JPH0779356B2 - Optical receiver - Google Patents

Optical receiver

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JPH0779356B2
JPH0779356B2 JP2027513A JP2751390A JPH0779356B2 JP H0779356 B2 JPH0779356 B2 JP H0779356B2 JP 2027513 A JP2027513 A JP 2027513A JP 2751390 A JP2751390 A JP 2751390A JP H0779356 B2 JPH0779356 B2 JP H0779356B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、伝送路上での信号のデューティー比が一定で
あるような高速ディジタル光伝送等に利用される光受信
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical receiver used for high-speed digital optical transmission or the like in which a signal duty ratio on a transmission line is constant.

従来の技術 第5図は、従来の光受信装置の構成を示す回路ブロック
図である。第5図において、1は受光素子であり、2は
電流・電圧変換器、15はAGC増幅器、16は終段増幅器、1
7は電圧比較器(コンパレータ)、18はピーク検出器、1
9は基準電源、また、4は光受信器出力信号である2値
信号である。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a circuit block diagram showing a configuration of a conventional optical receiver. In FIG. 5, 1 is a light receiving element, 2 is a current / voltage converter, 15 is an AGC amplifier, 16 is a final stage amplifier, 1
7 is a voltage comparator (comparator), 18 is a peak detector, 1
Reference numeral 9 is a reference power source, and 4 is a binary signal which is an optical receiver output signal.

受光素子1のアノード端子は電流・電圧変換器2に接続
され、電流・電圧変換器2の出力端子はAGC増幅器15
に、AGC増幅器15の出力端子は終段増幅器16に、終段増
幅器16の出力端子は比較器17の一方の入力端子とピーク
検出器18にそれぞれ接続されている。ピーク検出器18の
出力信号はAGC増幅器15の制御入力として入力されてい
る。また、比較器17の他方の入力端子には、基準電源19
が接続され、この比較器17から光受信器出力信号である
2値信号4が出力される。
The anode terminal of the light receiving element 1 is connected to the current / voltage converter 2, and the output terminal of the current / voltage converter 2 is an AGC amplifier 15.
The output terminal of the AGC amplifier 15 is connected to the final stage amplifier 16, and the output terminal of the final stage amplifier 16 is connected to one input terminal of the comparator 17 and the peak detector 18, respectively. The output signal of the peak detector 18 is input as the control input of the AGC amplifier 15. In addition, the reference power source 19
Is connected, and the binary signal 4 which is the optical receiver output signal is output from the comparator 17.

次に上記従来例の動作について説明する。第5図におい
て受光素子1により受光された光は電流信号に変換され
た後、電流・電圧変換器2により電圧信号に変換され
る。この電圧信号は、AGC増幅器15と終段増幅器16とで
増幅された後、電圧比較器17であらかじめ設定されてい
る基準電源19の基準電圧と比較されることで2値信号4
が出力される。ここで、電圧比較器17の入力信号がピー
ク検出器18を介してAGC増幅器15の制御入力に帰還され
るので、AGC増幅器15の利得が変化させられて、AGC動作
が実現される。
Next, the operation of the above conventional example will be described. In FIG. 5, the light received by the light receiving element 1 is converted into a current signal and then converted into a voltage signal by the current / voltage converter 2. This voltage signal is amplified by the AGC amplifier 15 and the final stage amplifier 16, and then compared with the preset reference voltage of the reference power source 19 by the voltage comparator 17 to obtain the binary signal 4
Is output. Here, since the input signal of the voltage comparator 17 is fed back to the control input of the AGC amplifier 15 via the peak detector 18, the gain of the AGC amplifier 15 is changed and the AGC operation is realized.

すなわち、受光素子1の受信レベルが変化しても、AGC
増幅器15、終段増幅器16、ピーク検出器18の帰還ループ
の作用により、電圧比較器17に入力される信号の振幅が
一定となるような動作が行なわれる。
That is, even if the reception level of the light receiving element 1 changes, the AGC
By the action of the feedback loop of the amplifier 15, the final stage amplifier 16, and the peak detector 18, the operation is performed so that the amplitude of the signal input to the voltage comparator 17 becomes constant.

このように、上記従来の光受信装置でも、受信レベルが
変動しても2値化動作を行なうことができる。
As described above, even the conventional optical receiver described above can perform the binarization operation even if the reception level changes.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の光受信装置では、受信レベル
の変動に基づく電圧比較器17の入力信号の振幅変動の抑
制作用がAGCループの帰還作用によって実現されていた
ためループ遅延時間が長くなり、受信レベルの変動に対
する応答を高速化することができないという問題点があ
った。また、AGCループにピーク検出器18等の非線形要
素が含まれるので、ループ特性の設計、すなわち、伝達
特性の安定化設計が困難であるという問題点があった。
さらに信号を2値化する際のスライスレベルの調整が必
要で、かつ困難であるという問題点があった。
However, in the above conventional optical receiving device, the effect of suppressing the amplitude fluctuation of the input signal of the voltage comparator 17 based on the fluctuation of the reception level is realized by the feedback function of the AGC loop, so that the loop delay time. However, there is a problem in that the response to fluctuations in the reception level cannot be speeded up. Further, since the AGC loop includes a non-linear element such as the peak detector 18, it is difficult to design the loop characteristic, that is, to stabilize the transfer characteristic.
Further, there is a problem that it is difficult and difficult to adjust the slice level when binarizing the signal.

本発明は、このような従来の問題点を解決するものであ
り、設計が容易で、高速応答が実現でき、無調整化がは
かれる優れた光受信装置を提供することを目的とするも
のである。
The present invention solves such conventional problems, and an object of the present invention is to provide an excellent optical receiving device which is easy to design, can realize a high-speed response, and can be adjusted. .

課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、入力光量に応じた
電流信号を出力する受光素子と、この電流信号を電圧信
号に変換する電流・電圧変換器と、上記電圧信号と帰還
信号とが入力されて振幅の制限された2値信号を出力す
る振幅制限器と、この2値信号が入力されて、上記振幅
制限器の動作点が2値信号の中央点となる上記帰還信号
を出力する帰還回路とを備えるという構成にしたもので
ある。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides a light-receiving element that outputs a current signal according to the amount of input light, a current-voltage converter that converts this current signal into a voltage signal, and the above voltage. A signal and a feedback signal are input and an amplitude limiter that outputs a binary signal whose amplitude is limited, and an input of this binary signal, the operating point of the amplitude limiter is the center point of the binary signal. A feedback circuit for outputting the feedback signal is provided.

作用 本発明は、上記構成により、結果的に2値化の際の比較
電圧を波形の中点に設定するもので、振幅制限器で2値
化により受信振幅の如何に拘らず2値化動作を行なうこ
とができ、また、出力波形のデューティー比を一定に保
てるという効果を有する。
With the above-described configuration, the present invention sets the comparison voltage at the time of binarization to the midpoint of the waveform, and the binarization operation by the binarization by the amplitude limiter is performed regardless of the reception amplitude. In addition, the duty ratio of the output waveform can be kept constant.

実 施 例 第1図、および第2図は本発明の一実施例の構成を示す
ものである。なお、第1図および第2図において、第5
図と同一符号を付したものは、第5図と同一のものを示
している。
Example 1 FIGS. 1 and 2 show the configuration of an example of the present invention. In addition, in FIG. 1 and FIG.
The same reference numerals as those in the figure denote the same as those in FIG.

第1図および第2図において、1は受光素子であり、2
は電流・電圧変換器、3は振幅制限器、21は帰還回路で
あり、積分器5と増幅器6とを含む。また4は光受信器
出力信号である2値信号である。受信素子1のアノード
端子は電流・電圧変換器2に接続され、電流・電圧変換
器2の出力信号は振幅制限器3に、振幅制限器3の出力
信号は積分器5に入力されるとともに光受信器出力信号
である2値信号4として出力される。さらに、積分器5
の出力信号は増幅器6に入力され、増幅器6の出力信号
は振幅制限器3に帰還されている。
In FIGS. 1 and 2, 1 is a light receiving element, and 2
Is a current / voltage converter, 3 is an amplitude limiter, 21 is a feedback circuit, and includes an integrator 5 and an amplifier 6. Reference numeral 4 is a binary signal which is an output signal of the optical receiver. The anode terminal of the receiving element 1 is connected to the current / voltage converter 2, the output signal of the current / voltage converter 2 is input to the amplitude limiter 3, and the output signal of the amplitude limiter 3 is input to the integrator 5 and the optical signal. It is output as a binary signal 4 which is a receiver output signal. Furthermore, the integrator 5
Is output to the amplifier 6, and the output signal of the amplifier 6 is fed back to the amplitude limiter 3.

次に上記第1図および第2図に示す実施例の動作につい
て説明する。上記実施例において、受光素子1と電流・
電圧変換器2の動作は従来例と全く同一である。電流・
電圧変換器2の出力信号は振幅制限器3で、振幅制限を
受けることによって2値化され、光受信器出力信号であ
る2値信号4として出力される(第1図、第2図参
照)。
Next, the operation of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described. In the above embodiment, the light receiving element 1 and the current
The operation of the voltage converter 2 is exactly the same as the conventional example. Electric current
The output signal of the voltage converter 2 is binarized by being subjected to amplitude limitation by the amplitude limiter 3 and output as a binary signal 4 which is an output signal of the optical receiver (see FIGS. 1 and 2). .

この際、第2図に示す光受信装置では2値信号4のデュ
ーティ比を積分器5で検出し、これが一定の値となるよ
うに増幅器6を介して振幅制限器3の動作点を設定して
いる。この動作により、波形劣化等を含んだ受信信号に
対しても2値信号4はデューティー比が一定に保証され
るため、2値化する際のスライスレベルが自動的に設定
されることになる。
At this time, in the optical receiver shown in FIG. 2, the duty ratio of the binary signal 4 is detected by the integrator 5, and the operating point of the amplitude limiter 3 is set via the amplifier 6 so that this becomes a constant value. ing. By this operation, the duty ratio of the binary signal 4 is guaranteed to be constant even with respect to the received signal including waveform deterioration, so that the slice level at the time of binarization is automatically set.

このように上記第1図および第2図に示す実施例によれ
ば、振幅制限器3により2値化を行なうので、受光レベ
ルの変動に対しても高速に応答できるという利点を有す
る。また、上記第2図に示す実施例によれば、出力され
る2値信号4のデューティー比が一定となるように自動
的にスライスレベルが設定され、無調整化できるという
効果を有する。
As described above, according to the embodiments shown in FIGS. 1 and 2, since the amplitude limiter 3 performs binarization, there is an advantage that a response can be made at a high speed even when the light receiving level changes. In addition, according to the embodiment shown in FIG. 2, the slice level is automatically set so that the duty ratio of the binary signal 4 to be output is constant, and there is an effect that it is possible to perform no adjustment.

第3図は第2図に示す実施例の要部である振幅制限器
3、積分器5、増幅器6の詳細な構成例を示すものであ
り、この実施例では振幅制限器3および増幅器6として
それぞれ差動増幅器7,8,9と差動増幅器14を用い、積分
器5としては抵抗10,11とコンデンサ12,13からなるRCの
フィルタを用いている。差動増幅器9を用いているため
4,4′の互いに逆相の2値信号が得られる。また、この
実施例では帰還回路21が全て線形特性を有するため、設
計がきわめて容易であるとともに安定であるという効果
を有する。
FIG. 3 shows a detailed configuration example of the amplitude limiter 3, the integrator 5, and the amplifier 6, which are the main parts of the embodiment shown in FIG. 2. In this embodiment, the amplitude limiter 3 and the amplifier 6 are used. The differential amplifiers 7, 8, 9 and the differential amplifier 14 are used, respectively, and the integrator 5 is an RC filter including resistors 10, 11 and capacitors 12, 13. Since the differential amplifier 9 is used
4,4 'binary signals of opposite phases are obtained. Further, in this embodiment, since the feedback circuit 21 has all linear characteristics, there is an effect that it is extremely easy to design and is stable.

さらに、上記実施例では、差動増幅器を用いているため
に集積化が容易であるという効果もある。すなわち、差
動増幅器7,8,9および増幅器6としてエミッタ結合型の
論理素子であるラインレシーバ用ICを用いることができ
る。
Further, in the above embodiment, since the differential amplifier is used, there is an effect that the integration is easy. That is, as the differential amplifiers 7, 8, 9 and the amplifier 6, a line receiver IC which is an emitter-coupled logic element can be used.

本発明は、PCMディジタル光伝送等に用いるものである
が、パルス化FM伝送等のパルス化アナログ伝送に用いて
もよい。この場合には、出力される2値信号のデューテ
ィ比が一定になることから歪率を向上させる効果を得る
ことができる。
The present invention is used for PCM digital optical transmission or the like, but may be used for pulsed analog transmission such as pulsed FM transmission. In this case, since the duty ratio of the output binary signal becomes constant, the effect of improving the distortion rate can be obtained.

さらに、本発明にかかる光受信装置(第1図〜第3図参
照)に第4図に示すような構成要素を付加することによ
り、光受信器出力信号である2値信号4から、伝送クロ
ック信号を抽出することができる。
Further, by adding the components as shown in FIG. 4 to the optical receiving apparatus (see FIGS. 1 to 3) according to the present invention, the binary clock 4 which is the output signal of the optical receiver is transmitted from the transmission clock. The signal can be extracted.

この場合の実施例を第4図に示す。第4図において22は
2値信号4が入力される符号変換器であり、23は帯域フ
ィルタ、24は抽出されたクロック信号である。光受信器
出力信号である2値信号4は符号変換器22で符号変換さ
れ、帯域フィルタ23に入力される。帯域フィルタ23によ
って抽出されたクロック成分を含む出力信号は振幅制限
器3により再び2値化され、さらに、積分器5、増幅器
6によりクロック信号24のデューティー比が一定に制御
される。
An embodiment in this case is shown in FIG. In FIG. 4, 22 is a code converter to which the binary signal 4 is input, 23 is a bandpass filter, and 24 is an extracted clock signal. The binary signal 4 which is the output signal of the optical receiver is code-converted by the code converter 22 and input to the bandpass filter 23. The output signal including the clock component extracted by the bandpass filter 23 is binarized again by the amplitude limiter 3, and the duty ratio of the clock signal 24 is controlled to be constant by the integrator 5 and the amplifier 6.

発明の効果 本発明は、上記実施例より明らかなように、入力光量に
応じた電流信号を出力する受光素子と、この電流信号を
電圧信号に変換する電流・電圧変換器と、上記電圧信号
と帰還信号とが入力されて振幅の制限された2値信号を
出力する振幅制限器と、この2値信号が入力されて、上
記振幅制限器の動作点が2値信号の中央点となる上記帰
還信号を出力する帰還回路とを備えるという構成にした
ので、結果的に2値化の際の比較電圧を波形の中点に設
定するもので、振幅制限器で2値化により受信振幅の如
何に拘らず2値化動作を行なうことができ、また、出力
波形のデューティ比を一定に保てるという効果を有す
る。
EFFECTS OF THE INVENTION The present invention, as is clear from the above embodiment, a light receiving element that outputs a current signal according to the amount of input light, a current-voltage converter that converts this current signal into a voltage signal, and the above voltage signal. An amplitude limiter that inputs a feedback signal and outputs a binary signal whose amplitude is limited, and the feedback that the operating point of the amplitude limiter is the center point of the binary signal when the binary signal is input. Since the configuration is such that a feedback circuit that outputs a signal is provided, as a result, the comparison voltage at the time of binarization is set at the midpoint of the waveform. The binary operation can be performed regardless of the above, and the duty ratio of the output waveform can be kept constant.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図および第2図は本発明の一実施例における光受信
装置の概略ブロック図、第3図は同装置の要部回路図、
第4図は第1図〜第3図に示す光受信装置をクロック信
号の抽出に用いた際の概略ブロック図、第5図は従来例
の光受信装置の概略ブロック図である。 1……受光素子、2……電流・電圧変換器、3……振幅
制限器、4,4′……2値信号、5……積分器、6……帰
還増幅器、7,8,9……差動増幅器、10,11……抵抗、12,1
3……コンデンサ、14……帰還増幅器、21……帰還回
路、22……符号変換器、23……帯域フィルタ、24……ク
ロック信号。
1 and 2 are schematic block diagrams of an optical receiving device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a circuit diagram of main parts of the device,
FIG. 4 is a schematic block diagram when the optical receiving device shown in FIGS. 1 to 3 is used for extracting a clock signal, and FIG. 5 is a schematic block diagram of a conventional optical receiving device. 1 ... Light receiving element, 2 ... Current / voltage converter, 3 ... Amplitude limiter, 4,4 '... Binary signal, 5 ... Integrator, 6 ... Feedback amplifier, 7,8,9 ... … Differential amplifier, 10,11 …… Resistance, 12,1
3 ... Capacitor, 14 ... Feedback amplifier, 21 ... Feedback circuit, 22 ... Code converter, 23 ... Band filter, 24 ... Clock signal.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力光量に応じた電流信号を出力する受光
素子と、この電流信号を電圧信号に変換する電流・電圧
変換器と、上記電圧信号と帰還信号とが入力されて振幅
の制限された2値信号を出力する振幅制限器と、この2
値信号が入力されて、上記振幅制限器の動作点が2値信
号の中央点となる上記帰還信号を出力する帰還回路とを
備えた光受信装置。
1. A light receiving element for outputting a current signal according to the amount of input light, a current / voltage converter for converting the current signal into a voltage signal, and the voltage signal and the feedback signal are input to limit the amplitude. And an amplitude limiter that outputs a binary signal
An optical receiver comprising a feedback circuit which receives a value signal and outputs the feedback signal in which the operating point of the amplitude limiter is the center point of the binary signal.
【請求項2】振幅制限器は、差動増幅器であり、帰還回
路は、差動増幅器に接続される積分器と、この積分器の
出力振号を差動増幅器の入力側に増幅して帰還する増幅
器であることを特徴とする請求項(1)記載の光受信装
置。
2. The amplitude limiter is a differential amplifier, and the feedback circuit includes an integrator connected to the differential amplifier, and an output signal of the integrator is amplified and fed back to the input side of the differential amplifier. The optical receiving device according to claim 1, wherein the optical receiving device is an amplifier.
【請求項3】差動増幅器と増幅器とをエミッタ結合型の
論理素子としたことを特徴とする請求項(2)記載の光
受信装置。
3. The optical receiver according to claim 2, wherein the differential amplifier and the amplifier are emitter-coupled logic elements.
【請求項4】入力光量に応じた電流信号を出力する受光
素子と、この電流信号を電圧信号に変換する電流・電圧
変換器と、上記電圧信号の振幅を制限して2値信号を出
力する第1の振幅制限器と、2値信号から伝送クロック
を抽出する符号変換器と帯域フィルタと、この帯域フィ
ルタからの出力信号を2値化する第2の振幅制限器と、
この第2の振幅制限器の動作点が正負の波高値の中点に
設定されるように第2の振幅制限器に負帰還をかける帰
還回路とを備えた光受信装置。
4. A light receiving element that outputs a current signal according to the amount of input light, a current / voltage converter that converts this current signal into a voltage signal, and a binary signal that limits the amplitude of the voltage signal and outputs a binary signal. A first amplitude limiter, a code converter for extracting a transmission clock from a binary signal, a bandpass filter, and a second amplitude limiter for binarizing an output signal from the bandpass filter,
An optical receiver comprising: a feedback circuit that applies negative feedback to the second amplitude limiter so that the operating point of the second amplitude limiter is set to the midpoint of the positive and negative peak values.
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JPS63202125A (en) * 1987-02-17 1988-08-22 Hitachi Cable Ltd optical receiver circuit

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