JPS5923906A - 受光増幅装置の温度補償回路 - Google Patents

受光増幅装置の温度補償回路

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JPS5923906A
JPS5923906A JP57133305A JP13330582A JPS5923906A JP S5923906 A JPS5923906 A JP S5923906A JP 57133305 A JP57133305 A JP 57133305A JP 13330582 A JP13330582 A JP 13330582A JP S5923906 A JPS5923906 A JP S5923906A
Authority
JP
Japan
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signal
amplifier
circuit
operational amplifier
period
Prior art date
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Pending
Application number
JP57133305A
Other languages
English (en)
Inventor
Takatoshi Shibata
柴田 剛利
Yasuyuki Kosugi
小杉 恭之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anritsu Corp
Original Assignee
Anritsu Corp
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Publication date
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Publication of JPS5923906A publication Critical patent/JPS5923906A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/04Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
    • H03F3/08Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only controlled by light
    • H03F3/087Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only controlled by light with IC amplifier blocks

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】 本発明は、受光増幅装置の温度補償回路、特に無信号時
を含めて繰返し入射する光信号、例えば光フアイバ内で
反射されて戻ってくる後方散乱光を電気18号に変換し
たうえで増幅する受光増幅装置において、繰返し信号周
期の無信号時において得られる増幅器の出力の一部を取
出し、それ金サンプルホールドして当該増幅器にフィー
ドバックさせ、光電変換部と増幅部との温度ドリフトを
同時に温度補償するようにした受光増幅装置の温度補償
回路に関するものである。
m1図は従来の受光増幅装置の一借成例を示している。
バイアス回路1に工ってバイアスされている光電変換器
のアバランシェフォトダイオード(以下人PDと略記す
る)2に光信号が入射すると抵抗3に電流が流れ、該抵
抗3の両端に発生する電圧が増幅器4円の第1段目の演
算増幅器4−1に入力しt当該演算増幅器4−1で増幅
された後、次段の図示されていない演算増幅器に入力す
る。こV)ように、多段にわたって増幅しなければなら
ない微弱な光信号、例えば光7アイ/?内で反射されて
戻ってくる後方散乱光けAPD2で光電変換された後、
増幅器4で適当な大きさq)電気信号に々るまで増幅さ
れ、さらにコンデンサ5を介して信号成分だけが出力さ
れてくる。なお符号6は抵抗を表わしてい小。
APD2による光電変換後、所定の大きさの18号にま
で増幅する受光増幅装置は、従来のものでは次の工うな
欠点がめった。すなわち、増#1器40次段の回路、例
えば対数変換器との関係で、増幅器4から出力される直
流亦を充分に除去するようにコンデンサ5と抵抗6との
時定数が大きく選ばノ1ているため、APD2のihA
度変比変化なう暗電流の変化(次に説明する)と増幅器
4f:構成する各演3今−増幅語4−1ないし4−NV
Cおけるオフセットの温度ドリフトと全同時に増幅器ゐ
増幅器4からの緩やかな直流分の変化が、コンデンサ5
金通過してしまい、次段の対数変換器にg%信号として
入力され、てしまう欠点があった。
また微弱な光の検出が可能な、そして素子の内部で光[
流の増幅作用を有するAPD2は、@2図に示されるゲ
イン−逆電圧特性及び第3図に示される暗1を流−逆電
圧特性ケもち1m度によってその特性が変化する。従が
りて、51Jえば温度が′工゛2のと1!APD2のバ
イアス電圧(逆電圧)kVI3に設定°した場合、温度
がT1から′r31で変化すると、A P D 2 ノ
ゲインはGllから(1stまで変化してしまう。
そこでAPD2のゲイン?温度の変化にもかかわらずG
21に保つためには、バイアス電圧r温度変化に応じて
vAからV。の範囲内で変化させなければならない。そ
してAPD2のバイアス電圧がこのように変わることに
よって、APD2に入射する光信号が存在しないとき、
すなわち無伯号時、第3図図示の暗電流−逆電圧特性か
ら判るように当該APD2t−流れる暗電流が変化する
ので、暗電流を一定に保つにはAPD2に対して恒1品
槽や温度補償回路が必訣となる。
また後方散乱光の如き微弱な光信号?7と気信号に変換
した上で多段にわfCt)増幅する場合、増幅器4は当
該増幅揖4を構成してい、6演算増幅に非4−1ないし
4−Hのオフセットの温度ドリフト金も同時に大幅に増
幅してしまう。これに対しサーミスクル11を用いて各
演算増幅器4−1ないし4−Nの温度ドリフトを11n
償する方法が考えられるがサーミスタの特性が非線型で
あるため補償の仕方が困JWであり、また平衡に到達す
るまでに時間を必要とすゐ。この工うにAPD2の温度
変化による暗電流の変化及び増幅v#4の温度ドリフト
のため、APD2と増幅器4とを個々に温度補償対策を
施こすと、回路構成が複雑となり、同時にコストアップ
となる欠点が1ある。
本発明は、上記の欠点を解決すること金目的としており
、APD及び増幅器の各々にそれぞれ温度補償を施こす
のではなくs hPDと増幅器との両者を一体的にとら
え、APDの温度変化による暗電流の変化及び増幅器の
オフセットの温度ドリフトに起因する誤差を一体的に少
なくすめようにした受光増幅装置の温度補償回路を提供
すること金目的、とじている。そしてそのため本発明の
受光増幅装置の温度補償回路は繰返し入射する光信号を
電気信号に変換する光電変換器と、この光電変換された
電気信号を増幅する演算増幅器とを備え友受光増幅装置
の温度補償回路において、繰返し信号周期の無信号時の
期間内に演算増幅器の一方の入力端子を接地した状態の
下で増幅器の出力信号を取出し、それをサンプルホール
ドし次の繰返し信号周期の信号時に当該演算増幅器にフ
ィードバックさせるすyゾルホールド回路と、上記繰返
し信号周期の無信号時の期間内に尚該演算増@器の上記
一方の入力端子を接地側に切換えると共に、次の繰返し
信号周期の信号時に上記サンプルホールド回路の出力信
号を当該演算増幅器の上記一方の入力端子に入力するよ
うに切換えるスイッチ手段とを設け、上記光電変換器の
暗電流と増幅器との温度ドリフトを同時に温度補償する
ようにしたことを特徴としている。以下第4図以降の図
面を参照しながら説明する。
第4図は本発明に係る受光増幅装置の温就補償回路の一
実施例構成、@5図は無[J9時のタイミング信号と対
数変換処理が行なわれた受信反射光とのタイミングを説
明してい小タイムチャート、第6図は第5図に示された
無信号時のタイミング信号を得る回路の一実施例が示さ
れている元パルス試験装置の概略構成をそれぞれ示して
いる。
第4図において、符号工ないし4 、4−1 、−0゜
・・・、4−Nは第1図のものに対応する。
符号7はサンプルホールド回路でめって、当該−リーン
プルホールド回路7は繰返し信号周期の無信号時の成る
期間に増幅器4の出力の一部をサンプルホールドし、そ
のサンプルホールドされた電圧を適宜減衰させた後、そ
れを壇幅鮨4の第1段目の演算増幅器4−1へフィード
バックさせる。8はアナログスイッチであって繰返し信
号周期の無信号時の成る期間に無信号時のタイミング信
号を受け、増幅N% 4の第1段目の演算増幅器4−1
の一方の入力端子をす/ゾルホールド回路7′側から接
地11Qへの切換えを行なう。9はインバータを表わし
ている。
繰返し信号周期の無信号時にサンプルホールド回路7及
びアナログスイッチ8へ入力される無信号時のタイミン
グ信号は次の、【うにして得られる。
例えば光パルス試験装置、すなわち被測定光ファイバに
光パルスを入射し、被測定光7アイノ々内の障害点から
入射端方向へ戻ってくる反射光を受光鼎で受(iNし、
入射パルスと反射光との時間差から障害点までの位置を
測定する光パルス試験装置に治っては、@6図図示の回
路構成から第5 [Z (m)に示され゛る無信号時の
タイミング信号のノンルスが発生する。
第6−において、ノセルス発生詣10から発生したノぞ
ルスは第5 [1(In)の無信号時のタイミング信号
として取出されると共に、遅延回路11で所定0時間遅
延されyc vks光パルス発生器12に入力す6a該
先光パルス生器12に入力したノぞルス発生四10から
のパルスにふって第5図(n) IZ)光・ぞルスが発
生する。該光、eルスは光方向性結合相13及び光コネ
クタ14を介して被測定光ファイバ15に入射される。
被測定光ファイバ15内から入射端方向へ戻ってく^7
フレネル射或いは後方散乱光の反射光は再び光コネクタ
14.光方向性結合相13を介して受光増幅装置16に
入力し、ここで電気16号に変換され増幅される。そし
て対数変換訴17で上記被測定光ファイバ15円から入
射端方向へ戻ってきた反射光の電気(8号は対数変換処
理を受け、第5図(1)に示されたような波形が表示装
置16に表示される。
第5図(1)において、 A1 * A!は被測定光フ
ァイバ15の入射端面からのフレネル反射であり1 B
o 0B、は被測定光ファイバ15の出射端面(破断面
)からのフレネル反射を示してい小。そしてBoとAi
との間及びB、と人、との間は被測定光ファイバ15内
からの反射光が存在しない期間、すなわち無信号時でめ
ジ、同図(III)の無イ6号時のタイミング信号のノ
ぞルスはこの期間の中に存在する(また遅延回路9にエ
リこの期間の中に存在さ・ぼることが必ずできる)。
この工うにして得られる繰返し信号周期C無信号時のタ
イミング信号が第4図図示のサンプルホールド回路7及
びインバータ9を介してアナログスイッチ8に到来(ア
ナログスイッチ8には第5図(f’/)の信号、サンプ
ルホールド回路7には第5図(III)の信号)すると
、アナログスイッチ8は従来の演算増幅器4−1の一方
の入力端子とサンプルホールド回路7との接続を解き、
演算増幅器4−1の当該一方の入力端子を接地させる。
一方サンプルホールド回路7は、APD2に光が入射し
ていない無信号時における、すなわち人PD2の暗電流
が流れているときv1!号を増幅器4で増幅し1かつア
ースを基準にしたときの各演算増幅器4−1ないし4−
7のオフセット電圧を増幅した増幅器40出力の一部を
サンプルホールドする。
そして第5図(III)に示される無信号時のタイミン
グ信号のパルスが無くなると、アナログスイッチ8は演
算増幅器4−1の一方の入力端子とサンプルホールド回
路7とが次の無信号時のタイミング信号の到来まで接続
するように働くから、当該サンゾルボールド回路7でサ
ンプルホールドされた上記増幅器4の出力の一部は適宜
減衰された後。
アナログスイッチ8を介して増幅器4の@1段目の演算
増幅器4−1へフィードバックされ、6゜従がってこの
フィードバックが掛かると増幅114q)オフセット電
圧は零となる。このような状態の下で次の繰返しイJ号
周期が始まると、その時のその温度における人PD2の
暗電流と増幅器4ft構成している各演算増幅器4−1
ないし4−Hのオフセットとを打消すように増幅器4に
対しフィードバックが掛っているので、誤差分は除去さ
れており、増幅器4からの出力は精度の高いものとなる
そしてこの繰返し信号周期の無イd号時に次の繰返し信
号にそなえて、サンゾルホールド回路7は上記説明の如
く無信号時のタイミングイば号到来時にサンプルホール
ドし、増幅器4の第1段目の演詩。
増@器4−IK対するフィードバックJ政をセットしな
おす。かくして、例えば時間の経過、或いは温度の変化
にエリ、APD2の暗電流や増幅器4の各演算増幅器4
−1ないし4−Nのオフセットが変化しても、APD2
へ入射される繰返し信号周期の無信号時毎にフイードパ
ヅク量がセットされなおされるので、常に精度の高い光
電変換信号が得られることになる。
上記の説明では光パルス試験装置について主に説明され
ているが、これに限定されるものではなく、繰返しイg
号周期に無信号時が存在する光信号II:電気イぎ号に
変換し増幅する装置すべてについて適用される。
また上記説明中の増幅器4に代え1段i/)演算増幅器
の場合についても適用さノすることは言うまでもない。
そして繰返し信号周期の無イコ号時における増幅?9r
4の出力に高周波の雑音が含まれている場合は、サンプ
ルホールド回路7の直前にローパスフィルタを挿入し、
高周波成分を除去したうえでサンプルホールドすれば1
.X:vよい結果が得られる。
以上説明した如く、本発明によれば、繰返し信号周期の
無信号時に無信号時のタイミング信号を作p1該無信号
時のタイミング信号でアナログスイッチ及びサンプルホ
ールド回路を作動させ、増幅器ヘフィードバックを掛け
ると゛いう簡単な回路を附加するだけで受光増幅装置の
温度ドリフトを容易に補償することができろ。またアバ
ランシェ7オトダイオードの暗電流の温度変化と、増幅
器′(f−構成−jる演算増119に器の各温度ドリフ
トと金一体内にとらえ、繰返し信号周期の無信号時毎に
フィードバックfllヲセットしなおT1うにしている
ので、即座に受光増幅装置のドリフト分を補償すること
ができ、時間の短縮化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の受光増幅装置の一構成例、第2図はアバ
ランシェフォトダイオードのゲイン−逆電圧特性、第3
図はアバレンジエフオドダイオードの暗電流−逆電圧特
性、弔4図は本発明に係る受光増幅装置の温度袖’In
回路の一実施例構成、第5図は無信号111のタイミン
グ(f1号と対数変換処理が行なわれた受光反射光との
タイミングを説明しているタイムチャート、第6図は第
51に示された無信号時のタイミング信号を得る回路の
一実施例が示されているプしパルス試験装置の概略構成
をJ−れそn示してい/−ゎ 鳴中、1はバイアス回路、2はアノクランシェフオドダ
イオード、3.6は抵抗、4は増幅器、4’−1ないし
4−Nは演算増幅器、5はコンデンサ、7はサンプルホ
ールド回路、8はアナログスイッチ、9はインバータ、
10はパルス発生器、ilは遅延回路、12は光パルス
発生器、13は光方向性結合器、14は光コネクタ、1
5は被測定光ファイノ々、16は受光増幅回路、17は
対数変換器・、18は表示装置イをそれぞれ表わしてい
る。 特許出願人 安豆電気株式会社 第1図 第4 図 (IV)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 繰返し入射する光信号を’1g、気信号に変換する光電
    変換部と、この光電変換された電気信号を増幅する演算
    増幅器とを備えた受光増幅装[ffiの温度補償回路に
    おいて:繰返し信号周期の無信号時の期間内に演算増幅
    器の一方の入力端子を接地した状態の下で増幅器の出力
    信号を取出し、それをサンプルボールドし次の繰返し信
    号周期の(i9時に当該演算増幅器にフィードバックさ
    せるサンプルホールド回路と;上記繰返し信号周期の無
    信号時の期間内に当該演算増幅器の上記一方の入力端子
    を接地J1すに切換えると共に、次の繰返し信号周期の
    信号時に上記サンプルホールド回路の出力信号を当該演
    算増幅器の上記一方の入力端子に入力する工うに切換え
    るスイッチ手段と金設け、上記光電変換部の暗電流と増
    幅器との温度ドリフトを同時に温度補11゛(する工う
    にしたことを特徴とする受光増幅装置の温度補償回路。
JP57133305A 1982-07-30 1982-07-30 受光増幅装置の温度補償回路 Pending JPS5923906A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS613650A (ja) * 1984-06-15 1986-01-09 Fujikura Ltd 浸漬被覆形成方法、およびその装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5734610B2 (ja) * 1973-04-04 1982-07-23

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