JPS62154828A - 角度変調信号用光受信回路 - Google Patents

角度変調信号用光受信回路

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JPS62154828A
JPS62154828A JP60295004A JP29500485A JPS62154828A JP S62154828 A JPS62154828 A JP S62154828A JP 60295004 A JP60295004 A JP 60295004A JP 29500485 A JP29500485 A JP 29500485A JP S62154828 A JPS62154828 A JP S62154828A
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limiter
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    • 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
    • H04B10/691Arrangements for optimizing the photodetector in the receiver
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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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】 〔産業上の利用分野) 本発明は、光通信において、角度変UAされた光信号を
受信し復調する角度変調信号用光受信回路の改良に関す
る。
〔従来の技術〕
従来、この種の光信号受信回路として例えば第4図に示
す如きものがある。この回路は、例えば光ファイバなど
の光伝送路を経て送られた周:a故変調あるいはパルス
化周波数変調された光信号をアバランシェフォトダイオ
ード(APD>1で受光し、その受光出力信号を前置増
幅器2で増幅したのち帯域通過フィルタ3で帯域制限し
て目的外の信号スベク1−ラムや雑音成分を除去し、し
がるのち振幅制限器4で受光出力信号のAM成分および
雑音成分を除去して復調器5に供給し、ここで復調して
ベースバンド信号を得るように構成されている。尚、6
はAPDlに増倍率設定用の固定バイアス電圧を供給す
るバイアス7!2源である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このような従来の光受信回路は、一般に
APDlのバイアス電圧を任意の値に固定的に設定して
いるため、次のような欠点があった。
すなわら、APDlの増倍率を高めるためにバイアス電
圧を高く設定すると、光信号の振幅、つまり受光電力が
大きい領域でその受光出力信号の振幅が増幅器2のダイ
ナミックレンジを越え、これにより出力信号に歪みが発
生する不具合を生じる。
一方、これを防止するためにAPDIのバイアス電圧を
低く設定すると、受光電力が大きな領域でも歪みの少な
い出力信号を得ることができるが、その反面受光電力の
小さな領域において増幅器2の熱雑音の影響が大きくな
って受光出力信号のC/Nの劣化を招く。
本発明は上記事情に着目してなされたもので、受光電力
の大小に拘らず、C/Nが良好でかつダイナミックレン
ジが広く歪みの少ないll!I調出力を得られるように
した角度変調信号用光受信回路を提供することを目的と
する。
〔問題点を解決するための手段と作用〕本発明は、上記
問題点を解決するために、受光出力信号を所定の第1の
リミットレベルで振幅制限する第1の振幅制限器と、こ
の第1の振幅制限器の出力信号のピーク値を検出するビ
ーク噴検出器と、このピーク値検出器の検出レベルに応
じて前記アバランシェフォトダイオードのバイアス電圧
を設定変更するバイアス電圧可変回路と、上記第1の振
幅制限器の後段に設けられその第1のリミットレベルよ
りも低レベルに設定した第2のりミツトレベルで受光出
力信号を振幅制限する第2の振幅制限器を設けたもので
、これにより受光電力の大きな領域ではアバランシェフ
ォトダイオードの増倍率を低く設定して受光出力信号の
振幅が回路のダイナミックレンジを越えないようにしこ
れにより歪みの発生を防ぎ、−力受光電力の小さな領域
ではアバランシェフォトダイオードの増倍率を高めて受
光出力信号の振幅を大きくし、これにより熱雑音の影響
を低減してC/Nを高めるようにしたものである。
〔実施例〕
第1図は、本発明の一実施例における光受信回路の構成
を示すものである。尚、同図において前記第4図と同一
部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。
振幅制限器4から出力された受光出力信号はピーク値検
出器8に導かれ、ここでピーク値が検出される。そして
このピーク値検出器8の検出出力は差動増幅器9に導入
される。差動増幅器9は、上記ピーク検出器8の検出出
力を予め設定しである基準電圧VRとレベル比較し、そ
の差電圧を例えばD C/D C変換器からなる電圧可
変形のバイアス電源10に供給してAPDIのバイアス
電圧を可変制御する。また、振幅制限器4と復調器5と
の間には第2の振幅制限器7が設けである。この振幅制
限器7は、リミットレベルが前段の振幅制限器4よりも
低いレベルに設定され、振幅制限器4で振幅制限されな
い小受光電力時の受光出力信号を振幅制限してAM成分
の雑音を除去するものである。
このような構成であるから、先ず受光電力が大きい領域
では、振幅制限器4が動作状態となってこの振幅制限器
4から第2図のAより右側の領域に示す如くそのリミッ
トレベルで出力信号yi1幅が一定化された光出力信号
が出力される。したがってピーク値検出器8からは上記
出力信@振幅に応じてレベルが一定な検出出力が出力さ
れ、着初増幅器9で基準電圧VRと比較される。ここで
、この基準電圧VRは後述する小受光電力時においてA
PDIの増倍率が最適箱となる値で、かつ大受光電力時
におけるピーク検出器8の検出出力レベルよりも若干高
く設定しである。このため、受光電力が大きいときには
前記振幅制限器4のリミットレベルに応じた高レベルの
ピーク検出出力と基準電圧VRとの差である小さな電圧
がバイアス電源10に供給され、この結果バイアス電源
10からは上記差電圧に応じた小さなバイアス電圧が発
生されてAPDlに供給される。このため、APDlは
低J11f!r率で受光動作を行なうことになる。した
がって、光信号の振幅が大きくてもその受光出力信号の
振幅は低く抑えられるので、受光出力信号の振幅が増幅
器2のダイナミックレンジを越えることはなく、これに
より歪みの少ない復調出力を優ることができる。
一方受光電力が低下し、これにより受光出力信号の振幅
が振幅制限器4のリミットレベル窓下になると、振幅制
限器4による振幅制限が解除されて受光出力信号の振幅
値は低下し始める。そうすると、ピーク値検出器8の検
出出力も低下し始め、それに応じて差動増幅器9の差電
圧が増加して、これにより第2図のAから8のf[に示
すようにバイアス電源10の出力電圧が増加する。この
ため、APDIの増倍率は増加し、受光出力信号の振幅
値の減少は抑制されて振幅値の大きな受光出力信号が得
られる。したがって、増幅器2における熱雑音の影響は
低減され、受光出力信号のC/Nは高く保持される。尚
、このとき差動増幅器9の基準電圧VRを、受光電力が
第2図のBのときにAPDlの増倍率が最適値になるよ
うに設定しておけば、このB付近においても十分良好な
C/Nが得られることになる。
尚、受光電力が第2図のB以下の領域では、それ以上の
バイアス電圧の増加は反ってAPDlのショット雑音の
増加をJEいて好ましくないので、バイアス電′B10
の発生電圧値に上限を設けてバイアス電圧を一定化する
また上記小受光電力時には、受光出力信号の振幅値が振
幅制限器4のリミットレベル以下に低下して振幅制限さ
れないことになる。しかし、この振幅υ1限器4を通過
した受光信号は第2の振幅制限器7により上記前段の振
幅制限器4のリミットレベルよりも低く設定したリミッ
トレベルにより振幅制限されるので、復調器5へはAM
雑音成分が除去された受光出力信号が供給されることに
なり、この結果復調器5からは歪みの少ない復調出力が
19られる。尚、第2の振幅制限器7のリミットレベル
は、受信回路としての最小受光電力に対応するレベルに
設定すればよい。
このように本実施例であれば、受光電力が大きい領域で
はAPDlのバイアス電圧を低く設定し、−力受光電力
が小さい領域では小さくなるに従ってAPD 1のバイ
アス電圧を増加させるようにしたので、大受光電力時に
は受光出力信号の振幅が増幅器2のダイナミックレンジ
を越えないようにすることができ、これにより歪みの発
生を低減して高品質のtll比出力得ることができる。
また小受光電力時には、APDlの増倍率を高めること
ができるので、大きな受光出力信号を得ることができ、
この結果増幅器2の熱雑音の影響を低減してC/’ N
を高く保持することができる。第3図のイは本実施例に
よる受光電力に対するC/Nを示したものである。ちな
みに、同図の口は小受光電力時にC/Nを高めるために
APD 1のバイアス電圧を高く固定設定した場合のC
/Nの変化を示し、またハは大受光電力時にC/Nの良
好で歪みの少ない受光出力信号が得られるようにAPD
lのバイアス電圧を低い値に固定設定した場合のC/N
の変化を示すものである。この特性からも、本実施例の
回路によって、受光電力の大小に係わらず広範囲でC/
Nが良好でかつダイナミックレンジに対応した受光出力
@号が攪られることが分かる。
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、上記実施例では小受光電力領域においてAPDl
のバイアス電圧を受光出力信号の振幅値の低下に従って
徐々に増加させるようにしたが、任意の受光電力圃を境
にそれよりも受光電力が大きい領域ではバイアス電圧値
を所定の低い値に設定しておき、−力受光電力が低い領
域ではバイアス電圧値を所定の高い値に切換えて設定す
るようにしてもよい。また、上記実施例では帯1或通過
フィルタ3を振幅制限器4の前段側に挿入した場合につ
いて示したが、角度変調信号の周波数が1種類だけで他
に何も周波数多重されていない場合には、雑音を除去し
て波形を等化するだけなので、フィルタ3を振幅制限器
4の後段に配置してもよい。その他、角度変調信号の種
類(例えばFM変調信号以外にパルス化FM変調信号や
位相変調信号でもよい)や、バイアス電圧可変回路の構
成、バイアス電圧の可変特性、振幅制限器のリミッタレ
ベルの値等についても、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々変形して実施できる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明によれば、受光出力信号を所
定の第1のリミットレベルで振幅制限する第1の振幅制
限器と、この第1の振幅制限器の出力信号のピーク値を
検出するピーク値検出器と、このピーク値検出器の検出
レベルに応じて前記アバランシェフォトダイオードのバ
イアス電圧を設定変更するバイアス電圧可変回路と、上
記第1の振幅制限器の後段に設けられその第1のリミッ
トレベルよりも低レベルに設定した第2のリミットレベ
ルで受光出力信号を振幅制限する第2の振幅制限器を設
けたもので、これにより受光電力の大きな領域ではアバ
ランシェフォトダイオードの増倍率を低く設定して受光
出力信号の振幅が回路のダイナミックレンジを越えない
ようにしこれにより歪みの発生を防ぎ、−力受光電力の
小さな領域ではアバランシェフォトダイオードの増1g
率を高めて受光出力信号の振幅を大きくし、これにより
熱雑音の影響を低減してC=’ Nを高めるようにした
ことによって、受光電力の大小に拘らず、C/Nが良好
でかつダイナミックレンジが広く歪みの少ない復調出力
を得ることができる角度変調信号用光受信回路を提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における角度変調信号用光受
信回路のブロック構成図、第2図は同回路の動作説明に
用いる受光電力に対する受光出力信号の振幅およびAP
Dのバイアス電圧1直の変化を示す特性図、第3図は第
1図の回路の効果を説明するための受光電力に対するC
/Nの変化特性図、第4図は従来の角度変調信号用光受
信回路のブロック構成図である。 1・・・アバランシェフォトダイオード(APD>、2
・・・前置増幅器、3・・・帯域通過フィルタ、4・・
・振幅制限器、5・・・復調器、7・・・第2の振幅制
限器、8・・・ピーク値検出器、9・・・差動増幅器、
10・・・バイアス電源、VR・・・基準電圧。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第30 5    第4因

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)角度変調された光信号をアバランシェフォトダイ
    オードで受光し、その受光出力信号を増幅し振幅制限し
    たのち角度復調してベースバンド信号を得る角度変調信
    号用光受信回路において、前記受光出力信号を所定の第
    1のリミットレベルで振幅制限する第1の振幅制限器と
    、この第1の振幅制限器の出力信号のピーク値を検出す
    るピーク値検出器と、このピーク値検出器の検出レベル
    に応じて前記アバランシェフォトダイオードのバイアス
    電圧を所定値に設定変更するバイアス電圧可変回路と、
    前記第1の振幅制限器の後段に設けられその第1のリミ
    ットレベルよりも低レベルに設定した第2のリミットレ
    ベルで受光出力信号を振幅制限する第2の振幅制限器と
    を具備したことを特徴とする角度変調信号用光受信回路
  2. (2)バイアス電圧可変回路は、アバランシェフォトダ
    イオードのバイアス電圧をピーク値検出器の検出レベル
    の低下に応じて徐々に増加させるものである特許請求の
    範囲第(1)項記載の角度変調信号用光受信回路。
  3. (3)バイアス電圧可変回路は、アバランシェフォトダ
    イオードのバイアス電圧を、ピーク値検出器の検出レベ
    ルが所定値以上のとき任意の低電圧値に設定するととも
    に、所定値未満のとき任意の高電圧値に切換えて設定す
    るものである特許請求の範囲第(1)項記載の角度変調
    信号用光受信回路。
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