JPS623623B2 - - Google Patents
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- JPS623623B2 JPS623623B2 JP56046261A JP4626181A JPS623623B2 JP S623623 B2 JPS623623 B2 JP S623623B2 JP 56046261 A JP56046261 A JP 56046261A JP 4626181 A JP4626181 A JP 4626181A JP S623623 B2 JPS623623 B2 JP S623623B2
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- optical
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- avalanche photodiode
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 238000000098 azimuthal photoelectron diffraction Methods 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
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- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
- H04B10/697—Arrangements for reducing noise and distortion
-
- 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
- H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
- H04B10/691—Arrangements for optimizing the photodetector in the receiver
- H04B10/6911—Photodiode bias control, e.g. for compensating temperature variations
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アバランシエ・フオトダイオードを
使用した光パルス受信装置に関する。
使用した光パルス受信装置に関する。
アナログ信号を、パルス周波数変調（以下
PFMという）、パルス間隔変調（以下PIMとい
う）またはパルス幅変調（以下PWMという）等
で予め変調したパルスを光パルスに変換して送受
する光通信方式の光受信装置においては、光受信
レベル（Pr）の変動を補償するため、受信パル
スのピーク値が一定となるようにアバランシエ・
フオトダイオード（APD）の電流増倍率（Ｍ）
を制御するようにしたいわゆるFull―AGC方式
が主として用いられている。すなわち、Pr.Mが
一定になるように制御される。ところが、上述の
方式においては、光入力が断となつた時は、Ｍを
増加させるようにAPDのバイアス電圧が大にな
るように制御され、APDのブレークダウン電圧
の極近傍まで増加しＭが著しく大きくなるため、
APDは大きなシヨツト雑音を発生する。該シヨ
ツト雑音は復調出力雑音として、通常の信号振幅
の２〜３倍の振幅として現われる。従つて、この
ような光受信装置の後に直接強度変調方式（以下
直接IMという）の光送信装置が直列に接続され
るような場合は、上述の雑音によつて光送信装置
の発光素子を破損させるおそれがある。
PFMという）、パルス間隔変調（以下PIMとい
う）またはパルス幅変調（以下PWMという）等
で予め変調したパルスを光パルスに変換して送受
する光通信方式の光受信装置においては、光受信
レベル（Pr）の変動を補償するため、受信パル
スのピーク値が一定となるようにアバランシエ・
フオトダイオード（APD）の電流増倍率（Ｍ）
を制御するようにしたいわゆるFull―AGC方式
が主として用いられている。すなわち、Pr.Mが
一定になるように制御される。ところが、上述の
方式においては、光入力が断となつた時は、Ｍを
増加させるようにAPDのバイアス電圧が大にな
るように制御され、APDのブレークダウン電圧
の極近傍まで増加しＭが著しく大きくなるため、
APDは大きなシヨツト雑音を発生する。該シヨ
ツト雑音は復調出力雑音として、通常の信号振幅
の２〜３倍の振幅として現われる。従つて、この
ような光受信装置の後に直接強度変調方式（以下
直接IMという）の光送信装置が直列に接続され
るような場合は、上述の雑音によつて光送信装置
の発光素子を破損させるおそれがある。
光入力が断の時のシヨツト雑音を発生させない
ようにするため、直接IM方式等においては、第
１図に示すように、光信号を受信するアバランシ
エ・フオトダイオードRC1に与えるバイアス電圧
を、定電圧ダイオードRC2，RC3等で制限するこ
とによりＭが過大にならないようにされる。直接
IM方式において通常使用するＭの範囲は、５〜
40程度であり、APDのブレークダウン電圧との
間には10V以上の差があるから、上述のような構
成で比較的容易にＭの暴走を抑えることができる
のであるが、パルス化変調方式においては、最低
受光レベルが低く、通常使用するＭの範囲が10〜
200と広範囲であるため、バイアス電圧の上限は
ブレークダウン電圧の近傍にまで達する。このた
め、バイアス電圧で光入力の有無を判別すること
は極めて困難である。すなわち、バイアス電圧を
制限することによつてＭの暴走を抑えることはで
きない。このため、従来のAPDを使用したパル
ス化変調方式の受信装置は、光入力断時又は異常
低下時に大きなシヨツト雑音を発生し、前述のよ
うに後段に接続された発光素子等を破壊又は劣化
させるという欠点を有する。
ようにするため、直接IM方式等においては、第
１図に示すように、光信号を受信するアバランシ
エ・フオトダイオードRC1に与えるバイアス電圧
を、定電圧ダイオードRC2，RC3等で制限するこ
とによりＭが過大にならないようにされる。直接
IM方式において通常使用するＭの範囲は、５〜
40程度であり、APDのブレークダウン電圧との
間には10V以上の差があるから、上述のような構
成で比較的容易にＭの暴走を抑えることができる
のであるが、パルス化変調方式においては、最低
受光レベルが低く、通常使用するＭの範囲が10〜
200と広範囲であるため、バイアス電圧の上限は
ブレークダウン電圧の近傍にまで達する。このた
め、バイアス電圧で光入力の有無を判別すること
は極めて困難である。すなわち、バイアス電圧を
制限することによつてＭの暴走を抑えることはで
きない。このため、従来のAPDを使用したパル
ス化変調方式の受信装置は、光入力断時又は異常
低下時に大きなシヨツト雑音を発生し、前述のよ
うに後段に接続された発光素子等を破壊又は劣化
させるという欠点を有する。
本発明の目的は、上述の従来の欠点を解決し、
光入力パルスが断または異常低下時にシヨツト雑
音を発生することがない光パルス受信装置を提供
することにある。
光入力パルスが断または異常低下時にシヨツト雑
音を発生することがない光パルス受信装置を提供
することにある。
本発明の受信装置は、受信した光パルスを電気
パルスに変換するアバランシエ・フオトダイオー
ドと、前記電気パルスのピーク値が一定になるよ
うに前記アバランシエ・フオトダイオードの電流
増倍率を制御する利得制御手段とを有する光パル
ス受信装置において、前記アバランシエ・フオト
ダイオードの出力するキアリアパルスの周波数成
分を通過させる波器と、該波器の出力レベル
を検出し、一定レベルより高いときゲートを開か
せるレベル検出回路とを備え、前記アバランシ
エ・フオトダイオードの出力するキアリアパルス
は前記ゲートを介して復調器に入力させるように
構成したことを特徴とする。
パルスに変換するアバランシエ・フオトダイオー
ドと、前記電気パルスのピーク値が一定になるよ
うに前記アバランシエ・フオトダイオードの電流
増倍率を制御する利得制御手段とを有する光パル
ス受信装置において、前記アバランシエ・フオト
ダイオードの出力するキアリアパルスの周波数成
分を通過させる波器と、該波器の出力レベル
を検出し、一定レベルより高いときゲートを開か
せるレベル検出回路とを備え、前記アバランシ
エ・フオトダイオードの出力するキアリアパルス
は前記ゲートを介して復調器に入力させるように
構成したことを特徴とする。
次に、本発明について、図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
第２図は、本発明の一実施例を示すブロツク図
である。図示されない送信側においては、アナロ
グ信号の振幅に応じて、パルスの繰返し周波数若
しくは間隔又は偏位等が変調された被変調パルス
列が光パルスに変換されて送出される。上記パル
ス列は、アナログ信号が０であるときでも偏位等
のない一定のパルス列が送出されている。このよ
うな被変調又は無変調のパルス列をキアリアパル
スと呼ぶことにする。そして、光伝送路を介して
受信装置に入力した微弱な光キアリアパルスは、
APD１によつて電気のキアリアパルスに変換増
幅され、さらに増幅器２によつて増幅される。増
幅器２の出力するキアリアパルスはピーク値検出
回路３によつてピーク値が検出レベル判定され一
定値との差に応じた電圧がDC―DCコンバータ４
に与えられる。DC―DCコンバータ４は、該電圧
を適宜変換してAPD１にバイアス電圧を供給す
ることにより、APD１の電流増倍率Ｍを変化さ
せる。上述の一連のループ（AGCループ）によ
り、増幅器２の出力するキアリアパルスの振幅は
受光レベルによらず一定に制御される（Full―
AGC）。すなわち、利得制御手段である。一方、
増幅器２の出力キアリアパルスは、識別再生回路
７によつて識別再生された波形整形されたキアリ
アパルスとされてゲート８に送られ、復調器９に
よつて元のアナログ信号に復調され増幅器１０を
介して出力される。また、前記増幅器２の出力信
号の一部を帯域通過波器５を介してレベル検出
回路６に入力させてレベル判定させ、該レベルが
一定レベル以下のときは前記ゲート８を閉じさ
せ、一定レベル以上のときはゲート８を開かせ
る。前記帯域通過波器５の中心周波数は、前記
キアリアパルスの無変調時の繰り返し周波数であ
り、帯域幅は、キアリアパルスの最大変調時にお
ける周波数軸上の偏移幅をカバーする広さを有す
る。以上の構成により、正常な光入力キアリアパ
ルスが入力したときは、前記レベル検出回路６の
出力によつてゲート８が開かれ、復調器９および
増幅器１０を介して出力される。しかし、光入力
パルスが断または異常に低いときは、帯域通過
波器５の出力レベルが一定値以下となり、レベル
検出回路はこれを判定してゲート８を閉じさせる
から、APDの電流増倍率の異常上昇による前記
シヨツト雑音は出力されない。
である。図示されない送信側においては、アナロ
グ信号の振幅に応じて、パルスの繰返し周波数若
しくは間隔又は偏位等が変調された被変調パルス
列が光パルスに変換されて送出される。上記パル
ス列は、アナログ信号が０であるときでも偏位等
のない一定のパルス列が送出されている。このよ
うな被変調又は無変調のパルス列をキアリアパル
スと呼ぶことにする。そして、光伝送路を介して
受信装置に入力した微弱な光キアリアパルスは、
APD１によつて電気のキアリアパルスに変換増
幅され、さらに増幅器２によつて増幅される。増
幅器２の出力するキアリアパルスはピーク値検出
回路３によつてピーク値が検出レベル判定され一
定値との差に応じた電圧がDC―DCコンバータ４
に与えられる。DC―DCコンバータ４は、該電圧
を適宜変換してAPD１にバイアス電圧を供給す
ることにより、APD１の電流増倍率Ｍを変化さ
せる。上述の一連のループ（AGCループ）によ
り、増幅器２の出力するキアリアパルスの振幅は
受光レベルによらず一定に制御される（Full―
AGC）。すなわち、利得制御手段である。一方、
増幅器２の出力キアリアパルスは、識別再生回路
７によつて識別再生された波形整形されたキアリ
アパルスとされてゲート８に送られ、復調器９に
よつて元のアナログ信号に復調され増幅器１０を
介して出力される。また、前記増幅器２の出力信
号の一部を帯域通過波器５を介してレベル検出
回路６に入力させてレベル判定させ、該レベルが
一定レベル以下のときは前記ゲート８を閉じさ
せ、一定レベル以上のときはゲート８を開かせ
る。前記帯域通過波器５の中心周波数は、前記
キアリアパルスの無変調時の繰り返し周波数であ
り、帯域幅は、キアリアパルスの最大変調時にお
ける周波数軸上の偏移幅をカバーする広さを有す
る。以上の構成により、正常な光入力キアリアパ
ルスが入力したときは、前記レベル検出回路６の
出力によつてゲート８が開かれ、復調器９および
増幅器１０を介して出力される。しかし、光入力
パルスが断または異常に低いときは、帯域通過
波器５の出力レベルが一定値以下となり、レベル
検出回路はこれを判定してゲート８を閉じさせる
から、APDの電流増倍率の異常上昇による前記
シヨツト雑音は出力されない。
第２図に示した実施例を例えば周波数変調
（PFM）方式の光受信装置に適用した場合の増幅
器２の出力信号の周波数成分は、正常時において
は第３図に示すようになる。すなわち、キアリア
パルスの最大偏移内の周波数成分が大であり、他
の帯域における雑音レベルは比較的低い。従つ
て、帯域波器５の通過帯域を第５図に示すよう
に設定することにより、正常入力であることをレ
ベル検出路６によつて判定することができる。ま
た、光入力が断のときは、前記増幅器２の出力の
周波数特性は大略第４図に示すようになる。すな
わち、低周波成分が大きく高周波成分が少ない分
布であるが特定の帯域に集中したエネルギーはな
い。このため、前記帯域通過波器５を第５図に
示すように設定すれば、その出力レベルはキアリ
アパルスが受光されている場合に比して低くなる
から、レベル検出路６は容易に光入力断を判定し
てゲート８を閉じさせることができる。ゲート８
が閉じれば、復調器９への入力は遮断されるか
ら、前述した通りAPDの電流増倍率の異常上昇
によるシヨツト雑音は生じない。なお、上述の帯
域波器５に代えて単なる高域波器を使用する
だけでも判定レベルを適切に選定すれば光入力の
有無の検出をすることは可能である。また、変調
方式がPIMまたはPWMの場合であつても同様な
構成で同様な効果を奏することができる。
（PFM）方式の光受信装置に適用した場合の増幅
器２の出力信号の周波数成分は、正常時において
は第３図に示すようになる。すなわち、キアリア
パルスの最大偏移内の周波数成分が大であり、他
の帯域における雑音レベルは比較的低い。従つ
て、帯域波器５の通過帯域を第５図に示すよう
に設定することにより、正常入力であることをレ
ベル検出路６によつて判定することができる。ま
た、光入力が断のときは、前記増幅器２の出力の
周波数特性は大略第４図に示すようになる。すな
わち、低周波成分が大きく高周波成分が少ない分
布であるが特定の帯域に集中したエネルギーはな
い。このため、前記帯域通過波器５を第５図に
示すように設定すれば、その出力レベルはキアリ
アパルスが受光されている場合に比して低くなる
から、レベル検出路６は容易に光入力断を判定し
てゲート８を閉じさせることができる。ゲート８
が閉じれば、復調器９への入力は遮断されるか
ら、前述した通りAPDの電流増倍率の異常上昇
によるシヨツト雑音は生じない。なお、上述の帯
域波器５に代えて単なる高域波器を使用する
だけでも判定レベルを適切に選定すれば光入力の
有無の検出をすることは可能である。また、変調
方式がPIMまたはPWMの場合であつても同様な
構成で同様な効果を奏することができる。
以上のように、本発明においては、光入力がピ
ーク値一定になるように増幅された出力のキアリ
アパルスの周波数帯域成分を検出することによ
り、入力光の有無を判定して光入力が無いときに
は復調器入力を遮断するように構成されているか
ら、光入力断又は異常レベル低下等の場合にシヨ
ツト雑音による大振幅の復調出力を生じることが
ない。従つて後段に接続された発光ダイオード等
を破壊又は劣化させるおそれがなく、本装置の各
種通信システムへの適用範囲を拡大することが可
能となる。
ーク値一定になるように増幅された出力のキアリ
アパルスの周波数帯域成分を検出することによ
り、入力光の有無を判定して光入力が無いときに
は復調器入力を遮断するように構成されているか
ら、光入力断又は異常レベル低下等の場合にシヨ
ツト雑音による大振幅の復調出力を生じることが
ない。従つて後段に接続された発光ダイオード等
を破壊又は劣化させるおそれがなく、本装置の各
種通信システムへの適用範囲を拡大することが可
能となる。
第１図はシヨツト雑音防止可能な回路の一例を
示す図、第２図は本発明の一実施例を示すブロツ
ク図、第３図は正常時における増幅器２の出力信
号の周波数成分を示す図、第４図は光入力断時に
おける上記増幅器の出力信号の周波数成分の一例
を示す図、第５図は上記実施例に使用した波器
の特性の一例を示す図である。 図において、１……アバランシエ・フオトダイ
オード、２……増幅器、３……ピーク値検出回
路、４……DC―DCコンバータ、５……帯域通過
波器、６……レベル検出回路、７……識別再生
回路、８……ゲート回路、９……復調回路、１０
……増幅回路。
示す図、第２図は本発明の一実施例を示すブロツ
ク図、第３図は正常時における増幅器２の出力信
号の周波数成分を示す図、第４図は光入力断時に
おける上記増幅器の出力信号の周波数成分の一例
を示す図、第５図は上記実施例に使用した波器
の特性の一例を示す図である。 図において、１……アバランシエ・フオトダイ
オード、２……増幅器、３……ピーク値検出回
路、４……DC―DCコンバータ、５……帯域通過
波器、６……レベル検出回路、７……識別再生
回路、８……ゲート回路、９……復調回路、１０
……増幅回路。
Claims (1)
- １ 受信した光パルスを電気パルスに変換するア
バランシエ・フオトダイオードと、前記電気パル
スのピーク値が一定になるように前記アバランシ
エ・フオトダイオードの電流増倍率を制御する利
得制御手段とを有する光パルス受信装置におい
て、前記アバランシエ・フオトダイオードの出力
するキヤリアパルスの周波数成分を通過させる
波器と、該波器の出力レベルを検出し一定レベ
ルより高いときにゲートを開かせるレベル検出回
路とを備え、前記アバランシエ・フオトダイオー
ドの出力するキヤリアパルスは前記ゲートを介し
て復調器に入力させるように構成したことを特徴
とする光パルス受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56046261A JPS57162541A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Optical pulse receiver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56046261A JPS57162541A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Optical pulse receiver |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57162541A JPS57162541A (en) | 1982-10-06 |
| JPS623623B2 true JPS623623B2 (ja) | 1987-01-26 |
Family
ID=12742257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56046261A Granted JPS57162541A (en) | 1981-03-31 | 1981-03-31 | Optical pulse receiver |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57162541A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07153099A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-06-16 | Nec Corp | 対物レンズ駆動装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2339919C1 (ru) * | 2007-06-15 | 2008-11-27 | Сергей Николаевич Молотков | Устройство для регистрации слабых оптических импульсов |
| JP6147178B2 (ja) | 2013-12-12 | 2017-06-14 | 株式会社ジェイテクト | 軸受試験機 |
-
1981
- 1981-03-31 JP JP56046261A patent/JPS57162541A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07153099A (ja) * | 1993-11-26 | 1995-06-16 | Nec Corp | 対物レンズ駆動装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57162541A (en) | 1982-10-06 |
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