JPH06216854A - 光受信回路 - Google Patents
光受信回路Info
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- JPH06216854A JPH06216854A JP5003881A JP388193A JPH06216854A JP H06216854 A JPH06216854 A JP H06216854A JP 5003881 A JP5003881 A JP 5003881A JP 388193 A JP388193 A JP 388193A JP H06216854 A JPH06216854 A JP H06216854A
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- Japan
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- output
- transistor
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- preamplifier
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Abstract
(57)【要約】
【構成】差動回路からなる波形整形回路１０１の一方に
前置増幅回路１００の出力を接続し、他に一方にダミー
回路となる前置増幅回路１００と同一の回路構成を接続
すると共に、前置増幅回路１００の出力振幅の１／２を
ダミー回路の出力レベルに重畳させることにより達成さ
れる。 【効果】複数の受信回路で光受信電力がばらつき、かつ
伝送距離の変化により光受信電力が変化しても、各受信
回路に応じた基準電圧を簡単な回路構成で発生させるこ
とができ、装置の小型化，低電力化が可能となる。
前置増幅回路１００の出力を接続し、他に一方にダミー
回路となる前置増幅回路１００と同一の回路構成を接続
すると共に、前置増幅回路１００の出力振幅の１／２を
ダミー回路の出力レベルに重畳させることにより達成さ
れる。 【効果】複数の受信回路で光受信電力がばらつき、かつ
伝送距離の変化により光受信電力が変化しても、各受信
回路に応じた基準電圧を簡単な回路構成で発生させるこ
とができ、装置の小型化，低電力化が可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数本の光ファイバに
より伝送された光信号を電気信号に変換するための光受
信回路に関する。
より伝送された光信号を電気信号に変換するための光受
信回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】光信号を電気信号に変換する光受信回路
は、入力光信号を電気信号に変換するための受光素子
と、変換された電気信号を増幅するための前置増幅回
路、さらに、前置増幅回路の出力信号を受け、波形整形
するための波形整形回路から構成されるのが一般的であ
る。
は、入力光信号を電気信号に変換するための受光素子
と、変換された電気信号を増幅するための前置増幅回
路、さらに、前置増幅回路の出力信号を受け、波形整形
するための波形整形回路から構成されるのが一般的であ
る。
【０００３】この中で波形整形回路については、差動回
路により構成されるのが一般的であり、基準電圧を差動
回路の一方に接続し、前置増幅回路の出力を他方に接続
することで基準電圧レベルに対して高レベルかあるいは
低レベルかにより、レベル判定をし、波形整形を行う。
光信号を伝送する場合、ファイバの距離により、光受信
電力が変化し、その結果、前置増幅回路の出力振幅も変
化することになる。従って、パルス幅歪を低減し、正常
な波形整形動作を行うためには、基準電圧も光受信電力
に応じて変化させる必要がある。
路により構成されるのが一般的であり、基準電圧を差動
回路の一方に接続し、前置増幅回路の出力を他方に接続
することで基準電圧レベルに対して高レベルかあるいは
低レベルかにより、レベル判定をし、波形整形を行う。
光信号を伝送する場合、ファイバの距離により、光受信
電力が変化し、その結果、前置増幅回路の出力振幅も変
化することになる。従って、パルス幅歪を低減し、正常
な波形整形動作を行うためには、基準電圧も光受信電力
に応じて変化させる必要がある。
【０００４】しかし、基準電圧を光受信電力に応じて変
化させるためには、時間を要するため、信号送出直後で
は基準電圧が信号レベルに対して最適値とはならず、パ
ルス幅歪を発生させることになる。多チャネルの光伝送
を行う場合、クロック信号も同時に並送されるため、ク
ロック信号のデューティ比が５０％であることを利用
し、前置増幅回路の出力振幅の１／２のレベルを発生さ
せ、他の複数の受信回路に基準信号として供給すること
で信号送出直後から、基準電圧を最適値とする方法が特
開平3−13036号公報に記載されている。
化させるためには、時間を要するため、信号送出直後で
は基準電圧が信号レベルに対して最適値とはならず、パ
ルス幅歪を発生させることになる。多チャネルの光伝送
を行う場合、クロック信号も同時に並送されるため、ク
ロック信号のデューティ比が５０％であることを利用
し、前置増幅回路の出力振幅の１／２のレベルを発生さ
せ、他の複数の受信回路に基準信号として供給すること
で信号送出直後から、基準電圧を最適値とする方法が特
開平3−13036号公報に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は複数の
光受信回路における前置増幅回路の出力信号振幅が全て
等しい事を前提としている。しかし、実際には、各受信
回路で光結合の状況が異なることによる光受信電力のば
らつき、さらには、受信回路自体のばらつきが加わるた
め、各受信回路共通に同一の基準信号を用いることは困
難である。
光受信回路における前置増幅回路の出力信号振幅が全て
等しい事を前提としている。しかし、実際には、各受信
回路で光結合の状況が異なることによる光受信電力のば
らつき、さらには、受信回路自体のばらつきが加わるた
め、各受信回路共通に同一の基準信号を用いることは困
難である。
【０００６】また、他の実施例として、各受信回路にし
きい値設定回路を設け、クロック信号より発生するレベ
ルを初期値とすることで、各受信回路ごとに基準電圧レ
ベルを最適化すると共に、基準電圧の最適化に要する時
間を短縮する方法も示されているが、各受信回路におけ
るしきい値設定回路については、その内容が開示されて
おらず、また、基準電圧の設定時間についても述べられ
ていない。
きい値設定回路を設け、クロック信号より発生するレベ
ルを初期値とすることで、各受信回路ごとに基準電圧レ
ベルを最適化すると共に、基準電圧の最適化に要する時
間を短縮する方法も示されているが、各受信回路におけ
るしきい値設定回路については、その内容が開示されて
おらず、また、基準電圧の設定時間についても述べられ
ていない。
【０００７】本発明の目的は、複数の受信回路で光受信
電力がばらつき、かつ伝送距離の変化により光受信電力
が変化しても、各受信回路に応じた基準電圧を簡単な回
路構成で発生させ、光信号受信時より受信回路が少ない
パルス幅歪で動作する多チャネル光受信装置を提供する
ことにある。
電力がばらつき、かつ伝送距離の変化により光受信電力
が変化しても、各受信回路に応じた基準電圧を簡単な回
路構成で発生させ、光信号受信時より受信回路が少ない
パルス幅歪で動作する多チャネル光受信装置を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、差動回路か
らなる波形整形回路の一方に前置増幅回路の出力を接続
し、他の一方にダミー回路となる前置増幅回路と同一の
回路構成を接続すると共に、前置増幅回路の出力振幅の
約１／２をダミー回路の出力レベルに重畳させることに
より達成される。
らなる波形整形回路の一方に前置増幅回路の出力を接続
し、他の一方にダミー回路となる前置増幅回路と同一の
回路構成を接続すると共に、前置増幅回路の出力振幅の
約１／２をダミー回路の出力レベルに重畳させることに
より達成される。
【０００９】
【作用】ダミー回路となる前置増幅回路は光信号がロー
(Low）レベルの場合、前置増幅回路の出力レベルにほぼ
等しいレベルを供給し、光信号がハイ（High）レベルの
場合、前置増幅回路の出力振幅を入力としてインバート
動作すると共に、サイズを所定の値に設定されたトラン
ジスタにより出力振幅の約１／２が重畳されたレベルを
出力する。回路構成により、複数の受信回路で各受信回
路に応じた基準電圧を発生させ、かつ、光信号受信時よ
り受信回路の低パルス幅歪での動作が可能となる。
(Low）レベルの場合、前置増幅回路の出力レベルにほぼ
等しいレベルを供給し、光信号がハイ（High）レベルの
場合、前置増幅回路の出力振幅を入力としてインバート
動作すると共に、サイズを所定の値に設定されたトラン
ジスタにより出力振幅の約１／２が重畳されたレベルを
出力する。回路構成により、複数の受信回路で各受信回
路に応じた基準電圧を発生させ、かつ、光信号受信時よ
り受信回路の低パルス幅歪での動作が可能となる。
【００１０】
【実施例】図１に本発明を光受信回路に適用した場合の
一実施例を示す。図１において、１は受光素子、Ｑ１〜
Ｑ１０はトランジスタ、Ｒ１〜Ｒ１４は抵抗、Ｖcsは定
電流設定用の制御端子、ＶCC，ＶEEは電源、Ｖo は受光
素子用電源、Ｉo は光入力により受光素子から流れ出す
電流、ＶOT，ＶOBは波形整形回路の出力端子である。
一実施例を示す。図１において、１は受光素子、Ｑ１〜
Ｑ１０はトランジスタ、Ｒ１〜Ｒ１４は抵抗、Ｖcsは定
電流設定用の制御端子、ＶCC，ＶEEは電源、Ｖo は受光
素子用電源、Ｉo は光入力により受光素子から流れ出す
電流、ＶOT，ＶOBは波形整形回路の出力端子である。
【００１１】図１において、１００は一般的によく用い
られているトランスインピーダンス型の前置増幅回路、
１０１は差動回路からなる波形整形回路、１０２は前置
増幅回路とほぼ同一の回路構成であるダミー回路であ
る。
られているトランスインピーダンス型の前置増幅回路、
１０１は差動回路からなる波形整形回路、１０２は前置
増幅回路とほぼ同一の回路構成であるダミー回路であ
る。
【００１２】今、光信号がローレベル、すなわち光入力
が無い場合を考える。この時Ｉo は存在しないため、Ｑ
１のベースはローレベル、Ｑ２，Ｑ３のベースはハイレ
ベルとなるため、前置増幅回路１００の出力端子ＯL は
ローレベルとなる。一方、１０２のダミー回路では、受
光素子が設けられていないため、常に光入力が無い場合
に相当する。従って、光入力が無い場合、Ｑ３，Ｑ７，
Ｑ８のベース電圧は全て等しいことになり、Ｑ７，Ｑ８
のトランジスタサイズをＱ３のそれの１／２に、抵抗Ｒ
１０，Ｒ１１の値をＲ５の２倍に設定しておくと、端子
ＯL，ＯRのレベルは同一となる。光入力が無い場合にＯ
L，ＯRのレベルが同一であると、101の波形整形回路が
ＯL のレベル判定を行えないため、抵抗Ｒ９の値をＲ４
より小さくすることでＯR のレベルを多少上昇させ、こ
の場合のＯL のレベルをローレベルとして判定するよう
設定してある。
が無い場合を考える。この時Ｉo は存在しないため、Ｑ
１のベースはローレベル、Ｑ２，Ｑ３のベースはハイレ
ベルとなるため、前置増幅回路１００の出力端子ＯL は
ローレベルとなる。一方、１０２のダミー回路では、受
光素子が設けられていないため、常に光入力が無い場合
に相当する。従って、光入力が無い場合、Ｑ３，Ｑ７，
Ｑ８のベース電圧は全て等しいことになり、Ｑ７，Ｑ８
のトランジスタサイズをＱ３のそれの１／２に、抵抗Ｒ
１０，Ｒ１１の値をＲ５の２倍に設定しておくと、端子
ＯL，ＯRのレベルは同一となる。光入力が無い場合にＯ
L，ＯRのレベルが同一であると、101の波形整形回路が
ＯL のレベル判定を行えないため、抵抗Ｒ９の値をＲ４
より小さくすることでＯR のレベルを多少上昇させ、こ
の場合のＯL のレベルをローレベルとして判定するよう
設定してある。
【００１３】次に、光入力がハイレベルとなり、Ｉo が
流れると、Ｑ１のベースはハイレベル、Ｑ２，Ｑ３のベ
ースはローレベルとなるため、前置増幅回路１００の出
力端子ＯL はハイレベルとなる。この時、Ｑ７のベース
にはＱ３のベースと同一の電圧が加わるが、Ｑ７のトラ
ンジスタサイズはＱ３のそれの１／２であるためＱ７を
流れる電流変化はＱ３の電流変化の１／２となる。この
ため，ＯR に発生するレベル変化はＯL に発生するレベ
ル変化と方向は同じであるが、変化量は１／２となる。
このことは、波形整形回路の基準電圧が光入力に対し、
光入力が無い場合のレベルに重畳して変化すると共に、
前置増幅回路１００の信号振幅の１／２に近づく動きを
することを意味し、この結果、光受信電力がばらついて
も、各受信回路でパルス幅歪の少ない波形整形が可能と
なる。図１において、容量Ｃ１は、基準電圧の変化時間
を調節するために設けられており、波形整形回路の判定
動作を最適化する働きをしている。
流れると、Ｑ１のベースはハイレベル、Ｑ２，Ｑ３のベ
ースはローレベルとなるため、前置増幅回路１００の出
力端子ＯL はハイレベルとなる。この時、Ｑ７のベース
にはＱ３のベースと同一の電圧が加わるが、Ｑ７のトラ
ンジスタサイズはＱ３のそれの１／２であるためＱ７を
流れる電流変化はＱ３の電流変化の１／２となる。この
ため，ＯR に発生するレベル変化はＯL に発生するレベ
ル変化と方向は同じであるが、変化量は１／２となる。
このことは、波形整形回路の基準電圧が光入力に対し、
光入力が無い場合のレベルに重畳して変化すると共に、
前置増幅回路１００の信号振幅の１／２に近づく動きを
することを意味し、この結果、光受信電力がばらついて
も、各受信回路でパルス幅歪の少ない波形整形が可能と
なる。図１において、容量Ｃ１は、基準電圧の変化時間
を調節するために設けられており、波形整形回路の判定
動作を最適化する働きをしている。
【００１４】図２は、図１に示す回路の動作を回路シミ
ュレーションにより求めたものである。光入力が無い場
合が時間Ｔ1，Ｔ3，Ｔ5 に相当し、光入力がハイレベル
の場合がＴ2，Ｔ4に相当する。光入力は５００psごとに
ハイ，ローレベルを繰返しており、パルス幅は５００ps
である。光レベルがローレベルの場合、１０１の波形整
形回路でレベル判定が可能なようＯL のレベルに対して
ＯR のレベルを多少高くしてある。なお、このレベル差
により、最小受信感度が決定される。光入力がハイレベ
ルとなると、ＯL のレベルは上昇するが、ＯR のレベル
もこれに伴って上昇し、その上昇量はＯL のそれの１／
２であり、ＯL のレベル変化の１／２の値を追跡する方
向の動きをしていることがわかる。この動作のため、１
０１の出力であるＶOT，ＶOBはパルス幅歪の少ない波形
となる。なお、シミュレーションでは、光入力がハイレ
ベルの時、１００μＡのＩo が発生した場合を示してあ
る。
ュレーションにより求めたものである。光入力が無い場
合が時間Ｔ1，Ｔ3，Ｔ5 に相当し、光入力がハイレベル
の場合がＴ2，Ｔ4に相当する。光入力は５００psごとに
ハイ，ローレベルを繰返しており、パルス幅は５００ps
である。光レベルがローレベルの場合、１０１の波形整
形回路でレベル判定が可能なようＯL のレベルに対して
ＯR のレベルを多少高くしてある。なお、このレベル差
により、最小受信感度が決定される。光入力がハイレベ
ルとなると、ＯL のレベルは上昇するが、ＯR のレベル
もこれに伴って上昇し、その上昇量はＯL のそれの１／
２であり、ＯL のレベル変化の１／２の値を追跡する方
向の動きをしていることがわかる。この動作のため、１
０１の出力であるＶOT，ＶOBはパルス幅歪の少ない波形
となる。なお、シミュレーションでは、光入力がハイレ
ベルの時、１００μＡのＩo が発生した場合を示してあ
る。
【００１５】図３は、図１において、Ｑ７，Ｒ１０を除
き、さらに、Ｑ８，Ｒ１１をそれぞれＱ３，Ｒ５と等し
くした場合のシミュレーションを示してある。この場合
は、ＯR が光入力に関係なく一定となるため光入力が各
受信回路でばらついた場合、また同一の受信回路でも伝
送距離が変化し、その結果光入力が変化した場合、
ＶOT，ＶOBにパルス幅歪が発生しやすくなる。
き、さらに、Ｑ８，Ｒ１１をそれぞれＱ３，Ｒ５と等し
くした場合のシミュレーションを示してある。この場合
は、ＯR が光入力に関係なく一定となるため光入力が各
受信回路でばらついた場合、また同一の受信回路でも伝
送距離が変化し、その結果光入力が変化した場合、
ＶOT，ＶOBにパルス幅歪が発生しやすくなる。
【００１６】図２，図３の各ケースにつきＩo の値を変
化させたシミュレーションを行い、パルス幅歪を評価す
ることで本発明の効果を調べたのが図４である。図４に
おいて、横軸は、Ｉo 、縦軸はパルス幅５００psに対し
てのＶDT，ＶDBのパルス幅歪を示したものである。この
図からわかるように、Ｉo が５０μＡから２００μＡに
変化しても、本発明ではパルス幅歪は８０ps以下とな
り、本発明を用いない場合に対して、パルス幅歪を１／
２程度にできることがわかる。
化させたシミュレーションを行い、パルス幅歪を評価す
ることで本発明の効果を調べたのが図４である。図４に
おいて、横軸は、Ｉo 、縦軸はパルス幅５００psに対し
てのＶDT，ＶDBのパルス幅歪を示したものである。この
図からわかるように、Ｉo が５０μＡから２００μＡに
変化しても、本発明ではパルス幅歪は８０ps以下とな
り、本発明を用いない場合に対して、パルス幅歪を１／
２程度にできることがわかる。
【００１７】本発明による受信回路を用いれば、信号受
信時より、基準電圧の追従が可能であり、最初のパルス
信号受信時より、低パルス幅歪動作が可能となる。
信時より、基準電圧の追従が可能であり、最初のパルス
信号受信時より、低パルス幅歪動作が可能となる。
【００１８】上記実施例でＱ１〜Ｑ１０は、バイポーラ
トランジスタ以外の素子、たとえば、電界効果トランジ
スタであってもよい。
トランジスタ以外の素子、たとえば、電界効果トランジ
スタであってもよい。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、複数の受信回路で光受
信電力がばらつき、かつ伝送距離の変化により光受信電
力が変化しても、各受信回路に応じた基準電圧を簡単な
回路構成で発生させることができるようになるため、装
置の小型化，低電力化が可能となる。また、光信号受信
時より受信回路の低パルス幅歪動作が可能な多チャネル
光受信装置を実現することもできる。
信電力がばらつき、かつ伝送距離の変化により光受信電
力が変化しても、各受信回路に応じた基準電圧を簡単な
回路構成で発生させることができるようになるため、装
置の小型化，低電力化が可能となる。また、光信号受信
時より受信回路の低パルス幅歪動作が可能な多チャネル
光受信装置を実現することもできる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す回路図。
【図２】本発明における動作の特性図。
【図３】本発明を用いない場合の動作の特性図。
【図４】本発明の効果の説明図。
１…受光素子、Ｑ１〜Ｑ１０…トランジスタ、Ｒ１〜Ｒ
１４…抵抗、Ｖcs…定電流設定用制御端子、ＶCC，ＶEE
…電源、Ｖo …受光素子用電源、Ｉo …受光素子から流
れ出す電流、１００…前置増幅回路、１０１…波形整形
回路、１０２…ダミー回路、ＶOT，ＶOB …波形整形回
路出力端子、ＯL…前置増幅回路出力、ＯR…ダミー回路
出力。
１４…抵抗、Ｖcs…定電流設定用制御端子、ＶCC，ＶEE
…電源、Ｖo …受光素子用電源、Ｉo …受光素子から流
れ出す電流、１００…前置増幅回路、１０１…波形整形
回路、１０２…ダミー回路、ＶOT，ＶOB …波形整形回
路出力端子、ＯL…前置増幅回路出力、ＯR…ダミー回路
出力。
Claims (2)
- 【請求項１】光信号を電気信号に変換するための受光素
子と、変換された電気信号を増幅するための第１の前置
増幅回路と、定電流源回路で駆動されるエミッタ共通の
一対のトランジスタからなる差動増幅回路と、ダミーと
して設けた第２の前置増幅回路とを含む光受信回路にお
いて、前記一対のトランジスタの一方のトランジスタの
ベースに前記第１の前値増幅回路の出力が接続され、他
方のトランジスタのベースには、前記第１の前値増幅回
路の出力振幅の約１／２が前記第２の前置増幅回路の出
力レベルに重畳される手段の出力が接続されていること
を特徴とする光受信回路。 - 【請求項２】請求項１において、前記第１の前値増幅回
路の出力振幅の約１／２が前記第２の前置増幅回路の出
力レベルに重畳される手段は、前記第２の前置増幅回路
の出力部を構成する第１のトランジスタのエミッタが第
１の抵抗を介して第１の電源に接続され、ベースが前記
第２の前置増幅回路の前段の出力に接続されると共に、
コレクタが第２の抵抗を介して第２の電源に接続され、
第２のトランジスタのコレクタが前記第１のトランジス
タのコレクタに接続され、エミッタが第３の抵抗を介し
て前記第１の電源に接続され、ベースが前記第１の前値
増幅回路の出力部を構成する第３のトランジスタのベー
スに接続され、前記第１のトランジスタと前記第２のト
ランジスタのサイズは前記第３のトランジスタのサイズ
の１／２であり、前記第１のトランジスタと前記第２の
トランジスタのコレクタを出力端子とする光受信回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5003881A JPH06216854A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 光受信回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5003881A JPH06216854A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 光受信回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06216854A true JPH06216854A (ja) | 1994-08-05 |
Family
ID=11569530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5003881A Pending JPH06216854A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 光受信回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06216854A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100444911B1 (ko) * | 2002-01-29 | 2004-08-21 | 한국과학기술원 | 광수신기용 차동 트랜스임피던스 증폭기 |
| KR100751920B1 (ko) * | 2006-04-11 | 2007-08-24 | 고려대학교 산학협력단 | 광수신 장치 |
| US7635837B2 (en) | 2007-03-20 | 2009-12-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical receiving circuit |
| JP2014209700A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-11-06 | 株式会社東芝 | 受光回路および光結合装置 |
| JP2016048849A (ja) * | 2014-08-27 | 2016-04-07 | 株式会社東芝 | 光受信回路および光結合装置 |
-
1993
- 1993-01-13 JP JP5003881A patent/JPH06216854A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100444911B1 (ko) * | 2002-01-29 | 2004-08-21 | 한국과학기술원 | 광수신기용 차동 트랜스임피던스 증폭기 |
| KR100751920B1 (ko) * | 2006-04-11 | 2007-08-24 | 고려대학교 산학협력단 | 광수신 장치 |
| US7635837B2 (en) | 2007-03-20 | 2009-12-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical receiving circuit |
| JP2014209700A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-11-06 | 株式会社東芝 | 受光回路および光結合装置 |
| JP2016048849A (ja) * | 2014-08-27 | 2016-04-07 | 株式会社東芝 | 光受信回路および光結合装置 |
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