JPS58215837A - 光受信回路 - Google Patents

光受信回路

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JPS58215837A
JPS58215837A JP57098762A JP9876282A JPS58215837A JP S58215837 A JPS58215837 A JP S58215837A JP 57098762 A JP57098762 A JP 57098762A JP 9876282 A JP9876282 A JP 9876282A JP S58215837 A JPS58215837 A JP S58215837A
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JP
Japan
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positive
signal
optical
comparator
optical receiving
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Pending
Application number
JP57098762A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Takami
昌之 高見
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58215837A publication Critical patent/JPS58215837A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60Receivers
    • H04B10/66Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/69Electrical arrangements in the receiver
    • H04B10/695Arrangements for optimizing the decision element in the receiver, e.g. by using automatic threshold control

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は光通信された光受信信号の検出識別を安定に且
つ確実に行い得る光受信回路に関する。
〔発明の技術的背景〕
近時、光データバスを用いた光情報通信システムが広く
注目され、特に回線布設時の自由度が高く、また個々の
ステーション障害によるシステムダウンがなく、更には
保守点検が容易である等の利点を有するスター形ネット
ワークの有効な利用が期待されている。このスター形ネ
ットワークは第1図にその概略構成を示すように、複数
のステージ茸ンla、Ib〜1nを光ファイバ2a、2
b〜2nを介してスターカップラ3に接続し、このスタ
ーカップラ3を中継点として各ステーシロンla、lb
〜I n 間テ光情報通信を行うものである。尚、各ス
テーションla、Ib〜1nはそれぞれ光送信機Txと
光受信機Rxとを備え、これらにより光信号を送受信す
る。
ところが、このようなスター形ネットワークにあっては
、各ステーションIn、lb〜1nの設置場所によって
、各ステーションla、Ib〜1nとスターカッグラ3
とを結ぶ光ファイバ2a、2b〜2nの光伝送線路長が
大幅に異なる。この結果、各ステーションIh、lb〜
1n間で情報通信される光信号の伝送損失が異なシ、光
受信信号のレベルが通信相手ステーションによって大幅
に変化すると云う問題を有している。
しかも上記光受信レベルは、通信相手が変ったとき、急
激に変動すると云う問題を有している。
これ故、従来よシ受信信号レベルの大幅な変動等に拘ら
ず、常に安定に、しかも正確に光信号の検出とその情報
識別を行い得る光受信回路の開発が強く望まれていた。
第2図はこの種の要求を満たす従来の光受信回路の一例
を示す構成図である。この光受信回路は、ピーク検出回
路5にて光受信信号のピーク値を検出し、この検出ピー
ク値を分割して設定された基準値にオフセット発生回路
6によって発生されるオフセット電圧値を加算器7にて
加え、これを信号識別閾値として比較器8に与え、この
比較器8で前記光受信信号を検出識別するようにしたも
のである。しかしてこのように構成された光受信回路に
よれば、例えば第3図に示すようにパルス状の光受信信
号VINが与えられた場合、上記光受信信号VINの系
列のピーク値に従って閾値vthが生成され、これにょ
シ上記光受信信号VINが識別されてVoutに示され
る如き出力信号が求めらり、ることになる。ここで、ピ
ーク検出回路5の応答性を高速にし、成る信号パルスの
識別後、次の信号・9ルスの入力以前ニピーク値を消滅
させてオフセット電圧のみが閾値として残るようにして
おけば、例えば光受信信号VINの振幅が第4図に示す
ように急激に変動しても、これに追従して最適な閾値v
thを与えることができ、ここに安定な受信信号の識別
を行うことが可能となる。
〔背景技術の問題点〕
ところが、上記の如く構成された光信号受信回路にあっ
ては、上述したオフセット電圧が光受信信号の識別可能
な最小信号パルス振幅を決定・する上で極めて重要な要
因となる。即ち、比較器8の直流動作点は、正の入力端
子に与えられる光受信信号の前段増幅器出力の直流動作
点、わよび負の入力端子に与えられるオフセラ)[圧に
よって決定される。このようにして決定される比較器8
の直流動作点、即ち正負の入力端子間の直流電位差を一
定に保ち、その動作の安定化を図る為に柑:、前記増幅
器出力とオフセット電圧とをそれぞれ高安定に保つが、
若しくは上記相互の相対的変化が等しくなるように構成
することが必要となる。
然し乍ら一般に、増幅器出力の直流動作点は、温度や電
源電圧等により変化し、また光受信機における光検出器
の暗電流温度ドリフト等の影響を受けて大幅に変化する
。従って、比較器8の直流動作点を一定に保って識別動
作の安定化を図る為には、オフセット電圧の温度補償が
不i」欠となる。このようなオフセット電圧の温度補償
を行うには極めて複雑な回路と、その制御が必要であり
、実用化が甚だ雛かしい。そしてこの補償が不十分であ
る場合、結局識別可能な信号・平ルス振幅が変動する為
、受信感度の劣化やr1生・臂ルス幅変動の増大による
誤識別等の問題を招いた。
〔発嬰の目的〕
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、光受信信号の急激な変動に追従
し、しかも温度ドリフト等の悪影響を受けることなしに
安定に上記光受信信号の検出・識別を行い得る簡易で実
用性の高い光受信回路を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は正負の入力端子に与えられた信号を比較してそ
の比較結果を正負の出力端子に相補的に出力する比較器
と、この比較器の上記正負の出力端子の出力信号を前記
正負の入力端子に各別に正帰還する帰還回路と、光受信
信号を前記正負の入力端子の一方に直接与えると共に、
上記光受信信号を遅延回路または低域P波器を介したの
ち前記正負の入力端子の他方に与える入力回路とを備え
て光受信回路を構成したことを特徴とするものである。
〔発明の効果〕 従って本発明によれば、比較器の直流動作点が帰還回路
による正帰還作用によって安定に保たれるので、複雑な
温度補償等を要することなしに、簡易に且つ確実に光受
信信号の高精度な識別を行い得る。しかも、光受信信号
の急激なレベル変動や、大幅なレベル変動に対しても良
く追従して安定に信号識別を行い得る。故に、この光受
信回路を用いることによシ、スター形ネットワークの各
ステージ四ンにおける光受信機の極めて安定々動作を保
障することができ、その実用的利点は絶大である。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
第5図は実施例に係る光受信回路の概略構成歯であシ、
11は正負の入力端子および正負の出力端子を備えた比
較器である。この比較器1ノは、上記正負の入力端子に
与えられた信号のレベルを相互に比較し、その比較結果
を前記正負の出力端子に相補的に、つまl) Vout
 、 Voutとしてそれぞれ出力するものである。し
かして、比較器1ノの正の入出力端子間には帰還抵抗1
2が、また負の入出力端子間には帰還抵抗13がそれぞ
れ接続され、正帰還作用を呈する帰還回路が構成されて
、いる。そして、光受信信号は入力抵抗14を介して比
較器11の正の入力端子に与えられると共に、遅延回路
15を介して所定時間遅延されたのち、入力抵抗16を
介して前記比較器1ノの負の入力端子に与えられるよう
になっている。これらの入力抵抗14.16と遅延回路
15とによシ前記比較器1ノに対する信号入力回路が構
成されている。尚、前記遅延回路15に代えて低域ろ波
器を用いて入力回路が構成される場合もあるが、これに
ついては後述する。また比較器11は、その出力端子に
 。
TTLレベルの比較結果を出力するものとする。
かくして上記の如く構成された光受信回路によれば−、
光受信信号の入力に対して第6図(、)〜(c)に示す
如く動作する。即ち、今、時刻t0からtlの間で光入
力がないとすれば、比較器11の出力信号の正帰勤1作
用にょシ、正の入力端子に加わる電圧に比して、狗の入
力端子に加わる電圧がオフセット電圧Vofだけ高い状
態にある。
そして比較器1ノの正の出力端子は°゛o#o#レベル
にあり、また負の出力端子は′1”レベルの状態にある
。このオフセラ)[圧Vofは、比較器11の出力電圧
レベルと、前段に設けられる図示し々い増幅器の光受信
信号出力の直流動作レベル、ぞして抵抗12,13,1
4.16の各抵抗値との関係によって定まる。この場合
、比較器11の入力インピーダンスを入力抵抗14゜1
6に比して十分大きく設定し、且つその出力インピーダ
ンスを上記入力抵抗14.16に比して十分小さく定め
ればよく、例えば上記入力抵抗J 4 、 Y6の値を
数百オーム程度に定めればよい。ちなみにこのような条
件にあっては、上記オフセット電圧Vofは、比較器1
10″0”レベルおよび” i ’レベルの出力電圧を
vL。
■!1、比較器1)の正の入力端子電圧をvP1負の入
力端子電圧をV、 、光受信信号Vi+a+の電圧をV
o  とし、且つ入力抵抗14.16の抵抗値をRly
Rl、帰還抵抗12.13の抵抗値をR8+R4とする
と次のように示される。
Vof = Vn −Vp       −−(1)こ
こで、 なる関係が成立するものとすると、上記オフセット電圧
Vofは Vof = K (VHVL  )    −−(5)
となシ、比較器11の出力電圧レベルと抵抗12゜13
.14.16の値のみによって決定されることになる。
しかして今、時刻t1において光受信信号Vtuが立上
ると、その信号は遅延回路15を介してτ(see )
遅延されて負の入力端子に印加さiするみこの信号の時
間遅れによって、時刻t2には比較器11の正の入力端
子電圧が負の入力端子電圧よυ高ま、す、従って比較器
1ノの正負の出力端子電圧が反転することになる。これ
によって前記オフセット電圧Vofが消滅し、これに変
って正の入力端子側に新たなオフセット電圧Vof’が
発生することになる。このオフセット電圧Vof’も Vof’ = K (V)l  −Ml、  )   
−・・・(6)としで与えられるものであり、その大き
さは先に説明したオフセット電圧Vofと等しくなる。
1−1.て、この反転状態は、上記光受信信号が立下り
、正負の入力端子電圧の高低が時刻t4に・ おいて逆
転する迄継続する7その後、上記時刻t4において負の
入力端子−1圧が正の入力端子電圧より品くなったとき
、これによって比較器1ノの円方端子vJ7圧が反転し
、その出力の正帰還作用により1りびオフセット電圧V
ofが発生することになる。
かくして、このような比較器11の正負の入力端子に加
えられる第6図(、)に示す如き電圧によって、その出
力端子電圧は同図(b) 、 (e)に示すようになフ
、ここに受信信号の識別再生が行われることになる。
このように上述した構成の光受信回路によれば、光受信
信号の1つのノ々ルスのパルス幅内の適当な時間だけ、
つまD(ts  tx)  で示される遅延時間τを与
えることによって、出力電圧の正帰還作用と相俟って、
光受信信号のノやルスが連続しても、或いはその振幅が
変動しても第7図(、)〜(c)にその信号波形を示す
ように、安定に信号識別が行われることになる。このと
きのオフセット電圧Vof 、 Vof’は、識別可能
な最小信号振幅を規定するが、上述したようにオフセッ
ト電圧Vof 、 Vof’は回路定数だけによって決
定され、前段増幅器の出力直流動作点等に全く依存する
ことがない。従って常に安定した正確な識別動作が可能
であシ、その信頼性が非常に高いものとなる。またオフ
セット電圧の温度補償等も不要となシ、回路構成の簡略
化を図ることができる。
また第6図(、)に示される動作波形から明らかなよう
に、光受信信号のパルス立上りが遅い場合、つまり遅延
時間τ内でオフセット電圧Voflで立上らないような
場合には、その識別が行われない。このことは極めて緩
やかな光受信信号のレベル変動や、温度ドリフト等の緩
やかな変動に対しては全く識別動作がなされないことを
意味する。換言すれば、比較器11の入力端子に加わる
電圧の緩やかな変動は、オフセット電圧Vof 、 V
of’に依存しない為、常に安定した動作を期待するこ
とができる。
以上説明したように本発明によれば、光受信回路を極め
て簡易に構成することができる。し力・も、その光受信
信号の急激、あるいは大幅な振幅変動に拘らず安定に動
作して、その信号識別を確実に行い得る。従って、スタ
ー形ネットワークを構成するステージ冒ンの光受信機に
組込んで絶大なる利点効果を奏する。    −尚、本
発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば遅
延回路に代えて低域p波器を用いるようにしてもよい。
この場合、比較器11の一方の入力端子に加えられる信
号波形が第8図に示されるようになり、実質的に・ぐル
ス信号を遅延させることになるので、同様な効果が奏せ
られる。また遅延あるいは低域e波処理する信号の入力
端子を正側に定めてもよいことは云うまでもない。要す
るに本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して
実施することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はスター形光ネットワークの構成図、第2図は従
来の光受信回路の構成図、第3図および第4図は従来の
光受信回路の動作波形図、第5図は本発明の一実施例に
係る光受信回路の概略構成図、第6図(−)〜(c)お
よび第7図(、)〜(c)は実施例に係る光受信回路の
動作波形図、第8図(a)〜(e)は本発明の別の実施
例回路の動作波形図である。 11・・・比較器、12.13・・・帰還抵抗、141
6・・・入力抵抗、15・・・遅延回路。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2a!0 第31!115 第4図 第5図 2 第 76!11 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 正負の入力端子に与えられた信号のレベルを比較してそ
    の出力結果を正負の出力端子に相補的に出力してなる比
    較器と、この比較器の上記正負の出力端子の出力信号を
    前記正負の入力端子に各別に正帰還する帰還回路と、光
    受信信号を前記正負の入力端子の一方に直接与えると共
    に、上記先受イh信号を遅延回路または低域F波器を介
    したのち前記正負の入力端子の他方に与える入力回路と
    を具備したことを特徴とする光受信回路。
JP57098762A 1982-06-09 1982-06-09 光受信回路 Pending JPS58215837A (ja)

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