JPS63178613A

JPS63178613A - 光受信器用ａｇｃ回路

Info

Publication number: JPS63178613A
Application number: JP62010486A
Authority: JP
Inventors: Koichi Segami; 瀬上　広一
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-01-20
Filing date: 1987-01-20
Publication date: 1988-07-22

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〕この発明は、特に受光素子としてＡ　Ｐ　Ｄ　（Ａｖａ
−１ａｎｃｈｅ　Ｐｈｏｔｏ　Ｄｉｏｄｅ−アバランシ
ェ・フォト・ダイオード）を用いた光受信器のＡ　Ｇ　
Ｃ（Ａｕｔｏ−ｒｎａｔｉｃ　Ｇａ１ｎ　Ｃｏｎｔｒｏ
ｌ−自動利得制御）回路に関するものである。

〔従来の技術〕

第９図は従来の光受信器用ＡＧＣ回路を示すブロック構
成図である。図において、１は受光素子としてのＡＰＤ
、２は前置増幅器、３は可変利得増幅器、４はピーク検
出器（ＰＤ　）、５，６は差動増ａ！器、７は高電圧発
生回路、８，９．１０は参照電圧を与える端子、１１は
出力電圧を出力する出力端子である。

第１０図及び第１１図は、第９図の光受信器用ＡＧＣ回
路において、ＡＰＤへの光信号の入力波形及び出力端子
の出力電圧波形を示す図である。

次に、上記従来の光受信器用ＡＧＣ回路の動作について
説明する。第１０図に示すように、時間ｔ０にてＡＰＤ
ｌへ光信号（Ｐｉ）が人力する。第９図に示す構成の光
受信器用ＡＧＣ回路において、ＡＰＤ　１への光信号が
無い状態では、ＡＰＤｌのバイアス電圧は降伏電圧付近
まで上昇し、ＡＰＤｌの増倍率は大となり、また、可変
利得増幅器３の利得は最大値となる。このことから、Ａ
ＰＤＩへ光信号が入力した時点（ｔ−ｔｏ）では、前置
増幅器２及び可変利得増幅器３は飽和状態になり、出力
端子１１に出力する出力電圧（ｖｏ）の振幅も第１１図
に示すように飽和し、このような状態が時間ｔ０→ｔ１
まで継続し、その後ＡＧＣが動作し始める。また、第１
１図に示す時間１１→ｔ、においては、ＡＧＣの応答の
ために出力電圧の振幅は減衰撮動を行い、時間ｔ、より
後に出力電圧は規定の振幅に落ち着く。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の光受信器用ＡＧＣ回路は以上のように構成さ
れているので、ＡＰＤＩへ光信号が入力してからＡＧＣ
が動作をし、第１１図に示すように出力端子１１の出力
電圧が規定の振幅を得るまでには、時間ｔ０→１．　、
１．→ｔ、という遷移状態を経ることから、ＡＧＣの応
答時間が遅くなるという問題点があった。

この発明は、かかる間１点を解決するためになされたも
ので、受光素子への光信号の入力時において、前置増幅
器、可変利得増幅器で構成される受光増幅器の飽和状態
を解消できると共に、ＡＧＣの過渡応答時間を短縮でき
る光受信器用ＡＧＣ回路を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る光受信器用ＡＧＣ回路は、第１ピーク検
出器を通した前置増幅器、可変利得増幅器で構成される
受光増幅器の出力を、コンパレータに入力して一定値以
上の振幅を検出し、その検出した出力を受光素子のバイ
アス用の高電圧発生回路に入力すると共に、上記受光増
幅器の出力を２つに分岐し、一方の出力は、第１ピーク
検出器を通してＡＧＣ用の第１差動増幅器に入力させ、
他方の出力は、振幅制限器、第２ピーク検出器を通して
ＡＧＣ用の第２差動増幅器に入力させるようにしたもの
である。

〔作用〕

この発明の光受信器用ＡＧＣ回路においては、受光素子
への光信号の入力時において、前置増幅器、可変利得増
幅器で構成される受光増幅器の飽和状態をコンパレータ
にて検出することにより、受光増幅器の飽和現象を解消
すると共に、ＡＧＣの応答速度を受光増幅器の出力損幅
値によって切り換えることにより、ＡＧＣの過渡応答時
間を短縮する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例である光受信器用ＡＧＣ回
路を示すブロック構成図である。図において、１は受光
素子としてのＡＰＤ、２は前置増幅器、３は可変利得増
幅器、４はピーク検出器（ＰＤ）、１２は利得１で振幅
を制限する振幅制限器（ＬＩＭＩＴＥＲ）、１１は出力
電圧（ｖｏ）を出力する出力１子、１３は振幅のピーク
値を検出するピーク検出器（ＦＤ）、１４はＡＧＣの応
答時間を制御するループフィルタ（ＣＲ）、８．１５は
出力振幅を規定する参照電圧（ｖｒ工ｅ　Ｖｒ４　）を
与える端子、５．１６．１７はＡＧＣ電圧を増幅する差
動増幅器（Ｇ１．Ｇ２）、６はＡＰＤ電圧とＡ　Ｇ　Ｃ
１に圧を切り換えるための差動増幅器、９はＡ　Ｇ　Ｃ
、［圧の切り換え点を設定する参照１圧（■ｒ３　）を
与える４子、７（まＡＰＤ　１のバイアスジ圧（ＶＡＰ
Ｄ　）を発生するための高電圧発生回路、１８は前置増
幅器２．可変利得増幅器３で１４成される受光増幅器の
飽和状態を検出し、ＡＰＤ’ル圧を強制的に下げるため
のコンパレータ、１９はレベルシフト、２０はコンパレ
ータ１８に人力する参照電圧（ｖｒ□）を与える端子で
ある。

第２図〜第８図は、それぞれ第１図の光受信器用ＡＧＣ
回路における各部の波形の時間的変化を示す図である。

すなわち、第２図はＡＰＤ　１への光信号の入力波形、
第３図は各ピーク検出器４゜１３の出力電圧波形、第４
図は各差動増幅器５゜１６の出力電圧波形、第５図は高
電圧発生回路７の入力電圧及形、第６図はＡＰＤＩのバ
イアス電圧波形、第７図はこの発明による光受信器の出
力電圧波形、第８図はレベルシフト１９の出力′１圧波
形を示している。

次に、上記０の発明の一実施例である光受信器用ＡＧＣ
回路の動作について説明する。第１図に示すように、Ａ
ＰＤＩには第２図に示す入力波形の光信号（Ｐｉ）が入
力する。前置増幅器２．可変利得増幅器３で構成される
受光増幅器では入力する光信号を増幅し、ピーク検出器
４では光信号の入力時における上記受光増幅器の飽和状
態を検出する。その検出した出力をコンパレータ１８及
びレベルシフト１９を介して高電圧発生回路７に入力し
、これにより、ＡＰＤＩのＡＰＤ電圧を上記受光増幅器
の飽和状態を解消する電圧まで降下させる。このように
、上記受光増幅器の飽和状態が解消した後にＡＧＣの動
作を開始する。第３図に示すように、ＡＧＣが動作をし
始める時点において、一方のＡＧＣループでは、ピーク
検出器４の出力電圧ＶＡＧＣＩは飽和電圧から急激に設
定電圧に向けて減少する。他の一方のＡＧＣループでは
、振幅制限器１２を経ることにより、光信号が入力した
時点において、受光増幅器の出力の飽和状態によってそ
の出力は一部撮偏に制限され、ピーク検出器１３の出力
１圧ｖＡＧＣ２は一定値となる。ＡＧＣが動作し、上記
受光増幅器の出力が減少し、その出力の振幅値が振幅制
限器１２の制限振幅値以下となると、ピーク検出器１３
の出力電圧ＶＡＧＣ２が変化し始める。ピーク検出器４
の出力′１圧ｖＡＧｃｌは差動増幅器５に入力し、ピー
ク検出器１３の出力電圧ＶＡＧＣ２は２つに分岐し、一
方は直接に差動増幅器１６に入力し、他方はループフィ
ルタ１４を介して差動増幅器１６に入力する。上記各出
力電圧ｖＡＧＣＩ　−ＶＡＧＣ２の入力によって、各差
動増幅器５．１６のそれぞれの出力電圧ｖｋＯｃ４　＝
　ＶＡＧＣ５は、下記の各＋１）　、　＋２）式で表わ
され、その出力電圧波形は第４図に示される。

ＶＡＧＣ４”　Ｇｌ・（ＶＡＧＣ□−ｖｒｌ）・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・（１）ｖＡＧＣ５
””　Ｇｌ・（ＶＡＧＣ２ＶＡＧＣ２）　　−・−−（
２１第４図に示すように、時間ｔ。−４ｔ、の間では、
上記出力電圧ｖＡＧｃ４は受光増幅器の出力振幅の減少
に従って減少する。また、上記出力電圧ｖＡＧｃ５は振
幅制限器１２により一定値となる。また、各出力電圧Ｖ
ＡＧＣ４−ＶＡＧＣ５は差動増幅器１７に入力すること
により、下記の（３）式で与えられる出力電圧ＶＡＧＣ
６を得る。

ＶＡＧＣ６”　Ｇｌ・Ｇ２・（（ＶＡＧＣＩ　ＶＡＧＣ
２＋ＶＡＧＣ２）　−Ｖｒｔ　）・・・・・・・・・（
３）上記（３）式及び第４図に示すように、時間ｔ０→＊　
。

ｔ、の間では各出力１圧ＶＡＧＣ２＝　ＶＡＧＣ２は一
定値となるために、ＡＧＣの応答は出力電圧ｖＡＧＣＩ
に支配され、このために高速応答を行う。また、時間ｔ
ｌの後では各出力電圧ＶＡＧＣ２−ＶＡＧＣ２も変動し
、振幅制限器１２の利得が１であることから、出力電圧
ｖＡＧＣＩ　”　ＶＡＧＣ２となる。従って、時間ｔ、
以降＊では、ＡＧＣの応答は出力電圧ＶＡＧＣ２に支配され、
ループフィルター４の応答速度に依存することになる。

以上のことから、この発明による光受信器用ＡＧＣ回路
では、ＡＰＤＩへの光信号の入力時において、受光増幅
器の飽和状態をコンパレータ１８により検出することに
より、受光増幅器の飽和現象を解消すると共に、ＡＧＣ
の応答速度を受光増幅器の出力振幅値によって切り換え
ることにより、ＡＧＣの過渡応答時間を燈縮することが
できるので、高速で、かつ安定なＡＧＣ動作を行うこと
ができる。

なお、上記実施例では、受光増幅器の飽和状態の解消後
、ＡＧＣの応答の切り換えに利得が１の振幅制限器１２
を用いたものを示しているが、利得を有する振幅制限器
を用いても良く、その利得×差動増幅器１６の利得が差
動増幅器５の利得と等しければ良い。

また、上記実施例では、ＡＰＤｌを受光素子として用い
た光受信器用ＡＧＣ回路について説明したが、ＡＧＣ機
能を有する他の装置であっても良く、上記実施例と同様
の効果を奏する。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、光受信器用ＡＧＣ回路
において、受光素子への光信号の入力時において、前置
増幅器、可変利得増幅器で構成される受光増幅器の飽和
状態を解消すると共に、ＡＧＣの応答速度を受光増幅器
の出力振幅値によって、切り換えることができるようｊ
こ構成したので、この種の従来回路と比べて、高速で、
かつ安定した光受信器用ＡＧＣ回路が得られるという優
れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である光受信器用ＡＧＣ回
路を示すブロック構成図、第２図〜第８図は、それぞれ
第１図の光受信器用ＡＧＣ回路における各部の波形の時
間的変化を示す図、第９図は従来の光受信器用ＡＧＣ回
路を示すブロック構゛成図、＠１０図及び第１１図は、
第９図の光受信器用ＡＧＣ回路において、ＡＰＤへの光
信号の入力波形及び出力端子の出力電圧波形を示す図で
ある。図−こおいて、１・・・ＡＰＤ（アバランシェ・）すト
・ダイオード）、２・・・前置増幅器、３・・・可変利
得増幅器、４．１３・・・ピーク検出器（ＰＤ）、５゜
６．１６．１７・・・差動増幅器、７・・・高電圧発生
回路、８，９．１０，１５．２０・・・端子、１１・・
・出力端子、１２・・・振幅制限器（ＬＩＭＩＴＥＲ）
、１４・・・ループフィルタ（ＣＲ）、１８・・・コン
パレータ、１９・・・レベルシフトである。なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

受光素子を用いた光受信器において、受光増幅器の出力
より分岐し、縦続接続された第１ピーク検出器、第１差
動増幅器から成る第１回路と、上記受光増幅器の出力よ
り分岐し、上記第１回路と並列に縦続接続された振幅制
限器、第２ピーク検出器、ループフィルタ、第２差動増
幅器から成る第２回路を備え、上記第１回路及び第２回
路の出力を１つの第３差動増幅器へ入力させ、上記振幅
制限器と接続されていない上記第１ピーク検出器の出力
にコンパレータを設け、このコンパレータの出力を上記
受光素子のバイアス用の高電圧発生回路に入力させたこ
とを特徴とする光受信器用ＡＧＣ回路。