JPH11127122A - Optical receiver - Google Patents

Optical receiver

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Publication number
JPH11127122A
JPH11127122A JP9306358A JP30635897A JPH11127122A JP H11127122 A JPH11127122 A JP H11127122A JP 9306358 A JP9306358 A JP 9306358A JP 30635897 A JP30635897 A JP 30635897A JP H11127122 A JPH11127122 A JP H11127122A
Authority
JP
Japan
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voltage
output
signal
apd
amplifier
Prior art date
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Pending
Application number
JP9306358A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mizumasa Atozawa
瑞征 後澤
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH11127122A publication Critical patent/JPH11127122A/en
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  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent each receiver section from being deteriorated due to an increased current of an avalanche photodiode(APD) caused when there is an input of a non-modulation light or no-input of a signal light. SOLUTION: A preamplifier 2 amplifies a current output from the APD 1 into a voltage signal, and a variable gain amplifier 3 adjusts gain to keep an output signal amplitude constant. The variable gain amplifier 3 controls a high voltage generating circuit 7, when a prescribed output signal amplitude is not obtained when the gain reaches a prescribed value and outputs a control voltage to adjust a multiplication factor of the APD 1 to be constant to a control circuit 6. Furthermore, when a timing extract circuit 5 outputs an adequately high voltage, when a clock frequency component is detected from the output or a control voltage whose voltage is less than a breakdown voltage of the APD 1 when the component is not detected to the control circuit 6. The control circuit 6 controls the high voltage generating circuit 7 with a lower voltage, in both the control voltages to prevent an overvoltage from being applied to the APD 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に使用され
る受光素子として、例えばアバランシェホトダイオード
を用いた光受信器に関し、特に、特性の劣化を防止する
ことが可能な光受信器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical receiver using, for example, an avalanche photodiode as a light receiving element used for optical communication, and more particularly to an optical receiver capable of preventing deterioration of characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光信号を電気信号に変換するため
の受光素子として、印加する電圧により増倍率を可変で
きるアバランシェダイオード(以下「APD」ともい
う。)等を用い、更に、APDの光電流を電圧に変換す
るための前置増幅器と、前記前置増幅器の出力を一定の
振幅まで増幅する可変利得増幅器とを有する光受信器が
利用されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an avalanche diode (hereinafter, also referred to as "APD") or the like capable of changing a multiplication factor by an applied voltage has been used as a light receiving element for converting an optical signal into an electric signal. An optical receiver having a preamplifier for converting a current into a voltage and a variable gain amplifier for amplifying an output of the preamplifier to a certain amplitude is used.

【0003】通常、このような光受信器は、可変利得増
幅器の利得制御によって可変利得増幅器の出力信号振幅
を所定の値に保てる場合には、APDに印加する電圧を
一定に保ち可変利得増幅器の利得制御を行い、可変利得
増幅器の利得が最大となっても、可変利得増幅器の出力
振幅が所定の値に達しない場合には、APDに印加する
電圧を調整することによりAPDの増倍率を制御し、可
変利得増幅器の出力信号振幅を所定の値にすることが行
われている。
Usually, such an optical receiver keeps the voltage applied to the APD constant, when the output signal amplitude of the variable gain amplifier can be kept at a predetermined value by controlling the gain of the variable gain amplifier. If the output amplitude of the variable gain amplifier does not reach a predetermined value even when the gain of the variable gain amplifier is maximized by controlling the gain, the multiplication factor of the APD is controlled by adjusting the voltage applied to the APD. Then, the output signal amplitude of the variable gain amplifier is set to a predetermined value.

【0004】図7は、このような光受信器を示すブロッ
ク図である。入力信号光は、APD1により電流に変換
されて前置増幅器2に入力される。前置増幅器2は、入
力された電流を電圧に変換して可変利得増幅器3に出力
する。可変利得増幅器3は、利得が制御され入力された
電圧信号を所定の振幅に増幅してタイミング抽出回路5
と識別回路4に出力する。
FIG. 7 is a block diagram showing such an optical receiver. The input signal light is converted into a current by the APD 1 and input to the preamplifier 2. The preamplifier 2 converts the input current into a voltage and outputs the voltage to the variable gain amplifier 3. The variable gain amplifier 3 amplifies the input voltage signal having a controlled gain to a predetermined amplitude to obtain a timing extraction circuit 5.
Is output to the identification circuit 4.

【0005】ここで、可変利得増幅器3の利得を最大に
しても出力振幅が所定の振幅に達しない場合は、可変利
得増幅器3はAPD1に電圧を印加している高電圧発生
回路7の制御回路31に制御信号を出力して、APD1
に印加する電圧を調整することで可変利得増幅器3の出
力振幅が所定の値となるようにAPD1の増倍率を制御
する。可変利得増幅器3から入力される信号により、タ
イミング抽出回路5はクロックを再生し、識別回路4
は、タイミング抽出回路5からの再生クロックにより信
号のリタイミングを行い信号を識別しデータを出力す
る。
If the output amplitude does not reach a predetermined amplitude even when the gain of the variable gain amplifier 3 is maximized, the variable gain amplifier 3 controls the control circuit of the high voltage generating circuit 7 which applies a voltage to the APD 1. 31 to output a control signal to the APD 1
The gain applied to the APD 1 is controlled so that the output amplitude of the variable gain amplifier 3 becomes a predetermined value by adjusting the voltage applied to the APD 1. In response to a signal input from the variable gain amplifier 3, the timing extraction circuit 5 reproduces a clock,
Retiming of the signal by the reproduced clock from the timing extraction circuit 5 to identify the signal and output data.

【0006】また、APDの増倍率を制御する光受信器
の他の従来例としては、例えば、特開平3−13641
9号公報記載のものが知られている。この光受信器で
は、APDとAPDに電圧を印加する高電圧発生回路の
間にAPDに流れる平均電流を検出する回路を設け、A
PDに流れる電流により高電圧発生回路の出力電圧を制
御するように構成したものである。
Another conventional optical receiver for controlling the multiplication factor of an APD is disclosed in, for example, JP-A-3-13641.
No. 9 is known. In this optical receiver, a circuit for detecting an average current flowing through the APD is provided between the APD and a high voltage generating circuit that applies a voltage to the APD.
The output voltage of the high voltage generation circuit is controlled by the current flowing through the PD.

【0007】図8は、この光受信器の一例を示すブロッ
ク図である。APD1を流れる平均電流を平均電流検出
回路42で検出し、この検出信号を制御回路44を介し
て高電圧発生回路43に入力する。高電圧発生回路43
は検出信号によりAPD1に印加する電圧を調整し、A
PD1の増倍率を制御する。このようにして、制御され
たAPD1からの出力信号は、前置増幅器2、可変利得
増幅器41で所定の値まで増幅された後、識別回路4及
びタイミング抽出回路5に出力される。識別回路4は、
タイミング抽出回路5で再生されたクロックにより信号
をリタイミングして識別しデータを出力する。
FIG. 8 is a block diagram showing an example of the optical receiver. An average current flowing through the APD 1 is detected by an average current detection circuit 42, and this detection signal is input to a high voltage generation circuit 43 via a control circuit 44. High voltage generation circuit 43
Adjusts the voltage applied to the APD 1 according to the detection signal.
The multiplication factor of PD1 is controlled. In this way, the output signal from the controlled APD 1 is amplified to a predetermined value by the preamplifier 2 and the variable gain amplifier 41, and then output to the identification circuit 4 and the timing extraction circuit 5. The identification circuit 4
The signal is retimed and identified by the clock recovered by the timing extraction circuit 5, and the data is output.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】図7で説明した一般的
な光受信器の例では、受信器に連続光(無変調光)が入
力された場合、可変利得増幅器から出力される信号振幅
が得られないために、APD等の受光素子は増倍率を増
大するように制御され過大な光電流が受光素子に流れる
ことになる。この結果、受光素子や前置増幅器の劣化が
生じる可能性がある。また、信号光が無入力になると可
変利得増幅器から出力される振幅が小さくなるため、受
光素子には、ブレークダウンを生じるような過大電圧
(VB)が印加される。受光素子にブレークダウン電圧
が印加されると過大な電流(暗電流)が生じるので、同
様に受光素子や前置増幅器の劣化が生じる可能性があ
る。
In the example of the general optical receiver described with reference to FIG. 7, when continuous light (unmodulated light) is input to the receiver, the amplitude of the signal output from the variable gain amplifier is reduced. Since it cannot be obtained, the light receiving element such as the APD is controlled so as to increase the multiplication factor, and an excessive photocurrent flows to the light receiving element. As a result, the light receiving element and the preamplifier may be deteriorated. Further, when no signal light is input, the amplitude output from the variable gain amplifier becomes small, so that an excessive voltage (VB) that causes a breakdown is applied to the light receiving element. When a breakdown voltage is applied to the light receiving element, an excessive current (dark current) is generated, so that the light receiving element and the preamplifier may be similarly deteriorated.

【0009】また、図8で説明した光受信器の例では、
受光素子には高電圧を印加する必要があるため、受光素
子の電流を検出するには高電圧に耐えられる特殊な部品
を用いる必要がある。また、信号光が無入力になると、
受光素子に流れる電流は受光素子の動作電圧(図2、V
B参照)付近で急激に増大するので制御が非常に困難に
なる。
In the example of the optical receiver described with reference to FIG.
Since a high voltage needs to be applied to the light receiving element, a special component that can withstand the high voltage needs to be used to detect the current of the light receiving element. Also, when the signal light is no input,
The current flowing through the light receiving element is the operating voltage of the light receiving element (see FIG. 2, V
B)), the control becomes very difficult.

【0010】(発明の目的)本発明の目的は、連続光
(無変調光)が入力された場合や信号光が無入力状態に
なった場合でも、アバランシェホトダイオード等の受光
素子の電流増加による受信器各部の劣化を防止すること
ができる簡単な構成の光受信器を提供することにある。
(Object of the Invention) It is an object of the present invention to provide a receiving device which can receive a signal by increasing the current of a light receiving element such as an avalanche photodiode even when continuous light (unmodulated light) is input or when signal light is not input. An object of the present invention is to provide an optical receiver having a simple configuration capable of preventing deterioration of each part of the device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の光受信器は、光
信号を電気信号に変換する受光素子として光電気変換効
率が変化する受光素子を用い、前記受光素子の出力信号
を増幅し利得を調整することにより出力の信号振幅を一
定にする増幅器を備える光受信器において、前記増幅器
の利得が所定値以上になったとき、前記受光素子に印加
する電圧を制御して受光素子の増倍率を調整して前記増
幅器が出力する信号振幅が一定になるように制御する手
段と、前記増幅器の出力から特定の周波数成分が検出さ
れない場合に前記受光素子に印加する電圧を所定電圧以
上とならないように制限する手段とを有する。
An optical receiver according to the present invention uses a light receiving element having a variable photoelectric conversion efficiency as a light receiving element for converting an optical signal into an electric signal, and amplifies an output signal of the light receiving element to obtain a gain. In the optical receiver including an amplifier for adjusting the output to make the output signal amplitude constant, when the gain of the amplifier becomes a predetermined value or more, the voltage applied to the light receiving element is controlled to increase the gain of the light receiving element. Means for controlling the amplitude of the signal output from the amplifier to be constant, and controlling the voltage applied to the light receiving element to not exceed a predetermined voltage when a specific frequency component is not detected from the output of the amplifier. Means for limiting

【0012】具体的には、光信号を電気信号に変換する
アバランシェホトダイオードと、前記アバランシェホト
ダイオードの出力信号を電圧に変換する前置増幅器と、
前記前置増幅器の出力を増幅し利得を調整することによ
り出力の信号振幅を一定に維持する増幅器とを備える光
受信器において、前記増幅器の利得が所定値以上になっ
たとき、前記アバランシェホトダイオードに印加する電
圧を制御してアバランシェホトダイオードの増倍率を調
整して、前記増幅器が出力する信号振幅が一定になるよ
うに制御する手段と、前記増幅器の出力から特定の周波
数成分が検出されない場合にアバランシェホトダイオー
ドに印加する電圧をブレークダウン電圧より低い所定電
圧が上限となるように制限する手段とを有する。
Specifically, an avalanche photodiode for converting an optical signal to an electric signal, a preamplifier for converting an output signal of the avalanche photodiode to a voltage,
An amplifier that amplifies the output of the preamplifier and adjusts the gain to maintain the signal amplitude of the output constant, when the gain of the amplifier becomes a predetermined value or more, the avalanche photodiode Means for controlling the applied voltage to adjust the multiplication factor of the avalanche photodiode so as to control the signal amplitude output from the amplifier to be constant, and avalanche when the specific frequency component is not detected from the output of the amplifier. Means for restricting the voltage applied to the photodiode so that a predetermined voltage lower than the breakdown voltage becomes an upper limit.

【0013】また、前記光受信器において、アバランシ
ェホトダイオードのブレークダウン電圧より低い前記所
定電圧は温度補償された電圧とし、更に、前記特定の周
波数成分は、受信信号の伝送速度のクロック成分又は信
号フォーマットにおけるフレーム周波数成分とすること
ができる。
In the optical receiver, the predetermined voltage lower than a breakdown voltage of an avalanche photodiode is a temperature-compensated voltage, and the specific frequency component is a clock component or a signal format of a transmission speed of a reception signal. At the frame frequency component.

【0014】(作用)光受信器の利得制御用の増幅器の
出力から抽出されるクロック周波数成分や伝送信号中の
特定の周波数成分の有無により、光受信器への信号光の
状態を判断して無信号光や信号光の無入力時に受光素子
に過大バイアス電圧が印加されることを回避できるよう
にし、アバランシェホトダイオード等の受光素子及び増
幅器等の特性劣化を防止する。
(Operation) The state of the signal light to the optical receiver is determined based on the presence or absence of a clock frequency component extracted from the output of the gain control amplifier of the optical receiver and a specific frequency component in the transmission signal. It is possible to prevent an excessive bias voltage from being applied to a light receiving element when no signal light or signal light is not input, and to prevent deterioration of characteristics of a light receiving element such as an avalanche photodiode and an amplifier.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は、光受信器の受光素子とし
てアバランシェホトダイオードを使用した本発明の第一
の実施の形態を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention using an avalanche photodiode as a light receiving element of an optical receiver.

【0016】本実施の形態は、アバランシェホトダイオ
ードAPD1に対するバイアス電圧を発生する高電圧発
生回路7と、信号光を受光するアバランシェホトダイオ
ード1と、その電流出力を入力とする前置増幅器2と、
前置増幅器2の出力を入力とする可変利得増幅器3とを
備える光受信器において、高電圧発生回路7を制御する
制御回路6を設け、該制御回路6を可変利得増幅器3か
らの制御出力とタイミング抽出回路6からの制御出力に
より制御する構成を有する。
In the present embodiment, a high voltage generating circuit 7 for generating a bias voltage for an avalanche photodiode APD1, an avalanche photodiode 1 for receiving signal light, a preamplifier 2 for receiving a current output thereof,
In an optical receiver including a variable gain amplifier 3 having an output of the preamplifier 2 as an input, a control circuit 6 for controlling a high voltage generating circuit 7 is provided, and the control circuit 6 includes a control output from the variable gain amplifier 3 and It has a configuration in which control is performed by a control output from the timing extraction circuit 6.

【0017】入力された信号光は、APD1により電流
信号に変換される。APD1により変換された電流信号
は、前置増幅器2によりAPD1の出力する光電流に比
例した電圧に変換されて可変利得増幅器3に出力され
る。
The input signal light is converted by the APD 1 into a current signal. The current signal converted by the APD 1 is converted by the preamplifier 2 into a voltage proportional to the photocurrent output from the APD 1 and output to the variable gain amplifier 3.

【0018】可変利得増幅器3では、利得制御によって
出力信号の信号振幅を所定の値に保てる場合には、可変
利得増幅器内における自動利得制御動作が行われ出力の
信号振幅が一定に保たれる。また、このときAPD1に
印加する電圧は一定に保つように利得制御が行われる。
また、可変利得増幅器3の利得が十分大又は最大となっ
ても出力信号振幅が所定の値に達しない場合には、AP
D1に印加する電圧を調整してAPD1の増倍率を制御
して可変利得増幅器3の出力の信号振幅を所定の値にな
るように制御する。可変利得増幅器3により増幅された
信号は、タイミング抽出回路5と識別回路4にそれぞれ
出力される。
In the variable gain amplifier 3, when the signal amplitude of the output signal can be maintained at a predetermined value by the gain control, the automatic gain control operation in the variable gain amplifier is performed to keep the output signal amplitude constant. At this time, gain control is performed so that the voltage applied to the APD 1 is kept constant.
If the output signal amplitude does not reach the predetermined value even when the gain of the variable gain amplifier 3 becomes sufficiently large or maximum, the AP
The voltage applied to D1 is adjusted to control the multiplication factor of APD1 so that the signal amplitude of the output of variable gain amplifier 3 is controlled to a predetermined value. The signal amplified by the variable gain amplifier 3 is output to the timing extraction circuit 5 and the identification circuit 4, respectively.

【0019】タイミング抽出回路5は、入力される信号
から、信号の伝送速度に応じたクロックを再生し、識別
回路4は、タイミング抽出回路5からのクロックにより
可変利得増幅器3からの信号をリタイミングして識別す
る。
The timing extracting circuit 5 regenerates a clock corresponding to the signal transmission speed from the input signal, and the discriminating circuit 4 retiming the signal from the variable gain amplifier 3 by the clock from the timing extracting circuit 5. And identify.

【0020】更に、本実施の態様においては、タイミン
グ抽出回路5は、入力される信号から伝送速度に応じた
クロックを抽出できている場合は、高い制御電圧V1を
制御回路6に出力し、また、クロックを抽出できない場
合には、低い制御電圧V2(<V1)を制御回路6に出
力する機能を有する。ここで、高い制御電圧V1とは、
APD1のブレークダウン電圧以上の電圧であり、ま
た、低い制御電圧V2とは、APD1のブレークダウン
電圧以下の電圧又は該ブレークダウン電圧近くの適正動
作を可能とする電圧である。
Further, in the present embodiment, when a clock corresponding to a transmission rate can be extracted from an input signal, the timing extraction circuit 5 outputs a high control voltage V1 to the control circuit 6, and When the clock cannot be extracted, the control circuit 6 outputs a low control voltage V2 (<V1) to the control circuit 6. Here, the high control voltage V1 is
The low control voltage V2 is a voltage that is equal to or higher than the breakdown voltage of the APD1, and is a voltage that is equal to or lower than the breakdown voltage of the APD1, or a voltage that enables proper operation near the breakdown voltage.

【0021】制御回路6は、可変利得増幅器3から入力
される制御電圧とタイミング抽出回路5から入力される
制御電圧とのうち低い方の制御電圧を選択して高電圧発
生回路7に出力する。つまり、タイミング抽出回路5が
制御電圧V1を出力しているときは、可変利得増幅器3
から出力されるブレークダウン電圧以下のアバランシェ
ホトダイオードの適正動作を可能とする一定の電圧が出
力され、タイミング抽出回路5が制御電圧V2を出力し
ているときは、当該制御電圧V2が出力される。
The control circuit 6 selects the lower one of the control voltage input from the variable gain amplifier 3 and the control voltage input from the timing extraction circuit 5, and outputs the selected control voltage to the high voltage generation circuit 7. That is, when the timing extraction circuit 5 outputs the control voltage V1, the variable gain amplifier 3
When the timing extraction circuit 5 outputs the control voltage V2, the control voltage V2 is output when the timing extraction circuit 5 outputs the control voltage V2.

【0022】図2は、高電圧発生回路7の入力の制御電
圧Vcと出力電圧Voとの関係を示す特性図である。高
電圧発生回路7は、図2に示す特性に従い制御回路6か
らの制御電圧Vcに応じた出力電圧VoをAPD1に供
給する。ここで、VB(VB’)は、APD1のブレー
クダウン電圧を表している。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the input control voltage Vc and the output voltage Vo of the high voltage generation circuit 7. The high voltage generation circuit 7 supplies the APD 1 with an output voltage Vo corresponding to the control voltage Vc from the control circuit 6 according to the characteristics shown in FIG. Here, VB (VB ') represents the breakdown voltage of APD1.

【0023】従って、光受信器に正常な強度範囲の信号
光が受信されている場合には可変利得増幅器は上述のよ
うな通常の利得制御動作が行われ、タイミング抽出回路
5は正常にクロックを再生し、識別回路4は該クロック
により復調データを出力する。
Therefore, when the optical receiver receives the signal light in the normal intensity range, the variable gain amplifier performs the normal gain control operation as described above, and the timing extraction circuit 5 normally operates the clock. Reproduction and the identification circuit 4 outputs demodulated data by the clock.

【0024】一方、受光素子に連続光(無変調光)が入
力された場合や無入力状態になった場合には、可変利得
増幅器3は所望の信号振幅を出力できないため、可変利
得増幅器3から制御回路6に出力される制御電圧は過大
に上昇する。
On the other hand, when continuous light (non-modulated light) is input to the light receiving element or when there is no input, the variable gain amplifier 3 cannot output a desired signal amplitude. The control voltage output to the control circuit 6 rises excessively.

【0025】このとき、タイミング抽出回路5では、所
定の振幅の信号が入力されないのでクロックを再生でき
ず、このためタイミング抽出回路5からは図2に示され
る低い制御電圧V2が制御回路6に出力される。
At this time, the clock cannot be reproduced in the timing extraction circuit 5 because a signal having a predetermined amplitude is not input, and therefore, the low control voltage V2 shown in FIG. Is done.

【0026】この結果、制御回路6は、タイミング抽出
回路5から入力される低い制御電圧V2を選択して高電
圧発生回路7に出力するため、高電圧発生回路7からは
対応する低いバイアス電圧が出力され、APD1にはブ
レークダウン電圧以下の電圧が印加され、APD1に過
大な電流が流れることが防止される。
As a result, since the control circuit 6 selects the low control voltage V2 input from the timing extraction circuit 5 and outputs it to the high voltage generation circuit 7, the corresponding low bias voltage is output from the high voltage generation circuit 7. The APD 1 is output, and a voltage equal to or lower than the breakdown voltage is applied to the APD 1, thereby preventing an excessive current from flowing through the APD 1.

【0027】このようにして、受光素子に連続光(無変
調光)が入力された場合や無入力状態になった場合に、
受光素子の増倍率を高めるための過大な電圧が印加され
ることによる受光素子及び増幅器等の特性の劣化が防止
される。
In this way, when continuous light (non-modulated light) is input to the light receiving element or when there is no input,
Deterioration of characteristics of the light receiving element, the amplifier, and the like due to application of an excessive voltage for increasing the multiplication factor of the light receiving element is prevented.

【0028】図3は、本発明の第二の実施の態様を示す
図である。第二の実施の態様を図4に示すAPDの特性
図を参照して説明する。
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. The second embodiment will be described with reference to the characteristic diagram of the APD shown in FIG.

【0029】本実施の態様の光受信器は、タイミング抽
出回路5が出力する低い制御電圧V2をAPDのブレー
クダウン電圧付近の値としたものであり、タイミング抽
出回路5と制御回路6との間に制御電圧V2に対する温
度補償回路11を設けた構成を有する。
In the optical receiver according to the present embodiment, the low control voltage V2 output from the timing extraction circuit 5 is set to a value near the breakdown voltage of the APD. And a temperature compensation circuit 11 for the control voltage V2.

【0030】一般に、APDは図4に示されるようにA
PDの周囲温度によりブレークダウン電圧VBが変化す
る。このため周囲温度変化によりAPD1のバイアス電
圧の設定又は制御が困難になる。
In general, the APD is A as shown in FIG.
The breakdown voltage VB changes depending on the ambient temperature of the PD. Therefore, it becomes difficult to set or control the bias voltage of the APD 1 due to a change in the ambient temperature.

【0031】本実施の態様では、タイミング抽出回路5
から出力される制御電圧V2を温度補償回路11により
温度の上昇又は下降に応じて増減するように温度補償を
行い、制御回路6に出力する。このような温度補償を行
うことにより、高電圧発生回路7の出力によるAPD1
のバイアス状態を温度変動に対し常に良好な状態に設定
することを可能とする。このようにすることにより、光
受信器が連続光(無変調光)の入力状態や無入力状態か
ら正常な信号光に戻った場合に直ちに適正な動作状態に
回復することができる。
In this embodiment, the timing extraction circuit 5
The temperature compensating circuit 11 performs temperature compensation so as to increase or decrease according to the rise or fall of the temperature, and outputs the control voltage V2 to the control circuit 6. By performing such temperature compensation, the APD 1 based on the output of the high voltage
Can always be set to a favorable state with respect to temperature fluctuations. In this way, when the optical receiver returns to the normal signal light from the input state of the continuous light (unmodulated light) or the non-input state, the optical receiver can be immediately restored to the proper operation state.

【0032】図5は、本発明の第三の実施の態様を示す
図である。本実施の形態は受信器に入力される信号光を
STM−N信号とするようにした例である。可変利得増
幅器3から出力される信号には、STM−N信号のフレ
ーム周波数である8kHzに輝線のスペクトルを有す
る。
FIG. 5 is a diagram showing a third embodiment of the present invention. This embodiment is an example in which the signal light input to the receiver is an STM-N signal. The signal output from the variable gain amplifier 3 has a bright line spectrum at 8 kHz, which is the frame frequency of the STM-N signal.

【0033】本実施の態様では、可変利得増幅器3から
出力される信号からこの周波数成分を抽出するための8
kHzのバンドパスフィルタ22と、バンドパスフィル
タ22の出力を検出する検出器23とを有する。
In the present embodiment, the frequency component for extracting this frequency component from the signal output from the variable gain
It has a band-pass filter 22 of kHz and a detector 23 for detecting the output of the band-pass filter 22.

【0034】検出器23は、8kHzの周波数成分を検
出できている場合は図2に示すような制御電圧V1を制
御回路6に出力し、検出できない場合には図2に示すよ
うな制御電圧V2を制御回路6に出力する。
The detector 23 outputs a control voltage V1 as shown in FIG. 2 to the control circuit 6 when the frequency component of 8 kHz can be detected, and outputs a control voltage V2 as shown in FIG. Is output to the control circuit 6.

【0035】本実施の態様においても、可変利得増幅器
3から正常振幅の信号が出力されるか否かにより高電圧
発生回路7の出力電圧を制御することが可能であり、A
PD1に過大な電流が流れるのを防止することができ
る。
Also in the present embodiment, it is possible to control the output voltage of the high-voltage generating circuit 7 depending on whether or not a signal of normal amplitude is output from the variable gain amplifier 3.
It is possible to prevent an excessive current from flowing through PD1.

【0036】図6は、本発明の第四の実施の態様を示す
図である。本実施の態様は、検出器23と制御回路6と
の間に温度補償回路11を設けた構成を有する。
FIG. 6 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention. This embodiment has a configuration in which the temperature compensation circuit 11 is provided between the detector 23 and the control circuit 6.

【0037】検出器23から出力される低い制御電圧V
2をAPDのブレークダウン電圧近くに設定するととも
に、該制御電圧に対する検出器23から出力される制御
電圧は、温度補償回路11において温度の上下変動に応
じて調節され制御回路6に出力されることでAPDのバ
イアス状態を温度変動に対して安定化することを可能と
する。
The low control voltage V output from the detector 23
2 is set close to the breakdown voltage of the APD, and the control voltage output from the detector 23 for the control voltage is adjusted by the temperature compensating circuit 11 in accordance with the temperature fluctuation and output to the control circuit 6. This makes it possible to stabilize the bias state of the APD against temperature fluctuation.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光受信器
は、APD等の受光素子に連続光が入力された場合や無
入力状態になった場合でも、受光素子に印加されるバイ
アス電圧を受光素子のブレークダウン電圧よりも低く制
御することが可能であるため、受光素子の劣化や前置増
幅器の劣化を防止することが可能である。
As described above, the optical receiver according to the present invention has a bias voltage applied to the light receiving element even when continuous light is input to the light receiving element such as an APD or when there is no input. Can be controlled to be lower than the breakdown voltage of the light receiving element, so that deterioration of the light receiving element and deterioration of the preamplifier can be prevented.

【0039】また、本発明の光受信器は、受光素子に連
続光が入力された場合や無入力になった場合、受光素子
に印加するバイアス電圧を受光素子のブレークダウン電
圧よりも僅かに低く設定するとともに、そのときのバイ
アス電圧に温度補償を行うことから最適なバイアス電圧
を供給することができ、バイアス電圧に対する制御を容
易に行うことが可能である。
Further, in the optical receiver of the present invention, when continuous light is input to the light receiving element or when there is no input, the bias voltage applied to the light receiving element is slightly lower than the breakdown voltage of the light receiving element. Since the bias voltage is set and temperature compensation is performed on the bias voltage at that time, an optimal bias voltage can be supplied, and the bias voltage can be easily controlled.

【0040】[0040]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一の実施の態様を示すブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】高電圧発生回路の制御電圧と出力電圧の関係を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a control voltage and an output voltage of a high voltage generation circuit.

【図3】本発明の第二の実施の態様を示すブロック図で
ある。
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】光無入力時のAPDの電圧と電流の関係を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the voltage and current of the APD when no light is input.

【図5】本発明の第三の実施の態様を示すブロック図で
ある。
FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第四の実施の態様を示すブロック図で
ある。
FIG. 6 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図7】第一の従来例を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a first conventional example.

【図8】第二の従来例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a second conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アバランシェホトダイオード(APD) 2 前置増幅器 3 可変利得増幅器 4 識別回路 5 タイミング抽出回路 6 制御回路 7 高電圧発生回路 11 温度補償回路 21 可変利得増幅器 22 バンドパスフィルタ 23 検出器 31 制御回路 41 可変利得増幅器 42 平均電流検出回路 43 高電圧発生回路 44 制御回路 REFERENCE SIGNS LIST 1 avalanche photodiode (APD) 2 preamplifier 3 variable gain amplifier 4 identification circuit 5 timing extraction circuit 6 control circuit 7 high voltage generation circuit 11 temperature compensation circuit 21 variable gain amplifier 22 bandpass filter 23 detector 31 control circuit 41 variable gain Amplifier 42 Average current detection circuit 43 High voltage generation circuit 44 Control circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H03F 3/08 H03G 3/30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H03F 3/08 H03G 3/30

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光信号を電気信号に変換する受光素子と
して光電気変換効率が変化する受光素子を用い、前記受
光素子の出力信号を増幅し利得を調整することにより出
力の信号振幅を一定にする増幅器を備える光受信器にお
いて、 前記増幅器の利得が所定値以上になったとき、前記受光
素子に印加する電圧を制御して受光素子の増倍率を調整
して前記増幅器が出力する信号振幅が一定になるように
制御する手段と、前記増幅器の出力から特定の周波数成
分が検出されない場合に前記受光素子に印加する電圧を
所定電圧以上とならないように制限する手段とを有する
ことを特徴とする光受信器。
1. A light-receiving element having a variable photoelectric conversion efficiency is used as a light-receiving element for converting an optical signal into an electric signal, and the output signal of the light-receiving element is amplified and the gain is adjusted to keep the output signal amplitude constant. In an optical receiver having an amplifier that performs, when the gain of the amplifier becomes a predetermined value or more, the signal amplitude output from the amplifier by controlling the voltage applied to the light receiving element to adjust the gain of the light receiving element. Means for controlling so as to be constant, and means for restricting a voltage applied to the light receiving element so as not to exceed a predetermined voltage when a specific frequency component is not detected from the output of the amplifier. Optical receiver.
【請求項2】 光信号を電気信号に変換するアバランシ
ェホトダイオードと、前記アバランシェホトダイオード
の出力信号を電圧に変換する前置増幅器と、前記前置増
幅器の出力を増幅し利得を調整することにより出力の信
号振幅を一定に維持する増幅器とを備える光受信器にお
いて、 前記増幅器の利得が所定値以上になったとき、前記アバ
ランシェホトダイオードに印加する電圧を制御してアバ
ランシェホトダイオードの増倍率を調整して、前記増幅
器が出力する信号振幅が一定になるように制御する手段
と、前記増幅器の出力から特定の周波数成分が検出され
ない場合にアバランシェホトダイオードに印加する電圧
をブレークダウン電圧より低い所定電圧が上限となるよ
うに制限する手段とを有することを特徴とする光受信
器。
2. An avalanche photodiode for converting an optical signal into an electric signal, a preamplifier for converting an output signal of the avalanche photodiode into a voltage, and an output of the preamplifier by amplifying an output and adjusting a gain. In an optical receiver including an amplifier that maintains a constant signal amplitude, when the gain of the amplifier is equal to or more than a predetermined value, by controlling the voltage applied to the avalanche photodiode and adjusting the gain of the avalanche photodiode, Means for controlling the signal amplitude output by the amplifier to be constant, and a predetermined voltage lower than the breakdown voltage as a voltage applied to the avalanche photodiode when a specific frequency component is not detected from the output of the amplifier is an upper limit. Means for restricting the optical receiver as described above.
【請求項3】 アバランシェホトダイオードのブレーク
ダウン電圧より低い前記所定電圧は温度補償された電圧
であることを特徴とする請求項2記載の光受信器。
3. The optical receiver according to claim 2, wherein the predetermined voltage lower than a breakdown voltage of the avalanche photodiode is a temperature compensated voltage.
【請求項4】 前記特定の周波数成分は、受信信号の伝
送速度のクロック成分であることを特徴とする請求項2
又は3記載の光受信器。
4. The apparatus according to claim 2, wherein the specific frequency component is a clock component of a transmission speed of a received signal.
Or the optical receiver according to 3.
【請求項5】 前記特定の周波数成分は、受信信号のフ
レーム周波数成分であることを特徴とする請求項2又は
3記載の光受信器。
5. The optical receiver according to claim 2, wherein the specific frequency component is a frame frequency component of a received signal.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004010613A1 (en) * 2002-07-23 2004-01-29 Fujitsu Limited Light receiver
JP2008177722A (en) * 2007-01-17 2008-07-31 Fujitsu Access Ltd Automatic gain control circuit

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