JPH0416028A - ディジタル光受信器 - Google Patents

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］ コノ発明は、Ａ　Ｐ　Ｄ　（Ａｖａｌａｎｃｈｅ　Ｐｈ
ｏｔｏ　Ｄｉｏｄｅ　）等の受光素子を含みディジタル
光通信等の分野で用いられるディジタル光受信器、特に
その特性の安定化手段に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は、昭和６１年度電子通信学会総合全国大会　講
演番号第２４９２号により発表された従来の光受信器の
ブロック図である。

第３図において、光信号（１）は、ＡＰＤなどの受光素
子（２）に受信される。更に、前置増幅器（３）、可変
減衰器（４）、可変利得増幅器（５）、主増幅Ｍ　（６
）　、主増幅器（６）の出力波形から“高”が′低”が
を識別する識別器（７）及び識別器（７）の出力がら同
期データを得るためのフリップフロップ（８）を介して
、識別器出力端子（１５）から電気信号として出力され
る。

また、フリップフロップ（８）には、同期データ及び主
増幅器（６）の出力からクロックを抽出するためのタイ
ミング再生回路（９）、主増幅器（６）の出力から振幅
ピーク値を得るピーク検波器（１０）、ピーク検波Ｂ（
１０）の出力を増幅する差動増幅器（１１）及び（１２
）、受光素子（２）にバイアスを与えるための高圧発生
回路（１３）が順次接続されている。更に、図において
は基準電圧端子（１４）、（１５）、タイミング再生出
力端子（１７）、及び可変減衰器（７）の制御端子（１
８）等が設けられている。

このような従来のディジタル光受信器において、光信号
（１）は、受光素子（２）において電気信号に変換され
る。この変換された電気信号は、前置増幅器（３）、可
変減衰器（４）、可変利得増幅器（５）、主増幅器（６
）からなる受光増幅系により適切な振幅値になるまで増
幅される。

主増幅器（６）の出力は、識別器（７）に入力される。

−識別器（７）は、“低゛高”を識別し、その結果をフ
リップフロップ（８）に出力する。フリップフロップ（
８）は、識別器出力端子（１６）から同期出力データを
出力させる。

主増幅器（６）の出力は、ピーク検波器（１０）により
出力振幅ピーク値に比例した直流信号に変換される。こ
の直流信号は、一方で差動増幅器（１１）、（１２）に
より可変利得増幅器（５）の利得制御端子及び高圧発生
回路（１３）に供給され、受光素子（２）のバイアス端
子に直流の信号が入力される。この構成により、光信号
（１）の電力変動があっても、主増幅器（６）の出力振
幅ピーク値がほぼ一定になるよう、可変利得増幅器（５
）の利得及び受光素子信号の増倍率が制御される。

また、主増幅器（６）の出力は、他方でタイミング再生
回路（９）に入力されクロックか抽出され、タイミング
再生出力端子（１７）から出力される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のディジタル光受信器は、以上のような構成だった
ため、良好な符号誤り率を得るためには、利得の調整、
識別閾値の調整、受光素子出力信号の増倍率の調整を行
わなければならず、また、温度や電源電圧変動等により
上記の諷整が不安定となり、符号誤り率特性が劣化して
しまう。

この発明は、かかる課題を解決するためになされたもの
で、受光素子の出力信号の増倍率を自動調整でき、かつ
温度や電源電圧による調整ずれや不安定動作による符号
誤り率特性の劣化を補償することのできるディジタル光
受信器を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ この発明に係るディジタル光受信器は、受光増幅系の出
力をそれぞれ識別器より高域または低域の閾値で識別す
る高域識別器及び低域識別器と、２０両域の出力を平滑
差動出力として受光増幅系に帰還入力して受光増幅系の
利得を調整する帰還手段と、を有するものである。

〔作用〕

この発明によるディジタル先受信器においては、受光増
幅系の出力が高域識別器と低域識別器によりモニタされ
る、すなわち高域識別器及び低域識別器の出力により受
光増幅系の出力変動が帰還手段の平滑差動出力として検
出され、この出力により受光増幅系の出力が調整される
。従って、データの符号誤り率が増大した場合にも、こ
れを帰還により調整可能である。

口実施例コ 次に、第１図及び第２図に示す実施例によって二の発明
を更に詳細に説明する。

第１図において、受光素子（２）の電気出力は、前置増
幅器（３）、可変減衰器（４）、可変利得増幅器（５）
及び主増幅器（６）からなる受光増幅系によって増幅さ
れ、識別器（７）、フリップフロップ（８）を経て識別
器出力端子（１６）からデータとして出力される。

この受光増幅系において、可変減衰器（４）の制御端子
（１８）には、電圧レベルシフト回路（１９）が接続さ
れている。

一方、識別器（７）及びフリップフロップ（８）と並列
に、識別閾値（識別器（７）の閾値）よりΔｖ１だけ高
い閾値を有する高域識別器（２０）及びフリップフロッ
プ（２１）と、識別閾値よりΔｖ２だけ低い閾値を有す
る低域識別器（２２）及びフリップフロップ（２３）と
、が設けられている。フリップフロップ（２１）及び（
２２）の出力は、それぞれ積分回路（２４）及び（２５
）によって平滑化される。積分回路（２４）及び（２５
）は、差動増幅器（２６）の入力端に接続される。電圧
レベルシフト回路（１９）には、差動増幅器（２６）の
出力が入力される。

ここで、両フリップフロップ（２１）、（２３）には、
フリップフロップ（８）と同様、タイミング再生回路（
９）よりのクロックが供給され、このクロックに基づき
各々識別動作を行う。

このように構成された本実施例によるディジタル光受信
器において、受光増幅系の主増幅器（６）を経て識別器
（７）に入力される波形が第２図に示されている。

第２図において、主増幅器（６）の出力波形（２７）と
、光受信波形に特有で受光素子の特性に関連した・ショ
ット雑音波形（２８）と、電子回路に固有の熱雑音波形
（２９）とが示されている。

高域識別器（２０）および低域識別器（２２）にも、識
別器（７）と同じ波形の信号すなわち主増幅器（６）出
力が入力される。

ここで、識別器（７）の識別閾値Ｘｔｈを、主増幅器（
６）の出力波形の“低”時Ｘ。と“高゛時Ｘ　の中間値
（ｘｏ＋ｘ１）／２に定め、高載置別器（２０）の閾値
ｘｔｈｕをｘｔｈ＋Δ■１（０くΔｖ　　＜　ｌ　ｘ　
ｔｈ　ｌ　）とし、低域識別器（２１）の閾値ｘｔｈｄ
をｘｔｈ−ΔＶ２　（０くΔＶ２くｘ　ｔｈ　ｌ　）と
する。

すると、各識別器（７）、　　（２０）、　　（２２）
は、実際の波形と雑音（熱雑音またはショット雑音）と
の和を閾値と比較する。それぞれの閾値が異なることか
ら、第２図からもわかるように、雑音の様相（ショット
雑音が熱雑音より大、又はその逆）及び識別閾値の大小
に応じ識別器（７）。

（２０）、　　（２２）それぞれの出力の値が異なるこ
ととなる。即ち、ショット雑音が支配的な場合には、識
別閾値がｘｔｈｕである高域識別器（２ｏ）において“
高”を“低”と誤る確率が増加し、逆に熱雑音が支配的
な場合には、閾値がｘｔｈｄである識別器（２２）にお
いて“低”を“高”と誤る確率が増加する。また、雑音
の様相については、受光素子（２）の増倍率が最適値よ
り大きい場合ショット雑音が支配的となり、並の場合は
熱雑音が支配的となる。従って、受光素子の増倍率か最
適値からずれている場合、高域識別器（２０）と低域識
別器（２２）の出力を比較すると差異が大きく出る。

本実施例においては、これを利用して可変減衰器（４）
を調整する。

まず、高低両域の識別器（２０）、（２２）に係る出力
をそれぞれ積分して平滑化し、更に差動増幅器（２６）
に入力する。すると、差動増幅器（２６）の出力は識別
器（２０）、（２２）の出力の差に比例した電圧となる
。この電圧を、電圧レベルシフト回路（１９）により電
圧変換して、可変減衰器（４）の制御端子（１８）に入
力する。

これにより、可変減衰器（４）の減衰量が調整され、受
光素子（２）の最適増倍率に近づくように受光増幅系出
力が自動調整される。

なお、上記実施例では、受光増幅系の増倍率の調整に可
変減衰器（４）を用いた例を示したが、その代りに可変
増幅器を設けてもよい。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり、ディジタル光受信器の
出力の一部を受光増幅系に帰還するようにしたため、受
光素子の増倍率を符号誤り率が低減する方向に自動調整
でき、手動調整が不要とな２る。更に、温度や電源変動
に対しても安定な特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるディジタル光受信器
のブロック構成図、第２図は動作説明のための出力波形
図、第３図は従来のディジタル光受信器のブロック構成
図である。 図中、（１）は光信号、（２）は受光素子、（３）は前
置増幅器、（４）は可変減衰器、（５）は可変利得増幅
器、（６）は主増幅器、（７）は識別器、（８）はフリ
ップフロップ、（９）はタイミング再生回路、（１０）
はピーク検波器、（１１）、（ユ２）は差動増幅器、（
１３）は高圧発生回路、（１４）、（１５）は基準電圧
端子、（１６）は識別器出力端子、（１７）はタイミン
グ再生出力端子、（１８）は減衰量制御端子、（１９）
は電圧レベルシフト回路、（２０）は高載置別器、（２
１）はフリップフロップ、（２２）は低域識別器、（２
３）はフ１ルソブフ口・ツブ、（２４）、（２５）は積
分回路、（２６）は差動増幅器、（２７）は出力波形、
（２８）はシヨ・ソト雑音波形、（２９）は熱雑音波形
である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 受光素子と、この受光素子の電気信号の利得を調整して
   出力する受光増幅系と、この受光増幅系の出力の高低を
   所定の閾値に基づき識別してデータを出力する識別器と
   、受光増幅系の出力の高低を前記識別器より高い閾値で
   識別する高域識別器と、受光増幅系の出力の高低を前記
   識別器より低い閾値で識別する低域識別器と、高域識別
   器及び低域識別器の同期化出力を平滑してその差を前記
   受光増幅系に帰還させ受光増幅系の利得を調整する帰還
   手段と、を備えるディジタル光受信器。