JPH0888519A - Optical receiver amplifier - Google Patents
Optical receiver amplifierInfo
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- JPH0888519A JPH0888519A JP6223496A JP22349694A JPH0888519A JP H0888519 A JPH0888519 A JP H0888519A JP 6223496 A JP6223496 A JP 6223496A JP 22349694 A JP22349694 A JP 22349694A JP H0888519 A JPH0888519 A JP H0888519A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、光ファイバ通信に用
いられるディジタルの光信号を電気信号に変換して増幅
する光受信増幅装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical receiving / amplifying device for converting a digital optical signal used for optical fiber communication into an electric signal for amplification.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図６は、例えば日本工業技術センター発
行の「光通信システム」（昭和５６年３月発行）のＰ２
２１に示された、従来の光受信増幅装置を示す構成図で
ある。図において、１は光信号を電気信号に変換するフ
ォトダイオード、２はこのフォトダイオード１および電
子回路に供給する電源供給端子、３は前記フォトダイオ
ード１の電流信号を電圧信号に変換する前置増幅回路、
４はこの前記増幅回路３の出力を受けて増幅利得が変化
する可変利得増幅回路、５はこの可変利得増幅回路４の
出力を受けて一定の利得で増幅する主増幅回路、６はこ
の主増幅回路５の出力振幅レベルを検知する第１のピー
ク値検出回路、７はこの第１のピーク値検出回路６の出
力電圧を入力として供給し、その出力で前記可変利得増
幅回路４の電圧利得を制御する誤差増幅回路、８はこの
誤差増幅回路７の入力参照電圧として供給する基準電圧
供給端子である。2. Description of the Related Art FIG. 6 shows, for example, P2 of "Optical Communication System" issued by Japan Industrial Technology Center (issued in March 1981).
21 is a configuration diagram showing a conventional optical receiving and amplifying device shown in FIG. In the figure, 1 is a photodiode for converting an optical signal into an electric signal, 2 is a power supply terminal for supplying the photodiode 1 and an electronic circuit, and 3 is a preamplifier for converting a current signal of the photodiode 1 into a voltage signal. circuit,
Reference numeral 4 is a variable gain amplifier circuit that receives the output of the amplifier circuit 3 and the amplification gain is changed, 5 is a main amplifier circuit that receives the output of the variable gain amplifier circuit 4 and amplifies it with a constant gain, and 6 is the main amplifier circuit. A first peak value detection circuit 7 for detecting the output amplitude level of the circuit 5 supplies the output voltage of the first peak value detection circuit 6 as an input, and outputs the voltage gain of the variable gain amplifier circuit 4 at its output. An error amplification circuit to be controlled, 8 is a reference voltage supply terminal supplied as an input reference voltage of the error amplification circuit 7.
【０００３】次に、動作について説明する。光／電気の
変換感度ａ（Ａ／Ｗ）を有するフォトダイオード１に供
給された光入力Ｐin［Ｗ］は、光電変換作用により、電
流信号ｉp ［Ａ］に変換され、数１のように表わされ
る。Next, the operation will be described. Optical / electrical conversion sensitivity a (A / W) is supplied to the photodiode 1 having a light input Pin [W] is the photoelectric conversion effect is converted into a current signal i p [A], as in equation 1 Represented.
【０００４】[0004]
【数１】 [Equation 1]
【０００５】電流信号ｉp は帰還抵抗Ｒf ［Ω］を有す
る前置増幅回路３によって電圧信号ｖp ［Ｖ］に変換さ
れ、数２のように表わされる。The current signal i p is converted into a voltage signal v p [V] by the preamplifier circuit 3 having a feedback resistance R f [Ω], which is expressed by the equation (2).
【０００６】[0006]
【数２】 [Equation 2]
【０００７】前置増幅回路３の出力ｖp ［Ｖ］は、Ｇ
AGC （倍）の電圧利得を有する可変利得増幅回路４によ
って増幅されてｖAGC ［Ｖ］で出力される。これを数式
で表わすと、数３のようになる。The output v p [V] of the preamplifier circuit 3 is G
It is amplified by the variable gain amplifier circuit 4 having a voltage gain of AGC (double) and output at v AGC [V]. When this is expressed by a mathematical formula, it becomes as shown in Formula 3.
【０００８】[0008]
【数３】 (Equation 3)
【０００９】可変利得増幅回路４の出力ｖAGC ［Ｖ］
は、ＧM （倍）の電圧利得を有する主増幅回路５によっ
て増幅されてｖM ［Ｖ］で出力され、数４のように表わ
される。Output of variable gain amplifier circuit v AGC [V]
Is amplified by the main amplifying circuit 5 having a voltage gain of G M (times) and is output as v M [V], which is expressed as in Equation 4.
【００１０】[0010]
【数４】 [Equation 4]
【００１１】数１〜数４をまとめると数５のようにな
る。When the expressions 1 to 4 are put together, the expression 5 is obtained.
【００１２】[0012]
【数５】 (Equation 5)
【００１３】数５は、光入力レベルと主増幅回路５の出
力電圧レベルの関係を表わしているが、数５においてＧ
AGC は変化させることが可能である。光入力レベルＰin
［Ｗ］が変化しても常に一定の電圧レベルｖM ［Ｖ］を
得るように、主増幅回路５の出力電圧振幅値を検出する
第１のピーク値検出回路６、誤差増幅回路７、可変利得
増幅回路４により、「ＡＧＣフィードバックループ」を
構成されており、可変利得増幅回路４の制御電圧を変化
させることにより利得を自動制御している。この光受信
増幅装置において、最小受信感度を決定する主要因は、
数６のＳ／Ｎ算出式より明らかなように、フォトダイオ
ードの感度ａ（Ａ／Ｗ）および前置増幅回路の帰還抵抗
値Ｒf （Ω）である。算出式は数６のように表わされ
る。Equation 5 represents the relationship between the optical input level and the output voltage level of the main amplifier circuit 5. In Equation 5, G
AGC can be changed. Optical input level P in
A first peak value detection circuit 6 for detecting the output voltage amplitude value of the main amplification circuit 5, an error amplification circuit 7, and a variable value so as to always obtain a constant voltage level v M [V] even if [W] changes. The gain amplifying circuit 4 constitutes an “AGC feedback loop”, and the gain is automatically controlled by changing the control voltage of the variable gain amplifying circuit 4. In this optical receiving and amplifying device, the main factors that determine the minimum receiving sensitivity are
As is clear from the S / N calculation formula of Equation 6, the sensitivity a (A / W) of the photodiode and the feedback resistance value R f (Ω) of the preamplifier circuit. The calculation formula is expressed as in Equation 6.
【００１４】[0014]
【数６】 (Equation 6)
【００１５】ここで、Ｉp は光電流、Ｉd はフォトダイ
オードの暗電流、Ｂは伝送帯域、ｅは素電荷、Ｔは絶対
温度、ｋはボルツマン定数である。Where I p is the photocurrent, I d is the dark current of the photodiode, B is the transmission band, e is the elementary charge, T is the absolute temperature, and k is the Boltzmann constant.
【００１６】[0016]
【発明が解決しようとする課題】従来の光受信増幅回路
は、光入力信号が過大に入った場合、前置増幅回路が飽
和してしまい図７（ａ）に示すような非対称な出力波形
になってしまい、後段で識別再生することが不可能にな
る。また、前置増幅回路の飽和を避けるために、その帰
還抵抗値を下げると最小受信感度が劣化するという問題
があった。In the conventional optical receiving / amplifying circuit, when the optical input signal becomes excessive, the preamplifying circuit is saturated and the asymmetrical output waveform as shown in FIG. 7 (a) is produced. Therefore, it becomes impossible to perform identification and reproduction in the subsequent stage. Further, there is a problem that the minimum receiving sensitivity is deteriorated when the feedback resistance value is lowered in order to avoid the saturation of the preamplifier circuit.
【００１７】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、光受信増幅装置の感度を劣化させ
ることなく、過大入力レベル時の前置増幅回路の波形歪
を軽減し、最大受光レベルを改善することを目的とす
る。The present invention has been made to solve the above problems, and reduces the waveform distortion of the preamplifier circuit at the time of excessive input level without degrading the sensitivity of the optical receiving and amplifying apparatus, The purpose is to improve the light receiving level.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】この発明の第１の実施例
によれば、前置増幅回路の出力信号振幅値を第２のピー
ク値検出回路で検出し、このレベルに応じて第１の発光
ダイオードを駆動し、この発光ダイオードの光出力信号
を第２のフォトダイオードで受け、電流信号に変換する
とともに、第１のフォトダイオードの過大な電流を引き
抜くように接続したものである。According to the first embodiment of the present invention, the output signal amplitude value of the preamplifier circuit is detected by the second peak value detecting circuit, and the first peak value detecting circuit detects the first signal amplitude value. The light emitting diode is driven, the light output signal of the light emitting diode is received by the second photodiode, is converted into a current signal, and is connected so as to extract the excessive current of the first photodiode.
【００１９】さらに、この発明の第２の実施例によれ
ば、前置増幅回路の出力信号の振幅に応じて第１の発光
ダイオードを駆動し、この第１の発光ダイオードの光出
力信号を第２のフォトダイオードで受け、電流信号に変
換するとともに、前置増幅回路の過大な入力信号を打ち
消し、軽減するように接続したものである。Further, according to the second embodiment of the present invention, the first light emitting diode is driven according to the amplitude of the output signal of the preamplifier circuit, and the light output signal of the first light emitting diode is changed to the first light emitting diode. It is connected so as to be received by the photodiode 2 and converted into a current signal and to cancel and reduce an excessive input signal of the preamplifier circuit.
【００２０】また、この発明の第３の実施例によれば、
前置増幅回路の出力信号の振幅値を第２のピーク値検出
回路で検出し、このレベルに応じて第１の発光ダイオー
ドを駆動し、この第１の発光ダイオードの光出力信号を
第２のフォトダイオードで受け、電流信号に変換すると
ともに、前置増幅回路の初段トランジスタの飽和を防ぐ
ために第２のエミッタ抵抗に並列に接続したものであ
る。According to the third embodiment of the present invention,
The amplitude value of the output signal of the preamplifier circuit is detected by the second peak value detection circuit, the first light emitting diode is driven according to this level, and the optical output signal of this first light emitting diode is changed to the second value. It is connected in parallel to the second emitter resistor in order to prevent the saturation of the first stage transistor of the preamplifier circuit while receiving it by the photodiode and converting it into a current signal.
【００２１】また、この発明の第４の実施例によれば、
前置増幅回路の出力信号振幅値を第２のピーク値検出回
路で検出し、このレベルに応じて第１の発光ダイオード
を駆動し、この発光ダイオードの光出力信号を第２のフ
ォトダイオードで受け、電流信号に変換するとともに、
第１のフォトダイオードの過大な電流を引き抜くように
接続し、また前置増幅回路の出力信号の振幅に応じて第
２の発光ダイオードを駆動し、この第２の発光ダイオー
ドの光出力信号を第３のフォトダイオードで受け、電流
信号に変換するとともに、前置増幅回路の過大な入力信
号を打ち消し、軽減するように接続したものである。According to the fourth embodiment of the present invention,
The output signal amplitude value of the preamplifier circuit is detected by the second peak value detection circuit, the first light emitting diode is driven according to this level, and the optical output signal of this light emitting diode is received by the second photodiode. , While converting to a current signal,
The first photodiode is connected so as to pull out an excessive current, and the second light emitting diode is driven according to the amplitude of the output signal of the preamplifier circuit. It is connected so as to be received by the photodiode 3 and converted into a current signal and to cancel and reduce an excessive input signal of the preamplifier circuit.
【００２２】[0022]
【作用】この発明の第１の実施例によれば、前置増幅回
路の出力信号振幅を第２のピーク値検出回路で検出し、
その出力レベルに応じて第１の発光ダイオードを駆動
し、その光出力を第１のフォトダイオードに帰還させる
ことによって、第１のフォトダイオードの過剰な電流を
吸い込み、光入力信号レベルの受光ダイナミックレンジ
が拡大するように作用する。According to the first embodiment of the present invention, the output signal amplitude of the preamplifier circuit is detected by the second peak value detection circuit,
By driving the first light emitting diode according to the output level and feeding back the light output to the first photodiode, an excessive current of the first photodiode is absorbed, and the light receiving dynamic range of the light input signal level. Acts to expand.
【００２３】また、この発明の第２の実施例によれば、
前置増幅回路の出力信号を第１のＮＰＮトランジスタを
介して、第１の発光ダイオードを駆動し、その光出力信
号を前置増幅回路の入力に帰還させることによって前置
増幅回路の過剰な入力信号電流を打ち消し、光入力信号
レベルの受光ダイナミックレンジが拡大するように作用
する。According to the second embodiment of the present invention,
Excessive input of the preamplifier circuit by driving the first light emitting diode through the output signal of the preamplifier circuit through the first NPN transistor and feeding back the optical output signal to the input of the preamplifier circuit. It acts to cancel the signal current and to expand the light receiving dynamic range of the optical input signal level.
【００２４】また、この発明の第３の実施例によれば、
前置増幅回路の出力信号を第２のピーク値検出回路で検
出し、その出力レベルに応じて第１の発光ダイオードを
駆動し、その光出力を第１のフォトダイオードに帰還さ
せることによって、前置増幅回路の初段トランジスタで
ある第２のＮＰＮトランジスタの過剰なエミッタ電流を
吸い込み、光入力信号レベルの受光ダイナミックレンジ
が拡大するように作用する。According to the third embodiment of the present invention,
The output signal of the preamplifier circuit is detected by the second peak value detection circuit, the first light emitting diode is driven according to the output level, and the optical output is fed back to the first photodiode. It acts to absorb the excessive emitter current of the second NPN transistor, which is the first-stage transistor of the local amplification circuit, and to expand the light receiving dynamic range of the optical input signal level.
【００２５】また、この発明の第４の実施例によれば、
前置増幅回路の出力信号振幅を第２のピーク値検出回路
で検出し、その出力レベルに応じて第１の発光ダイオー
ドを駆動し、その光出力を第１のフォトダイオードに帰
還させることによって、第１のフォトダイオードの過剰
な電流を吸い込むと同時に、前置増幅回路の出力信号を
第１のＮＰＮトランジスタを介して、第１の発光ダイオ
ードを駆動し、その光出力信号を前置増幅回路の入力に
接続された第３のフォトダイオードに帰還させることに
よって、前置増幅回路の過剰な入力信号電流を打ち消す
ので、光入力信号レベルの受光ダイナミックレンジが拡
大するように作用する。According to the fourth embodiment of the present invention,
By detecting the output signal amplitude of the preamplifier circuit by the second peak value detection circuit, driving the first light emitting diode according to the output level, and feeding back the optical output to the first photodiode, At the same time as absorbing the excessive current of the first photodiode, the output signal of the preamplifier circuit is driven through the first NPN transistor to drive the first light emitting diode, and the optical output signal thereof is supplied to the preamplifier circuit. By feeding back to the third photodiode connected to the input, the excessive input signal current of the preamplifier circuit is canceled, so that the light receiving dynamic range of the optical input signal level is expanded.
【００２６】[0026]
実施例１．以下、この発明の第１の実施例を図について
説明する。図１において、１〜３は上記従来装置と全く
同一のものである。９は前置増幅回路３の出力を受けピ
ーク値を検出する第２のピーク値検出回路、１０はこの
第２のピーク値検出回路９の出力を増幅する第１のＮＰ
Ｎトランジスタ、１１はこの第１のＮＰＮトランジスタ
１０のエミッタに接続された第１の発光ダイオード、１
２はこの第１の発光ダイオード１１の光出力信号を受け
て電流信号に変換する第２のフォトダイオードである。Example 1. Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, 1 to 3 are exactly the same as the above conventional device. Reference numeral 9 is a second peak value detection circuit that receives the output of the preamplifier circuit 3 and detects a peak value. Reference numeral 10 is a first NP that amplifies the output of the second peak value detection circuit 9.
N transistor, 11 is a first light emitting diode connected to the emitter of the first NPN transistor 10, 1
Reference numeral 2 is a second photodiode that receives the light output signal of the first light emitting diode 11 and converts it into a current signal.
【００２７】上記のように構成された第１の実施例によ
る光受信増幅装置の動作について説明する。前置増幅回
路３の出力信号振幅を検知するために、この出力に第２
のピーク値検出回路９を接続することによって、光入力
信号レベルに正比例した直流電圧が出力される。この出
力を第１のＮＰＮトランジスタ１０のベースに接続する
ことにより、光入力信号レベルに正比例したエミッタ電
流が流れ、第１の発光ダイオード１１を駆動する。第１
の発光ダイオード１１の光出力は第２のフォトダイオー
ド１２で受光し、電流に変換される。最大受光レベル付
近では、第１のフォトダイオード１による信号電流が過
大になり、第１のフォトダイオード１の両端に接続され
た抵抗の電圧降下分の影響でバイアス電圧が不充分にな
り、ｆ特劣化による波形ひずみを引き起こしたり、前置
増幅回路３に過大な電流が流れ込み、その直流動作点が
崩れてしまい図７（ａ）に示すような波形歪を引き起こ
してしまう。このような第１のフォトダイオード１に発
生する過大な電流を逃がすように、第２のフォトダイオ
ード１２が、第１のフォトダイオード１のアノードに接
続されており、前置増幅回路３の出力波形は図７（ｂ）
に示すように改善される。The operation of the optical receiving and amplifying apparatus according to the first embodiment constructed as described above will be described. In order to detect the output signal amplitude of the preamplifier circuit 3, a second signal is added to this output.
By connecting the peak value detection circuit 9 of, a DC voltage that is directly proportional to the optical input signal level is output. By connecting this output to the base of the first NPN transistor 10, an emitter current that is directly proportional to the optical input signal level flows and drives the first light emitting diode 11. First
The light output of the light emitting diode 11 is received by the second photodiode 12 and converted into a current. In the vicinity of the maximum light receiving level, the signal current of the first photodiode 1 becomes excessively large, and the bias voltage becomes insufficient due to the effect of the voltage drop of the resistor connected across the first photodiode 1, resulting in f characteristic Waveform distortion due to deterioration may be caused, or an excessive current may flow into the preamplifier circuit 3, causing the DC operating point to collapse, causing waveform distortion as shown in FIG. 7A. The second photodiode 12 is connected to the anode of the first photodiode 1 so as to release the excessive current generated in the first photodiode 1 and the output waveform of the preamplifier circuit 3 Is shown in FIG.
It is improved as shown in.
【００２８】実施例２．図２に示す第２の実施例におい
て、１３は前記第１のＮＰＮトランジスタ１０のエミッ
タと接地間に接続した第１のエミッタ抵抗である。Embodiment 2 FIG. In the second embodiment shown in FIG. 2, 13 is a first emitter resistor connected between the emitter of the first NPN transistor 10 and ground.
【００２９】図２に示す第２の実施例では、前置増幅回
路３の出力信号を第１のＮＰＮトランジスタ１０のベー
スに供給し、コレクタに接続した第１の発光ダイオード
１１を駆動する。第１の発光ダイオード１１から得られ
る光出力信号は、前置増幅回路３の出力信号とは逆位相
になる。この光出力信号は前置増幅回路３の入力に接続
された第２のフォトダイオード１２で電流信号に変換さ
れる。最大受光レベル付近では、前置増幅回路３の入力
に過大な信号電流が供給されるため、この第２のフォト
ダイオード１２によって過大な信号電流を減衰させるよ
うに信号電流を引き抜く役割を果たす。信号電流の減衰
量は第１の発光ダイオード１１と第２のフォトダイオー
ド１２の光結合量を変えることにより自由に調整するこ
とが出来る。また、第１のフォトダイオード１から前置
増幅回路３を見た入力インピーダンスは、第２のフォト
ダイオード１２の高インピーダンスにより著しく低下す
ることはないため、最小受信感度を劣化させずに、最大
受光レベルの改善を図ることが可能になる。In the second embodiment shown in FIG. 2, the output signal of the preamplifier circuit 3 is supplied to the base of the first NPN transistor 10 to drive the first light emitting diode 11 connected to the collector. The optical output signal obtained from the first light emitting diode 11 has an opposite phase to the output signal of the preamplifier circuit 3. This optical output signal is converted into a current signal by the second photodiode 12 connected to the input of the preamplifier circuit 3. In the vicinity of the maximum light receiving level, an excessive signal current is supplied to the input of the preamplifier circuit 3, so that the second photodiode 12 plays a role of extracting the signal current so as to attenuate the excessive signal current. The attenuation amount of the signal current can be freely adjusted by changing the optical coupling amount of the first light emitting diode 11 and the second photodiode 12. Further, since the input impedance of the preamplifier circuit 3 seen from the first photodiode 1 does not significantly decrease due to the high impedance of the second photodiode 12, the minimum receiving sensitivity is not deteriorated and the maximum light reception is obtained. It is possible to improve the level.
【００３０】実施例３．図３に示す第３の実施例および
図４に示すその詳細図について、１４は前記前置増幅回
路３の初段トランジスタのコレクタ抵抗、１５は第２の
エミッタ抵抗、１６は初段トランジスタを示す第２のＮ
ＰＮトランジスタである。Example 3. Regarding the third embodiment shown in FIG. 3 and its detailed view shown in FIG. 4, 14 is the collector resistance of the first-stage transistor of the preamplifier circuit 3, 15 is the second emitter resistance, and 16 is the second-stage transistor. N
It is a PN transistor.
【００３１】図３に示す第３の実施例では、前置増幅回
路３の出力信号を第２のピーク値検出回路９に供給する
ことによって、光入力信号レベルに正比例した直流電圧
が出力される。この出力を第１のＮＰＮトランジスタ１
０のベースに接続することにより、光入力信号レベルに
正比例したエミッタ電流が流れ、第１の発光ダイオード
１１を駆動する。第１の発光ダイオード１１の光出力は
第２のフォトダイオード１２で受光し、電流に変換され
る。最大受光レベル付近では、前置増幅回路３の初段ト
ランジスタである第２のＮＰＮトランジスタ１６に過大
な動作電流が流れ、飽和状態になる。そこで、この第２
のフォトダイオード１２を接続することによって、第２
のＮＰＮトランジスタ１６のエミッタ電流を分流し、第
２のエミッタ抵抗１５による電圧降下分を減少させて、
飽和状態を軽減させることが出来る。In the third embodiment shown in FIG. 3, by supplying the output signal of the preamplifier circuit 3 to the second peak value detecting circuit 9, a DC voltage which is directly proportional to the optical input signal level is output. . This output is the first NPN transistor 1
By connecting to the base of 0, an emitter current that is directly proportional to the optical input signal level flows and drives the first light emitting diode 11. The light output of the first light emitting diode 11 is received by the second photodiode 12 and converted into a current. In the vicinity of the maximum light receiving level, an excessive operating current flows through the second NPN transistor 16 which is the first-stage transistor of the preamplifier circuit 3 and becomes saturated. So this second
By connecting the photodiode 12 of
By dividing the emitter current of the NPN transistor 16 of, the voltage drop due to the second emitter resistor 15 is reduced,
Saturation can be reduced.
【００３２】実施例４．図５に示す第４の実施例におい
て、１７は前記前置増幅回路３の出力をベースに受けて
電流駆動する第２のＮＰＮトランジスタ、１８はこの第
２のＮＰＮトランジスタ１７のコレクタと電源供給端子
２の間に接続した第２の発光ダイオード、１９はこの第
２の発光ダイオード１８の光出力信号を受けて、電流信
号に変換する第２のフォトダイオードである。Example 4. In the fourth embodiment shown in FIG. 5, 17 is a second NPN transistor which receives the output of the preamplifier circuit 3 as a base and drives the current, and 18 is a collector and a power supply terminal of the second NPN transistor 17. A second light emitting diode 19 connected between the two is a second photodiode 19 which receives an optical output signal of the second light emitting diode 18 and converts it into a current signal.
【００３３】図１に示す第１の実施例と、図２に示す第
２の実施例の両方の内容を反映させた構成になってお
り、最大受光レベル入力時の前置増幅回路３の波形歪の
問題を改善する点で、それぞれ独立な系を構成している
ことから相乗効果が期待できる。The configuration of both the first embodiment shown in FIG. 1 and the second embodiment shown in FIG. 2 is reflected, and the waveform of the preamplifier circuit 3 at the time of inputting the maximum received light level is shown. In terms of improving the problem of distortion, synergistic effects can be expected because they are independent systems.
【００３４】なお、上記第１から第４の実施例では、正
電源、ＮＰＮトランジスタ、フォトダイオードを使用す
る場合の回路ブロック図を示したが、負電源、ＰＮＰト
ランジスタ、アバランシェフォトダイオードを使用する
場合も適用可能である。また、光信号の発出素子として
発光ダイオードを使用する場合の回路ブロック図を示し
たが、温度補償回路または光出力補償回路を用意すれば
レザーダイオードを使用する場合も適用可能である。In the above first to fourth embodiments, the circuit block diagram is shown when the positive power source, the NPN transistor and the photodiode are used. However, when the negative power source, the PNP transistor and the avalanche photodiode are used. Is also applicable. Further, although the circuit block diagram in the case of using the light emitting diode as the light emitting element of the optical signal is shown, it is also applicable to the case of using the laser diode if the temperature compensation circuit or the light output compensation circuit is prepared.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上のように、この発明の第１の実施例
によれば前置増幅回路の出力信号の振幅値に応じて発光
ダイオードを駆動し、その光出力レベルを第２のフォト
ダイオードで受け、これを第１のフォトダイオードのア
ノードに帰還するように構成したので、光入力信号過大
時にも第１のフォトダイオード出力信号の飽和レベルが
改善され、光受信装置の受光ダイナミックレンジが広が
るという効果が有る。As described above, according to the first embodiment of the present invention, the light emitting diode is driven according to the amplitude value of the output signal of the preamplifier circuit, and the light output level thereof is set to the second photodiode. In this case, the saturation level of the first photodiode output signal is improved even when the optical input signal is excessive, and the light receiving dynamic range of the optical receiver is expanded. There is an effect.
【００３６】また、この発明の第２の実施例によれば前
置増幅回路の出力信号に応じて発光ダイオードを駆動
し、その光出力信号を第２のフォトダイオードで受け、
これを前置増幅回路の入力に帰還するように構成したの
で、光入力信号過大時にも前置増幅回路の入力信号の飽
和レベルが改善され、光受信装置の受光ダイナミックレ
ンジが広がるという効果が有る。According to the second embodiment of the present invention, the light emitting diode is driven according to the output signal of the preamplifier circuit, and the optical output signal is received by the second photodiode.
Since this is configured to be fed back to the input of the preamplifier circuit, there is an effect that the saturation level of the input signal of the preamplifier circuit is improved even when the optical input signal is excessive and the light receiving dynamic range of the optical receiver is expanded. .
【００３７】また、この発明の第３の実施例によれば前
置増幅回路の出力信号の振幅値に応じて発光ダイオード
を駆動し、その光出力レベルを第２のフォトダイオード
で受け、これを前置増幅回路の初段の第２のＮＰＮトラ
ンジスタのエミッタに帰還するように構成したので、光
入力信号過大時にも前置増幅回路の入力信号の飽和レベ
ルが改善され、光受信装置の受光ダイナミックレンジが
広がるという効果が有る。Further, according to the third embodiment of the present invention, the light emitting diode is driven according to the amplitude value of the output signal of the preamplifier circuit, and the light output level thereof is received by the second photodiode. Since it is configured to feed back to the emitter of the second NPN transistor in the first stage of the preamplifier circuit, the saturation level of the input signal of the preamplifier circuit is improved even when the optical input signal is excessive, and the light receiving dynamic range of the optical receiver is improved. Has the effect of spreading.
【００３８】また、この発明の第４の実施例によれば前
置増幅回路の出力信号の振幅値に応じて発光ダイオード
を駆動し、その光出力レベルを第２のフォトダイオード
で受け、これを第１のフォトダイオードのアノードに帰
還するように構成し、かつ、前置増幅回路の出力信号に
応じて発光ダイオードを駆動し、その光出力信号を第３
のフォトダイオードで受け、これを前置増幅回路の入力
に帰還するように構成したので、光入力信号過大時にも
第１のフォトダイオードの出力信号の飽和レベルおよ
び、前置増幅回路の入力信号の飽和レベルが改善され、
光受信装置の受光ダイナミックレンジが広がるという効
果が有る。Further, according to the fourth embodiment of the present invention, the light emitting diode is driven according to the amplitude value of the output signal of the preamplifier circuit, and the light output level thereof is received by the second photodiode, and this is received. The light-emitting diode is configured to be fed back to the anode of the first photodiode, and the light-emitting diode is driven according to the output signal of the preamplifier circuit, and the optical output signal thereof is output to the third
Since the photodiode is configured to receive it and feed it back to the input of the preamplifier circuit, even when the optical input signal is excessive, the saturation level of the output signal of the first photodiode and the input signal of the preamplifier circuit The saturation level is improved,
This has the effect of widening the light-receiving dynamic range of the optical receiver.
【図１】 この発明の第１の実施例を示す光受信増幅装
置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an optical receiving and amplifying apparatus showing a first embodiment of the present invention.
【図２】 この発明の第２の実施例を示す光受信増幅装
置のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of an optical receiving and amplifying device showing a second embodiment of the present invention.
【図３】 この発明の第３の実施例を示す光受信増幅装
置のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of an optical receiving / amplifying device showing a third embodiment of the present invention.
【図４】 この発明の第４の実施例を示す光受信増幅装
置の制御部の詳細を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing details of a control unit of an optical receiving and amplifying apparatus showing a fourth embodiment of the present invention.
【図５】 この発明の第４の実施例を示す光送信増幅装
置のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of an optical transmission amplifier device showing a fourth embodiment of the present invention.
【図６】 従来の光受信増幅装置のブロック図を示す図
である。FIG. 6 is a diagram showing a block diagram of a conventional optical receiving and amplifying apparatus.
【図７】 従来およびこの発明の実施例の光受信増幅装
置による前置増幅回路の出力波形を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an output waveform of a preamplifier circuit by an optical receiving and amplifying device of a conventional example and an embodiment of the present invention.
１ 第１のフォトダイオード、２ 電源供給端子、３
前置増幅回路、４ 可変利得増幅回路、５ 主増幅回
路、６ 第１のピーク値検出回路、７ 基準電圧供給端
子、８ 誤差増幅回路、９ 第２のピーク値検出回路、
１０ 第１のＮＰＮトランジスタ、１１ 第１の発光ダ
イオード、１２ 第２のフォトダイオード、１３ 第１
のエミッタ抵抗、１４ コレクタ抵抗、１５ 第２のエ
ミッタ抵抗、１６ 第２のＮＰＮトランジスタ、１７
第２のＮＰＮトランジスタ、１８第２の発光ダイオー
ド、１９ 第３の発光フォトダイオード。1 first photodiode, 2 power supply terminal, 3
Preamplifier circuit, 4 variable gain amplifier circuit, 5 main amplifier circuit, 6 first peak value detection circuit, 7 reference voltage supply terminal, 8 error amplification circuit, 9 second peak value detection circuit,
10 First NPN Transistor, 11 First Light Emitting Diode, 12 Second Photodiode, 13 First
Emitter resistance, 14 collector resistance, 15 second emitter resistance, 16 second NPN transistor, 17
2nd NPN transistor, 18 2nd light emitting diode, 19 3rd light emitting photodiode.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/142 10/04 10/06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location H04B 10/142 10/04 10/06
Claims (4)
フォトダイオードと、この第１のフォトダイオードのア
ノードに電圧を供給する電源供給端子と、前記第１のフ
ォトダイオードの電流信号を電圧信号に変換する前置増
幅回路と、この前置増幅回路の出力を受けて増幅利得が
変化する可変利得増幅回路と、この可変利得増幅回路の
出力を受けて一定の利得で増幅する主増幅回路と、この
主増幅回路の出力振幅レベルを検知する第１のピーク値
検出回路と、この第１のピーク値検出回路の出力と基準
電圧供給端子に供給する電圧の差を増幅し、前記可変利
得増幅回路の利得制御電圧を供給する誤差増幅回路とで
構成された光受信増幅装置において、前記前置増幅回路
の出力に第２のピーク値検出回路を接続し、このピーク
値検出回路の出力に第１のＮＰＮトランジスタのベース
を接続し、この第１のＮＰＮトランジスタのコレクタを
前記電源供給端子に接続し、前記第１のＮＰＮトランジ
スタのエミッタに第１の発光ダイオードのアノードを接
続するとともに、この第１の発光ダイオードのカソード
を接地し、この第１の発光ダイオードの光出力信号をモ
ニタする第２のフォトダイオードのカソードを前記第１
のフォトダイオードのアノードに接続するとともに、こ
の第２のフォトダイオードのカソードを接地したことを
特徴とする光受信増幅装置。1. A first photodiode for converting an input optical signal into a current signal, a power supply terminal for supplying a voltage to an anode of the first photodiode, and a current signal for the first photodiode as a voltage. A preamplifier circuit for converting into a signal, a variable gain amplifier circuit whose amplification gain is changed by receiving the output of this preamplifier circuit, and a main amplifier circuit which receives the output of this variable gain amplifier circuit and amplifies it with a constant gain A first peak value detecting circuit for detecting an output amplitude level of the main amplifying circuit; and a variable gain amplifying a difference between an output of the first peak value detecting circuit and a voltage supplied to a reference voltage supply terminal. In an optical receiving / amplifying device configured with an error amplifying circuit that supplies a gain control voltage of an amplifying circuit, a second peak value detecting circuit is connected to an output of the preamplifying circuit, and an output of the peak value detecting circuit is provided. The base of the first NPN transistor is connected, the collector of the first NPN transistor is connected to the power supply terminal, the emitter of the first NPN transistor is connected to the anode of the first light emitting diode, and The cathode of the first light emitting diode is grounded, and the cathode of the second photodiode for monitoring the light output signal of the first light emitting diode is connected to the first
The optical receiving and amplifying device is characterized in that it is connected to the anode of the photodiode and the cathode of the second photodiode is grounded.
フォトダイオードと、この第１のフォトダイオードのア
ノードに電圧を供給する電源供給端子と、前記第１のフ
ォトダイオードの電流信号を電圧信号に変換する前置増
幅回路と、この前置増幅回路の出力を受けて増幅利得が
変化する可変利得増幅回路と、この可変利得増幅回路の
出力を受けて一定の利得で増幅する主増幅回路と、この
主増幅回路の出力振幅レベルを検知する第１のピーク値
検出回路と、この第１のピーク値検出回路の出力と基準
電圧供給端子に供給する電圧の差を増幅し、前記可変利
得増幅回路の利得制御電圧を供給する誤差増幅回路とで
構成された光受信増幅装置において、前記前置増幅回路
の出力に第１のＮＰＮトランジスタのベースを接続し、
この第１のＮＰＮトランジスタのコレクタに第１の発光
ダイオードのカソードを接続するとともに、この第１の
発光ダイオードのアノードを前記電源供給端子に接続
し、前記第１のＮＰＮトランジスタのエミッタに第１の
エミッタ抵抗を接続するとともに、この第１のエミッタ
抵抗の片端を接地し、この第１の発光ダイオードの光出
力信号をモニタする第２のフォトダイオードのカソード
を前記前置増幅回路に接続するとともに、この第２のフ
ォトダイオードのカソードを接地したことを特徴とする
光受信増幅装置。2. A first photodiode for converting an input optical signal into a current signal, a power supply terminal for supplying a voltage to an anode of the first photodiode, and a current signal for the first photodiode as a voltage. A preamplifier circuit for converting into a signal, a variable gain amplifier circuit whose amplification gain is changed by receiving the output of this preamplifier circuit, and a main amplifier circuit which receives the output of this variable gain amplifier circuit and amplifies it with a constant gain A first peak value detecting circuit for detecting an output amplitude level of the main amplifying circuit; and a variable gain amplifying a difference between an output of the first peak value detecting circuit and a voltage supplied to a reference voltage supply terminal. In an optical receiving and amplifying device configured with an error amplifying circuit that supplies a gain control voltage of the amplifying circuit, a base of a first NPN transistor is connected to an output of the preamplifying circuit,
The cathode of the first light emitting diode is connected to the collector of the first NPN transistor, the anode of the first light emitting diode is connected to the power supply terminal, and the first NPN transistor is connected to the emitter of the first NPN transistor. The emitter resistor is connected, one end of the first emitter resistor is grounded, and the cathode of the second photodiode that monitors the optical output signal of the first light emitting diode is connected to the preamplifier circuit. An optical receiving and amplifying device in which the cathode of the second photodiode is grounded.
フォトダイオードと、この第１のフォトダイオードのア
ノードに電圧を供給する電源供給端子と、前記第１のフ
ォトダイオードの電流信号を電圧信号に変換する前置増
幅回路と、この前置増幅回路の出力を受けて増幅利得が
変化する可変利得増幅回路と、この可変利得増幅回路の
出力を受けて一定の利得で増幅する主増幅回路と、この
主増幅回路の出力振幅レベルを検知する第１のピーク値
検出回路と、この第１のピーク値検出回路の出力と基準
電圧供給端子に供給する電圧の差を増幅し、前記可変利
得増幅回路の利得制御電圧を供給する誤差増幅回路とで
構成された光受信増幅装置において、前記前置増幅回路
の出力に第２のピーク値検出回路を接続し、このピーク
値検出回路の出力に第１のＮＰＮトランジスタのベース
を接続し、この第１のＮＰＮトランジスタのコレクタを
前記電源供給端子に接続し、前記第１のＮＰＮトランジ
スタのエミッタに第１の発光ダイオードのアノードを接
続するとともに、この第１の発光ダイオードのカソード
を接地し、この第１の発光ダイオードの光出力信号をモ
ニタする第２のフォトダイオードのカソードを前記前置
増幅回路の初段トランジスタのエミッタに接続するとと
もに、この第２のフォトダイオードのカソードを接地し
たことを特徴とする光受信増幅装置。3. A first photodiode for converting an input optical signal into a current signal, a power supply terminal for supplying a voltage to an anode of the first photodiode, and a current signal for the first photodiode as a voltage. A preamplifier circuit for converting into a signal, a variable gain amplifier circuit whose amplification gain is changed by receiving the output of this preamplifier circuit, and a main amplifier circuit which receives the output of this variable gain amplifier circuit and amplifies it with a constant gain A first peak value detecting circuit for detecting an output amplitude level of the main amplifying circuit; and a variable gain amplifying a difference between an output of the first peak value detecting circuit and a voltage supplied to a reference voltage supply terminal. In an optical receiving / amplifying device configured with an error amplifying circuit that supplies a gain control voltage of an amplifying circuit, a second peak value detecting circuit is connected to an output of the preamplifying circuit, and an output of the peak value detecting circuit is provided. The base of the first NPN transistor is connected, the collector of the first NPN transistor is connected to the power supply terminal, the emitter of the first NPN transistor is connected to the anode of the first light emitting diode, and The cathode of the first light emitting diode is grounded, and the cathode of the second photodiode for monitoring the optical output signal of the first light emitting diode is connected to the emitter of the first stage transistor of the preamplifier circuit, and the second An optical receiving and amplifying device in which the cathode of the photodiode is grounded.
フォトダイオードと、この第１のフォトダイオードのア
ノードに電圧を供給する電源供給端子と、前記第１のフ
ォトダイオードの電流信号を電圧信号に変換する前置増
幅回路と、この前置増幅回路の出力を受けて増幅利得が
変化する可変利得増幅回路と、この可変利得増幅回路の
出力を受けて一定の利得で増幅する主増幅回路と、この
主増幅回路の出力振幅レベルを検知する第１のピーク値
検出回路と、この第１のピーク値検出回路の出力と基準
電圧供給端子に供給する電圧の差を増幅し、前記可変利
得増幅回路の利得制御電圧を供給する誤差増幅回路とで
構成された光受信増幅装置において、前記前置増幅回路
の出力に第２のピーク値検出回路を接続し、このピーク
値検出回路の出力に第１のＮＰＮトランジスタのベース
を接続し、この第１のＮＰＮトランジスタのコレクタを
前記電源供給端子に接続し、前記第１のＮＰＮトランジ
スタのエミッタに第１の発光ダイオードのアノードを接
続するとともに、この第１の発光ダイオードのカソード
を接地し、この第１の発光ダイオードの光出力信号をモ
ニタする第２のフォトダイオードのカソードを前記第１
のフォトダイオードのアノードに接続するとともに、こ
の第２のフォトダイオードのカソードを接地し、前記前
置増幅回路の出力に第２のＮＰＮトランジスタのベース
を接続し、この第２のＮＰＮトランジスタのコレクタに
第２の発光ダイオードのカソードを接続するとともに、
この第２の発光ダイオードのアノードを前記電源供給端
子に接続し、前記第２のＮＰＮトランジスタのエミッタ
に第１のエミッタ抵抗を接続するとともに、この第１の
エミッタ抵抗の片端を接地し、この第２の発光ダイオー
ドの光出力信号をモニタする第３のフォトダイオードの
カソードを前記前置増幅回路に接続するとともに、この
第２のフォトダイオードのカソードを接地したことを特
徴とする光受信増幅装置。4. A first photodiode for converting an input optical signal into a current signal, a power supply terminal for supplying a voltage to an anode of the first photodiode, and a current signal for the first photodiode as a voltage. A preamplifier circuit for converting into a signal, a variable gain amplifier circuit whose amplification gain is changed by receiving the output of this preamplifier circuit, and a main amplifier circuit which receives the output of this variable gain amplifier circuit and amplifies it with a constant gain A first peak value detecting circuit for detecting an output amplitude level of the main amplifying circuit; and a variable gain amplifying a difference between an output of the first peak value detecting circuit and a voltage supplied to a reference voltage supply terminal. In an optical receiving / amplifying device configured with an error amplifying circuit that supplies a gain control voltage of an amplifying circuit, a second peak value detecting circuit is connected to an output of the preamplifying circuit, and an output of the peak value detecting circuit is provided. The base of the first NPN transistor is connected, the collector of the first NPN transistor is connected to the power supply terminal, the emitter of the first NPN transistor is connected to the anode of the first light emitting diode, and The cathode of the first light emitting diode is grounded, and the cathode of the second photodiode for monitoring the light output signal of the first light emitting diode is connected to the first
Is connected to the anode of the second photodiode, the cathode of the second photodiode is grounded, the base of the second NPN transistor is connected to the output of the preamplification circuit, and the collector of the second NPN transistor is connected. While connecting the cathode of the second light emitting diode,
The anode of the second light emitting diode is connected to the power supply terminal, the first emitter resistor is connected to the emitter of the second NPN transistor, and one end of the first emitter resistor is grounded. 2. A light receiving and amplifying device, characterized in that the cathode of a third photodiode for monitoring the light output signal of the second light emitting diode is connected to the preamplifier circuit and the cathode of the second photodiode is grounded.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6223496A JPH0888519A (en) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | Optical receiver amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6223496A JPH0888519A (en) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | Optical receiver amplifier |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0888519A true JPH0888519A (en) | 1996-04-02 |
Family
ID=16799058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6223496A Pending JPH0888519A (en) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | Optical receiver amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0888519A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014090257A (en) * | 2012-10-29 | 2014-05-15 | Renesas Electronics Corp | Semiconductor device |
-
1994
- 1994-09-19 JP JP6223496A patent/JPH0888519A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014090257A (en) * | 2012-10-29 | 2014-05-15 | Renesas Electronics Corp | Semiconductor device |
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