JPS6242649A - 光受信回路 - Google Patents

光受信回路

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JPS6242649A
JPS6242649A JP60181991A JP18199185A JPS6242649A JP S6242649 A JPS6242649 A JP S6242649A JP 60181991 A JP60181991 A JP 60181991A JP 18199185 A JP18199185 A JP 18199185A JP S6242649 A JPS6242649 A JP S6242649A
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JP
Japan
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signal
level
circuit
outputs
input
Prior art date
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Pending
Application number
JP60181991A
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English (en)
Inventor
Takashi Fukuoka
隆 福岡
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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  • Manipulation Of Pulses (AREA)
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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 本発明は光通信機器等に用いられる光受信回路に関し、
特にバースト状の光信号を受けてパルス信号を出力する
光受信回路において、パルス信号に変換するためのしき
い値の検出回路の改良に関する。
従来の技術 イーサネット通信方式に代表されるバス・ネットワーク
などの光通信においてバースト状の光信号を受信する光
受信器では、受信信号によって伝達される周波数および
位相を正確に読み取らなければならない。そのために、
一般に、受信信号の最大レベルと最小レベルとの平均値
を有するしきい値を設定し、受信信号レベルがこのしき
い値より大きいかあるいは小さいかを判別することによ
って、受信信号と同じ周波数および位相を有するパルス
出力を得ていた。
第4図に従来例に係わる光受信回路の構成図を示す。こ
の光受信回路は、フォトダイオード1が人力に接続され
た反転増幅器2と、その反転増幅器2の出力に接続され
た分圧回路7と、その分圧回路7の出力に接続された負
のピークホールド回路8と、増幅器2の出力信号および
ピークホールド回路8の出力信号を人力する比較器5と
から構成されている。
次に、第4図に示す回路の動作を第5図(a)の信号図
を参照して説明する。まず、フォトダイオード1に入射
した光信号は、ここで電気信号S1に変換され、さらに
増幅器2で増幅される。このとき、増幅器2は通常グラ
ンドレベルGNDを基準レベル■、として、負電圧方向
に信号S1を増幅する。増幅された電気信号S2は分圧
回路7で振幅の172のレベルに分圧された信号S3に
変換され、この信号S3の最小レベルがピークホールド
回路8に保持される。ピークホールド回路8は保持した
最小レベルをしきい値vthとして比較器5に出力し、
比較器5は増幅器2から出力された信号S 2のレベル
とピークホールド回路8から出力されたしきい値vth
とを比較する。比較の結果、信号S2のレベルがしきい
値vth以上のときには所定のローレベル(あるいはハ
イレベル)の、シきい値vthより小さいときには所定
のハイレベル(あるいはローレベル)の出力信号5ou
tが比較器5から出力される。
このようにして、信号S2の最大レベルと最小レベルと
の平均値を有するしきい値vthが設定されるので、光
受信回路に入力したバースト状の光信号と同じ周波数お
よび位相を持つパルス出力信号S outが得られる。
発明が解決しようとする問題点 第4図の従来例における増幅器2および分圧回路7の詳
細な構成図を第6図に示す。抵抗R,およびR2は互い
に等しい抵抗値を有する抵抗であり、これらによって分
圧回路7を構成している。
フォトダイオード1から増幅器2に入力した信号S1は
、増幅器2内に予め設定されている電圧レベル■。を基
準にして負電圧方向に増幅された後、信号S2として出
力される。従って、信号S2の電圧レベル■2は、その
最大値が基準レベル■。に一致し、基準レベル■、から
の信号S2の変位をV scxとして、第7図に示すよ
うに、 V2 = Vc +Vscm (ただし、VSG11≦
0)・・・(1)と表すことができる。一方、分圧回路
7の出力信号S3は、抵抗R1およびR2によって信号
S2の電圧レベル■2とグランドレベルGNDとの平均
のレベルv3を有する。すなわち、 v3−V2/2・・・(2) となる。
そこで、第5図(a)のように基準レベルVcをグラン
ドレベルに一致させて設定すれば、(1)および(2)
式より、 V3= (VG+VSGM)/2 =  VSGN/2・・・・・・(3)となる。従って
、ピークホールド回路8において信号S3の負のピーク
値を保持して得られるしきい値V、hは、信号S2の最
大レベル(グランドレベル)と最小レベルとのちょうど
平均のレベルとなり、フォトダイオード1に人力した光
信号の周波数および位相を良好に再現する、パルス幅歪
みの小さい出力信号5outが得られる。
しか、しながら、電源電圧の変動あるいは温度の変動等
に伴って、増幅器2の基準電圧レベル■。
が変化することがある。この場合、基準電圧レベル■、
がグランドレベルからずれて、 ■。≠0 となるので、(1)および(2)式からV3=VSGN
/2+6/2・・・・(4)となる。この(4)式から
れかるように、信号S3の電圧レベル■3は、基準電圧
レベル変動前に比べて■、/2だけレベルがずれてしま
う。従って、第5図(b)に示すように、ピークホール
ド回路8から出力されるしきい値vthも信号S2の平
均レベルより■。/2だけずれることになる。その結果
、比較器5からの出力信号S outはハイレベルとロ
ーレベルの時間幅が異なったものとなる。
なお、増幅器2として非反転増幅器を用い、負のピーク
ホールド回路8の代わりに正のピークホールド回路を用
いた場合にも、増幅器の基準電圧レベルが変動すると全
く同様の問題が生じる。
このように、従来の光受信回路は、電源電圧および温度
等の変動によって、出力のパルス幅歪みが大きくなり、
人力した光信号の周波数および位相を良好に再現できな
いという問題点を有していた。
かくして本発明の目的は、電源電圧あるいは温度等が変
動しても、パルス幅が歪むことなく安定した出力を得る
ことができる光受信回路を提供することにある。
問題点を解決するための手段 本発明者は、安定度の高い光受信回路を開発すべく種々
研究した結果、入力信号の最大レベルを基準として時々
刻々入力信号レベルを1/2に削減し、1/2となった
信号レベルの最小値をしきい値として入力信号の識別を
行うことが有効であることを見出した。
すなわち、第1の発明による光受信回路は、光信号を人
力して光電変換し、さらに増幅してこれを入力信号とし
て出力する光電変換回路と、前記入力信号の最大レベル
を検出し、保持する第1の保持回路と、前記入力信号の
レベルと前記第1の保持回路に保持された最大レベルと
の差を分圧して出力する分圧回路と、該分圧回路から出
力された信号の最小レベルを検出且つ保持し、これをし
きい値として出力する第2の保持回路と、前記入力信号
のレベルと前記しきい値とを比較し、前者が後者以上の
ときには第1のレベルの、前者が後者より小さいときに
は前記第1のレベルとは相反する第2のレベルのデジタ
ル信号を出力する比較回路とを有することを特徴とする
第2の発明による光受信回路は、さらに、前記第1およ
び第2の保持回路にそれぞれ保持されている各レベルを
比較し、該各レベルの差が所定値以下のときには停止信
号を、前記所定値より大きいときには駆動信号を出力す
る入力信号断状態検出回路を備え、前記比較回路は停止
信号を人力すると停止状態になり、駆動信号を入力する
と作動状態になることを特徴とする。
庇月 このような構成とすることによって、分圧回路から出力
される分圧信号は、その最大レベルが入力信号の最大レ
ベルと一致し、入力信号の172の振幅を有する信号と
なる。従って、第2の保持回路が分圧信号の最小レベル
を検出してこれをしきい値Vthとして出力すれば、グ
ランドレベルに対する入力信号レベルの大きさに拘わら
ず、このしきい値vthは入力信号の最大レベルと最小
レベルとの平均のレベルに設定されることになる。すな
わち、電源電圧等の変動によって入力信号レベルが変化
しても、第2の保持回路から出力されるしきい値Vth
を用いることによって最適な入力信号の識別を行うこと
ができる。その結果、入力信号の周波数および位相を正
確に再現したパルス信号が比較回路から出力される。
また、第2の発明に基づいて、さらに入力信号断状態検
出回路を設けることによって、入力信号の振幅が所定値
以下の場合には、入力信号断状態検出回路から停止信号
を出力して比較回路を停止させることができる。従って
、入力信号が無い場合(消光状態)あるいは入力信号の
振幅が小さくて、例えば所望のS/N比を硲ることがで
きない場合に、ノイズ等によって生じる誤動作を防止す
ることが可能となる。
亘烈 以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。
第1図は本発明の一実施例に係わる光受信回路の構成図
である。フォトダイオード1に直流型の反転増幅器2を
接続し、増幅器2の出力端に正のピークホールド回路3
を接続する。次に、増幅器2とピークホールド回路3の
各出力端子間に互いに等しい抵抗値を有する2つの抵抗
R4およびR2を直列に接続し、抵抗R1とR2との接
続点Aに負のピークホールド回路4を接続する。これら
2つの抵抗R1およびR2により、分圧回路が構成され
ている。さらに、増幅器2および負のピークホールド回
路4の各出力を比較器5に入力させ、この比較器5の出
力を本実施例の光受信回路の出力とする。
次に、第2図の信号波形図を参照して回路の動作を説明
する。まず、フォトダイオード1に入射した光信号は、
ここで電気信号S1に変換され、さらに増幅器2で基準
電圧レベル■。から負電圧方向に増幅される。増幅され
た信号S2の最大レベル■□がピークホールド回路3に
保持され、この最大レベルVHと信号S2のレベルの差
を分圧した分圧信号SAvが抵抗R1およびR2の接続
点Aに現れる。この分圧信号SAYの最小レベルが負の
ピークホールド回路4に保持され、さらにしきい値vt
hとして比較器5へ出力される。比較器5では、しきい
値vthと増幅器2の出力信号S2のレベルとの比較が
行われ、信号S2のレベルがしきい値vth以上のとき
にはローレベル(あるいはハイレベル)の、しきい1直
vthより小さいときにはノ\イレベル(するいはロー
レベル)のデジタル信号S outが出力される。
第3図は本発明の他の実施例に係わる光受信回路の構成
図である。この実施例は、第1図に示した光受信回路に
おいて、正のピークホールド回路3と負のピークホール
ド回路4の各出力信号を人力とする入力信号断状態検出
回路(以下、検出回路とする)6を新たに設け、検出回
路6の出力信号によって比較器5の駆動/停止を制御す
るものである。検出回路6は、ピークホールド回路3か
ら出力される最大レベル■Hとピークホールド回路4か
ら出力されるしきい値vthとを比較し、両者の差■□
−■い、すなわち信号S2の振幅が予め設定されている
所定値■。より大きいときには駆動信号8.4を、所定
値■。以下のときには停止信号STをそれぞれ比較器5
に出力する。なお、駆動信号Sllおよび停止信号S1
は、それぞれノ\イレベルオヨヒローレベル、あるいは
ローレベルおよびハイレベルというように電圧レベルの
違いによって設定することができるので、検出回路6と
比較器5を結ぶ接続線は1本で済む。また、比較器5は
、駆動信号Sxを入力しているときには信号S2のレベ
ルとしきい値vthとの比較に基づいてデジタル信号3
 outを出力し、停止出力Srを入力しているときに
はデジタル信号3outの出力を停止する。
このような構成とすることによって、第3図に示す光受
信回路では、フォトダイオード1に入射する光信号レベ
ルが大きく、増幅器2で増幅された信号S2の振幅(=
V□−■th)が所定値■。より大きいときには、検出
回路6から比較器5へ駆動信号S。が出力されて、第1
図の光受信回路と全く同様の動作が行われる。一方、フ
ォトダイオード1に入射する光信号レベルが小さく、信
号S2の振幅が所定値Vo以下になると、検出回路6か
ら比較器5へ停止信号Sアがaカされて、この光受信回
路からデジタル信号5outが出力されなくなる。
従って、検出回路6内の所定値Voを予め増幅後の信号
S2のノイズレベル程度に設定しておけば、フォトダイ
オード1に入射する光信号が無い場合あるいは光信号レ
ベルがノイズレベル程度で光受信回路とし゛C所望のS
/N比が得られない場合には、デジタル信号5outを
出力せず、ノイズ等による誤動作を防止することができ
る。
なお、検出回路6が通常の比較器から容易に構成される
ことは言うまでもない。さらに、検出回路6をヒステリ
シス特性を有する比較器から構成して、低レベルから高
レベルに移る場合の所定値Voと逆の場合の所定値Vo
とを変化させることにより、雑音余裕度を増すこともで
きる。
また、上記の2つの実施例では増幅器2として反転増幅
器を用いたが、非反転増幅器を用いても何ら問題はない
発明の効果 以上詳細に説明したように本発明によれば、電源電圧や
温度などの変動に左右されずに、バースト状の光信号の
周波数および位相を正確に再現するデジタル信号を得る
ことができる。さらに、入力信号断状態検出回路を設け
ることによって、ノイズ等による誤動作を防止し、信頼
性の高い光受信回路が実現される。
従って、本発明は光イーサネット通信方式などバースト
状の信号を取り扱う光通信分野において極めて有用なも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係わる光受信回路の構成図
、 第2図は第1図の実施例の動作を示す信号波形図、 第3図は本発明の他の実施例に係わる光受信回路の構成
図、 第4図は従来例に係わる光受信回路の構成図、第5図(
a)および(b)ないし第7図は従来例の動作および問
題点を示すための説明図である。 (主な参照番号) 1・・フォトダイオード 2・・増幅器 3.4.8・・ピークホールド回路 5・・比較器 6・・入力信号断状態検出回路 7・・分圧回路 R1,R2・・抵抗

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光信号を入力して光電変換し、さらに増幅してこ
    れを入力信号として出力する光電変換回路と、前記入力
    信号の最大レベルを検出し、保持する第1の保持回路と
    、 前記入力信号のレベルと前記第1の保持回路に保持され
    た最大レベルとの差を分圧して出力する分圧回路と、 該分圧回路から出力された信号の最小レベルを検出且つ
    保持し、これをしきい値として出力する第2の保持回路
    と、 前記入力信号のレベルと前記しきい値とを比較し、前者
    が後者以上のときには第1のレベルの、前者が後者より
    小さいときには前記第1のレベルとは相反する第2のレ
    ベルのデジタル信号を出力する比較回路と を有することを特徴とする光受信回路。
  2. (2)光信号を入力して光電変換し、さらに増幅してこ
    れを入力信号として出力する光電変換回路と、前記入力
    信号の最大レベルを検出し、保持する第1の保持回路と
    、 前記入力信号のレベルと前記第1の保持回路に保持され
    た最大レベルとの差を分圧して出力する分圧回路と、 該分圧回路から出力される信号の最小レベルを検出且つ
    保持し、これをしきい値として出力する第2の保持回路
    と、 前記第1および第2の保持回路にそれぞれ保持されてい
    る各レベルを比較し、該各レベルの差が所定値以下のと
    きには停止信号を、前記所定値より大きいときには駆動
    信号を出力する入力信号断状態検出回路と、 前記停止信号を入力すると停止状態になり、前記駆動信
    号を入力すると作動状態になって、前記入力信号のレベ
    ルと前記しきい値とを比較し、前者が後者以上のときに
    は第1のレベルの、前者が後者より小さいときには前記
    第1のレベルとは相反する第2のレベルのデジタル信号
    を出力する比較回路と を有することを特徴とする光受信回路。
  3. (3)前記入力信号断状態検出回路はヒステリシス特性
    を有する比較回路からなることを特徴とする特許請求の
    範囲第2項に記載の光受信回路。
JP60181991A 1985-08-20 1985-08-20 光受信回路 Pending JPS6242649A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008095475A (ja) * 2006-10-16 2008-04-24 Inax Corp ユニットルーム
WO2015133080A1 (ja) * 2014-03-03 2015-09-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 光受信回路

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