JPH10135917A - 光受信装置 - Google Patents
光受信装置Info
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- JPH10135917A JPH10135917A JP8289889A JP28988996A JPH10135917A JP H10135917 A JPH10135917 A JP H10135917A JP 8289889 A JP8289889 A JP 8289889A JP 28988996 A JP28988996 A JP 28988996A JP H10135917 A JPH10135917 A JP H10135917A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光受信装置に関し、光信号電流入力波形の振
幅が大きい時に生ずる出力波形の歪を抑圧して、ダイナ
ミックレンジの拡大した光受信装置の提供を図ることを
目的とする。 【解決手段】 受光素子を流れる光信号電流の“１”レ
ベルと“０”レベルとを基準とした特定比率の直流電流
を、該受光素子のカソード側を流れる光信号電流を基に
検出し、検出した直流電流を直流電圧に変換して保持す
るレベル検出・保持手段と、保持した直流電圧を基に該
直流電流を、該受光素子のアノード側と、光信号電流入
力波形の“１”レベルと“０”レベルに対してほぼ対称
な出力特性を有する前置増幅器との接続点から引き抜く
中間直流引抜き手段を設け、光信号が該直流電流よりも
少ない場合はその不足分を該前置増幅きから引き抜く様
に構成する。
幅が大きい時に生ずる出力波形の歪を抑圧して、ダイナ
ミックレンジの拡大した光受信装置の提供を図ることを
目的とする。 【解決手段】 受光素子を流れる光信号電流の“１”レ
ベルと“０”レベルとを基準とした特定比率の直流電流
を、該受光素子のカソード側を流れる光信号電流を基に
検出し、検出した直流電流を直流電圧に変換して保持す
るレベル検出・保持手段と、保持した直流電圧を基に該
直流電流を、該受光素子のアノード側と、光信号電流入
力波形の“１”レベルと“０”レベルに対してほぼ対称
な出力特性を有する前置増幅器との接続点から引き抜く
中間直流引抜き手段を設け、光信号が該直流電流よりも
少ない場合はその不足分を該前置増幅きから引き抜く様
に構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光受信装置に関する
ものである。近年、光通信の普及に伴い、各光受信装置
はそれぞれ異なった設置条件に対応することが要求され
ている。
ものである。近年、光通信の普及に伴い、各光受信装置
はそれぞれ異なった設置条件に対応することが要求され
ている。
【０００２】この為、光受信装置毎に受信レベル（光入
力強度）が異なるといった状況にあるが、どの様な状況
でも誤った再生データが生ずる可能性を少なくする為、
ダイナミックレンジの拡大した光受信装置の提供を図る
ことが必要である。
力強度）が異なるといった状況にあるが、どの様な状況
でも誤った再生データが生ずる可能性を少なくする為、
ダイナミックレンジの拡大した光受信装置の提供を図る
ことが必要である。
【０００３】
【従来の技術】図11は従来例の構成図、図12は図11の入
出力特性図である。以下、図12を用いて図11の動作を説
明する。
出力特性図である。以下、図12を用いて図11の動作を説
明する。
【０００４】図11に示す様に、前置増幅器70の入力端と
出力端が、ダイオードD3と帰還抵抗R11 の並列回路で接
続されているが、これは前置増幅器70に入力する大振幅
の光信号電流入力波形に対応する為のものである。
出力端が、ダイオードD3と帰還抵抗R11 の並列回路で接
続されているが、これは前置増幅器70に入力する大振幅
の光信号電流入力波形に対応する為のものである。
【０００５】さて、図12に示す様に、光信号電流入力波
形の"0" に対応する出力端の電圧はV0の電圧となる。こ
の様な状態で、受光素子71からの光信号電流( 図中の入
力電流に対応) の値が大きくなると、出力端の電圧V
は、 (V0 の電圧) −( 入力電流値) ×( 帰還抵抗値) となり、出力端の電圧が低下する( 図12の傾斜部分参
照) 。
形の"0" に対応する出力端の電圧はV0の電圧となる。こ
の様な状態で、受光素子71からの光信号電流( 図中の入
力電流に対応) の値が大きくなると、出力端の電圧V
は、 (V0 の電圧) −( 入力電流値) ×( 帰還抵抗値) となり、出力端の電圧が低下する( 図12の傾斜部分参
照) 。
【０００６】そして、入力電流の値が増加して帰還抵抗
R11 の両端の電位差がダイオードD3のしきい値電圧を越
えた時にダイオードD3がオン状態となる。これにより、
入力電流の殆どの電流がダイオードD3の方を流れるの
で、出力端の電圧はほぼダイオードのしきい値電圧程度
に制限される( 図12のほぼ平坦部分参照) 。
R11 の両端の電位差がダイオードD3のしきい値電圧を越
えた時にダイオードD3がオン状態となる。これにより、
入力電流の殆どの電流がダイオードD3の方を流れるの
で、出力端の電圧はほぼダイオードのしきい値電圧程度
に制限される( 図12のほぼ平坦部分参照) 。
【０００７】この為、図中の光信号電流入力波形c の場
合、振幅が入出力特性図の直線部分から外れる為、前置
増幅器70の出力波形の"1" 側のパルス幅が太くなると云
う波形歪を生じる。
合、振幅が入出力特性図の直線部分から外れる為、前置
増幅器70の出力波形の"1" 側のパルス幅が太くなると云
う波形歪を生じる。
【０００８】これにより、データ再生の際に誤った再生
データが生ずる可能性がある( 図12の前置増幅器出力波
形参照) 。つまり、光信号電流入力波形の振幅が大きい
場合、光受信装置内の前置増幅器の出力端の波形が歪
み、ダイナミックレンジが制限される。
データが生ずる可能性がある( 図12の前置増幅器出力波
形参照) 。つまり、光信号電流入力波形の振幅が大きい
場合、光受信装置内の前置増幅器の出力端の波形が歪
み、ダイナミックレンジが制限される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記で説明した様に、
光信号電流入力波形の振幅が大きい場合、光受信装置内
の前置増幅器の出力端の波形が歪み、ダイナミックレン
ジが制限されると云う課題がある。
光信号電流入力波形の振幅が大きい場合、光受信装置内
の前置増幅器の出力端の波形が歪み、ダイナミックレン
ジが制限されると云う課題がある。
【００１０】本発明は、光信号電流入力波形の振幅が大
きい時に生ずる、出力波形の歪を抑圧して、ダイナミッ
クレンジの拡大した光受信装置の提供を図ることを目的
とする。
きい時に生ずる、出力波形の歪を抑圧して、ダイナミッ
クレンジの拡大した光受信装置の提供を図ることを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】図１は第１の本発明の原
理構成図、図２は図１中の前置増幅器の入出力特性図、
図３は光信号電流入力波形を制御しない時の出力波形説
明図、図４は中間直流電流引抜き後の前置増幅器入力波
形説明図で、(a) は引抜き前の説明図、(b) は引抜き後
の説明図である。
理構成図、図２は図１中の前置増幅器の入出力特性図、
図３は光信号電流入力波形を制御しない時の出力波形説
明図、図４は中間直流電流引抜き後の前置増幅器入力波
形説明図で、(a) は引抜き前の説明図、(b) は引抜き後
の説明図である。
【００１２】また、図５は中間直流電流引抜き後の前置
増幅器出力波形説明図、図６は正負入力に対して対称な
出力特性を持つ前置増幅器の構成例を示す図である。先
ず、第１の本発明は、光受信装置に、受光素子を流れる
光信号電流の“１”レベルと“０”レベルとを基準とし
た特定比率の直流電流を、受光素子のカソード側を流れ
る光信号電流を基に検出し、検出した直流電流を直流電
圧に変換して保持するレベル検出・保持手段と、保持し
た直流電圧を基に該直流電流を、受光素子のアノード側
と、光信号電流入力波形の“１”レベルと“０”レベル
に対してほぼ対称な出力特性を有する前置増幅器との接
続点から引き抜く中間直流電流引抜き手段とを設ける。
増幅器出力波形説明図、図６は正負入力に対して対称な
出力特性を持つ前置増幅器の構成例を示す図である。先
ず、第１の本発明は、光受信装置に、受光素子を流れる
光信号電流の“１”レベルと“０”レベルとを基準とし
た特定比率の直流電流を、受光素子のカソード側を流れ
る光信号電流を基に検出し、検出した直流電流を直流電
圧に変換して保持するレベル検出・保持手段と、保持し
た直流電圧を基に該直流電流を、受光素子のアノード側
と、光信号電流入力波形の“１”レベルと“０”レベル
に対してほぼ対称な出力特性を有する前置増幅器との接
続点から引き抜く中間直流電流引抜き手段とを設ける。
【００１３】そして、光信号電流が該直流電流よりも少
ない場合には、その不足分を該前置増幅器から引き抜く
構成にした。第２の本発明は、上記レベル検出・保持手
段を、受光素子のカソード側を流れる光信号電流をカレ
ントミラーにより複写し、複写した光信号電流の“１”
レベルと“０”レベルとを基準とした特定比率の直流電
流を検出し、検出した直流電流を直流電圧に変換して保
持する構成にした。
ない場合には、その不足分を該前置増幅器から引き抜く
構成にした。第２の本発明は、上記レベル検出・保持手
段を、受光素子のカソード側を流れる光信号電流をカレ
ントミラーにより複写し、複写した光信号電流の“１”
レベルと“０”レベルとを基準とした特定比率の直流電
流を検出し、検出した直流電流を直流電圧に変換して保
持する構成にした。
【００１４】第３の本発明は、上記レベル検出・保持手
段を、カレントミラーの電流比を約２：１に設定して、
受光素子のカソード側に流れる光信号電流のほぼ中間レ
ベルの光信号電流を複写し、複写した光信号電流のピー
ク値を直流電圧に変換して保持する構成にした。
段を、カレントミラーの電流比を約２：１に設定して、
受光素子のカソード側に流れる光信号電流のほぼ中間レ
ベルの光信号電流を複写し、複写した光信号電流のピー
ク値を直流電圧に変換して保持する構成にした。
【００１５】第４の本発明は、上記レベル検出・保持手
段を、カレントミラーの電流比を約１：１に設定して、
受光素子のカソード側を流れる光信号電流を複写し、複
写した光信号電流の平均値を検出してほぼ中間レベルの
直流電流を取り出し、取り出した直流電流値を直流電圧
に変換して保持する構成にした。
段を、カレントミラーの電流比を約１：１に設定して、
受光素子のカソード側を流れる光信号電流を複写し、複
写した光信号電流の平均値を検出してほぼ中間レベルの
直流電流を取り出し、取り出した直流電流値を直流電圧
に変換して保持する構成にした。
【００１６】第５の本発明は、電源と受光素子のカソー
ド側とを第１の抵抗器を介して接続し、受光素子を流れ
る光信号電流によって生ずる第１の抵抗器両端の電位差
を、電圧バッファを介して取り出して電源電位を基にし
た最低電位検出を行い、検出した電位差を保持するレベ
ル検出・保持手段と、保持した電位差を基に、“１”レ
ベルと“０”レベルとを基準とした特定比率の直流電流
を受光素子のアノード側と前置増幅器との接続点から引
き抜く中間直流電流引抜き手段を設ける。
ド側とを第１の抵抗器を介して接続し、受光素子を流れ
る光信号電流によって生ずる第１の抵抗器両端の電位差
を、電圧バッファを介して取り出して電源電位を基にし
た最低電位検出を行い、検出した電位差を保持するレベ
ル検出・保持手段と、保持した電位差を基に、“１”レ
ベルと“０”レベルとを基準とした特定比率の直流電流
を受光素子のアノード側と前置増幅器との接続点から引
き抜く中間直流電流引抜き手段を設ける。
【００１７】そして、光信号電流が該直流電流より少な
い場合にはその不足分を該前置増幅器から引き抜く構成
にした。第６の本発明は、上記レベル検出・保持手段の
出力側と、受光素子のアノード側と前置増幅器との接続
点の間を、上記第１の抵抗器の抵抗値の約２倍の値を持
つ第２の抵抗器で接続する。
い場合にはその不足分を該前置増幅器から引き抜く構成
にした。第６の本発明は、上記レベル検出・保持手段の
出力側と、受光素子のアノード側と前置増幅器との接続
点の間を、上記第１の抵抗器の抵抗値の約２倍の値を持
つ第２の抵抗器で接続する。
【００１８】また、上記レベル検出・保持手段が保持し
た電位差を基に、ほぼ中間レベルの直流電流を該受光素
子と前置増幅器との接続点から引き抜く中間直流電流引
抜き手段を設ける。
た電位差を基に、ほぼ中間レベルの直流電流を該受光素
子と前置増幅器との接続点から引き抜く中間直流電流引
抜き手段を設ける。
【００１９】そして、光信号電流が該直流電流より少な
い場合にはその不足分を該前置増幅器から引き抜く構成
にした。第７の本発明は、電源と受光素子のカソード側
とを第１の抵抗器で接続し、受光素子を流れる光信号電
流によって、第１の抵抗器の両端に生ずる電位差を電圧
バッファで取り出し、取り出した電位差の平均値検出及
び平均値検出結果に対する最低電位検出を行って、該電
位差の約半分の電位差を保持するレベル検出・保持手段
を設ける。
い場合にはその不足分を該前置増幅器から引き抜く構成
にした。第７の本発明は、電源と受光素子のカソード側
とを第１の抵抗器で接続し、受光素子を流れる光信号電
流によって、第１の抵抗器の両端に生ずる電位差を電圧
バッファで取り出し、取り出した電位差の平均値検出及
び平均値検出結果に対する最低電位検出を行って、該電
位差の約半分の電位差を保持するレベル検出・保持手段
を設ける。
【００２０】また、検出・保持手段が保持した電位差を
基に、第１の抵抗器と同じ抵抗値を持つ第３の抵抗器を
用いて、ほぼ中間レベルの直流電流を受光素子のアノー
ド側と前置増幅器との接続点から引き抜く中間直流電流
引抜き手段を設ける。
基に、第１の抵抗器と同じ抵抗値を持つ第３の抵抗器を
用いて、ほぼ中間レベルの直流電流を受光素子のアノー
ド側と前置増幅器との接続点から引き抜く中間直流電流
引抜き手段を設ける。
【００２１】そして、光信号電流が該直流電流より少な
い場合にはその不足分を該前置増幅器から引き抜く構成
にした。次に、図１〜図６を用いて本発明の原理を説明
する。
い場合にはその不足分を該前置増幅器から引き抜く構成
にした。次に、図１〜図６を用いて本発明の原理を説明
する。
【００２２】本発明は、図１に示す様に、受光素子11の
カソード側に設けられ、光信号電流Iinをモニタする光
信号電流モニタ部12と、光信号電流入力波形の“１”レ
ベルと“０”レベルとを基準とした特定比率（例えば、
中間レベル）の直流電流を検出し、電圧の形で保持する
中間レベル検出・保持部13と、該中間レベル検出・保持
部で得られた該直流電流を、前置増幅器15と受光素子11
のアノード側との接続点を介して引き抜く中間直流電流
引抜き部14とで構成されている。
カソード側に設けられ、光信号電流Iinをモニタする光
信号電流モニタ部12と、光信号電流入力波形の“１”レ
ベルと“０”レベルとを基準とした特定比率（例えば、
中間レベル）の直流電流を検出し、電圧の形で保持する
中間レベル検出・保持部13と、該中間レベル検出・保持
部で得られた該直流電流を、前置増幅器15と受光素子11
のアノード側との接続点を介して引き抜く中間直流電流
引抜き部14とで構成されている。
【００２３】なお、前置増幅器は、図２に示す様に正入
力、負入力に対してほぼ対称な入出力特性を有するもの
とするが、この様な特性を得る為には、例えば、図６に
示す様に帰還抵抗R1と、それに並列に設置されたダイオ
ードD1に、更に並列、且つ逆向きにダイオートD2を設置
すればよい。
力、負入力に対してほぼ対称な入出力特性を有するもの
とするが、この様な特性を得る為には、例えば、図６に
示す様に帰還抵抗R1と、それに並列に設置されたダイオ
ードD1に、更に並列、且つ逆向きにダイオートD2を設置
すればよい。
【００２４】ここで、図３に示す様に、正負入力に対し
て対称な出力特性を有する前置増幅器に、光信号電流入
力波形をそのまま印加すると、振幅が大きい時に出力波
形は従来例と同様に"1" 側のパルス幅が太くなる( 光信
号電流入力波形b 参照) 。
て対称な出力特性を有する前置増幅器に、光信号電流入
力波形をそのまま印加すると、振幅が大きい時に出力波
形は従来例と同様に"1" 側のパルス幅が太くなる( 光信
号電流入力波形b 参照) 。
【００２５】しかし、本発明の場合、前置増幅器の入出
力特性は上記の様に正負入力に対してほぼ対称になって
いるので、図４(a) に示す様に、光信号電流入力波形a,
bの"1" レベルと"0" レベルのほぼ中間レベル( デュー
ティがほぼ100%：点線部分）を電流無入力点として、こ
の点より上の"1" レベル側を正入力、この点より下の
"0" レベル側を負入力として、ほぼ対称に振れる様に入
力させた場合には、光信号電流入力波形の振幅が大きく
ても、"1" レベル、"0" レベル両方のパルス幅が同時に
太くなって波形歪を発生しない。
力特性は上記の様に正負入力に対してほぼ対称になって
いるので、図４(a) に示す様に、光信号電流入力波形a,
bの"1" レベルと"0" レベルのほぼ中間レベル( デュー
ティがほぼ100%：点線部分）を電流無入力点として、こ
の点より上の"1" レベル側を正入力、この点より下の
"0" レベル側を負入力として、ほぼ対称に振れる様に入
力させた場合には、光信号電流入力波形の振幅が大きく
ても、"1" レベル、"0" レベル両方のパルス幅が同時に
太くなって波形歪を発生しない。
【００２６】つまり、０から正の光信号電流、即ち、前
置増幅器入力電流を、ほぼ正負対称な前置増幅器入力電
流に変換するには、光信号電流の"0" レベルと"1" レベ
ルとのほぼ中間レベル( デューティがほぼ100%の点) に
ある直流電流を光信号電流から引き抜けばよい。
置増幅器入力電流を、ほぼ正負対称な前置増幅器入力電
流に変換するには、光信号電流の"0" レベルと"1" レベ
ルとのほぼ中間レベル( デューティがほぼ100%の点) に
ある直流電流を光信号電流から引き抜けばよい。
【００２７】これにより、図４(b) に示す様に、前置増
幅器の入力端で見た電流の流れは、前置増幅器に入力す
る電流分と、前置増幅器から引き抜かれる電流分の合成
となり、ほぼ正負対称となる。
幅器の入力端で見た電流の流れは、前置増幅器に入力す
る電流分と、前置増幅器から引き抜かれる電流分の合成
となり、ほぼ正負対称となる。
【００２８】ここで、引き抜くべき直流電流のレベルの
検出する際、主信号( 該前置増幅器に入力する光信号電
流) に影響を与えない様にする為、図１に示す様に、光
信号電流モニタ部12を用いて受光素子11のカソード側を
流れる電流をモニタする。
検出する際、主信号( 該前置増幅器に入力する光信号電
流) に影響を与えない様にする為、図１に示す様に、光
信号電流モニタ部12を用いて受光素子11のカソード側を
流れる電流をモニタする。
【００２９】また、電流そのものを保持することは極め
て困難な為、中間レベル検出・保持部13は容量を用いて
電圧の形で保持する。そして、この電圧を基に中間直流
電流引抜き部14は、主信号 Iinからほぼ(1/2)IInMAX の
直流電流を引き抜き続けることで、所望の正負ほぼ対称
な前置増幅器入力電流を得る。
て困難な為、中間レベル検出・保持部13は容量を用いて
電圧の形で保持する。そして、この電圧を基に中間直流
電流引抜き部14は、主信号 Iinからほぼ(1/2)IInMAX の
直流電流を引き抜き続けることで、所望の正負ほぼ対称
な前置増幅器入力電流を得る。
【００３０】図５は中間直流電流引抜き後の前置増幅器
の出力波形を示すが、図に示す様に、光信号電流入力波
形の振幅が異なっていても、上記の電流無入力点におけ
る直流レベルは変動しない。
の出力波形を示すが、図に示す様に、光信号電流入力波
形の振幅が異なっていても、上記の電流無入力点におけ
る直流レベルは変動しない。
【００３１】また、前置増幅器の入力端に入力する電流
量が多い程、出力電圧が低下し、前置増幅器入力端から
引き抜かれる電流量が多い程、出力電圧が高くなる。つ
まり、図１に示す様に、光信号電流モニタ部12、中間レ
ベル検出・保持部13、中間直流電流引抜き部14及び前置
増幅器15により、光信号電流入力波形の振幅が大きくて
も歪のない波形が前置増幅器出力で得られる。
量が多い程、出力電圧が低下し、前置増幅器入力端から
引き抜かれる電流量が多い程、出力電圧が高くなる。つ
まり、図１に示す様に、光信号電流モニタ部12、中間レ
ベル検出・保持部13、中間直流電流引抜き部14及び前置
増幅器15により、光信号電流入力波形の振幅が大きくて
も歪のない波形が前置増幅器出力で得られる。
【００３２】ここで、上記の様に、光信号電流入力波形
の振幅が変化しても直流レベルが変動しないので、前置
増幅器の後段では前置増幅器の入力端の電位( 前置増幅
器はトランスインピーダンス型なので、充分に利得が大
きければ入力端の電位は変動しない) を参照電位とし
て、振幅制限増幅するのみで、歪みのない出力波形が得
られる。
の振幅が変化しても直流レベルが変動しないので、前置
増幅器の後段では前置増幅器の入力端の電位( 前置増幅
器はトランスインピーダンス型なので、充分に利得が大
きければ入力端の電位は変動しない) を参照電位とし
て、振幅制限増幅するのみで、歪みのない出力波形が得
られる。
【００３３】また、近年、注目されているバースト信号
受信に対しては、入力するバースト信号のレベルが異な
る場合、前のバースト信号の影響を受けない様に、図１
の中間レベル検出・保持部13にリセット用のスイッチを
設けて、保持した電圧を放電し、新たな電圧を保持する
ことにより対応できる。
受信に対しては、入力するバースト信号のレベルが異な
る場合、前のバースト信号の影響を受けない様に、図１
の中間レベル検出・保持部13にリセット用のスイッチを
設けて、保持した電圧を放電し、新たな電圧を保持する
ことにより対応できる。
【００３４】
【発明の実施の形態】図７は第２、３の本発明の実施例
の構成図、図８は第４の本発明の実施例の構成図、図９
は第５、６の本発明の実施例の構成図、図１０は第７の
本発明の実施例の構成図である。
の構成図、図８は第４の本発明の実施例の構成図、図９
は第５、６の本発明の実施例の構成図、図１０は第７の
本発明の実施例の構成図である。
【００３５】ここで、全図を通じて同一符号は同一対称
物を示す。以下、図７〜図１０の動作を説明するが、上
記で詳細説明した部分については概略説明し、本発明の
部分について詳細説明する。
物を示す。以下、図７〜図１０の動作を説明するが、上
記で詳細説明した部分については概略説明し、本発明の
部分について詳細説明する。
【００３６】なお、図７と図８ではFET を用いて構成
し、図９と図10ではバイポーラ・トランジスタを用いて
構成しているが、FET をバイポーラ・トランジスタで、
バイポーラ・トランジスタをFET で構成することも可能
である。
し、図９と図10ではバイポーラ・トランジスタを用いて
構成しているが、FET をバイポーラ・トランジスタで、
バイポーラ・トランジスタをFET で構成することも可能
である。
【００３７】さて、図７において、図中のPch MOS-FET
31, 32は光信号電流を複製するカレントミラーで、その
ゲート幅比を約２：１とする。33は無入力時においても
ゲートを開けておくための定電流源である。
31, 32は光信号電流を複製するカレントミラーで、その
ゲート幅比を約２：１とする。33は無入力時においても
ゲートを開けておくための定電流源である。
【００３８】カレントミラー31, 32は、光信号電流と定
電流源33による電流i との和の約半分の電流を複製する
為、中間レベル信号電流を得るために定電流源34により
電流i の約半分の電流0.5iを引き抜く。
電流源33による電流i との和の約半分の電流を複製する
為、中間レベル信号電流を得るために定電流源34により
電流i の約半分の電流0.5iを引き抜く。
【００３９】また、Nch MOS-FET 35, 37のゲート幅はほ
ぼ等しくなっており、ピーク検出回路36によりNch-MOS
FET 35を流れる中間レベル信号電流によるゲート電位の
ピーク値が検出・保持される。
ぼ等しくなっており、ピーク検出回路36によりNch-MOS
FET 35を流れる中間レベル信号電流によるゲート電位の
ピーク値が検出・保持される。
【００４０】そして、保持されたゲート電位を Nch MOS
-FET 37 のゲートに与えることにより、該直流電流が受
光素子30のアノードと該前置増幅器38との接点から引き
抜かれる。
-FET 37 のゲートに与えることにより、該直流電流が受
光素子30のアノードと該前置増幅器38との接点から引き
抜かれる。
【００４１】次に、図７の信号の流れを説明する。受光
素子30に光信号が入力すると、ここからカレントミラー
を構成するPch MOS-FET 31に光信号電流が流れる。ま
た、Pch MOS- FET 31 と Pch MOS-FET 32 のゲート幅比
は約２：１となっているので、Pch MOS-FET 32は Pch M
OS-FET 31 が流した電流の約半分の電流を流す。
素子30に光信号が入力すると、ここからカレントミラー
を構成するPch MOS-FET 31に光信号電流が流れる。ま
た、Pch MOS- FET 31 と Pch MOS-FET 32 のゲート幅比
は約２：１となっているので、Pch MOS-FET 32は Pch M
OS-FET 31 が流した電流の約半分の電流を流す。
【００４２】Pch MOS-FET 32が流した電流は Nch MOS-F
ET 35 に流れるが、Nch MOS-FET 35のゲート・ソース間
電圧 VGSは流れた電流量に対応するので、この電圧 VGS
をピーク検出回路36が保持する。そして、保持した電圧
VGSを Nch MOS-FET 37 に与える。
ET 35 に流れるが、Nch MOS-FET 35のゲート・ソース間
電圧 VGSは流れた電流量に対応するので、この電圧 VGS
をピーク検出回路36が保持する。そして、保持した電圧
VGSを Nch MOS-FET 37 に与える。
【００４３】そこで、Nch MOS-FET 37は与えられた電圧
VGSに対応した電流( 約 Iin×1/2)を、受光素子30と前
置増幅器 38 の接続点から引き抜く。なお、接続点とし
たのは、光信号電流が該直流電流より少ない場合にはそ
の不足分を前置増幅器38から引き抜く場合があるからで
ある。
VGSに対応した電流( 約 Iin×1/2)を、受光素子30と前
置増幅器 38 の接続点から引き抜く。なお、接続点とし
たのは、光信号電流が該直流電流より少ない場合にはそ
の不足分を前置増幅器38から引き抜く場合があるからで
ある。
【００４４】図８において、Pch MOS-FET 41,42 はゲー
ト幅の等しいカレントミラーで、43は無入力時において
もゲートを開けておく為の定電流源、44は複写された定
電流i を除去する定電流源である。
ト幅の等しいカレントミラーで、43は無入力時において
もゲートを開けておく為の定電流源、44は複写された定
電流i を除去する定電流源である。
【００４５】複写された信号電流を、抵抗R2と容量C1に
より平均化することにより該直流電流を得る。Nch MOS-
FET 45, 47は該直流電流を該前置増幅器38から引き抜く
為のカレントミラーである。
より平均化することにより該直流電流を得る。Nch MOS-
FET 45, 47は該直流電流を該前置増幅器38から引き抜く
為のカレントミラーである。
【００４６】また、同符号における対策として該直流電
流によるゲート電位を保持する為、Nch MOS-FET 45, 47
との間に平均値検出切断用のスイッチSW1 とピーク検出
回路46 を設置する。
流によるゲート電位を保持する為、Nch MOS-FET 45, 47
との間に平均値検出切断用のスイッチSW1 とピーク検出
回路46 を設置する。
【００４７】信号の流れは、Pch MOS-FET 41と Pch MOS
-FET 42 はゲート幅がほぼ等しくなっており、約１：１
のカレントミラーを構成している。そこで、複写した信
号電流 Iinの平均値検出を、抵抗R2とコンデンサC1で行
って信号(1/2)Iinを得えた後、この信号(1/2)Iinを Nch
MOS-FET 45 に流す。
-FET 42 はゲート幅がほぼ等しくなっており、約１：１
のカレントミラーを構成している。そこで、複写した信
号電流 Iinの平均値検出を、抵抗R2とコンデンサC1で行
って信号(1/2)Iinを得えた後、この信号(1/2)Iinを Nch
MOS-FET 45 に流す。
【００４８】スイッチSW1 は同符号連続の時、保持レベ
ルが同符号側に偏らない様にする為のものである。その
後の動作は、上記の図７の説明と同じである。
ルが同符号側に偏らない様にする為のものである。その
後の動作は、上記の図７の説明と同じである。
【００４９】図９において、抵抗R4に光信号電流 Iinが
流れると、受光素子50のカソード側電位は Vcc−R2× I
in となり、この電位を電圧バッファ51で検出し、その
電圧ボトム値("1"レベル： Vcc−R4×IinMAX ) をボト
ム検出回路52で検出・保持する。
流れると、受光素子50のカソード側電位は Vcc−R2× I
in となり、この電位を電圧バッファ51で検出し、その
電圧ボトム値("1"レベル： Vcc−R4×IinMAX ) をボト
ム検出回路52で検出・保持する。
【００５０】この電位を出力する電圧バッファ53の出力
電圧(B2 点の電位) は、無入力時においては前置増幅器
の入力端電位(B1 点の電位：帰還抵抗R5により一定値)
と等しくなる様に、レベルシフト用ダイオード54と抵抗
R3によって予め設定されている。
電圧(B2 点の電位) は、無入力時においては前置増幅器
の入力端電位(B1 点の電位：帰還抵抗R5により一定値)
と等しくなる様に、レベルシフト用ダイオード54と抵抗
R3によって予め設定されている。
【００５１】この様な状態で、電圧バッファ53に電圧が
加えられると、バッファ出力端と前置増幅器の入力端と
の間に設置された抵抗R5の両端に電位差(R5 ×
IinMAX ) を生ずる。
加えられると、バッファ出力端と前置増幅器の入力端と
の間に設置された抵抗R5の両端に電位差(R5 ×
IinMAX ) を生ずる。
【００５２】この電位差により、 Ibps = (R4 × I
inMAX / R5) の直流電流が前置増幅器38の入力側から引
き抜かれる。ここで、R5の値を約 2×R4と設定すること
により、中間レベル直流電流が引き抜かれることにな
る。
inMAX / R5) の直流電流が前置増幅器38の入力側から引
き抜かれる。ここで、R5の値を約 2×R4と設定すること
により、中間レベル直流電流が引き抜かれることにな
る。
【００５３】信号の流れは、抵抗R4に光信号電流 Iinが
流れると、電源側から見て受光素子50のカソード側に光
信号電流値に対応する電圧降下を生ずるので、この電圧
降下分を電圧バッファ51で検出し、ボトム検出回路52で
ボトムレベルを保持する。
流れると、電源側から見て受光素子50のカソード側に光
信号電流値に対応する電圧降下を生ずるので、この電圧
降下分を電圧バッファ51で検出し、ボトム検出回路52で
ボトムレベルを保持する。
【００５４】ここで、抵抗R5に電流が流れていない時、
即ち、無入力時には図中のB1点とB2点の間の電位が等し
くなる様に、レベルシフト用ダイオード 54 と抵抗R3で
設定されている。
即ち、無入力時には図中のB1点とB2点の間の電位が等し
くなる様に、レベルシフト用ダイオード 54 と抵抗R3で
設定されている。
【００５５】今、光信号が入力した時、ボトム検出回路
52は、光信号電流が流れたことによって生じた電圧降下
を保持するが、この電圧降下分がB2点に伝わるので、B1
点に比べてB2点の電圧が上記の電圧降下分だけ下がる。
52は、光信号電流が流れたことによって生じた電圧降下
を保持するが、この電圧降下分がB2点に伝わるので、B1
点に比べてB2点の電圧が上記の電圧降下分だけ下がる。
【００５６】これにより、B1点からB2点に向かって電流
が流れるが、流れる電流は抵抗R4とR5の比で決まり、こ
の比がR5≒2R4 となる様に設定することにより、所望の
中間レベル電流を引き抜くことができる。
が流れるが、流れる電流は抵抗R4とR5の比で決まり、こ
の比がR5≒2R4 となる様に設定することにより、所望の
中間レベル電流を引き抜くことができる。
【００５７】さて、中間レベル直流電流を得る構成とし
て、図９では抵抗比を利用しているが、図10では抵抗R7
とコンデンサC2を用いた平均値検出回路を利用してい
る。その結果、図８と同様な効果を得ることができる。
て、図９では抵抗比を利用しているが、図10では抵抗R7
とコンデンサC2を用いた平均値検出回路を利用してい
る。その結果、図８と同様な効果を得ることができる。
【００５８】即ち、図10の信号の流れは、抵抗R4に光信
号電流 Iinが流れると、電源側から見て受光素子60のカ
ソード側に光信号電流値に対応する電圧降下を生ずる。
この電圧降下分は、トランジスタ61と抵抗R6からなる電
圧バッファで検出し、検出結果をコンデンサC2, 抵抗R7
からなる平均値検出回路に加えて平均値を取り出す。
号電流 Iinが流れると、電源側から見て受光素子60のカ
ソード側に光信号電流値に対応する電圧降下を生ずる。
この電圧降下分は、トランジスタ61と抵抗R6からなる電
圧バッファで検出し、検出結果をコンデンサC2, 抵抗R7
からなる平均値検出回路に加えて平均値を取り出す。
【００５９】そして、取り出した平均値をトランジスタ
62と抵抗R8からなる電圧バッファ、スイッチSW2 を介し
てボトム検出回路63に加えて保持させる。今、光信号が
入力した時、ボトム検出回路63は、光信号電流が流れた
ことによって生じた電圧降下を保持するが、この電圧降
下分がE2点に伝わるので、E1点に比べてE2点の電圧が上
記の電圧降下分だけ下がる。
62と抵抗R8からなる電圧バッファ、スイッチSW2 を介し
てボトム検出回路63に加えて保持させる。今、光信号が
入力した時、ボトム検出回路63は、光信号電流が流れた
ことによって生じた電圧降下を保持するが、この電圧降
下分がE2点に伝わるので、E1点に比べてE2点の電圧が上
記の電圧降下分だけ下がる。
【００６０】これにより、E1点からE2点に向かって電流
が流れるが、抵抗R4と抵抗R10 の値をほぼ同じにしてい
るので、所望の中間レベル電流を引き抜くことができ
る。なお、スイッチSW2 は図８のスイッチSW1 と同様、
同符号連続の時、保持レベルが同符号側によらない様に
する為のものである。
が流れるが、抵抗R4と抵抗R10 の値をほぼ同じにしてい
るので、所望の中間レベル電流を引き抜くことができ
る。なお、スイッチSW2 は図８のスイッチSW1 と同様、
同符号連続の時、保持レベルが同符号側によらない様に
する為のものである。
【００６１】
【発明の効果】以上、詳細に説明した様に本発明によれ
ば、光信号電流入力波形の振幅が大きい時に生ずる出力
波形の歪を抑圧して、ダイナミックレンジの拡大した光
受信装置の提供を図ることができると云う効果がある。
ば、光信号電流入力波形の振幅が大きい時に生ずる出力
波形の歪を抑圧して、ダイナミックレンジの拡大した光
受信装置の提供を図ることができると云う効果がある。
【図１】第１の本発明の原理構成図である。
【図２】図１中の前置増幅器の入出力特性図である。
【図３】光信号電流入力波形を制御しない時の出力波形
説明図である。
説明図である。
【図４】中間直流電流引抜き後の前置増幅器入力電流説
明図である。
明図である。
【図５】中間直流電流引抜き後の前置増幅器出力波形説
明図である。
明図である。
【図６】正負入力に対して対称な出力特性を持つ前置増
幅器の構成例を示す図である。
幅器の構成例を示す図である。
【図７】第２、３の本発明の実施例の構成図である。
【図８】第４の本発明の実施例の構成図である。
【図９】第５、６の本発明の実施例の構成図である。
【図１０】第７の本発明の実施例の構成図である。
【図１１】従来例の構成図である。
【図１２】図１１の入出力特性図である。
１１、３０、４０、５０、６０、７１ 受光素子 １２ 光入力信号電流モニタ部 １３ 中間レベル検出・保持部 １４ 中間直流電流引抜き部 １５ 前置増幅器 ３８、７０ 増幅回路 ３６ ピーク検出回路 ５２、６３ ボトム検出回路 ３３、３４、４３、４４ 定電流回路 ＳＷ1,ＳＷ2 スイッチ ３１、３２、３５、３７、４１、４２、４５、４７ 電
界効果トランジスタ
界効果トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/02 10/18
Claims (7)
- 【請求項１】 受光素子と前置増幅器を有する光受信装
置において、 該受光素子を流れる光信号電流の“１”レベルと“０”
レベルとを基準とした特定比率の直流電流を、該受光素
子のカソード側を流れる光信号電流を基に検出し、検出
した直流電流を直流電圧に変換して保持するレベル検出
・保持手段と、 保持した直流電圧を基に該直流電流を、該受光素子のア
ノード側と、光信号電流入力波形の“１”レベルと
“０”レベルに対してほぼ対称な出力特性を有する前置
増幅器との接続点から引き抜く中間直流電流引抜き手段
を設け、 光信号電流が該直流電流よりも少ない場合には、その不
足分を該前置増幅器から引き抜く様に構成したことを特
徴とする光受信装置。 - 【請求項２】 上記レベル検出・保持手段を、該受光素
子のカソード側を流れる光信号電流をカレントミラーに
より複写し、複写した光信号電流の“１”レベルと
“０”レベルとを基準とした特定比率の直流電流を検出
し、検出した直流電流を直流電圧に変換して保持する構
成にしたことを特徴とする請求項１の光受信装置。 - 【請求項３】 上記レベル検出・保持手段を、 カレントミラーの電流比を約２：１に設定して、受光素
子のカソード側に流れる光信号電流のほぼ中間レベルの
光信号電流を複写し、複写した光信号電流のピーク値を
直流電圧に変換して保持する構成にしたことを特徴とす
る請求項２の光受信装置。 - 【請求項４】 上記レベル検出・保持手段を、 カレントミラーの電流比を約１：１に設定して、受光素
子のカソード側を流れる光信号電流を複写し、複写した
光信号電流の平均値を検出してほぼ中間レベルの直流電
流を取り出し、取り出した直流電流値を直流電圧に変換
して保持する構成にしたことを特徴とする請求項２の光
受信装置。 - 【請求項５】 光受信装置において、 電源と受光素子のカソード側とを第１の抵抗器を介して
接続し、該受光素子を流れる光信号電流によって生ずる
該第１の抵抗器両端の電位差を、電圧バッファを介して
取り出して電源電位を基にした最低電位検出を行い、検
出した電位差を保持するレベル検出・保持手段と、保持
した電位差を基に、“１”レベルと“０”レベルとを基
準とした特定比率の直流電流を受光素子のアノード側と
前置増幅器との接続点から引き抜く中間直流電流引抜き
手段を設け、光信号電流が該直流電流より少ない場合に
はその不足分を該前置増幅器から引き抜く様に構成した
ことを特徴とする請求項１の光受信装置。 - 【請求項６】 上記レベル検出・保持手段の出力側と、
受光素子のアノード側と前置増幅器との接続点の間を、
上記第１の抵抗器の抵抗値の約２倍の値を持つ第２の抵
抗器で接続し、上記レベル検出・保持手段が保持した電
位差を基に、ほぼ中間レベルの直流電流を該受光素子と
前置増幅器との接続点から引き抜く中間直流電流引抜き
手段を設け、光信号電流が該直流電流より少ない場合に
はその不足分を該前置増幅器から引き抜く様に構成にし
たことを特徴とする請求項５の光受信装置。 - 【請求項７】 電源と受光素子のカソード側とを第１の
抵抗器で接続し、 該受光素子を流れる光信号電流によって、該第１の抵抗
器の両端に生ずる電位差を電圧バッファで取り出し、取
り出した電位差の平均値検出及び平均値検出結果に対す
る最低電位検出を行って、該電位差の約半分の電位差を
保持するレベル検出・保持手段を設け、 該検出・保持手段が保持した電位差を基に、該第１の抵
抗器と同じ抵抗値を持つ第３の抵抗器を用いて、ほぼ中
間レベルの直流電流を、該受光素子のアノード側と前置
増幅器との接続点から引き抜く中間直流電流引抜き手段
を設け、光信号電流が該直流電流より少ない場合にはそ
の不足分を該前置増幅器から引き抜く様に構成にしたこ
とを特徴とする請求項５の光受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8289889A JPH10135917A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 光受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8289889A JPH10135917A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 光受信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10135917A true JPH10135917A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17749089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8289889A Withdrawn JPH10135917A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 光受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10135917A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10313222A (ja) * | 1997-03-13 | 1998-11-24 | Hitachi Ltd | 光受信回路 |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP8289889A patent/JPH10135917A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10313222A (ja) * | 1997-03-13 | 1998-11-24 | Hitachi Ltd | 光受信回路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040106 |