JPH1022933A - 光受信回路 - Google Patents
光受信回路Info
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- JPH1022933A JPH1022933A JP8179106A JP17910696A JPH1022933A JP H1022933 A JPH1022933 A JP H1022933A JP 8179106 A JP8179106 A JP 8179106A JP 17910696 A JP17910696 A JP 17910696A JP H1022933 A JPH1022933 A JP H1022933A
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- signal
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- optical
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 回路レイアウトが容易で、回路規模が小さ
く、入力ダイナミックレンジが大きく、広帯域な光受信
回路を提供する。 【解決手段】 光信号を電気信号に変換する受光素子１
００と、受光素子１００からの電気信号を増幅する前置
増幅器１０１と、前置増幅器１０１で増幅された信号の
微分波形を得るための微分回路１０２と、微分回路１０
２の出力から原信号を再構成するものであって、識別値
が可変である二値保持回路としてのシュミットトリガ回
路１０３とを有しており、シングルエンド入出力の回路
構成を呈している。
く、入力ダイナミックレンジが大きく、広帯域な光受信
回路を提供する。 【解決手段】 光信号を電気信号に変換する受光素子１
００と、受光素子１００からの電気信号を増幅する前置
増幅器１０１と、前置増幅器１０１で増幅された信号の
微分波形を得るための微分回路１０２と、微分回路１０
２の出力から原信号を再構成するものであって、識別値
が可変である二値保持回路としてのシュミットトリガ回
路１０３とを有しており、シングルエンド入出力の回路
構成を呈している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信や光インタ
ーコネクションなどに用いられる光受信回路に関する。
ーコネクションなどに用いられる光受信回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信システムを用いた光インタ
ーコネクションに関する検討が盛んに行われている。光
インターコネクションは、光送信機と光受信機とが光フ
ァイバによって結合された系で構成される。光受信機に
は、光信号を電気信号に変換する光受信回路が含まれて
いる。
ーコネクションに関する検討が盛んに行われている。光
インターコネクションは、光送信機と光受信機とが光フ
ァイバによって結合された系で構成される。光受信機に
は、光信号を電気信号に変換する光受信回路が含まれて
いる。
【０００３】一般に、光受信回路は、光を電気に変換す
る受光素子と、受光素子の電流を増幅する増幅回路（ま
たは、電流電圧変換回路）と、増幅された信号を所定の
識別値と比較して二値化するための二値保持回路を少く
とも有している。従来の光受信回路の一例として、特公
昭６３−２５７３８号公報にて開示された光受信器があ
る。この光受信器は、図４に示すように、光信号を電気
信号に変換する受光素子１００と、受光素子の出力を増
幅する前置増幅器４０１と、基準電圧源４０２と、抵抗
分圧回路４０３と、前置増幅回路４０１の出力のピーク
値を検出して保持するピークホールド回路４０４と、定
電流源４０５と、電圧比較回路４０６とから構成されて
いる。この受信回路において、基準電圧源４０２、抵抗
分圧回路４０３、ピークホールド回路４０４、および定
電流源４０５は、電圧比較回路４０６の反転入力端子に
供給する識別値電圧Ｖｔｈを光信号入力のレベルに応じ
て自動的に適正に調整するための自動識別値制御回路４
０７を構成している。
る受光素子と、受光素子の電流を増幅する増幅回路（ま
たは、電流電圧変換回路）と、増幅された信号を所定の
識別値と比較して二値化するための二値保持回路を少く
とも有している。従来の光受信回路の一例として、特公
昭６３−２５７３８号公報にて開示された光受信器があ
る。この光受信器は、図４に示すように、光信号を電気
信号に変換する受光素子１００と、受光素子の出力を増
幅する前置増幅器４０１と、基準電圧源４０２と、抵抗
分圧回路４０３と、前置増幅回路４０１の出力のピーク
値を検出して保持するピークホールド回路４０４と、定
電流源４０５と、電圧比較回路４０６とから構成されて
いる。この受信回路において、基準電圧源４０２、抵抗
分圧回路４０３、ピークホールド回路４０４、および定
電流源４０５は、電圧比較回路４０６の反転入力端子に
供給する識別値電圧Ｖｔｈを光信号入力のレベルに応じ
て自動的に適正に調整するための自動識別値制御回路４
０７を構成している。
【０００４】さらに、別の従来例として、図５に示すよ
うな回路構成を有する光受信回路が提案されている。即
ち、この光受信回路は、受光素子１００の出力を前置増
幅器１０１により増幅し、この前置増幅器１０１の出力
を微分回路５０２により微分し、その微分出力Ｖｂをセ
ット信号、微分出力Ｖｃをリセット信号としてＲＳ型フ
リップフロップ回路５０１のセット、リセットに使用す
ることにより、フリップフロップ回路５０１のセット出
力端からパルス出力信号ＶＯを得るものである。図６
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、および（ｅ）はそれ
ぞれ、図５における信号ｉ、Ｖ１、Ｖｂ、Ｖｃ、および
ＶＯの波形である。
うな回路構成を有する光受信回路が提案されている。即
ち、この光受信回路は、受光素子１００の出力を前置増
幅器１０１により増幅し、この前置増幅器１０１の出力
を微分回路５０２により微分し、その微分出力Ｖｂをセ
ット信号、微分出力Ｖｃをリセット信号としてＲＳ型フ
リップフロップ回路５０１のセット、リセットに使用す
ることにより、フリップフロップ回路５０１のセット出
力端からパルス出力信号ＶＯを得るものである。図６
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、および（ｅ）はそれ
ぞれ、図５における信号ｉ、Ｖ１、Ｖｂ、Ｖｃ、および
ＶＯの波形である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来技術
によれば、受光素子で受信した光信号を電気信号に変換
し原信号の再構成を行うことで、光を用いた信号伝送が
可能となる。
によれば、受光素子で受信した光信号を電気信号に変換
し原信号の再構成を行うことで、光を用いた信号伝送が
可能となる。
【０００６】しかし、図４に示すような光受信回路にお
いては、入力ダイナミックレンジを大きく取るために自
動識別値制御回路を用いて信号の識別を行うため、回路
規模が大きくなる。また、振幅の時間平均値で識別を行
うため、振幅が非常に小さい場合には識別不能となり、
その小振幅の信号を識別するためには、さらに増幅器を
入れて増幅する必要があり、回路規模の増大を招く。
いては、入力ダイナミックレンジを大きく取るために自
動識別値制御回路を用いて信号の識別を行うため、回路
規模が大きくなる。また、振幅の時間平均値で識別を行
うため、振幅が非常に小さい場合には識別不能となり、
その小振幅の信号を識別するためには、さらに増幅器を
入れて増幅する必要があり、回路規模の増大を招く。
【０００７】また、図５に示すような光受信回路の場合
には、図３に示すように識別レベルを、予想される入力
信号の最低速値の立ち上がり時間、立ち下がり時間、お
よび最小振幅の積に対応する電圧値以下に設定すること
で、広帯域で、かつ入力ダイナミックレンジの大きな光
受信回路を構成できる。
には、図３に示すように識別レベルを、予想される入力
信号の最低速値の立ち上がり時間、立ち下がり時間、お
よび最小振幅の積に対応する電圧値以下に設定すること
で、広帯域で、かつ入力ダイナミックレンジの大きな光
受信回路を構成できる。
【０００８】しかし、ＲＳフリップフロップ回路を二値
保持回路として用いているため微分回路の出力を差動出
力としなければならない。差動構成では、回路規模が大
きくなるだけでなく、両方の信号線を等長配線する必要
があり、これは実際に回路をレイアウトする上において
困難を生じる。
保持回路として用いているため微分回路の出力を差動出
力としなければならない。差動構成では、回路規模が大
きくなるだけでなく、両方の信号線を等長配線する必要
があり、これは実際に回路をレイアウトする上において
困難を生じる。
【０００９】本発明の課題は、回路レイアウトが容易な
入出力構成であり、回路規模が小さく、入力ダイナミッ
クレンジが大きく、広帯域な光受信回路を提供すること
である。
入出力構成であり、回路規模が小さく、入力ダイナミッ
クレンジが大きく、広帯域な光受信回路を提供すること
である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、光信号
を電気信号に変換する受光素子と、前記受光素子からの
電気信号を増幅する前置増幅器と、前記前置増幅器で増
幅された信号の微分波形を得るための微分回路と、前記
微分回路の出力から原信号を再構成するものであって、
識別値が可変である二値保持回路とを有し、シングルエ
ンド入出力の回路構成を呈することを特徴とする光受信
回路が得られる。
を電気信号に変換する受光素子と、前記受光素子からの
電気信号を増幅する前置増幅器と、前記前置増幅器で増
幅された信号の微分波形を得るための微分回路と、前記
微分回路の出力から原信号を再構成するものであって、
識別値が可変である二値保持回路とを有し、シングルエ
ンド入出力の回路構成を呈することを特徴とする光受信
回路が得られる。
【００１１】本発明によればまた、識別値が可変の二値
保持回路は、シュミットトリガ回路により構成されるこ
とを特徴とする前記光受信回路が得られる。
保持回路は、シュミットトリガ回路により構成されるこ
とを特徴とする前記光受信回路が得られる。
【００１２】本発明によればさらに、前記二値保持回路
の後段に、論理回路との整合を取るためのバッファを有
することを特徴とする前記光受信回路が得られる。
の後段に、論理回路との整合を取るためのバッファを有
することを特徴とする前記光受信回路が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の一形態による光受信回路を説明する。
実施の一形態による光受信回路を説明する。
【００１４】図１は、本発明の実施の一形態による光受
信回路の構成を示すブロック図である。図２（ａ）〜
（ｄ）は、本光受信回路の動作を説明するための図であ
る。
信回路の構成を示すブロック図である。図２（ａ）〜
（ｄ）は、本光受信回路の動作を説明するための図であ
る。
【００１５】図１を参照して、本実施の形態による光受
信回路は、受光素子としてのアパランシエフオトダイオ
ード（以後、ＡＰＤと記す）１００、トランスインピー
ダンス型の前置増幅器１０１と、微分回路１０２と、識
別値可変の二値保持回路としてのシュミットトリガ回路
１０３と、論理回路との整合を取るためのバッファ１０
４とを有しており、シングルエンド入出力構成である。
このため、例えば差動構成の従来例のように、等長配線
などに制限されることなく、回路レイアウトが簡単であ
り、かつ当然回路規模が小さい。図２（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、および（ｄ）はそれぞれ、図１における信号
ｉ、Ｖ１、Ｖ２、およびＶ３の波形である。
信回路は、受光素子としてのアパランシエフオトダイオ
ード（以後、ＡＰＤと記す）１００、トランスインピー
ダンス型の前置増幅器１０１と、微分回路１０２と、識
別値可変の二値保持回路としてのシュミットトリガ回路
１０３と、論理回路との整合を取るためのバッファ１０
４とを有しており、シングルエンド入出力構成である。
このため、例えば差動構成の従来例のように、等長配線
などに制限されることなく、回路レイアウトが簡単であ
り、かつ当然回路規模が小さい。図２（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、および（ｄ）はそれぞれ、図１における信号
ｉ、Ｖ１、Ｖ２、およびＶ３の波形である。
【００１６】図１において、受光素子１００に入力され
た光信号は、受光素子１００において信号ｉに変換され
る。この電気信号は前置増幅器に入力され、振幅増幅が
行われる。この増幅された信号Ｖ１は微分回路１０２に
入力され、微分波形Ｖ２に変換される。この微分波形か
ら原信号を再構成するために、微分回路１０２の出力を
シュミットトリガ回路１０３に入力する。ここで、シュ
ミットトリガ回路１０３のしきい値レベルＶH 、ＶL は
それぞれ、数式１、２で与えられる。
た光信号は、受光素子１００において信号ｉに変換され
る。この電気信号は前置増幅器に入力され、振幅増幅が
行われる。この増幅された信号Ｖ１は微分回路１０２に
入力され、微分波形Ｖ２に変換される。この微分波形か
ら原信号を再構成するために、微分回路１０２の出力を
シュミットトリガ回路１０３に入力する。ここで、シュ
ミットトリガ回路１０３のしきい値レベルＶH 、ＶL は
それぞれ、数式１、２で与えられる。
【００１７】 ＶH ＝ＲE ×Ｖcc／（ＲC2＋ＲE ）・・・・・・・・・・・・・（１） ＶL ＝ＲE ×Ｖcc／｛ＲC1＋ＲE ・（１＋Ｒ1 ／Ｒ2 ）｝・・・（２） また、入力信号を例えば正弦波（ａ・ｓｉｎω・ｔ）で
近似したとき、その微分値はａ・ω・ｃｏｓω・ｔで与
えられる。ここで、ａは振幅、ωは角周波数である。
近似したとき、その微分値はａ・ω・ｃｏｓω・ｔで与
えられる。ここで、ａは振幅、ωは角周波数である。
【００１８】これらより、微分回路出力は、図３に示す
ようになる。そして、シュミットトリガ回路１０３のし
きい値レベルＶH 、ＶL それぞれの値を、予想される入
力信号の最低速値の立ち上がり時間、立ち下がり時間に
対応する電圧値、ならびに予想される入力信号の最小振
幅に対応する電圧値の積ａ・ω以下に設定することで、
広帯域で、かつ入力ダイナミックレンジが大きな光受信
回路を構成できる。
ようになる。そして、シュミットトリガ回路１０３のし
きい値レベルＶH 、ＶL それぞれの値を、予想される入
力信号の最低速値の立ち上がり時間、立ち下がり時間に
対応する電圧値、ならびに予想される入力信号の最小振
幅に対応する電圧値の積ａ・ω以下に設定することで、
広帯域で、かつ入力ダイナミックレンジが大きな光受信
回路を構成できる。
【００１９】この他の変形例として、上の実施の形態に
おいて、例えば受光素子としてＰＩＮフォトダイオード
を用いることにより、ＡＰＤを用いた場合に比べて低電
圧動作が可能になる。また、前置増幅器としてベース接
地型を採用することによって入力抵抗を低減できるた
め、この光受信回路を１チップのＩＣ内に複数並列に並
べた回路を作製するにあたっては、信号のチャンネル間
干渉を抑制することが可能となる。
おいて、例えば受光素子としてＰＩＮフォトダイオード
を用いることにより、ＡＰＤを用いた場合に比べて低電
圧動作が可能になる。また、前置増幅器としてベース接
地型を採用することによって入力抵抗を低減できるた
め、この光受信回路を１チップのＩＣ内に複数並列に並
べた回路を作製するにあたっては、信号のチャンネル間
干渉を抑制することが可能となる。
【００２０】
【発明の効果】本発明による光受信回路は、光信号を電
気信号に変換する受光素子と、受光素子からの電気信号
を増幅する前置増幅器と、前置増幅器で増幅された信号
の微分波形を得るための微分回路と、微分回路の出力か
ら原信号を再構成するものであって、識別値が可変であ
る二値保持回路とを有し、シングルエンド入出力の回路
構成を呈しているため、以下に示す効果を奏する。
気信号に変換する受光素子と、受光素子からの電気信号
を増幅する前置増幅器と、前置増幅器で増幅された信号
の微分波形を得るための微分回路と、微分回路の出力か
ら原信号を再構成するものであって、識別値が可変であ
る二値保持回路とを有し、シングルエンド入出力の回路
構成を呈しているため、以下に示す効果を奏する。
【００２１】回路構成がシングルエンド入出力構成であ
るので、回路レイアウトが容易である。
るので、回路レイアウトが容易である。
【００２２】また、自動識別値制御回路などを用いない
ので、回路規模の小型化が行える。
ので、回路規模の小型化が行える。
【００２３】さらに、二値保持回路の識別値を、予想さ
れる入力信号の最低速値の立ち上がり時間、立ち下がり
時間、および最小振幅の積に対応する電圧値以下に設定
することで、広帯域で、入力ダイナミックレンジの大き
な光受信回路を構成できる。
れる入力信号の最低速値の立ち上がり時間、立ち下がり
時間、および最小振幅の積に対応する電圧値以下に設定
することで、広帯域で、入力ダイナミックレンジの大き
な光受信回路を構成できる。
【図１】本発明の実施の一形態による光受信回路の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図２】図１に示す光受信回路における各点の各信号の
波形を示す図である。
波形を示す図である。
【図３】図１に示す光受信回路における二値保持回路と
してのシュミットトリガ回路の入力電圧波形図である。
してのシュミットトリガ回路の入力電圧波形図である。
【図４】従来例による光受信回路の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図５】他の従来例による光受信回路の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図６】図５に示す光受信回路における各点の各信号の
波形を示す図である。
波形を示す図である。
１００ 受光素子 １０１ 前置増幅器 １０２ 微分回路 １０３ シュミットトリガ回路 １０４ バッファ ４０１ 増幅回路 ４０２ 基準電圧源 ４０３ 抵抗分圧回路 ４０４ ピークホールド回路 ４０５ 定電流源 ４０６ 電圧比較回路 ４０７ 自動識別値調整回路 ５０１ ＲＳ型フリップフロップ回路 ５０２ 微分回路
Claims (3)
- 【請求項１】 光信号を電気信号に変換する受光素子
と、前記受光素子からの電気信号を増幅する前置増幅器
と、前記前置増幅器で増幅された信号の微分波形を得る
ための微分回路と、前記微分回路の出力から原信号を再
構成するものであって、識別値が可変である二値保持回
路とを有し、シングルエンド入出力の回路構成を呈する
ことを特徴とする光受信回路。 - 【請求項２】 識別値が可変の二値保持回路は、シュミ
ットトリガ回路により構成されることを特徴とする請求
項１に記載の光受信回路。 - 【請求項３】 前記二値保持回路の後段に、論理回路と
の整合を取るためのバッファを有することを特徴とする
請求項１に記載の光受信回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8179106A JPH1022933A (ja) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | 光受信回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8179106A JPH1022933A (ja) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | 光受信回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1022933A true JPH1022933A (ja) | 1998-01-23 |
Family
ID=16060135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8179106A Pending JPH1022933A (ja) | 1996-07-09 | 1996-07-09 | 光受信回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1022933A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013135376A (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Toshiba Corp | 光送受信回路装置及び受信回路 |
-
1996
- 1996-07-09 JP JP8179106A patent/JPH1022933A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013135376A (ja) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Toshiba Corp | 光送受信回路装置及び受信回路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990602 |