JPH10107555A - 光受信回路およびその制御方法 - Google Patents
光受信回路およびその制御方法Info
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- JPH10107555A JPH10107555A JP8258671A JP25867196A JPH10107555A JP H10107555 A JPH10107555 A JP H10107555A JP 8258671 A JP8258671 A JP 8258671A JP 25867196 A JP25867196 A JP 25867196A JP H10107555 A JPH10107555 A JP H10107555A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来の光受信回路では、光の入力レベルが低い
領域で瞬時的に光の入力レベルが変動する場合、高電圧
回路の時定数が大きいため信号を識別再生する際に符号
誤りが生じる。 【解決手段】前置増幅器の出力信号の平均値を平均値検
出回路で検出し、これにより受光素子の逆バイアスを制
御する。平均値検出回路は高速化が容易であり、高圧回
路の時定数を相対的に小さくできるので、入力光の瞬時
的なレベル変動があっても符号誤りを低減できる。
領域で瞬時的に光の入力レベルが変動する場合、高電圧
回路の時定数が大きいため信号を識別再生する際に符号
誤りが生じる。 【解決手段】前置増幅器の出力信号の平均値を平均値検
出回路で検出し、これにより受光素子の逆バイアスを制
御する。平均値検出回路は高速化が容易であり、高圧回
路の時定数を相対的に小さくできるので、入力光の瞬時
的なレベル変動があっても符号誤りを低減できる。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は光通信システムの光
受信回路に関し、特に、瞬時的な入力レベル変動にも高
速応答可能な光受信回路に関する。
受信回路に関し、特に、瞬時的な入力レベル変動にも高
速応答可能な光受信回路に関する。
【０００１】
【従来の技術】図６は、特開平７−３８３５７号公報に
示された従来の光受信回路の一例である。
示された従来の光受信回路の一例である。
【０００２】光通信システムに使用される光受信回路
は、光伝送路（通常光ファイバケーブルを使用する）か
らの光信号を受信し、電気信号に変換した後、所定の電
圧振幅まで増幅し、さらに識別再生する構成となってい
る。
は、光伝送路（通常光ファイバケーブルを使用する）か
らの光信号を受信し、電気信号に変換した後、所定の電
圧振幅まで増幅し、さらに識別再生する構成となってい
る。
【０００３】図７中、ＡＰＤ（アバランシェ・フォト・
ダイオード）１は、光信号を電流信号に変換する半導体
素子である。ＡＰＤ１からの電流信号は、電流／電圧変
換型前置増幅器２（以下Ｐｒｅ−Ａｍｐと略す）によ
り、電圧信号に変換、増幅される。Ｐｒｅ−Ａｍｐ２の
出力は、利得可変増幅器（以下ＡＧＣ−増幅器と略す）
３により、さらに増幅され、二つに分配され、一方はピ
ーク検出回路５、もう一方は識別回路に入力される。
ダイオード）１は、光信号を電流信号に変換する半導体
素子である。ＡＰＤ１からの電流信号は、電流／電圧変
換型前置増幅器２（以下Ｐｒｅ−Ａｍｐと略す）によ
り、電圧信号に変換、増幅される。Ｐｒｅ−Ａｍｐ２の
出力は、利得可変増幅器（以下ＡＧＣ−増幅器と略す）
３により、さらに増幅され、二つに分配され、一方はピ
ーク検出回路５、もう一方は識別回路に入力される。
【０００４】ピーク検出回路５は入力振幅に応じた直流
電圧を出力する回路であり、この直流電圧が基準電圧と
比較され、この差を圧縮するように、ＡＧＣ−増幅器３
の利得が制御され、その出力信号の振幅が一定に保たれ
る。これにより光入力レベルが変化しても識別回路に入
力される信号の振幅を一定に保つことが可能となる。
電圧を出力する回路であり、この直流電圧が基準電圧と
比較され、この差を圧縮するように、ＡＧＣ−増幅器３
の利得が制御され、その出力信号の振幅が一定に保たれ
る。これにより光入力レベルが変化しても識別回路に入
力される信号の振幅を一定に保つことが可能となる。
【０００５】また図６ではさらに、それ以上の光入力レ
ベルの低下に対して、ＡＰＤ１の自己増倍度（Ｍ）を制
御することにより、光入力ダイナミックレンジの拡大が
可能である。
ベルの低下に対して、ＡＰＤ１の自己増倍度（Ｍ）を制
御することにより、光入力ダイナミックレンジの拡大が
可能である。
【０００６】ＡＰＤ１の自己増倍度（Ｍ）を制御する負
帰還ループは、第１の時定数回路１１、直流増幅器１
２、高圧回路９、第２の時定数回路１３で構成される。
帰還ループは、第１の時定数回路１１、直流増幅器１
２、高圧回路９、第２の時定数回路１３で構成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図７に示した
従来の技術においては、瞬時的に光の入力レベル変動が
あった場合、信号を識別再生する際に符号誤りが生じる
という問題がある。
従来の技術においては、瞬時的に光の入力レベル変動が
あった場合、信号を識別再生する際に符号誤りが生じる
という問題がある。
【０００８】その理由は、特に光入力レベルが低く、Ａ
ＰＤ１のＭを制御することにより負帰還を施している領
域においては、高電圧回路の時定数が大きいため、瞬時
的なレベル変動があった場合、識別回路４に入力される
信号振幅が瞬時的に小さくなるためである。
ＰＤ１のＭを制御することにより負帰還を施している領
域においては、高電圧回路の時定数が大きいため、瞬時
的なレベル変動があった場合、識別回路４に入力される
信号振幅が瞬時的に小さくなるためである。
【０００９】上記高電圧回路の時定数は小さくすること
が可能であるが、その時定数を小さくすると負帰還回路
全体の動作が不安定になりやすく、発振等を引き起こし
てしまう。
が可能であるが、その時定数を小さくすると負帰還回路
全体の動作が不安定になりやすく、発振等を引き起こし
てしまう。
【００１０】すなわち、高電圧発生回路の時定数を小さ
くした場合、同じ負帰還回路中のピーク検出回路５の時
定数との差が小さくなり、発振等の誤動作が生じる。
くした場合、同じ負帰還回路中のピーク検出回路５の時
定数との差が小さくなり、発振等の誤動作が生じる。
【００１１】本発明の目的は、従来の光受信回路におい
て、光入力信号の瞬時的なレベル変動があった場合でも
符号誤りを生じず、安定で、高速化が可能な光受信回路
を提供することにある。
て、光入力信号の瞬時的なレベル変動があった場合でも
符号誤りを生じず、安定で、高速化が可能な光受信回路
を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の光受信回路は、光信号が入力する受光素子と、該受
光素子が出力する電流信号を電圧に変換する前置増幅器
と、該電圧信号を増幅する自動利得制御増幅器と、該増
幅された出力電圧のピーク値を検出し該自動利得制御増
幅器を制御するピーク検出回路と、前置増幅器の出力を
受け受光素子を制御する平均値検出回路を備えている。
明の光受信回路は、光信号が入力する受光素子と、該受
光素子が出力する電流信号を電圧に変換する前置増幅器
と、該電圧信号を増幅する自動利得制御増幅器と、該増
幅された出力電圧のピーク値を検出し該自動利得制御増
幅器を制御するピーク検出回路と、前置増幅器の出力を
受け受光素子を制御する平均値検出回路を備えている。
【００１３】また上記光受信回路については、自動利得
制御増幅器の利得が最大になった後は、平均値検出回路
の出力に基づいて受光素子の増倍率を制御する。
制御増幅器の利得が最大になった後は、平均値検出回路
の出力に基づいて受光素子の増倍率を制御する。
【００１４】本発明の光受信回路およびその制御方法
は、前置増幅器の出力の平均値検出を行なうことが特徴
である。平均値検出回路は、回路の構成が容易で、か
つ、ピーク検出回路などに比べ高速である。
は、前置増幅器の出力の平均値検出を行なうことが特徴
である。平均値検出回路は、回路の構成が容易で、か
つ、ピーク検出回路などに比べ高速である。
【００１５】したがって、平均値検出回路と高電圧回路
を含む負帰還回路において、平均値検出回路の時定数が
小さくなれば、これに対応して高電圧回路の時定数を小
さくしても、２つの時定数の差を大きくすることができ
る。この結果、本発明では高電圧回路の時定数を小さく
することにより、瞬時的なレベルの低下に対して高速で
追随できるので、符号誤りを防ぐことができる。
を含む負帰還回路において、平均値検出回路の時定数が
小さくなれば、これに対応して高電圧回路の時定数を小
さくしても、２つの時定数の差を大きくすることができ
る。この結果、本発明では高電圧回路の時定数を小さく
することにより、瞬時的なレベルの低下に対して高速で
追随できるので、符号誤りを防ぐことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１によって、本発明の実施の形
態を説明する。伝送路からの光信号は、ＡＰＤ１によっ
て電流信号に変換され、Ｐｒｅ−Ａｍｐ２に入力され
る。Ｐｒｅ−Ａｍｐ２は、電流／電圧変換増幅器により
構成され、電圧信号を出力する。Ｐｒｅ−Ａｍｐ２から
出力された信号は、二つに分配され、１つは、ＡＧＣ−
増幅器３に入力し、さらに増幅され、もう一方の出力信
号は平均値検出回路１０に入力する。
態を説明する。伝送路からの光信号は、ＡＰＤ１によっ
て電流信号に変換され、Ｐｒｅ−Ａｍｐ２に入力され
る。Ｐｒｅ−Ａｍｐ２は、電流／電圧変換増幅器により
構成され、電圧信号を出力する。Ｐｒｅ−Ａｍｐ２から
出力された信号は、二つに分配され、１つは、ＡＧＣ−
増幅器３に入力し、さらに増幅され、もう一方の出力信
号は平均値検出回路１０に入力する。
【００１７】ＡＧＣ−増幅器３の出力信号は２つに分配
され、１つは識別回路４に入力し、もう一方はピーク検
出回路５に入力する。ピーク検出回路５は、入力された
信号の振幅に応じた直流電圧を出力する。
され、１つは識別回路４に入力し、もう一方はピーク検
出回路５に入力する。ピーク検出回路５は、入力された
信号の振幅に応じた直流電圧を出力する。
【００１８】この直流電圧は、第１の演算増幅器６に入
力され、第１の基準電圧と比較される。第１の演算増幅
器６の出力電圧は、演算増幅器に入力される２つの直流
電圧の差を圧縮するようにＡＧＣ−増幅器３の利得を制
御する。
力され、第１の基準電圧と比較される。第１の演算増幅
器６の出力電圧は、演算増幅器に入力される２つの直流
電圧の差を圧縮するようにＡＧＣ−増幅器３の利得を制
御する。
【００１９】このような負帰還回路により、入力レベル
が変動した場合においても識別回路への信号振幅をＡＧ
Ｃ−増幅器３の最大利得までは一定に保つことが可能で
ある。
が変動した場合においても識別回路への信号振幅をＡＧ
Ｃ−増幅器３の最大利得までは一定に保つことが可能で
ある。
【００２０】これ以降のレベル低下は、ＡＰＤ１の自己
増倍度（以下Ｍと略す）を制御することにより、入力レ
ベルのダイナミックレンジを拡大することが可能であ
る。この制御を行うのがＰｒｅ−Ａｍｐ２、平均値検出
回路１０、第２の演算増幅器７、ＡＰＤバイアス電圧制
御回路８である。
増倍度（以下Ｍと略す）を制御することにより、入力レ
ベルのダイナミックレンジを拡大することが可能であ
る。この制御を行うのがＰｒｅ−Ａｍｐ２、平均値検出
回路１０、第２の演算増幅器７、ＡＰＤバイアス電圧制
御回路８である。
【００２１】図２にＰｒｅ−Ａｍｐ２の回路の一例を示
す。図２に例示した回路はが反転増幅のため負の特性を
示す。図３の実線は、この回路の入力光レベルに対する
出力電圧の直流特性図である。ＡＰＤ１のＭが一定の場
合、光入力レベルが大きいほど低い電圧を出力し、光入
力レベルが小さいほど高い電圧を出力する。しかし、交
流特性においては、所定のレベルの光信号パルス入力す
ると基準レベルから負側にその振幅に対応して増幅され
た振幅のパルスが出力される。
す。図２に例示した回路はが反転増幅のため負の特性を
示す。図３の実線は、この回路の入力光レベルに対する
出力電圧の直流特性図である。ＡＰＤ１のＭが一定の場
合、光入力レベルが大きいほど低い電圧を出力し、光入
力レベルが小さいほど高い電圧を出力する。しかし、交
流特性においては、所定のレベルの光信号パルス入力す
ると基準レベルから負側にその振幅に対応して増幅され
た振幅のパルスが出力される。
【００２２】図６に本発明に用いる平均値検出回路１０
の例を示す。この平均値検出回路１０はＲとＣによるロ
ーパスフィルタにより構成できる。ローパスフィルタの
低域遮断周波数は、主信号帯域に比べて、充分に小さ
く、かつ、急激な光レベル変動にも耐え得る程度に高
く、設定する。通常、光通信システムで起こりうる光レ
ベル変動は１ｍｓｅｃ程度以上と報告されていることか
ら、その１０倍程度の帯域つまり１０ｋＨｚとすればよ
い。
の例を示す。この平均値検出回路１０はＲとＣによるロ
ーパスフィルタにより構成できる。ローパスフィルタの
低域遮断周波数は、主信号帯域に比べて、充分に小さ
く、かつ、急激な光レベル変動にも耐え得る程度に高
く、設定する。通常、光通信システムで起こりうる光レ
ベル変動は１ｍｓｅｃ程度以上と報告されていることか
ら、その１０倍程度の帯域つまり１０ｋＨｚとすればよ
い。
【００２３】第２の演算増幅器７は所定の基準電圧と平
均値検出回路１０からの出力とを比較し、その結果に基
いてＡＰＤバイアス電圧制御回路を制御し、ＡＰＤ１の
増倍率Ｍを変化させる。
均値検出回路１０からの出力とを比較し、その結果に基
いてＡＰＤバイアス電圧制御回路を制御し、ＡＰＤ１の
増倍率Ｍを変化させる。
【００２４】図３から図５に本発明の動作を示す。
【００２５】図３は、Ｐｒｅ−Ａｍｐ２の出力電圧とＡ
ＰＤの出力（光の入力レベル）との関係を示す直流特性
図である。ここで、実線は、Ｍが一定の場合、一点鎖線
が入力レベルＰｘ点からＭを制御した場合の特性であ
る。ここでＰｘ点はＡＧＣ−増幅器３の利得が最大にな
ったときの光の入力レベルである（以下、図４、図５も
同様）。実線は上述と同じである。一点鎖線は光の入力
レベルがＰｘ以下で、Ｍを制御するので、ＡＰＤの出力
が増し、Ｐｒｅ−Ａｍｐ２の出力が一定に保たれること
を示している。
ＰＤの出力（光の入力レベル）との関係を示す直流特性
図である。ここで、実線は、Ｍが一定の場合、一点鎖線
が入力レベルＰｘ点からＭを制御した場合の特性であ
る。ここでＰｘ点はＡＧＣ−増幅器３の利得が最大にな
ったときの光の入力レベルである（以下、図４、図５も
同様）。実線は上述と同じである。一点鎖線は光の入力
レベルがＰｘ以下で、Ｍを制御するので、ＡＰＤの出力
が増し、Ｐｒｅ−Ａｍｐ２の出力が一定に保たれること
を示している。
【００２６】図４は、縦軸がＡＧＣ−増幅器３の利得及
びＡＰＤ１のＭであり、横軸が光の入力レベルである。
光の入力レベルが小さくなると、ＡＧＣ−増幅器３の利
得は増大するが、Ｐｘ以下では一定になってしまう。こ
のため、ＡＰＤ１のＭをＰｘ以下でしだいに増加するよ
うに制御する。実際には、第２演算増幅器７にて平均値
検出回路の出力と所定の基準電圧を比較し、平均値検出
回路の出力がＰｘに相当するとき、ＡＰＤバイアス制御
回路８に対してＭを制御する信号を送出する。
びＡＰＤ１のＭであり、横軸が光の入力レベルである。
光の入力レベルが小さくなると、ＡＧＣ−増幅器３の利
得は増大するが、Ｐｘ以下では一定になってしまう。こ
のため、ＡＰＤ１のＭをＰｘ以下でしだいに増加するよ
うに制御する。実際には、第２演算増幅器７にて平均値
検出回路の出力と所定の基準電圧を比較し、平均値検出
回路の出力がＰｘに相当するとき、ＡＰＤバイアス制御
回路８に対してＭを制御する信号を送出する。
【００２７】図５は、ＡＧＣ−増幅器３の出力振幅の特
性を示したものであり、実線がＭを一定とした場合の特
性、また一点鎖線が光入力レベルＰｘ点からＭを制御し
たときの特性である。図５からもわかるように、Ｐｘ点
以下の入力レベルにおいては、Ｍを一定とした場合、入
力レベルの低下に伴い、振幅も低下する。これに対し、
Ｍを制御する（増加させる）ことにより、さらに、入力
レベルのダイナミックレンジを拡大することが可能であ
り、ＡＧＣ−増幅器の出力レベルを一定に保つことが可
能である。図３に示した通り、Ｐｒｅ−Ａｍｐの出力電
圧は、光入力レベルの変化に伴い、一元的に変化するた
めこの出力電圧から第２の負帰還回路を構成できる。
性を示したものであり、実線がＭを一定とした場合の特
性、また一点鎖線が光入力レベルＰｘ点からＭを制御し
たときの特性である。図５からもわかるように、Ｐｘ点
以下の入力レベルにおいては、Ｍを一定とした場合、入
力レベルの低下に伴い、振幅も低下する。これに対し、
Ｍを制御する（増加させる）ことにより、さらに、入力
レベルのダイナミックレンジを拡大することが可能であ
り、ＡＧＣ−増幅器の出力レベルを一定に保つことが可
能である。図３に示した通り、Ｐｒｅ−Ａｍｐの出力電
圧は、光入力レベルの変化に伴い、一元的に変化するた
めこの出力電圧から第２の負帰還回路を構成できる。
【００２８】本発明においては図６で示した平均値検出
回路の時定数を小さくできるので高電圧発生回路の時定
数を小さくできるので、瞬時の入力レベル変動にも対応
できる。
回路の時定数を小さくできるので高電圧発生回路の時定
数を小さくできるので、瞬時の入力レベル変動にも対応
できる。
【００２９】
【発明の効果】本願発明では、Ｐｒｅ−Ａｍｐの出力信
号の平均値検出を行い、これを用いてＡＰＤの逆バイア
スを制御することにより光受信回路の高速化が可能であ
る。このため負帰還回路、とくに高電圧発生回路の時定
数を小さくしても安定した負帰還回路を構成できるので
瞬時のレベル変動においても、振幅を一定に保つことが
でき、信号再生時の符号誤りを大幅に低減できる。
号の平均値検出を行い、これを用いてＡＰＤの逆バイア
スを制御することにより光受信回路の高速化が可能であ
る。このため負帰還回路、とくに高電圧発生回路の時定
数を小さくしても安定した負帰還回路を構成できるので
瞬時のレベル変動においても、振幅を一定に保つことが
でき、信号再生時の符号誤りを大幅に低減できる。
【図１】本発明の構成例を示すブロック図。
【図２】前置増幅器の例を示す回路図。
【図３】本発明の光受信回路の動作を説明する特性図。
【図４】本発明の光受信回路の動作を説明する特性図。
【図５】本発明の光受信回路の動作を説明する特性図。
【図６】平均値検出回路の例を示す回路図。
【図７】従来の光受信回路の例を示すブロック図。
１ 受光素子 ２ 前置増幅器 ３ 自動利得制御増幅器 ４ 識別回路 ５ ピーク検出回路 ６ 第１演算増幅器 ７ 第２演算増幅器 ８ ＡＰＤバイアス電圧制御回路 ９ 高電圧発生回路 １０ 電流電圧変換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/14 10/04 10/06
Claims (5)
- 【請求項１】 光信号が入力する受光素子と、該受光素
子が出力する電流信号を電圧に変換する前置増幅器と、
該電圧信号を増幅する自動利得制御増幅器と、該増幅さ
れた出力電圧のピーク値を検出し該自動利得制御増幅器
を制御するピーク検出回路とを備えた光受信回路におい
て、前置増幅器の出力を受け受光素子を制御する平均値
検出回路を備えたことを特徴とする光受信回路。 - 【請求項２】 平均値検出回路の出力を受け、受光素子
を制御するバイアス電圧制御回路を備えた請求項１に記
載の光受信回路。 - 【請求項３】 平均値検出回路はローパスフィルタであ
る請求項１または２に記載の光受信回路の制御方法。 - 【請求項４】 自動利得制御増幅器の利得が最大になっ
た後、平均値検出回路の出力に基づいて受光素子の増倍
率を制御する請求項１または２に記載の光受信回路の制
御方法。 - 【請求項５】 平均値検出回路はローパスフィルタであ
る請求項４に記載の光受信回路の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8258671A JPH10107555A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 光受信回路およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8258671A JPH10107555A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 光受信回路およびその制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10107555A true JPH10107555A (ja) | 1998-04-24 |
Family
ID=17323490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8258671A Pending JPH10107555A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 光受信回路およびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10107555A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001127560A (ja) * | 1999-10-25 | 2001-05-11 | Nec Corp | 前置増幅回路 |
| US6313458B1 (en) | 1998-07-10 | 2001-11-06 | Nec Corporation | Gain-adjustable photoreceiver circuit with photoelectric converter and amplifier |
| JP2006067369A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Maspro Denkoh Corp | テレビ受信用増幅装置 |
| JP2006129292A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Maspro Denkoh Corp | テレビ受信用増幅装置 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP8258671A patent/JPH10107555A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6313458B1 (en) | 1998-07-10 | 2001-11-06 | Nec Corporation | Gain-adjustable photoreceiver circuit with photoelectric converter and amplifier |
| JP2001127560A (ja) * | 1999-10-25 | 2001-05-11 | Nec Corp | 前置増幅回路 |
| JP2006067369A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Maspro Denkoh Corp | テレビ受信用増幅装置 |
| JP2006129292A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Maspro Denkoh Corp | テレビ受信用増幅装置 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19981201 |