JPH04137832A - 光受信回路 - Google Patents

光受信回路

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JPH04137832A
JPH04137832A JP2257205A JP25720590A JPH04137832A JP H04137832 A JPH04137832 A JP H04137832A JP 2257205 A JP2257205 A JP 2257205A JP 25720590 A JP25720590 A JP 25720590A JP H04137832 A JPH04137832 A JP H04137832A
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bias voltage
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畠山 眞
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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〕 本発明は光通信方式に用いられる光受信回路に係り、特
に自動利得制御手段を有する光受信回路に関する。
〔従来の技術〕
近年、光を用いて情報を伝達する光通信方式が実用化さ
れている。この光通信方式に用いられる光受信回路では
、伝送路におけるレベル変動や受光器の利得変動等によ
る信号レベルの変動を抑えるために、自動利得制御手段
が設けられている。
ここで、第3図を用いて従来の光受信回路の一例を説明
する。この光受信回路は、光入力信号34を電気信号2
8に変換するAPD (アバランシェフォトダイオード
)を用いた受光器2Iと、この受光器21にバイアス電
圧33を供給する高電圧回路(以下、HV回路と記す。
)27と、受光器21からの電気信号28を順次増幅す
る前置増幅器22、AGC増幅器23および主増幅器2
4を備えている。光受信回路は、さらに、主増幅器24
の出力信号29のピーク値を検出するピーク値検出回路
25と、このピーク値検出回路25の出力信号30を入
力して、AGC増幅器23の利得を制御するためのAG
C制御信号31およびHV回路27の出力電圧を制御す
るたtのHV制御信号32を出力するAGC制御回路2
6とを備えている。なお、前記HV回路27は、例えば
DC/DCコンバータで構成されている。
次に、この光受信回路の動作を簡単に説明する。
光入力信号34は、受光器21により電気信号28に変
換され、この信号28は、順次、前置増幅器22、AG
C増幅器23、主増幅器24により増幅され、主増幅器
出力信号29となる。この主増幅器出力信号29はピー
ク値検出回路25に入力される。ピーク値検出回路25
は、入力した主増幅器出力信号29をAGC制御回路2
6へ出力する。AGC制御回路26は、ピーク値検出回
路出力信号30に応じてAGC制御信号31とHV制御
信号32とを出力し、この各信号によってそれぞれ、A
GC増幅器23の利得とHV回路27の出力電圧を制御
している。HV回路27は、受光器21にバイアス電圧
33を供給し、受光器21の利得(増倍度M〉を制御し
ている。
このように、第3図に示した光受信回路では、入力され
る光入力信号34のレベルによらず主増幅器出力信号2
9の出力振幅が一定となるようにする自動利得制御手段
として、AGC増幅器23の利得を変化させる電気AG
Cと、受光器21の利得(増倍度M)を変化させるフル
(Full)AGCとが構成されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、受光器21としてAPDを用いた従来の
光受信回路では、入力される光入力信号34のレベルが
大きくなった場合、フルAGCの動作のために受光器2
1のバイアス電圧が小さくなって、受光器21の利得(
増倍度M)が小さくなり、受光器2Iの応答速度が劣化
し出力波形が劣化するという問題点がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、受光器
の応答速度の劣化を防止して出力波形の劣下を防止でき
るようにした光受信回路を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の光受信回路は、入力される光信号を電気信号に
変換すると共にバイアス電圧に応じて利得が変化する受
光器と、可変利得増幅器を含み前記受光器からの信号を
増幅する増幅手段と、この増幅手段の出力に基づいて前
記可変利得増幅器の利得を制御する第1の自動利得制御
手段と、前記増幅手段に基づいて前記バイアス電圧を制
御する第2の自動利得制御手段と、前記増幅手段の出力
波形の劣化を検出する検出手段と、この検出手段の出力
に応じて、前記第2の自動利得制御手段による制御を制
限する制限手段とを備えたものである。
本発明では、例えば、前記第2の自動利得手段は、入力
される制御信号に応じて変化するバイアス電圧を前記受
光器に供給するバイアス電圧供給手段と、前記増幅手段
の出力に基づく第1の制御信号を生成する手段とを含み
、前記検出手段は、前記増幅手段の出力波形の立ち上が
り時間と立ち下がり時間との少なくとも一方に対応する
第2の制御信号を生成する手段を含み、前記制限手段は
、前記第1の制御信号と前記第2の制御信号の一方を選
択して前記バイアス電圧供給手段に出力する選択手段を
含む。
また前記検出手段は、例えば、前記増幅手段の出力を微
分する微分回路と、前記微分回路の出力のパルス幅を検
出し、検出したパルス幅に応じた前記第2の制御信号を
出力するパルス幅検出回路とを含む。
本発明の光受信回路では、入力された光信号は受光器に
よって電気信号に変換され、可変利得増幅器を含む増幅
手段によって増幅される。増幅手段の出力レベルの安定
化のために、第1の自動利得制御手段によって可変利得
増幅器の利得が制御されると共に、第2の自動利得制御
手段によって受光器のバイアス電圧が制御される。また
、検出手段によって、増幅手段の出力波形の劣化が検出
され、この検出手段の出力に応じて、第2の自動利得制
御手段による制御が制限される。
前記検出手段は、増幅手段の出力波形の劣化を、例えば
、増幅手段の出力波形の立ち上がり時間と立ち下がり時
間との少なくとも一方から検出し、この時間に対応する
第2の制御信号を生成する。
制限手段は、増幅手段の出力に基づく第1の制御信号と
前記第2の制御信号の一方を選択して、バイアス電圧供
給手段に供給することによって、第2の自動利得制御手
段による制御を制限する。
増幅手段の出力波形の立ち上がり時間と立ち下がり時間
は、例えば、微分回路で増幅手段の出力を微分し、パル
ス幅検出回路で前記微分回路の出力のパルス幅を検出す
ることにより求められる。
〔実施例〕
次に、図面を参照して本発明の実施例について説明する
第1図および第2図は本発明の一実施例に係り、第1図
は光受信回路の構成を示すブロック図、第2図は光受信
回路の動作を説明するための波形図である。
第1図に示すように、本実施例の光受信回路は、光入力
信号20を電気信号に変換するAPDを用いた受光器1
と入力されるHV制御信号16によって変化するバイア
ス電圧17を受光器1に供給するHV回路8と、受光器
1からの電気信号第1を順次増幅する前置増幅器2、可
変利得増幅器としてのAGC増幅器3、および主増幅器
4を備えている。なお、前記HV回路8は、例えばDC
/DCC/式−タで構成されている。
本実施例の光受信回路は、主増幅器4の出力レベルの安
定化のための第1の自動利得制御手段として、主増幅器
4の出力信号12のピーク値を検出するピーク値検出回
路5と、このピーク値検出回路5の出力信号13を入力
して、AGC増幅器3の利得を制御するためのAGC制
御信号14およびHV回路8の出力電圧を制御するため
の第1の制御信号としてのHV制御信号15を出力する
AGC制御回路6とを備えている。また、前記HV制御
信号15をHV回路8に入力させることにより、主増幅
器4の出力レベルの安定化のための第2の自動利得制御
手段が構成されている。また、本実施例の光受信回路は
、波形劣化検出手段として、主増幅器4の出力12を微
分する微分回路9と、この微分回路9の出力18のパル
ス幅を検出し、このパルス幅に応じた第2の制御信号と
してのHV制御信号19を出力するパルス幅検出回路1
0とを備え、制限手段として、HV制御信号15とHV
制御信号19の一方を選択してHV制御信号16として
HV回路8に出力するスイッチ回路7を備えている。ス
イッチ回路7は、HV制御信号15とHV制御信号19
のうち、バイアス電圧17が大きくなる方のHV制御信
号を選択するようになっている。このスイッチ回路7は
、例えば、HV制御信号15とHV制御信号19を入力
するコンパレータと、このコンパレータの出力によって
切換えが制御され、HV制御信号15とHV制御信号1
9の一方を選択して出力するスイッチとで構成すること
ができる。また、パルス幅検出回路10が出力するHV
制御信号、19は、パルス幅が所定値以上の場合には、
AGC制御回路6からのHV制御信号15に対応するバ
イアス電圧よりも大きなバイアス電圧を発生させる値に
設定されている。
次に本実施例の動作について説明する。
光入力信号20は、受光器1により電気信号工1に変換
され、この信号第1は、順次、前蓋増幅器2、AGC増
幅器3、主増幅器4により増幅され、主増幅器出力信号
12となる。この主増幅器出力信号12は、ピーク値検
出回路5と微分回路9に入力される。ピーク値検出回路
5は、主増幅器出力信号12の波形振幅に応じて、ピー
ク値検出回路出力信号13を出力し、AGC制御回路6
へ入力する。このAGC制御回路6は、ピーク値検出回
路出力信号13に応じて、AGC制御信号14とHV 
ilJ御信号15とを出力する。AGC制御信号14は
、AGC増幅器3の利得を制御する。
また、HV制御信号15は、スイッチ回路7の一方の入
力端に入力される。
一方、微分回路9は、入力された主増幅器出力信号12
を微分し、出力信号18をパルス幅検出回路10に入力
させる。パルス幅検出回路10は、入力された微分回路
出力信号18のパルス幅を検出し、このパルス幅に応じ
たHV制御信号19を出力する。このHV制御信号19
は、スイッチ回路7の他方の入力端に人力される。この
スイッチ回路7は、HV制御信号15とHV制御信号1
9のうち、バイアス電圧17が大きくなる方を選択して
、HV制御信号16としてHV回路8に出力する。HV
回路8は、入力されたHV制御信号16に応じたバイア
ス電圧17を、受光器lに供給し、その利得(増倍度M
)を制御する。
このように、本実施例の光受信回路では、先人力信号2
0のレベルによらず主増幅器出力12の出力振幅が一定
となるように、AGC増幅器3の利得を変化させる第1
の自動利得制御手段としての電気AGCと、受光器1の
利得(増倍度M)を変化させる第2の自動利得制御手段
としてのフル(Fu 第1)AGCとが構成されている
さらに、本実施例の光受信回路は、先人力信号21のレ
ベルが大きい場合にバイアス電圧17が小さくなり主増
幅器出力信号12の波形が劣化することを防止する機能
、具体的には、主増幅器出力信号12の立ち上がり時間
(tr)および立ち下がり時間(tf)を一定値以下と
する波形劣化防止機能を有している。この機能について
、第2図を参照して説明する。
第2図(a)は主増幅器出力信号12の正常時$よび劣
化時の波形を示し、第2図(b)は微分回路出カニ8の
正常時および劣化時の波形を示している。なお、各図に
おいて、実線は正常時を示し、破線は劣化時を示す。第
2図(a)に示すように、APDを用いた受光器1は、
バイアス電圧17が小さくなると、応答速度が劣化し、
主増幅器出力信号12が劣化する。すなわち、主増幅器
出力信号12の立ち上がり時間(1,)および立ち下が
り時間(tf)が長くなる。この主増幅器出力信号12
を微分した微分回路9の出力18の波形のうち、主増幅
器出力信号12の立ち上がり時に発生するパルスの幅(
正常時1+、  劣化時t1°)は、主増幅器出力信号
12の立ち上がり時間(tl)に対応し、主増幅器出力
信号12の立ち下がり時に発生するパルスのIi(正常
時t2.劣化時t2°)は、主増幅器出力信号12の立
ち下がり時間(tf)に対応している。従って、主増幅
器出力信号12の劣化時には、微分回路出力信号18の
パルス幅t、’ 、 t、’が大きくなるため、このパ
ルス幅を監視することにより受光器1の応答速度の劣化
を検出することができる。前記パルス幅を検出するパル
ス幅検出回路10は、検出したパルス幅に応じたHV制
御信号19を出力する。主増幅器出力信号12の劣化時
には、HV制御信号19に対応するバイアス電圧がHV
制御信号15に対応するバイアス電圧よりも大きくなる
ので、スイッチ回路7によってHV制御信号19が選択
され、これがHV制御信号16としてHV回路8に出力
される。これにより、バイアス電圧17が、主増幅器出
力信号12に基づ< AGC作動時に比べて大きくなり
、受光器1の利得く増倍度M)が上がり応答速度が改善
される。
このように、本実施例によれば、受光器1の応答速度の
劣化を防止して、主増幅器出力信号12の波形の劣化を
防止することができる。
なお、本発明は、上記実施例に限定されず、例えば、主
増幅器出力信号12の立ち上がり時間と立ち下がり時間
の一方を検出して波形の劣化を検出するようにしても良
い。
また、主増幅器出力信号12の波形の劣化の程度に応じ
た補正信号をHV制御信号15に加算するようにしても
良い。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明の光受信回路によれば、例え
ば増幅手段の出力波形の立ち上がり時間と立ち下がり時
間との少なくとも一方から増幅手段の出力波形の劣化を
検出し、この検出出力に応じて、受光器のバイアス電圧
を制御する自動利得制御手段の制御を制限するようにし
たので、受光器の応答速度の劣化を防止して、増幅手段
の出力波形の劣化を防止することができるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明の一実施例に係り、第1図
は光受信回路の構成を示すブロック図、第2図(a)(
b)はそれぞれ光受信回路の動作を説明するための波形
図、第3図は従来の光受信回路の構成を示すブロック図
である。 1・・・受光器、2・・・前置増幅器、3・・・ AC
,C増幅器、4・・・主増幅器、5・・・ ピーク値検
出回路、 6・・・ AGC制御回路、7・・・スイッチ回路、8
・・・ HV回路、9・・・微分回路、10・・・パル
ス幅検出回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、入力される光信号を電気信号に変換すると共にバイ
    アス電圧に応じて利得が変化する受光器と、 可変利得増幅器を含み前記受光器からの信号を増幅する
    増幅手段と、 この増幅手段の出力に基づいて前記可変利得増幅器の利
    得を制御する第1の自動利得制御手段と、前記増幅手段
    に基づいて前記バイアス電圧を制御する第2の自動利得
    制御手段と、 前記増幅手段の出力波形の劣化を検出する検出手段と、 この検出手段の出力に応じて、前記第2の自動利得制御
    手段による制御を制限する制限手段とを備えたことを特
    徴とする光受信回路。 2、前記第2の自動利得手段は、入力される制御信号に
    応じて変化するバイアス電圧を前記受光器に供給するバ
    イアス電圧供給手段と、前記増幅手段の出力に基づく第
    1の制御信号を生成する手段とを含み、前記検出手段は
    、前記増幅手段の出力波形の立ち上がり時間と立ち下が
    り時間との少なくとも一方に対応する第2の制御信号を
    生成する手段を含み、前記制限手段は、前記第1の制御
    信号と前記第2の制御信号の一方を選択して前記バイア
    ス電圧供給手段に出力する選択手段を含むことを特徴と
    する請求項1記載の光受信回路。3、前記検出手段は、
    前記増幅手段の出力を微分する微分回路と、前記微分回
    路の出力のパルス幅を検出し、検出したパルス幅に応じ
    た前記第2の制御信号を出力するパルス幅検出回路とを
    含むことを特徴とする請求項2記載の光受信回路。
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JPS62109439A (ja) * 1985-11-07 1987-05-20 Fujitsu Ltd 光受信器の自動利得制御回路

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