JP3487893B2 - 光パルス受信回路 - Google Patents

光パルス受信回路

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JP3487893B2 JP02148894A JP2148894A JP3487893B2 JP 3487893 B2 JP3487893 B2 JP 3487893B2 JP 02148894 A JP02148894 A JP 02148894A JP 2148894 A JP2148894 A JP 2148894A JP 3487893 B2 JP3487893 B2 JP 3487893B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、光パルスによりディジ
タル情報を伝送する光通信装置用の光パルス受信回路に
関する。 【0002】 【従来の技術】光パルスによりディジタル情報を伝送す
る光通信装置において、受信された光パルスを光電変換
素子にて電気パルスに変換し波形整形を行う従来技術と
して、光パルス受信器(特開昭58−114637号公
報)が知られている。図3に、この従来技術の光パルス
受信回路の例を示す。同図において、1は伝送されて来
た光パルスを受信し電気パルスに変換する受光素子、2
は受光素子1の信号を増幅する前置増幅器、3は前置増
幅器2の出力の電気信号S2と基準電圧Vrとを比較し
て出力信号S3として再生出力する比較器、14は前置
増幅器2の出力信号S2の最大値VPを検出して保持する
ピーク値ホールド回路、15は前置増幅器2の出力信号
2の最小値VBを検出して保持するボトム値ホールド回
路、4はピーク値ホールド回路14の出力電圧VPとボ
トム値ホールド回路15の出力電圧VBとから基準電圧
Vrを設定する可変抵抗器、5はノイズ防止用コンデン
サである。 【0003】上記従来の光パルス受信回路において、ピ
ーク値ホールド回路14は、ダイオード6とコンデンサ
7と抵抗器8及び演算増幅器9からなり、ボトム値ホー
ルド回路15は、ダイオード10とコンデンサ11と抵
抗器12及び演算増幅器13からなる。ピーク値ホール
ド回路14は、前置増幅器2の出力電圧S2のピーク値
をダイオード6を通じてコンデンサ7に蓄積し、バッフ
ァアンプとして動作する演算増幅器9を介してこの電圧
Pを可変抵抗器4の一端に供給する。 【0004】同様に、ボトム値ホールド回路15は、前
置増幅器2の出力電圧S2のボトム値をダイオード10
を通じてコンデンサ11に蓄積し、バッファアンプとし
て動作する演算増幅器13を介してこの電圧VBを可変
抵抗器4の他端に供給する。そして、両端にそれぞれV
PとVBが加えられた可変抵抗器4から中間電圧が基準電
圧Vrとして比較器3に供給され、この基準電圧Vrと
前置増幅器2の出力電圧S2とが比較され、その大小に
応じた2値の電圧が比較器3のパルス出力として得られ
る。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光パルス受信回路のピーク値ホールド回路では、図4に
示すような電源ノイズ等の同相ノイズが生じたとき、そ
のノイズのピーク値を保持してしまうために、比較器の
基準電圧がずれ、光パルスが受信されているにもかかわ
らず、比較器が応答しない等の同相ノイズの影響を受け
やすいという問題点があった。 【0006】以上の問題点に鑑み本発明の課題は、光電
変換回路からパルスレベルを弁別する比較器までの回路
を完全な対称形とした回路構成により、温度ドリフトや
電源変動等による同相ノイズ除去特性を高めた光パルス
受信回路を提供することである。 【0007】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を有する。すなわち本発明は、一
方の入力に光パルスを光電変換したパルス信号が接続さ
れ、他方の入力に基準電位が接続された第1の差動増幅
器と、前記第1の差動増幅器の正出力のピーク値をホー
ルドする第1のピーク値ホールド回路と、前記第1の差
動増幅器の負出力のピーク値をホールドする前記第1の
ピークホールド回路と同一構成の第2のピーク値ホール
ド回路と、前記正出力のピーク値と前記負出力のピーク
値とに基づいて前記第1の差動増幅器の正出力振幅の1
/2の振幅を検出する第2の差動増幅器と、前記第1の
差動増幅器の正出力と前記検出された1/2の振幅とを
比較する比較器と、を備え、前記前記第2の差動増幅器
が、前記第1のピーク値ホールド回路の出力電圧と前記
第2のピーク値ホールド回路の出力電圧との差の1/2
と、前記第1の差動増幅器の前記正出力と前記負出力か
ら算出した中点電圧とを加算した増幅器であり、前記第
1の差動増幅器から前記第2の差動増幅器までの回路全
体が対称形としたことを特徴とする光パルス受信回路た
ことを特徴とする光パルス受信回路。 【0008】 【0009】 【作用】上記構成により、本発明の光パルス受信回路
は、光電変換回路から比較器までの回路構成全体に亙っ
て完全な対称形となり、同相ノイズが十分に抑圧され、
同相ノイズに対して耐ノイズ性の高い光パルス受信回路
が得られる。 【0010】 【実施例】次に図面を参照して、本発明の実施例を詳細
に説明する。図1は、本発明に係る光パルス受信回路の
実施例を示す回路説明図である。図1において、本発明
の光パルス受信回路は、フォトダイオード1と、光電流
アンプ2、3と、第1の差動増幅回路4と、第1、第2
のピーク値ホールド回路5、6と、ボルテージホロア回
路7と、第2の差動増幅回路8と、コンパレータ9と、
抵抗11、12、15〜20と、からなる。フォトダイ
オード1は光パルスを受光し電流に変換する受光デバイ
スである。光電流アンプ2と3とは、互いに特性が等し
い増幅器である。差動増幅器4は、互いにエミッタが接
続され、特性が等しい2つのトランジスタ21、22
と、トランジスタ21、22のエミッタに一定電流を供
給する定電流源23と、各トランジスタのコレクタ抵抗
13、14からなる。 【0011】ピーク値ホールド回路5、6は互いに等し
い構成の回路であり、ピーク値ホールド回路5は、差動
増幅器4を構成する一方のトランジスタ21のコレクタ
に接続され、差動増幅回路4の正出力V13のピーク値を
ホールドし、ピーク値電圧V19を出力する。ピーク値ホ
ールド回路6は、差動増幅器4を構成する他方のトラン
ジスタ22のコレクタに接続され、差動増幅回路4の負
出力V14のピーク値をホールドし、ピーク値電圧V20
出力する。ピーク値ホールド回路5は、差動増幅器24
と、ダイオード25と、コンデンサ26と、ボルテージ
ホロア回路27とからなり、同様にピーク値ホールド回
路6は、差動増幅器28と、ダイオード29と、コンデ
ンサ30と、ボルテージホロア回路31とからなり、こ
れらピーク値ホールド回路5、6の内部接続は従来のピ
ーク値ホールド回路と異なるところはないので、内部接
続に関する説明は省略する。 【0012】また第1の差動増幅回路4の正出力V13
び負出力V14には、互いに値が等しく直列に接続された
抵抗15、16が接続されており、抵抗15、16の中
間点には、差動増幅回路4の正負の出力の中点電位(V
15=(V13+V14)/2)が現れる。そして、この中点
電位(V15)は、ボルテージホロア回路7に入力され、
ボルテージホロア回路7の出力には、V15に等しいV16
が出力される。 【0013】第2の差動増幅回路である差動増幅回路8
の正入力には、第1のピーク値ホールド回路5の出力電
圧V19が抵抗17を介して接続されるとともに、ボルテ
ージホロア回路7の出力V16が抵抗19を介して接続さ
れている。また、第2の差動増幅回路である差動増幅回
路8の負入力には、第2のピーク値ホールド回路6の出
力電圧V20が抵抗18を介して接続されるとともに、差
動増幅回路8自身の出力V23が抵抗20を介して接続さ
れている。 【0014】そして、差動増幅回路8の各入力に接続さ
れている抵抗17、18、19、20の間には、それぞ
れの抵抗値をR17,R18,R19,R20とするとき、それ
ぞれR17=R18,R19=R20となる値が選ばれて使用さ
れているので、差動増幅回路8の入出力電圧には、 【数1】 式1に示す関係が成立する。ここでさらに、R17=R18
=2×R19=2×R20となるように抵抗値を選べば、差
動増幅回路8の利得が1/2となり、V16=Vrefとお
けば、 【数2】 式2となる。 【0015】次に、本発明の光パルス受信回路の動作波
形を示す図2を参照して、回路動作を詳細に説明する。
図2(a)は、デューティ比50%の光入力波形を示
す。図2(b)は、フォトダイオード1の光電流を増幅
した光電流アンプ2の出力電圧V11の波形である。図2
(c)は、差動増幅回路4の参照電圧を発生する光電流
アンプ3の出力電圧V12の波形である。図2(d)は、
図1の回路図の各部の波形、V13,V14,V16(Vre
f),V19,V20が重ね合わせて示されている。図2に
示すように、入射光のパルス周期が短くなると、差動増
幅回路4の出力電圧V13,V14は入力パルスの変化に正
確な追随ができなくなる。このとき、差動増幅回路4の
正出力V13のボトム値は、無信号時のレベルVrefまで
復帰しないので、コンパレータ9が入力光に応じたデュ
ーティ比のパルスを出力するためには、コンパレータ9
の比較電圧V23が差動増幅回路4の出力振幅の1/2で
あることが必要である。 【0016】図2において、差動増幅回路4の正出力V
13と負出力V14の中点電圧がV16(Vref)であるの
で、正出力V13のピーク値をホールドした値V19及び負
出力V14のピーク値をホールドした値V20は、V13のボ
トム電圧とV16(Vref)との差をVa、V13の振幅を
Vbとしたとき、 【数3】 式3となり、この関係を式2に代入すると、式4とな
る。 【数4】 従って、コンパレータ9は、差動増幅回路4の出力V13
の振幅の1/2の電圧と、差動増幅回路4の一方の出力
電圧V13とを比較することができる。これにより、入力
の光パルスの繰り返し周波数が高くなってもコンパレー
タ9の出力パルスは、入力の光パルスに追随することが
できる。しかも、入射光を受信するフォトダイオード1
から、コンパレータ9の参照電圧V23が作られるまでの
回路構成が全て完全な対称形となっており、周囲温度変
化による温度ドリフトや、電源電圧変動等による影響
が、差動増幅回路の同相除去特性によって十分に除去さ
れる。 【0017】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、受
信した光パルスを光電変換した信号のピーク−ピーク値
(振幅値)の1/2の電位をコンパレータの比較基準電
位とする方式のパルス光受信回路において、入射光を受
信するフォトダイオードから、パルスレベルを判定する
コンパレータの参照電圧が作られるまでの回路構成が全
て完全な対称形となり、同相ノイズ除去性能の高い光パ
ルス受信回路を提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明に係る光パルス受信回路の実施例の構成
を示す回路説明図である。 【図2】本発明の実施例の動作を説明する各部の波形図
である。 【図3】従来例の光パルス受信回路の構成を示す回路図
である。 【図4】従来例における同相ノイズによる誤動作を説明
する波形図である。 【符号の説明】 1 フォトダイオード 2、3 光電流アンプ 4 差動増幅回路 5、6 ピーク値ホールド回路 7 ボルテージホロア回路 8 差動増幅回路 9 コンパレータ 11〜20 抵抗 24、27、28、31 差動増幅回路 25、29 ダイオード 26、30 コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04B 10/26 10/28 H04L 25/03 25/06 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 H04L 25/03 H04L 25/06

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 一方の入力に光パルスを光電変換したパ
    ルス信号が接続され、他方の入力に基準電位が接続され
    た第1の差動増幅器と、 前記第1の差動増幅器の正出力のピーク値をホールドす
    る第1のピーク値ホールド回路と、 前記第1の差動増幅器の負出力のピーク値をホールドす
    前記第1のピークホールド回路と同一構成の第2のピ
    ーク値ホールド回路と、 前記正出力のピーク値と前記負出力のピーク値とに基づ
    いて前記第1の差動増幅器の正出力振幅の1/2の振幅
    を検出する第2の差動増幅器と、 前記第1の差動増幅器の正出力と前記検出された1/2
    の振幅とを比較する比較器と、を備え 前記第2の差動増幅器が、前記第1のピーク値ホールド
    回路の出力電圧と前記第2のピーク値ホールド回路の出
    力電圧との差の1/2と、前記第1の差動増幅器の前記
    正出力と前記負出力から算出した中点電圧とを加算した
    増幅器であり、前記第1の差動増幅器から前記第2の差
    動増幅器までの回路全体が対称形とした ことを特徴とす
    る光パルス受信回路たことを特徴とする光パルス受信回
    路。
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