JPS604415B2 - 光受信回路 - Google Patents
光受信回路Info
- Publication number
- JPS604415B2 JPS604415B2 JP52117121A JP11712177A JPS604415B2 JP S604415 B2 JPS604415 B2 JP S604415B2 JP 52117121 A JP52117121 A JP 52117121A JP 11712177 A JP11712177 A JP 11712177A JP S604415 B2 JPS604415 B2 JP S604415B2
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- Japan
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- light receiving
- receiving element
- voltage
- apd
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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
- H04B10/691—Arrangements for optimizing the photodetector in the receiver
- H04B10/6911—Photodiode bias control, e.g. for compensating temperature variations
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光輝信システムに於ける自動受信レベル制御
方式を適用した光受信回路に関するものである。
方式を適用した光受信回路に関するものである。
長距離の光通信システムに於いては、光中継器が所定距
離毎に配置されて、この光中継器で波形等化、増幅処理
が行なわれる。
離毎に配置されて、この光中継器で波形等化、増幅処理
が行なわれる。
その場合、一般には受光素子としてアバランシェフオト
ダィオード（以下ＡＰＤと称す）が用いられ、これはバ
イアス電圧に依存する増倍作用を有するので、受信光レ
ベルに対応してバイアス制御することが行なわれている
。例えば第１図に示す従来の構成に於いて、伝送された
光信号はＡＰＤに入射され、光信号のレベルに対応した
ＡＰＤの出力が増幅器ＡＭＰにより増幅され、等化器Ｅ
ＱＬにより波形等化されて識別器ｌＯＴに加えられ、所
定のレベルの閥値により識別されて、光中継器の場合は
、受光素子の駆動回路に識別出力が加えられる。又等化
器ＥＱＬの出力はピーク検出器ＰＫＤによりピーク検出
が行なわれ、比較器ＣＯＭ円‘こより基準電圧Ｖｒと比
較され、比較出力は直流増幅器ＤＣＡもこより増幅され
てＡＰＤのバイアス電圧となり、識別器ＩＤＴに加えら
れる信号レベルが常に一定になるようにＡＧＣループに
より制御される。等化器ＥＱＬの出力Ｖｅは入力光信号
のパワーＰｏに対して、近似的にＶｅ＝Ｇ●Ｍ（Ｖ…。
ダィオード（以下ＡＰＤと称す）が用いられ、これはバ
イアス電圧に依存する増倍作用を有するので、受信光レ
ベルに対応してバイアス制御することが行なわれている
。例えば第１図に示す従来の構成に於いて、伝送された
光信号はＡＰＤに入射され、光信号のレベルに対応した
ＡＰＤの出力が増幅器ＡＭＰにより増幅され、等化器Ｅ
ＱＬにより波形等化されて識別器ｌＯＴに加えられ、所
定のレベルの閥値により識別されて、光中継器の場合は
、受光素子の駆動回路に識別出力が加えられる。又等化
器ＥＱＬの出力はピーク検出器ＰＫＤによりピーク検出
が行なわれ、比較器ＣＯＭ円‘こより基準電圧Ｖｒと比
較され、比較出力は直流増幅器ＤＣＡもこより増幅され
てＡＰＤのバイアス電圧となり、識別器ＩＤＴに加えら
れる信号レベルが常に一定になるようにＡＧＣループに
より制御される。等化器ＥＱＬの出力Ｖｅは入力光信号
のパワーＰｏに対して、近似的にＶｅ＝Ｇ●Ｍ（Ｖ…。
）‐ミウ‐Ｐ。‐…”【・’となる。但し、Ｇは増幅器
ＡＭＰの利得、Ｍ（Ｖ＾Ｐｏ）はバイアス電圧Ｖ＾Ｐｏ
の関数であることを示すＡＰＤの増倍率、りは変換効率
、ｈはプランク定数、しは光の周波数である。ＡＰＤの
増倍率は、一例えば第２図に示すように、バイアス電圧
が大きくなるに従って大きくなるもので、識別器ＩＤＴ
への信号振幅レベルＡを得る為に、入力光信号レベルが
Ｐ。
ＡＭＰの利得、Ｍ（Ｖ＾Ｐｏ）はバイアス電圧Ｖ＾Ｐｏ
の関数であることを示すＡＰＤの増倍率、りは変換効率
、ｈはプランク定数、しは光の周波数である。ＡＰＤの
増倍率は、一例えば第２図に示すように、バイアス電圧
が大きくなるに従って大きくなるもので、識別器ＩＤＴ
への信号振幅レベルＡを得る為に、入力光信号レベルが
Ｐ。
のとき、増倍率がＭｏであったとすると、次式が近似的
に成立することになる。Ａ＝Ｇ．Ｍ。
に成立することになる。Ａ＝Ｇ．Ｍ。
．ｈご÷．Ｐ。．…“■そして入力光信号レベルがＰｏ
からＰ，に増大したとすると、等化器ＥＱＬの出力信号
レベルが増大し、ピーク検出器ＰＫＤによるピーク検出
信号が増大するので、基準電圧Ｖｒより大きくなり、バ
イアス電圧をＶｏからＶ，に低下させる。
からＰ，に増大したとすると、等化器ＥＱＬの出力信号
レベルが増大し、ピーク検出器ＰＫＤによるピーク検出
信号が増大するので、基準電圧Ｖｒより大きくなり、バ
イアス電圧をＶｏからＶ，に低下させる。
従ってＡ＝Ｇ・Ｍ・・声ウ・Ｐ・……【３’が満足され
るように、ＡＰＤの増倍率がＭｏからＭ，に変化する。
るように、ＡＰＤの増倍率がＭｏからＭ，に変化する。
又入力光信号レベルがＰｏからＰ２に低下した場合は、
バイアス電圧がＶｏからＶ２に増大され、ＡＰＤの増倍
率はＭｏからＭ２に増加し、Ａ＝Ｇ・Ｍ２・声÷‐Ｐ２
‐…”‘４’ が満足されるものとなる。
バイアス電圧がＶｏからＶ２に増大され、ＡＰＤの増倍
率はＭｏからＭ２に増加し、Ａ＝Ｇ・Ｍ２・声÷‐Ｐ２
‐…”‘４’ が満足されるものとなる。
前述の如き動作により、入力光信号レベルの変動にも拘
らず、識別器ＩＤＴへの入力信号レベルを一定にして、
識別器ＩＤｎこ於ける誤動作を防止することができる。
らず、識別器ＩＤＴへの入力信号レベルを一定にして、
識別器ＩＤｎこ於ける誤動作を防止することができる。
しかし、光伝送路障害等によりＡＰＤに入射する光信号
が断或は極端に低レベルとなった場合には、等化器ＥＱ
Ｌの出力の雑音成分のピーク検出を行なうことになり、
この雑音成分のレベルが正常時の信号レベルと同等にな
るようにバイアス電圧を増加してＡＰＤの増倍率を増大
させるようにＡＧＣループが動作することになる。その
場合、識別器ＩＤＴが、完全再中継器で用いられている
ように、等化波形からタイミング成分を抽出し、そのタ
イミング信号を用いて識別を行なう構成であれば、等化
器出力には雑音成分のみ含まれているだけであるから、
タイミング成分の抽出ができないので、識別動作ができ
ず、後段には識別信号が供給されないが、完全再生中継
器のうち、電圧制御発信器でリタィミング回路を構成し
ている場合には、雑音成分と電圧制御発振器の出力信号
とにより識別動作が行なわれ、後段に誤識別信号が供給
される欠点がある。
が断或は極端に低レベルとなった場合には、等化器ＥＱ
Ｌの出力の雑音成分のピーク検出を行なうことになり、
この雑音成分のレベルが正常時の信号レベルと同等にな
るようにバイアス電圧を増加してＡＰＤの増倍率を増大
させるようにＡＧＣループが動作することになる。その
場合、識別器ＩＤＴが、完全再中継器で用いられている
ように、等化波形からタイミング成分を抽出し、そのタ
イミング信号を用いて識別を行なう構成であれば、等化
器出力には雑音成分のみ含まれているだけであるから、
タイミング成分の抽出ができないので、識別動作ができ
ず、後段には識別信号が供給されないが、完全再生中継
器のうち、電圧制御発信器でリタィミング回路を構成し
ている場合には、雑音成分と電圧制御発振器の出力信号
とにより識別動作が行なわれ、後段に誤識別信号が供給
される欠点がある。
又非完全再生中継器の如くタイミング再生手段を備えて
おらず、等化波形の振幅と一定の闇値とを比較して識別
を行なう識別器を有する場合にも、雑音成分がＡＧＣル
ープにより所定の振幅レベルとなるから、誤識別信号が
後段に供給される欠点がある。即ち入力光信号断にも拘
らず、雑音成分を信号と見倣して中継伝送する欠点が生
じる。本発明は、前述の如き従来の欠点を除去したもの
で、その目的は、障害等により入力光信号が断或は極め
て低にレベルとなったとき、ＡＰＤのバイアス電圧を所
定の値以下に制限して雑音成分のレベル増大を防止する
ことにある。
おらず、等化波形の振幅と一定の闇値とを比較して識別
を行なう識別器を有する場合にも、雑音成分がＡＧＣル
ープにより所定の振幅レベルとなるから、誤識別信号が
後段に供給される欠点がある。即ち入力光信号断にも拘
らず、雑音成分を信号と見倣して中継伝送する欠点が生
じる。本発明は、前述の如き従来の欠点を除去したもの
で、その目的は、障害等により入力光信号が断或は極め
て低にレベルとなったとき、ＡＰＤのバイアス電圧を所
定の値以下に制限して雑音成分のレベル増大を防止する
ことにある。
以下実施例について詳細に説明する。第３図は本発明の
実施例のブロック線図であり、第１図と同一符号は同山
都分を示し、ＤＩはダイオード、Ｖｃはリミット電圧で
ある。
実施例のブロック線図であり、第１図と同一符号は同山
都分を示し、ＤＩはダイオード、Ｖｃはリミット電圧で
ある。
直流増幅器ＤＣＡの入出力特性は第４図に示すようにほ
ぼ直線関係をする有ものであり、又正常時に於けるＡＰ
Ｄの増倍率は第２図に於いてＭｏを中心にＭ，〜Ｍ２の
範囲で制御され、入力光信号が断となったとき、増幅率
がＭＮになるように制御されるものであったとすると、
ＡＰＤのバイアス電圧がＶ３（Ｖ２＜Ｖ３＜ＶＮ）以下
のとき、入力光信号が断或は極端なしベル低下と判断す
ることができる。そこで直流増幅器ＤＣＡの出力である
ＡＰＤのバイアス電圧がＶ３を越えないように、その入
力電圧をＶｉ３以上とならないようにすれば良いことに
なる。その為リミット電圧ＶｃをＶｉ３に設定すれば、
それ以下の入力電圧に於いては従来と同様にＡＧＣ動作
が行なわれ、入力光信号断になると、直流増幅器ＤＣＡ
の入力電圧はＶｉ３＝Ｖｃにリミットされ、ＡＰＤのバ
イアス電圧はＶ３以上になることはなく、従って等化器
ＥＱＬの出力の雑音成分のレベルは低く抑えられ、識別
器ＩＤＴが誤動作することはなくなる。又ＡＰＤの温度
特性を有するので、リミット電圧もＡＰＤの温度特性に
対応て制御することが望ましい。
ぼ直線関係をする有ものであり、又正常時に於けるＡＰ
Ｄの増倍率は第２図に於いてＭｏを中心にＭ，〜Ｍ２の
範囲で制御され、入力光信号が断となったとき、増幅率
がＭＮになるように制御されるものであったとすると、
ＡＰＤのバイアス電圧がＶ３（Ｖ２＜Ｖ３＜ＶＮ）以下
のとき、入力光信号が断或は極端なしベル低下と判断す
ることができる。そこで直流増幅器ＤＣＡの出力である
ＡＰＤのバイアス電圧がＶ３を越えないように、その入
力電圧をＶｉ３以上とならないようにすれば良いことに
なる。その為リミット電圧ＶｃをＶｉ３に設定すれば、
それ以下の入力電圧に於いては従来と同様にＡＧＣ動作
が行なわれ、入力光信号断になると、直流増幅器ＤＣＡ
の入力電圧はＶｉ３＝Ｖｃにリミットされ、ＡＰＤのバ
イアス電圧はＶ３以上になることはなく、従って等化器
ＥＱＬの出力の雑音成分のレベルは低く抑えられ、識別
器ＩＤＴが誤動作することはなくなる。又ＡＰＤの温度
特性を有するので、リミット電圧もＡＰＤの温度特性に
対応て制御することが望ましい。
特に前述のＡＰＤの正常時の最大バイアス電圧Ｖ２の温
度変動に対する最大値Ｖ２皿と、入力光信号断時のバイ
アス電圧ＶＮの温度変動に対する最小値ＶＮｍｉｎとが
、Ｖ狐ａＸ＜Ｖ３＜ＶＮｍｉｎ …
…｛５｝を満足する必要があるが、ＡＰＤの特性によっ
てはＶ机ａｘ＞ＶＮｍｉ佃或はＶ机ａｘ＜ＶＮｍｉｎで
あるがその差が僅かである場合がある。
度変動に対する最大値Ｖ２皿と、入力光信号断時のバイ
アス電圧ＶＮの温度変動に対する最小値ＶＮｍｉｎとが
、Ｖ狐ａＸ＜Ｖ３＜ＶＮｍｉｎ …
…｛５｝を満足する必要があるが、ＡＰＤの特性によっ
てはＶ机ａｘ＞ＶＮｍｉ佃或はＶ机ａｘ＜ＶＮｍｉｎで
あるがその差が僅かである場合がある。
その場合には温度変化に対応してリミット電圧をＶ２＜
Ｖ３＜ＶＮの範囲で変化させることが望ましい。第５図
はその為の実施例の菱部ブロック線図を示し、リミット
電圧を抵抗Ｒとサーミスタ等の感温抵抗ＴＳとの接続点
から得て、この感温抵抗ＴＳをＡＰＤに近接配置するこ
とにより、温度変動に対しても常に最適なりミット電圧
を与えることができる。
Ｖ３＜ＶＮの範囲で変化させることが望ましい。第５図
はその為の実施例の菱部ブロック線図を示し、リミット
電圧を抵抗Ｒとサーミスタ等の感温抵抗ＴＳとの接続点
から得て、この感温抵抗ＴＳをＡＰＤに近接配置するこ
とにより、温度変動に対しても常に最適なりミット電圧
を与えることができる。
なおＶｄは一定の基準直流電圧である。以上説明したよ
うに、本発明は、入力光信号が断又は異常にレベル低下
したとき、ＡＰＤのバイアス電圧をその異常時に要求さ
れるバイアス電圧ＶＮより所定の値だけ低いＶ３にリミ
ットするもので、それによって等化器ＥＱＬの出力の雑
音成分レベルの増大が抑制され、識別器ＩＤＴ‘こ於け
る誤動作が防止される。従って光中継器に適用すれば「
障害発生時に誤情報を中継伝送することがなくなり、又
受信端局に適用すれば誤情鞭検出を防止することができ
る。なお本発明は前述の実施例にのみ限定されるもので
はなく、種々付加変更し得るものであり、バイアス電圧
のリミット手段としては、例えば直流増幅器ＤＣＡの増
幅率を制限する等によって達成することができる。
うに、本発明は、入力光信号が断又は異常にレベル低下
したとき、ＡＰＤのバイアス電圧をその異常時に要求さ
れるバイアス電圧ＶＮより所定の値だけ低いＶ３にリミ
ットするもので、それによって等化器ＥＱＬの出力の雑
音成分レベルの増大が抑制され、識別器ＩＤＴ‘こ於け
る誤動作が防止される。従って光中継器に適用すれば「
障害発生時に誤情報を中継伝送することがなくなり、又
受信端局に適用すれば誤情鞭検出を防止することができ
る。なお本発明は前述の実施例にのみ限定されるもので
はなく、種々付加変更し得るものであり、バイアス電圧
のリミット手段としては、例えば直流増幅器ＤＣＡの増
幅率を制限する等によって達成することができる。
第１図は従来の光受信回路のブロック線図、第２図はＡ
ＰＤのバイアス電圧に対する増倍率の一例の特性曲線図
、第３図は本発明の実施例のブロック線図、第４図は直
流増幅率の入出力特性曲線図、第５図はリミット電圧を
温度変化に対応して変化させる実施例の要部ブロック線
図である。 ＡＰＤは受光素子としてのアバランシェフオトダィオー
ド、ＡＭＰは増幅器、ＥＱＬは等化器、ＩＤＴは識別器
、ＰＫＤはピーク検出器、ＣＯＭＰは比較器、ＤＣＡは
直流増幅器、ＤＩはダイオード、Ｖｃはリミット電圧、
Ｒは抵抗、ＴＳは感温抵抗である。オ１図 オ５図 才２図 オ３図 オ４図
ＰＤのバイアス電圧に対する増倍率の一例の特性曲線図
、第３図は本発明の実施例のブロック線図、第４図は直
流増幅率の入出力特性曲線図、第５図はリミット電圧を
温度変化に対応して変化させる実施例の要部ブロック線
図である。 ＡＰＤは受光素子としてのアバランシェフオトダィオー
ド、ＡＭＰは増幅器、ＥＱＬは等化器、ＩＤＴは識別器
、ＰＫＤはピーク検出器、ＣＯＭＰは比較器、ＤＣＡは
直流増幅器、ＤＩはダイオード、Ｖｃはリミット電圧、
Ｒは抵抗、ＴＳは感温抵抗である。オ１図 オ５図 才２図 オ３図 オ４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 入力光信号を受光素子に入射させ、該受光素子の出
力信号レベルが一定になるように、バイアス電圧を制御
して該受光素子の増倍率を制御する機能を備えた光受信
回路に於いて、前記受光素子の増倍率を制御するバイア
ス電圧を、前記入力光信号が断又は異常にレベルが低下
したときに、この異常時に要求されるバイアス電圧より
所定の値だけ低く制限して前記受光素子の増倍率の異常
上昇を制限するリミツター回路を設けたことを特徴とす
る光受信回路。 ２ 前記リミツター回路は、前記バイアス電圧を発生す
る直流増幅器の入力電圧をリミツトする構成としたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項の光受信回路。 ３ 前記リミツター回路は、前記受光素子の増倍率の温
度変化に対応してリミツト電圧を変化させる構成とした
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項の光受信回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52117121A JPS604415B2 (ja) | 1977-09-29 | 1977-09-29 | 光受信回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52117121A JPS604415B2 (ja) | 1977-09-29 | 1977-09-29 | 光受信回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5450382A JPS5450382A (en) | 1979-04-20 |
| JPS604415B2 true JPS604415B2 (ja) | 1985-02-04 |
Family
ID=14703939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52117121A Expired JPS604415B2 (ja) | 1977-09-29 | 1977-09-29 | 光受信回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS604415B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6043049U (ja) * | 1983-08-30 | 1985-03-26 | 株式会社東芝 | 光受信器のアラ−ム検出装置 |
-
1977
- 1977-09-29 JP JP52117121A patent/JPS604415B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5450382A (en) | 1979-04-20 |
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