気信号のみを第１
前置増幅器４に通過させ、第１前置増幅器４は低周波域
信号を増幅して第１可変減衰器５に出力する。第１可変
減衰器５は、低周波域信号を一定の出力レベルになるよ
うに減衰して第１後置増幅器６に出力し、第１後置増幅
器６は低周波域信号を増幅して合波器10に出力する。

【０００６】一方、ＨＰＦ３は高周波域の電気信号のみ
を第２前置増幅器７に通過させ、第２前置増幅器７は高
周波域信号を増幅して第２可変減衰器８に出力する。第
２可変減衰器８は、高周波域信号を一定の出力レベルに
なるように減衰して第２後置増幅器９に出力し、第２後
置増幅器９は高周波域信号を増幅して合波器10に出力す
る。合波器10は、低周波域信号及び高周波域信号を合波
して分波器11に出力する。分波器11は、低周波域信号及
び高周波域信号が合波された電気信号を２分岐し、一方
の電気信号を自動利得制御回路12に出力するとともに、
他方の電気信号を出力端子13に出力する。

【０００７】自動利得制御回路12は、入力した電気信号
における低周波域の信号レベル及び高周波域の信号レベ
ルを検出して、低周波域及び高周波域の信号レベルをそ
れぞれ規定されたレベルにするように第１可変減衰器５
及び第２可変減衰器８に制御信号を出力する。第１可変
減衰器５は自動利得制御回路12からの制御信号に対応さ
せて低周波域信号に対する減衰量を変化させ、同時に第
２可変減衰器８は自動利得制御回路12からの制御信号に
対応させて高周波域信号に対する減衰量を変化させる。
このことにより、出力端子13から出力される電気信号に
おける低周波域及び高周波域の信号レベルがそれぞれ規
定されたレベルに制御される。

【０００８】このように可変利得増幅回路においては、
光受信器に入力する光信号のレベルが変動した場合で
も、出力端子13から出力される電気信号における低周波
域の信号レベル及び高周波域の信号レベルがそれぞれ規
定レベルに制御される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の可変利得増幅回路では、受光素子１から
の低周波域の信号レベル及び高周波域の信号レベルをそ
れぞれ規定のレベルに制御するため、ＬＰＦ２を通過し
た低周波域信号及びＨＰＦ３を通過した高周波域信号に
対して可変減衰器５，８及び後置増幅器６，９がそれぞ
れ１組ずつ必要になることにより、消費電力が大きいと
いう問題があった。

【００１０】本発明は、上記のような問題を解決するも
のであり、受光素子から出力された電気信号の低周波域
及び高周波域の信号レベルをそれぞれ規定レベルに増幅
し、その際の消費電力が小さい可変利得増幅回路を提供
することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の請求項１記載の可変利得増幅回路は、低周
波域と高周波域との帯域でそれぞれ搬送波を周波数軸上
に多重化し、この多重化された搬送波を光信号に変換し
て伝送し、伝送された光信号を受光素子によって電気信
号に変換する周波数分割多重光伝送システムにおける受
光素子から出力された電気信号の低周波域及び高周波域
をそれぞれ予め規定された信号レベルに増幅する可変利
得増幅回路において、電気信号における低周波域及び高
周波域に対する減衰量をそれぞれ制御信号に対応させて
設定し、受光素子からの電気信号における低周波域及び
高周波域をそれぞれ前記減衰量に応じて減衰する出力レ
ベル調整回路と、この出力レベル調整回路から出力され
た電気信号を所定の出力レベルに増幅して出力する後置
増幅器と、この後置増幅器から出力された電気信号にお
ける低周波域及び高周波域の信号レベルをそれぞれ検出
し、電気信号における低周波域及び高周波域の信号レベ
ルが予め規定された値に制御されるように、低周波域及
び高周波域の信号レベル検出値にそれぞれ対応する前記
制御信号を出力レベル調整回路に出力する自動利得制御
回路とを備えたことを特徴とする。

【００１２】さらに、請求項２記載の可変利得増幅回路
は、前記出力レベル調整回路が、受光素子からの電気信
号における低周波域及び高周波域を、第１のダイオード
及び第２のダイオードによってそれぞれ減衰し、かつ前
記自動利得制御回路が、前記低周波域及び高周波域の信
号レベル検出値にそれぞれ対応する第１の制御電圧及び
第２の制御電圧を、前記第１のダイオード及び第２のダ
イオードにそれぞれ印加することを特徴とする。

【００１３】

【作用】上記の請求項１記載の可変利得増幅回路によれ
ば、自動利得制御回路が、後置増幅器から出力される電
気信号の低周波域の信号レベル及び高周波域の信号レベ
ルが規定された値になるように電気信号の低周波域及び
高周波域に対する減衰量を制御し、出力レベル調整回路
から出力された電気信号を単一の後置増幅器によって増
幅することにより、電気信号の低周波域の信号レベル及
び高周波域の信号レベルが規定された値に制御された所
定出力レベルの電気信号を後置増幅器から出力できる。

【００１４】さらに、請求項２記載の可変利得増幅回路
によれば、出力レベル調整回路が、受光素子からの電気
信号における低周波域及び高周波域を、第１のダイオー
ド及び第２のダイオードによってそれぞれ減衰し、かつ
自動利得制御回路が、低周波域及び高周波域の信号レベ
ル検出値にそれぞれ対応する第１の制御電圧及び第２の
制御電圧を、前記第１のダイオード及び第２のダイオー
ドにそれぞれ印加することにより、出力レベル調整回路
に、電気信号の低周波域及び高周波域に対する減衰量が
第１の制御電圧及び第２の制御電圧に対応してそれぞれ
設定される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は光伝送システムの光受信器に用
いられる本発明の可変利得増幅回路の一実施例の構成を
示すブロック図であり、図４に基づいて説明した部材に
対応する部材については同一符号を付して示し、その説
明は省略する。また、図２は本実施例の可変利得増幅回
路における出力レベル調整回路の一例を示す回路図であ
る。図１において、21は２つの入力端子及び１つの出力
端子を備えた合波器であり、この合波器21の２つの入力
端子には、それぞれ第１前置増幅器４と第２前置増幅器
７とが接続している。22は後置増幅器、23は自動利得制
御回路、30は出力レベル調整回路である。

【００１６】図２において、31は合波器21の出力端子に
接続した入力端子、32は第１可変減衰器、33は抵抗、34
はコンデンサ、35は第２可変減衰器、36は後置増幅器22
に接続した出力端子である。第１可変減衰器32の一端は
入力端子31に接続し、第１可変減衰器32の他端は、抵抗
33と出力端子36と第２可変減衰器35に接続されたコンデ
ンサ34とにそれぞれ接続し、抵抗33及び第２可変減衰器
35はそれぞれ接地している。ここで、第１可変減衰器31
及び第２可変減衰器35は、例えば、ダイオードによって
構成する。このように可変減衰器32，35をダイオードに
よって構成した場合には、外部から可変減衰器32，35に
印加する電圧信号の電圧を変化させることにより、可変
減衰器32，35の減衰量がそれぞれ変化する。

【００１７】次に、以上のように構成された本実施例の
可変利得増幅回路について、その動作を説明する。ま
ず、光受信器に入力した光信号は、受信素子１によって
電気信号に変換され、受光素子１は電気信号をＬＰＦ２
及びＨＰＦ３に出力する。ＬＰＦ２は低周波域の電気信
号のみを第１前置増幅器４に通過させ、第１前置増幅器
４は低周波域信号を増幅して合波器21に出力する。一
方、ＨＰＦ３は高周波域の電気信号のみを第２前置増幅
器７に通過させ、第２前置増幅器７は高周波域信号を増
幅して合波器21に出力する。合波器21は、低周波域信号
及び高周波域信号を合波して出力レベル調整回路30に出
力する。

【００１８】図３は本実施例における出力レベル調整回
路における利得対周波数特性を示す特性図であり、実線
(a)は、出力レベル調整回路30の第１可変減衰器32の減
衰量及び第２可変減衰器35の減衰量がある初期値に設定
されている場合に、出力レベル調整回路30から出力され
る電気信号の周波数に対する利得分布を示している。ま
た、鎖線(b)は、第１可変減衰器32の減衰量のみを初期
値から一定量変化させた場合の電気信号における周波数
に対する利得分布を示している。また、破線(c)は、第
２可変減衰器35の減衰量のみを初期値から一定量変化さ
せた場合の電気信号の周波数に対する利得分布を示して
いる。

【００１９】第１可変減衰器32の減衰量を変化させるこ
とにより、実線(a)で示す電気信号の周波数に対する利
得分布は、鎖線(b)で示すように、減衰量の変化量に対
応して低周波域から高周波域までの全域に対する利得が
同じ比で変化する。また、第２可変減衰器35の減衰量を
変化させることにより、実線(a)で示す電気信号の周波
数に対する利得分布は、破線(c)で示すように、減衰量
の変化量に対応して高周波域に対する利得が変化する。
すなわち、第１可変減衰器32の減衰量と第２可変減衰器
35の減衰量とを双方、あるいは一方のみ変化させること
により、電気信号の低周波域と高周波域とに対する利得
をそれぞれ変化させることが可能になる。

【００２０】出力レベル調整回路30は、自動利得制御回
路23からの制御信号に応じて電気信号の低周波域及び高
周波域の信号レベルをそれぞれ減衰して後置増幅器22に
出力する。後置増幅器22は、電気信号の全域を均一に増
幅して分波器11に出力する。分波器11は電気信号を２分
岐して、一方の電気信号を出力端子13に出力し、かつ他
方の電気信号を自動利得制御回路23に出力する。自動利
得制御回路23は、入力された電気信号の低周波域の信号
レベル及び高周波域の信号レベルをそれぞれ検出し、低
周波域及び高周波域に対する検出値に対応させて第１可
変減衰器32及び第２可変減衰器35に対してそれぞれ制御
信号を出力することにより、出力端子13から出力される
電気信号の低周波域の信号レベル及び高周波域の信号レ
ベルが規定された値になるように出力レベル調整回路30
における電気信号の低周波域及び高周波域に対する利得
を制御する。

【００２１】以上説明したように、本実施例の可変利得
増幅回路によれば、自動利得制御回路23が出力端子13か
ら出力される電気信号の低周波域の信号レベル及び高周
波域の信号レベルが規定された値になるように出力レベ
ル調整回路30における電気信号の低周波域及び高周波域
に対する利得を制御し、出力レベル調整回路30から出力
された電気信号を単一の後置増幅器22によって増幅する
ことにより、電気信号の低周波域の信号レベル及び高周
波域の信号レベルがそれぞれ規定された値に制御された
所定出力レベルの電気信号を出力端子13に出力できる。
このため、従来の可変利得増幅回路のように、低周波域
信号と高周波域信号とをそれぞれ２つの後置増幅器によ
って増幅し、増幅した低周波域信号と高周波域信号と合
波する必要がなくなるので、電気信号における低周波域
及び高周波域の信号レベルを、それぞれ規定値に制御す
る場合であっても、必要となる後置増幅器の数が減少し
て消費電力を低減することができるとともに、回路規模
を小さくして小型化が可能になる。

【００２２】なお、上記した本実施例の説明では、利得
対周波数特性において高周波域に対して低周波域で高利
得になるように電気信号を増幅する可変利得増幅回路を
説明したが、逆に低周波域に対して高周波域で高利得に
なるように電気信号を増幅する可変利得増幅回路の場合
には、図２に示すコンデンサ34をインダクタに置き換え
ることにより、低周波域に対して高周波域の利得を高く
することが可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項に
記載した可変利得増幅回路によれば、自動利得制御回路
が、後置増幅器から出力される電気信号の低周波域の信
号レベル及び高周波域の信号レベルが規定された値にな
るように、出力レベル調整回路における電気信号の低周
波域及び高周波域に対する減衰量を制御し、出力レベル
調整回路から出力された電気信号を単一の後置増幅器に
よって増幅することにより、電気信号の低周波域及び高
周波域の信号レベルがそれぞれ規定された値に制御され
た所定出力レベルの電気信号を後置増幅器から出力でき
る。このため、従来の可変利得増幅回路のように、低周
波域信号と高周波域信号とをそれぞれ２つの後置増幅器
によって増幅し、増幅した低周波域信号と高周波域信号
と合波する必要がなくなるので、電気信号における低周
波域及び高周波域の信号レベルを、それぞれ規定値に制
御する場合であっても、必要となる後置増幅器の数が減
少して消費電力を低減することができるとともに、回路
規模を小さくして小型化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光伝送システムの光受信器に用いられる本発明
の可変利得増幅回路の一実施例の構成を示すブロック図
である。

【図２】本実施例の可変利得増幅回路における出力レベ
ル調整回路の一例を示す回路図である。

【図３】本実施例における出力レベル調整回路における
利得対周波数特性を示す特性図である。

【図４】光伝送システムの光受信器に用いられる従来の
可変利得増幅回路の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】 １…受光素子、 ２…ＬＰＦ(低周波域通過濾過器)、
３…ＨＰＦ(高周波域通過濾過器)、 ４…第１前置増幅
器、 ７…第２前置増幅器、 11…分波器、13…出力端
子、 21…合波器、 22…後置増幅器、 23…自動利得
制御回路、30…出力レベル調整回路、 31…入力端子、
32…第１可変減衰器、 33…抵抗、34…コンデンサ、
35…第２可変減衰器、 36…出力端子。

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低周波域と高周波域との帯域でそれぞれ
   搬送波を周波数軸上に多重化し、この多重化された搬送
   波を光信号に変換して伝送し、伝送された光信号を受光
   素子によって電気信号に変換する周波数分割多重光伝送
   システムにおける受光素子から出力された電気信号の低
   周波域及び高周波域をそれぞれ予め規定された信号レベ
   ルに増幅する可変利得増幅回路において、 電気信号における低周波域及び高周波域に対する減衰量
   をそれぞれ制御信号に対応させて設定し、受光素子から
   の電気信号における低周波域及び高周波域をそれぞれ前
   記減衰量に応じて減衰する出力レベル調整回路と、 この出力レベル調整回路から出力された電気信号を所定
   の出力レベルに増幅して出力する後置増幅器と、 この後置増幅器から出力された電気信号における低周波
   域及び高周波域の信号レベルをそれぞれ検出し、電気信
   号における低周波域及び高周波域の信号レベルが予め規
   定された値に制御されるように、低周波域及び高周波域
   の信号レベル検出値にそれぞれ対応する前記制御信号を
   出力レベル調整回路に出力する自動利得制御回路と、 を備えたことを特徴とする可変利得増幅回路。
2. 【請求項２】 前記出力レベル調整回路が、受光素子か
   らの電気信号における低周波域及び高周波域を、第１の
   ダイオード及び第２のダイオードによってそれぞれ減衰
   し、かつ前記自動利得制御回路が、前記低周波域及び高
   周波域の信号レベル検出値にそれぞれ対応する第１の制
   御電圧及び第２の制御電圧を、前記第１のダイオード及
   び第２のダイオードにそれぞれ印加することを特徴とす
   る請求項１記載の可変利得増幅回路。