JPS6142977B2 - - Google Patents
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- JPS6142977B2 JPS6142977B2 JP56092460A JP9246081A JPS6142977B2 JP S6142977 B2 JPS6142977 B2 JP S6142977B2 JP 56092460 A JP56092460 A JP 56092460A JP 9246081 A JP9246081 A JP 9246081A JP S6142977 B2 JPS6142977 B2 JP S6142977B2
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- avalanche photodiode
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 44
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 16
- 101150098161 APD1 gene Proteins 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
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)
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Noise Elimination (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、受光素子にアバランシエホトダイオ
ード（以下、APDと云う）を用いて光信号直流
が一定となるように制御するAGCループをもつ
たAPDバイアス制御の光受信回路、さらに詳し
く云えば光信号に対してスケルチ機能をもたせて
不要なシヨツト雑音をカツトオフできるようにし
た光受信スケルチ回路に関する。
ード（以下、APDと云う）を用いて光信号直流
が一定となるように制御するAGCループをもつ
たAPDバイアス制御の光受信回路、さらに詳し
く云えば光信号に対してスケルチ機能をもたせて
不要なシヨツト雑音をカツトオフできるようにし
た光受信スケルチ回路に関する。
第１図はこれ迄におけるこの種の光受信回路の
構成を示す回路図である。
構成を示す回路図である。
第１図において、APD１はその一端ａにDC―
DCコンバータ２の出力側が接続されており、バ
イアス電圧が供給される。一方、APD１の他端
ｂには光信号の負荷抵抗３と基準直流電圧源４の
一定電圧と比較して検出する反転増幅器５の入力
部とが接続されており、反転増幅器５の出力部は
DC―DCコンバータ２の入力側へ接続されてい
る。基準直流電圧源４と反転増幅器５等により構
成される直流形AGC回路はAPDのバイアス電圧
を制御し、光信号直流電圧を一定に保つように働
く。光信号の負荷抵抗３には信号出力を取り出す
手段としてのコンデンサ７が接続されている。
DCコンバータ２の出力側が接続されており、バ
イアス電圧が供給される。一方、APD１の他端
ｂには光信号の負荷抵抗３と基準直流電圧源４の
一定電圧と比較して検出する反転増幅器５の入力
部とが接続されており、反転増幅器５の出力部は
DC―DCコンバータ２の入力側へ接続されてい
る。基準直流電圧源４と反転増幅器５等により構
成される直流形AGC回路はAPDのバイアス電圧
を制御し、光信号直流電圧を一定に保つように働
く。光信号の負荷抵抗３には信号出力を取り出す
手段としてのコンデンサ７が接続されている。
APD１に入射する光信号の直流入力レベルが
低くなつた場合、AGC回路６の反転増幅器５の
出力部電圧が上昇し、この出力部電圧で駆動され
るCD―CDコンバータ２の出力側電圧も上昇して
APD１には高い電圧が印加されるように動作す
る。そのため光伝送線路系での遮断あるいは光伝
送線路系の切替等により、APD１への光信号の
直流入力レベルがなくなり、APDバイアス電圧
が極端に高くなつて、APDの降服電圧ＶBを越え
た場合、APD１を破損してしまう危険性があつ
た。またこの時APD１の破損をのがれたにして
もAPDバイアス電圧が高いために、ミラー
（Miller）の実験式(1)式で示されるように、 ただし Ｖ：APDバイアス電圧 ＶB：APD降服電圧 ｎ：APD固有の定数（ｎ＝３〜６） APDの増倍率Ｍが増大することにより、背景光
雑音および暗電流雑音等によるシヨツト雑音、
NSは式(2)で示されるようにアバランシエ増倍さ
れて急激に増大し雑音レベルが、かなり高くなる
という欠点があつた。
低くなつた場合、AGC回路６の反転増幅器５の
出力部電圧が上昇し、この出力部電圧で駆動され
るCD―CDコンバータ２の出力側電圧も上昇して
APD１には高い電圧が印加されるように動作す
る。そのため光伝送線路系での遮断あるいは光伝
送線路系の切替等により、APD１への光信号の
直流入力レベルがなくなり、APDバイアス電圧
が極端に高くなつて、APDの降服電圧ＶBを越え
た場合、APD１を破損してしまう危険性があつ
た。またこの時APD１の破損をのがれたにして
もAPDバイアス電圧が高いために、ミラー
（Miller）の実験式(1)式で示されるように、 ただし Ｖ：APDバイアス電圧 ＶB：APD降服電圧 ｎ：APD固有の定数（ｎ＝３〜６） APDの増倍率Ｍが増大することにより、背景光
雑音および暗電流雑音等によるシヨツト雑音、
NSは式(2)で示されるようにアバランシエ増倍さ
れて急激に増大し雑音レベルが、かなり高くなる
という欠点があつた。
Ns＝2qB（Ip＋Ib＋Id）M2F ……(12)
ただしｑ；電子の電荷
Ｂ；周波数帯域幅
Ｉp；Ｍ＝１における光電流
Ｉb；背景光雑音
Ｉd；暗電流雑音
Ｆ；過剰雑音指数
この雑音レベルは例えばＳ／Ｎ比で−10dB程度
にも達する。
にも達する。
本発明の目的は、これら従来の欠点を除去する
ことができる光受信スケルチ回路を提供すること
にある。
ことができる光受信スケルチ回路を提供すること
にある。
前記目的を達成するために本発明による光受信
スケルチ回路は光信号を検出するAPDと、前記
APDの一端に接続された負荷抵抗と、前記負荷
抵抗両端部にかかる電圧と基準電圧を比較し、そ
の比較値に対応した直流電圧を出力するAGC回
路と、前記AGC回路の直流電圧を昇圧し、その
昇圧した直流電圧を前記APDに加えるDC―DCコ
ンバータと、前記APDのバイアス電圧が一定電
圧以上になつたことを検出する検出手段と、前記
検出手段が一定電圧以上の電圧を検出したとき前
記負荷抵抗に直流電圧を供給する供給手段とから
なり、前記APDに一定範囲の光信号が入射して
いるときは前記APDの光信号直流電圧が一定に
なるようバイアス制御を行ない、前記光信号が一
定範囲から外れ一定範囲以下の光信号になつて前
記検出手段が一定電圧以上の電圧を検出したとき
は前記APDのバイアス電圧を一定電圧以下に保
持するように構成してある。
スケルチ回路は光信号を検出するAPDと、前記
APDの一端に接続された負荷抵抗と、前記負荷
抵抗両端部にかかる電圧と基準電圧を比較し、そ
の比較値に対応した直流電圧を出力するAGC回
路と、前記AGC回路の直流電圧を昇圧し、その
昇圧した直流電圧を前記APDに加えるDC―DCコ
ンバータと、前記APDのバイアス電圧が一定電
圧以上になつたことを検出する検出手段と、前記
検出手段が一定電圧以上の電圧を検出したとき前
記負荷抵抗に直流電圧を供給する供給手段とから
なり、前記APDに一定範囲の光信号が入射して
いるときは前記APDの光信号直流電圧が一定に
なるようバイアス制御を行ない、前記光信号が一
定範囲から外れ一定範囲以下の光信号になつて前
記検出手段が一定電圧以上の電圧を検出したとき
は前記APDのバイアス電圧を一定電圧以下に保
持するように構成してある。
前記構成によれば光伝送線路系の遮断あるいは
切替え等が原因でAPDへの光信号の直流入力レ
ベルがなくなつた場合、APDの破損あるいは
Ｓ／Ｎ比の低下等を防止でき、本発明の目的を完
全に達成することができる。
切替え等が原因でAPDへの光信号の直流入力レ
ベルがなくなつた場合、APDの破損あるいは
Ｓ／Ｎ比の低下等を防止でき、本発明の目的を完
全に達成することができる。
以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説
明する。
明する。
第２図は本発明による光受信スケルチ回路の構
成を示す回路図である。図において第１図と同一
構成要素部分については同一符号を付してある。
１０はAPD１の一端ａすなわちDC―DCコンバー
タ２の出力側に接続されたAPDバイアス電圧検
出手段、１１はAPDバイアス電圧検出手段の出
力に接続された外部直流電圧供給手段である。外
部直流電圧供給手段の出力はAPD１の他端ｂ、
すなわち光信号の負荷抵抗３に接続されている。
成を示す回路図である。図において第１図と同一
構成要素部分については同一符号を付してある。
１０はAPD１の一端ａすなわちDC―DCコンバー
タ２の出力側に接続されたAPDバイアス電圧検
出手段、１１はAPDバイアス電圧検出手段の出
力に接続された外部直流電圧供給手段である。外
部直流電圧供給手段の出力はAPD１の他端ｂ、
すなわち光信号の負荷抵抗３に接続されている。
APD１に光信号が一定レベルの範囲内で入射
している場合には、従来技術のところで説明した
ように、APD１の光信号直流電圧が一定となる
ように制御するAGCループが働いてる。すなわ
ち、この場合APD１の一端ａにはDC―DCコンバ
ータ２の出力側よりバイアス電圧が供給され、
APDの他端ｂには光信号の電流が流れて負荷抵
抗３の両端に負荷の直流電圧が生じる。この直流
電圧がAGC回路６の基準直流電圧源４の一定電
圧と反転増幅器５により比較検出され、反転増幅
された出力電圧がDC―DCコンバータ２を介して
APD１のバイアス電圧を制御している。
している場合には、従来技術のところで説明した
ように、APD１の光信号直流電圧が一定となる
ように制御するAGCループが働いてる。すなわ
ち、この場合APD１の一端ａにはDC―DCコンバ
ータ２の出力側よりバイアス電圧が供給され、
APDの他端ｂには光信号の電流が流れて負荷抵
抗３の両端に負荷の直流電圧が生じる。この直流
電圧がAGC回路６の基準直流電圧源４の一定電
圧と反転増幅器５により比較検出され、反転増幅
された出力電圧がDC―DCコンバータ２を介して
APD１のバイアス電圧を制御している。
一方、APD１に光信号が入射しない場合は
APD１のバイアス電圧がかなり高くなる。この
バイアス電圧はAGCの動作範囲よりやゝ高い一
定電圧Ec以上になつたときにAPDバイアス電圧
検出手段１０によつて検出される。検出手段１０
はこのEc電圧検出により一定の出力電圧を出力
し、外部直流電圧供給手段１１をオン状態にして
負荷抵抗３に直流電圧を供給させるようにして動
作する。この動作によりAPD１に光信号電流が
実際に流れていなくてもAGC回路６に対してあ
たかも光信号電流が流れているかのように動作
し、APD１のバイアス電圧が一定電圧Ec以上に
は上昇しないように制御する。なお、負荷抵抗３
には信号出力を取り出す手段としてのコンデンサ
７が接続されている。
APD１のバイアス電圧がかなり高くなる。この
バイアス電圧はAGCの動作範囲よりやゝ高い一
定電圧Ec以上になつたときにAPDバイアス電圧
検出手段１０によつて検出される。検出手段１０
はこのEc電圧検出により一定の出力電圧を出力
し、外部直流電圧供給手段１１をオン状態にして
負荷抵抗３に直流電圧を供給させるようにして動
作する。この動作によりAPD１に光信号電流が
実際に流れていなくてもAGC回路６に対してあ
たかも光信号電流が流れているかのように動作
し、APD１のバイアス電圧が一定電圧Ec以上に
は上昇しないように制御する。なお、負荷抵抗３
には信号出力を取り出す手段としてのコンデンサ
７が接続されている。
第３図は上記APDバイアス電圧検出手段１０
の実施例を示す回路図である。
の実施例を示す回路図である。
図において、１２は入力端子、１３は抵抗、１
４は可変抵抗、１５は基準直流電圧源、１６は増
幅器、１７は帰還抵抗、１８は出力端子であり、
前述のバイアス電圧と基準直流電圧源１５は比較
される。今、入力端子１２に一定電圧Ec以上が
印加されると抵抗１３および可変抵抗１４とで抵
抗分割された分電圧と基準電圧源１５の基準電圧
とが増幅器１６に入力されて比較され、分電圧の
方が大きく判定されて帰還抵抗１７を介して出力
電圧が出力端子１７に生じる。
４は可変抵抗、１５は基準直流電圧源、１６は増
幅器、１７は帰還抵抗、１８は出力端子であり、
前述のバイアス電圧と基準直流電圧源１５は比較
される。今、入力端子１２に一定電圧Ec以上が
印加されると抵抗１３および可変抵抗１４とで抵
抗分割された分電圧と基準電圧源１５の基準電圧
とが増幅器１６に入力されて比較され、分電圧の
方が大きく判定されて帰還抵抗１７を介して出力
電圧が出力端子１７に生じる。
第４図は外部電圧供給手段の一実施例である。
図において１９は入力端子、２０はダイオード、
２１は出力端子であり、入力端子１９にAPDバ
イアス電圧検出手段１０からの出力電圧が加わる
とダイオード２０はオン状態となつて出力端子２
１に出力電圧が生じる。
図において１９は入力端子、２０はダイオード、
２１は出力端子であり、入力端子１９にAPDバ
イアス電圧検出手段１０からの出力電圧が加わる
とダイオード２０はオン状態となつて出力端子２
１に出力電圧が生じる。
第５図は外部電圧供給手段の他の実施例を示す
回路構成図である。本例は前の実施例とは異なり
トランジスタ２２、リレー２３、直流電圧源２４
で構成されるリレー回路であり、入力端子１９に
APDバイアス電圧検出手段１０からの出力電圧
が加わるとトランジスタ２２のベース電位が上昇
しトランジスタ２２のコレクタはリレー２３およ
び直流電圧源２４で直列駆動され、オン状態とな
りリレー２３の接点がオンとなつて出力端子２１
に出力電圧が生じる。
回路構成図である。本例は前の実施例とは異なり
トランジスタ２２、リレー２３、直流電圧源２４
で構成されるリレー回路であり、入力端子１９に
APDバイアス電圧検出手段１０からの出力電圧
が加わるとトランジスタ２２のベース電位が上昇
しトランジスタ２２のコレクタはリレー２３およ
び直流電圧源２４で直列駆動され、オン状態とな
りリレー２３の接点がオンとなつて出力端子２１
に出力電圧が生じる。
以上、DC―DCコンバータ２の出力電圧が全て
正電圧の場合の実施例について説明してきたが、
負電圧出力の場合でもAPD、トランジスタ、直
流電源の極性を反転させるだけで同様に構成でき
る。
正電圧の場合の実施例について説明してきたが、
負電圧出力の場合でもAPD、トランジスタ、直
流電源の極性を反転させるだけで同様に構成でき
る。
以上、詳しく説明したように本発明による光受
信スケルチ回路は、APDにある一定範囲の光信
号が入射している場合は通常の直流電圧検出形の
AGC機能を活かし、APDに光信号が入射しない
場合は光伝送線路系での遮断あるいは光伝送路系
の切替え等によりAPDバイアス電圧を検出して
光信号の負荷抵抗に外部から直流電圧を供給する
ことにより、APDバイアス電圧を下げることが
できる。したがつて背景光雑音および暗電流雑音
によるシヨツト雑音のアバランシエ増倍を防止
し、不要な雑音を約30dB以上もカツトオフし、
信号伝送系のSN比の信頼性を改善することがで
きる。
信スケルチ回路は、APDにある一定範囲の光信
号が入射している場合は通常の直流電圧検出形の
AGC機能を活かし、APDに光信号が入射しない
場合は光伝送線路系での遮断あるいは光伝送路系
の切替え等によりAPDバイアス電圧を検出して
光信号の負荷抵抗に外部から直流電圧を供給する
ことにより、APDバイアス電圧を下げることが
できる。したがつて背景光雑音および暗電流雑音
によるシヨツト雑音のアバランシエ増倍を防止
し、不要な雑音を約30dB以上もカツトオフし、
信号伝送系のSN比の信頼性を改善することがで
きる。
また、APDの高バイアス電圧印加による破損
も防止できる等の効果を有する。
も防止できる等の効果を有する。
第１図は従来の光受信回路の構成図、第２図は
本発明による光受信スケルチ回路の構成図、第３
図は第２図のAPDバイアス電圧検出手段の一実
施例を示す回路構成図、第４図は第２図の外部直
流電圧供給手段の実施例を示す回路構成図、第５
図は第２図の外部直流電圧供給手段の他の実施例
を示す回路構成図である。 １…アバランシエホトダイオード（APD）、２
…DC―DCコンバータ、３…負荷抵抗、４…基準
直流電圧源、５…反転増幅器、６…AGC回路、
７…コンデンサ、１０…APDバイアス電圧検出
手段、１１…外部直流電圧供給手段、１２，１９
…入力端子、１３…抵抗、１４…可変抵抗、１５
…基準直流電圧源、１６…増幅器、１７…帰還抵
抗、１８，２１…出力端子、２０…ダイオード、
２２…トランジスタ、２３…リレー、２４…直流
電圧源。
本発明による光受信スケルチ回路の構成図、第３
図は第２図のAPDバイアス電圧検出手段の一実
施例を示す回路構成図、第４図は第２図の外部直
流電圧供給手段の実施例を示す回路構成図、第５
図は第２図の外部直流電圧供給手段の他の実施例
を示す回路構成図である。 １…アバランシエホトダイオード（APD）、２
…DC―DCコンバータ、３…負荷抵抗、４…基準
直流電圧源、５…反転増幅器、６…AGC回路、
７…コンデンサ、１０…APDバイアス電圧検出
手段、１１…外部直流電圧供給手段、１２，１９
…入力端子、１３…抵抗、１４…可変抵抗、１５
…基準直流電圧源、１６…増幅器、１７…帰還抵
抗、１８，２１…出力端子、２０…ダイオード、
２２…トランジスタ、２３…リレー、２４…直流
電圧源。
Claims (1)
- １ 光信号を検出するアバランシエホトダイオー
ドと、前記アバランシエホトダイオードの一端に
接続された負荷抵抗と、前記負荷抵抗両端部にか
かる電圧と基準電圧を比較し、その比較値に対応
した直流電圧を出力するAGC回路と、前記AGC
回路の直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧
を前記アバランシエホトダイオードに加えるDC
―DCコンバータと、前記アバランシエホトダイ
オードのバイアス電圧が一定電圧以上になつたこ
とを検出する検出手段と、前記検出手段が一定電
圧以上の電圧を検出したとき前記負荷抵抗に直流
電圧を供給する供給手段とからなり、前記アバラ
ンシエホトダイオードに一定範囲の光信号が入射
しているときは前記アバランシエホトダイオード
の光信号直流電圧が一定になるようバイアス制御
を行ない、前記光信号が一定範囲から外れ一定範
囲以下の光信号になつて前記検出手段が一定電圧
以上の電圧を検出したときに前記アバランシエホ
トダイオードのバイアス電圧を一定電圧以下に保
持するように構成した光受信スケルチ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56092460A JPS57207446A (en) | 1981-06-16 | 1981-06-16 | Optical reception squeltch circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56092460A JPS57207446A (en) | 1981-06-16 | 1981-06-16 | Optical reception squeltch circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57207446A JPS57207446A (en) | 1982-12-20 |
| JPS6142977B2 true JPS6142977B2 (ja) | 1986-09-25 |
Family
ID=14054971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56092460A Granted JPS57207446A (en) | 1981-06-16 | 1981-06-16 | Optical reception squeltch circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57207446A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6057242U (ja) * | 1983-09-26 | 1985-04-22 | カシオ計算機株式会社 | デ−タ受信回路 |
| US5420711A (en) * | 1993-01-19 | 1995-05-30 | Snyder; Dan E. | Fiber optic link amplitude stabilization circuit |
-
1981
- 1981-06-16 JP JP56092460A patent/JPS57207446A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57207446A (en) | 1982-12-20 |
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