JPS6247230A - 光受信回路 - Google Patents

光受信回路

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JPS6247230A
JPS6247230A JP60186703A JP18670385A JPS6247230A JP S6247230 A JPS6247230 A JP S6247230A JP 60186703 A JP60186703 A JP 60186703A JP 18670385 A JP18670385 A JP 18670385A JP S6247230 A JPS6247230 A JP S6247230A
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JP
Japan
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output signal
circuit
band
amplifier
optical receiving
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JP60186703A
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English (en)
Inventor
Sadao Fujita
定男 藤田
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NEC Corp
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NEC Corp
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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〕 本発明は光通信システム、特に高速光通信システム等に
用いられる光受信回路に関するものである。
〔従来技術とその問題点〕
光通信システムにおいて大容量の情報を長距離に渡って
伝送するためには、広帯域かつ高い受信感度を有する光
受信回路が必要となる。
光受信感度の向上のためには、増幅機能を有する低雑音
な光検出器と広帯域な電気的増幅素子の利用が有効であ
り、主に、アバランシェ・フォトダイオード(APD)
と電界効果トランジスタ(FET)とを組み合わせた光
受信回路が従来用いられてい、る(例えば、小林、鳥羽
らによる゛′1.5μm帯伝送方式用受光系の検討′”
昭和59年度電子通信学会通信部門全国大会論文集73
4)。このAPDとFETを組み合わせたフロントエン
ドアンプでは、APDの負荷抵抗に大きな値の抵抗を用
いて、負荷抵抗による雑音を低減し、高受信感度化を図
っている。
第5図にAPDとFETを組み合わせた従来のフロント
エンドアンプを示す。このフロントエンドアンプは、A
PD2及び負荷抵抗R11,とFET25を用いたハイ
インピーダンス形の初段の増幅回路と、FET26を有
し帰還抵抗Rf2により負帰還を施したトランスインピ
ーダンス形であって出力インピーダンスを整合するため
の増幅回路と、抵抗ReとキャパシタンスC8の並列回
路からなる等化回路27とから構成されている。このフ
ロントエンドアンプでは、光検出器として用いたAP’
D2とF E T25に存在するキャパシタンスとAP
D2の負荷抵抗RAnとで決まるCR時定数による帯域
劣化及びAPD2で生じたキャリアの増倍時間の影響等
により帯域劣化が生じる。そのためフロントエンドアン
プの出力段に抵抗ReとキャパシタンスC8の並列回路
からなる等化回路27を用いて、帯域の補償を行ってい
る。しかし、この等化回路27は出力信号28の低周波
数成分を減衰させて、伝送速度に見合った帯域の確保を
行うために、フロントエンドアンプで増幅された出力信
号28は等化回路27において大幅に減衰される。この
ため、APD2の負荷抵抗RIT1に大きな抵抗値のも
のを用いても等化回路27を含んだフロントエンドアン
プでは十分な利得が得られないために次段の増幅回路の
雑音の影響が大きく生じ、信号対雑音比(S/N比)の
劣化、すなわち受信感度の劣化が生じると云う欠点があ
った。
また等化回路11を含んだフロントエンドアンプでは十
分な増幅が行われないため、フロントエンドアンプの次
段に多段の増幅回路が必要となる欠点もあった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は高い受信感度を有し、十分な利得及び帯
域特性を有する光受信回路を実現することにある。
〔発明の構成〕
本発明の光受信回路は、光検出器と、この光検出器に結
合する増幅回路とを含む光受信回路において、前記増幅
回路は、前記光検出器からの受信信号を異なる周波数帯
域ごとに複数の信号に分離する分岐回路と、この分岐回
路からの前記複数の信号を各周波数帯域ごとに増幅及び
帯域補償を行う複数の増幅回路と、これらの増幅回路の
出力を合成する合成器とを含むことを特徴としている。
〔本発明の作用、原理〕
以下、本発明の作用、原理について述べる。
従来の光受信回路では、光検出器からの受信信号を帯域
補償するため、受信信号の低周波成分を減衰させて、波
形等化を行う等化回路が必要であるが、本発明による光
受信回路では等化回路を用いずに受信信号の波形等化を
行う。すなわぢ、光受信回路の増幅回路において、光検
出器からの受信信号を、例えば帯域劣化の生じていない
低周波成分と、帯域劣化の生じている高周波成分とに分
離し、各周波数成分ごとに、増幅及び帯域補償を行う。
つまり、受信信号の低周波成分は低周波成分の帯域内に
おいて、利得の周波数依存性が平坦な増幅回路で増幅す
る。一方、高周波成分は、高周波成分の下限の周波数か
ら周波数が高くなる程利得の増加する増幅回路を用いて
増幅及び帯域補償を行う。その後、各周波数成分ごとの
受信信号成分を加え合わせる事により、波形等化された
受信信号を得る。
このように、本発明による光受信回路では、等化回路を
用いずに、光検出器からの受信信号を増幅し、帯域補償
を行うため、受信信号の低周波成分を減衰させることな
く増幅でき、光受信回路の利得を十分確保することがで
きる。よって、受信信号は十分に増幅されて、等化され
るため、光受信回路の次段に接続する増幅回路の雑音の
影響によるS/N比劣化は殆んどなく、高感度の光受信
回路が実現できる。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を説明するための光受信
回路のブロック図であり、第2図は各部の信号及び増幅
回路の帯域特性を示す図である。
本実施例の光受信回路は、2G)(z、RZ(retu
、rn  to  zero)符号の光信号1の検出を
行うものである。ここで光検出器2にはAPDを用い、
フロントエンドアンプ3にはC,aAs−FETで構成
されその入力インピーダンスが約110Ωの中程度の値
である回路を用いた。
このフロントエンドアンプ3の人力段では、光検出器2
とGaAs−FETの静電容量2pFとフロントエンド
アンプ3の入力抵抗約110Ωとで決まるCR時定数に
よる帯域劣化が生じるため、フロントエントアンプ3の
出力信号4の帯域特性は、第2図(a)に示すように、
カットオフ周波数が、約700MHzで高周波になる程
、出力は低下する特性となる。このようなフロントエン
ドアンプ3の出力信号4を、方向性結合器とフィルタと
で構成した分岐回路5で周波数7(10M Hzを境界
として、低周波成分の第1の出力信号6(第2図(+)
) )と、高周波成分の第2の出力信号7く第2図(C
))とに分離する。ここで低周波成分の第1の出力信号
6を第2図((」)に示すような利得特性をもった第1
の増幅回路8で増幅し、第2図(f)に示すような第3
の出力信号12を得る。一方、高周波成分の第2の出力
信号7は、第2図(e)にe−3で示すような利得特性
をもった第2の増幅回路9で増幅及び帯域補償を行い、
第2図(g)に示すように2 G Hz近くまで帯域特
性が、平坦な第4図の出力信号13を得る。尚、第2の
増幅回路9は、700MHzから2GHzまで利得が平
坦な増幅回路10(その利得特性を第2図(e)にe−
1で示す)と、共振周波数が1..7GHz程度、Qが
0.8程度の橋絡T形バンドパスフィルタ11(その利
得特性を第2図(e)にe−2で示す)を用いて構成し
、第2図(e)にe−3で示すように、周波数が増加す
るに従い、利得が増加する特性をもたせたものである。
さて、第1の増幅回路8の第3の出ツノ信号12と第2
の増幅回路9の第4の出力信号13を合成器4で加え合
わせると、その出力信号15は第2図(1])に示すよ
うな、2 G Hz近くまで平坦な帯域特性をもつ信号
となり、出力信号15は波形等化された波形となる。実
際に、この光受信回路で、2GHz。
RZ符号に対する平均光受信感度を測定したところ、符
号誤り率10″9で一35dBmと云う値が得られた。
この値はフロントエンドアンプの入力インピーダンスが
中程度の値である従来の光受信回路の受信感度を2dB
程度上まわる値である。
以上述べたように、この光受信回路では、波形等化にお
いて受信信号の低周波成分を減衰させないため、S/N
比の劣化を避けることができる。
また、光受信回路で十分な利得が得られるため、光受信
回路の次段に用いる増幅回路の段数も少なくすることか
できる。さらに、本発明による光受信回路ではハ゛ンド
パスフィルタ11を用いているため2 G Hz以」−
の信号及び雑音成分が除去される。
そのため、高周波領域の雑音を除去し、受信波形にロー
ルオフ特性をもたせるローパスフィルタが不必要となる
利点もある。
第3図は本発明の第2の実施例を説明するだめの光受信
回路のブロック図、第4図は、各部の信号の帯域特性を
示す図である。
本実施例ではInGaAs−APDの光検出器2とGa
As−FETを用いたハイブリッド構成の高入力インピ
ーダンス形のフロントエンドアンプ3を用いて2Gl−
Tz、RZ符号の光信号1の検出を行う。光受信回路の
構成は第1の実施例で示した第1図のものとほぼ同様で
あるが、フロントエンドアンプ3は入力抵抗1.0にΩ
、入力容量が0.8pFの高人力インピーダンス形であ
るため、その出力信号4の帯域特性は第4図(a)に示
すようにカットオフ周波数が20MHz程度となる。そ
こで、方向性結合器とフィルタとで構成した第1.第2
の分岐回路5,16を用いて、出力信号4の帯域を60
0MHzごとに第1〜第3の出力信号6.17゜18に
それぞれ分離する。第4図(b) 、 (C) 、 (
d)に、第1、第2の分岐回路5,16からの第1〜第
3の出力信号6,17.18の帯域特性をそれぞれ示す
これらの第1〜第3の出力信号6 、17.1.8を第
1の実施例で用いた増幅回路9と同様の構成で、その利
得特性が高周波になるにつれ利得が増加する第1〜第3
の増幅回路19.20.21を用いて、増幅及び帯域補
償を行った。その結果、第1〜第3の増幅回路19.2
0.21の第4〜第6の出力信号22゜23.24はそ
れぞれ第4図(e)、 (f)、 (g)に示すように
分離した帯域内で出力が平坦な特性となった。そこでこ
れらの第1〜第3の増幅回路19.20.21からの第
4〜第6の出力信号22.23.24を合成器14で加
え合わせ、第4図(h)に示すような帯域特性で波形等
化された出力信号15を得た。
この光受信回路はフロントエンドアンプ3の出力信号4
を減衰させずに増幅するため、フロントエンドアンプ3
の次段の第1〜第3の増幅回路19゜20.21の雑音
は殆んどS/N比に影響せず、高い受信感度か期待でき
る。実際にこの光受信回路を用いて、2GHz、RZ符
号の光信号1に対する光受信感度を測定したところ、−
38dBmと言う高受信感度を実現することができた。
また、この光受信回路では、3つの異なる帯域に分けて
、波形等化を行うため、第5図に示した等化回路を用い
た波形等化に比べ、帯域補償が容易にできると言う利点
も有する。
本発明には、以」二の実施例の他にも様々な態様が実現
できる。例えば、光検出器2としてはAPDのほかにP
INフォトダイオード、光導電検出器や光電子増倍管等
の利用が可能である。また、フロントエンドアンプ等に
用いる増幅素子としては、FETの他にバイポーラトラ
ンジスタ等の利用が可能である。また、上記実施例にお
いては、フロントエンドアンプ3からの出力信号4を2
つあるいは3つの周波数帯域に分離したが、さらに多く
の周波数帯域に分離して帯域補償を行ってもよい。さら
に、上記実施例ではフロントエンドアンプ3からの出力
信号4を各周波数帯域に分離して、帯域補償を行ってい
るが、帯域補償を行う場合はフロントエンドアンプ3の
次段に限らず、光受信回路のどこに用いてもよい。例え
ば、光検出器2のすぐ後段で、例えば補償を行ってもよ
い。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、各帯域ごとに帯域補償を
行う増幅回路を用いるようにしているので、従来回路の
ように等化回路で出力信号を大幅に減衰させることがな
いため、十分な利得及び帯域が得られると共に高S/N
比を有する高感度の光受信回路を実現することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を説明するための光受信
回路のブロック図、 第2図は第1の実施例の各部の信号の帯域特性及び増幅
回路の帯域特性を示す図、 第3図は本発明の第2の実施例を説明するだめの光受信
回路のブロック図、 第4図は、第2の実施例の帯域特性を示した図、第5図
は、従来のフロントエンドアンプの回路図である。 1 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 光
信号2 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
 光検出器3 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・ フロントエンドアンプ5.16 ・・・・・・
・・・・・・・・・ 分岐回路8、9 、10.19.
20.21  ・・・・・・ 増幅回路11  ・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ バンドパスフ
ィルタ14  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・ 合成器25.26  ・・・・・・・・・・・・
・・・ FET27  ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・ 等化回路代理人 弁理士  岩 佐 
義 幸 +−=−−光信号           8−・−第1
の増幅回路?−・−光木(土器         9−
−−−一第2の土管幅OXを3−−−−−フロントエン
ドアンプンプ   I+−−−−−バ′ント°l\0ス
フィルタ5−−一・・ノツプ=、Lto 路     
               14−・−一一合))
〜:’!6−−−−−窮1の出カイ言号 7・・・・・v2の出力4号 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光検出器と、この光検出器に結合する増幅回路と
    を含む光受信回路において、前記増幅回路は、前記光検
    出器からの受信信号を異なる周波数帯域ごとに複数の信
    号に分離する分岐回路と、この分岐回路からの前記複数
    の信号を各周波数帯域ごとに増幅及び帯域補償を行う複
    数の増幅回路と、これらの増幅回路の出力を合成する合
    成器とを含むことを特徴とする光受信回路。
JP60186703A 1985-08-27 1985-08-27 光受信回路 Pending JPS6247230A (ja)

Priority Applications (1)

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JP60186703A JPS6247230A (ja) 1985-08-27 1985-08-27 光受信回路

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JP60186703A JPS6247230A (ja) 1985-08-27 1985-08-27 光受信回路

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JPS6247230A true JPS6247230A (ja) 1987-02-28

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ID=16193154

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JP60186703A Pending JPS6247230A (ja) 1985-08-27 1985-08-27 光受信回路

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JP (1) JPS6247230A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04103021U (ja) * 1991-02-08 1992-09-04 日本電気株式会社 光受信回路
JP2010124353A (ja) * 2008-11-21 2010-06-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 受信モジュール

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04103021U (ja) * 1991-02-08 1992-09-04 日本電気株式会社 光受信回路
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