JPH0235831A - 光受信増幅回路 - 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〕 本発明は光伝送系において光信号を電気信号に変換する
光電変換素子を受光素子として用いる光受信増幅回路に
関し、特にメイ／のディジタル信号に低周波成分の副信
号を光の強度変ｖ４（ＰＡＭ）をすることにより転送す
る副信号重畳方式における光受信回路に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来、この種の回路は、光電変換素子としてアバランシ
ェフォトダイオード（以下、ＡＰＤ）を用い、このＡＰ
Ｄの出力を可変利得調整する可変利得増幅器と、その利
得を制御する自動利得制御回路と、ＡＰＤを制御するた
めのＤ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータを備え、光入力レベルが
小さい場合にはＡＰＤの増倍率Ｍを・変化させ、光入力
レベルの高い場合は可変利得増幅器の利得を変化させる
ことにより、光出力電力を一定にしようとするものであ
る。ここで、光入力レベルが小さい場合にはＡＰＤの増
倍率Ｍが大きくなシ、この時、ＡＰＤが発生する量子雑
音も大きくなシ、第３図に示すようなスペクトラムとな
る。

ただし、第３図においては、メインデータ（ビットレイ
）　：ｆ（１）に低周波の副信号を振幅変調していして
いる九め、低周波帯域にその成分が存在する。しかして
、この周波数成分を低域ろ波器にて抽出すれば、副信号
の有無を副信号検出回路で検出することが可能である。

このとき、光入力信号が断となった場合、その電気出力
は第４図に示すようなスペクトラムとなり、ＡＰＤの増
倍率Ｍが最小受光レベル時に対し１０倍以上大きくなる
ことＫよυ、ＡＰＤから発する量子雑音も大きくな９、
前記低減ろ波器の出力に現われる雑音は、通常時の副信
号のレベルとの差が少なくなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、上述した従来の光受信回路においては、光
入力断時ＡＰＤＯ増倍率Ｍが大きくなるため、ＡＰＤか
らの量子雑音が増倍率Ｍにほぼ比例して増加する。この
ため、雑音レベルが通常の副信号レベルとほとんど差が
なくなシ、副信号検出回路での検出が困難となってくる
。そのため、温度変動により雑音レベル、副信号レベル
が変動した、９、ＡＰＤのばらつきによりその雑音レベ
ルが変動したシするため、副信号検出回路に温度補償回
路をもうけたシ、あるいはＡＰＤのばらつきを補償する
ための調整回路等が必要となシ、その検出はきわめて複
雑な回路になるという問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

このような問題点を解決するため、本発明の光受信増幅
回路は、光信号を電気信号に変換しかつバイアス電圧の
制御により増倍率が変わる光電変換素子と、該光電変換
素子の出力を自動的に可変利得調整する可変利得増幅器
と、該可変利得増幅器の出力を検出しておる基準電圧と
比較し、その可変利得増幅器の利得を制御する自動利得
制御回路と、前記光電変換素子を制御する高圧の制御回
路を含み、光入力断時に前記可変利得増幅器の出力より
抽出するクロック断検出回路の制御により前記高圧制御
回路から前記光電変換素子に与える電圧を光入力断直前
の制御電圧になるように前記自動利得制御回路と高圧制
御回路の間にアナログ記憶器を備え、前記光電変換素子
の増倍度を一定に制御するようにしたものである。

〔作用〕

したがって、本発明においては、光入力断の時でも副信
号とＡＰＤなどの光電変換素子から発生する雑音とのレ
ベル差を十分にとることが可能になる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は本発明による光受信増幅回路の一実施例を示す
プｐツク図である。同図において、１は光入力信号ＩＮ
を受光する受光素子としてのＡＰＤ１２はそのＡＰＤｌ
の出力の電気信号を増幅する前置増幅器、３は外部制御
回路にて利得を自動的に可変する可変利得増幅器、４は
この可変利得増幅器３の出力のピーク値を検出するピー
ク値検出器、５はこのピーク値検出器４のピーク信号検
出出力と基準電圧とを比較しその差電圧を増幅してその
出力により前記可変利得増幅器３の利得を制御する自動
利得制御回路であり、これは直流増幅器からなる。６は
この利得制御回路５の出力を保持するアナログ記憶器で
あシ、この記憶器６は、例えば電界効果トランジスタ（
ＦＥＴ）とコンデンサとの組合わせＫよる回路から構成
されている。また、ＴはＡＰＤＩに高圧のバイアス電圧
を加えてその増倍率Ｍを制御する高圧制御回路としての
Ｄ　Ｃ／Ｄ　Ｃコンバータでアシ、自動利得制御回路５
の出力をアナログ記憶器６を介してＤＣ／ＤＣコンバー
タＴに入力することにより、このコンバータＴによりＡ
ＰＤ１の逆バイアス電圧として必要な１００Ｖ程度の電
圧へ変換してＡＰＤｌの増倍率Ｍを変化させ電気出力信
号ＯＵＴが一定になるように制御されるものとなってい
る。そして、光入力信号ＩＮが断となった時、可変利得
増幅器３の出力により抽出するクロック断検出回路１０
の制御により、ＤＣ／ＤＣコンバータＴからＡＰＤＩに
与える電圧がその光入力断直前の制御電圧になるように
なされている。

さらに、可変利得増幅器３の出力のうち低周波の副信号
を低域ろ波器８を通して副信号検出回路９にて検出する
ものとなっている。なお、第１図中、１１は光入力端子
、１２は電気出力端子である。

上記実施例構成の光受信増幅回路において、光入力信号
ＩＮが供給される通常時は、利得制御回路５の出力に基
づき可変利得増幅器３の利得を制御することにより、従
来と同様に光出力電力を一定に保つように動作を行なう
。一方、光入力信号ＩＮが断となった時、電力出力信号
ＯＵＴには、ＡＰＤｌ　、前置増幅器２．可変利得増幅
器３か醪生ずる雑音のみが出力する。この時、メインデ
ータのクロックを検出しているクロック断検出回路１０
の出力は、アナログ記憶器６に与えることにより、Ｄ　
Ｃ７０Ｃコンバータ１の出力には光入力が断となる直前
の電圧がＡＰＤｌへ与えるよう制御し、ＡＰＤｌの増倍
率Ｍをあらかじめ定められた増倍率の範囲以上になら々
いよう制御する。このため、光入力信号断のとき、電気
出力信号ＯＵＴの雑音レベルは、第２図に示すように最
小受光レベル時の雑音レベルに対し数ｄＢＬかアップせ
ず、低域ろ波器８を通して得られる副信号は、副信号検
出回路９にて容易にその有無を識別することが可能とな
る。

なお、光電変換素子としてはＡＰＤに限らず、それと同
等の機能をもつ素子を用いることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、光入力断の時で
も副信号とＡＰＤなどの光電変換素子から発生する雑音
とのレベル差を十分とることができるため、副信号検出
回路のみが他のユニットで構成される場合でも光電変換
素子のばらつきによる雑音レベルの違いによる副信号検
出回路のスレッショルドの調整は不要となシ、ユニット
の組み合わせに関係なく完全な動作をすることができる
。

これによ如、調整工数の簡素化を計り、捷た、部品点数
の少ない総合的に経済的なシステムを構成することが可
能となる。

ま九、光入力信号が復旧し断となる直前の光入力信号と
なった場合、ＡＰＤなどの光電変換素子の増倍率Ｍは光
入力信号が断となる直前の増倍率を保持していることに
より、前置増幅器及び可変利得増幅器には光入力断直前
の電気信号レベルが入力され、短時間に正常な電気信号
が出力可能となる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
上記実施例において得られる光入力断時の電気出力のス
ペクトラムを示す図、第３図は通常時における電気出力
のスペクトラムを示す図、第４図は従来回路におけ３光
入力断時の電気出力のスペクトラムを示す図である。 １・・・・受光素子（ＡＰＤ）、２・・・・前置増幅器
、３・・・自可変利得増幅器、４＃・・・ピーク値検出
器、５・・・・自動利得制御回路、６・・・・アナログ
記憶器、７拳・・−ＤＣ／ＤＣコンバータ、８・・・・
低域ろ波器、９会・・・副信号検出回路、１０・・・・
クロック断検出回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光信号を電気信号に変換しかつバイアス電圧の制御によ
   り増倍率が変わる光電変換素子と、該光電変換素子の出
   力を自動的に可変利得調整する可変利得増幅器と、該可
   変利得増幅器の出力を検出してある基準電圧と比較し、
   その可変利得増幅器の利得を制御する自動利得制御回路
   と、前記光電変換素子を制御する高圧の制御回路を含み
   、光入力断時に前記可変利得増幅器の出力より抽出する
   クロック断検出回路の制御により前記高圧制御回路から
   前記光電変換素子に与える電圧を光入力断直前の制御電
   圧になるように前記自動利得制御回路と高圧制御回路の
   間にアナログ記憶器を備え、前記光電変換素子の増倍度
   を一定に制御するようにしたことを特徴とする光受信増
   幅回路。