JPH0440025A - 光入力断検出回路 - Google Patents

光入力断検出回路

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JPH0440025A
JPH0440025A JP2145421A JP14542190A JPH0440025A JP H0440025 A JPH0440025 A JP H0440025A JP 2145421 A JP2145421 A JP 2145421A JP 14542190 A JP14542190 A JP 14542190A JP H0440025 A JPH0440025 A JP H0440025A
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JP
Japan
Prior art keywords
variable gain
level
apd
output
optical signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP2145421A
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English (en)
Inventor
Masaru Onishi
賢 大西
Hiroo Kitasagami
北相模 博夫
Kazuo Yamane
一雄 山根
Kazuhiro Suzuki
和裕 鈴木
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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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】 〔概 要〕 アバランシェ・フォトダイオード(APD)を用いて光
電変換を行い、且つ、該アバランシェ・フォトダイオー
ドの出力をAGC制御により増幅する光信号受信回路に
付設する光信号断検出回路に関し、 APDのショットノイズを増大させることなく安定に光
入力断を検出することができる光入力断検出回路を提供
することを目的とし、 光信号を入力して電気信号に変換するアバランシェ・フ
ォトダイオード(APD)と、前記アバランシェ・フォ
トダイオードに可変なバイアス電圧を供給するAPDバ
イアス供給手段と、利得可変であって、前記アバランシ
ェ・フォトダイオードから出力された電気信号を増幅す
る可変利得増幅手段と、前記可変利得増幅手段の出力の
ピークレベルを検出するピーク検出手段と、前記ピーク
検出手段にて検出されたピークレベルを所定のしきい値
と比較して、該ピークレベルと該しきい値との差に応じ
た制御量を出力する比較制御手段と、前記制御量が所定
の値を超えるか否かに応じて、前記可変利得増幅手段お
よび前記APDバイアス供給手段の一方を可変動作させ
、他方を固定するように切り換える制御切り換え手段と
、前記可変利得増幅手段の出力レベルが、高レベルと低
レベルとの中間の所定の範囲にあるか否かを検出するウ
ィンド手段と、高レベルと低レベルとの中間の所定の範
囲にあることが前記ウィンド手段にて検出された頻度を
検出する計数手段とを備えてなり、前記可変利得増幅手
段および前記APDバイアス供給手段における可変動作
は、それぞれ、前記制御量に応じて行われるように構成
する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アバランシェ・フォトダイオード(APD)
を用いて光電変換を行い、且つ、該アバランシェ・フォ
トダイオードの出力をAGC制御により増幅する光信号
受信回路に付設する光信号断検出回路に関する。
光通信においては、光信号を電気信号に変換する際にア
バランシェ・フォトダイオードが用いられている。さら
に、システム運用上、光信号入力の有無を判定すること
が必要である。しかしながら、アバランシェ・フォトダ
イオードの特性によって、従来の光信号受信回路におい
ては光信号入力断を検出することは困難であった。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕第5
図は、光信号受信回路の概略構成を示すものである。す
なわち、光信号受信回路はAPD部および電気信号増幅
部からなり、APD部においてはバイアス電圧を変化さ
せることにより利得を変化させ、電気信号増幅部もまた
、独立に利得可変となっている。一般に、光信号の強度
は一定ではないが、上記のAPD部および電気信号増幅
部における利得を適応的に変化させることにより、一定
振幅の電気信号を得る。
第6図は、従来の光信号受信回路内のAPD部および電
気信号増幅部における、光信号入力レベルと利得の関係
を示すものである。第6図に示されるように、従来の光
信号受信回路内においては、光信号の入力の低レベル側
においては、電気信号増幅部の利得は一定にしてAPD
部の利得(APDの増倍率)を制御することにより上記
の一定振幅の電気信号を得、光信号の人力の高レベル側
においては、APD部の利得(APDの増倍率)は一定
にして電気信号増幅部の利得を制御することにより上記
の一定振幅の電気信号を得る。
他方、光入力断の検出方法としては、従来、光入力信号
より再生されたタイミング成分の減少を検出する方法が
用いられていたが、タイミング回路が高ゲインになるた
め発振が生じ易く断検出が不安定になるという問題があ
った。そのため、電気信号増幅部の出力レベルが、高レ
ベルと低レベルとの中間の所定の範囲にあるか否かを検
出するウィンド識別回路を用いて断検出を行うことが考
えられている。例えば、PINダイオードを用いて光電
変換を行う場合は、光入力信号が断となると電気信号増
幅部の出力信号のレベル分布が高レベルおよび低レベル
においてピークを有しなくなり、高レベルと低レベルと
の中間の範囲にある頻度が大きくなるので、上記のウィ
ンド識別回路を用いる断検出方法が有効である。しかし
ながら、アバランシェ・フォトダイオードを用いて光電
変換を行う場合は、光信号の入力レベルが低(なると、
APDの増倍率が大きくなり、ショットノイズが増大す
るため、第7図に示されるように、光入力信号が断とな
っても電気信号増幅部の出力信号のレベル分布が高レベ
ルに集中するようになり、(第8図に示されるような、
正常な光信号入力時との比較において)高レベルと低レ
ベルとの中間の範囲にある頻度の増加は顕著でなくなる
という問題があった。
本発明は、上記の問題点に鑑み、なされたもので、AP
Dのショットノイズを増大させることなく安定に光入力
断を検出することができる光入力断検出回路を提供する
ことを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は本発明の基本構成図である。第1図において、
1はアバランシェ・フォトダイオード(APD) 、2
はAPDバイアス供給手段、3は可変利得増幅手段、4
はピーク検出手段、5は比較制御手段、6は制御切り換
え手段、7はウィンド手段、そして、8は計数手段であ
る。
アバランシェ・フォトダイオード(APD)1は、光信
号を入力して電気信号に変換する。
APDバイアス供給手段2は、前記アバランシェ・フォ
トダイオード1に可変なバイアス電圧を供給する。
可変利得増幅手段3は、利得可変であって、前記アバラ
ンシェ・フォトダイオード1から出力された電気信号を
増幅する。
ピーク検出手段4は、前記可変利得増幅手段3の出力の
ピークレベルを検出する。
比較制御手段5は、前記ピーク検出手段4にて検出され
たピークレベルを所定のしきい値と比較して、該ピーク
レベルと該しきい値との差に応じた制御量を出力する。
制御切り換え手段6は、前記制御量が所定の値を超える
か否かに応じて、前記可変利得増幅手段3および前記A
PDバイアス供給手段2の一方を可変動作させ、他方を
固定するように切り換える。
ウィンド手段7は、前記可変利得増幅手段3の出力レベ
ルが、高レベルと低レベルとの中間の所定の範囲にある
か否かを検出する。
計数手段8は、高レベルと低レベルとの中間の所定の範
囲にあることが前記ウィンド手段7にて検出された頻度
を検出する。
前記可変利得増幅手段3および前記APDバイアス供給
手段2における可変動作は、それぞれ、前記制御量に応
じて行われる。
〔作 用〕
本発明によれば、光信号入力レベルが低いときは、ピー
ク検出手段4の出力レベルと所定のしきい値との差が大
きいことにより、比較制御手段5から出力される制御量
は大きくなり、制御切り換え手段6は、APDバイアス
供給手段2の出力を固定して、可変利得増幅手段3を可
変動作させる。
可変利得増幅手段3は、上記の制御量に応じて利得を変
化させ、その出力のピークレベルを一定にするように制
御する。光信号入力レベルが高いときは、ピーク検出手
段4の出力レベルと所定のしきい値との差が小さいこと
により、比較制御手段5から出力される制御量は小さく
なり、制御切り換え手段6は、可変利得増幅手段3の出
力を固定して、APDバイアス供給手段2を可変動作さ
せる。APDバイアス供給手段2は、上記の制御量に応
じて出力バイアス電圧を変化させ、その出力のピークレ
ベルを一定にするように制御する。
こうして、光信号入力レベルが低いときには、APDへ
供給されるバイアス電圧は一定値に固定され、その増倍
率が異常に大きくなってショットノイズを増大させるこ
とはなくなる。
〔実施例〕
第2図は、本発明の実施例の構成を示す図である。
第2図において、11はAPD、12は前置増幅器、1
3は可変利得増幅器、14はDC/DCコンバータ、1
5,18.20および21は比較回路、16はピーク検
出回路、17はV A G。発生回路、19はV A 
P n制御回路、22および23はDフリップフロップ
回路、24はAND回路、25はカウンタ、そして、2
6はタイマである。
光信号はAPDIIにて電気信号に変換され、前置増幅
器12において増幅された後、可変利得増幅器13にて
増幅されて第4の回路およびタイミング抽出回路へ供給
される。
APDIIのバイアス電圧は、vapn制御回路19が
出力する制御電圧に応じてDC/DCC/式−タ14か
ら供給される。また、可変利得増幅器13の利得は、V
AGc発生回路17が発生する制御電圧に従って変化さ
せられる。
ピーク検出回路16は、可変利得増幅器13の出力のピ
ークレベルを検出し、検出されたピークレベルは、比較
回路18において基準電圧V^と比較され、比較回路1
8は、上記の検出されたピークレベルと基準電圧VAと
の差に応じた制御電圧を発生する。比較回路18の出力
は、V A G C発生回路17およびVAPD制御回
路19に供給される。VAo。発生回路17およびVA
Pf1制御回路19は、それぞれの可変動作時において
は、比較回路18の出力する制御電圧に応じた制御信号
を、可変利得増幅器13およびDC/DCC/式−タ1
4に供給する。
比較回路15は、上記のV A r、c発生回路17の
出力レベルを基準電圧VBと比較し、■AGc発生回路
17の出力レベルが基準電圧v!1以下のときは、VA
pn制御回路19の出力を固定してVAGC発生回路1
7を可変動作させる。また、vA、、。発生回路17の
出力レベルが基準電圧V、を超えるときは、V A G
 C発生回路17の出力を固定してvApn制御回路1
9を可変動作させる。
上記のような切り換え動作によるAPDIIおよび可変
利得増幅器13におけるゲインの制御の様子は第3図に
示されている。すなわち、光信号入力レベルが低いとき
は、ピーク検出回路16の出力レベルと基準電圧VAと
の差が大きいことにより、比較回路18から出力される
制御電圧は大きくなり、比較回路15の出力は、v A
p o制御回路19の出力を固定して、V A G C
発生回路17を可変動作させる。可変利得増幅器13は
、上記のV A g c発生回路17の出力に応じて利
得を変化させ、その出力のピークレベルを一定にするよ
うに制御する。光信号入力レベルが高いときは、ピーク
検出回路16の出力レベルと基準電圧■^との差が小さ
いことにより、比較回路18から出力される制御電圧は
小さくなり、比較回路15の出力は、VAG。発生回路
17の出力を固定して、VAP、制御回路19を可変動
作させる。DC/DCC/式−タ14は、上記のVAP
11制御回路19の出力に応じてAPDI 1に供給す
るバイアス電圧を変化させ、APDIIの増倍率を変化
させて、その出力のピークレベルを一定にするように制
御する。
こうして、光信号人力レベルが低いときには、APDへ
供給されるバイアス電圧は一定値に固定され、その増倍
率が異常に大きくなってショットノイズを増大させるこ
とはなくなる。したがって、上記の構成において光入力
信号が断となると、可変利得増幅器13の出力信号レベ
ルの分布は、第4図に示されるようになり、(第8図に
示されるような正常な光信号入力時との比較において)
高レベルと低レベルとの中間の範囲にある頻度の増加は
顕著になる。
第2図の比較回路20は、上記の可変利得増幅器13の
出力信号を、高レベルと低レベルとの中間のレベルに等
しいVthより所定の幅Δだけ高い基準電圧V、h+Δ
(第4図参照)と比較し、可変利得増幅器13の出力信
号が基準電圧Vい+Δより低いときに“1”、高いとき
には“0”を出力する。他方、比較回路21は、上記の
可変利得増幅器13の出力信号を、高レベルと低レベル
との中間のレベルに等しいV、hより所定の幅Δだけ低
い基準電圧Vth−Δ(第4図参照)と比較し、可変利
得増幅器13の出力信号が基準電圧V z h−Δより
高いときに“1″、低いときには“0”を出力する。比
較回路20および21の出力は、各サイクル毎に、それ
ぞれ、Dフリップフロン1回路22および23にラッチ
され、該Dフリップフロップ回路22および23の出力
はAND回路24において論理積をとられ、カウンタ2
5はAND回路24が“1”であるサイクル数を、タイ
マ26に設定された所定の時間カウントする。こうして
、可変利得増幅器13の出力信号が、高レベルと低レベ
ルとの中間の電圧Vth−ΔからVth+Δのとなる頻
度が検出される。カウンタ25において上8己の所定の
時間における計数が所定の値を超えたときには、信号断
信号を出力する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、APDのショットノイズを増大させる
ことなく安定に光入力断を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基本構成図、 第2図は本発明の実施例の構成図、 第3図は、本発明の光信号受信回路内のAPDおよび電
気信号増幅回路における、光信号入力レベルと利得の関
係を示す図、 第4図は、本発明の光信号受信回路における光入力断時
の出力信号レベルの分布を示す図、第5図は、光信号受
信回路の概略構成を示す図、第6図は、従来の光信号受
信回路内のAPD部および電気信号増幅部における、光
信号入力レベルと利得の関係を示す図、 第7図は、従来のAPDを用いたAGC制御光信号受信
回路における光入力断時の出力信号レベルの分布を示す
図、そして、 第8図は、従来のAPDを用いたAGC制御光信号受信
回路における光信号正常入力時の出力信号レベルの分布
を示す図である。 〔符号の説明〕 1・・・アバランシェ・フォトダイオード(APD)、
2・・・APDバイアス供給手段、3・・・可変利得増
幅手段、4・・・ピーク検出手段、5・・・比較制御手
段、6・・・制御切り換え手段、7・・・ウィンド手段
、訃・・計数手段、11・・・APD、12・・−・前
置増幅器、13・・・可変利得増幅器、14・・・DC
/DCコンバータ、15.18,20.21・・・比較
回路、16・・・ピーク検出回路、17・・・V A 
G (発生回路、19・・・V A P D制御回路、
22.23・・・Dフリップフロップ回路、24・・・
AND回路、25・・・カウンタ、26・・・タイマ。 ゲイン 第 図 第 図 光信号入力断の際の出力信号レベル分布を示す図第 図 正常な光信号入力時の出力信号レベル分布を示す図第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 光信号を入力して電気信号に変換するアバランシェ・フ
    ォトダイオード(APD)(1)と、前記アバランシェ
    ・フォトダイオード(1)に可変なバイアス電圧を供給
    するAPDバイアス供給手段(2)と、 利得可変であって、前記アバランシェ・フォトダイオー
    ド(1)から出力された電気信号を増幅する可変利得増
    幅手段(3)と、 前記可変利得増幅手段(3)の出力のピークレベルを検
    出するピーク検出手段(4)と、 前記ピーク検出手段(4)にて検出されたピークレベル
    を所定のしきい値と比較して、該ピークレベルと該しき
    い値との差に応じた制御量を出力する比較制御手段(5
    )と、 前記制御量が所定の値を超えるか否かに応じて、前記可
    変利得増幅手段(3)および前記APDバイアス供給手
    段(2)の一方を可変動作させ、他方を固定するように
    切り換える制御切り換え手段(6)と、 前記可変利得増幅手段(3)の出力レベルが、高レベル
    と低レベルとの中間の所定の範囲にあるか否かを検出す
    るウインド手段(7)と、 高レベルと低レベルとの中間の所定の範囲にあることが
    前記ウインド手段(7)にて検出された頻度を検出する
    計数手段(8)とを備えてなり、前記可変利得増幅手段
    (3)および前記APDバイアス供給手段(2)におけ
    る可変動作は、それぞれ、前記制御量に応じて行われる
    ことを特徴とする光入力断検出回路。
JP2145421A 1990-06-05 1990-06-05 光入力断検出回路 Pending JPH0440025A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6190339B1 (en) 1996-08-26 2001-02-20 Matsushita Electric Works, Ltd. Massage device
JP2009296336A (ja) * 2008-06-05 2009-12-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光受信装置、遠隔監視装置および遠隔監視プログラム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6190339B1 (en) 1996-08-26 2001-02-20 Matsushita Electric Works, Ltd. Massage device
JP2009296336A (ja) * 2008-06-05 2009-12-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光受信装置、遠隔監視装置および遠隔監視プログラム

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