JPH11145913A - プリアンプ - Google Patents

プリアンプ

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JPH11145913A
JPH11145913A JP9306969A JP30696997A JPH11145913A JP H11145913 A JPH11145913 A JP H11145913A JP 9306969 A JP9306969 A JP 9306969A JP 30696997 A JP30696997 A JP 30696997A JP H11145913 A JPH11145913 A JP H11145913A
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JP
Japan
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signal
offset
output
voltage
current
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JP9306969A
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English (en)
Inventor
Kanenori Honma
謙徳 本間
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光受信信号にプリバイアスを含んでいても、
波形歪みを起こさずに正常に受信できるプリアンプを提
供する。 【解決手段】 本発明によれば、PD1によって光信号
から電流信号へと変換され、トランスインピーダンス型
増幅回路12によって、電圧信号へと変換・増幅され
る。PD1からの入力信号にプリバイアスを伴っていた
場合、リセット回路6によってAOC11のオフセット
レベルをプリバイアスの分だけ補正したタイミングにシ
フトさせる。プリバイアスを一定量以上に含んでいる場
合と含んでいない場合とでは、増幅回路12の出力信号
のオフセット‘0’レベルが異なる。このため、第1の
ATC8と第2のATC9とによってそれぞれの場合の
最適なスレッシュルド電圧に設定し、プリバイアス検出
回路7からの制御信号を受けてセレクタ10によって第
1のATC,第2のATCの出力を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力信号にオフセ
ット光(プリバイアス)を伴った光信号を受信した場合
の入力電流を受けても、波形歪みを起こさず信号を増幅
させ、受信できるプリアンプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、バースト信号を取り扱うPON
(Passive Optical Network)
システムでは、個々のバースト信号の光パワー差に対す
る受信器(受信回路)が多数開発され、実用化されてい
る。
【0003】しかしながら、加入者の増加,送受信器の
低価格化に伴い、光部品のコスト低減も求められてい
る。
【0004】従来の基幹系伝送装置や開発当初のPON
システムでは、光信号を送出するLD(Laser D
iode)も比較的性能の良いものが適用されており、
また、技術的にもLDにバイアス電圧を加えなくても所
望の光出力信号を送出することができていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】これに対し、送受信器
のコスト低減を実現するために光部品としても安価なも
のを適用する傾向にあり、この場合のLDとしては、特
に、バイアス電圧を加えないと所望の光出力波形が得ら
れないという問題が起きている。
【0006】その結果、光出力に予めオフセット光(プ
リバイアス)を伴った信号を送信することになり、受信
器側ではPD(Photo Diode)によって光信
号を電流信号に変換すると、オフセットを伴った入力電
流となってしまう。さらに、バースト信号送信器の全て
について前述するようなプリバイアスを伴っているわけ
でなく、複数個のある特定の送信器についてこの入力条
件となっているため、それぞれのバースト信号につい
て、各々対処する必要がある。
【0007】本発明の目的は、光受信信号にプリバイア
スを含んでいても、波形歪みを起こさずに正常に受信で
きるプリアンプを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、PD
(Photo Diode)によって光信号から電流信
号へと変換され、オペアンプと帰還抵抗で形成されるト
ランスインピーダンス型増幅回路によって、電圧信号へ
と変換・増幅される。
【0009】このとき、PDからの入力信号に入力信号
段差(プリバイアス)を伴っていた場合、リセット回路
によってAOC(Automatic Offset
Control)のオフセットレベルをプリバイアスの
分だけ補正したタイミングにシフトさせる。
【0010】プリバイアスを一定量以上に含んでいる場
合と含んでいない場合とでは、トランスインピーダンス
型増幅回路の出力信号のオフセット‘0’レベルが異な
る。このため、第1のATC(Automatic T
hreshold Control)と第2のATCと
によってそれぞれの場合の最適なスレッシュルド電圧に
設定し、プリバイアス検出回路からの制御信号を受けて
切替器によって第1のATC,第2のATCの出力を選
択する。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、本発明のプリアンプの一
実施例の構成を示す図である。
【0012】図1において、フォトダイオード(PD)
1によって光信号から電気の電流信号へと変換され、オ
ペアンプ3と帰還抵抗2とで形成されるトランスインピ
ーダンス型増幅回路12(以下コアアンプ)によって、
電圧信号へと変換・増幅される。この電圧信号は、入力
電流信号に対し反転された信号である。
【0013】コアアンプ12の出力オフセットをキャン
セルするため、自動オフセット・コントロール(AO
C)11によって入力の直流オフセットレベルを帰還制
御している。AOC11は、コアアンプ出力のピーク値
を検出するピーク検出部5と、ピーク検出部5からの制
御信号により直流オフセットレベルを調節するAOC制
御部4によって構成されている。
【0014】PD1への光入力信号に予めオフセット光
が伴っていると、その分のオフセット量がコアアンプ1
2によって増幅されるため、コアアンプの出力が歪んで
しまう。この対策として、リセット回路6によって自己
リセット信号を発生し、AOC回路11のピーク検出部
5を制御する。
【0015】プリバイアスを含んでいるときの直流オフ
セットレベルと、含んでいないときの直流オフセットレ
ベルでは、AOC11によって制御される絶対値レベル
が異なるため、それぞれのレベルに応じた自動スレッシ
ョルド・コントロール(ATC)回路が必要となる。
【0016】例えば図1の回路図では、第1のATC8
の方が直流オフセットレベルよりもスレッショルド電圧
が高く設定され、第2のATC9が直流オフセットレベ
ルよりもスレッショルド電圧が低く設定される回路形式
である。
【0017】これらATC8,ATC9の出力の切り換
えは、プリバイアス検出回路7からの制御信号を受けセ
レクタ10によって選択される。プリバイアス検出回路
7では、PD1に光無入力状態から初めて光が入力され
るとき、その電流信号の立ち上がり(コアアンプ12の
最初の立ち下がり)が規定レベルよりも大きいか小さい
かを検出すればよい。
【0018】次に、図1の回路の動作について、図2,
図3を参照して説明する。図2のタイムチャートにおい
て、PD1によって光信号を電気信号(電流信号)に変
換されたものを入力電流(a)として表している。この
入力電流はプリバイアスを含んでおり、オフセットを生
じている。リセット回路6によってプリバイアスの立ち
上がりエッジに対応した自己リセット信号(b)が発生
し、この自己リセット信号によりAOC回路11のピー
ク検出部5にリセット制御がかけられ、プリバイアス分
のオフセットレベルをオフセット‘0’レベルとして検
出する。
【0019】この結果、オフセットキャンセル信号
(c)は、オフセットレベルと同じ量引き抜く。このと
きのコアアンプ12への入力信号(電流)が図2におけ
るキャンセル後入力電流(d)であり、この入力電流に
応じてコアアンプ12の出力が図2のコアアンプ出力電
圧(e)として得られる。
【0020】一方、入力信号にプリバイアスが含まれて
いないとき、タイムチャートは図3のように表される。
プリバイアスが無いときリセット回路6は、入力信号
(a)の1ビット目の立ち上がりで動作し、このときの
自己リセット信号(b)によってAOC回路11では1
ビット目のHighレベルをオフセット‘0’レベルと
して検出する。
【0021】この結果、オフセットキャンセル信号
(c)は(1ビット目の)Highレベルと同じ量を引
き抜き、コアアンプ出力のHighレベルがオフセット
‘0’レベルとして動作する。したがって、コアアンプ
12の出力信号(電圧)はオフセット‘0’レベルに対
し上に出力され、プリバイアスが含まれているときと出
力動作レベルが異なっていることがわかる。
【0022】図2,図3のタイムチャートでわかるよう
に、入力信号にプリバイアスを含んでいるときと含んで
いないときでは、オフセット‘0’レベルに対するコア
アンプ出力レベルが異なっており、それぞれのスレッシ
ョルド電圧の設定が必要となる。図1の回路図ではAT
C8とATC9を用意し、それぞれ別のスレッショルド
電圧を設定している。
【0023】ATC8では、オフセット‘0’レベルと
コアアンプ12の出力のボトム値を検出し、その中間レ
ベルにスレッショルド電圧が設定されるように機能を持
たせている。この動作は図2に示されており、入力信号
にプリバイアスがある時に受信可能となっている。
【0024】一方、ATC9ではオフセット‘0’レベ
ルとコアアンプ12出力のピーク値を検出し、その中間
レベルにスレッショルド電圧が設定されるよう設計され
ている、この動作は、図3に示されており、入力信号に
プリバイアスが無い時に受信可能な状態になっている。
【0025】これらATC8,ATC9の出力につい
て、プリバイアス検出回路7によってプリバイアスの有
無を検出し、この回路からの制御信号を受けセレクタ1
0によってどちらかの出力信号を選択する。図2および
図3のタイムチャートで分かるように、いずれの場合で
も出力論理については問題ないことが明らかである。
【0026】次に、本発明のプリアンプの他の実施例に
ついて図4を参照して説明する。
【0027】このプリアンプは、図1で示したものにお
いて、帰還抵抗2に並列に飽和防止回路13が設けられ
ている。通常、トランスインピーダンス型プリアンプ
は、コアアンプ12に入力される電流信号が過剰に多い
と飽和状態となり出力波形歪みを生じてしまう。この飽
和現象を回避するため帰還抵抗に流れ込む電流を飽和防
止回路によって調節し、波形歪みを防いでいる。
【0028】図4に示す飽和防止回路13では、帰還抵
抗2に並列にダイオードを接続し、帰還抵抗に発生する
電圧振幅をダイオードの順方向電圧(通常0.7V〜
0.8V)に抑えている。
【0029】
【発明の効果】本発明のプリアンプによれば、光受信信
号にプリバイアスを含んでいても、波形歪みを起こさず
正常に受信できる。その理由は、プリバイアスに対応し
て自己リセットを行い、プリバイアス分のオフセットを
検出してオフセットキャンセル機能を持たせたAOC回
路を設けたためである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプリアンプの一実施例を示す図であ
る。
【図2】入力信号にプリバイアスを含む場合の図1のプ
リアンプの動作を示すタイムチャートである。
【図3】入力信号にプリバイアスを含まない場合の図1
のプリアンプの動作を示すタイムチャートである。
【図4】本発明の他の一実施例を示す図である。
【符号の説明】
1 PD 2 帰還抵抗 3 オペアンプ 4 AOC制御部 5 ピーク検出部 6 リセット回路 7 プリバイアス検出回路 8,9 ATC 10 セレクタ 11 AOC回路 12 コアアンプ 13 飽和防止回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H03F 3/08 3/34

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光信号から電流信号に変換する光電変換手
    段と、 前記電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換手段
    と、 前記電流電圧変換手段の入力の直流オフセットレベルを
    帰還制御して、前記電流電圧変換手段の出力オフセット
    をキャンセルする手段と、 前記電流電圧変換手段の出力を、前記光信号がプリバイ
    アスを含んでいる場合と、含まない場合とで、異なるス
    レッショルド電圧値を用いて検出する手段と、を備える
    ことを特徴とするプリアンプ。
  2. 【請求項2】前記出力オフセットをキャンセルする手段
    は、 前記電力電圧変換手段の出力のピーク値を検出するピー
    ク検出部と、 前記ピーク検出部からの制御信号により前記直流オフセ
    ットレベルを調節する自動オフセット制御部と、 前記光電変換手段の出力が真のオフセットレベル0レベ
    ルより変移すると自己リセット信号を発生するリセット
    回路とを有し、 前記リセット信号が発生すると、前記ピーク検出部をリ
    セット制御して、自己リセットによるオフセット0レベ
    ルを検出し、前記自動オフセット制御部に、検出された
    オフセット0レベルを値とするオフセットキャンセル信
    号を発生することを特徴とする請求項1記載のプリアン
    プ。
  3. 【請求項3】前記スレッショルド電圧を用いて検出する
    手段は、 前記光信号がプリバイアスを含んでいる場合の前記電流
    電圧変換手段の出力電圧に対応したスレッショルド電圧
    を有する第1の自動スレッショルド制御回路と、 前記光信号がプリバイアスを含んでいない場合の前記電
    流電圧変換手段の出力電圧に対応したスレッショルド電
    圧を有する第2の自動スレッショルド制御回路と、 前記光信号にプリバイアスがあるか否かを検出するプリ
    バイアス検出回路と、 前記プリバイアス検出回路の出力する制御信号により、
    前記第1および第2のスレッショルド制御回路の出力を
    選択するセレクト回路と、を有することを特徴とする請
    求項2記載のプリアンプ。
  4. 【請求項4】前記光電変換手段は、フォトダイオードで
    あり、 前記電流電圧変換手段は、トランスインピーダンス型増
    幅回路であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
    に記載のプリアンプ。
  5. 【請求項5】前記トランスインピーダンス型増幅回路
    は、オペアンプと帰還抵抗とから構成されていることを
    特徴とする請求項4記載のプリアンプ。
  6. 【請求項6】前記帰還抵抗に並列に、飽和防止回路が接
    続されていることを特徴とする請求項5記載のプリアン
    プ。
  7. 【請求項7】前記飽和防止回路は、ダイオードであるこ
    とを特徴とする請求項6記載のプリアンプ。
JP9306969A 1997-11-10 1997-11-10 プリアンプ Pending JPH11145913A (ja)

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