JP4796513B2 - 光受信器及び光受信器の信号出力方法 - Google Patents

Description

本発明は光受信器に適用して有効な技術に関するものである。

従来の光受信器では、入力信号の状態に応じて入力信号の論理判定をする閾値を変化させて、信号を波形整形して再生出力する。例えばその一例として、特開平７−１７０２３０号公報（特許文献１）では、入力信号の平均値を検出する平均値検出回路と、該平均値検出回路の出力に応じて閾値電圧を変化させる閾値レベル制御回路と、該閾値電圧に基づき信号を波形整形して再生出力する識別再生回路とを備えている。

光受信器からの出力信号を入力とする後段の装置では、マーク率１／２の信号が入力されないと入力信号無と検知して警報を発出するが、特許文献１の光受信器では、入力信号の状態に応じて前記閾値電圧を最適に制御しているため、光受信器へ入力される信号が微弱な場合でも、光受信器からの出力信号をマーク率１／２の信号にすることができる。図５はマーク率１／２の信号の例を示した図である。
特開平７−１７０２３０号公報

しかしながら特許文献１の光受信器では、入力光信号がさらに微弱な場合、前記閾値レベル制御回路で閾値電圧を下限値まで制御しても、光受信器からの出力信号はマーク率１／２からずれた信号となってしまう。図６はマーク率１／２からずれた信号の例を示した図である。これにより後段の装置で入力信号無の警報を発出するが、実際には完全に入力信号が無いわけではなく、誤った警報発出となってしまうおそれがある。

本発明の目的は、光受信器への入力光信号が前述のようにさらに微弱な場合でも、後段の装置に対して、入力信号無の誤った警報発出をしないような信号を出力する光受信器及び光受信器の信号出力方法を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明による光受信器は、入力光信号を光電変換する受光素子と、前記受光素子から出力された信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路から出力された信号のピーク値を検出するピーク値検出回路と、前記ピーク値に応じて閾値を制御する閾値制御回路と、前記増幅回路から出力された信号を前記閾値に基づいて識別再生する識別再生回路とを有する光受信器であって、前記光受信器からの出力信号として、前記ピーク値が基準値以上の場合には前記識別再生回路から出力された信号を出力し、前記ピーク値が基準値未満の場合にはダミー信号を出力する出力信号制御回路を有することを特徴とするものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

本発明によれば、光受信器に入力される光信号が微弱な場合であっても、入力信号のピーク値に応じて光受信器からマーク率１／２のダミー信号を出力するように制御することで、後段の装置で入力信号無の誤った警報発出を回避することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の一実施の形態である光受信器のブロック図である。光受信器は、入力された光信号を電気信号に光電変換する受光素子１０１と、光電変換された信号を増幅する増幅回路１０２と、増幅された信号から信号のタイミングを抽出するタイミング抽出回路１０３と、増幅された信号のピーク値を検出するピーク値検出回路１０４と、ピーク値検出回路１０４の出力に応じて信号の論理識別に用いる閾値電圧を制御する閾値制御回路１０５と、入力信号を論理判定し、波形整形して再生出力する識別再生回路１０６と、光受信器からの出力信号を制御する出力信号制御回路１０７とを有する。

図２は、本実施の形態の光受信器における、図１の出力信号制御回路１０７の詳細ブロック図である。出力信号制御回路１０７は、マーク率１／２の信号を発生させるランダムデータ発生回路２０１と、ランダムデータ発生回路２０１の出力と前記識別再生回路１０６の出力のいずれかを出力するセレクタ２０２と、前記ピーク値検出回路１０４の出力に応じてセレクタ２０２での出力の選択を行う判定回路２０３とを有する。

次に、図１、図２及び図４を用いて本実施の形態における光受信器の動作を説明する。

図１において、光受信器に入力された光信号は、受光素子１０１で光電変換された後、増幅回路１０２で増幅される。増幅回路１０２の出力は、タイミング抽出回路１０３、ピーク値検出回路１０４、識別再生回路１０６にそれぞれ入力される。タイミング抽出回路１０３は、増幅回路１０２から出力された信号のタイミングを抽出し、識別再生の基準クロック信号（ＣＬＫ）として識別再生回路１０６へ出力する。

ピーク値検出回路１０４は、増幅回路１０２から出力された信号の最大電圧値と最小電圧値の差分をピーク値として検出し、ピーク値の大きさに応じた信号を閾値制御回路１０５と出力信号制御回路１０７に出力する。閾値制御回路１０５は、ピーク値検出回路１０４の出力に応じて識別再生の基準電圧（Ｖｔｈ）を識別再生回路１０６に出力する。識別再生回路１０６は、識別再生の基準として前記ＣＬＫと前記Ｖｔｈを用い、増幅回路１０２から出力された信号を波形整形して出力信号制御回路１０７に出力する。

図２において、出力信号制御回路１０７内の判定回路２０３は、通常、識別再生回路１０６の出力をセレクタ２０２の出力として選択するが、入力の光信号が微弱となり、前記ピーク値検出回路１０４の出力がある基準値（Ｖｒｅｆ１）未満となると、セレクタ２０２の出力としてランダムデータ発生回路２０１の出力を選択する。ランダムデータ発生回路２０１は、マーク率１／２の理想的な信号を出力するものであり、これをダミー信号として、光受信器からの出力信号とする。

ピーク値検出回路１０４の出力が微小変動した場合、判定回路２０３においてＶｒｅｆ１のみを基準としてセレクタ２０２の出力を選択すると、セレクタ２０２からの出力が頻繁に切り替わり、安定せず遷移が激しくなるため、識別再生回路１０６の出力をセレクタ２０２の出力として選択する基準（Ｖｒｅｆ２）を別に設定する。このときの判定回路２０３の選択基準の遷移を図４に示す。

図４において、Ｖｒｅｆ２にはＶｒｅｆ１よりも大きい値が設定される。通常時は識別再生回路１０６の出力をセレクタ２０２の出力として選択しており、そこからピーク値検出回路１０４の出力がＶｒｅｆ１未満になると、セレクタ２０２の出力としてランダムデータ発生回路２０１の出力を選択する。その後ピーク値検出回路１０４の出力がＶｒｅｆ２以上に回復するまで識別再生回路１０６の出力を選択しないようにして、ピーク値検出回路１０４の出力が微小変動した場合でも、セレクタ２０２からの出力が頻繁に切り替わることを回避する。

なお、例えば、セレクタ２０２からの出力が切り替わったことを示す信号を後段の装置に対して別途出力し、出力信号がダミー信号となっていることを伝える構成とすることも可能である。

以上に説明したように、本実施の形態の光受信器によれば、入力される光信号が微弱な場合であっても、入力信号のピーク値に応じて光受信器からの出力信号を選択して切り替えることでマーク率１／２のダミー信号を出力し、後段の装置で入力信号無の誤った警報発出を回避することができる。

＜実施の形態２＞
本実施の形態の光受信器は、前記実施の形態１の光受信器に対して、前記出力信号制御回路１０７の詳細についてのみ構成が異なる。図３は、本実施の形態の光受信器における、図１の出力信号制御回路１０７の詳細ブロック図である。出力信号制御回路１０７は、前記識別再生回路１０６から出力された信号を入力とし、前記信号において一方の論理が連続する場合にスクランブルを施してマーク率１／２の信号に変換して出力するスクランブル機能を有するスクランブル回路３０１と、前記ピーク値検出回路１０４の出力に応じてスクランブル回路３０１のスクランブル機能の有効／無効を制御する判定回路２０３とを有する。

次に、図３及び前述した図４を用いて本実施の形態における光受信器の動作を説明する。

図３において、出力信号制御回路１０７は、通常、識別再生回路１０６の出力をスクランブル回路３０１を介して出力する。ただし、スクランブル回路３０１のスクランブル機能を無効にしており、識別再生回路１０６の出力をそのまま出力する。判定回路２０３では、ピーク値検出回路１０４の出力が図４のＶｒｅｆ１未満になると、スクランブル回路３０１のスクランブル機能を有効に設定する。該スクランブル機能はマーク率１／２からずれた信号をマーク率１／２の信号に変換するものであり、これをダミー信号として、光受信器からの出力信号とする。

ピーク値検出回路１０４の出力が微小変動した場合の、判定回路２０３におけるスクランブル回路３０１のスクランブル機能の有効／無効の制御は、実施の形態１における図４での制御と同様である。また、実施の形態１と同様に、例えば、スクランブル回路３０１のスクランブル機能の有効／無効が切り替わったことを示す信号を後段の装置に対して別途出力し、出力信号がダミー信号となっていることを伝える構成とすることも可能である。

以上に説明したように、本実施の形態の光受信器によれば、入力される光信号が微弱な場合であっても、入力信号のピーク値に応じて光受信器からの出力信号にスクランブルを施すことでマーク率１／２のダミー信号を出力し、後段の装置で入力信号無の誤った警報発出を回避することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明は光受信器に利用可能である。

本発明の一実施の形態である光受信器のブロック図である。 本発明の一実施の形態（実施の形態１）の光受信器における、出力信号制御回路の詳細ブロック図である。 本発明の一実施の形態（実施の形態２）の光受信器における、出力信号制御回路の詳細ブロック図である。 本発明の一実施の形態の光受信器における、判定回路の選択基準の遷移を示した図である。 マーク率１／２の信号の例を示した図である。 マーク率１／２からずれた信号の例を示した図である。

符号の説明

１０１…受光素子、１０２…増幅回路、１０３…タイミング抽出回路、１０４…ピーク値検出回路、１０５…閾値制御回路、１０６…識別再生回路、１０７…出力信号制御回路、
２０１…ランダムデータ発生回路、２０２…セレクタ、２０３…判定回路、
３０１…スクランブル回路。

Claims (2)

1. 入力光信号を光電変換する受光素子と、前記受光素子から出力された信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路から出力された信号のピーク値を検出するピーク値検出回路と、前記ピーク値に応じて閾値を制御する閾値制御回路と、前記増幅回路から出力された信号を前記閾値に基づいて識別再生する識別再生回路とを有する光受信器であって、
   前記光受信器からの出力信号として、前記ピーク値が基準値以上の場合には前記識別再生回路から出力された信号を出力し、前記ピーク値が基準値未満の場合にはダミー信号を出力する出力信号制御回路を有し、
   前記出力信号制御回路は、前記識別再生回路から出力された信号にスクランブルを施して出力する機能を有するスクランブル回路と、前記ピーク値検出回路の出力に応じて前記機能の有効／無効を制御する判定回路とを有することを特徴とする光受信器。
2. 入力光信号を光電変換する受光素子と、前記受光素子から出力された信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路から出力された信号のピーク値を検出するピーク値検出回路と、前記ピーク値に応じて閾値を制御する閾値制御回路と、前記増幅回路から出力された信号を前記閾値に基づいて識別再生する識別再生回路とを有する光受信器の信号出力方法であって、
   前記光受信器からの出力信号として、前記ピーク値が基準値以上の場合には前記識別再生回路から出力された信号を出力し、前記ピーク値が基準値未満の場合にはダミー信号として、前記識別再生回路から出力された信号に、前記ピーク値検出回路の出力に応じて有効と判断した場合にスクランブルを施して出力することを特徴とする光受信器の信号出力方法。

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