JPH10308636A - Optical signal receiving circuit - Google Patents

Optical signal receiving circuit

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JPH10308636A
JPH10308636A JP9117069A JP11706997A JPH10308636A JP H10308636 A JPH10308636 A JP H10308636A JP 9117069 A JP9117069 A JP 9117069A JP 11706997 A JP11706997 A JP 11706997A JP H10308636 A JPH10308636 A JP H10308636A
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JP
Japan
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circuit
level
optical signal
voltage
apd
Prior art date
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Pending
Application number
JP9117069A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroharu Uematsu
弘治 植松
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Fujikura Ltd
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Fujikura Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高レベルの光信号が入力された場合でも、A
PD3に流れる電流を制限することができる光信号受信
回路1を提供する。 【解決手段】 APD3からの電気信号のうち直流成分
が表す平均光入力レベルを直流分離部19によって分離
して、平均光入力レベルが所定レベルよりも高い場合に
は、平均光入力レベルに応じて、トランジスタ23は、
駆動回路13からのバイアス電圧を低下するように調整
する。
(57) [Summary] [Problem] Even when a high-level optical signal is input, A
Provided is an optical signal receiving circuit that can limit a current flowing through a PD. SOLUTION: An average optical input level represented by a DC component of an electric signal from an APD 3 is separated by a DC separating unit 19, and when the average optical input level is higher than a predetermined level, the average optical input level is determined according to the average optical input level. , Transistor 23
Adjustment is made so that the bias voltage from the drive circuit 13 is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システム等
において使用される光信号受信回路に関する。
The present invention relates to an optical signal receiving circuit used in an optical communication system or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光信号受信回路としては、図2に
示す光信号受信回路101が知られている。この光信号
受信回路101は、光信号を電流に変換するAPD(A
valanche Photo Diode)103
と、APD103からの電流を電流−電圧変換する前置
アンプ105と、ゲインを調整するAGC(Autom
atic Gain Control)回路107と、
AGC回路107からの出力電圧を増幅する主アンプ1
09と、AGC回路107に電圧を出力するコントロー
ル電圧発生器111と、APD103に電圧を供給する
駆動回路113と、駆動回路113の出力電圧レベルを
調整する駆動回路調整回路115とからなる。
2. Description of the Related Art Conventionally, an optical signal receiving circuit 101 shown in FIG. 2 is known as an optical signal receiving circuit. The optical signal receiving circuit 101 converts an APD (A
(valanche Photo Diode) 103
, A preamplifier 105 for current-to-voltage conversion of the current from the APD 103, and an AGC (Autom
atic gain control) circuit 107,
Main amplifier 1 for amplifying the output voltage from AGC circuit 107
09, a control voltage generator 111 for outputting a voltage to the AGC circuit 107, a drive circuit 113 for supplying a voltage to the APD 103, and a drive circuit adjustment circuit 115 for adjusting the output voltage level of the drive circuit 113.

【0003】APD103を作動させるためには、AP
D103に発生する電流とは逆方向に電圧を加える必要
があり、この電圧を逆バイアス電圧(以下、単にバイア
ス電圧という)という。一般に、PD(Potodio
de)では、バイアス電圧を変化させても出力電流は一
定になるが、APD103では、バイアス電圧を変化さ
せると出力電流も変化するようになる。
In order to operate the APD 103, an AP
It is necessary to apply a voltage in a direction opposite to the current generated in D103, and this voltage is called a reverse bias voltage (hereinafter, simply referred to as a bias voltage). In general, PD (Potio
In de), the output current becomes constant even when the bias voltage is changed, but in the APD 103, when the bias voltage is changed, the output current also changes.

【0004】ここで、図3には、APD103における
受光レベルの模式図を示す。同図においては、例えば、
レベル(b)からレベル(a)に近づくほど受光レベル
が高くなる一方、レベル(b)からレベル(c)に近づ
くほど受光レベルが低くなる。なお、レベル(b)は、
予め電気的仕様として決められた所定のレベルである。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a light receiving level in the APD 103. As shown in FIG. In the figure, for example,
The light receiving level increases as the level (b) approaches the level (a), while the light receiving level decreases as the level approaches the level (c) from the level (b). The level (b) is
This is a predetermined level predetermined as an electrical specification.

【0005】次に、光信号受信回路101における動作
を説明する。APD103は、光信号が入射されると、
この光信号を電流に光電変換する。さらに、この電流
は、前置アンプ105により電流−電圧変換される。次
に、前置アンプ105の出力電圧は、例えば図3に示す
レベル(b)〜レベル(c)のように、光信号の振幅レ
ベルが所定のレベル以上の場合には、コントロール電圧
発生器111により構成されたフィードバック制御によ
り、AGC回路107のゲインを制御して、光信号受信
回路101の出力レベルが一定になるように制御され
る。
Next, the operation of the optical signal receiving circuit 101 will be described. The APD 103 receives an optical signal,
This optical signal is photoelectrically converted into a current. Further, this current is subjected to current-voltage conversion by the preamplifier 105. Next, when the amplitude level of the optical signal is equal to or higher than a predetermined level, for example, as shown in level (b) to level (c) shown in FIG. Is controlled by controlling the gain of the AGC circuit 107 so that the output level of the optical signal receiving circuit 101 becomes constant.

【0006】ところが、例えば図3に示すレベル(b)
〜レベル(c)のように、光信号の振幅レベルが所定の
レベルよりも低い場合には、AGC回路107のゲイン
調整によっては、制御することができなくなる。そこ
で、APD103の光電変換の電流増倍率は、駆動回路
113の供給電圧により調整されることを利用して、駆
動回路調整回路115によって駆動回路113の出力電
圧を変化させ、APD103から出力される電流を増加
させて、光信号受信回路101の出力レベルが一定にな
るように構成している。
However, for example, level (b) shown in FIG.
When the amplitude level of the optical signal is lower than the predetermined level as in the level (c), the control cannot be performed by adjusting the gain of the AGC circuit 107. Therefore, utilizing the fact that the current multiplication factor of the photoelectric conversion of the APD 103 is adjusted by the supply voltage of the drive circuit 113, the output voltage of the drive circuit 113 is changed by the drive circuit adjustment circuit 115, and the current output from the APD 103 is changed. Is increased so that the output level of the optical signal receiving circuit 101 becomes constant.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光信号受信回路101にあっては、APD103に過大
なレベルの光信号が入力された場合には、駆動回路11
3が一定の電圧を供給するように制御されるので、AP
D103に過大な電流が流れることになり、APD10
3が劣化する原因となるといった問題があった。
However, in the conventional optical signal receiving circuit 101, if an excessively high level optical signal is input to the APD 103, the driving circuit 11
3 is controlled to supply a constant voltage,
An excessive current flows through D103, and APD10
3 causes deterioration.

【0008】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的としては、高レベルの光信号が入力された場合
でも、受光素子に流れる電流を制限することができる光
信号受信回路を提供することにある。
[0008] The present invention has been made in view of the above,
An object of the present invention is to provide an optical signal receiving circuit capable of limiting a current flowing through a light receiving element even when a high-level optical signal is input.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
上記課題を解決するため、光信号を電気信号に変換する
受光素子と、電気信号を増幅して電気出力を出力する増
幅器と、受光素子を駆動するためのバイアス電圧を供給
する電圧供給手段とから構成される光信号受信回路にお
いて、前記電圧供給手段は、電気出力の大きさに応じて
前記受光素子のバイアス電圧を増大するように調整し、
前記受光素子からの電気信号のうちの直流成分の大きさ
に応じて、前記受光素子のバイアス電圧を低下するよう
に調整するバイアス電圧調整手段を有することを要旨と
する。
According to the first aspect of the present invention,
In order to solve the above problems, a light receiving element that converts an optical signal into an electric signal, an amplifier that amplifies the electric signal and outputs an electric output, and a voltage supply unit that supplies a bias voltage for driving the light receiving element are provided. In the optical signal receiving circuit configured, the voltage supply means adjusts to increase the bias voltage of the light receiving element according to the magnitude of the electric output,
The gist of the present invention is to include a bias voltage adjusting unit that adjusts the bias voltage of the light receiving element so as to decrease according to the magnitude of the DC component of the electric signal from the light receiving element.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態に係
る光通信システム等において使用される光信号受信回路
1の構成を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical signal receiving circuit 1 used in an optical communication system or the like according to an embodiment of the present invention.

【0011】同図に示すように、この光信号受信回路1
は、光信号の強度に応じた電流に変換するAPD(Av
alanche Photo Diode)3と、AP
D3からの電流を電流−電圧変換する前置アンプ5と、
入力信号の振幅レベルの変化に応じて、自動的にゲイン
を調整するAGC(Automatic GainCo
ntrol)回路7と、AGC回路7からの出力電圧を
増幅する主アンプ9と、AGC回路7に制御電圧を出力
するコントロール電圧発生器11と、APD3にバイア
ス電圧を供給する駆動回路13と、駆動回路13の出力
電圧レベルを調整する駆動回路調整回路15と、一定レ
ベル以上の光信号入力に対して駆動回路13のバイアス
電圧が低下するように保護する保護回路17とからな
る。
As shown in FIG. 1, this optical signal receiving circuit 1
Is an APD (Av) that converts the current into a current corresponding to the intensity of the optical signal.
Alanche Photo Diode) 3 and AP
A preamplifier 5 for current-to-voltage conversion of the current from D3;
AGC (Automatic GainCo) that automatically adjusts the gain according to the change in the amplitude level of the input signal.
ntrol) circuit 7, a main amplifier 9 for amplifying an output voltage from the AGC circuit 7, a control voltage generator 11 for outputting a control voltage to the AGC circuit 7, a driving circuit 13 for supplying a bias voltage to the APD 3, and a driving circuit. It comprises a drive circuit adjustment circuit 15 for adjusting the output voltage level of the circuit 13, and a protection circuit 17 for protecting the drive circuit 13 from lowering the bias voltage for an optical signal input of a certain level or more.

【0012】次に、光信号受信回路1の動作を説明す
る。APD3は、光信号を検出すると、この光信号の強
度に応じた電流に光電変換する。さらに、この電流は、
前置アンプ5により電流−電圧変換される。次に、前置
アンプ5の出力電圧は、AGC回路7と主アンプ9によ
り所定の振幅レベルまで増幅される。
Next, the operation of the optical signal receiving circuit 1 will be described. Upon detecting the optical signal, the APD 3 photoelectrically converts the optical signal into a current corresponding to the intensity of the optical signal. In addition, this current
The current-voltage conversion is performed by the preamplifier 5. Next, the output voltage of the preamplifier 5 is amplified by the AGC circuit 7 and the main amplifier 9 to a predetermined amplitude level.

【0013】ここで、光信号の振幅レベルが所定のレベ
ルよりも低い場合には、駆動回路調整回路15によって
駆動回路13のバイアス電圧を変化させ、APD3から
出力される電流を増加させて、光信号受信回路1の出力
レベルが一定になるように調整している。このとき、A
GC回路7を駆動するコントロール電圧発生器11の出
力電圧は一定である。
Here, when the amplitude level of the optical signal is lower than the predetermined level, the bias voltage of the drive circuit 13 is changed by the drive circuit adjustment circuit 15 to increase the current output from the APD 3 and The output level of the signal receiving circuit 1 is adjusted to be constant. At this time, A
The output voltage of the control voltage generator 11 for driving the GC circuit 7 is constant.

【0014】また、光信号の振幅レベルが所定のレベル
以上の場合には、コントロール電圧発生器11により構
成されたフィードバック制御により、AGC回路7のゲ
インを制御して、光信号受信回路1の出力レベルが一定
になるように制御している。このとき、駆動回路13の
バイアス電圧は一定である。
When the amplitude level of the optical signal is equal to or higher than a predetermined level, the gain of the AGC circuit 7 is controlled by the feedback control constituted by the control voltage generator 11, and the output of the optical signal receiving circuit 1 is controlled. The level is controlled to be constant. At this time, the bias voltage of the drive circuit 13 is constant.

【0015】さらに、過大レベルの光信号が入力した場
合でも安定した受信を行うため、保護回路17によっ
て、ある一定レベル以上の光信号に対して駆動回路13
の電圧が低下するように保護する。
Furthermore, in order to perform stable reception even when an optical signal of an excessive level is input, the protection circuit 17 controls the driving circuit 13 for an optical signal of a certain level or more.
Protection so that the voltage of the

【0016】この保護回路17は、直流分離部19と、
増幅回路21と、トランジスタ23とを有する。直流分
離部19は、コンデンサやコイル等からなり、APD3
からの電気信号のうち直流成分を分離するものである。
増幅回路21は、直流分離部19からの直流電圧を増幅
するものである。また、トランジスタ23は、ベースに
は増幅回路21の出力端、コレクタには駆動回路調整回
路15の出力端が接続され、エミッタはグランドレベル
に接続されている。
The protection circuit 17 includes a DC separation unit 19,
It has an amplifier circuit 21 and a transistor 23. The DC separation unit 19 includes a capacitor, a coil, and the like.
From the electric signal from the DC signal.
The amplification circuit 21 amplifies the DC voltage from the DC separation unit 19. The transistor 23 has a base connected to the output terminal of the amplifier circuit 21, a collector connected to the output terminal of the drive circuit adjustment circuit 15, and an emitter connected to the ground level.

【0017】まず、直流分離部19で、電気信号の直流
電圧を分離する。この分離された直流成分の信号レベル
は、平均光入力レベルに相当するものであり、増幅回路
21に入力される。増幅回路21に入力された平均光入
力レベルは増幅されて、トランジスタ23のベースに出
力される。所定レベル以上の平均光入力レベルがトラン
ジスタ23のベースに入力された場合には、平均光入力
レベルに応じて電流がコレクタ−エミッタ間に流れる。
その結果、駆動回路調整回路15から駆動回路13への
出力電圧が低下し、駆動回路13は、APD3のバイア
ス電圧を低下させ、APD3に流れる電流を低下させ
る。
First, the DC separator 19 separates the DC voltage of the electric signal. The signal level of the separated DC component corresponds to the average optical input level, and is input to the amplifier circuit 21. The average optical input level input to the amplifier circuit 21 is amplified and output to the base of the transistor 23. When an average light input level equal to or higher than a predetermined level is input to the base of the transistor 23, a current flows between the collector and the emitter according to the average light input level.
As a result, the output voltage from the drive circuit adjustment circuit 15 to the drive circuit 13 decreases, and the drive circuit 13 reduces the bias voltage of the APD 3 and reduces the current flowing through the APD 3.

【0018】このように、APD3からの平均光入力レ
ベルが所定のレベルを越えた場合には、保護回路17
は、駆動回路13のバイアス電圧を低下させるため、非
常に高レベルの光信号が入力された場合でも、APD3
に流れる電流を制限することにより、APD3等の劣化
を防ぐことができる。さらに、保護回路17をAPD3
の後段に付加したことによって、温度変化等によるアン
プ等の性能変化に影響されることなく、APD3のみの
特性により保護することが可能になる。
As described above, when the average light input level from the APD 3 exceeds a predetermined level, the protection circuit 17
Reduces the bias voltage of the drive circuit 13 so that the APD 3 can be used even when a very high-level optical signal is input.
By limiting the current flowing through the APD 3, deterioration of the APD 3 and the like can be prevented. Further, the protection circuit 17 is connected to the APD3
, It is possible to protect by the characteristic of the APD 3 alone without being affected by the performance change of the amplifier or the like due to the temperature change or the like.

【0019】なお、本実施の形態においては、受光素子
にAPDを用いる場合について説明したが、本発明はこ
のような場合に限られることなく、PINフォトダイオ
ード等を用いる場合にも同様に、受光素子に流れる電流
を制限することにより、受光素子の劣化を防ぐことがで
きるものである。
In this embodiment, the case where the APD is used as the light receiving element has been described. However, the present invention is not limited to such a case, and the same applies to the case where a PIN photodiode or the like is used. By limiting the current flowing through the element, deterioration of the light receiving element can be prevented.

【0020】また、本実施の形態においては、AGC回
路を使用しているが、本発明においては、必ずしもAG
C回路が必須というわけではなく、AGC回路を省略し
た受光回路にも本発明を適用することができる。
In this embodiment, the AGC circuit is used, but in the present invention, the AGC circuit is not necessarily used.
The C circuit is not essential, and the present invention can be applied to a light receiving circuit in which the AGC circuit is omitted.

【0021】[0021]

【発明の効果】請求項1記載の本発明によれば、受光素
子からの電気信号のうち直流成分が表す平均光入力レベ
ルを分離して、平均光入力レベルが所定レベルよりも高
い場合には、平均光入力レベルに応じて、電圧供給手段
からのバイアス電圧を低下するように調整することで、
受光素子に高レベルの光信号が入力された場合でも受光
素子に流れる電流を制限することができる。
According to the first aspect of the present invention, the average light input level represented by the DC component of the electric signal from the light receiving element is separated, and when the average light input level is higher than a predetermined level, By adjusting the bias voltage from the voltage supply means to decrease according to the average light input level,
Even when a high-level optical signal is input to the light receiving element, the current flowing through the light receiving element can be limited.

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

【図1】本発明の実施の形態に係る光信号受信回路1の
構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical signal receiving circuit 1 according to an embodiment of the present invention.

【図2】従来の光信号受信回路101の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional optical signal receiving circuit 101.

【図3】従来の光信号受信回路101のAPD103に
おける受光レベルの模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram of a light receiving level in an APD 103 of a conventional optical signal receiving circuit 101.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光信号受信回路 3 APD 7 AGC回路 13 駆動回路 15 駆動回路調整回路 17 保護回路 19 直流分離部 21 増幅回路 23 トランジスタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical signal receiving circuit 3 APD 7 AGC circuit 13 Drive circuit 15 Drive circuit adjustment circuit 17 Protection circuit 19 DC separation part 21 Amplification circuit 23 Transistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04B 10/04 10/06 10/08 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H04B 10/04 10/06 10/08

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光信号を電気信号に変換する受光素子
と、電気信号を増幅して電気出力を出力する増幅器と、
受光素子を駆動するためのバイアス電圧を供給する電圧
供給手段とから構成される光信号受信回路において、 前記電圧供給手段は、 電気出力の大きさに応じて前記受光素子のバイアス電圧
を増大するように調整し、前記受光素子からの電気信号
のうちの直流成分の大きさに応じて、前記受光素子のバ
イアス電圧を低下するように調整するバイアス電圧調整
手段を有することを特徴とする光信号受信回路。
A light-receiving element that converts an optical signal into an electric signal; an amplifier that amplifies the electric signal and outputs an electric output;
An optical signal receiving circuit configured to supply a bias voltage for driving a light receiving element, wherein the voltage supplying means increases a bias voltage of the light receiving element according to a magnitude of an electric output. And a bias voltage adjusting means for adjusting the bias voltage of the light receiving element so as to decrease in accordance with the magnitude of the DC component of the electric signal from the light receiving element. circuit.
JP9117069A 1997-05-07 1997-05-07 Optical signal receiving circuit Pending JPH10308636A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7309853B2 (en) 2004-12-20 2007-12-18 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method for controlling a bias voltage applied to an avalanche photodiode

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7309853B2 (en) 2004-12-20 2007-12-18 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method for controlling a bias voltage applied to an avalanche photodiode

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