JPH043138B2 - - Google Patents
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- JPH043138B2 JPH043138B2 JP58051133A JP5113383A JPH043138B2 JP H043138 B2 JPH043138 B2 JP H043138B2 JP 58051133 A JP58051133 A JP 58051133A JP 5113383 A JP5113383 A JP 5113383A JP H043138 B2 JPH043138 B2 JP H043138B2
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光伝送システムにおいて、アバランシ
エホトダイオードに入射する光信号の有無を判定
するように構成した光受信増幅装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an optical receiving and amplifying device configured to determine the presence or absence of an optical signal incident on an avalanche photodiode in an optical transmission system.
従来から光フアイバ伝送システムにおいては、
光電気変換素子としてアバランシエホトダイオー
ドを使用し、これに可変利得増幅回路を接続して
出力信号を負帰還することによりアバランシエホ
トダイオードの増倍率とこの増幅器の利得とを制
御し、受信光ポワーの大小に依存することなく出
力振幅を一定に保つ形式の光受信増幅装置が使用
されていた。 Conventionally, in optical fiber transmission systems,
An avalanche photodiode is used as a photoelectric conversion element, and a variable gain amplifier circuit is connected to this to provide negative feedback of the output signal, thereby controlling the multiplication factor of the avalanche photodiode and the gain of this amplifier, and controlling the receiving optical power. An optical receiver amplification device that maintains a constant output amplitude regardless of the magnitude has been used.
このような光受信増幅装置においては、アバラ
ンシエホトダイオードの入力光信号が存在しない
場合にも上記負復帰還手段の動作によりアバラン
シエホトダイオードから発生するマイクロプラズ
マ雑音と暗電流に起因するシヨツト雑音とが入力
光信号が存在する場合と同程度の振幅で増幅器の
出力端に出力されている。このため、従来では光
受信増幅装置の出力に現れたマイクロプラズマ雑
音と、入力信号の周波数スペクトラムとの差異を
利用し、出力信号から入力信号のクロツク成分を
分離することにより無信号を判定し、出力信号を
遮断する形式の光受信増幅装置が提案されてい
る。このような従来方式の光受信増幅装置の主要
ブロツク構成を第１図に示す。第１図において、
１は光信号を電気信号に変換するためのアバラン
シエホトダイオード、２は制御信号によつて利得
を変化させることができる可変利得増幅回路、３
は可変利得増幅回路２の出力振幅を検出するため
のピーク検出回路、４はアバランシエホトダイオ
ードの増倍率を制御するための制御回路、５は無
信号時の可変利得増幅回路２の出力信号からマイ
クロプラズマ雑音と入力信号のクロツク成分とを
分離するためのクロツク検出回路、６は出力信号
を遮断するための信号遮断回路、７は入力信号の
有無を判定するための判定回路である。第１図に
示す光受信増幅装置では入力信号の周波数スペク
トラムがアバランシエホトダイオードのマイクロ
プラズマ雑音の周波数スペクトラムの同じ領域に
入るような伝送速度を選んだ場合に、上記両信号
を分離するのがきわめて困難であるという欠点が
あつた。また、上記周波数スペクトラムの分離
は、一般にクロツク検出回路により実現され、比
較的回路規模が大きくなるという欠点もあつた。 In such an optical receiver amplifier, even when there is no input optical signal to the avalanche photodiode, the operation of the negative feedback means eliminates microplasma noise generated from the avalanche photodiode and shot noise caused by dark current. It is output to the output end of the amplifier with the same amplitude as when the input optical signal is present. For this reason, in the past, no signal was determined by separating the clock component of the input signal from the output signal by utilizing the difference between the microplasma noise appearing in the output of the optical receiver amplifier and the frequency spectrum of the input signal. An optical receiving amplification device that blocks an output signal has been proposed. The main block configuration of such a conventional optical receiving and amplifying device is shown in FIG. In Figure 1,
1 is an avalanche photodiode for converting an optical signal into an electrical signal; 2 is a variable gain amplifier circuit whose gain can be changed by a control signal; 3
is a peak detection circuit for detecting the output amplitude of the variable gain amplifier circuit 2; 4 is a control circuit for controlling the multiplication factor of the avalanche photodiode; 5 is a control circuit for detecting the output amplitude of the variable gain amplifier circuit 2 when no signal is present; A clock detection circuit for separating plasma noise and a clock component of an input signal, 6 a signal cutoff circuit for cutting off an output signal, and 7 a determination circuit for judging the presence or absence of an input signal. In the optical receiver amplifier shown in Fig. 1, if a transmission speed is selected such that the frequency spectrum of the input signal falls within the same frequency spectrum as the microplasma noise of the avalanche photodiode, it is extremely difficult to separate the two signals. The drawback was that it was difficult. Furthermore, the frequency spectrum separation described above is generally achieved by a clock detection circuit, which has the disadvantage of relatively large circuit scale.
本発明の目的は、アバランシエホトダイオード
の出力電流と可変利得増幅回路の最大利得状態を
検出し、これらの検出信号の論理積をとることに
より上記欠点を除去し、入力信号の有無を判別す
ることができるように構成した光信号検出部分を
備えた光受信増幅装置を提供することにある。 An object of the present invention is to detect the output current of an avalanche photodiode and the maximum gain state of a variable gain amplifier circuit, and to remove the above-mentioned drawbacks by taking the AND of these detection signals and to determine the presence or absence of an input signal. An object of the present invention is to provide an optical receiving and amplifying device equipped with an optical signal detecting section configured to perform the following.
本発明の構成はアバランシエホトダイオード
と、可変利得増幅回路と、ピーク検出回路と、制
御回路と、信号遮断回路とを少なくとも具備した
光受信増幅装置を改良したものである。 The configuration of the present invention is an improved optical receiving and amplifying device that includes at least an avalanche photodiode, a variable gain amplifier circuit, a peak detection circuit, a control circuit, and a signal cutoff circuit.
アバランシエホトダイオードは、光伝送システ
ムにおける光信号を光電変換するためのものであ
る。可変利得増幅回路は、アバランシエホトダイ
オードの出力信号を増幅するためのものである。
ピーク検出回路は、アバランシエホトダイオード
の出力信号を検出するためのものである。制御回
路は、ピーク検出回路によつて上記出力信号の振
幅が一定になるようにアバランシエホトダイオー
ドと前記可変利得増幅回路に負帰還をかけて制御
するためのものである。信号遮断回路は、上記出
力信号が切断された無信号時に出力を遮断するた
めのものである。 An avalanche photodiode is used to photoelectrically convert an optical signal in an optical transmission system. The variable gain amplifier circuit is for amplifying the output signal of the avalanche photodiode.
The peak detection circuit is for detecting the output signal of the avalanche photodiode. The control circuit is for controlling the avalanche photodiode and the variable gain amplifier circuit by applying negative feedback so that the amplitude of the output signal is constant by the peak detection circuit. The signal cutoff circuit is for cutting off the output when the output signal is cut off and there is no signal.
本発明の構成においては、上記構成に加えて無
信号検出手段と、利得検出回路と、ANDゲート
とを具備したものである。無信号検出手段は抵抗
器と差動増幅回路とから成り、無信号時にアバラ
ンシエホトダイオードに流れる暗電流の大きさを
検出するためのものである。利得検出回路は、可
変利得増幅回路の最大利得状態を検出するための
ものである。ANDゲートは差動増幅回路の出力
と利得検出回路の出力とに対して論理積を求め、
これを信号遮断回路に信号遮断指示信号として加
えるためのものである。 The configuration of the present invention includes, in addition to the above configuration, a no-signal detection means, a gain detection circuit, and an AND gate. The no-signal detection means consists of a resistor and a differential amplifier circuit, and is used to detect the magnitude of dark current flowing through the avalanche photodiode when no signal is present. The gain detection circuit is for detecting the maximum gain state of the variable gain amplifier circuit. The AND gate calculates the logical product of the output of the differential amplifier circuit and the output of the gain detection circuit,
This signal is added to the signal cutoff circuit as a signal cutoff instruction signal.
次に本発明について図面を参照して詳細に説明
する。 Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
第２図は、本発明による光受信増幅装置の一実
施例を示す主要ブロツク構成図である。第２図に
おいて、第１図における同一部分は同一の番号に
より示してある。第２図において、８は入力光パ
ワーによつて生ずるアバランシエホトダイオード
１の出力電流を検出するための抵抗器、９は抵抗
８の端子電圧を差動入力とする差動増幅回路、１
０は最大利得状態を検出するための利得検出回
路、１１は論理積をとるためのANDゲートであ
る。 FIG. 2 is a main block configuration diagram showing an embodiment of the optical receiving and amplifying device according to the present invention. In FIG. 2, the same parts as in FIG. 1 are designated by the same numbers. In FIG. 2, 8 is a resistor for detecting the output current of the avalanche photodiode 1 caused by the input optical power, 9 is a differential amplifier circuit which uses the terminal voltage of the resistor 8 as a differential input, 1
0 is a gain detection circuit for detecting the maximum gain state, and 11 is an AND gate for calculating logical product.
アバランシエホトダイオード１と可変利得増幅
回路２とを備え、出力振幅を一定に保つための負
帰還のための制御回路４を有する光受信増幅装置
において、入力光パワーに対するアバランシエホ
トダイオード１の増倍率と可変利得増幅器２の利
得との関係を第３図に示す。また、上記光受信増
幅装置において、入力光パワーに対するアバラン
シエホトダイオード１の出力電流の関係を第４図
に示す。 In an optical receiving amplifier device comprising an avalanche photodiode 1 and a variable gain amplifier circuit 2, and a control circuit 4 for negative feedback to keep the output amplitude constant, the multiplication factor of the avalanche photodiode 1 with respect to input optical power and The relationship with the gain of the variable gain amplifier 2 is shown in FIG. Further, in the above-mentioned optical receiving and amplifying device, the relationship between the output current of the avalanche photodiode 1 and the input optical power is shown in FIG.
ここで、アバランシエホトダイオード１に光入
力がまつたく加えられていない場合、あるいは光
入力パワーが第３図に示した値P1より小さい場
合には、負帰還動作により可変利得増幅器２の利
得は最大利得状態Gmaxに制御されている。利得
検出回路１０はピーク検出回路３の制御信号によ
り可変利得増幅回路の最大利得状態を検出し、こ
の出力信号により、ANDゲート１１を開状態に
する。このとき、アバランシエホトダイオードは
制御回路４により制御され、アバランシエホトダ
イオード１の出力電流は第４図におけるIrefの値
以上に増加する。抵抗８の両端にはアバランシエ
ホトダイオード１に流れる電流に比例した電位差
が生じ、差動増幅回路９によつてアバランシエホ
トダイオード１に流れる電流がIref以上であるこ
とが検出される。このとき、差動増幅回路９の出
力信号が開かれているANDゲート１１に加えら
れ、ANDゲート１１の出力端によつてアバラン
シエホトダイオード１への光信号が存在しないこ
とが検出される。 Here, if the optical input is not applied to the avalanche photodiode 1, or if the optical input power is smaller than the value P1 shown in FIG. Controlled to maximum gain state Gmax. The gain detection circuit 10 detects the maximum gain state of the variable gain amplifier circuit based on the control signal of the peak detection circuit 3, and opens the AND gate 11 based on this output signal. At this time, the avalanche photodiode is controlled by the control circuit 4, and the output current of the avalanche photodiode 1 increases beyond the value of Iref in FIG. A potential difference proportional to the current flowing through the avalanche photodiode 1 is generated across the resistor 8, and the differential amplifier circuit 9 detects that the current flowing through the avalanche photodiode 1 is greater than or equal to Iref. At this time, the output signal of the differential amplifier circuit 9 is applied to the open AND gate 11, and the absence of the optical signal to the avalanche photodiode 1 is detected by the output terminal of the AND gate 11.
一方、入力光パワーが非常に大きく、第４図に
おいてP3以上である場合においてもアバランシ
エホトダイオード１の出力電流がIref以上である
ことが差動増幅回路９によつて検出される。この
とき、第３図に示したように可変利得増幅回路２
の利得が最小値βminに設定され、差動増幅回路
９の出力は禁止されてANDゲート１１は閉状態
に制御される。そこで、ANDゲート１１の出力
信号を使用して信号遮断回路６を制御し、無信号
時におけるアバランシエホトダイオード１のマイ
クロプラズマ雑音出力を遮断することができるわ
けである。アバランシエフオトダイオード１に流
れる電流がIrefより小さいとき、差動増幅回路９
の出力信号がなくANDゲート１１が閉じる。こ
のとき信号遮断回路６は可変利得増幅器２の出力
を遮断しない。 On the other hand, even when the input optical power is very large and is greater than P3 in FIG. 4, the differential amplifier circuit 9 detects that the output current of the avalanche photodiode 1 is greater than or equal to Iref. At this time, as shown in FIG.
The gain of is set to the minimum value βmin, the output of the differential amplifier circuit 9 is prohibited, and the AND gate 11 is controlled to be closed. Therefore, by controlling the signal cutoff circuit 6 using the output signal of the AND gate 11, it is possible to cut off the microplasma noise output of the avalanche photodiode 1 when there is no signal. When the current flowing through the avalanche photodiode 1 is smaller than Iref, the differential amplifier circuit 9
Since there is no output signal, AND gate 11 closes. At this time, the signal cutoff circuit 6 does not cut off the output of the variable gain amplifier 2.
なお、上記実施例では無信号検出信号を出力端
の信号遮断回路の信号遮断指示信号として利用し
た実例について説明したが、この種の信号は他に
も種々利用することができることは勿論である。 In the above embodiment, an example was described in which the no-signal detection signal was used as a signal cutoff instruction signal for the signal cutoff circuit at the output end, but it goes without saying that this type of signal can be used in various other ways.
以上説明したように本発明によれば、無信号時
にアバランシエホトダイオードに流れる暗電流と
可変利得増幅器の最大利得状態とを検出し、アバ
ランシエホトダイオードに入力する光信号パワー
を判定することにより回路構成が簡易化され、し
かも無信号時には出力端の信号遮断回路を切断状
態にするように制御することにより、出力に現わ
れる雑音出力を遮断することができるという効果
がある。 As described above, according to the present invention, the dark current flowing through the avalanche photodiode when there is no signal and the maximum gain state of the variable gain amplifier are detected, and the optical signal power input to the avalanche photodiode is determined, thereby forming a circuit. Moreover, by controlling the signal cutoff circuit at the output end to be in a disconnected state when there is no signal, it is possible to cut off the noise output appearing in the output.
第１図は従来方式による光受信増幅装置の一例
を示す主要ブロツク構成図である。第２図は本発
明による光受信増幅装置の一実施例を示す主要ブ
ロツク構成図である。第３図は第２図に示す光受
信増幅装置において、入力光パワーに対するアバ
ランシエホトダイオードの増倍率の可変利得増幅
器の利得との関係を示す図である。第４図は第２
図に示す光受信増幅装置において、入力光パワー
に対するアバランシエホトダイオードの出力電流
の関係を示す図である。
１……アバランシエホトダイオード、２……可
変利得増幅回路、３……ピーク検出回路、４……
制御回路、５……クロツク検出回路、６……信号
遮断回路、７……判別回路、８……抵抗器、９…
…差動増幅回路、１０……利得検出回路、１１…
…ANDゲート。
FIG. 1 is a main block configuration diagram showing an example of a conventional optical receiving and amplifying device. FIG. 2 is a main block configuration diagram showing an embodiment of the optical receiving and amplifying device according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the multiplication factor of the avalanche photodiode and the gain of the variable gain amplifier with respect to the input optical power in the optical receiving amplifier shown in FIG. Figure 4 is the second
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the output current of an avalanche photodiode and the input optical power in the optical receiving and amplifying device shown in the figure. 1...Avalanche photodiode, 2...Variable gain amplifier circuit, 3...Peak detection circuit, 4...
Control circuit, 5... Clock detection circuit, 6... Signal cutoff circuit, 7... Discrimination circuit, 8... Resistor, 9...
... Differential amplifier circuit, 10 ... Gain detection circuit, 11 ...
...AND gate.
Claims (1)
るための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出力信号を増幅する
ための可変利得増幅回路と、前記可変利得増幅回
路の出力信号を検出するためのピーク検出回路
と、前記ピーク検出回路によつて前記可変利得増
幅回路の出力信号の振幅が一定になるように前記
アバランシエホトダイオードと前記可変利得増幅
回路に負帰還をかけて制御するための制御回路
と、前記アバランシエホトダイオードへの光信号
が存在しない無信号時には出力を遮断するための
信号遮断回路とを少なくとも具備した光受信増幅
装置において、前記無信号時に前記アバランシエ
ホトダイオードに流れる暗電流の大きさを検出す
るための抵抗器と差動増幅回路とから成る無信号
検出手段と、前記可変利得増幅回路の最大利得状
態を検出するための利得検出回路と、前記差動増
幅回路の出力と前記利得検出回路の出力とに対し
て論理積を求め、これを前記信号遮断回路に信号
遮断指示信号として加えるためのANDゲートと
から成ることを特徴とした光受信増幅装置。1. an avalanche photodiode for photoelectrically converting an optical signal in an optical transmission system, a variable gain amplifier circuit for amplifying the output signal of the avalanche photodiode, and a peak detector for detecting the output signal of the variable gain amplifier circuit. a detection circuit; and a control circuit for controlling the avalanche photodiode and the variable gain amplifier circuit by applying negative feedback so that the amplitude of the output signal of the variable gain amplifier circuit is constant by the peak detection circuit. , in an optical reception amplifier device comprising at least a signal cutoff circuit for cutting off output when there is no optical signal to the avalanche photodiode, the magnitude of dark current flowing through the avalanche photodiode when there is no signal; a no-signal detecting means consisting of a resistor and a differential amplifier circuit for detecting; a gain detection circuit for detecting the maximum gain state of the variable gain amplifier circuit; and an output of the differential amplifier circuit and the gain 1. An optical receiving and amplifying device comprising: an AND gate for calculating a logical product with the output of a detection circuit and applying the logical product to the signal blocking circuit as a signal blocking instruction signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58051133A JPS59176938A (en) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | Optical receiving and amplifying device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58051133A JPS59176938A (en) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | Optical receiving and amplifying device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59176938A JPS59176938A (en) | 1984-10-06 |
| JPH043138B2 true JPH043138B2 (en) | 1992-01-22 |
Family
ID=12878313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58051133A Granted JPS59176938A (en) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | Optical receiving and amplifying device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59176938A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6198032A (en) * | 1984-10-18 | 1986-05-16 | Fujitsu Ltd | Optical reception level monitoring circuit |
| JPS61222329A (en) * | 1985-03-27 | 1986-10-02 | Nec Corp | Optical input interruption detecting circuit |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS594346A (en) * | 1982-06-30 | 1984-01-11 | Fujitsu Ltd | Detecting circuit of interruption of optical input |
-
1983
- 1983-03-25 JP JP58051133A patent/JPS59176938A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59176938A (en) | 1984-10-06 |
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