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JPH05152863A - Optical receiver - Google Patents

Optical receiver

Info

Publication number
JPH05152863A
JPH05152863A JP3317998A JP31799891A JPH05152863A JP H05152863 A JPH05152863 A JP H05152863A JP 3317998 A JP3317998 A JP 3317998A JP 31799891 A JP31799891 A JP 31799891A JP H05152863 A JPH05152863 A JP H05152863A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
output voltage
circuit
inverting input
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3317998A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Oimura
克彦 老邑
Akio Kashiwakura
明男 柏倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP3317998A priority Critical patent/JPH05152863A/en
Publication of JPH05152863A publication Critical patent/JPH05152863A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Communication System (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide the optical receiver in which an identification level is automatically made proper in response to a level of an input signal resulting in not incurring pulse width fluctuation. CONSTITUTION:A peak detection circuit consists of an operational amplifier 27 having two noninverting input circuits. An attenuator 23 attenuates an output voltage of a reception amplifier 22 by a half, an auxiliary voltage circuit 26 generates an auxiliary voltage higher than a level of the reception amplifier 22 at the time of non-light by a guard voltage Vg and an output voltage of the attenuator 23 and an output voltage of the auxiliary voltage circuit 26 are inputted to the peak detection circuit. Since a maximum value of both the outputs is latched by the peak detection circuit, an amplitude median level of the output voltage of the reception amplifier 22 or the auxiliary voltage which is higher is fed to a comparator 32 as an identification voltage thereof.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、デジタルの光信号を
デジタルの電気信号に変換するための光受信器に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical receiver for converting a digital optical signal into a digital electric signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、デジタルの光信号を受信した受
信増幅器では、出力波形は本来のパルス波形よりかなり
なまったものとなっている。このため光受信器では、図
4(a)に示すように、所定の電圧1を識別電圧として
受信波2の“ハイ”、“ロー”判別をして、図4(b)
のパルス3の再生を行う。
2. Description of the Related Art Generally, in a receiving amplifier that receives a digital optical signal, the output waveform is considerably distorted from the original pulse waveform. Therefore, in the optical receiver, as shown in FIG. 4A, the received voltage 2 is discriminated as “high” or “low” by using the predetermined voltage 1 as an identification voltage, and FIG.
Pulse 3 is reproduced.

【0003】パルス再生において、識別電圧Vthはパル
ス幅の変化を発生させないために、受信増幅器の出力電
圧の振幅Vp の中央のレベルに設定するのが好ましい。
しかしながら、受信増幅器の出力電圧の振幅Vp は、光
ファイバの長さ等の違いにより種々異なるので、パルス
再生器は自動的に識別電圧Vthを振幅Vp の中央のレベ
ルに設定する自動識別レベル調整回路(以下、ATCと
略す)を備えている。
In the pulse reproduction, the identification voltage V th is preferably set at the center level of the amplitude V p of the output voltage of the receiving amplifier so that the pulse width does not change.
However, since the amplitude V p of the output voltage of the receiving amplifier differs depending on the length of the optical fiber and the like, the pulse regenerator automatically sets the identification voltage V th at the center level of the amplitude V p. A level adjusting circuit (hereinafter abbreviated as ATC) is provided.

【0004】このようなATCを備えたパルス再生器
は、信号が十分大きいときにはうまく働くが、無光入力
時は受信増幅器の出力電圧の無光レベルが識別電圧Vth
となり、誤動作が発生する。したがって、無光レベルを
無光レベルとして判別できるように、識別電圧Vthは無
光入力時であっても無光レベルよりガード電圧Vg 分だ
け高くしなければならない。
A pulse regenerator equipped with such an ATC works well when the signal is sufficiently large, but when there is no light input, the no-light level of the output voltage of the receiving amplifier is the identification voltage V th.
And a malfunction occurs. Therefore, the identification voltage V th must be higher than the no-light level by the guard voltage V g so that the no-light level can be determined as the no-light level.

【0005】このため、従来のATCでは、振幅Vp
ガード電圧Vg の2倍の電圧2Vg との中間のレベルの
電圧を発生し、これをパルス再生器の識別電圧Vthとし
ていた。すなわち、Vth=(Vp +2Vg )/2として
いた。この式によれば、Vp =0のときはVth=Vg
あり、Vp が2Vg より十分大きいときにはVth=V p
/2となる。
Therefore, in the conventional ATC, the amplitude VpWhen
Guard voltage VgTwice the voltage of 2VgIntermediate level with
Voltage is generated, and this is used as the identification voltage V of the pulse regenerator.thage
Was there. That is, Vth= (Vp+ 2Vg) / 2
I was there. According to this formula, VpWhen = 0, Vth= Vgso
Yes, VpIs 2VgWhen it is sufficiently larger than Vth= V p
/ 2.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
ATCでは、受信振幅の中央レベルとガード電圧Vg
が近接している場合、受信振幅の中央レベルより大幅に
高い電圧を発生する。すなわち、図5に示すように、本
来は振幅Vp に対し識別電圧Vthが実線11のように変
化することが求められているにもかかわらず、一点鎖線
12のような特性を示すことになる。
However, in such an ATC, when the central level of the received amplitude and the guard voltage V g are close to each other, a voltage significantly higher than the central level of the received amplitude is generated. That is, as shown in FIG. 5, although the identification voltage V th is originally required to change with respect to the amplitude V p as shown by the solid line 11, the characteristic as shown by the chain line 12 is exhibited. Become.

【0007】例えばVp /2=Vg =100mVの場
合、ATCは200mVを出力し、11との誤差は10
0mV、誤差割合は100%にも達する。このため、光
入力信号が弱く受信振幅の中央レベルがガード電圧Vg
より僅かばかり高いときには、再生パルス幅が本来の信
号パルス幅より大幅に狭くなってしまうという欠点があ
った。言い換えれば、微弱光を正しく受信できないとい
う欠点があった。
For example, when V p / 2 = V g = 100 mV, the ATC outputs 200 mV, and the error from 11 is 10
0 mV, the error rate reaches 100%. Therefore, the optical input signal is weak and the central level of the received amplitude is the guard voltage V g.
When it is slightly higher, the reproduction pulse width becomes much narrower than the original signal pulse width. In other words, there is a drawback that weak light cannot be received correctly.

【0008】この発明の目的は、光信号が微弱な場合で
も、光入力信号に忠実なパルス再生を行うことができる
光受信器を提供することをである。
An object of the present invention is to provide an optical receiver capable of reproducing a pulse faithful to an optical input signal even when the optical signal is weak.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明の光受信器は、
受光素子の出力を増幅する受信増幅器の出力電圧を半分
に減衰させる減衰器の出力電圧若しくは受信増幅器の出
力電圧そのものを演算増幅器の第1の非反転入力回路に
入力し、最小光入力時における前記受信増幅器の出力電
圧より所定量だけ高い電圧を発生する補助電圧回路の出
力電圧を演算増幅器の第2の非反転入力回路に入力し、
演算増幅器の出力電圧を反転入力回路に入力する構成と
することにより、演算増幅器で受信増幅器の出力電圧も
しくは減衰器の出力電圧および補助電圧回路の出力電圧
のうちの電圧の高い方のピーク値を検出して出力するピ
ーク検出回路を構成し、演算増幅器の出力電圧そのもの
若しくは演算増幅器の出力電圧を減衰器で半分に減衰さ
せた電圧を識別電圧として受信増幅器の出力電圧を比較
器で波形整形する構成としている。
The optical receiver of the present invention comprises:
The output voltage of the attenuator that attenuates the output voltage of the receiving amplifier that amplifies the output of the light receiving element by half, or the output voltage of the receiving amplifier itself is input to the first non-inverting input circuit of the operational amplifier, and when the minimum light is input, The output voltage of the auxiliary voltage circuit that generates a voltage higher than the output voltage of the receiving amplifier by a predetermined amount is input to the second non-inverting input circuit of the operational amplifier,
By inputting the output voltage of the operational amplifier to the inverting input circuit, the operational amplifier determines the peak value of the output voltage of the receiving amplifier or the output voltage of the attenuator and the output voltage of the auxiliary voltage circuit, whichever is higher. A peak detection circuit that detects and outputs the signal is formed, and the output voltage of the operational amplifier or the output voltage of the operational amplifier is attenuated in half by the attenuator, and the output voltage of the receiving amplifier is shaped by the comparator as the identification voltage. It is configured.

【0010】[0010]

【作用】この発明の構成によれば、減衰器の出力電圧つ
まり受信増幅器の出力電圧の中央レベルと補助電圧回路
の出力電圧つまりガード電圧のうちの高い方のピーク値
を演算増幅器で検出して出力させ、この演算増幅器の出
力電圧を識別電圧として比較器で受信増幅器の出力電圧
を波形整形するか、若しくは、受信増幅器の出力電圧と
補助電圧回路の出力電圧つまりガード電圧の2倍の電圧
のうちの高い方のピーク値を演算増幅器で検出して出力
させ、この演算増幅器の出力電圧を半分に減衰させる減
衰器の出力電圧を識別電圧として比較器で受信増幅器の
出力電圧を波形整形する。
According to the structure of the present invention, the higher peak value of the central level of the output voltage of the attenuator, that is, the output voltage of the receiving amplifier and the output voltage of the auxiliary voltage circuit, that is, the guard voltage, is detected by the operational amplifier. The output voltage of the operational amplifier is output and the output voltage of the receiving amplifier is shaped by the comparator using the output voltage of the operational amplifier as a discrimination voltage, or the output voltage of the receiving amplifier and the output voltage of the auxiliary voltage circuit, that is, a voltage twice the guard voltage, is output. The peak value of the higher one is detected by the operational amplifier and output, and the output voltage of the attenuator that attenuates the output voltage of this operational amplifier by half is used as the identification voltage to shape the waveform of the output voltage of the reception amplifier by the comparator.

【0011】この結果、無光時には、ガード電圧が識別
電圧として出力されることになり、誤動作をすることは
ない。また、光入力が微弱な場合には、識別電圧として
受信増幅器の出力電圧の中央レベルが出力されることに
なり、パルス幅の変化量が小さいパルス再生を行える。
As a result, when there is no light, the guard voltage is output as the discrimination voltage, and no malfunction occurs. Further, when the optical input is weak, the center level of the output voltage of the receiving amplifier is output as the discrimination voltage, and pulse reproduction with a small pulse width variation can be performed.

【0012】[0012]

【実施例】〔第1の実施例〕以下、この発明の第1の実
施例を図1ないし図3を参照しながら説明する。なお、
この実施例では簡単のため、受信増幅器の無光時レベル
を0Vとし、Vg =100mVとしている。
[First Embodiment] A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3. In addition,
In this embodiment, for simplicity, the no-light level of the receiving amplifier is set to 0 V and V g = 100 mV.

【0013】図1において、22は受光素子であるフォ
トダイオード21の出力を増幅する受信増幅器、23は
抵抗値がR1の抵抗24と抵抗値がR2の抵抗25とを
直列接続してなる減衰器である。抵抗24,25の抵抗
R1,R2を等しくすることにより、受信増幅器22の
出力電圧を半分に減衰させている。26は無光入力時に
おける受信増幅器22の出力電圧よりガード電圧Vg
け高い補助電圧Wg を発生する補助電圧回路である。
In FIG. 1, reference numeral 22 is a receiving amplifier for amplifying the output of a photodiode 21 which is a light receiving element, and 23 is an attenuator in which a resistance 24 having a resistance value R1 and a resistance 25 having a resistance value R2 are connected in series. Is. By equalizing the resistors R1 and R2 of the resistors 24 and 25, the output voltage of the receiving amplifier 22 is attenuated by half. Reference numeral 26 is an auxiliary voltage circuit that generates an auxiliary voltage W g higher than the output voltage of the receiving amplifier 22 by the guard voltage V g when no light is input.

【0014】27は第1の非反転入力回路28と第2の
非反転入力回路29と反転入力回路30とを有する演算
増幅器である。各入力回路28〜30はそれぞれNPN
トランジスタで構成されている。第1の非反転入力回路
28には減衰器23の出力電圧を入力し、第2の非反転
入力回路29には補助電圧回路26の出力電圧Wg (=
g )を入力し、反転入力回路30には演算増幅器27
の出力電圧を帰還している。また、この演算増幅器27
は出力の一部にコンデンサ31を接続している。
Reference numeral 27 is an operational amplifier having a first non-inverting input circuit 28, a second non-inverting input circuit 29, and an inverting input circuit 30. Each of the input circuits 28 to 30 is an NPN
It is composed of transistors. The output voltage of the attenuator 23 is input to the first non-inverting input circuit 28, and the output voltage W g (= of the auxiliary voltage circuit 26 is input to the second non-inverting input circuit 29.
V g ), and the operational amplifier 27 is connected to the inverting input circuit 30.
The output voltage of is fed back. Also, this operational amplifier 27
Connects a capacitor 31 to a part of the output.

【0015】以上のような構成により、演算増幅器27
は、減衰器23の出力電圧および補助電圧回路26の出
力電圧のうちの電圧の高い方のピーク値を検出して出力
するピーク検出回路を構成する。32は演算増幅器27
の出力電圧を識別電圧Vthとして受信増幅器22の出力
電圧を“ハイ”、“ロー”判別する比較器である。
With the above configuration, the operational amplifier 27
Constitutes a peak detection circuit that detects and outputs the peak value of the higher one of the output voltage of the attenuator 23 and the output voltage of the auxiliary voltage circuit 26. 32 is an operational amplifier 27
Is a comparator for discriminating the output voltage of the reception amplifier 22 into "high" and "low" by using the output voltage of the above as the identification voltage V th .

【0016】以上のように構成された光受信器につい
て、以下その動作を説明する。コンデンサ31がないと
き、演算増幅器27では、第1の非反転入力回路28を
構成するトランジスタのコレクタ電流Ic1と第2の非反
転入力回路29を構成するトランジスタのコレクタ電流
c2の和が反転入力回路30を構成するトランジスタの
コレクタ電流Ic3と等しくなるように働く。
The operation of the optical receiver configured as described above will be described below. Without the capacitor 31, in the operational amplifier 27, the sum of the collector current I c1 of the transistor forming the first non-inverting input circuit 28 and the collector current I c2 of the transistor forming the second non-inverting input circuit 29 is inverted. It works so as to be equal to the collector current I c3 of the transistor that constitutes the input circuit 30.

【0017】したがって、第1の非反転入力回路28を
構成するトランジスタのベース電圧をVb1とし、第2の
非反転入力回路29を構成するトランジスタのベース電
圧をVg とし、反転入力回路30を構成するトランジス
タのベース電圧をVb3とすると、各ベース電圧Vb1,V
g ,Vb3の間には数1の関係が成り立つ。
Therefore, the base voltage of the transistor forming the first non-inverting input circuit 28 is V b1 , the base voltage of the transistor forming the second non-inverting input circuit 29 is V g , and the inverting input circuit 30 is Assuming that the base voltage of the constituent transistors is V b3 , each base voltage V b1 , V
The relationship of Formula 1 is established between g and V b3 .

【0018】[0018]

【数1】 exp(Vb1/β) +exp(Vg /β) =exp(Vb3/β) ここで、β=kT/qであり、室温では26mVであ
る。すなわち、受信信号に応じて第1の非反転入力回路
28を構成するトランジスタのベース電圧Vb1が変化し
たとき、演算増幅器27は数1を満足するベース電圧V
b3を出力するこきになる。
[Number 1] exp (V b1 / β) + exp (V g / β) = exp (V b3 / β) where a beta = kT / q, is 26mV at room temperature. That is, when the base voltage V b1 of the transistor forming the first non-inverting input circuit 28 changes in accordance with the received signal, the operational amplifier 27 outputs the base voltage V b satisfying Formula 1.
b3 will be output.

【0019】コンデンサ31は、ベース電圧Vb3のピー
ク値を保持するので、この演算増幅器27はベース電圧
b3のピーク検出回路として働く。今、Vb1=Vp /2
として、ベース電圧Vb3と受信増幅器22の出力電圧の
振幅Vp の関係を計算すると、図2の実線41のように
なる。破線42は理想曲線を示す。
Since the capacitor 31 holds the peak value of the base voltage Vb3 , the operational amplifier 27 functions as a peak detection circuit for the base voltage Vb3 . Now, V b1 = V p / 2
As a result, when the relation between the base voltage V b3 and the amplitude V p of the output voltage of the reception amplifier 22 is calculated, the solid line 41 in FIG. 2 is obtained. The broken line 42 indicates the ideal curve.

【0020】まず、受信増幅器22の出力電圧が2Vg
より十分大きいときについて説明する。このとき、ベー
ス電圧Vb1はガード電圧Vg より十分大きいので、第2
の非反転入力回路29を構成するトランジスタはオフと
なる。数1では、左辺第2項が無視できるので、Vb3
b1となる。すなわち、受信増幅器22の出力信号の中
央レベルが演算増幅器27から出力される。
First, the output voltage of the receiving amplifier 22 is 2 V g.
The case when the size is sufficiently larger will be described. At this time, since the base voltage V b1 is sufficiently higher than the guard voltage V g , the second
The transistor forming the non-inverting input circuit 29 is turned off. In Formula 1, the second term on the left side can be ignored, so V b3 =
It becomes V b1 . That is, the central level of the output signal of the reception amplifier 22 is output from the operational amplifier 27.

【0021】つぎに、受信増幅器22の出力電圧が2V
g より十分小さいときは、ベース電圧Vb1はガード電圧
g より十分小さいので、第1の非反転入力回路を構成
するトランジスタはオフとなる。数1では、左辺第1項
が無視できるので、Vb3=V g となる。すなわち、ガー
ド電圧Vg が演算増幅器27から出力される。つぎに、
受信増幅器22の出力電圧が2Vg と等しいときについ
て説明する。実線41で示されるベース電圧Vb3と理想
曲線42との誤差は、このとき最大となる。Vb1=Vg
より数1は、
Next, the output voltage of the receiving amplifier 22 is 2V.
gWhen it is sufficiently smaller, the base voltage Vb1Is the guard voltage
VgConfigured the first non-inverting input circuit because it is much smaller
The transistor that turns on turns off. In Equation 1, the first term on the left side
Can be ignored, so Vb3= V gBecomes I.e. gar
Voltage VgIs output from the operational amplifier 27. Next,
Output voltage of receiving amplifier 22 is 2VgWhen is equal to
Explain. Base voltage V shown by solid line 41b3And ideal
The error from the curve 42 is maximum at this time. Vb1= Vg
Than number 1

【0022】[0022]

【数2】2exp(Vg /β) =exp(Vb3/β) となる。数2より、Vb3=Vg +18mVである。すな
わち、ベース電圧Vb3はガード電圧Vg より少し高くな
るが、その差はわずか18mVであり、従来例の100
mVに比べてきわめて小さい。
[Number 2] 2exp (V g / β) = a exp (V b3 / β). From Expression 2, V b3 = V g +18 mV. That is, the base voltage V b3 is slightly higher than the guard voltage V g , but the difference is only 18 mV, which is 100 in the conventional example.
Very small compared to mV.

【0023】このようにして抽出されたベース電圧Vb3
は、識別電圧Vthとして比較器32に与えられる。以上
のように、この実施例によれば、最大誤差がわずか18
mVで、誤差率18%で識別電圧Vthを発生することが
できる。この結果、光信号が微弱な場合でも、光入力信
号に忠実なパルス再生を行うことができる。また、無光
時には、ガード電圧Vg が識別電圧Vthとして出力され
るので、誤動作をすることはない。
The base voltage V b3 thus extracted
Is applied to the comparator 32 as the identification voltage V th . As described above, according to this embodiment, the maximum error is only 18
At mV, the discrimination voltage V th can be generated with an error rate of 18%. As a result, even if the optical signal is weak, it is possible to perform pulse reproduction faithful to the optical input signal. In addition, since the guard voltage V g is output as the identification voltage V th when there is no light, no malfunction occurs.

【0024】なお、この実施例では、受信増幅器22の
無光時レベルを0Vとしたが、必ずしも0Vとは限らな
いので、図3に示すように、受信増幅器22の無光時レ
ベルを発生する基準電圧器51を設けてもよい。 〔第2の実施例〕以下、この発明の第2の実施例を図6
を参照しながら説明する。なお、この実施例でも簡単の
ため、受信増幅器の無光時レベルを0Vとし、Vg =1
00mVとしている。
Although the non-light level of the receiving amplifier 22 is set to 0V in this embodiment, it is not necessarily 0V, so that the non-light level of the receiving amplifier 22 is generated as shown in FIG. The reference voltage device 51 may be provided. [Second Embodiment] Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Will be described with reference to. In this embodiment also, for simplicity, the level of the receiving amplifier when there is no light is set to 0 V and V g = 1.
It is set to 00 mV.

【0025】図6において、演算増幅器61の第2の非
反転入力回路63を構成するトランジスタおよび反転入
力回路64を構成するトランジスタを、ともに第1の非
反転入力回路62を構成するトランジスタの倍の面積で
構成している。この演算増幅器61の基本的な動作は図
1に示したものと同様である。なお、両方とも倍にする
必要はない。
In FIG. 6, the transistor forming the second non-inverting input circuit 63 and the transistor forming the inverting input circuit 64 of the operational amplifier 61 are twice as large as the transistors forming the first non-inverting input circuit 62. It is composed of area. The basic operation of the operational amplifier 61 is similar to that shown in FIG. It is not necessary to double both.

【0026】以下、相違点について説明する。以上のよ
うに構成された光受信器について、以下その動作を説明
する。この光受信器では、数1と同じ理由で数3の関係
が成り立つ。
The differences will be described below. The operation of the optical receiver configured as above will be described below. In this optical receiver, the relationship of Expression 3 holds for the same reason as Expression 1.

【0027】[0027]

【数3】 exp(Vb1/β) +2exp(Vg /β) =2exp(Vb3/β) 数3において、Vb1=Vg とすると、In [number 3] exp (V b1 / β) + 2exp (V g / β) = 2exp (V b3 / β) number 3, and the V b1 = V g,

【0028】[0028]

【数4】3exp(Vg /β) =2exp(Vb3/β) となる。数4より、## EQU4 ## 3exp (V g / β) = 2exp (V b3 / β). From number 4,

【0029】[0029]

【数5】Vb3=Vg +10mV である。すなわち、ベース電圧Vb3とガード電圧Vg
の差はわずか10mV、つまり誤差率が10%である。
ベース電圧Vb1がガード電圧Vg より十分小さいとき
は、第1の非反転入力回路62を構成するトランジスタ
62はオフとなり、数3では左辺第1項が無視できるの
で、Vb3=Vg となる。すなわち、ガード電圧Vg が演
算増幅器61から出力される。
## EQU5 ## V b3 = V g +10 mV. That is, the difference between the base voltage V b3 and the guard voltage V g is only 10 mV, that is, the error rate is 10%.
When the base voltage V b1 is sufficiently smaller than the guard voltage V g , the transistor 62 forming the first non-inverting input circuit 62 is turned off, and the first term on the left side can be ignored in Formula 3, so that V b3 = V g . Become. That is, the guard voltage V g is output from the operational amplifier 61.

【0030】また、ベース電圧Vb1がガード電圧Vg
り十分大きいときは、第2の非反転入力回路63を構成
するトランジスタ63はオフとなり、数3では左辺第2
項が無視できるので、Vb3=Vb1−18mVとなる。す
なわち、識別電圧Vthは、受信増幅器22の出力電圧の
中央レベルより18mV低い。この場合、Vb1=200
mVとすると、誤差率はわずか9%であるから、最大誤
差率の点で図1のものより改善されたことになる。
Further, when the base voltage V b1 is sufficiently higher than the guard voltage V g , the transistor 63 forming the second non-inverting input circuit 63 is turned off, and in the equation 3, the second side on the left side is used.
Since the term can be ignored, V b3 = V b1 −18 mV. That is, the identification voltage V th is 18 mV lower than the center level of the output voltage of the reception amplifier 22. In this case, V b1 = 200
If it is mV, the error rate is only 9%, which means that the maximum error rate is improved from that of FIG.

【0031】以上のように、この実施例によれば、受信
増幅器22の出力電圧の振幅中央レベルとガード電圧V
g とが等しいときに、わずか10mVの誤差で識別電圧
thを発生することができる。この結果、光信号が微弱
な場合でも、光入力信号に忠実なパルス再生を行うこと
ができる。また、無光時には、ガード電圧Vg が識別電
圧Vthとして出力されるので、誤動作をすることはな
い。
As described above, according to this embodiment, the amplitude center level of the output voltage of the reception amplifier 22 and the guard voltage V are set.
When g is equal, the discrimination voltage V th can be generated with an error of only 10 mV. As a result, even if the optical signal is weak, it is possible to perform pulse reproduction faithful to the optical input signal. In addition, since the guard voltage V g is output as the identification voltage V th when there is no light, no malfunction occurs.

【0032】〔第3の実施例〕以下、この発明の第3の
実施例を図7を参照しながら説明する。なお、この本実
施例でも簡単のため、受信増幅器の無光時レベルを0V
とし、Vg =100mVとしている。図7において、7
1は無光入力時における受信増幅器22の出力電圧より
ガード電圧Vg の2倍、すなわち2Vg だけ高い補助電
圧を発生する補助電圧回路である。従来例と同様の構成
の演算増幅器27の第1の非反転入力回路28にはそれ
ぞれ受信増幅器22の出力電圧をそのまま入力し、第2
の非反転入力回路29には、補助電圧回路71の出力電
圧を入力している。
[Third Embodiment] A third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In this embodiment as well, for simplicity, the no-light level of the receiving amplifier is set to 0V.
And V g = 100 mV. In FIG. 7, 7
Reference numeral 1 denotes an auxiliary voltage circuit that generates an auxiliary voltage that is twice the guard voltage V g , that is, 2 V g higher than the output voltage of the reception amplifier 22 when there is no light input. The output voltage of the receiving amplifier 22 is directly input to the first non-inverting input circuit 28 of the operational amplifier 27 having the same configuration as the conventional example, and the second
The output voltage of the auxiliary voltage circuit 71 is input to the non-inverting input circuit 29.

【0033】減衰器23は、図1の実施例では受信増幅
器22と演算増幅器27との間に設けていたが、この実
施例ではで、演算増幅器27の出力電圧を入力し、入力
された電圧の半分の電圧を比較器32に識別電圧Vth
与えている。その他の構成は図1のものと同様である。
以上のように構成された光受信器について、以下その動
作を説明する。
The attenuator 23 is provided between the receiving amplifier 22 and the operational amplifier 27 in the embodiment of FIG. 1, but in this embodiment, the output voltage of the operational amplifier 27 is input and the input voltage is input. Half of the voltage is applied to the comparator 32 as the identification voltage V th . Other configurations are the same as those in FIG.
The operation of the optical receiver configured as above will be described below.

【0034】この光受信器では、数1と同じ理由で数6
の関係が成り立つ。
In this optical receiver, the equation (6) is used for the same reason as the equation (1).
The relationship is established.

【0035】[0035]

【数6】 exp(Vb1/β) +exp(2Vg /β) =exp(Vb3/β) ここで、最大誤差が発生するとき、すなわち受信増幅器
22の出力電圧が補助電圧回路71の出力電圧と等しい
ときについて説明する。Vb1=2Vg より、数6は、
Where exp (V b1 / β) + exp (2V g / β) = exp (V b3 / β) Here, when the maximum error occurs, that is, the output voltage of the reception amplifier 22 is the output of the auxiliary voltage circuit 71. The case when the voltage is equal to the voltage will be described. From V b1 = 2V g , Equation 6 is

【0036】[0036]

【数7】2exp(2Vg /β) =exp(Vb3/β) となる。数7より、## EQU7 ## 2exp (2V g / β) = exp (V b3 / β). From number 7,

【0037】[0037]

【数8】Vb3=2Vg +18mV が得られるが、識別電圧Vthはベース電圧Vb3の半分で
あるから、Vth=Vg +9mVとなる。すなわち、識別
電圧Vthとガード電圧Vg との差はわずか9mVであ
る。
## EQU8 ## Although V b3 = 2V g +18 mV is obtained, the identification voltage V th is half the base voltage V b3 , and thus V th = V g +9 mV. That is, the difference between the identification voltage V th and the guard voltage V g is only 9 mV.

【0038】以上のように、この実施例によれば、最大
誤差わずか9mV、誤差率9%で識別電圧Vthを発生す
ることができる。なお、演算増幅器27の構成を図6の
ものと同様に、第2の非反転入力回路29を構成するト
ランジスタおよび反転入力回路30を構成するトランジ
スタを第1の非反転入力回路28を構成するトランジス
タの2倍の面積で構成すれば、数5と同様にして、数8
はVb3=2Vg +10mVとなる。
As described above, according to this embodiment, the discrimination voltage V th can be generated with a maximum error of only 9 mV and an error rate of 9%. Similar to the configuration of the operational amplifier 27 shown in FIG. 6, the transistors constituting the second non-inverting input circuit 29 and the transistors constituting the inverting input circuit 30 are the transistors constituting the first non-inverting input circuit 28. If the area is twice as large as
Becomes V b3 = 2V g +10 mV.

【0039】そして、識別電圧Vthはベース電圧Vb3
半分であるから、Vth=Vg +5mVである。すなわ
ち、受信増幅器22の出力電圧の振幅中央レベルとガー
ド電圧Vg が等しいときにわずか5mVの誤差で識別電
圧Vthを発生することができ、前記実施例以上の効果が
得られる。
Since the identification voltage V th is half the base voltage V b3 , V th = V g +5 mV. That is, when the amplitude center level of the output voltage of the reception amplifier 22 and the guard voltage V g are equal, the discrimination voltage V th can be generated with an error of only 5 mV, and the effects of the above-described embodiment can be obtained.

【0040】[0040]

【発明の効果】この発明の光受信器によれば、第1およ
び第2の非反転入力回路および反転入力回路を有する演
算増幅器を用いてピーク検出回路を構成し、受信増幅器
の出力電圧の中央値およびガード電圧のうち高い方のピ
ークを検出して識別電圧として発生し、この識別電圧と
受信増幅器の出力電圧とを比較する構成であるので、入
力信号のレベルに応じて識別電圧が自動的に適正化さ
れ、パルス幅変動を招くことのないパルス再生が可能で
ある。しかも、無光時に誤動作をすることなく、かつ光
入力が微弱な場合にでも、光入力信号に忠実にパルス再
生を行えるものである。したがって、長距離の光通信シ
ステムに組込んでも、常に安定した情報再生を実施する
ことができる。
According to the optical receiver of the present invention, the peak detecting circuit is configured by using the operational amplifier having the first and second non-inverting input circuits and the inverting input circuit, and the center of the output voltage of the receiving amplifier is formed. The higher peak of the value and the guard voltage is detected and generated as the discrimination voltage, and this discrimination voltage is compared with the output voltage of the receiving amplifier, so that the discrimination voltage automatically changes according to the level of the input signal. It is possible to perform pulse reproduction that is optimized for the pulse width without causing fluctuations in the pulse width. In addition, the pulse reproduction can be performed faithfully to the optical input signal without malfunctioning when there is no light and even when the optical input is weak. Therefore, it is possible to always perform stable information reproduction even when incorporated in a long-distance optical communication system.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の第1の実施例の光受信器の構成を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical receiver according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の光受信器の識別電圧特性を示す特性図で
ある。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a discrimination voltage characteristic of the optical receiver of FIG.

【図3】光受信器の変形例の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a modified example of the optical receiver.

【図4】従来例におけるパルス再生方法を説明する波形
図である。
FIG. 4 is a waveform diagram illustrating a pulse reproduction method in a conventional example.

【図5】従来例における振幅と識別電圧を説明する振幅
−識別電圧特性図である。
FIG. 5 is an amplitude-discrimination voltage characteristic diagram for explaining an amplitude and a discrimination voltage in a conventional example.

【図6】この発明の第2の実施例の光受信器の構成を示
すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an optical receiver according to a second exemplary embodiment of the present invention.

【図7】この発明の第3の実施例の光受信器の構成を示
すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an optical receiver according to a third exemplary embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 フォトダイオード 22 受信増幅器 23 減衰器 26 補助電圧回路 27 演算増幅器 28 第1の非反転入力回路 29 第2の非反転入力回路 30 反転入力回路 32 比較器 21 Photodiode 22 Receiving Amplifier 23 Attenuator 26 Auxiliary Voltage Circuit 27 Operational Amplifier 28 First Non-Inverting Input Circuit 29 Second Non-Inverting Input Circuit 30 Inverting Input Circuit 32 Comparator

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 受光素子の出力を増幅する受信増幅器
と、 前記受信増幅器の出力電圧を半分に減衰させる減衰器
と、 最小光入力時における前記受信増幅器の出力電圧より所
定量だけ高い電圧を発生する補助電圧回路と、 前記減衰器の出力電圧を入力とする第1の非反転入力回
路と前記補助電圧回路の出力電圧を入力とする第2の非
反転入力回路と自己の出力電圧を帰還する反転入力回路
とを有し、前記減衰器の出力電圧および前記補助電圧回
路の出力電圧のうちの電圧の高い方のピーク値を検出し
て出力するピーク検出回路を構成する演算増幅器と、 前記演算増幅器の出力電圧を識別電圧として前記受信増
幅器の出力電圧を波形整形する比較器とを備えた光受信
器。
1. A receiving amplifier that amplifies the output of a light receiving element, an attenuator that attenuates the output voltage of the receiving amplifier by half, and a voltage that is higher by a predetermined amount than the output voltage of the receiving amplifier at the time of minimum light input. To feed back its own output voltage, a first non-inverting input circuit that receives the output voltage of the attenuator, and a second non-inverting input circuit that receives the output voltage of the auxiliary voltage circuit. An operational amplifier having an inverting input circuit, which constitutes a peak detection circuit for detecting and outputting a peak value of a higher one of the output voltage of the attenuator and the output voltage of the auxiliary voltage circuit; An optical receiver comprising: a comparator for shaping the output voltage of the receiving amplifier by using the output voltage of the amplifier as a discrimination voltage.
【請求項2】 第1の非反転入力回路が第2の非反転入
力回路および反転入力回路の少なくとも一方を構成する
トランジスタの半分の面積のトランジスタからなる請求
項1記載の光受信器。
2. The optical receiver according to claim 1, wherein the first non-inverting input circuit comprises a transistor having an area half that of a transistor forming at least one of the second non-inverting input circuit and the inverting input circuit.
【請求項3】 受光素子の出力を増幅する受信増幅器
と、 最小光入力時における前記受信増幅器の出力電圧より所
定量だけ高い電圧を発生する補助電圧回路と、 前記受信増幅器の出力電圧を入力とする第1の非反転入
力回路と前記補助電圧回路の出力電圧を入力とする第2
の非反転入力回路と自己の出力電圧を帰還する反転入力
回路を有し、前記受信増幅器の出力電圧および前記補助
電圧回路の出力電圧のうちの電圧の高い方のピーク値を
検出して出力するピーク検出回路を構成する演算増幅器
と、 前記演算増幅器の出力電圧を半分に減衰させる減衰器
と、 前記減衰器の出力電圧を識別電圧として前記受信増幅器
の出力電圧を波形整形する比較器とを備えた光受信器。
3. A receiving amplifier for amplifying the output of the light receiving element, an auxiliary voltage circuit for generating a voltage higher than the output voltage of the receiving amplifier at the time of minimum light input by a predetermined amount, and an input voltage for the output voltage of the receiving amplifier. A first non-inverting input circuit for inputting and a second input for the output voltage of the auxiliary voltage circuit
Of the output voltage of the receiving amplifier and the output voltage of the auxiliary voltage circuit, whichever has a higher peak value is detected and output. An operational amplifier that constitutes a peak detection circuit, an attenuator that attenuates the output voltage of the operational amplifier by half, and a comparator that shapes the output voltage of the receiving amplifier by using the output voltage of the attenuator as an identification voltage. Optical receiver.
【請求項4】 第1の非反転入力回路が第2の非反転入
力回路および反転入力回路の少なくとも一方を構成する
トランジスタの半分の面積のトランジスタからなる請求
項3記載の光受信器。
4. The optical receiver according to claim 3, wherein the first non-inverting input circuit comprises a transistor having an area half that of a transistor forming at least one of the second non-inverting input circuit and the inverting input circuit.
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JP (1) JPH05152863A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5412202A (en) * 1993-03-18 1995-05-02 Fujitsu Limited Optical signal input-type amplifier circuit
JP2014209700A (en) * 2013-03-22 2014-11-06 株式会社東芝 Light-receiving circuit and optical coupling device

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Effective date: 20040625