JPH087693Y2 - Ａｐｄバイアス電圧制御回路 - Google Patents
Ａｐｄバイアス電圧制御回路Info
- Publication number
- JPH087693Y2 JPH087693Y2 JP1987084438U JP8443887U JPH087693Y2 JP H087693 Y2 JPH087693 Y2 JP H087693Y2 JP 1987084438 U JP1987084438 U JP 1987084438U JP 8443887 U JP8443887 U JP 8443887U JP H087693 Y2 JPH087693 Y2 JP H087693Y2
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- JP
- Japan
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- bias voltage
- circuit
- apd
- transistor
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Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 33
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 8
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 3
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 3
- 101150098161 APD1 gene Proteins 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- Optical Communication System (AREA)
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はAPDバイアス電圧制御回路に関し、特にDC/DC
変換回路の出力インピーダンスの影響を低減し光受信部
の最大受光感度を向上する技術に関する。
変換回路の出力インピーダンスの影響を低減し光受信部
の最大受光感度を向上する技術に関する。
従来、この種の光受信器のAPDバイアス電圧制御回路
は第２図に示すようにDC/DC変換回路３を有し、受信し
た微弱な信号を出来る限り大きく、しかも、雑音は小さ
くするようにして最適な電流増倍率が得られるように、
出力信号振幅検出回路14で検出した利得制御電圧をｂ点
のトランジスタ５のベースに供給し、APDバイアス電圧
を制御している。
は第２図に示すようにDC/DC変換回路３を有し、受信し
た微弱な信号を出来る限り大きく、しかも、雑音は小さ
くするようにして最適な電流増倍率が得られるように、
出力信号振幅検出回路14で検出した利得制御電圧をｂ点
のトランジスタ５のベースに供給し、APDバイアス電圧
を制御している。
上述した従来のAPDバイアス電圧制御回路では、最適
電流増倍率は最小受光感度を得るときに決定され、APD
バイアス電圧は第３図の線１のようになる。
電流増倍率は最小受光感度を得るときに決定され、APD
バイアス電圧は第３図の線１のようになる。
最適電流増倍率を得る為の利得制御信号は第２図のｂ
点のトランジスタ５のベースに入力されDC/DC変換回路
３によって必要なバイアス電圧12をAPD1に与えている。
さらに光受信器は、ダイナミックレンジを大きくするた
めにAPDの増倍係数だけでなく、等化増幅器２の利得も
同時に制御させるようになっている。つまり、光入力パ
ワーが大きい場合も正常に動作させるためにAPDのバイ
アス電圧12と等化増幅器２の利得も下げるようになって
いる。このときｂ点の利得制御電圧は低くなり過ぎAPD
が必要な応答速度を得るためのバイアス電圧12が、DC/D
C変換回路３から得られなくなってしまうため、第２図
に示す回路では、抵抗器7,可変抵抗器8,ダイオード6,9
で構成されたクランプ回路13によってｂ点の利得制御電
圧が下がりすぎてもAPDが必要な応答速度を得る為のバ
イアス電圧12が下がらないようになっている。
点のトランジスタ５のベースに入力されDC/DC変換回路
３によって必要なバイアス電圧12をAPD1に与えている。
さらに光受信器は、ダイナミックレンジを大きくするた
めにAPDの増倍係数だけでなく、等化増幅器２の利得も
同時に制御させるようになっている。つまり、光入力パ
ワーが大きい場合も正常に動作させるためにAPDのバイ
アス電圧12と等化増幅器２の利得も下げるようになって
いる。このときｂ点の利得制御電圧は低くなり過ぎAPD
が必要な応答速度を得るためのバイアス電圧12が、DC/D
C変換回路３から得られなくなってしまうため、第２図
に示す回路では、抵抗器7,可変抵抗器8,ダイオード6,9
で構成されたクランプ回路13によってｂ点の利得制御電
圧が下がりすぎてもAPDが必要な応答速度を得る為のバ
イアス電圧12が下がらないようになっている。
しかし、光入力パワーが大きくなった場合、APDの光
電流I1も増大して来る。このとき、DC/DC変換回路３の
出力ｄ点の出力インピーダンスは充分小さくないため、
APDの光電流I1の増大によって起こるｄ点の電圧降下
が、受光パワーが、弱いときのように無視できなくな
る。また、受光レベルが大きい時は、DC/DC変換回路３
の消費電流も増大するため、ダイオード６、及び可変抵
抗器８を流れる電流も増大し、ｅ点の電位の低下ひいて
はｃ点電圧の低下がもたらされる。このためDC/DC変換
回路３の出力ｄ点の電位が下がり、APDが必要な応答速
度を得るためのバイアス電圧12が下がってしまい、動作
しなくなる。つまり、光受信器の最大受光レベルは、主
にDC/DC変換回路３の出力インピーダンスと可変抵抗器
８の内部抵抗の影響により、DC/DC変換回路３の入力ｃ
点、つまりダイオード６により構成されたクランプ回路
13の出力電圧が下がるという欠点を有する。
電流I1も増大して来る。このとき、DC/DC変換回路３の
出力ｄ点の出力インピーダンスは充分小さくないため、
APDの光電流I1の増大によって起こるｄ点の電圧降下
が、受光パワーが、弱いときのように無視できなくな
る。また、受光レベルが大きい時は、DC/DC変換回路３
の消費電流も増大するため、ダイオード６、及び可変抵
抗器８を流れる電流も増大し、ｅ点の電位の低下ひいて
はｃ点電圧の低下がもたらされる。このためDC/DC変換
回路３の出力ｄ点の電位が下がり、APDが必要な応答速
度を得るためのバイアス電圧12が下がってしまい、動作
しなくなる。つまり、光受信器の最大受光レベルは、主
にDC/DC変換回路３の出力インピーダンスと可変抵抗器
８の内部抵抗の影響により、DC/DC変換回路３の入力ｃ
点、つまりダイオード６により構成されたクランプ回路
13の出力電圧が下がるという欠点を有する。
第３図に示す受光パワーとAPDバイアス電圧との関係
を用いて以上の欠点を説明する。線１は、APDの最小受
光レベルで、最適電流増倍率を得るAPDバイアス電圧と
受光パワーの関係である。APDバイアス電圧９は、APDが
必要な、応答速度を得るための電圧である。第２図に示
す回路図で、抵抗器7,可変抵抗器8,ダイオード6,9で構
成しているクランプ回路３がない場合の最大受光レベル
は、第３図の６の位置になってしまう。クランプ回路３
がDC/DC変換回路の入力ｃ点の電圧を下げないようにし
ている場合には、APDバイアス電圧は、第３図の線２の
電圧を維持するが、実際には受光パワーが大きくなると
ともに、APD電流I1が増加し、DC/DC変換回路の出力イン
ピーダンスの影響が無視できず、線３のように電圧は降
下してしまい、最大受光レベルが７の位置になってしま
う欠点を有する。点線５は、DC/DC変換回路３の出力イ
ンピーダンスが０のときである。
を用いて以上の欠点を説明する。線１は、APDの最小受
光レベルで、最適電流増倍率を得るAPDバイアス電圧と
受光パワーの関係である。APDバイアス電圧９は、APDが
必要な、応答速度を得るための電圧である。第２図に示
す回路図で、抵抗器7,可変抵抗器8,ダイオード6,9で構
成しているクランプ回路３がない場合の最大受光レベル
は、第３図の６の位置になってしまう。クランプ回路３
がDC/DC変換回路の入力ｃ点の電圧を下げないようにし
ている場合には、APDバイアス電圧は、第３図の線２の
電圧を維持するが、実際には受光パワーが大きくなると
ともに、APD電流I1が増加し、DC/DC変換回路の出力イン
ピーダンスの影響が無視できず、線３のように電圧は降
下してしまい、最大受光レベルが７の位置になってしま
う欠点を有する。点線５は、DC/DC変換回路３の出力イ
ンピーダンスが０のときである。
本考案の目的は第３図の２の特性が得られるよう、す
なわち、光入力パワーが増大しても応答動作するのに必
要なAPDバイアス電圧がある程度確保できるAPDバイアス
電圧制御回路を提供することにある。
なわち、光入力パワーが増大しても応答動作するのに必
要なAPDバイアス電圧がある程度確保できるAPDバイアス
電圧制御回路を提供することにある。
本考案のAPDバイアス電圧制御回路は、光電気変換素
子としてアバランシェフォトダイオード（以下APDと略
称す）を用いた光信号受信回路において、該APDの電気
出力信号を入力とする等化増幅器の出力信号振幅を検出
する検出回路と、該APDにバイアス電圧を供給するDC/DC
変換回路と、前記検出回路出力をベース入力とする第一
のトランジスタと、可変抵抗器の摺動端子がベースに接
続された第二のトランジスタで構成されるクランプ回路
とを有し、第一のトランジスタと第二のトランジスタの
エミッタどうしが接続され、かつ前記DC/DC変換回路の
入力に接続されることにより構成される。
子としてアバランシェフォトダイオード（以下APDと略
称す）を用いた光信号受信回路において、該APDの電気
出力信号を入力とする等化増幅器の出力信号振幅を検出
する検出回路と、該APDにバイアス電圧を供給するDC/DC
変換回路と、前記検出回路出力をベース入力とする第一
のトランジスタと、可変抵抗器の摺動端子がベースに接
続された第二のトランジスタで構成されるクランプ回路
とを有し、第一のトランジスタと第二のトランジスタの
エミッタどうしが接続され、かつ前記DC/DC変換回路の
入力に接続されることにより構成される。
次に本考案の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は、本考案の一実施例を示す回路である。
図において、等化増幅器２と出力信号振幅検出回路14
によって発生した利得制御電圧は、トランジスタ５を介
してDC/DC変換回路３に供給される。DC/DC変換回路３
は、光受信器の最小受光感度でAPD1の最適電流増倍率が
得られるバイアス電圧をAPD1に印加している。つまり、
受光素子APDからの信号は可能な限り大きく、しかも雑
音は、出来るだけ小さくするような一つのクランプ回路
を構成している。このときのAPDバイアス電圧と、光入
力パワーの関係は、第３図の線１のようになる。さら
に、光受信器はダイナミックレンジを大きくするため
に、APDの増倍係数だけでなく、等化増幅器２の利得も
同時に変化させるようになっている。つまり、光入力パ
ワーが、大きい場合にも正常に動作させるために、APD
バイアス電圧12と等化増幅器２の利得が下がるようにな
っている。このとき、APDの増倍率制御入力点ｂは、低
くなり過ぎ、APDが必要な応答速度を得るためのバイア
ス電圧がDC/DC変換回路３から得られなくなって、最大
受信感度は、第３図で６の位置になってしまう。またこ
こで第３図の９の位置のAPDバイアス電圧をAPDが必要な
応答速度を維持できる最低バイアス電圧とする。そこ
で、本考案では、最大受光感度を向上するために、ダイ
オード9,可変抵抗器8,抵抗器7,トランジスタ11で、構成
されたクランプ回路13によりトランジスタ11のエミッタ
とトランジスタ５のエミッタで、Wired−OR接続し、DC/
DC変換回路３に出力する。つまり、APDバイアス電圧12
が一定電圧（第３図の線２の位置）からAPD電流I1の増
加と、DC/DC変換回路３の出力インピーダンス低下のた
めに降下しようとすると、可変抵抗器８によりトランジ
スタ11のベース電圧を上げるよう設定する。要するに、
光入力パワーが、大きくなった場合、APD電流I1が増加
するとDC/DC変換回路３の出力インピーダンスが充分に
低くないのでAPDバイアス電圧12は、下がろうとする
が、DC/DC変換回路３の入力点ｃを上げ出力点ｄの電圧
を上げるクランプ回路13によってAPDバイアス電圧が、D
C/DC変換回路３の出力インピーダンスの影響を受けない
電圧に設定されるので、第３図の線４の位置までDC/DC
変換回路３の出力インピーダンスの影響を低減でき、最
大受光感度は８の位置となり大幅に改善される。
によって発生した利得制御電圧は、トランジスタ５を介
してDC/DC変換回路３に供給される。DC/DC変換回路３
は、光受信器の最小受光感度でAPD1の最適電流増倍率が
得られるバイアス電圧をAPD1に印加している。つまり、
受光素子APDからの信号は可能な限り大きく、しかも雑
音は、出来るだけ小さくするような一つのクランプ回路
を構成している。このときのAPDバイアス電圧と、光入
力パワーの関係は、第３図の線１のようになる。さら
に、光受信器はダイナミックレンジを大きくするため
に、APDの増倍係数だけでなく、等化増幅器２の利得も
同時に変化させるようになっている。つまり、光入力パ
ワーが、大きい場合にも正常に動作させるために、APD
バイアス電圧12と等化増幅器２の利得が下がるようにな
っている。このとき、APDの増倍率制御入力点ｂは、低
くなり過ぎ、APDが必要な応答速度を得るためのバイア
ス電圧がDC/DC変換回路３から得られなくなって、最大
受信感度は、第３図で６の位置になってしまう。またこ
こで第３図の９の位置のAPDバイアス電圧をAPDが必要な
応答速度を維持できる最低バイアス電圧とする。そこ
で、本考案では、最大受光感度を向上するために、ダイ
オード9,可変抵抗器8,抵抗器7,トランジスタ11で、構成
されたクランプ回路13によりトランジスタ11のエミッタ
とトランジスタ５のエミッタで、Wired−OR接続し、DC/
DC変換回路３に出力する。つまり、APDバイアス電圧12
が一定電圧（第３図の線２の位置）からAPD電流I1の増
加と、DC/DC変換回路３の出力インピーダンス低下のた
めに降下しようとすると、可変抵抗器８によりトランジ
スタ11のベース電圧を上げるよう設定する。要するに、
光入力パワーが、大きくなった場合、APD電流I1が増加
するとDC/DC変換回路３の出力インピーダンスが充分に
低くないのでAPDバイアス電圧12は、下がろうとする
が、DC/DC変換回路３の入力点ｃを上げ出力点ｄの電圧
を上げるクランプ回路13によってAPDバイアス電圧が、D
C/DC変換回路３の出力インピーダンスの影響を受けない
電圧に設定されるので、第３図の線４の位置までDC/DC
変換回路３の出力インピーダンスの影響を低減でき、最
大受光感度は８の位置となり大幅に改善される。
以上説明したように本考案は、APDの電気信号を入力
として接続される等化増幅器の出力信号検出回路出力を
ベース入力とするトランジスタのエミッタと、抵抗器，
可変抵抗器，ダイオード，トランジスタで構成されたク
ランプ回路とを有し、Wired−OR接続によってDC/DC変換
回路の入力に接続されるので、DC/DC変換回路の出力イ
ンピーダンスの影響が低減され、光受信器のダイナミッ
クレンジは大きくなり最大受光感度が大幅に向上する効
果がある。
として接続される等化増幅器の出力信号検出回路出力を
ベース入力とするトランジスタのエミッタと、抵抗器，
可変抵抗器，ダイオード，トランジスタで構成されたク
ランプ回路とを有し、Wired−OR接続によってDC/DC変換
回路の入力に接続されるので、DC/DC変換回路の出力イ
ンピーダンスの影響が低減され、光受信器のダイナミッ
クレンジは大きくなり最大受光感度が大幅に向上する効
果がある。
第１図は本考案の実施例を示す回路図、第２図は従来技
術によるバイアス制御回路の回路図、第３図はAPDバイ
アス電圧と光入力パワーの関係を示した図である。 １……アバランシェ・ホトダイオード（APD）、２……
等化増幅器、３……DC/DC変換回路、４……抵抗器、５
……トランジスタ、６……ダイオード、７……抵抗器、
８……可変抵抗器、９……ダイオード、10……コンデン
サ、11……トランジスタ、12……APDバイアス電圧、13
……クランプ回路、14……出力信号振幅検出回路、I1…
…APD電流、ａ……電源電圧端子、ｂ……利得制御電圧
入力点、ｃ……DC/DC変換回路入力点、ｄ……DC/DC変換
回路出力点、 第３図において、 線1:最小受光感度で、APDが、最適電流増倍率が得られ
るときの光入力パワーとAPDバイアス電圧との関係、 線2:従来及び本考案の回路図でAPDバイアス電圧を一定
に保とうとするレベル、 線3:従来の回路図でのAPDバイアス電圧降下レベル、 線4:本考案の回路図でのAPDバイアス電圧降下レベル、 線5:従来及び本考案の回路図でAPDバイアス電圧を一定
に保とうとし、かつDC/DC変換回路の出力インピーダン
スがゼロのときレベル、 ６……利得制御回路のみの場合の最大受光感度、７……
従来の回路での最大受光感度、８……本考案の回路での
最大受光感度、９……APDが、必要な応答速度を得るた
めのAPDバイアス電圧最低レベル。
術によるバイアス制御回路の回路図、第３図はAPDバイ
アス電圧と光入力パワーの関係を示した図である。 １……アバランシェ・ホトダイオード（APD）、２……
等化増幅器、３……DC/DC変換回路、４……抵抗器、５
……トランジスタ、６……ダイオード、７……抵抗器、
８……可変抵抗器、９……ダイオード、10……コンデン
サ、11……トランジスタ、12……APDバイアス電圧、13
……クランプ回路、14……出力信号振幅検出回路、I1…
…APD電流、ａ……電源電圧端子、ｂ……利得制御電圧
入力点、ｃ……DC/DC変換回路入力点、ｄ……DC/DC変換
回路出力点、 第３図において、 線1:最小受光感度で、APDが、最適電流増倍率が得られ
るときの光入力パワーとAPDバイアス電圧との関係、 線2:従来及び本考案の回路図でAPDバイアス電圧を一定
に保とうとするレベル、 線3:従来の回路図でのAPDバイアス電圧降下レベル、 線4:本考案の回路図でのAPDバイアス電圧降下レベル、 線5:従来及び本考案の回路図でAPDバイアス電圧を一定
に保とうとし、かつDC/DC変換回路の出力インピーダン
スがゼロのときレベル、 ６……利得制御回路のみの場合の最大受光感度、７……
従来の回路での最大受光感度、８……本考案の回路での
最大受光感度、９……APDが、必要な応答速度を得るた
めのAPDバイアス電圧最低レベル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/26 10/28
Claims (1)
- 【請求項１】光信号を電気信号に変換する光電気変換素
子としてアバランシェフォトダイオードを用いた光信号
受信回路において、 前記アバランシェフォトダイオードの電気出力信号を等
化増幅器の出力信号振幅を検出する検出回路と、 前記アバランシェフォトダイオードにバイアス電圧を供
給するDC/DC変換回路と、 前記検出回路出力をベース入力とする第一のトランジス
タと可変抵抗器の摺動端子がベースに接続された第二の
トランジスタで構成されるクランプ回路とを有し、 前記第一のトランジスタと前記第二のトランジスタのエ
ミッタどうしが接続され、かつ前記DC/DC変換回路の入
力に接続され、 前記光信号の光入力パワーの増大に応じて、前記バイア
ス電圧を下げるとともに、前記等化増幅器の利得を変化
させることを特徴とするアバランシェフォトダイオード
バイアス電圧制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987084438U JPH087693Y2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Ａｐｄバイアス電圧制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987084438U JPH087693Y2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Ａｐｄバイアス電圧制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63192715U JPS63192715U (ja) | 1988-12-12 |
| JPH087693Y2 true JPH087693Y2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=30938940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987084438U Expired - Lifetime JPH087693Y2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Ａｐｄバイアス電圧制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087693Y2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59230307A (ja) * | 1983-06-14 | 1984-12-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光受信装置 |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP1987084438U patent/JPH087693Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63192715U (ja) | 1988-12-12 |
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