JPH1155194A - 光受信器のバイアス制御方式 - Google Patents
光受信器のバイアス制御方式Info
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- JPH1155194A JPH1155194A JP9203207A JP20320797A JPH1155194A JP H1155194 A JPH1155194 A JP H1155194A JP 9203207 A JP9203207 A JP 9203207A JP 20320797 A JP20320797 A JP 20320797A JP H1155194 A JPH1155194 A JP H1155194A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、光受信器のバイアス制御方式に関
し、受光素子の特性に左右されずに正常に動作する光受
信器を提供する。 【解決手段】 受光素子１のバイアス用電源及び自動利
得制御回路２用電源の投入時に、受光素子１のバイアス
電圧Ｖraが受光素子１の最大増倍率Ｍmaxの得られる電
圧Ｖrmを越えないように自動利得制御回路２を制御する
比較器４を備えた制御回路３を設ける。
し、受光素子の特性に左右されずに正常に動作する光受
信器を提供する。 【解決手段】 受光素子１のバイアス用電源及び自動利
得制御回路２用電源の投入時に、受光素子１のバイアス
電圧Ｖraが受光素子１の最大増倍率Ｍmaxの得られる電
圧Ｖrmを越えないように自動利得制御回路２を制御する
比較器４を備えた制御回路３を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光受信器のバイアス
制御方式に関するものであり、特に、光通信システムに
用いるＡＰＤ（アバランシェ・フォトダイオード）のバ
イアス制御方法に特徴のある光受信器のバイアス制御方
式に関するものである。
制御方式に関するものであり、特に、光通信システムに
用いるＡＰＤ（アバランシェ・フォトダイオード）のバ
イアス制御方法に特徴のある光受信器のバイアス制御方
式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信は１本の光ファイバで大
容量の情報を送ることができるため、これまでの幹線系
通信に広く用いられてきたが、近年、マルチメディア情
報を一般家庭まで提供するＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ ｔｏ
ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）が提案され、現実的なものとなり
つつある。
容量の情報を送ることができるため、これまでの幹線系
通信に広く用いられてきたが、近年、マルチメディア情
報を一般家庭まで提供するＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ ｔｏ
ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）が提案され、現実的なものとなり
つつある。
【０００３】この様な光通信システムに用いられる送信
部及び受信部は、近年のコンパクト化の要請に伴い、発
光素子と送信回路、或いは、受光素子と受信回路がモジ
ュール化され一つの部品として扱われている。
部及び受信部は、近年のコンパクト化の要請に伴い、発
光素子と送信回路、或いは、受光素子と受信回路がモジ
ュール化され一つの部品として扱われている。
【０００４】この様なモジュールに対しては色々な条件
下で正常動作が要求されているが、特に、受光素子モジ
ュールに対しては受光素子の特性に左右されずに正常に
動作することが必要である。
下で正常動作が要求されているが、特に、受光素子モジ
ュールに対しては受光素子の特性に左右されずに正常に
動作することが必要である。
【０００５】ここで、図５及び図６（ａ）を参照して、
従来の光受信器の構成及び光受信器のバイアス制御方式
を説明する。図５参照従来の光受信器３１においては、
光ファイバによって送られてきた光信号をＡＰＤ３２で
検出し、この検出出力を等化増幅器３４で、所要の波形
に等化整形（Ｒｅｓｈａｐｉｎｇ）すると共に増幅し、
その出力の一部を利用してタイミング抽出回路３５にお
いて光信号からタイミング信号を得、識別回路３６にお
いて、タイミング信号を利用して正しい識別時点を認識
して、光信号の増幅出力をデータ出力とクロック出力に
分離して出力する。
従来の光受信器の構成及び光受信器のバイアス制御方式
を説明する。図５参照従来の光受信器３１においては、
光ファイバによって送られてきた光信号をＡＰＤ３２で
検出し、この検出出力を等化増幅器３４で、所要の波形
に等化整形（Ｒｅｓｈａｐｉｎｇ）すると共に増幅し、
その出力の一部を利用してタイミング抽出回路３５にお
いて光信号からタイミング信号を得、識別回路３６にお
いて、タイミング信号を利用して正しい識別時点を認識
して、光信号の増幅出力をデータ出力とクロック出力に
分離して出力する。
【０００６】また、ＡＰＤ３２はアバランシェ領域にお
いてフォトキャリアを高電界で加速して雪崩倍増を起こ
すものであるので高い電圧値で逆バイアスする必要があ
り、高圧電源から供給された電圧をバイアス回路３３を
介して所定のゲインが得られるバイアス電圧Ｖraになる
ように制御する。
いてフォトキャリアを高電界で加速して雪崩倍増を起こ
すものであるので高い電圧値で逆バイアスする必要があ
り、高圧電源から供給された電圧をバイアス回路３３を
介して所定のゲインが得られるバイアス電圧Ｖraになる
ように制御する。
【０００７】この場合、光ファイバ中における減衰量
や、接続箇所の差によって生ずる減衰量偏差等を自動的
に補正して一定の出力が得られるように、ピーク検出回
路３７及びバイアス回路３３からなる自動利得制御回路
（ＡＧＣ：ＡｕｔｏｍａｔｉｃＧａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏ
ｌ）を設けている。
や、接続箇所の差によって生ずる減衰量偏差等を自動的
に補正して一定の出力が得られるように、ピーク検出回
路３７及びバイアス回路３３からなる自動利得制御回路
（ＡＧＣ：ＡｕｔｏｍａｔｉｃＧａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏ
ｌ）を設けている。
【０００８】この様なＡＧＣ回路においては、等化増幅
器３４の出力振幅をピーク検出回路３７でピーク検出
し、そのピーク値検出電圧Ｖppをバイアス回路３３を構
成する増幅器３８に入力し、その出力でＡＰＤ３２と高
圧電源との間に接続するトランジスタ３９の動作を制御
してＡＰＤ３２に印加される逆バイアス電圧Ｖraを制御
する。
器３４の出力振幅をピーク検出回路３７でピーク検出
し、そのピーク値検出電圧Ｖppをバイアス回路３３を構
成する増幅器３８に入力し、その出力でＡＰＤ３２と高
圧電源との間に接続するトランジスタ３９の動作を制御
してＡＰＤ３２に印加される逆バイアス電圧Ｖraを制御
する。
【０００９】この様な光受信器３１において、光ファイ
バを伝送する光信号の強度が大きい時には、ピーク値検
出電圧Ｖppも大きくなり、したがって、増幅器３８を介
してトランジスタ３９に印加される電圧も大きくなるの
で、高圧電源からの電流はトランジスタ３９を介して接
地側に引き込まれて逆バイアスＶraがさがり、それによ
ってＡＰＤ３２に流れる電流を少なくして、等化増幅器
３４の出力振幅が一定になるように制御する。
バを伝送する光信号の強度が大きい時には、ピーク値検
出電圧Ｖppも大きくなり、したがって、増幅器３８を介
してトランジスタ３９に印加される電圧も大きくなるの
で、高圧電源からの電流はトランジスタ３９を介して接
地側に引き込まれて逆バイアスＶraがさがり、それによ
ってＡＰＤ３２に流れる電流を少なくして、等化増幅器
３４の出力振幅が一定になるように制御する。
【００１０】一方、光ファイバを伝送する光信号の強度
が小さい時には、ピーク値検出電圧Ｖppも小さくなり、
したがって、増幅器３８を介してトランジスタ３９に印
加される電圧も小さくなるので、トランジスタ３９を介
して接地側に引き込まれる高圧電源からの電流量は少な
くなって逆バイアスＶraが上がり、それによってＡＰＤ
３２に流れる電流が増加して、等化増幅器３４の出力振
幅が一定になるように制御する。
が小さい時には、ピーク値検出電圧Ｖppも小さくなり、
したがって、増幅器３８を介してトランジスタ３９に印
加される電圧も小さくなるので、トランジスタ３９を介
して接地側に引き込まれる高圧電源からの電流量は少な
くなって逆バイアスＶraが上がり、それによってＡＰＤ
３２に流れる電流が増加して、等化増幅器３４の出力振
幅が一定になるように制御する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この様な光受
信器のバイアス制御方式においては、使用するＡＰＤの
増倍率特性にばらつきがあり、使用するＡＰＤによって
は、バイアス電圧（Ｖra）の制御が働かなくなるという
問題があるので、この事情を図６を参照して説明する。
信器のバイアス制御方式においては、使用するＡＰＤの
増倍率特性にばらつきがあり、使用するＡＰＤによって
は、バイアス電圧（Ｖra）の制御が働かなくなるという
問題があるので、この事情を図６を参照して説明する。
【００１２】なお、図６（ａ）及び（ｂ）は色々なＡＰ
Ｄの増倍率（Ｍ）のバイアス電圧（Ｖra）依存性を示す
図であり、増倍率（Ｍ）とは、アバランシェ増倍による
増幅率であり、ＡＰＤに流れる電流（Ｉao）のバイアス
電圧（Ｖra）に対する比で表される。
Ｄの増倍率（Ｍ）のバイアス電圧（Ｖra）依存性を示す
図であり、増倍率（Ｍ）とは、アバランシェ増倍による
増幅率であり、ＡＰＤに流れる電流（Ｉao）のバイアス
電圧（Ｖra）に対する比で表される。
【００１３】図６（ａ）参照 図６（ａ）は、通常のＡＰＤの増倍率（Ｍ）のバイアス
電圧（Ｖra）依存性を示す図であり、増倍率（Ｍ）はバ
イアス電圧（Ｖra）の増加に伴って高くなり、ＶB を降
伏電圧とした場合、 Ｍ＝１／｛１−（Ｖra／ＶB ）n ｝ で近似的に表され、ｎは材料で決まる係数で、Ｓｉの場
合には、ｎ＝１．５〜４．０、また、Ｇｅの場合には、
ｎ＝２．５〜８となる。
電圧（Ｖra）依存性を示す図であり、増倍率（Ｍ）はバ
イアス電圧（Ｖra）の増加に伴って高くなり、ＶB を降
伏電圧とした場合、 Ｍ＝１／｛１−（Ｖra／ＶB ）n ｝ で近似的に表され、ｎは材料で決まる係数で、Ｓｉの場
合には、ｎ＝１．５〜４．０、また、Ｇｅの場合には、
ｎ＝２．５〜８となる。
【００１４】この様に、通常のＡＰＤの場合には、降伏
電圧ＶB の直前の最大バイアス電圧Ｖrmにおいて最大の
増倍率Ｍmax になるので、必要とする利得を得るために
はバイアス電圧（Ｖra）をＶrm近傍で使用する必要があ
り、バイアス電圧（Ｖra）の初期値をＶrm或いはＶrm近
傍に設定することによって、上述のＡＧＣ回路が正常に
動作する。
電圧ＶB の直前の最大バイアス電圧Ｖrmにおいて最大の
増倍率Ｍmax になるので、必要とする利得を得るために
はバイアス電圧（Ｖra）をＶrm近傍で使用する必要があ
り、バイアス電圧（Ｖra）の初期値をＶrm或いはＶrm近
傍に設定することによって、上述のＡＧＣ回路が正常に
動作する。
【００１５】図６（ｂ）参照 しかし、素子によっては、通常とは異なった特性を示す
ことがあり、図６（ｂ）に示すように、バイアス電圧
（Ｖra）を上げていくと、Ｖrmにおいて増倍率が最大Ｍ
max となり、その後電圧を上げると増倍率が低下し、遂
には降伏することになる。
ことがあり、図６（ｂ）に示すように、バイアス電圧
（Ｖra）を上げていくと、Ｖrmにおいて増倍率が最大Ｍ
max となり、その後電圧を上げると増倍率が低下し、遂
には降伏することになる。
【００１６】この様な特性の素子の場合に、光信号の強
度が小さくなり、ＡＰＤのバイアス電圧（Ｖra）が最大
の増倍率Ｍmax が得られる電圧Ｖrmを越えてしまうと、
ＡＰＤの利得が下がって振幅が小さくなり、次に光を大
きくしても、等化増幅器の出力振幅はわずかに大きくな
るだけであり、したがって、充分な増倍率を得ようとし
てバイアス電圧（Ｖra）を更に上げようと働くと、更に
増倍率が低下し、バイアス電圧（Ｖra）の制御が働かな
くなる。
度が小さくなり、ＡＰＤのバイアス電圧（Ｖra）が最大
の増倍率Ｍmax が得られる電圧Ｖrmを越えてしまうと、
ＡＰＤの利得が下がって振幅が小さくなり、次に光を大
きくしても、等化増幅器の出力振幅はわずかに大きくな
るだけであり、したがって、充分な増倍率を得ようとし
てバイアス電圧（Ｖra）を更に上げようと働くと、更に
増倍率が低下し、バイアス電圧（Ｖra）の制御が働かな
くなる。
【００１７】したがって、本発明は、受光素子の特性に
左右されずに正常に動作する光受信器を提供することを
目的とする。
左右されずに正常に動作する光受信器を提供することを
目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１参照 （１）本発明は、光受信器のバイアス制御方式におい
て、受光素子１のバイアス用電源及び自動利得制御回路
２用電源の投入時に、受光素子１のバイアス電圧Ｖraが
受光素子１の最大増倍率Ｍmax の得られる電圧Ｖrmを越
えないように自動利得制御回路２を制御する比較器４を
備えた制御回路３を設けたことを特徴とする。
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。 図１参照 （１）本発明は、光受信器のバイアス制御方式におい
て、受光素子１のバイアス用電源及び自動利得制御回路
２用電源の投入時に、受光素子１のバイアス電圧Ｖraが
受光素子１の最大増倍率Ｍmax の得られる電圧Ｖrmを越
えないように自動利得制御回路２を制御する比較器４を
備えた制御回路３を設けたことを特徴とする。
【００１９】この様な、受光素子１のバイアス電圧Ｖra
が受光素子１の最大増倍率Ｍmax の得られる電圧Ｖrmを
越えないようにする制御回路３、例えば、比較器４と切
替器とからなる制御回路３を設けることにより、ピーク
検出回路の出力Ｖppが最大増倍率Ｍmax に対応するピー
ク値検出電圧Ｖpm以下になった場合、バイアス電圧Ｖ ra
をＶrmとすることによって、使用する受光素子１の特性
の如何に拘わらず、自動利得制御回路２、即ち、ＡＧＣ
回路を正常に動作させることができる。
が受光素子１の最大増倍率Ｍmax の得られる電圧Ｖrmを
越えないようにする制御回路３、例えば、比較器４と切
替器とからなる制御回路３を設けることにより、ピーク
検出回路の出力Ｖppが最大増倍率Ｍmax に対応するピー
ク値検出電圧Ｖpm以下になった場合、バイアス電圧Ｖ ra
をＶrmとすることによって、使用する受光素子１の特性
の如何に拘わらず、自動利得制御回路２、即ち、ＡＧＣ
回路を正常に動作させることができる。
【００２０】（２）また、本発明は、上記（１）におい
て、自動利得制御回路２の制御を、等化増幅器の出力の
ピーク値検出電圧を基準電圧値と比較して行うことを特
徴とする。
て、自動利得制御回路２の制御を、等化増幅器の出力の
ピーク値検出電圧を基準電圧値と比較して行うことを特
徴とする。
【００２１】この様に、ＡＧＣ回路の制御は、ピーク検
出回路の出力、即ち、ピーク値検出電圧Ｖppを最大増倍
率Ｍmax が得られるバイアス電圧Ｖrmに設定する電圧値
Ｖpmを基準電圧値として比較することによって行うこと
ができる。
出回路の出力、即ち、ピーク値検出電圧Ｖppを最大増倍
率Ｍmax が得られるバイアス電圧Ｖrmに設定する電圧値
Ｖpmを基準電圧値として比較することによって行うこと
ができる。
【００２２】（３）また、本発明は、上記（１）におい
て、自動利得制御回路２の制御を、受光素子１の出力電
流値を基準電流値と比較して行うことを特徴とする。
て、自動利得制御回路２の制御を、受光素子１の出力電
流値を基準電流値と比較して行うことを特徴とする。
【００２３】この様に、ＡＧＣ回路の制御は、受光素子
１の出力電流値Ｉaoを、最大増倍率Ｍmax が得られるバ
イアス電圧Ｖrmに設定するピーク値検出電圧Ｖpmに対応
する電流値Ｉamを基準電流値として比較することによっ
て行っても良い。
１の出力電流値Ｉaoを、最大増倍率Ｍmax が得られるバ
イアス電圧Ｖrmに設定するピーク値検出電圧Ｖpmに対応
する電流値Ｉamを基準電流値として比較することによっ
て行っても良い。
【００２４】
【発明の実施の形態】ここで、本発明の第１の実施の形
態の光受信器を図２及び図３を参照して説明する。 図２参照 図２は、本発明の第１の実施の形態の光受信器の構成図
であり、従来の光受信器と同様に、光受信器１１は、光
ファイバによって送られてきた光信号を電流に変換する
ＡＰＤ１２、ＡＰＤ１２のバイアス電圧Ｖraを制御する
バイアス回路１３、ＡＰＤ１２の検出出力を所要の波形
に等化整形すると共に増幅する等化増幅器１４、等化増
幅器１４の出力の一部を利用してタイミング信号を得る
タイミング抽出回路１５、タイミング信号を利用して等
化増幅器１４の出力からデータ出力とクロック出力に分
離して出力する識別回路１６、及び、バイアス回路１３
等と共にＡＧＣ回路を構成するピーク検出回路１７から
なる。
態の光受信器を図２及び図３を参照して説明する。 図２参照 図２は、本発明の第１の実施の形態の光受信器の構成図
であり、従来の光受信器と同様に、光受信器１１は、光
ファイバによって送られてきた光信号を電流に変換する
ＡＰＤ１２、ＡＰＤ１２のバイアス電圧Ｖraを制御する
バイアス回路１３、ＡＰＤ１２の検出出力を所要の波形
に等化整形すると共に増幅する等化増幅器１４、等化増
幅器１４の出力の一部を利用してタイミング信号を得る
タイミング抽出回路１５、タイミング信号を利用して等
化増幅器１４の出力からデータ出力とクロック出力に分
離して出力する識別回路１６、及び、バイアス回路１３
等と共にＡＧＣ回路を構成するピーク検出回路１７から
なる。
【００２５】この第１の実施の形態の光受信器における
ＡＧＣ回路は、切替器１８及びコンパレータ１９からな
る制御回路によりバイアス回路１３の増幅器２０への入
力を制御しており、コンパレータ１９はピーク検出回路
１７の出力Ｖppと基準電圧値Ｖpmとを比較し、その比較
出力によって、Ｖpp＞Ｖpmの場合には、増幅器２０にＶ
ppが入力され、Ｖpp＜Ｖpmの場合には、増幅器２０にＶ
pmが入力される様に切替器１８を制御する。
ＡＧＣ回路は、切替器１８及びコンパレータ１９からな
る制御回路によりバイアス回路１３の増幅器２０への入
力を制御しており、コンパレータ１９はピーク検出回路
１７の出力Ｖppと基準電圧値Ｖpmとを比較し、その比較
出力によって、Ｖpp＞Ｖpmの場合には、増幅器２０にＶ
ppが入力され、Ｖpp＜Ｖpmの場合には、増幅器２０にＶ
pmが入力される様に切替器１８を制御する。
【００２６】なお、この場合の基準電圧値Ｖpmは、最大
増倍率Ｍmax が得られるバイアス電圧値Ｖrmに対応する
ピーク値検出電圧Ｖppに設定するものであり、このバイ
アス電圧値Ｖrm、したがって、基準電圧値Ｖpmは使用す
る個々のＡＰＤ１２の特性を事前に測定することによっ
て決定するものである。
増倍率Ｍmax が得られるバイアス電圧値Ｖrmに対応する
ピーク値検出電圧Ｖppに設定するものであり、このバイ
アス電圧値Ｖrm、したがって、基準電圧値Ｖpmは使用す
る個々のＡＰＤ１２の特性を事前に測定することによっ
て決定するものである。
【００２７】図３参照 図３は、切替器出力とピーク値検出電圧Ｖppとの相関、
及び、バイアス電圧Ｖ raとピーク値検出電圧Ｖppとの相
関を示す図であり、高圧電源及び回路駆動電源の投入時
において、光ファイバを伝送する光信号の強度が大き
く、ピーク値検出電圧Ｖppが基準電圧値Ｖpmより大きい
時（Ｖpp＞Ｖpm）は、コンパレータ１９の指示によって
切替器１８からはＶppが出力され、Ｖppが増幅器２０を
介してトランジスタ２１に印加され、Ｖppの大きさに依
存しながら高圧電源からの電流はトランジスタ２１を介
して接地側に引き込まれ、バイアス電圧Ｖraを下げる方
向に作用する。
及び、バイアス電圧Ｖ raとピーク値検出電圧Ｖppとの相
関を示す図であり、高圧電源及び回路駆動電源の投入時
において、光ファイバを伝送する光信号の強度が大き
く、ピーク値検出電圧Ｖppが基準電圧値Ｖpmより大きい
時（Ｖpp＞Ｖpm）は、コンパレータ１９の指示によって
切替器１８からはＶppが出力され、Ｖppが増幅器２０を
介してトランジスタ２１に印加され、Ｖppの大きさに依
存しながら高圧電源からの電流はトランジスタ２１を介
して接地側に引き込まれ、バイアス電圧Ｖraを下げる方
向に作用する。
【００２８】また、光ファイバを伝送する光信号の強度
がやや小さく、ピーク値検出電圧Ｖ ppが基準電圧値Ｖpm
よりやや大きい時（Ｖpp≧Ｖpm）は、コンパレータ１９
の指示によって切替器１８からは基準電圧値Ｖpmよりや
や大きな電圧Ｖppが出力され、Ｖppが増幅器２０を介し
てトランジスタ２１に印加され、高圧電源からの電流が
トランジスタ２１を介して接地側に流れるのを抑制し
て、バイアス電圧ＶraをＶrm近傍に設定する。
がやや小さく、ピーク値検出電圧Ｖ ppが基準電圧値Ｖpm
よりやや大きい時（Ｖpp≧Ｖpm）は、コンパレータ１９
の指示によって切替器１８からは基準電圧値Ｖpmよりや
や大きな電圧Ｖppが出力され、Ｖppが増幅器２０を介し
てトランジスタ２１に印加され、高圧電源からの電流が
トランジスタ２１を介して接地側に流れるのを抑制し
て、バイアス電圧ＶraをＶrm近傍に設定する。
【００２９】一方、光ファイバを伝送する光信号の強度
がさらに小さく、ピーク値検出電圧Ｖppが基準電圧値Ｖ
pmより小さい時（Ｖpp＜Ｖpm）は、コンパレータ１９の
指示によって切替器１８を切替えて基準電圧値Ｖpmが出
力され、Ｖpmが増幅器２０を介してトランジスタ２１に
印加され、高圧電源からの電流がトランジスタ２１を介
して接地側に流れるのを阻止して、バイアス電圧Ｖraを
一定のＶrmに設定する。
がさらに小さく、ピーク値検出電圧Ｖppが基準電圧値Ｖ
pmより小さい時（Ｖpp＜Ｖpm）は、コンパレータ１９の
指示によって切替器１８を切替えて基準電圧値Ｖpmが出
力され、Ｖpmが増幅器２０を介してトランジスタ２１に
印加され、高圧電源からの電流がトランジスタ２１を介
して接地側に流れるのを阻止して、バイアス電圧Ｖraを
一定のＶrmに設定する。
【００３０】したがって、高圧電源及び回路駆動電源の
投入時において、光信号の強度が小さい場合にもバイア
ス電圧Ｖraが最大増倍率Ｍmax の得られるバイアス電圧
Ｖrm以上に固定されることがないので、次に、光信号の
強度が大きくなっても、或いは、小さくなってもＡＧＣ
回路は正常に動作し、安定したデータ出力を得ることが
できる。
投入時において、光信号の強度が小さい場合にもバイア
ス電圧Ｖraが最大増倍率Ｍmax の得られるバイアス電圧
Ｖrm以上に固定されることがないので、次に、光信号の
強度が大きくなっても、或いは、小さくなってもＡＧＣ
回路は正常に動作し、安定したデータ出力を得ることが
できる。
【００３１】次に、図４を参照して、本発明の第２の実
施の形態の光受信器を説明する。 図４参照 図４は、本発明の第２の実施の形態の光受信器の構成図
であり、上記の第１の実施の形態と同様に、光受信器１
１は、光ファイバによって送られてきた光信号を電流に
変換するＡＰＤ１２、ＡＰＤ１２のバイアス電圧Ｖraを
制御するバイアス回路１３、ＡＰＤ１２の検出出力を所
要の波形に等化整形すると共に増幅する等化増幅器１
４、等化増幅器１４の出力の一部を利用してタイミング
信号を得るタイミング抽出回路１５、タイミング信号を
利用して等化増幅器１４の出力からデータ出力とクロッ
ク出力に分離して出力する識別回路１６、及び、バイア
ス回路１３等と共にＡＧＣ回路を構成するピーク検出回
路１７からなる。
施の形態の光受信器を説明する。 図４参照 図４は、本発明の第２の実施の形態の光受信器の構成図
であり、上記の第１の実施の形態と同様に、光受信器１
１は、光ファイバによって送られてきた光信号を電流に
変換するＡＰＤ１２、ＡＰＤ１２のバイアス電圧Ｖraを
制御するバイアス回路１３、ＡＰＤ１２の検出出力を所
要の波形に等化整形すると共に増幅する等化増幅器１
４、等化増幅器１４の出力の一部を利用してタイミング
信号を得るタイミング抽出回路１５、タイミング信号を
利用して等化増幅器１４の出力からデータ出力とクロッ
ク出力に分離して出力する識別回路１６、及び、バイア
ス回路１３等と共にＡＧＣ回路を構成するピーク検出回
路１７からなる。
【００３２】この第２の実施の形態の光受信器における
ＡＧＣ回路は、切替器１８及びコンパレータ２２からな
る制御回路により増幅器２０への入力を制御しており、
コンパレータ２２はピーク検出回路１７の出力Ｖppと基
準電圧値Ｖpmとを比較する変わりに、ＡＰＤ１２の出力
電流値Ｉaoと、基準電流値Ｉamを比較するものであり、
この比較出力によって、Ｉao＞Ｉamの場合には、増幅器
２０にＶppが入力され、Ｉao＜Ｉamの場合には、増幅器
２０にＶpmが入力される様に切替器１８を制御する。
ＡＧＣ回路は、切替器１８及びコンパレータ２２からな
る制御回路により増幅器２０への入力を制御しており、
コンパレータ２２はピーク検出回路１７の出力Ｖppと基
準電圧値Ｖpmとを比較する変わりに、ＡＰＤ１２の出力
電流値Ｉaoと、基準電流値Ｉamを比較するものであり、
この比較出力によって、Ｉao＞Ｉamの場合には、増幅器
２０にＶppが入力され、Ｉao＜Ｉamの場合には、増幅器
２０にＶpmが入力される様に切替器１８を制御する。
【００３３】なお、この場合の基準電流値は、最大増倍
率Ｍmax の時のバイアス電圧Ｖrmに設定されるピーク値
検出電圧Ｖpmに対応する出力電流値Ｉamに設定するもの
であり、このバイアス電圧値Ｖrm、したがって、基準電
流値Ｉamは使用する個々のＡＰＤ１２の特性を事前に測
定することによって決定するものである。
率Ｍmax の時のバイアス電圧Ｖrmに設定されるピーク値
検出電圧Ｖpmに対応する出力電流値Ｉamに設定するもの
であり、このバイアス電圧値Ｖrm、したがって、基準電
流値Ｉamは使用する個々のＡＰＤ１２の特性を事前に測
定することによって決定するものである。
【００３４】この場合、高圧電源及び回路駆動電源の投
入時において、光ファイバを伝送する光信号の強度が大
きく、出力電流値Ｉaoが基準電流値Ｉamより大きい時
（Ｉao＞Ｉam）は、コンパレータ１９の指示によって切
替器１８からはＶppが出力され、Ｖppが増幅器２０を介
してトランジスタ２１に印加され、Ｖppの大きさに依存
しながら高圧電源からの電流はトランジスタ２１を介し
て接地側に引き込まれ、バイアス電圧Ｖraを下げる方向
に作用する。
入時において、光ファイバを伝送する光信号の強度が大
きく、出力電流値Ｉaoが基準電流値Ｉamより大きい時
（Ｉao＞Ｉam）は、コンパレータ１９の指示によって切
替器１８からはＶppが出力され、Ｖppが増幅器２０を介
してトランジスタ２１に印加され、Ｖppの大きさに依存
しながら高圧電源からの電流はトランジスタ２１を介し
て接地側に引き込まれ、バイアス電圧Ｖraを下げる方向
に作用する。
【００３５】また、光ファイバを伝送する光信号の強度
がやや小さく、出力電流値Ｉaoが基準電流値Ｉamよりや
や大きい時（Ｉao≧Ｉam）は、コンパレータ１９の指示
によって切替器１８からは基準電圧値Ｖpmよりやや大き
な電圧Ｖppが出力され、Ｖppが増幅器２０を介してトラ
ンジスタ２１に印加され、高圧電源からの電流がトラン
ジスタ２１を介して接地側に流れるのを抑制して、バイ
アス電圧ＶraをＶrm近傍に設定する。
がやや小さく、出力電流値Ｉaoが基準電流値Ｉamよりや
や大きい時（Ｉao≧Ｉam）は、コンパレータ１９の指示
によって切替器１８からは基準電圧値Ｖpmよりやや大き
な電圧Ｖppが出力され、Ｖppが増幅器２０を介してトラ
ンジスタ２１に印加され、高圧電源からの電流がトラン
ジスタ２１を介して接地側に流れるのを抑制して、バイ
アス電圧ＶraをＶrm近傍に設定する。
【００３６】一方、光ファイバを伝送する光信号の強度
がさらに小さく、出力電流値Ｉaoが基準電流値Ｉamより
小さい時（Ｉao＜Ｉam）は、コンパレータ１９の指示に
よって切替器１８を切替えて基準電圧値Ｖpmが出力さ
れ、Ｖpmが増幅器２０を介してトランジスタ２１に印加
され、高圧電源からの電流がトランジスタ２１を介して
接地側に流れるのを阻止して、バイアス電圧Ｖraを一定
のＶrmに設定し、Ｖrmを越えないようにする。
がさらに小さく、出力電流値Ｉaoが基準電流値Ｉamより
小さい時（Ｉao＜Ｉam）は、コンパレータ１９の指示に
よって切替器１８を切替えて基準電圧値Ｖpmが出力さ
れ、Ｖpmが増幅器２０を介してトランジスタ２１に印加
され、高圧電源からの電流がトランジスタ２１を介して
接地側に流れるのを阻止して、バイアス電圧Ｖraを一定
のＶrmに設定し、Ｖrmを越えないようにする。
【００３７】したがって、高圧電源及び回路駆動電源の
投入時において、光信号の強度が小さい場合にもバイア
ス電圧Ｖraが最大増倍率Ｍmax の得られるバイアス電圧
Ｖrm以上に固定されることがないので、次に、光信号の
強度が大きくなっても、或いは、小さくなってもＡＧＣ
回路は正常に動作し、安定したデータ出力を得ることが
できる。
投入時において、光信号の強度が小さい場合にもバイア
ス電圧Ｖraが最大増倍率Ｍmax の得られるバイアス電圧
Ｖrm以上に固定されることがないので、次に、光信号の
強度が大きくなっても、或いは、小さくなってもＡＧＣ
回路は正常に動作し、安定したデータ出力を得ることが
できる。
【００３８】以上において説明した本発明の各実施の形
態においては、各ＡＰＤの最大増倍率Ｍmax の得られる
バイアス電圧Ｖrm及び増倍率依存性が異なるので、使用
する個々のＡＰＤの特性を予め測定して、基準電圧値Ｖ
pm或いは基準電流値Ｉamを設定しているが、必ずしも各
ＡＰＤの最大増倍率Ｍmax の得られるバイアス電圧Ｖ rm
に対応する基準電圧値Ｖpm或いは基準電流値Ｉamである
必要はなく、最大増倍率Ｍmax が得られるバイアス電圧
Ｖrmを越えない範囲で、且つ、実用上問題のないゲイン
が得られるバイアス電圧Ｖrm' （Ｖrm' ＜Ｖrm）になる
ように設定しても良いものである。
態においては、各ＡＰＤの最大増倍率Ｍmax の得られる
バイアス電圧Ｖrm及び増倍率依存性が異なるので、使用
する個々のＡＰＤの特性を予め測定して、基準電圧値Ｖ
pm或いは基準電流値Ｉamを設定しているが、必ずしも各
ＡＰＤの最大増倍率Ｍmax の得られるバイアス電圧Ｖ rm
に対応する基準電圧値Ｖpm或いは基準電流値Ｉamである
必要はなく、最大増倍率Ｍmax が得られるバイアス電圧
Ｖrmを越えない範囲で、且つ、実用上問題のないゲイン
が得られるバイアス電圧Ｖrm' （Ｖrm' ＜Ｖrm）になる
ように設定しても良いものである。
【００３９】即ち、ＡＰＤは、所定のゲインが得られる
範囲において高電圧にバイアスする必要はあるが、必ず
しも最大増倍率Ｍmax が得られるバイアス電圧Ｖrmに設
定する必要はないものであり、したがって、ＡＰＤにお
いて所定のゲインが得られる範囲で、且つ、Ｖrmを越え
ない範囲で基準電圧値Ｖpm或いは基準電流値Ｖamを設定
すれば良い。
範囲において高電圧にバイアスする必要はあるが、必ず
しも最大増倍率Ｍmax が得られるバイアス電圧Ｖrmに設
定する必要はないものであり、したがって、ＡＰＤにお
いて所定のゲインが得られる範囲で、且つ、Ｖrmを越え
ない範囲で基準電圧値Ｖpm或いは基準電流値Ｖamを設定
すれば良い。
【００４０】また、基準電圧値Ｖpm或いは基準電流値Ｉ
amを使用する受光素子に応じて設定する代わりに、使用
する複数のＡＰＤの特性を予め測定して、その測定結果
を統計処理し、バイアス電圧Ｖraが最大増倍率Ｍmax が
得られるバイアス電圧Ｖrmを越えない範囲で、且つ、実
用上問題のないゲインが得られるバイアス電圧Ｖrm'に
なるように様に基準電圧値Ｖpm或いは基準電流値Ｖamを
設定しても良いものであり、この場合には、一端設定す
ると、個々の素子に応じて設定しなおす必要がなくな
る。
amを使用する受光素子に応じて設定する代わりに、使用
する複数のＡＰＤの特性を予め測定して、その測定結果
を統計処理し、バイアス電圧Ｖraが最大増倍率Ｍmax が
得られるバイアス電圧Ｖrmを越えない範囲で、且つ、実
用上問題のないゲインが得られるバイアス電圧Ｖrm'に
なるように様に基準電圧値Ｖpm或いは基準電流値Ｖamを
設定しても良いものであり、この場合には、一端設定す
ると、個々の素子に応じて設定しなおす必要がなくな
る。
【００４１】
【発明の効果】本発明によれば、受光素子のバイアス電
圧が所定値を越えないように、ＡＧＣ回路を制御する制
御回路を設けているので、受光素子の特性に左右され
ず、ＡＧＣ回路を正常に動作させることができ、ひいて
は、光受信器のモジュール化の進展に寄与するところが
大きい。
圧が所定値を越えないように、ＡＧＣ回路を制御する制
御回路を設けているので、受光素子の特性に左右され
ず、ＡＧＣ回路を正常に動作させることができ、ひいて
は、光受信器のモジュール化の進展に寄与するところが
大きい。
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の光受信器の構成図
である。
である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるバイアス電
圧の説明図である。
圧の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の光受信器の構成図
である。
である。
【図５】従来の光受信器の構成図である。
【図６】従来のＡＰＤの特性の説明図である。
１ 受光素子 ２ 自動利得制御回路 ３ 制御回路 ４ 比較器 １１ 光受信器 １２ ＡＰＤ １３ バイアス回路 １４ 等化増幅器 １５ タイミング抽出回路 １６ 識別回路 １７ ピーク検出回路 １８ 切替器 １９ コンパレータ ２０ 増幅器 ２１ トランジスタ ２２ コンパレータ ３１ 光受信器 ３２ ＡＰＤ ３３ バイアス回路 ３４ 等化増幅器 ３５ タイミング抽出回路 ３６ 識別回路 ３７ ピーク検出回路 ３８ 増幅器 ３９ トランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 31/10 Ｈ０３Ｆ 3/08
Claims (3)
- 【請求項１】 受光素子のバイアス用電源及び自動利得
制御回路用電源の投入時に、前記受光素子のバイアス電
圧が前記受光素子の最大増倍率の得られる電圧を越えな
いように前記自動利得制御回路を制御する比較器を備え
た制御回路を設けたことを特徴とする光受信器のバイア
ス制御方式。 - 【請求項２】 上記自動利得制御回路の制御を、等化増
幅器の出力のピーク値検出電圧を基準電圧値と比較して
行うことを特徴とする請求項１記載の光受信器のバイア
ス制御方式。 - 【請求項３】 上記自動利得制御回路の制御を、上記受
光素子の出力電流値を基準電流値と比較して行うことを
特徴とする請求項１記載の光受信器のバイアス制御方
式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9203207A JPH1155194A (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 光受信器のバイアス制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9203207A JPH1155194A (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 光受信器のバイアス制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1155194A true JPH1155194A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16470249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9203207A Pending JPH1155194A (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 光受信器のバイアス制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1155194A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6724993B2 (en) | 2000-02-03 | 2004-04-20 | Telecommunications Advancement Organization Of Japan | Optical transmitter-receiver |
| WO2004054235A1 (en) * | 2002-12-09 | 2004-06-24 | Quantum Semiconductor Llc | Circuitry for image sensors with avalanche photodiodes |
| JP2014107794A (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Mitsubishi Electric Corp | バースト光受信器 |
-
1997
- 1997-07-29 JP JP9203207A patent/JPH1155194A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6724993B2 (en) | 2000-02-03 | 2004-04-20 | Telecommunications Advancement Organization Of Japan | Optical transmitter-receiver |
| WO2004054235A1 (en) * | 2002-12-09 | 2004-06-24 | Quantum Semiconductor Llc | Circuitry for image sensors with avalanche photodiodes |
| US7115963B2 (en) | 2002-12-09 | 2006-10-03 | Quantum Semiconductor Llc | Circuitry for image sensors with avalanche photodiodes |
| JP2014107794A (ja) * | 2012-11-29 | 2014-06-09 | Mitsubishi Electric Corp | バースト光受信器 |
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