JPS59221040A - 光受信増幅器 - Google Patents
光受信増幅器Info
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- JPS59221040A JPS59221040A JP58095560A JP9556083A JPS59221040A JP S59221040 A JPS59221040 A JP S59221040A JP 58095560 A JP58095560 A JP 58095560A JP 9556083 A JP9556083 A JP 9556083A JP S59221040 A JPS59221040 A JP S59221040A
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- Japan
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- circuit
- optical
- signal
- control
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
- H04B10/67—Optical arrangements in the receiver
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
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- H04B10/67—Optical arrangements in the receiver
- H04B10/671—Optical arrangements in the receiver for controlling the input optical signal
- H04B10/672—Optical arrangements in the receiver for controlling the input optical signal for controlling the power of the input optical signal
- H04B10/674—Optical arrangements in the receiver for controlling the input optical signal for controlling the power of the input optical signal using a variable optical attenuator
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- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Control Of Amplification And Gain Control (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光受信増幅器に関し、特に伝送装置において負
帰還機構を用いて入力光力の大きさの如何にかかわらず
一定振幅をもつ電気信号を得る光受信増幅器に関するも
のである。
帰還機構を用いて入力光力の大きさの如何にかかわらず
一定振幅をもつ電気信号を得る光受信増幅器に関するも
のである。
従来光フアイバ伝送方式において、入力光力の大きさに
拘らず一定振幅を持つ電気（ｇ号を得る光受信増幅器と
しては光・電気変換素子としてＰＩＮダイオードを用い
た光・電気変換回路および可変利得回路とから構成した
基本的な光受信増幅回路に、負帰還回路を用いて可変利
得増幅回路の電気利得を制御し、これにより受信光光力
の大小に依存することなく出力振幅を一定にする形式の
装置が用いられている。
拘らず一定振幅を持つ電気（ｇ号を得る光受信増幅器と
しては光・電気変換素子としてＰＩＮダイオードを用い
た光・電気変換回路および可変利得回路とから構成した
基本的な光受信増幅回路に、負帰還回路を用いて可変利
得増幅回路の電気利得を制御し、これにより受信光光力
の大小に依存することなく出力振幅を一定にする形式の
装置が用いられている。
しかしこの形式の光受信増幅器においては。
可変利得増幅器の可変利得範囲から上又は下に外れた受
信光を入力すると、その出力振幅は受偏光の光力に依存
して増加又は減少する。したがって装置全体の構成上受
信光の光力が前記のｉｊＪ変利得範囲より大きな場合は
、出力振幅を一定に保つために金属薄膜のような光減衰
器を用いて光・電気変換回路に入力する光を減少させな
ければならない（弱い場合は救済の余地がない）。しか
しこのようにすると可変利得範囲の下限も上昇するので
、実用的には好ましくはない。而もこの種の光受信増幅
器に入力される受信光は変動が大きい場合が生じるもの
である。
信光を入力すると、その出力振幅は受偏光の光力に依存
して増加又は減少する。したがって装置全体の構成上受
信光の光力が前記のｉｊＪ変利得範囲より大きな場合は
、出力振幅を一定に保つために金属薄膜のような光減衰
器を用いて光・電気変換回路に入力する光を減少させな
ければならない（弱い場合は救済の余地がない）。しか
しこのようにすると可変利得範囲の下限も上昇するので
、実用的には好ましくはない。而もこの種の光受信増幅
器に入力される受信光は変動が大きい場合が生じるもの
である。
従って本発明の目的は、可変利得増幅器の可変利得範囲
によってきまる範囲よりは広い範囲の受信光光力に対し
て一定の振幅を有する出力信号を発する光受信増幅器を
得ようとするものである。
によってきまる範囲よりは広い範囲の受信光光力に対し
て一定の振幅を有する出力信号を発する光受信増幅器を
得ようとするものである。
本発明によれば、入力光を電気信号に変換する光・電気
変換回路、第１の制御信号を受けて前記変換された電気
信号が可変利得範囲内であれば一定の振幅を有する出力
信号を発する利得可変増幅回路、前記発せられた出力信
号の振幅値を検出するピーク検出回路および前記検出し
た振幅値から前記第１の制御信号を送出する利得制御回
路を有する光受信増幅器において、前記光・電気変換回
路の前段に受信光を通過させるように配置され、第２の
制御信号により透過率を変化させて強さの変化する透過
光を前記入力光として送出する可変透過率回路と、前記
光・電気変換回路の変換された電気信号の電流値を検出
する電流検出回路と、前記検出した電流値から前記第２
の制御信号を送出する透過率制御回路を備えたことを特
徴とする光受信増幅器が得られる。
変換回路、第１の制御信号を受けて前記変換された電気
信号が可変利得範囲内であれば一定の振幅を有する出力
信号を発する利得可変増幅回路、前記発せられた出力信
号の振幅値を検出するピーク検出回路および前記検出し
た振幅値から前記第１の制御信号を送出する利得制御回
路を有する光受信増幅器において、前記光・電気変換回
路の前段に受信光を通過させるように配置され、第２の
制御信号により透過率を変化させて強さの変化する透過
光を前記入力光として送出する可変透過率回路と、前記
光・電気変換回路の変換された電気信号の電流値を検出
する電流検出回路と、前記検出した電流値から前記第２
の制御信号を送出する透過率制御回路を備えたことを特
徴とする光受信増幅器が得られる。
次に図面を参照して詳細に説明する。
第１図に従来の光受信増幅器の主要ブロック構成図を示
す。第１図において、ＰＩＮダイオード等の光 電気変
換素子を用いて受信光信号を電気信号に変換する光・電
気変換回路１は。
す。第１図において、ＰＩＮダイオード等の光 電気変
換素子を用いて受信光信号を電気信号に変換する光・電
気変換回路１は。
制御信号によって利得を変化させることができる可変利
得増幅回路２に接続されている。この増幅回路２の出力
線には出力振幅を検出するピーク検出回路６が接続され
、さらにこのピーク検出回路乙の出力から増幅回路２の
利得を変化させる制御信号を発する利得制御回路４が設
けられており２回路２，６および４を合わせて負帰還回
路を構成している。５は出力端子である。
得増幅回路２に接続されている。この増幅回路２の出力
線には出力振幅を検出するピーク検出回路６が接続され
、さらにこのピーク検出回路乙の出力から増幅回路２の
利得を変化させる制御信号を発する利得制御回路４が設
けられており２回路２，６および４を合わせて負帰還回
路を構成している。５は出力端子である。
第２図は第１図の光受信増幅器の動作を説明するための
図である。第２図において横軸は受信光の強さをあられ
し、縦軸は可変利得増幅回路の利得（Ｇ）とその出力の
振幅（Ａｌをあられしている。
図である。第２図において横軸は受信光の強さをあられ
し、縦軸は可変利得増幅回路の利得（Ｇ）とその出力の
振幅（Ａｌをあられしている。
以下第１図および第２図を併用してこの光受信増幅器の
動作を説明すると、受信した光は光・電気変換回路１で
あとに説明するような制御信号で制御されて出力信号と
して出力端子５に送出され、その出力信号の電圧はピー
ク検出回路３で検出され、検出信号は利得制御回路４に
送られる。利得制御回路４ではこの検出信号のピーク電
圧Ｖを基梨電圧ＶＲ（出力信号が完全に所定の値になっ
ているときに出しる検出信号の電圧■。に相当）と比較
する。そしてもしＶ ） ＶＲであれは利得Ｇを下げて
出力電圧ＶをＶ。に戻すように動作し、ｖ＜ｖＲであれ
ば利得Ｇを上げて出力電圧を同じくｖ。に戻すように動
作する。しかし乍ら出力電圧Ｖを目的とする一定電圧Ｖ
。に保つのは第２図でいえば受信光の強さがａからｂま
での可変利得範囲Ｃの内部における場合であって、ａよ
り小さいかｂより大きい場合は利得が変らないので出力
電圧は受信光の光力が犬となるに従って高くなる。従っ
て先にも説明したように、上記の可変利得範囲は可変利
得増幅回路の特性によりきまるものであり、又この種の
装置に入力される受信光は変動が大きい場合もあるので
、実用的には更に大きい可変利得範囲が望まれるもので
ある。
動作を説明すると、受信した光は光・電気変換回路１で
あとに説明するような制御信号で制御されて出力信号と
して出力端子５に送出され、その出力信号の電圧はピー
ク検出回路３で検出され、検出信号は利得制御回路４に
送られる。利得制御回路４ではこの検出信号のピーク電
圧Ｖを基梨電圧ＶＲ（出力信号が完全に所定の値になっ
ているときに出しる検出信号の電圧■。に相当）と比較
する。そしてもしＶ ） ＶＲであれは利得Ｇを下げて
出力電圧ＶをＶ。に戻すように動作し、ｖ＜ｖＲであれ
ば利得Ｇを上げて出力電圧を同じくｖ。に戻すように動
作する。しかし乍ら出力電圧Ｖを目的とする一定電圧Ｖ
。に保つのは第２図でいえば受信光の強さがａからｂま
での可変利得範囲Ｃの内部における場合であって、ａよ
り小さいかｂより大きい場合は利得が変らないので出力
電圧は受信光の光力が犬となるに従って高くなる。従っ
て先にも説明したように、上記の可変利得範囲は可変利
得増幅回路の特性によりきまるものであり、又この種の
装置に入力される受信光は変動が大きい場合もあるので
、実用的には更に大きい可変利得範囲が望まれるもので
ある。
第３図は本発明の第１の実施例の主要部のブロック構成
図である。第６図において、１〜５は第１図の従来の増
幅器をそのままあられしている。以下新しく加えられた
構成を中心にして説明すると、光・電気変換回路１の光
入力端子には、受信光の光力の大小によって透過率を変
化させて上記変換回路１への入方光すなわち透過光を制
御する光可変透過率回路、たとえば液晶や光カー効果複
屈折素のような電圧によって透過率の変る素子が接続さ
れている。
図である。第６図において、１〜５は第１図の従来の増
幅器をそのままあられしている。以下新しく加えられた
構成を中心にして説明すると、光・電気変換回路１の光
入力端子には、受信光の光力の大小によって透過率を変
化させて上記変換回路１への入方光すなわち透過光を制
御する光可変透過率回路、たとえば液晶や光カー効果複
屈折素のような電圧によって透過率の変る素子が接続さ
れている。
第４図は上記の光可変透過率回路７の透過率特性を示し
た図であって、制御電圧馬なはさんで透過率がｄとｅの
２段に変化している場合を示している。
た図であって、制御電圧馬なはさんで透過率がｄとｅの
２段に変化している場合を示している。
光・電気変換回路１には又光電流検出回路８が接続され
ていて、光・電気変換回路１に使用されているＰ Ｉ
Ｎダイオード（図示せず）の平均光電流を検出し、検出
した信号を受信光の光力の比較的大きな値（第２図の可
変利得範囲の上限のｂよりやや小さい値。あとの説明で
はｆと名付けである。）に対応させて設けた参照信号］
Ｒと比較してその大小に応じた２種類の比較信号（一方
はゼロでもよい）を出力する。光透過半制御回路９は前
記の比較信号の内容に応じた制御信号を光可変透過率回
路７に送り、その透過率を制御する。なお光電流検出回
路８は光可変透過率回路７の不安定な動作を回避するた
めにヒステリシス特性を持たせである。次にこのような
装置の動作について説明する。
ていて、光・電気変換回路１に使用されているＰ Ｉ
Ｎダイオード（図示せず）の平均光電流を検出し、検出
した信号を受信光の光力の比較的大きな値（第２図の可
変利得範囲の上限のｂよりやや小さい値。あとの説明で
はｆと名付けである。）に対応させて設けた参照信号］
Ｒと比較してその大小に応じた２種類の比較信号（一方
はゼロでもよい）を出力する。光透過半制御回路９は前
記の比較信号の内容に応じた制御信号を光可変透過率回
路７に送り、その透過率を制御する。なお光電流検出回
路８は光可変透過率回路７の不安定な動作を回避するた
めにヒステリシス特性を持たせである。次にこのような
装置の動作について説明する。
第５図は以」二のように構成された第３図の実施例の動
作を説明するための図であ１几横軸と縦軸は第２図にお
けると同じものをあられしている。なお説明を分り易く
するため、第４図の透過率ｄは１００ ％とし、又透過
光は光透過制御回路７内光路において構造物の形状に基
づく■］止は受けないものとする。すなわち光透過半可
変回路７が透過率ｄを示すときは光・電気変換回路１に
入力する透過光の光力は受信光の強さで同じであるとす
る。更に可変利得増幅器２の可変利得範囲（第２図のＣ
）や基帖゛峨圧ＶＲなどは第２図の場合と全く同じとす
る。
作を説明するための図であ１几横軸と縦軸は第２図にお
けると同じものをあられしている。なお説明を分り易く
するため、第４図の透過率ｄは１００ ％とし、又透過
光は光透過制御回路７内光路において構造物の形状に基
づく■］止は受けないものとする。すなわち光透過半可
変回路７が透過率ｄを示すときは光・電気変換回路１に
入力する透過光の光力は受信光の強さで同じであるとす
る。更に可変利得増幅器２の可変利得範囲（第２図のＣ
）や基帖゛峨圧ＶＲなどは第２図の場合と全く同じとす
る。
はじめに受信光の光力が比較的小さく第２図の従来例と
同程度のものとすれば、光透過半可変回路７の透過率が
その時点までｄ、ｅのどちらであっても、光・電気変換
回路１のＰ工Ｎダイオードの電流は小さく、光電流検出
回路８で検出した検出信号（工とする）は、受信光光力
のｂよりはやや小さい値ｆに対応して設けられた参照信
号工Ｒと比較されるが、当然のことながらＩ＜ＩＲであ
るのでこのことをあらゎす比較信号を光透過制御回路９
に送る。したがって光透過制御回路９の発する制御信号
の電圧は第４図のＥ。より小さく、透過率１００％とす
る或いは１００％を保つ内容となる。従って全体として
の動作は実ｔり的には第１図の装置の動作と同じとなり
、可変利得範囲のａとｂの間でＧＩであられされる。こ
れは第２図におけるＧと全く同じである。いうまでもな
いが、この範囲で出力振幅Ｖは一定電圧Ｖ。に保たれる
。
同程度のものとすれば、光透過半可変回路７の透過率が
その時点までｄ、ｅのどちらであっても、光・電気変換
回路１のＰ工Ｎダイオードの電流は小さく、光電流検出
回路８で検出した検出信号（工とする）は、受信光光力
のｂよりはやや小さい値ｆに対応して設けられた参照信
号工Ｒと比較されるが、当然のことながらＩ＜ＩＲであ
るのでこのことをあらゎす比較信号を光透過制御回路９
に送る。したがって光透過制御回路９の発する制御信号
の電圧は第４図のＥ。より小さく、透過率１００％とす
る或いは１００％を保つ内容となる。従って全体として
の動作は実ｔり的には第１図の装置の動作と同じとなり
、可変利得範囲のａとｂの間でＧＩであられされる。こ
れは第２図におけるＧと全く同じである。いうまでもな
いが、この範囲で出力振幅Ｖは一定電圧Ｖ。に保たれる
。
次に受信光の光力がｆより大きくなると（理論的にはｂ
でもよいが、余裕をみてｆとする）。
でもよいが、余裕をみてｆとする）。
光・電気変換回路１のＰＩＮダイオードの平均′電流が
犬きくな１几光電流検出回路８で検出した検出信号■は
参照信号ＩＩより大きくなり、この工＞ＩＲをあられず
比較信号を出刃される。光透過制御回路９はこの比較信
号を受けると光透過半可変回路７に透過率をｅに変える
ような制御って減少するが、可変利得増幅回路乙の利得
が０２の左端に示すように再び増加するので、出方振幅
Ｖは一定値入になる。受信光の光力が更に増大すると、
可変利得増幅回路乙の利得はＧ２に沿って減少し、出力
振幅ＶはＶ。値を保す。この「 Ｊ 状態はｇになるまで続く。
犬きくな１几光電流検出回路８で検出した検出信号■は
参照信号ＩＩより大きくなり、この工＞ＩＲをあられず
比較信号を出刃される。光透過制御回路９はこの比較信
号を受けると光透過半可変回路７に透過率をｅに変える
ような制御って減少するが、可変利得増幅回路乙の利得
が０２の左端に示すように再び増加するので、出方振幅
Ｖは一定値入になる。受信光の光力が更に増大すると、
可変利得増幅回路乙の利得はＧ２に沿って減少し、出力
振幅ＶはＶ。値を保す。この「 Ｊ 状態はｇになるまで続く。
以」−２つの場合は自動的に可逆的に行われるので、第
６図の光受信増幅においては、受信光の光力振幅Ｖがｄ
からｇまでの広い範囲りに亘って一定電圧■。に保たれ
ることになる。すなゎに一定の出力振幅が得られる受信
光力のダイナミンクレンジが増大する。
６図の光受信増幅においては、受信光の光力振幅Ｖがｄ
からｇまでの広い範囲りに亘って一定電圧■。に保たれ
ることになる。すなゎに一定の出力振幅が得られる受信
光力のダイナミンクレンジが増大する。
以上の実施例では光透過半可変回路７の透過率の大きい
方の値ｄを１００％としたが、 ｉｏｏ％以下であって
もよいことはいうまでもない。ただこの場合の第５図の
ａとｂはその位置がずれる。同じように透過光の光路中
にロスがあってもＪこいことはいうまてもない。
方の値ｄを１００％としたが、 ｉｏｏ％以下であって
もよいことはいうまでもない。ただこの場合の第５図の
ａとｂはその位置がずれる。同じように透過光の光路中
にロスがあってもＪこいことはいうまてもない。
以上述べたように本発明による光受信増幅器においては
、従来ならば制御不能であるような広い範囲の受信光光
力に対しても出力振幅を一定にイ呆一つことかできる。
、従来ならば制御不能であるような広い範囲の受信光光
力に対しても出力振幅を一定にイ呆一つことかできる。
第１図は従来の光受信増幅器の主要ブロック構成図、第
２図は従来光受信増幅器の動作を説明するための図、第
６図は本発明の一実施例の主要ブロック構成図、第４図
は第６図の装置に用いられる光可変透過率回路の特性図
、第５図は本発明の光受信増幅器の動作を説明するだめ
の図であるλ 記号の説明：１は光・電気変換回路、２は可変利得増幅
回路、３はピーク検出回路、４は利得制御回路、７は光
可変透過率回路、８は光電流検出回路、９は光透過小制
御回路＋ＧｌおよびＧ２はｉｉＪ変利得増幅回路２の利
得、■は出力信号の１辰幅＋ ＶＯは出力信号の一定電
圧をそれぞれあられしている。 午１図 第２図 兜３図 第４図 第５図
２図は従来光受信増幅器の動作を説明するための図、第
６図は本発明の一実施例の主要ブロック構成図、第４図
は第６図の装置に用いられる光可変透過率回路の特性図
、第５図は本発明の光受信増幅器の動作を説明するだめ
の図であるλ 記号の説明：１は光・電気変換回路、２は可変利得増幅
回路、３はピーク検出回路、４は利得制御回路、７は光
可変透過率回路、８は光電流検出回路、９は光透過小制
御回路＋ＧｌおよびＧ２はｉｉＪ変利得増幅回路２の利
得、■は出力信号の１辰幅＋ ＶＯは出力信号の一定電
圧をそれぞれあられしている。 午１図 第２図 兜３図 第４図 第５図
Claims (1)
- （１）入力光を電気信号に変換する光・電気変換回路、
第１の制御信号を受けて前記変換された電気信号が可変
利得範囲内であれば一定の振幅を有する出力信号を発す
る利得可変増幅回路。 前記発せられた出力信号の振幅値を検出するピーク検出
回へおよび前記検出した振幅値から前記第１の制御信号
を送出する利得制御回路を有する光受信増幅器において
、前記光・電気変換回路の前段に受信光を通過させるよ
うに配置され、第２の制御信号により透過率を変化させ
て強さの変化する透過光を前記入力光として送出する可
変透過率回路と、前記光・電気変換回路の変換された電
気信号の電流値を検出する電流検出回路と、１イ１記検
出した電流値から前記第２の制御信号を送出する透過率
制御回路を備えたことを特徴とする光受信増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58095560A JPS59221040A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 光受信増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58095560A JPS59221040A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 光受信増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59221040A true JPS59221040A (ja) | 1984-12-12 |
Family
ID=14140969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58095560A Pending JPS59221040A (ja) | 1983-05-30 | 1983-05-30 | 光受信増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59221040A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63245028A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-12 | Nec Corp | 自動利得制御回路 |
| JPH02155321A (ja) * | 1988-12-08 | 1990-06-14 | Fujitsu Ltd | 光受信装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5815347A (ja) * | 1981-07-21 | 1983-01-28 | Nec Corp | 光受信回路の自動利得制御方式 |
-
1983
- 1983-05-30 JP JP58095560A patent/JPS59221040A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5815347A (ja) * | 1981-07-21 | 1983-01-28 | Nec Corp | 光受信回路の自動利得制御方式 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63245028A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-12 | Nec Corp | 自動利得制御回路 |
| JPH02155321A (ja) * | 1988-12-08 | 1990-06-14 | Fujitsu Ltd | 光受信装置 |
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