JPS6234169B2 - - Google Patents

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JPS6234169B2
JPS6234169B2 JP54167986A JP16798679A JPS6234169B2 JP S6234169 B2 JPS6234169 B2 JP S6234169B2 JP 54167986 A JP54167986 A JP 54167986A JP 16798679 A JP16798679 A JP 16798679A JP S6234169 B2 JPS6234169 B2 JP S6234169B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はPCM信号により光を変調して通信を
行う光通信システムの受信側装置における電気信
号の自動利得制御増幅器の改良に関するものであ
る。光通信システムの受信側装置においては、受
光する光信号を電気信号に変換してその電気信号
を出力するが、出力される電気信号は、受光する
光信号の入力レベルが大きく変動しても、電気信
号は歪みを伴うことなく適当な出力レベルまで増
幅され、光信号の入力レベル変動を吸収する自動
利得制御増幅器が必要とされる。
ところが、受信側装置が受光するPCM光信号
は、光のオン／オフによるユニポーラ（単極性）
信号であるため、電気信号に変換された伝送信号
が交流成分の他に直流成分を有し、その直流成分
が受光する光信号のレベル変動により交流成分と
共に変化し、特に受光信号の増加時に、増加した
直流成分が伝送信号の自動利得制御増幅器の初段
トランジスタの動作を定める直流バイアスを乱し
該増幅器の出力信号に大きな波形歪を与え、結果
として受信信号の品質を表す符号誤り率が増加す
るという問題が従来の自動利得制御増幅器に生じ
ていた。
第１図は、従来の光通信用自動利得制御増幅器
の構成を示すブロツク図である。
図において、１は受光する光信号入力、２は光
信号入力１の強弱を直流電流の大小に変換する受
光素子、３は受光素子２の一端のAGC入力端
（＋HV）であつて、AGC信号１２の入力端子、
４は受光素子２の他端と接地間に接続され、受光
素子２の出力する直流電流の負荷抵抗Ｒ、５は負
荷抵抗４の端子電圧により駆動され受光素子２の
出力する直流電流の電気信号を増幅するトランジ
スタ、６はその出力端子、７はトランジスタ５を
用いた第１増幅器（AMP―１）８は第１増幅器
７の出力を増幅する第２増幅器（AMP―２）、９
は第２増幅器８の出力から伝送信号のアイパター
ンを検出する検出器（DET）、１０は検出器９の
AGC出力端子、１１は第２増幅器８のAGC信号
の入力端子、１２はAGC信号である。
第２図は、光通信用自動利得制御増幅器の動作
を説明するための符号誤り率特性図であつて、図
の横軸は受光素子２に入力する光信号１、縦軸は
検出器１０のアイパターン出力から算出される第
２増幅器８の出力段における符号誤り率である。
また、図の点線ABは光通信システムに許容さ
れる符号誤り率の下限値で、Ｃ，Ｄ，Ｅは光信号
入力レベル、Ｆ，Ｇは符号誤り率特性である。
第１図において、入力する光信号１は受光素子
２により電気信号に変換され、変換された電気信
号は負荷抵抗４を介して第１増幅器７のトランジ
スタ５のベースに入力され増幅される。第１増幅
器７の出力は第２増幅器８で増幅され、その増幅
出力は検出器９においてアイパターンを検出し、
該検出出力により受信信号の符号誤り率が観察さ
れる。また、検出器９の出力は、AGC出力端子
１０よりAGC信号１２として出力され、受光素
子２のAGC入力端子３（＋HV）と、第２増幅器
８のAGC入力端１１に印加され、第１増幅器
７、第２増幅器８の利得を制御し第２増幅器８の
出力レベルが一定になるよう制御する。
入力する光信号１のレベルが第２図のＣからＤ
の領域にある時は、検出器９の出力段におけるア
イパターンから算出される受信信号の符号誤り率
は規定の下限値ABを満足しているが、入力する
光信号１が増加して第２図の光信号レベルＤを越
えると、受光素子２の出力する直流電流が増加
し、負荷抵抗４の端子電圧が上昇して第１増幅器
７のトランジスタ５のベースの直流バイアスを変
化する。トランジスタ５の変化したベースの直流
バイアスは第１増幅器７の増幅出力の波形を歪ま
せ第２増幅器８の出力を歪ませて、結果として受
信信号の符号誤り率を第２図の特性Ｆの如く劣化
させる。光信号１の入力レベルがＣからＥまで変
化する光通信システムとすると、この光通信用自
動利得制御増幅器は、レベルＤを越えると直ぐ符
号誤り率の下限値ABを満足しなくなるので不適
当ということになる。
本発明はこの従来の光通信用自動利得制御増幅
器の問題を解決することを目的とするもので、第
３図の実施例に示す如く、負荷抵抗４に並列に、
重畳する直流電流ILDにより交流抵抗ｒが変化す
る非線形抵抗素子１３を接続することにより、光
信号１の入力が増加した時、受光素子２の出力す
る直流電流の電気信号のうち、この非線形抵抗素
子１３に分流する割合を多くすることにより、ト
ランジスタ５のベースに流入する直流バイアスと
入力信号の交流成分を一定値に保ち、第１増幅器
７の増幅出力に波形歪が発生するのを防止する。
即ち、第２図における光信号１の入力レベルが
増加してレベルＥに到るまでの間、第２増幅器８
の出力波形が歪まないようにするものである。
第３図は本発明の実施例の光通信用自動利得制
御増幅器の構成を示すブロツク図である。
同図において、１〜１２は第１図の同じ番号の
ものと同じ機能を有する。１３は非線形抵抗素子
で本実施例ではダイオードを使用する。このダイ
オード１３は、例えば重畳する直流電流値がILD
（mA）の時の交流抵抗ｒがｒ（Ω）＝26（Ω・
mA）／ILD（mA）で表わされるダイオードであ
る。
第３図のブロツク図において、入力する光信号
１の強弱は受光素子２により直流電流の大小に変
換され、その直流電流に変換された電気信号が、
その変化分（交流成分）と直流成分が共に受光素
子２から出力される。受光素子２の変換出力は、
その一端が接地された負荷抵抗４と、その負荷抵
抗４に並列接続された非線形抵抗素子１３のダイ
オードと、トランジスタ５のベース・エミツタ回
路に印加され、夫々直流電流を分流する。
非線形抵抗素子１３のダイオードは負荷抵抗４
の両端電圧により定まる直流電流ILD（mA）を
流しその直流電流ILD（mA）を中心に微少変化
する直流電流（交流）に対して上記ｒ（Ω）の値
の非線形抵抗器として作用する。
また、トランジスタ５のベース・エミツタ回路
は、負荷抵抗４の両端電圧により駆動されそれで
定まる直流電流でバイアスされて前記受光素子２
の出力する直流電流の電気信号を増幅しコレクタ
に接続された出力端子６に出力して第１トランジ
スタ増幅器７を形成する。
第１トランジスタ増幅器７の出力は第２トラン
ジスタ増幅器８に入力されて増幅され、該第２ト
ランジスタ増幅器８の出力は検出器９でそのアイ
パターンを検出し、該アイパターンから受信信号
の符号誤り率が算出される。
また、検出器９の検出出力は、AGC信号１２
として前記受光素子２のAGC入力端子３（＋
HV）と第２増幅器８のAGC入力端子１１に印加
され、前者は受光素子２の負荷抵抗４の両端電圧
を変化させることによつて非線形抵抗素子１３の
ダイオードの電流ILD（mA）とトランジスタ５
のベースの直流バイアスを変化させ、後者は第２
増幅器８の動作バイアスを適正値にすることによ
つて、第２増幅器８の出力段において波形歪を生
じないように制御する。
非線形抵抗素子１３のダイオードの動作を更に
述べると、入力する光信号１が大きくなると、受
光素子２の変換出力が増加し、第１増幅器７、第
２増幅器８の出力が大きくなり検出器９の出力電
圧が大きくなる。検出器９の出力電圧が大きくな
ると、受光素子２を通してダイオード１３に印加
されるAGC信号１２が大きくなるのでダイオー
ド１３の直流電流ILD（mA）が大きくなる。ダ
イオード１３の直流電流ILD（mA）が大きくな
るとダイオード１３の交流抵抗ｒが小さくなり、
受光素子２の変換出力の交流分のうち、ダイオー
ド１３に分流する割合が多くなつて第１増幅器７
のトランジスタ５のベースに入力される割合が減
少する。従つて第１増幅器７の出力における歪の
発生を低減し第２増幅器８の出力における波形歪
の発生を防止することが出来る。
かくして第２図の符号誤り率特性図において、
横軸の光信号１の入力レベルが図のレベルＥまで
増加しても、縦軸の符号誤り率が規定の下限値
ABを満足し、光信号の入力レベルが大きく変動
する光通信システムの場合も、波形歪の少ない光
通信用自動利得制御増幅器を実現できる効果が得
られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来例の光通信用自動利得制御増幅器
の構成を示すブロツク図、第２図は本発明の光通
信用自動利得制御増幅器の動作を説明するための
特性図、第３図は本発明の実施例の光通信用自動
利得制御増幅器の構成を示すブロツク図である。 第１図，第３図において、１は入力する光信
号、２は受光素子、３は受光素子２のAGC入力
端子、４は受光素子２の負荷抵抗、５はトランジ
スタ、７は第１増幅器、８は第２増幅器、９は検
出器、１０は検出器９のAGC出力端子、１１は
第２増幅器８のAGC入力端子、１２はAGC信
号、１３は非線形抵抗素子である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 入力する光信号１の強弱を直流電流の大小に
    変換する受光素子２と、該受光素子２の出力する
    直流電流の電気信号を負荷する負荷抵抗４と、該
    負荷抵抗４の両端電圧により駆動され前記受光素
    子２の出力する電気信号を増幅するトランジスタ
    ５よりなる初段増幅器７と、該初段増幅器７の出
    力を増幅する増幅器８と、該増幅器８の出力を検
    波する検出器９とからなり、該検出器９の検波出
    力を前記受光素子２に印加して前記初段増幅器及
    び増幅器７，８の利得を制御し増幅器８の出力レ
    ベルを一定に保持する光通信用自動利得制御増幅
    器において、 前記負荷抵抗４に並列に、重畳する直流電流の
    値ILDにより交流抵抗値ｒが変化する非線形抵抗
    素子１３を接続することにより、 前記受光素子２の出力する直流電流の電気信号
    が増加した時、該非線形抵抗素子３の交流抵抗値
    ｒを小さくして該受光素子２の増加した電気信号
    の出力を分流し前記初段増幅器７の利得を制御す
    ることを特徴とした光通信用自動利得制御増幅
    器。
JP16798679A 1979-12-24 1979-12-24 Automatic gain control amplifier for light communication Granted JPS5690614A (en)

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JPS5690614A JPS5690614A (en) 1981-07-22
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