DK169193B1 - Modtageforforstærker for en optisk kommunikationsforbindelse - Google Patents

Description

DK 169193 Bl i

Opfindelsen angår en modtageforforstærker ifølge indledningen til krav 1.

Fra GB-A-2 096852 kendes en optisk modtageforforstærker af den indledningsvis omtalte art. Modtageforforstærkeren 5 indeholder en forstærker, foran hvilken er indkoblet en fotodiode som modtagediode i spærreretningen og i serie med modtagedioden en PIN-diode i gennemgangsretningen. Ulempen ved denne modtageforforstærker med en modforvrængning over tre dekader er, at der ikke kan ses bort fra støjen i for-10 stærkeren, eftersom der er tale om en nedsat følsomhed. Et følsomhedstab kan kun undgås, når modforvrængningen er opbygget aktiv og i flere trin. Til dette formål er det nødvendigt med et højere forbrug i kredsløbet og en kraftigere justering (modforvrængeren er som følge heraf toleranceføl-15 som).

Det er således formålet med opfindelsen at tilvejebringe en modtageforforstærker af den indledningsvis omhandlede art, som har en højere dynamik, og som under overvindelse af ulemperne ved den kendte teknik tillige ikke 20 overstyres ved høje modtagelyseffekter.

Dette formål opnås ved en modtageforforstærker, som ifølge opfindelsen er ejendommelig ved den i krav l's kendetegnende del angivne udformning. Ved opfindelsen arbejder forstærkeren ved tilbagekoblingsmodstanden ved små lysef-25 fekter som trans impedans forstærker, hvor udgangsspændingen på forstærkeren er proportional med fotostrømmen, og hvor der ikke er behov for en modforvrænger. Ved store lyseffekter nedreguleres forstærkerens forstærkning automatisk, således at forstærkeren lige netop ikke bliver overstyret. Eftersom 30 båndbredden af transimpedansforstærkeren ved reducering af forstærkerens forstærkning kun med en faktor 3 bliver mindre end den krævede båndbredde, er kun et modforvrængertrin nødvendigt.

Yderligere fordelagtige udførelsesformer af opfindel-35 sen fremgår af underkravene. Her henvises især til udførelsesformen ifølge krav 2, hvori modforvrængeren er tilveje- DK 169193 B1 2 bragt med en PIN-diode.

En eksempelvis udførelsesform af modtageforforstærkeren ifølge opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken: 5 fig. 1 anskueliggør den eksempelvise udførelsesform af en modtageforforstærker med en fotodiode som modtagediode.

I fig. 1 er vist en modtageforforstærker med en PIN-fotodiode PPD som modtagediode, og med et styrekredsløb til forstærkeren 1.

10 Styrekredsløbet består af en modforvrænger 2, en bufferkreds 3, en spidsværdidetektor 4 og to styreforstærkere 5 og 6. En i spærreretningen forbundet PIN-fotodiode PPD og en kondensator Cl er forbundet foran forstærkeren 1. I serie med PIN-*fotodioden PPD er forbundet en PIN-diode PD i gennem-15 gangsretningen.

En tilbagekoblingsmodstand RF med stor modstandsværdi er forbundet med indgangen E og udgangen A på forstærkeren 1. Over udgangen A på forstærkeren 1 ligger udgangsspændingen Ual. Bag forstærkeren 1 er modforvrængeren 2 forbundet, 20 hvilken modforvrænger er opbygget af en ved en spænding Uq2 styrbar PIN-diode PD1, en fast kondensator C3 og en fast modstand R3. På udgangen af modforvrængeren 2 er spidsværdidetektoren 4 over en kondensator C4 forbundet med de to herefter indkoblede styreforstærkere 5 og 6, hvilke styrefor-25 stærkere har styrende virkning på forstærkeren 1 og modforvrængeren 2.

Ud fra udgangsspændingen Ua3 på bufferkredsen 3 tilvejebringes til spidsværdidetektoren 4 en spændingsregistreringsstørrelse Ujg-j-, hvor ud af styreforstærkeren 5 uddrager 30 spændingen Usl og styreforstærkeren 6 uddrager spændingen Us2. Endvidere er der på udgangen af modforvrængeren 2 forbundet en bufferkreds 3, på hvis udgang udgangsspændingen Ua3 fra modtageforforstærkeren registreres.

Herefter forklares funktionen af modtageforforstær-35 keren ifølge fig. 1 nærmere. Ved mindre modtagelyseffekter PL er modstanden af PIN-dioden PD større, end forholdet DK 169193 B1 3 mellem tilbagekoblingsmodstanden og forstærkningen A. Lyseffekten er således direkte proportional med spids-spidsstørrelsen Ualss på udgangen A på forstærkeren 1 og tilbagekoblingsmodstanden Rp. Udgangsspændingen UIst på spids-5 værdidetektoren 4 er herved nul.

Styreforstærkeren 5 med udgangsspændingen Ugi og styreforstærkeren 6 med udgangsspændingen Ug2 er således dimensionerede, at der opnås en udpeget forstærkning A, og at modstanden af PIN-dioden PD1 er så lille, at modforvræn-10 geren 2 ikke virker modforvrængende.

Ved større modtagelyseffekt PL er modstanden af PIN--dioden PD mindre, end forholdet mellem tilbagekoblingsmodstanden Rp og forstærkningen A. I dette tilfælde afhænger spids-spidsspændingsstørrelsen ualss ikke mere af tilbagekob-15 lingsmodstanden Rp og når sin maksimalværdi. Den krævede følsomhed opnås gennem tilbagekoblingsmodstanden Rp med den store modstandsværdi.

For at forstærkeren 1 ikke skal overstyres, skal forstærkningen A nedsættes ved styreforstærkeren 5. X dette 20 tilfælde sænkes den øvre grænsefrekvens for forstærkeren 1 således, at frekvensgangen ved modforvrængeren 2 modforvræn ges. Styreforstærkeren 6 med udgangsspændingen Us2 styrer herved modforvrængeren 2 over PIN-dioden PD1.

Claims (3)

1. Modtageforforstærker til modtagelse og til forstærkning af optiske signaler fra en optisk kommunikations- 5 overføringsstrækning, som indbefatter en forstærker (1) , foran hvilken er indkoblet en fotodiode (PPD) i spærreretningen som modtagediode og i serie med modtagedioden en PIN-diode (PD) i gennemgangsretningen, kendetegnet ved, at der foran forstærkeren (1) er indkoblet en 10 kondensator (Cl) og at der efter forstærkeren (1) er indkoblet en modforvrænger (2) og en spidsværdidetektor (4), hvilken spidsværdidetektor tilvejebringer en spændingsregistreringsværdi (Uist) til to styreforstærkere (5,6), som styrer forstærkeren (1) og modforvrængeren (2), og at for-15 stærkeren (1) er modkoblet over en modstand (RF).

2. Modtageforforstærker ifølge krav 1, kendetegnet ved, at modforvrængeren (2) er tilvejebragt med en PIN-diode (PD1) med en parallel forbundet kondensator (C3). 20

3. Modtageforforstærker ifølge krav 1 eller 2, k e n- detegnet ved, at en bufferkreds (3) til forhindring af tilbagekobling er forbundet efter modforvrængeren (2).