JPS6041497B2 - 光信号受信装置 - Google Patents
光信号受信装置Info
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- JPS6041497B2 JPS6041497B2 JP55060344A JP6034480A JPS6041497B2 JP S6041497 B2 JPS6041497 B2 JP S6041497B2 JP 55060344 A JP55060344 A JP 55060344A JP 6034480 A JP6034480 A JP 6034480A JP S6041497 B2 JPS6041497 B2 JP S6041497B2
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- signal
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
- H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
- H04B10/697—Arrangements for reducing noise and distortion
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアバランシェフオトダィオード（以下「ＡＰＤ
」（ａｖａｌａｎｃｈｅｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）という
）を光電気変換素子として用い、このＡＰＤに接続され
る等化増幅回路の出力振幅が常に一定となるようにＡＰ
Ｄのアバランシェ増倍度を負帰還により制御する形式の
光パルス伝送用受信装置に関する。
」（ａｖａｌａｎｃｈｅｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）という
）を光電気変換素子として用い、このＡＰＤに接続され
る等化増幅回路の出力振幅が常に一定となるようにＡＰ
Ｄのアバランシェ増倍度を負帰還により制御する形式の
光パルス伝送用受信装置に関する。
特に、光パルス伝送用受信装置の入力信号断検出回路の
改良に関すものである。一般に、光伝送用受信装置の光
電気変換素子としては高感度かつ小形なＡＰＤが用いら
れている。
改良に関すものである。一般に、光伝送用受信装置の光
電気変換素子としては高感度かつ小形なＡＰＤが用いら
れている。
ＡＰＤのアバランシェ増倍度一は通常１０〜１００の値
を用いるが、ＡＰＤにかかる逆バイアス電圧ＶＢ対アバ
ランシェ増倍度〃の特性曲線（ＶＢ−ム曲線）の温度変
化大きい。しかも、同一のアバランシェ増倍度山を保つ
逆バイアス電圧Ｖ８はＡＰＤ素子の温度が高い方が大き
くなる。このため、通常の装置では、ＡＰＤに接続され
る等化増幅器の出力振幅が一定となるように、逆バイア
ス電圧ＶＢを制御してＡＰＤ素子温度の変化にかかわら
ずァバランシェ増倍度ムを一定とする負帰還方式が採用
されている。この方式ではＡＰＤへの入力信号が断にな
った場合、ＡＰＤの逆バイアス電圧ＶＢが増大しＡＰＤ
からは大きな雑音が発生する。ただし等イｂ増幅回路の
出力振幅は帰還ループのためほぼ一定に保たれる。一方
、パルス伝送用受信装置には上記等イｂ増幅機能の他に
、タイミング機能および識別機能がつけ加えられている
。
を用いるが、ＡＰＤにかかる逆バイアス電圧ＶＢ対アバ
ランシェ増倍度〃の特性曲線（ＶＢ−ム曲線）の温度変
化大きい。しかも、同一のアバランシェ増倍度山を保つ
逆バイアス電圧Ｖ８はＡＰＤ素子の温度が高い方が大き
くなる。このため、通常の装置では、ＡＰＤに接続され
る等化増幅器の出力振幅が一定となるように、逆バイア
ス電圧ＶＢを制御してＡＰＤ素子温度の変化にかかわら
ずァバランシェ増倍度ムを一定とする負帰還方式が採用
されている。この方式ではＡＰＤへの入力信号が断にな
った場合、ＡＰＤの逆バイアス電圧ＶＢが増大しＡＰＤ
からは大きな雑音が発生する。ただし等イｂ増幅回路の
出力振幅は帰還ループのためほぼ一定に保たれる。一方
、パルス伝送用受信装置には上記等イｂ増幅機能の他に
、タイミング機能および識別機能がつけ加えられている
。
タイミング機能中のタイミング波は通常等イｂ増幅回路
出力を分岐して、パルス繰返し周波数ｆ。を中心周波数
とするタンク回路を通し、リミッタ回路により振幅を一
定にしたものを使用している。したがって、入力信号が
断になった場合には、タイミング回路中のタンク回路出
力にはＡＰＤから生ずる雑音の周波数ｆ。
出力を分岐して、パルス繰返し周波数ｆ。を中心周波数
とするタンク回路を通し、リミッタ回路により振幅を一
定にしたものを使用している。したがって、入力信号が
断になった場合には、タイミング回路中のタンク回路出
力にはＡＰＤから生ずる雑音の周波数ｆ。
の成分が現われ、さらにリミツタ回路出力では入力信号
有の場合とほぼ同じ振幅のタイミング波に整えられる。
この額向はパルス繰返し周波数ｆ。が数仰けｂ／ｓ以下
の場合に特に顕著である。このため、入力信号断時にも
、等イｂ増幅回路出力振幅およびタイミング回路出力振
幅は入力信号有の場合と同様となる不都合がある。この
不都合を解決するため、従来の菱贋では、入力信号断時
にＡＰＤから生じる雑音のスペクトルと入力信号有の場
合のスペクトルとの逢いを利用して、入力信号断を検出
する方法が探用されている。
有の場合とほぼ同じ振幅のタイミング波に整えられる。
この額向はパルス繰返し周波数ｆ。が数仰けｂ／ｓ以下
の場合に特に顕著である。このため、入力信号断時にも
、等イｂ増幅回路出力振幅およびタイミング回路出力振
幅は入力信号有の場合と同様となる不都合がある。この
不都合を解決するため、従来の菱贋では、入力信号断時
にＡＰＤから生じる雑音のスペクトルと入力信号有の場
合のスペクトルとの逢いを利用して、入力信号断を検出
する方法が探用されている。
しかし、パルス繰返し周波数が数Ｍ比／Ｓ以下の場合に
は、上記スペクトル相互の差が小さくなり、入力信号断
を検出することが困難になる欠点がある。本発明はこの
点を改良するもので、パルス繰返し周波数が数Ｍｂ／ｓ
以下の場合に特に有効な、入力信号断検出回路を提供す
ることを目的とする。
は、上記スペクトル相互の差が小さくなり、入力信号断
を検出することが困難になる欠点がある。本発明はこの
点を改良するもので、パルス繰返し周波数が数Ｍｂ／ｓ
以下の場合に特に有効な、入力信号断検出回路を提供す
ることを目的とする。
本発明は、アバランシヱフオトダィオードが光電気変換
素子として用いられ、このアバランシェフオトダィオー
ド‘こ接続される等イｂ増幅回路の出力に得られる出力
信号の振幅が一定になるように上記アバランシェフオト
ダイオードのアバランシェ増倍度を負帰還制御するよう
に構成された光パルス伝送用光信号受信装置において、
上記出力信号に同期するクロック信号を発生するタイミ
ング回路と、このクロック信号と上記出力信号とを入力
とするアンド回路とを備え、このアンド回路の出力から
入力信号の有無を検出することを特徴とする。
素子として用いられ、このアバランシェフオトダィオー
ド‘こ接続される等イｂ増幅回路の出力に得られる出力
信号の振幅が一定になるように上記アバランシェフオト
ダイオードのアバランシェ増倍度を負帰還制御するよう
に構成された光パルス伝送用光信号受信装置において、
上記出力信号に同期するクロック信号を発生するタイミ
ング回路と、このクロック信号と上記出力信号とを入力
とするアンド回路とを備え、このアンド回路の出力から
入力信号の有無を検出することを特徴とする。
このことを図面に基づいて詳しく説明する。
第１図は、従来例のＡＰＤの制御帰還回路要部ブロック
構成図である。第１図で１はＡＰＤであり、このＡＰＤ
Ｉの出力は等化増幅回路２に導かれている。この等化増
幅回路２の出力はピーク検出回路３に導かれている。こ
のピーク検出回路３の出力はＤＣ増幅回路４の一方の入
力に導かれている。このＤＣ増幅回路４の出力は高電圧
発生回路５に導かれている。この高電圧発生回路５の出
力は、バイアス抵抗６を介して、ＡＰＤＩに接続されて
いる。第１図でＶＲ，はＡＰＤＩの糟倍度を決めるスレ
ショルド電圧を示す。このような構成で、受信信号のピ
ーク値を検出し、このピーク値が常に一定となるように
自動利得制御を行っている。
構成図である。第１図で１はＡＰＤであり、このＡＰＤ
Ｉの出力は等化増幅回路２に導かれている。この等化増
幅回路２の出力はピーク検出回路３に導かれている。こ
のピーク検出回路３の出力はＤＣ増幅回路４の一方の入
力に導かれている。このＤＣ増幅回路４の出力は高電圧
発生回路５に導かれている。この高電圧発生回路５の出
力は、バイアス抵抗６を介して、ＡＰＤＩに接続されて
いる。第１図でＶＲ，はＡＰＤＩの糟倍度を決めるスレ
ショルド電圧を示す。このような構成で、受信信号のピ
ーク値を検出し、このピーク値が常に一定となるように
自動利得制御を行っている。
しかし、ＡＰＤＩには温度変動によりアバランシェ増情
度の急激な変動が発生する現象があり、この現象に対し
て従来方式では十分な対応をすることができない。ここ
で入力信号断時にＡＰＤＩから発生する雑音の性質を説
明する。
度の急激な変動が発生する現象があり、この現象に対し
て従来方式では十分な対応をすることができない。ここ
で入力信号断時にＡＰＤＩから発生する雑音の性質を説
明する。
負帰還回路の動作により逆バイアス電圧Ｖ８は上昇し、
これに従って階電流（ＡＰＤＩのＰＮ接合部で熱的に発
生する電流）が糟倍されたショット雑音が増大する。さ
らに逆バイアス鰭圧Ｖ８が上昇すると、ＡＰＤＩの増倍
領域の不均一性に起因する部分的なブレークダウンを生
ずる。このときに、ＡＰＤＩからはパルス状のマイクロ
プラズマ雑音（以下「ＭＰ雑音Ｊという。）が発生する
。このＭＰ雑音を振幅は前記ショット雑音の振幅の数十
〜数百倍あり、入力信号断時の等化増幅回路２の主要な
雑音となっている。ここで、Ｍ円雑音の立上がり時間ｔ
ｒ、立下がり時間ｔｆは約１仇お程度、パルス幅ｔＷは
数百ｍであることが測定される。また、ＭＰ雑音の性質
として、逆バイアス電圧ＶＢを増大させてゆくと、立上
がり時間ｔｒ、立下がり時間ｔｒ、パルス幅ｔｗ、振幅
は一定で、ランダム的に発生するパルスの数が増えてい
くことも調べた。負帰還により等イり増幅回路２の出力
振幅は一定に制限されているので、逆バイアス電圧ＶＢ
はブレークダウン電圧に近い値に固定され、Ｍ円雑音Ｐ
Ｄの発生も断続的となりパルス状となる。本発明は、通
常の入力信号の繰返し周期性と無信号時にＡＰＤから生
じるＭＰ雑音の非周期性に着目し、この違いから無信号
を検出する入力信号断検出回路を構成したものである。
第３図は本発明一実施例の要部ブロック構成図である。
これに従って階電流（ＡＰＤＩのＰＮ接合部で熱的に発
生する電流）が糟倍されたショット雑音が増大する。さ
らに逆バイアス鰭圧Ｖ８が上昇すると、ＡＰＤＩの増倍
領域の不均一性に起因する部分的なブレークダウンを生
ずる。このときに、ＡＰＤＩからはパルス状のマイクロ
プラズマ雑音（以下「ＭＰ雑音Ｊという。）が発生する
。このＭＰ雑音を振幅は前記ショット雑音の振幅の数十
〜数百倍あり、入力信号断時の等化増幅回路２の主要な
雑音となっている。ここで、Ｍ円雑音の立上がり時間ｔ
ｒ、立下がり時間ｔｆは約１仇お程度、パルス幅ｔＷは
数百ｍであることが測定される。また、ＭＰ雑音の性質
として、逆バイアス電圧ＶＢを増大させてゆくと、立上
がり時間ｔｒ、立下がり時間ｔｒ、パルス幅ｔｗ、振幅
は一定で、ランダム的に発生するパルスの数が増えてい
くことも調べた。負帰還により等イり増幅回路２の出力
振幅は一定に制限されているので、逆バイアス電圧ＶＢ
はブレークダウン電圧に近い値に固定され、Ｍ円雑音Ｐ
Ｄの発生も断続的となりパルス状となる。本発明は、通
常の入力信号の繰返し周期性と無信号時にＡＰＤから生
じるＭＰ雑音の非周期性に着目し、この違いから無信号
を検出する入力信号断検出回路を構成したものである。
第３図は本発明一実施例の要部ブロック構成図である。
第１図で示した従来例と比較すると、入力信号断検出回
路７が加えられたところに特徴がある。アンド回路８を
設け、このアンド回路８の入力端子に、等化増幅回路２
の出力が導かれる。このアンド回路８の他の入力端子に
は、タイミング回路９の発生するクロック信号が導かれ
ている。このタイミング回路９は等化増幅回路２の出力
に引込まれ同期する。このアンド回路８の出力は積分回
路１０‘こ導かれている。この積分回路１０の積分出力
は比較器１１の比較入力端子に導かれている。この比較
器１１の出力が警報出力とされている。また、比較器１
１の出力はスイッチ１２の駆動入力端子に導かれている
。
路７が加えられたところに特徴がある。アンド回路８を
設け、このアンド回路８の入力端子に、等化増幅回路２
の出力が導かれる。このアンド回路８の他の入力端子に
は、タイミング回路９の発生するクロック信号が導かれ
ている。このタイミング回路９は等化増幅回路２の出力
に引込まれ同期する。このアンド回路８の出力は積分回
路１０‘こ導かれている。この積分回路１０の積分出力
は比較器１１の比較入力端子に導かれている。この比較
器１１の出力が警報出力とされている。また、比較器１
１の出力はスイッチ１２の駆動入力端子に導かれている
。
このスイッチ１２の制御出力は、識別回路１３に導かれ
ている。この識別回路１３には、上記タイミング回路９
のクロック信号が導かれている。この識別回路１３の出
力が、この信号検出回路の出力とされている。第２図で
ＶＲ２は信号断検出回路スレショルド電圧を示す。他の
構成については第１図で示した従来例と同機であるので
説明の線返しを省く。
ている。この識別回路１３には、上記タイミング回路９
のクロック信号が導かれている。この識別回路１３の出
力が、この信号検出回路の出力とされている。第２図で
ＶＲ２は信号断検出回路スレショルド電圧を示す。他の
構成については第１図で示した従来例と同機であるので
説明の線返しを省く。
第３図および第４図は、第２図に×印で示した点の出力
波形を示す動作タイムチャートである。
波形を示す動作タイムチャートである。
すなわち、第３図は通常の入力信号ａ，の場合の動作タ
イムチャートを示す。第４図は入力信号が無い場合にＡ
ＰＤＩで発生したＭＰ雑音ａ２の場合の動作タイムチャ
ートを示す。このような機成で、本発明の特徴ある動作
を説明する。
イムチャートを示す。第４図は入力信号が無い場合にＡ
ＰＤＩで発生したＭＰ雑音ａ２の場合の動作タイムチャ
ートを示す。このような機成で、本発明の特徴ある動作
を説明する。
等化増幅回路２の出力をピーク検出器３により検出して
、高電圧発生略５を制御し、．岬ＤＩの増倍度仏を安定
化させている。等化増幅回路２の出力はタイミング回路
９を経て、識別回路１３へ供給されると同時に、アンド
回路８へ供給され、入力信号断検出回路７を動作させる
。ここで通常の入力信号（第３図ａ，）およびそれと位
相を合わせたクロック信号（第３図ｂ）が入力された場
合には、アンド回路８の出力は第３図ｃのようになり、
積分回路１０の出力は入力信号振幅ＶＰ、マーク率１／
２、デューティ比１／２の場合０．２５ＶＰとなる。ま
た、入力信号断時には第４図ａ２に示すＭＰ雑音、およ
びそれと非同期のクロック信号第４図ｂが入力される結
果、ァンド回路８の出力は第４図ｃのようになり、積分
回路１０の出力には０．０５ＶＰ程度の小さな値しか現
われない。
、高電圧発生略５を制御し、．岬ＤＩの増倍度仏を安定
化させている。等化増幅回路２の出力はタイミング回路
９を経て、識別回路１３へ供給されると同時に、アンド
回路８へ供給され、入力信号断検出回路７を動作させる
。ここで通常の入力信号（第３図ａ，）およびそれと位
相を合わせたクロック信号（第３図ｂ）が入力された場
合には、アンド回路８の出力は第３図ｃのようになり、
積分回路１０の出力は入力信号振幅ＶＰ、マーク率１／
２、デューティ比１／２の場合０．２５ＶＰとなる。ま
た、入力信号断時には第４図ａ２に示すＭＰ雑音、およ
びそれと非同期のクロック信号第４図ｂが入力される結
果、ァンド回路８の出力は第４図ｃのようになり、積分
回路１０の出力には０．０５ＶＰ程度の小さな値しか現
われない。
したがって、この差を識別して入力信号断を検出するこ
とができる。入力信号断の場合には、比較器１１の出力
によりスイッチ１２が断となって等化増幅回路２の出力
が識別回路１３へ入力されることを防ぐと同時に入力信
号断警報信号ＡＬＭを発する。本発明は以上説明したよ
うに、周期性を有する入力信号および入力信号断時にＡ
ＰＤより発生する非周期性のＭ円雑音を、クロック信号
とアンド回路でそれぞれ理論積をとり、この出力を識別
回路を介して比較器に与え、両者の電位差を検出して、
入力信号断を検出することとした。
とができる。入力信号断の場合には、比較器１１の出力
によりスイッチ１２が断となって等化増幅回路２の出力
が識別回路１３へ入力されることを防ぐと同時に入力信
号断警報信号ＡＬＭを発する。本発明は以上説明したよ
うに、周期性を有する入力信号および入力信号断時にＡ
ＰＤより発生する非周期性のＭ円雑音を、クロック信号
とアンド回路でそれぞれ理論積をとり、この出力を識別
回路を介して比較器に与え、両者の電位差を検出して、
入力信号断を検出することとした。
したがって、入力信号断を正確に検出することができる
。しかも、入力信号有の場合のスペクトルとＭＰ雑音の
スペクトルの違いを利用するものでなく、周期性の有無
を利用するものであるため、パルス繰返し周波数が数Ｍ
比／Ｓ以下の場合でも精度よく、しかも容易に入力信号
断を検出することができる。さらに、このための回路も
複雑にならない。さらに、入力信号断の検出信号をスイ
ッチの制御信号として用いれば、ＭＰ雑音が出力される
ことを防止することができる。また入力信号断の検出信
号を入力信号断警報信号として用いることもできる等の
効果を有する。
。しかも、入力信号有の場合のスペクトルとＭＰ雑音の
スペクトルの違いを利用するものでなく、周期性の有無
を利用するものであるため、パルス繰返し周波数が数Ｍ
比／Ｓ以下の場合でも精度よく、しかも容易に入力信号
断を検出することができる。さらに、このための回路も
複雑にならない。さらに、入力信号断の検出信号をスイ
ッチの制御信号として用いれば、ＭＰ雑音が出力される
ことを防止することができる。また入力信号断の検出信
号を入力信号断警報信号として用いることもできる等の
効果を有する。
第１図は従来例の要部ブロック構成図。
第２図は本発明一実施例のブロック構成図。第３図およ
び第４図は第２図に×印で示した点の電圧波形を示す動
作タイムチャート。１…ＡＰＤ、２…等化増幅回路、３
…ピーク検出回路、４・・・ＤＣ増幅回路、５・・・高
電圧発生回路。 ７・・・入力信号断検出回路、８・・・アンド回路、９
・・・タイミング回路、１０・・・積分回路、１１・・
・比較器、１２・・・スイッチ、１３・・・識別回路。 対１図が２図 治る図 希４図
び第４図は第２図に×印で示した点の電圧波形を示す動
作タイムチャート。１…ＡＰＤ、２…等化増幅回路、３
…ピーク検出回路、４・・・ＤＣ増幅回路、５・・・高
電圧発生回路。 ７・・・入力信号断検出回路、８・・・アンド回路、９
・・・タイミング回路、１０・・・積分回路、１１・・
・比較器、１２・・・スイッチ、１３・・・識別回路。 対１図が２図 治る図 希４図
Claims (1)
- １ アバランシエフオトダイオードが光電気変換素子と
して用いられ、このアバランシエフオトダイオードに接
続される等化増幅回路の出力に得られる出力信号の振幅
が一定になるように上記アバランシエフオトダイオード
のアバランシエ増倍度を負帰還制御するように構成され
た光パルス伝送用光信号受信装置において、上記出力信
号に同期するクロツク信号を発生するタイミング回路と
、このクロツク信号と上記の出力信号とを入力とするア
ンド回路と、このアンド回路の出力から入力信号の有無
を検出する手段とを備えたことを特徴とする光信号受信
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55060344A JPS6041497B2 (ja) | 1980-05-06 | 1980-05-06 | 光信号受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55060344A JPS6041497B2 (ja) | 1980-05-06 | 1980-05-06 | 光信号受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56156038A JPS56156038A (en) | 1981-12-02 |
| JPS6041497B2 true JPS6041497B2 (ja) | 1985-09-17 |
Family
ID=13139443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55060344A Expired JPS6041497B2 (ja) | 1980-05-06 | 1980-05-06 | 光信号受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6041497B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2579045B1 (fr) * | 1985-03-14 | 1988-03-04 | Bull Sa | Transducteur optoelectronique |
| JPH0380637A (ja) * | 1989-08-23 | 1991-04-05 | Fujitsu Ltd | レーザ光遮断制御方式 |
-
1980
- 1980-05-06 JP JP55060344A patent/JPS6041497B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56156038A (en) | 1981-12-02 |
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