JPH10243030A - 受信器 - Google Patents

受信器

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JPH10243030A
JPH10243030A JP9047752A JP4775297A JPH10243030A JP H10243030 A JPH10243030 A JP H10243030A JP 9047752 A JP9047752 A JP 9047752A JP 4775297 A JP4775297 A JP 4775297A JP H10243030 A JPH10243030 A JP H10243030A
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聰 高橋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゼロ信号入力時の自走発振を防止する。 【解決手段】 フォトダイオードにより光信号が受信さ
れない場合、プリアンプからのローレベルの信号Qがト
ランジスタ703のベースに印加され、ハイレベルの信
号#Qがトランジスタ704のベースに印加され、コン
パレータ508からローレベルの出力信号SDが出力さ
れる。コンパレータ508の出力信号SDがローレベル
に遷移するので、インバータ101の出力信号はハイレ
ベル(電圧値はVon)に遷移し、この電圧値Vonを抵抗
102および抵抗707により分圧して得られる電圧、
すなわち、Von×R2/(R2+R3)の電圧がトラン
ジスタ704のベースに印加されることなる。ただし、
R2は抵抗707の抵抗値であり、R3は抵抗102の
抵抗値である。その結果、メインアンプ503からは、
ローレベルの信号が出力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力電気信号から
データ成分とクロック成分を分離して出力する受信器に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、図5に示す構成の光受信器が
知られている。フォトダイオード501により受信され
た光信号は、フォトダイオード501により電流に変換
(光電変換)され、得られた電流はプリアンプ502に
より電圧信号に変換(I/V変換)されるとともに増幅
され、極性が互いに相補的な電気信号Q,#Q(以下、
#をバーの代わりに用いる)にされる。プリアンプ50
2からの極性が互いに相補的な電気信号Q,#Qは、そ
れぞれ、差動増幅器構成のメインアンプ503により増
幅される。このメインアンプ503からの出力は2分さ
れ、一方はクロック信号再生系統に出力され、他方はデ
ータ復号系統に出力される。フォトダイオード501に
より受信された光信号が図6(a)に示すような波形で
ある場合、メインアンプ503の出力は図6(b)に示
すようになる。
【0003】クロック再生系統では、メインアンプ50
3からの出力信号が微分回路504により微分され、表
面弾性波フィルタ(SAW フィルタ;surface acoustic w
avefilter)505により基準周波数成分のみが抽出さ
れ、ついで、波形整形回路506により波形整形され、
データ復号のクロック信号として出力される。微分回路
504の出力信号波形の一例を図6(c)に示し、弾性
表面波フィルタ505の出力信号波形の一例を図6
(d)に、波形整形回路506の出力信号波形の一例を
図6(e)に示す。
【0004】このクロック信号はそのピーク(瞬間最大
値)がピークホールド回路507によりホールドされ、
ホールドされたピークと所定の閾値がコンパレータ50
8により比較され、その比較結果に基づき、光信号が入
力されたか否かが判定され、信号検出信号(SD; signal
detect) として出力される。ピークホールド回路507
の出力信号波形を図6(f)に示し、コンパレータ50
8の出力信号波形を図6(g)に示す。
【0005】データ復号系統では、メインアンプ503
からの出力が、クロック再生系統における微分回路50
4と弾性表面波フィルタ505と波形整形回路506と
による遅延分だけ、遅延素子509により遅延された
後、Dフリップフロップ510のD端子に入力される。
クロック端子に入力される波形整形回路506からの信
号に同期して、Dフリップフロップ510からデータが
出力される。
【0006】図5に示すメインアンプ503は、図7に
示すように構成されており、同一の抵抗値を有する抵抗
701,702と、同一特性のnpnバイポーラ・トラ
ンジスタ(以下、トランジスタという)703,704
と、定電流回路705とにより差動増幅回路が構成さ
れ、トランジスタ703のベースが抵抗706を介して
グランドに接続されており、トランジスタ704のベー
スが抵抗707を介してグランドに接続されている。ト
ランジスタ703,704のベースには、それぞれ、プ
リアンプ302の出力Q,#Q(以下、#をバーの代わ
りに用いる)が入力されており、トランジスタ703,
704のコレクタの出力がバッファ708を介して(ト
ランジスタ703のコレクタの出力の極性は反転され
る)、メインアンプ出力信号として出力される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように構成した光
受信器では、フォトダイオード501の受光感度は1.
0A/W程度であり、プリアンプ502のI/V変換係
数が54dBΩ程度しか確保されないので、光入力強度が
例えば−30dBm の光信号を、データ復号系統で必要と
される振幅1V程度の信号を得るには、光受信器全体と
して60dB程度の増幅度が必要であり、その増幅度の大
部分をメインアンプ503で賄わなければならなかっ
た。
【0008】このような高利得の光受信器では、動作が
しばしば不安定になり、ゼロ信号入力時に、自走発振を
引き起こし、発振信号がクロック信号再生系統に導か
れ、波形整形回路506およびピークホールド回路50
7を経て信号検出信号となって現われることがあった。
【0009】本発明の目的は、上記のような問題点を解
決し、ゼロ信号入力時の自走発振を防止することができ
る受信器を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、極性
が相補的な入力電気信号を増幅する増幅手段と、該増幅
手段の出力電気信号からクロック信号を抽出する抽出手
段と、該抽出手段により抽出されたクロック信号のピー
クをホールドするピークホールド手段と、該ピークホー
ルド手段によりホールドされたピークと予め定めた閾値
とを比較し前記入力電気信号の有無を判定する判定手段
とを有する受信器において、前記判定手段により入力電
気信号無しと判定された場合に、前記増幅手段を飽和さ
せる制御手段を備えたことを特徴とする。
【0011】請求項1において、電気信号は光信号を光
電変換して得られた電気信号とすることができる。
【0012】請求項1において、増幅手段はバイポーラ
・トランジスタを差動構成した差動増幅器とすることが
できる。
【0013】請求項1において、増幅手段は電界効果ト
ランジスタを差動構成した差動増幅器とすることができ
る。
【0014】請求項3において、制御手段は、前記判定
手段により入力電気信号無しと判定された場合に、差動
構成されたバイポーラ・トランジスタのうち、極性が相
補的な入力電気信号によりアクティブされる方のバイポ
ーラ・トランジスタを飽和させる。
【0015】請求項4において、制御手段は、判定手段
により入力電気信号無しと判定された場合に、差動構成
された電界効果トランジスタのうち、極性が相補的な入
力電気信号によりアクティブされる方の電界効果トラン
ジスタを飽和させる。
【0016】請求項3において、制御手段は、判定手段
により入力電気信号無しと判定された場合に、差動構成
されたバイポーラ・トランジスタのうち、極性が相補的
な入力電気信号によりアクティブされる方のバイポーラ
・トランジスタを飽和させるとともに、極性が相補的な
入力電気信号によりインアクティブされる方のバイポー
ラ・トランジスタをインアクティブにする。
【0017】請求項4において、制御手段は、判定手段
により入力電気信号無しと判定された場合に、差動構成
された電界効果トランジスタのうち、極性が相補的な入
力電気信号によりアクティブされる方の電界効果トラン
ジスタを飽和させるとともに、極性が相補的な入力電気
信号によりインアクティブされる方の電界効果トランジ
スタをインアクティブにする。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。
【0019】<第1の実施の形態>図1は本発明の第1
の実施の形態を示す。図1に示す帰還回路とメインアン
プ503との接続を図2に詳細に示す。本実施の形態は
従来例との比較で言えば、光受信器の構成が相違し、本
実施の形態では、コンパレータ508からの出力信号S
Dのレベルをインバータ101により反転させ、抵抗1
02を介して、メインアンプ503のトランジスタ70
4のベースに印加するようにした。
【0020】このように構成したので、フォトダイオー
ド501により光信号が受信されると、メインアンプ5
03のトランジスタ703のベースには、プリアンプ5
02から信号Qが印加され、メインアンプ503のトラ
ンジスタ704のベースには、プリアンプ502からの
信号#Qが印加され、コンパレータ508からハイレベ
ル(電圧値はVon)の出力信号SDが出力される。この
ハイレベルの出力信号SDはインバータ101により反
転されてローレベル、すなわち、グランド電位にされ、
従って、メインアンプ503のトランジスタ704のベ
ースは、並列に接続された抵抗102、707を介して
グランドに接続されたのと等価とみなすことができ、グ
ランド電位になる。その結果、メインアンプ503から
は、ハイレベルの信号が出力されることになる。
【0021】他方、フォトダイオード501により光信
号が受信されない場合、プリアンプ502からのローレ
ベルの信号Qがトランジスタ703のベースに印加さ
れ、ハイレベルの信号#Qがトランジスタ704のベー
スに印加され、コンパレータ508からローレベルの出
力信号SDが出力される。コンパレータ508の出力信
号SDがローレベルに遷移するので、インバータ101
の出力信号はハイレベル(電圧値はVon)に遷移し、こ
の電圧値Vonを抵抗102および抵抗707により分圧
して得られる電圧、すなわち、Von×R2/(R2+R
3)の電圧がトランジスタ704のベースに印加される
ことなる。ただし、R2は抵抗707の抵抗値であり、
R3は抵抗102の抵抗値である。その結果、メインア
ンプ503からは、ローレベルの信号が出力されること
になる。
【0022】このように、トランジスタ703,704
の双方のベースには、直流的にオフセット電圧が印加さ
れるので、メインアンプ503の出力は飽和状態に保持
され、ゼロ信号入力時の自走発振を防止することができ
る。
【0023】そして、再び、光信号がフォトダイオード
501により受信され、トランジスタ703の入力電圧
がVon×R2/(R2+R3)の電圧を超えると、メイ
ンアンプ503の出力信号レベルが反転してハイレベル
になり、その結果、コンパレータ101の出力信号#S
Dがハイレベルになる。その時、トランジスタ704の
ベースが、再び、並列に接続された抵抗102,707
を介してグランドに接続されたのと等価とみなすことが
できるので、メインアンプ503は定常的な動作を行う
ことができる。
【0024】Von×R2/(R2+R3)により求めら
れる電圧は、帰還抵抗としての抵抗102の抵抗値R3
が大きくなるに従って小さくなり、従って、メインアン
プ503は自走発振を起こし易くなる。抵抗707,1
02の抵抗値R2,R3の間にR2<<R3の関係があ
る場合には、実質的に帰還はかからない。逆に、帰還抵
抗としての抵抗102の抵抗値R3を小さくしていく
と、Von×R2/(R2+R3)はVonに近づくが、そ
の場合は、再度、光信号を入力してSD信号をハイレベ
ルにさせるのに必要な光入力強度が大きくなければなら
ず実用的でない。一般的に、R2/R3の値は100〜
1000の値が好ましい。
【0025】<第2の実施の形態>図3は本発明の第2
の実施の形態を示す。図3に示す帰還回路とメインアン
プ503との接続を図4に詳細に示す。本実施の形態は
第1の実施の形態との比較でいえば、負帰還回路の構成
が相違する。本実施の形態では、コンパレータ508か
らの出力信号SDをインバータ101により反転し、得
られた信号を抵抗102を介してメインアンプ503の
トランジスタ704のベースに印加するとともに、コン
パレータ508からの出力信号SDを抵抗301を介し
てトランジスタ703のベースに印加した点が相違す
る。
【0026】このように構成したので、フォトダイオー
ド501により光信号が受信されると、メインアンプ5
03のトランジスタ703のベースには、プリアンプ5
02からのハイレベルの信号Qが印加され、メインアン
プ503のトランジスタ704のベースには、プリアン
プ502からのローレベルの信号#Qが印加され、コン
パレータ508からハイレベルの出力信号SDが出力さ
れる。このハイレベルの出力信号SDはインバータ10
1により反転されてローレベル、すなわち、グランド電
位にされ、従って、メインアンプ503のトランジスタ
704のベースは、並列に接続された抵抗102、70
7を介してグランドに接続されたのと等価とみなすこと
ができる。また、フォトダイオード501により光信号
が受信されたとき、コンパレータ508から出力された
ハイレベルの出力信号SDは、抵抗301を介して、ト
ランジスタ703のベースに印加される。その結果、メ
インアンプ503から、ハイレベルの信号が出力される
ことになる。
【0027】他方、フォトダイオード501により光信
号が受信されない場合、メインアンプ503のトランジ
スタ703のベースには、プリアンプ502からのロー
レベルの信号Qが印加され、メインアンプ503のトラ
ンジスタ704のベースには、プリアンプ502からの
ハイレベルの信号#Qが印加され、コンパレータ508
から、ローレベルの出力信号SDが出力される。
【0028】コンパレータ508からの出力信号SDが
ローレベルに遷移するので、メインアンプ503のトラ
ンジスタ703のベースは、並列に接続された抵抗30
1、706を介してグランドに接続されたのと等価とみ
なすことができ、グランド電位になる。また、メインア
ンプ503のトランジスタ704のベースには、インバ
ータ101からのハイレベルの信号が、抵抗102を介
して印加される。その結果、メインアンプ503から、
ローレベルの信号が出力されることになる。
【0029】このように、差動構成のトランジスタ70
3,704に、オフセット電圧を印加して、メインアン
プ503の出力を飽和状態に強制的に保持させ、しか
も、この光受信器はゼロ入力時に、トランジスタ703
のベースに入力される信号のレベルが、トランジスタ7
04のベースに入力される信号のレベルより大きいの
で、この光受信器の自走発振を防止することができる。
【0030】以上、メインアンプ503を同一特性のn
pnバイポーラ・トランジスタにより差動構成した例を
説明したが、同一特性のnpnバイポーラ・トランジス
タに替えて同一特性のFET(field effect transisto
r) を用いてもよい。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
上記のように構成したので、ゼロ信号入力時の自走発振
を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示すブロック図で
ある。
【図2】図1に示すメインアンプ503と帰還回路との
接続を詳細に示す電気回路図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態を示すブロック図で
ある。
【図4】図3に示すメインアンプ503と帰還回路との
接続を詳細に示す電気回路図である。
【図5】光受信器の従来例を示すブロック図である。
【図6】図5に示す各部の信号波形例を示す波形図であ
る。
【図7】図5に示すメインアンプの構成を示す電気回路
図である。
【符号の説明】
101 インバータ 102,301,701,702,706,707 抵
抗 501 フォトダイオード 502 プリアンプ 503 メインアンプ 504 微分回路 505 表面弾性波フィルタ 506 波形整形回路 507 ピークホールド回路 508 コンパレータ 509 遅延素子 510 Dフリップフロップ 703,704 npnバイポーラ・トランジスタ 705 定電流回路 708 バッファ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04B 10/06

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 極性が相補的な入力電気信号を増幅する
    増幅手段と、 該増幅手段の出力電気信号からクロック信号を抽出する
    抽出手段と、 該抽出手段により抽出されたクロック信号のピークをホ
    ールドするピークホールド手段と、 該ピークホールド手段によりホールドされたピークと予
    め定めた閾値とを比較し前記入力電気信号の有無を判定
    する判定手段とを有する受信器において、 前記判定手段により入力電気信号無しと判定された場合
    に、前記増幅手段を飽和させる制御手段を備えたことを
    特徴とする受信器。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記電気信号は光信
    号を光電変換して得られた電気信号であることを特徴と
    する受信器。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記増幅手段はバイ
    ポーラ・トランジスタを差動構成した差動増幅器である
    ことを特徴とする受信器。
  4. 【請求項4】 請求項1において、前記増幅手段は電界
    効果トランジスタを差動構成した差動増幅器であること
    を特徴とする受信器。
  5. 【請求項5】 請求項3において、前記制御手段は、前
    記判定手段により入力電気信号無しと判定された場合
    に、前記差動構成されたバイポーラ・トランジスタのう
    ち、前記極性が相補的な入力電気信号によりアクティブ
    される方のバイポーラ・トランジスタを飽和させること
    を特徴とする受信器。
  6. 【請求項6】 請求項4において、前記制御手段は、前
    記判定手段により入力電気信号無しと判定された場合
    に、前記差動構成された電界効果トランジスタのうち、
    前記極性が相補的な入力電気信号によりアクティブされ
    る方の電界効果トランジスタを飽和させることを特徴と
    する受信器。
  7. 【請求項7】 請求項3において、前記制御手段は、前
    記判定手段により入力電気信号無しと判定された場合
    に、前記差動構成されたバイポーラ・トランジスタのう
    ち、前記極性が相補的な入力電気信号によりアクティブ
    される方のバイポーラ・トランジスタを飽和させるとと
    もに、前記極性が相補的な入力電気信号によりインアク
    ティブされる方のバイポーラ・トランジスタをインアク
    ティブにすることを特徴とする受信器。
  8. 【請求項8】 請求項4において、前記制御手段は、前
    記判定手段により入力電気信号無しと判定された場合
    に、前記差動構成された電界効果トランジスタのうち、
    前記極性が相補的な入力電気信号によりアクティブされ
    る方の電界効果トランジスタを飽和させるとともに、極
    性が相補的な入力電気信号によりインアクティブされる
    方の電界効果トランジスタをインアクティブにすること
    を特徴とする受信器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8358938B2 (en) 2008-10-03 2013-01-22 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical receiver able to prevent LOS alarm from malfunctioning

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8358938B2 (en) 2008-10-03 2013-01-22 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical receiver able to prevent LOS alarm from malfunctioning

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