JP2518522B2 - 光受信回路 - Google Patents
光受信回路Info
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- JP2518522B2 JP2518522B2 JP5170226A JP17022693A JP2518522B2 JP 2518522 B2 JP2518522 B2 JP 2518522B2 JP 5170226 A JP5170226 A JP 5170226A JP 17022693 A JP17022693 A JP 17022693A JP 2518522 B2 JP2518522 B2 JP 2518522B2
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- Japan
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- output
- circuit
- bias voltage
- level
- signal
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- Optical Communication System (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光受信回路に係わり、
たとえば、光通信システムの受信系に用いられる光受信
回路に関する。
たとえば、光通信システムの受信系に用いられる光受信
回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、光通信システムの受信系にお
いてはアバランシェフォトダイオード(Avalanche Phot
o Diode :APD)が用いられている。APDは、光電
流を増倍する機能を有するフォトダイオードであり、高
感度、高速応答という特徴を有する。APDでは、空乏
層を厚くしてキャリアを拡散させるのと同時に、逆バイ
アス電圧を加えることによりpn接合に隣接して高電界
領域を設ける。入射された信号光によって生じた電子
は、この電界のために加速され、中性原子と衝突して新
しい電子を発生させるため、なだれ的に電子数が増倍す
る。増倍される電子数は増倍率と呼ばれる。増倍率Mは
逆バイアス電圧に依存し、また、APDの、信号に対す
る雑音の比率(SN比)を最大にする増倍率Mが存在
し、そのSN比を最大にする増倍率は、入力光電力に依
存する。このため、APDを用いた光受信回路では、通
常、SN比が最大となるMが実現するように、逆バイア
ス電圧の調整が行われる。
いてはアバランシェフォトダイオード(Avalanche Phot
o Diode :APD)が用いられている。APDは、光電
流を増倍する機能を有するフォトダイオードであり、高
感度、高速応答という特徴を有する。APDでは、空乏
層を厚くしてキャリアを拡散させるのと同時に、逆バイ
アス電圧を加えることによりpn接合に隣接して高電界
領域を設ける。入射された信号光によって生じた電子
は、この電界のために加速され、中性原子と衝突して新
しい電子を発生させるため、なだれ的に電子数が増倍す
る。増倍される電子数は増倍率と呼ばれる。増倍率Mは
逆バイアス電圧に依存し、また、APDの、信号に対す
る雑音の比率(SN比)を最大にする増倍率Mが存在
し、そのSN比を最大にする増倍率は、入力光電力に依
存する。このため、APDを用いた光受信回路では、通
常、SN比が最大となるMが実現するように、逆バイア
ス電圧の調整が行われる。
【0003】図5に、従来の光受信回路の概要を示す。
光受信回路は、APD11と前置増幅器12とAGC回
路13とピーク値検出回路14とAPDバイアス制御回
路16と高電圧発生回路17と増幅回路18で構成され
る。APD11に入力された光信号は、ここで電気信号
に変換され、前置増幅器12に供給される。前置増幅器
12の出力は、AGC(Automatic Gain Controll)回路
13で、振幅が一定になるように制御されて出力信号と
して出力される。出力信号の一部は、ピーク値検出回路
14に入力される。ピーク値検出回路14は、出力信号
のレベルをモニタし、AGC回路13は、モニタされた
レベルに応じて、増幅率を調整する。
光受信回路は、APD11と前置増幅器12とAGC回
路13とピーク値検出回路14とAPDバイアス制御回
路16と高電圧発生回路17と増幅回路18で構成され
る。APD11に入力された光信号は、ここで電気信号
に変換され、前置増幅器12に供給される。前置増幅器
12の出力は、AGC(Automatic Gain Controll)回路
13で、振幅が一定になるように制御されて出力信号と
して出力される。出力信号の一部は、ピーク値検出回路
14に入力される。ピーク値検出回路14は、出力信号
のレベルをモニタし、AGC回路13は、モニタされた
レベルに応じて、増幅率を調整する。
【0004】ピーク値検出回路14が出力するレベル信
号は、増幅回路18を通った後に、APDバイアス制御
回路16にも入力される。APDバイアス制御回路16
は、高電圧発生回路17から供給される電圧を調整し
て、この入力に応じたバイアス電圧をAPD11に供給
する。
号は、増幅回路18を通った後に、APDバイアス制御
回路16にも入力される。APDバイアス制御回路16
は、高電圧発生回路17から供給される電圧を調整し
て、この入力に応じたバイアス電圧をAPD11に供給
する。
【0005】従来の光受信回路では、このように2つの
フィードバックループを形成して、SN比の大きな、一
定レベルの出力信号を得ていた。
フィードバックループを形成して、SN比の大きな、一
定レベルの出力信号を得ていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の光受信回路で
は、フィードバックループの時定数を小さくすることに
より、光入力レベルの急変に追従させていたので、回路
の安定性が悪く、発振が起こりやすいといった問題があ
った。
は、フィードバックループの時定数を小さくすることに
より、光入力レベルの急変に追従させていたので、回路
の安定性が悪く、発振が起こりやすいといった問題があ
った。
【0007】そこで本発明の目的は、安定性を維持した
まま、応答速度を上げられる光受信回路を提供すること
にある。
まま、応答速度を上げられる光受信回路を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明では、光信号を受
光するアバランシェフォトダイオードと、このアバラン
シェフォトダイオードにバイアス電圧を供給するバイア
ス電圧供給手段と、アバランシェフォトダイオードの出
力を増幅する増幅手段と、増幅手段の出力をモニタして
その出力レベルのピーク値に応じたレベル信号を出力す
る出力レベルモニタ手段と、レベル信号に応じて増幅手
段の増幅率をその出力の振幅が一定になるように制御す
る増幅率制御手段と、コンデンサが並列に接続された入
力抵抗を介してレベル信号の入力されたオペアンプを用
いた反転増幅回路であって、レベル信号の周波数がこの
オペアンプの出力をバイアス電圧の制御信号として帰還
することによって形成されるフィードバックループの利
得の零になる周波数近傍のとき、入力されたレベル信号
の位相を進ませて出力する位相補償手段と、この位相補
償手段の出力に応じてバイアス電圧供給手段の供給する
バイアス電圧を制御するバイアス電圧制御手段とを具備
する。
光するアバランシェフォトダイオードと、このアバラン
シェフォトダイオードにバイアス電圧を供給するバイア
ス電圧供給手段と、アバランシェフォトダイオードの出
力を増幅する増幅手段と、増幅手段の出力をモニタして
その出力レベルのピーク値に応じたレベル信号を出力す
る出力レベルモニタ手段と、レベル信号に応じて増幅手
段の増幅率をその出力の振幅が一定になるように制御す
る増幅率制御手段と、コンデンサが並列に接続された入
力抵抗を介してレベル信号の入力されたオペアンプを用
いた反転増幅回路であって、レベル信号の周波数がこの
オペアンプの出力をバイアス電圧の制御信号として帰還
することによって形成されるフィードバックループの利
得の零になる周波数近傍のとき、入力されたレベル信号
の位相を進ませて出力する位相補償手段と、この位相補
償手段の出力に応じてバイアス電圧供給手段の供給する
バイアス電圧を制御するバイアス電圧制御手段とを具備
する。
【0009】すなわち、本発明では、APDと増幅手段
と出力レベルモニタ手段とバイアス電圧制御手段で構成
される光AGCループ内に位相補償手段を設ける。位相
補償手段は、所定の周波数、すなわち、位相余裕が小さ
くなる周波数において、位相補償を行うように構成され
る。この位相補償手段としては、たとえば、オペアンプ
を用いた反転増幅回路の入力抵抗にコンデンサを並列に
接続した回路を用いることができる。これにより、その
周波数における位相余裕を増加させることができる。
と出力レベルモニタ手段とバイアス電圧制御手段で構成
される光AGCループ内に位相補償手段を設ける。位相
補償手段は、所定の周波数、すなわち、位相余裕が小さ
くなる周波数において、位相補償を行うように構成され
る。この位相補償手段としては、たとえば、オペアンプ
を用いた反転増幅回路の入力抵抗にコンデンサを並列に
接続した回路を用いることができる。これにより、その
周波数における位相余裕を増加させることができる。
【0010】
【実施例】以下、実施例につき本発明を詳細に説明す
る。
る。
【0011】図1に、実施例の光受信回路の構成を示
す。光受信回路は、APD11と前置増幅器12とAG
C回路13とピーク値検出回路14と位相補償回路15
とAPDバイアス制御回路16と高電圧発生回路17で
構成される。APD11に入力された光信号は、電気信
号に変換されて、前置増幅器12に供給される。前置増
幅器12の出力は、AGC回路13により、振幅が一定
になるように制御されて、出力信号として出力される。
この出力信号の一部は、ピーク値検出回路14に入力さ
れる。ピーク値検出回路14は、出力信号のレベルをモ
ニタし、AGC回路13は、モニタされたレベルに応じ
て、増幅率を調整する。
す。光受信回路は、APD11と前置増幅器12とAG
C回路13とピーク値検出回路14と位相補償回路15
とAPDバイアス制御回路16と高電圧発生回路17で
構成される。APD11に入力された光信号は、電気信
号に変換されて、前置増幅器12に供給される。前置増
幅器12の出力は、AGC回路13により、振幅が一定
になるように制御されて、出力信号として出力される。
この出力信号の一部は、ピーク値検出回路14に入力さ
れる。ピーク値検出回路14は、出力信号のレベルをモ
ニタし、AGC回路13は、モニタされたレベルに応じ
て、増幅率を調整する。
【0012】また、ピーク値検出回路14の出力は、位
相補償回路15にも入力される。位相補償回路15は、
所定の周波数における位相を進ませるように構成された
回路であり、詳細は後述する。位相補償回路15の出力
は、APDバイアス制御回路16に入力される。APD
バイアス制御回路16は、高電圧発生回路17から供給
される電圧を調整して、この入力に応じたバイアス電圧
をAPD11に供給することにより、APD11の増倍
率の制御を行う。
相補償回路15にも入力される。位相補償回路15は、
所定の周波数における位相を進ませるように構成された
回路であり、詳細は後述する。位相補償回路15の出力
は、APDバイアス制御回路16に入力される。APD
バイアス制御回路16は、高電圧発生回路17から供給
される電圧を調整して、この入力に応じたバイアス電圧
をAPD11に供給することにより、APD11の増倍
率の制御を行う。
【0013】図2に、位相補償回路の構成を示す。位相
補償回路15は、オペアンプ13を用いた反転増幅回路
の入力抵抗21に、コンデンサ19を並列接続すること
により構成される。この回路では、コンデンサ19の定
数を適当な値とすることにより、所望の周波数における
位相を進ませることができる。
補償回路15は、オペアンプ13を用いた反転増幅回路
の入力抵抗21に、コンデンサ19を並列接続すること
により構成される。この回路では、コンデンサ19の定
数を適当な値とすることにより、所望の周波数における
位相を進ませることができる。
【0014】図3に、この位相補償回路の周波数・利益
特性を、図4に周波数・位相特性を示す。図3、図4に
おいて、点線で示された特性は、コンデンサを設けない
場合の特性である。ループの安定度は、そのループの利
得が0になる周波数での位相余裕で与えられる。これら
の図から、コンデンサを設けないときには、ループの利
得が0になる周波数はf0 であり、周波数f0 に対する
位相は−180度であることがわかる。すなわち、この
場合の位相余裕は0となる。これに対し、コンデンサを
設けた実施例の位相補償回路では、利得が0になる周波
数は、f0 ′となり、周波数f0 ′における位相余裕が
増大するため、この位相補償回路を用いることにより、
光受信回路の動作が安定化される。
特性を、図4に周波数・位相特性を示す。図3、図4に
おいて、点線で示された特性は、コンデンサを設けない
場合の特性である。ループの安定度は、そのループの利
得が0になる周波数での位相余裕で与えられる。これら
の図から、コンデンサを設けないときには、ループの利
得が0になる周波数はf0 であり、周波数f0 に対する
位相は−180度であることがわかる。すなわち、この
場合の位相余裕は0となる。これに対し、コンデンサを
設けた実施例の位相補償回路では、利得が0になる周波
数は、f0 ′となり、周波数f0 ′における位相余裕が
増大するため、この位相補償回路を用いることにより、
光受信回路の動作が安定化される。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光AGCループ上に位相補償回路を設けることにより、
ループの安定性を確保しながら応答速度の速い光受信回
路を得ることができる。
光AGCループ上に位相補償回路を設けることにより、
ループの安定性を確保しながら応答速度の速い光受信回
路を得ることができる。
【図1】本発明の実施例による光受信回路の構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図2】実施例の光受信回路で用いた位相補償回路の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図3】実施例の光受信回路で用いた位相補償回路の周
波数・利得特性図である。
波数・利得特性図である。
【図4】実施例の光受信回路で用いた位相補償回路の周
波数・位相特性図である。
波数・位相特性図である。
【図5】従来例による光受信回路の構成を示すブロック
図である。
図である。
11…アバランシェフォトダイオード(APD) 12…前置増幅器 13…AGC回路 14…ピーク値検出回路 15…位相補償回路 16…APDバイアス制御回路 17…高電圧発生回路 18…増幅回路 19…コンデンサ 20、21、22…抵抗 23…プリアンプ 24…入力端 25…出力端
Claims (1)
- 【請求項1】 光信号を受光するアバランシェフォトダ
イオードと、このアバランシェフォトダイオードにバイアス電圧を供
給するバイアス電圧供給手段と、 前記アバランシェフォトダイオードの出力を増幅する増
幅手段と、 前記増幅手段の出力をモニタしてその出力レベルのピー
ク値に応じたレベル信号を出力する出力レベルモニタ手
段と、 前記レベル信号に応じて前記増幅手段の増幅率をその出
力の振幅が一定になるように制御する増幅率制御手段
と、コンデンサが並列に接続された入力抵抗を介して前記レ
ベル信号の入力されたオペアンプを用いた反転増幅回路
であって、 レベル信号の周波数がこのオペアンプの出力
を前記バイアス電圧の制御信号として帰還することによ
って形成されるフィードバックループの利得の零になる
周波数近傍のとき、入力されたレベル信号の位相を進ま
せて出力する位相補償手段と、この 位相補償手段の出力に応じて前記バイアス電圧供給
手段の供給するバイアス電圧を制御するバイアス電圧制
御手段とを具備することを特徴とする光受信回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5170226A JP2518522B2 (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 光受信回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5170226A JP2518522B2 (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 光受信回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0730492A JPH0730492A (ja) | 1995-01-31 |
JP2518522B2 true JP2518522B2 (ja) | 1996-07-24 |
Family
ID=15901011
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5170226A Expired - Lifetime JP2518522B2 (ja) | 1993-07-09 | 1993-07-09 | 光受信回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2518522B2 (ja) |
-
1993
- 1993-07-09 JP JP5170226A patent/JP2518522B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0730492A (ja) | 1995-01-31 |
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