JPH05259752A - 光受信機 - Google Patents
光受信機Info
- Publication number
- JPH05259752A JPH05259752A JP4057922A JP5792292A JPH05259752A JP H05259752 A JPH05259752 A JP H05259752A JP 4057922 A JP4057922 A JP 4057922A JP 5792292 A JP5792292 A JP 5792292A JP H05259752 A JPH05259752 A JP H05259752A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- potential
- diode
- level
- input
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Optical Communication System (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Dc Digital Transmission (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は光受信機に関し、構成が簡単で光受信
電力のダイナミックレンジが広い光受信機の提供を目的
とする。 【構成】受光器1と、この受光器の光電流に応じた2値
の論理レベルの信号を出力するプリアンプ2と、このプ
リアンプの出力信号の論理レベルに対応した2値の電位
をそれぞれ保持する電位保持回路3と、この2値の電位
の平均値を検出する平均値検出回路4と、この平均値を
参照電位としてプリアンプ2の出力信号を識別する識別
器5とから構成する。
電力のダイナミックレンジが広い光受信機の提供を目的
とする。 【構成】受光器1と、この受光器の光電流に応じた2値
の論理レベルの信号を出力するプリアンプ2と、このプ
リアンプの出力信号の論理レベルに対応した2値の電位
をそれぞれ保持する電位保持回路3と、この2値の電位
の平均値を検出する平均値検出回路4と、この平均値を
参照電位としてプリアンプ2の出力信号を識別する識別
器5とから構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光受信機に関する。実用
化されている一般的な光通信システムにおいては、送信
側で伝送情報に基づきレーザダイオードの注入電流を直
接変調し、これにより得られた強度変調光を光ファイバ
により受信側に伝送し、受信側では、受けた強度変調光
をフォトダイオード等からなる光検波器により直接検波
して伝送情報を再生するようにしている。近年、この種
の光通信システムの適用分野は広範囲にわたり、中でも
ビットレートが1Gb/s以下の簡易なシステムにおい
ては、システムの構成要素(光送信機、光受信機等)の
回路構成の簡略化が要望されている。
化されている一般的な光通信システムにおいては、送信
側で伝送情報に基づきレーザダイオードの注入電流を直
接変調し、これにより得られた強度変調光を光ファイバ
により受信側に伝送し、受信側では、受けた強度変調光
をフォトダイオード等からなる光検波器により直接検波
して伝送情報を再生するようにしている。近年、この種
の光通信システムの適用分野は広範囲にわたり、中でも
ビットレートが1Gb/s以下の簡易なシステムにおい
ては、システムの構成要素(光送信機、光受信機等)の
回路構成の簡略化が要望されている。
【0002】
【従来の技術】光通信システムに使用される光受信機
は、そのシステムの要求性能により必要な機能が異な
り、一般的には、符号形式、伝送速度、タイミング出力
の要否、最小光受信電力、光受信電力のダイナミックレ
ンジ等を考慮して光受信機の構成が決定される。
は、そのシステムの要求性能により必要な機能が異な
り、一般的には、符号形式、伝送速度、タイミング出力
の要否、最小光受信電力、光受信電力のダイナミックレ
ンジ等を考慮して光受信機の構成が決定される。
【0003】最も簡単な光受信機の例は、受けた信号光
を電気信号に変換する受光器と、受光器の出力を必要な
レベルにまで増幅する増幅器と、この増幅器の出力レベ
ルを判定して2値のデジタルデータを再生するための識
別器とを含んだものである。そして、前述の要求特性
(伝送速度等)に応じて自動利得調整回路(AGC回
路)やタイミング抽出回路が追加される。
を電気信号に変換する受光器と、受光器の出力を必要な
レベルにまで増幅する増幅器と、この増幅器の出力レベ
ルを判定して2値のデジタルデータを再生するための識
別器とを含んだものである。そして、前述の要求特性
(伝送速度等)に応じて自動利得調整回路(AGC回
路)やタイミング抽出回路が追加される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した最
も構成が簡単な光受信機においては、識別器におけるデ
ジタル信号の判定の基準となる参照電位が固定されてい
るのが通例である。このため、光受信電力のダイナミッ
クレンジが狭いという問題があった。
も構成が簡単な光受信機においては、識別器におけるデ
ジタル信号の判定の基準となる参照電位が固定されてい
るのが通例である。このため、光受信電力のダイナミッ
クレンジが狭いという問題があった。
【0005】本発明はこのような事情に鑑みて創作され
たもので、構成が簡単で且つ光受信電力のダイナミック
レンジが広い光受信機の提供を目的としている。
たもので、構成が簡単で且つ光受信電力のダイナミック
レンジが広い光受信機の提供を目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】図1はクレーム対応図で
ある。本発明の光受信機は、受けた信号光の強度に応じ
た光電流を生じさせる受光器1と、受光器1に接続さ
れ、上記光電流に応じた2値の論理レベルの信号を出力
するプリアンプ2と、プリアンプ2の出力信号の論理レ
ベルに対応した2値の電位をそれぞれ保持する電位保持
回路3と、電位保持回路3により保持された2値の電位
の平均値を検出する平均値検出回路4と、平均値検出回
路4により検出された平均値を参照電位として、プリア
ンプ2の出力信号を識別する識別器5とを備えている。
ある。本発明の光受信機は、受けた信号光の強度に応じ
た光電流を生じさせる受光器1と、受光器1に接続さ
れ、上記光電流に応じた2値の論理レベルの信号を出力
するプリアンプ2と、プリアンプ2の出力信号の論理レ
ベルに対応した2値の電位をそれぞれ保持する電位保持
回路3と、電位保持回路3により保持された2値の電位
の平均値を検出する平均値検出回路4と、平均値検出回
路4により検出された平均値を参照電位として、プリア
ンプ2の出力信号を識別する識別器5とを備えている。
【0007】
【作用】本発明の構成によると、プリアンプ2の出力信
号の論理レベルに対応した2値の電位の平均値を検出
し、この平均値を識別器5における参照電位としている
ので、光受信電力の大小にかかわらず安定に識別を行う
ことができるようになり、光受信電力のダイナミックレ
ンジが拡大する。また、回路規模も小さく各回路におけ
る煩雑な調整作業も不要であるので、構成が簡単になる
とともに製造が容易になる。
号の論理レベルに対応した2値の電位の平均値を検出
し、この平均値を識別器5における参照電位としている
ので、光受信電力の大小にかかわらず安定に識別を行う
ことができるようになり、光受信電力のダイナミックレ
ンジが拡大する。また、回路規模も小さく各回路におけ
る煩雑な調整作業も不要であるので、構成が簡単になる
とともに製造が容易になる。
【0008】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。図2は本発
明の実施例を示す光受信機のブロック図である。符号1
1は受光器としてのフォトダイオードを表し、このフォ
トダイオード11には負荷抵抗12を介して逆バイアス
がかけられている。図示しない光伝送路から送られてき
た信号光がフォトダイオード11に入射すると、フォト
ダイオード11には光電流が生じ、この光電流は入射光
強度にほぼ比例する。この光電流の大きさは、フォトダ
イオード11と負荷抵抗12の節点の電位変化として取
り出され、この電位変化はプリアンプ13により増幅さ
れる。
明の実施例を示す光受信機のブロック図である。符号1
1は受光器としてのフォトダイオードを表し、このフォ
トダイオード11には負荷抵抗12を介して逆バイアス
がかけられている。図示しない光伝送路から送られてき
た信号光がフォトダイオード11に入射すると、フォト
ダイオード11には光電流が生じ、この光電流は入射光
強度にほぼ比例する。この光電流の大きさは、フォトダ
イオード11と負荷抵抗12の節点の電位変化として取
り出され、この電位変化はプリアンプ13により増幅さ
れる。
【0009】プリアンプ13の出力信号は、一方でリフ
ァレンス回路14に入力し他方で識別器15に入力す
る。リファレンス回路14は図1の電位保持回路3及び
平均値検出回路4に相当し、その具体的回路構成につい
ては後述する。リファレンス回路14の出力信号は、識
別器15における判定基準となる参照電位として識別器
15に入力する。
ァレンス回路14に入力し他方で識別器15に入力す
る。リファレンス回路14は図1の電位保持回路3及び
平均値検出回路4に相当し、その具体的回路構成につい
ては後述する。リファレンス回路14の出力信号は、識
別器15における判定基準となる参照電位として識別器
15に入力する。
【0010】この実施例では、識別器15の出力側にさ
らにリミッタ回路16が設けられている。リミッタ回路
16の動作については後述する。図3はリファレンス回
路14の構成例を示す回路図である。この回路は、FE
T21及び22からなる入力バッファに接続されたダイ
オードD1 及びD2 によりそれぞれ入力信号のローレベ
ル及びハイレベルを捉え、各レベルの電位を電界効果ト
ランジスタ(FET)を用いてなるソースフォロワを介
した後、抵抗R1及びR2 により平均化処理し、この平
均値を出力するように構成される。具体的には次の通り
である。
らにリミッタ回路16が設けられている。リミッタ回路
16の動作については後述する。図3はリファレンス回
路14の構成例を示す回路図である。この回路は、FE
T21及び22からなる入力バッファに接続されたダイ
オードD1 及びD2 によりそれぞれ入力信号のローレベ
ル及びハイレベルを捉え、各レベルの電位を電界効果ト
ランジスタ(FET)を用いてなるソースフォロワを介
した後、抵抗R1及びR2 により平均化処理し、この平
均値を出力するように構成される。具体的には次の通り
である。
【0011】入力信号はFET21のゲートに入力し、
このFET21のソースは、ダイオードD1 のカソー
ド、ダイオードD2 のアノード及びFET22のドレイ
ンに接続される。ダイオードD1 のアノードは、FET
23のゲートに接続されるとともに、キャパシタC1 を
介してVDD端子に接続される。ダイオードD2 のカソ
ードは、FET25のゲートに接続されるとともに、キ
ャパシタC2 を介してVSS端子に接続される。
このFET21のソースは、ダイオードD1 のカソー
ド、ダイオードD2 のアノード及びFET22のドレイ
ンに接続される。ダイオードD1 のアノードは、FET
23のゲートに接続されるとともに、キャパシタC1 を
介してVDD端子に接続される。ダイオードD2 のカソ
ードは、FET25のゲートに接続されるとともに、キ
ャパシタC2 を介してVSS端子に接続される。
【0012】FET23のソースは、FET24のドレ
インと比較的高抵抗な抵抗R1 の第1端に接続される。
FET25のソースは、FET26のドレインと抵抗R
2 の第1端に接続される。抵抗R1 及びR2 はほぼ同抵
抗であり、これらの第2端は出力端子に接続される。
インと比較的高抵抗な抵抗R1 の第1端に接続される。
FET25のソースは、FET26のドレインと抵抗R
2 の第1端に接続される。抵抗R1 及びR2 はほぼ同抵
抗であり、これらの第2端は出力端子に接続される。
【0013】FET21,23及び25のそれぞれのド
レインはVDD端子に接続され、FET22,24及び
26のそれぞれのゲート及びソースはVSS端子に接続
される。VDD端子、VSS端子のいずれか一方が接地
端子であってもよい。
レインはVDD端子に接続され、FET22,24及び
26のそれぞれのゲート及びソースはVSS端子に接続
される。VDD端子、VSS端子のいずれか一方が接地
端子であってもよい。
【0014】符号C3 は出力端子とVDD端子の間に設
けられたキャパシタであり、このキャパシタC3 は抵抗
R1 及びR2 とともに積分器を構成する。このような積
分器を構成することによって、ハイレベル及びローレベ
ルの平均値の検出を安定に行うことができる。尚、キャ
パシタC3 を削除したとしてもこのリファレンス回路は
機能する。
けられたキャパシタであり、このキャパシタC3 は抵抗
R1 及びR2 とともに積分器を構成する。このような積
分器を構成することによって、ハイレベル及びローレベ
ルの平均値の検出を安定に行うことができる。尚、キャ
パシタC3 を削除したとしてもこのリファレンス回路は
機能する。
【0015】以下の説明では、FET21のソース電位
を表す場合にはこの点をA点と称し、ダイオードD1 の
アノード電位を示す場合にはこの点をB点とし、ダイオ
ードD2 のカソード電位を示す場合にはこの点をC点と
する。
を表す場合にはこの点をA点と称し、ダイオードD1 の
アノード電位を示す場合にはこの点をB点とし、ダイオ
ードD2 のカソード電位を示す場合にはこの点をC点と
する。
【0016】いま、入力信号がハイレベルの状態でこの
リファレンス回路が動作を開始すると、B点及びC点の
電位は一旦A点の電位に集束する。この電位をVHとす
る。入力信号がハイレベルからローレベルに変化する
と、これに伴いA点の電位も低下する。この電位をVL
(VL<VH)とする。このとき、ハイレベル検出側の
ダイオードD2 には逆バイアスがかかり、ダイオードの
逆方向の抵抗値は数十GΩと大きいので、キャパシタC
2 は殆ど放電せず、C点の電位はVHに保持されること
になる。
リファレンス回路が動作を開始すると、B点及びC点の
電位は一旦A点の電位に集束する。この電位をVHとす
る。入力信号がハイレベルからローレベルに変化する
と、これに伴いA点の電位も低下する。この電位をVL
(VL<VH)とする。このとき、ハイレベル検出側の
ダイオードD2 には逆バイアスがかかり、ダイオードの
逆方向の抵抗値は数十GΩと大きいので、キャパシタC
2 は殆ど放電せず、C点の電位はVHに保持されること
になる。
【0017】一方、A点の電位がVHからVLに低下し
たとき、ローレベル検出側のダイオードD1 には順バイ
アスがかかる。ダイオードの順方向の抵抗は、ダイオー
ドがオンしていない状態で数MΩであるので、μAオー
ダの電流が流れB点の電位は徐々にVLに近づく。尚、
入力信号の振幅が、ダイオードがオンする値よりも大き
い場合には、ダイオードの順方向の抵抗が数十Ωである
ことからキャパシタC 1 が急激に充電して、B点の電位
がダイオード一つ分の電圧効果だけレベルシフトした後
に、前述と同様にやはりVLに集束する。
たとき、ローレベル検出側のダイオードD1 には順バイ
アスがかかる。ダイオードの順方向の抵抗は、ダイオー
ドがオンしていない状態で数MΩであるので、μAオー
ダの電流が流れB点の電位は徐々にVLに近づく。尚、
入力信号の振幅が、ダイオードがオンする値よりも大き
い場合には、ダイオードの順方向の抵抗が数十Ωである
ことからキャパシタC 1 が急激に充電して、B点の電位
がダイオード一つ分の電圧効果だけレベルシフトした後
に、前述と同様にやはりVLに集束する。
【0018】ダイオードD1 のアノード(B点)及びダ
イオードD2 のカソード(C点)はそれぞれ次段のソー
スフォロワに接続されているが、一般にFETの入力抵
抗も数GΩと大きいので、ソースフォロワにおけるFE
Tのゲートを介して電流が流れることはなく、B点及び
C点は、それぞれ、プリアンプの出力信号の論理レベル
に対応した2値の電位を保持することができるのであ
る。
イオードD2 のカソード(C点)はそれぞれ次段のソー
スフォロワに接続されているが、一般にFETの入力抵
抗も数GΩと大きいので、ソースフォロワにおけるFE
Tのゲートを介して電流が流れることはなく、B点及び
C点は、それぞれ、プリアンプの出力信号の論理レベル
に対応した2値の電位を保持することができるのであ
る。
【0019】これら2値の電位は、比較的高抵抗な抵抗
R1 及びR2 により平均化処理され、この平均電位が識
別器における参照電位となる。本実施例においては、ダ
イオードの順バイアス時の抵抗と逆バイアス時の抵抗の
違いにより2値の電位を保持するようにしているので、
入力振幅が小さい場合(例えば数十mV)であっても動
作可能である。
R1 及びR2 により平均化処理され、この平均電位が識
別器における参照電位となる。本実施例においては、ダ
イオードの順バイアス時の抵抗と逆バイアス時の抵抗の
違いにより2値の電位を保持するようにしているので、
入力振幅が小さい場合(例えば数十mV)であっても動
作可能である。
【0020】図4は図3のリファレンス回路の動作を実
証するためのグラフである。縦軸はB点、C点の電位を
表し、横軸は入力信号の電位を表す。横軸に沿って表示
された3種類のパルス状波形を有する入力信号を入力し
たときに、それぞれのローレベル、ハイレベルの電位が
B点、C点にほぼ正確に保持されていることがグラフか
ら明らかである。
証するためのグラフである。縦軸はB点、C点の電位を
表し、横軸は入力信号の電位を表す。横軸に沿って表示
された3種類のパルス状波形を有する入力信号を入力し
たときに、それぞれのローレベル、ハイレベルの電位が
B点、C点にほぼ正確に保持されていることがグラフか
ら明らかである。
【0021】本実施例においては、このようにして得ら
れたハイレベル及びローレベルに対応した2値の電位の
平均値を、図2の識別器15の参照電位として用いてい
るので、光信号の入力振幅の大小にかかわらず安定した
識別動作を行うことができる。従って、従来技術で例示
した光受信機と比べて光受信電力のダイナミックレンジ
が著しく拡大される。
れたハイレベル及びローレベルに対応した2値の電位の
平均値を、図2の識別器15の参照電位として用いてい
るので、光信号の入力振幅の大小にかかわらず安定した
識別動作を行うことができる。従って、従来技術で例示
した光受信機と比べて光受信電力のダイナミックレンジ
が著しく拡大される。
【0022】図5は図2のリミッタ回路16の入出力特
性を示すグラフである。このリミッタ回路16は、しき
い値TH以下の入力レベルに対しては入力レベルに応じ
た(例えば入力レベルに比例した)出力レベルを有し、
しきい値THを超える入力レベルに対しては一定の出力
レベルを有する。リミッタ回路16としては、しきい値
以下の入力レベルに対して比例増幅を行うようなリミッ
タアンプを用いることができる。
性を示すグラフである。このリミッタ回路16は、しき
い値TH以下の入力レベルに対しては入力レベルに応じ
た(例えば入力レベルに比例した)出力レベルを有し、
しきい値THを超える入力レベルに対しては一定の出力
レベルを有する。リミッタ回路16としては、しきい値
以下の入力レベルに対して比例増幅を行うようなリミッ
タアンプを用いることができる。
【0023】このようなリミッタ回路を設けておくこと
によって、この光受信機の出力振幅を一定の範囲に抑え
ることができ、次段以降の処理が容易になる。
によって、この光受信機の出力振幅を一定の範囲に抑え
ることができ、次段以降の処理が容易になる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
構成が簡単で且つ光受信電力ダイナミックレンジの広い
光受信機の提供が可能になるという効果を奏する。
構成が簡単で且つ光受信電力ダイナミックレンジの広い
光受信機の提供が可能になるという効果を奏する。
【図1】クレーム対応図である。
【図2】本発明の実施例を示す光受信機のブロック図で
ある。
ある。
【図3】図2のリファレンス回路の構成例を示す回路図
である。
である。
【図4】同リファレンス回路の動作を実証するためのグ
ラフである。
ラフである。
【図5】図2のリミッタ回路の入出力特性を示すグラフ
である。
である。
1 受光器 2,13 プリアンプ 3 電位保持回路 4 平均値検出回路 5,15 識別器 11 フォトダイオード 14 リファレンス回路 16 リミッタ回路
Claims (3)
- 【請求項1】 受けた信号光の強度に応じた光電流を生
じさせる受光器(1)と、 該受光器に接続され、上記光電流に応じた2値の論理レ
ベルの信号を出力するプリアンプ(2) と、 該プリアンプの出力信号の論理レベルに対応した2値の
電位をそれぞれ保持する電位保持回路(3) と、 該電位保持回路により保持された2値の電位の平均値を
検出する平均値検出回路(4) と、 該平均値検出回路により検出された平均値を参照電位と
して上記プリアンプ(2) の出力信号を識別する識別器
(5) とを備えたことを特徴とする光受信機。 - 【請求項2】 上記識別器の出力信号が入力するリミッ
タ回路(16)をさらに備え、 該リミッタ回路は、しきい値以下の入力レベルに対して
は入力レベルに応じた出力レベルを有し、しきい値を超
える入力レベルに対しては一定の出力レベルを有するこ
とを特徴とする請求項1に記載の光受信機。 - 【請求項3】 上記電位保持回路は、入力バッファ用の
第1及び第2の電界効果トランジスタ(21,22) と、第1
及び第2のダイオード(D1,D2) と、第1及び第2のキャ
パシタ(C1,C2) とを含み、 該第1の電界効果トランジスタ(21)のゲートには上記プ
リアンプの出力信号が入力し、該第1の電界効果トラン
ジスタのソースは該第1のダイオード(D1)のカソードと
該第2のダイオード(D2)のアノードと該第2の電界効果
トランジスタ(22)のドレインに接続され、該第2の電界
効果トランジスタのゲートはそのソースに接続され、該
第1のキャパシタ(C1)は該第1の電界効果トランジスタ
(21)のドレイン及び該第1のダイオード(D1)のアノード
間に接続され、該第2のキャパシタ(C2)は該第2の電界
効果トランジスタ(22)のソース及び該第2のダイオード
(D 2)のカソード間に接続され、 上記平均値検出回路は、第1端同士が接続された比較的
高インピーダンスで且つ同等インピーダンスの第1及び
第2の抵抗(R1,R2) を含み、 該第1及び第2の抵抗器の第2端の電位はそれぞれ上記
第1のダイオード(D1)のアノード及び上記第2のダイオ
ード(D2)のカソードの電位に追随するようにされている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光受信機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4057922A JPH05259752A (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 光受信機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4057922A JPH05259752A (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 光受信機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05259752A true JPH05259752A (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=13069497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4057922A Pending JPH05259752A (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 光受信機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05259752A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6304357B1 (en) | 1997-03-13 | 2001-10-16 | Hitachi, Ltd. | Optical receiver |
US6304144B1 (en) | 1998-07-10 | 2001-10-16 | Fujitsu Limited | Differential amplification circuit |
US6760552B1 (en) | 1999-03-29 | 2004-07-06 | Nec Corporation | Optical receiving circuit and optical communication device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01170214A (ja) * | 1987-12-25 | 1989-07-05 | Hitachi Ltd | 識別回路 |
JPH0262821B2 (ja) * | 1980-03-21 | 1990-12-26 | Terumo Kk |
-
1992
- 1992-03-16 JP JP4057922A patent/JPH05259752A/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980106 |