专利名称：光接收器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光通信系统，特别是涉及应用于作为访问类光通
信系统之一的PON (Passive Optical Network:无源光学网络)系统 的光接收器。
背景技术：
目前，作为实现使用光纤的公共线路网的系统，广泛使用着被称 作PON ( Passive Optical Network )系统的点对多点(point to multi-point)的i方问类光il/f言系统。
PON系统是由作为站台侧装置的一台OLT (Optical Line Terminal:光线路终端)、和作为经由光星形耦合器连接的多个加入 者终端装置的ONU ( Optical Network Unit:光网络单元)构成。对 于多数的ONU，能够与OLT共有大部分作为传送通路的光纤，因此 能够期待节约使用成本，以及具有无需向作为从动部件的光星形耦合 器供电而容易进行户外设置、且可靠性也高的优点，因此，近年来作 为实现宽带网络的最有效手段而被积极地引入。
例如，在利用IEEE802.3ah标准化的传送速度是1.25Gbit/s的 GE-PON(Gigabit Ethernet —Passive Optical Network:千兆位以太网 无源光网络)中，从OLT向ONU的下行通信利用使用了光波长1.49 /zm频带的广播通信方式，各ONU只取出被分配的时隙的数据。另 —"^方面，从各ONU向OLT的上行通信使用光波长1.31" m 频带，并 使用了以使各ONU的数据不冲突的方式控制发送定时的时分复用通 信方式。
在如上所述的PON系统的上行方向的通信中，各ONU位于距 离光星形耦合器不同的位置处，因此OLT中的各ONU的接收水平针对每个接收数据包不同，所以在OLT的接收电路中需要稳定地再现 不同的受光水平的数据包的宽动态范围特性。因而，通常在OLT的 接收电路中具备根据受光水平使转换增益变化的AGC (Automatic Gain Control:自动增益控制)电路，要求同时实现AGC的高速响应 性和相同码长连续。
在AGC电路中提出了各种方式，但是例如在专利文献l中，根 据受光水平阶段性地切换前置放大器的反馈电阻值即转换增益。另 外，在作为专利文献l中所参照的现有技术的专利文献2中，根据受 光水平使前置放大器的反馈电阻值即转换增益模拟地变化。
专利文献1:日本特开2000-151290号/>才艮
专利文献2:日本特开平7-38342号么、才艮
发明要解决的课题
在上述专利文献1所示的技术中，以数据包的开头数位完成AGC 动作，另外AGC动作完成后不依赖于接收信号的图案串(pattern string)而始终保持一定的增益，因此具有能够同时实现高速响应性 和相同码长连续的优点。然而，另一方面由于是根据数据包的开头位 的振幅进行增益控制的方式，因此存在如下问题在所接收的脉冲串 信号(burst signal)过渡性地水平变动的情况下，特别是在过剩发光 后收敛到一定水平的情况下，导致切换到错误的转换增益。
另外，在上述专利文献2所示的技术中，为了实现高速响应性， 需要缩短AGC环路的时间常数，但是在这种情况下，转换增益容易 依赖于接收信号的图案串，相同码长连续变差。即，有难以同时实现 高速响应性和相同码长连续的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述的点而完成的，其目的在于提供一种光接收 器，主要在作为访问类光通信系统之一的PON系统中，具有稳定地 再现不同的受光水平的脉冲串信号的宽动态范围特性，且高速响应性 和相同码长连续优良。用于解决课题的手段
与本发明有关的光接收器具备受光元件，输出与所接收到的光 信号的受光水平相应的电流；前置放大器，将来自上述受光元件的输 出电流信号转换为电压信号；水平检测单元，具备时间常数短的第1 水平检测部以及具有比上述第1水平检测部的时间常数长的时间常数 的第2水平检测部，基于时间常数切换信号而切换到上述第1水平检 测部或者上述第2水平检测部中的某一个，对上述前置放大器所输出 的输出电压信号的电压水平进行检测；转换增益控制单元，根据上述 水平检测单元的检测结果，对上述前置放大器的转换增益进行可变控 制；以及时间常数切换控制单元，根据来自上述前置放大器的输出电 压信号，输出时间常数切换信号，上述时间常数切换控制单元为了在 所接收的脉沖串信号的数据包的位串的相同码连续数小于规定数的 情况下选择上述第l水平检测部、并在规定数以上的情况下选择上述 第2水平检测部，向上述水平检测单元输出时间常数切换信号。
发明的效果
根据本发明，具备能够改变转换增益的前置放大器、能够切换时 间常数的水平检测单元、以及根据接收信号来选择合适的时间常数的 时间常数切换控制单元，根据时间常数切换控制单元的时间常数切换 信号，进行控制使得在脉冲串信号的数据包开头部中水平检测单元的 时间常数变短，并进行控制使得在前置放大器的AGC动作完成后水 平检测单元的时间常数变长，而且，根据如上所述控制的水平检测单 元的检测结果来控制前置放大器的转换增益，因此能够实现具有对不 同的受光水平的数据包稳定地进行再现的宽动态范围特性、且高速响 应性和相同码长连续优良的光接收器。
图1是表示与本发明的实施方式1有关的光接收器的结构的框图。
图2是表示图1的各部分的信号波形的时序图。图3是表示与本发明的实施方式2有关的光接收器的结构的框图。
图4是表示图3所示的收敛状态判定电路51和时间常数切换信
号生成逻辑电路52的具体结构例的框图。
图5是表示图4的各部分的信号波形的时序图。 图6是表示与图4不同的、图3所示的收敛状态判定电路51和
时间常数切换信号生成逻辑电路52的具体结构例的框图。 图7是表示图6的各部分的信号波形的时序图。 图8是表示与本发明的实施方式3有关的光接收器的结构的框图。
图9是表示图8的各部分的信号波形的时序图。
图IO是表示与本发明的实施方式4有关的光接收器的结构的框图。
图ll是表示图10的各部分的信号波形的时序图。
图12是表示与本发明的实施方式5有关的光接收器的结构的框图。
图13是表示与本发明的实施方式6有关的光接收器的结构的框图。
图14是表示图13的各部分的信号波形的时序图。
图15是表示与本发明的实施方式7有关的光接收器的结构的框图。
具体实施例方式
下面参照附图详细说明与本发明的实施方式有关的光接收器。此 外，本发明并不限定于实施方式。 实施方式1.
图1是表示与本发明的实施方式1有关的光接收器的结构的框 图。受光元件1的阴极(cathode)连接在电源上，阳极(anode)连 接在前置放大器2的输入端上，受光元件l输出与所接收的光信号的受光水平相应的电流。前置放大器2能够将从受光元件1输入的电流 转换成电压来输出，且通过所输入的控制电压来改变将电流转换成电 压的转换效率。
关于从前置放大器2输出的电压信号，通过水平检测电路3来检 测出其平均值。该水平检测电路3由以下部分构成时间常数短的水 平检测部31;具有比水平检测部31的时间常数长的时间常数的、时 间常数长的水平检测部32;以及用于切换水平检测电路3的时间常数 的时间常数切换开关33。
水平检测电路3的输出电压通过作为转换增益控制单元的放大 器4而被放大到期望的控制电压，从而控制前置放大器2的转换增益。 另外，时间常数切换控制电路5是根据从前置放大器2输出的接收电 信号来选择合适的时间常数的电路，为了在所接收的脉沖串信号的数 据包的位串的相同码连续数小于规定数的情况下选择上述第l水平检 测部、并在规定数以上的情况下选择上述第2水平检测部，而将时间 常数切换信号输入到时间常数切换开关33。
此外，水平检测电路3的时间常数切换开关33如下动作在AGC 动作过程中与时间常数短的水平检测部33侧连接，在AGC动作完成 时与时间常数长的水平检测部33连接。
接着，图2中示出表示图1的各部分的信号波形的时序图。(A) 表示受光元件1的输出电流，(B)表示前置放大器2的输出电压， (C )表示在始终使用时间常数短的水平检测部31的情况下的水平检 测电路3的输出电压，(D)表示在始终使用时间常数长的水平检测 部32的情况下的水平检测电路3的输出电压，(E)表示根据时间常 数切换控制电路5的检测结果来切换时间常数切换开关33的情况下 的水平检测电路3的输出电压，(F)表示从时间常数切换控制电路5 输出的时间常数切换信号。此外，在图2中为了明确与前置放大器2 的输出电压之间的关系，将(C) 、 (D) 、 (E)重叠到(B)上进 行显示。
参照图2说明与本发明的实施方式1有关的光接收器的动作以及特征。在图2中，(C)是始终使用时间常数短的水平检测部31的情 况下的水平检测电路3的输出电压，由于时间常数短所以高速响应性 优良，但另一方面在相同码连续的情况下水平检测误差变大，难以恒 定控制为期望的转换增益。
另一方面，在图2中，(D)是始终使用时间常数长的水平检测 部32的情况下的水平检测电路3的输出电压，由于时间常数长所以 即使在相同码连续的情况下也能够高精度地进行水平检测，能够恒定 控制为期望的转换增益，但另一方面难以实现高速响应性，因此不适 合脉冲串接收用。
在图2中，(E)是基于时间常数切换控制电路5的输出电压而 利用构成水平检测电路3的时间常数切换开关33来切换水平检测电 路3的时间常数的情况下的水平检测电路3的输出电压，只在脉沖串 信号的数据包的开头以短的时间常数进行水平检测，而之后以长的时 间常数进行水平检测。
通常，脉冲串信号的数据包由为了确立发送接收器间的数据传送 中所需的同步而向数据包的开头附加的前同步码部、和保存实际的通 信数据的数据部构成，关于各自所允许的位串的最大相同码连续数， 数据部大于前同步码部。
因而，在数据包开头的前同步码部中，直到AGC动作完成为止 以短的时间常数进行水平检测从而高速地完成AGC动作，并在AGC 动作完成后水平检测被切换到长的时间常数，从而即使在包含长的相 同码连续位串的数据部中也能够进行高精度且稳定的水平检测。
这样，在与本发明的实施方式l有关的光接收器中，具备能够改 变转换增益的前置放大器2、能够切换时间常数的水平检测电路3、 以及根据接收信号来选择合适的时间常数的时间常数切换控制电路 5，根据时间常数切换控制电路5的检测结果，进行控制使得在脉冲 串信号的数据包开头部中水平检测电路3的时间常数变短，并进行控 制使得在前置放大器2的AGC动作完成后水平检测电路3的时间常 数变长，而且，根据如上所述控制的水平检测电路3的检测结果来控制前置放大器2的转换增益，因此能够实现具有将不同的受光水平的数据包稳定地进行再现的宽动态范围特性、且高速响应性和相同码长连续优良的光接收器。实施方式2.
图3是表示与本发明的实施方式2有关的光接收器的结构的框图。在图3所示的实施方式2的结构中，与图l所示的实施方式l的结构相同的部分标记相同的符号并省略其说明。与实施方式1的不同点在于，时间常数切换控制电路5的结构不同。在图3所示的实施方式2的结构中，时间常数切换控制电路5由收敛状态判定电路51、以及根据收敛状态判定电路51的判定结果而生成时间常数切换信号的时间常数切换信号生成逻辑电路52构成。
图4是表示收敛状态判定电路51和时间常数切换信号生成逻辑电路52的具体结构例的框图。在收敛状态判定电路51的输入级具备平均值检测电路511，在其后级具备微分电路512以及差动放大电路513。另外，时间常数切换信号生成逻辑电路52在输入级具备将收敛状态判定电路51的输出级所具备的差动放大电路513的各个输出信号作为输入的两个比较器521、 522，利用AND逻辑电路523对比较器521和522的输出进行逻辑运算，并输出其结果。此外，平均值检测电路511的时间常数与水平检测电路3的短的水平检测部31的时间常数相同。
接着，图5中示出表示图4的各部分的信号波形的时序图。在图5中，(A)表示平均值检测电路511的输入信号，(B)表示平均值检测电路511的输出信号，(C)表示微分电路512的输出信号，(D)表示输入到差动放大电路513的基准电压信号，(E)和(F)分别表示差动放大电路513的输出信号，(G)和(H)分别表示比较器521、522的基准电压信号，(I)表示比较器521的输出信号，(J)表示比较器522的输出信号，(K)表示AND逻辑电路523的输出信号。
使用图5说明与本发明的实施方式2有关的光接收器的动作以及特征。在图5中，在平均值检测电路511的输出信号(B)发生变化的情况下，即，只在未收敛到一定电压的过渡状态下，微分电路512的输出信号(C)输出与平均值检测电路511的输出信号(B)的时间上的变化率相应的振幅。这里，使差动放大电路513的基准电压信号(D )的电压值，与平均值检测电路511的输出信号(B)收敛的情况下的微分电路512的输出信号(C)的输出值相等，并通过差动放大电路513放大微分电路512的输出信号(C)。另外，比较器521和522的基准电压信号(G)和(H)的电压值，与平均值检测电路511的输出信号(B)收敛的情况下的差动放大电路513的输出电压信号(E)和(F)的电压值相等。
因而，以如下方式进行动作在平均值检测电路511的输出信号(B )是过渡状态、且减少时，比较器521的输出信号(I )输出高(High )电平的信号，在平均值检测电路511的输出信号(B)是过渡状态、且增加时，比较器522的输出信号(J)输出高电平的信号。由于利用AND逻辑电路523对比较器521和522的输出信号(I)和(J)进行AND运算，因此在平均值检测电路511的输出信号(B)未收敛到一定电压的过渡状态时，进行动作使得在平均值检测电路511的输出信号(B)减少时、增加时、任何状态下，时间常数切换控制电路5都输出高电平的信号。
另外，图6是示出与图4不同的收敛状态判定电路51以及时间常数切换信号生成逻辑电路52的具体的结构例的框图。此外，由于时间常数切换信号生成逻辑电路52与图4所示的例子相同，因此省略说明。在图6中，收敛状态判定电路51在输入级具备时间常数不同的两个平均值检测电路514和515,在其后级具备差动放大电路516。这里，设平均值检测电路515的时间常数比平均值检测电路514的时间常数短。另外，平均值检测电路514的时间常数与水平检测电路3的短的水平检测部31的时间常数相等。
接着，图7中示出表示图6的各部分的信号波形的时序图。在图7中，(A)表示平均值检测电路514以及515的输入信号，(B)表
12示平均值检测电路514的输出信号，(C)表示平均值检测电路515的输出信号，(D)和(E)分别表示差动放大电路516的输出信号。使用图7说明与本发明的实施方式2有关的光接收器的动作以及特征。
数长，因此在图7中，平均值检测电路514的输出信号(B)的收敛时间比平均值检测电路515的输出信号(C)的收敛时间慢，产生时滞(Time lag)。将平均值检测电路514的输出信号(B)和平均值检测电路515的输出信号(C)作为输入信号的差动放大电路516，在平均值检测电路514的输出信号(B)和平均值检测电路515的输出信号(C)中有电位差的情况下，即只在平均值检测电路514的输出信号(B)未收敛到一定电压的过渡状态下，输出与平均值检测电路514的输出信号(B)和平均值检测电路515的输出信号(C)的电位差相应的振幅。时间常数切换信号生成逻辑电路52进行与上述相同的动作，因此在平均值检测电路514的输出信号(B)未收敛到一定电压的过渡状态下，进行动作使得在平均值检测电路514的输出信号(B)减少时、增加时、任何状态下都输出高电平的信号。
这样，在与本发明的实施方式2有关的光接收器中，能够通过收敛状态判定电路51来判定以水平检测电路3的时间常数决定的AGC动作的收敛状态，因此能够实现在AGC动作未收敛的情况下以短的时间常数进行水平检测、而在AGC动作收敛后以长的时间常数进行水平检测的切换控制，能够实现具有对不同的受光水平的数据包稳定地进行再现的宽动态范围特性、且高速响应性和相同码长连续优良的光接收器。
实施方式3.
图8是表示与本发明的实施方式3有关的光接收器的结构的框图。在图8所示的实施方式3的结构中，与图1所示的实施方式1以及图3所示的实施方式2的结构相同的部分，标记相同的符号并省略其说明。图8所示的实施方式3的结构与实施方式1以及2的不同点在于，时间常数切换控制电路5的结构不同。在图8所示的实施方式3的结构中，时间常数切换控制电路5由以下部分构成将从前置放大器2输出的电压信号和从水平检测电路3输出的电压信号作为输入的比较器53;以及对从比较器53输出的电压信号的变化点数进行计数的变化点计数器54。
接着，图9中示出表示图8的各部分的信号波形的时序图。在图9中，(A)表示前置放大器2的输出信号，(B)表示水平检测电路3的输出信号，(C)表示比较器53的输出信号，(D)表示变化点计数器54的输出信号。
使用图9说明与本发明的实施方式3有关的光接收器的动作以及特征。
前置放大器2的输出信号(A )和水平检测电路3的输出信号(B )被输入到比较器53。水平检测电路3的输出信号(B)根据水平检测电路3的时间常数以收敛到前置放大器2的输出信号(A)的平均值的方式发生变化，因此在脉冲串信号的数据包输入后，随着水平检测电路3的输出信号(B)接近前置放大器2的输出信号(A)的平均值，比较器53的输出信号(C)以输出与前置放大器2的输出信号(A)的图案串相等的图案串的信号的方式进行动作。另外，变化点计数器54在对期望的变化点数进行计数的情况下，以使输出信号从低电平侧向高电平侧、或者从高电平侧向低电平侧变化的方式进行动作。
这里，通过使由水平检测电路3的时间常数短的水平检测部31使AGC动作收敛的时间、和变化点计数器54对期望的变化点数进行计数的时间等效，从而在AGC动作收敛后，能够将水平检测电路3的时间常数从短的时间常数切换到长的时间常数。
这样，在与本发明的实施方式3有关的光接收器中，具备将前置放大器2的输出电压和水平检测电路3的输出电压作为输入信号的比较器53、和对比较器53的输出信号的变化点进行计数的变化点计数器54，并且通过使由水平检测电路3的时间常数短的水平检测部31使AGC动作收敛的时间、和变化点计数器54对期望的变化点数进行计数的时间等效，从而能够实现具有对不同的受光水平的数据包稳定地进行再现的宽动态范围特性、且高速响应性和相同码长连续优良的光接收器。
实施方式4.
图10是表示与本发明的实施方式4有关的光接收器的结构的框图。在图10所示的实施方式4的结构中，与图8所示的实施方式3的结构相同的部分，标记相同的符号并省略其说明。在图10所示的实施方式4的时间常数切换控制电路5的结构中，具备比较器53和变化点计数器54的这点与实施方式3相同，但是作为不同点，在比较器53的前级还具备将前置放大器2的输出信号和水平检测电路3的输出信号作为输入信号的差动放大电路55,将差动放大电路55的正相、反相中的某一个输出信号、和双方的中点电位设为比较器53的输入信号。
接着，图11中示出表示图10的各部分的信号波形的时序图。在图11中，(A)表示前置放大器2的输出信号，(B)表示水平检测电路3的输出信号，(C)表示差动放大电路55的一个输出信号，(D)表示差动放大电路55的差动输出中点电位，(E)表示比较器53的输出信号，(F)表示变化点计数器54的输出信号。
虽然基本动作与实施方式3相同，但具有以下不同的点代替向比较器53直接输入前置放大器2的输出信号，而由差动放大电路55将前置放大器2的输出信号(A)和水平检测电路3的输出信号(B)进行放大后，将放大输出输入到比较器53，并且将比较器53的基准电压设为差动放大电路55的差动输出中点电位。
在由受光元件1接收到的光信号的受光水平小的情况下，前置放大器2的输出振幅也小，因此在实施方式3的结构中，考虑比较器53无法识别而进行误动作的可能性。另一方面，在本实施方式4的结构中，通过在比较器53的前级附加差动放大电路55，在将前置放大器2的输出振幅进行放大后输入到比较器53，因此具有在由受光元件1接收到的光信号的受光水平小的情况下比较器53也能够稳定动作的
15优点。
另外，差动放大电路55的差动输出中点电位不受接收水平影响而始终是一定电位，并且还是差动放大电路55的输出信号的平均值，因此通过作为比较器53的基准电压而使用，能够得到与实施方式3相同的比较器53的输出信号。
这样，在与本发明的实施方式4有关的光接收器中，在时间常数切换控制电路5的输入级配置差动放大电路55，在将前置放大器2的输出电压进行放大后输入到比较器53,因此即使在接收水平小的情况下也能够稳定地动作，能够实现具有对不同的受光水平的数据包稳定地进行再现的宽动态范围特性、且高速响应性和相同码长连续优良的光接收器。
实施方式5.
图12是表示与本发明的实施方式5有关的光接收器的结构的框图。在图12所示的实施方式5的结构中，与图10所示的实施方式4的结构相同的部分，标记相同的符号并省略其说明。在图12所示的实施方式5的时间常数切换控制电路5的结构中，具备差动放大电路55、比较器53和变化点计数器54这点与实施方式4相同，但不同点在于在差动ii大电路55的输入级还具备偏置生成电路56。
在实施方式4的情况下，当无信号输入时差动放大电路55的输入信号变成同电位，因此特别是在差动放大电路55的增益高的情况下，有可能在差动放大电路55的输出信号中产生噪声，存在时间常数切换控制电路5进行误动作的可能性。在本实施方式5中，通过在差动放大电路55的输入级具备偏置生成电路56,从而在无信号输入时也在差动放大电路55的输入信号间产生电位差，差动放大电路的输出信号中不会产生噪声。
这样，在与本发明的实施方式5有关的光接收器中，通过具备偏置生成电路56，从而构成为在时间常数切换控制电路5的输入级的差动放大电路55的输入信号中始终产生电位差，因此在没有接收到脉冲串信号的数据包的情况等无信号输入时也能够稳定地动作，能够实现具有对不同的受光水平的数据包稳定地进行再现的宽动态范围特性、且高速响应性和相同码长连续优良的光接收器。
实施方式6.
图13是表示与本发明的实施方式6有关的光接收器的结构的框图。在图13所示的实施方式6的结构中，与图1所示的实施方式1的结构相同的部分，标记相同的符号并省略其说明。在图13所示的实施方式6中，时间常数切换控制电路5由载波检测电路57、以及具备延迟电路58a和AND逻辑电路58b的时间常数切换信号生成逻辑电路58构成，其中，所述延迟电路58a用于根据载波检测电路57的检测结果而生成时间常数切换信号，所述AND逻辑电路58b计算载波检测电路57的输出信号和延迟电路58a的输出信号的逻辑积。此外，延迟电路58a的延迟时间，与水平检测电路3的时间常数短的水平检测部31的时间常数相等。
接着，图14中示出表示图13的各部分的信号波形的时序图。在图14中，(A)表示前置放大器2的输出信号，(B)表示载波检测电路57的输出信号，(C)表示用于使载波检测电路57的输出信号延迟期望时间的延迟电路58a的输出信号，(D)表示由AND逻辑电路58b对载波私、测电路57的#"出1'言号(B )和延迟电路58a的^T出信号(C)进行逻辑运算的输出信号。
这里，进行控制使得在AND逻辑电路58b的输出信号(D)的信号是低电平侧的情况下水平检测电路3以短的时间常数的水平检测电路31进行动作，在AND逻辑电路58b的输出信号(D)的信号是
够实现在AGC动作未收敛的情况下以短的时间常数进行水平检测、而在AGC动作收敛后以长的时间常数进行水平检测的切换控制。
这样，在与本发明的实施方式6有关的光接收器中，由载波检测电路57、和具有与水平检测电路3的短的水平检测部31的时间常数相等的延迟量的延迟电路58a构成时间常数切换控制电路5,因此能够实现在AGC动作未收敛的情况下以短的时间常数进行水平检测、
17而在AGC动作收敛后以长的时间常数进行水平检测的切换控制，能够实现具有对不同的受光水平的数据包稳定地进行再现的宽动态范围特性、且高速响应性和相同码长连续优良的光接收器。实施方式7.
图15是表示与本发明的实施方式7有关的光接收器的结构的框图。在图15所示的实施方式7的结构中，与图1所示的实施方式1的结构相同的部分，标记相同的符号并省略其说明。在图15所示的实施方式7中，时间常数切换控制电路5由以下部分构成位错误率检测电路59，以水平检测电路3的检测结果为阈值，实时地检测接收信号的位错误率；以及时间常数切换信号生成逻辑电路60，用于根据位错误率检测电路59的检测结果，生成时间常数切换信号。
在脉冲串信号的数据包的开头，水平检测电路3的输出信号附在前置放大器2的输出信号的高电平侧，随着时间的经过，到达前置放大器2的输出信号的平均电压。因而，在以水平检测电路3的输出信号为阈值来评价前置放大器2的输出信号的位错误率的情况下，在脉沖串信号的数据包的开头位错误率非常大，但是随着时间的经过接近
最佳阈值，从而位错误率变得非常小。即，通过所检测的位错误率，能够判断AGC动作的收敛状态。
因而，在与本发明的实施方式7有关的光接收器中，由时间常数切换控制电路5控制时间常数使得在比期望的位错误率大的情况下以短的时间常数进行水平检测、而在比期望的位错误率小的情况下以长的时间常数进行水平检测，从而能够实现具有对不同的受光水平的数据包稳定地进行再现的宽动态范围特性、且高速响应性和相同码长连续优良的光接收器。
权利要求
1.一种光接收器，其特征在于，具备受光元件，输出与所接收到的光信号的受光水平相应的电流；前置放大器，将来自上述受光元件的输出电流信号转换为电压信号；水平检测单元，具备时间常数短的第1水平检测部以及具有比上述第1水平检测部的时间常数长的时间常数的第2水平检测部，基于时间常数切换信号而切换到上述第1水平检测部或者上述第2水平检测部中的某一个，对上述前置放大器所输出的输出电压信号的电压水平进行检测；转换增益控制单元，根据上述水平检测单元的检测结果，对上述前置放大器的转换增益进行可变控制；以及时间常数切换控制单元，根据来自上述前置放大器的输出电压信号，输出时间常数切换信号，上述时间常数切换控制单元为了在所接收的脉冲串信号的数据包的位串的相同码连续数小于规定数的情况下选择上述第1水平检测部、并在规定数以上的情况下选择上述第2水平检测部，向上述水平检测单元输出时间常数切换信号。
2. 根据权利要求l所述的光接收器，其特征在于， 上述时间常数切换控制单元具备收敛状态判定电路，判定来自上述前置放大器的输出电压信号的 电压值是否收敛到一定电压；以及时间常数切换信号生成逻辑电路，根据上述收敛状态判定电路的 判定结果，生成时间常数切换信号。
3. 根据权利要求2所述的光接收器，其特征在于， 上述收敛状态判定电路具备平均值检测电路，具有与上述第1水平检测部的时间常数相等的 时间常数，检测来自上述前置放大器的输出电压信号的平均值；微分电路，对上述平均值检测电路的输出信号进行微分；以及 差动放大电路，检测上述微分电路的输出信号与基准电压的差电压。
4. 根据权利要求2所述的光接收器，其特征在于， 上述收敛状态判定电路具备第l平均值检测电路，具有与上述第l水平检测部的时间常数相 等的时间常数，检测来自上述前置放大器的输出电压信号的平均值；第2平均值检测电路，具有比上述第1平均值检测电路的时间常 数短的时间常数，检测来自上述前置放大器的输出电压信号的平均 值；以及差动放大电路，检测上述第1平均值检测电路的输出信号与上述 第2平均值检测电路的输出信号的差电压。
5. 根据权利要求3或者4所述的光接收器，其特征在于， 上述时间常数切换信号生成逻辑电路具备第1比较器，比较上述差动放大电路的第1输出信号与第1基准 电压信号；第2比较器，比较上述差动放大电路的第2输出信号与第2基准 电压信号；以及AND逻辑电路，根据上述第1比较器的输出信号与上述第2比 较器的输出信号的逻辑积，生成时间常数切换信号。
6. 根据权利要求2所述的光接收器，其特征在于， 上述时间常数切换控制单元具备比较器，比较来自上述前置放大器的输出电压信号与上述水平检 测单元的检测结果；以及变化点计数器，根据上述比较器的比较结果对图案串的变化点进 行计数，在计数了期望的变化点数的情况下输出时间常数切换信号。
7. 根据权利要求2所述的光接收器，其特征在于， 上述时间常数切换控制单元具备差动放大电路，检测来自上述前置放大器的输出电压信号与上述水平检测单元的检测结果的差电压；比较器，比较上述差动放大电路的输出电压信号与上述差动放大 电路的输出中点电位；以及变化点计数器，根据上述比较结果对图案串的变化点进行计数， 在计数了期望的变化点数的情况下输出时间常数切换信号。
8. 根据权利要求7所述的光接收器，其特征在于， 在上述差动放大电路的上述水平检测单元的检测结果的输入级设有偏置生成电路，使得上述差动放大电路的两个输入信号在任何条 件下都产生电压差。
9. 根据权利要求2所述的光接收器，其特征在于， 上述时间常数切换控制单元具备载波检测电路，从来自上述前置放大器的输出电压信号中检测栽 波；以及时间常数切换信号生成逻辑电路，具有使上述载波检测电路的检 测结果延迟期望时间的延迟电路、以及根据上述载波检测电路的检测 结果和上述延迟电路的输出信号的逻辑积而生成时间常数切换信号 的AND逻辑电路。
10. 根据权利要求9所述的光接收器，其特征在于， 上述延迟电路具有与上述第1水平检测部的时间常数相等的延迟时间。
11. 根据权利要求2所述的光接收器，其特征在于， 上述时间常数切换控制单元具备位错误率检测电路，以上述水平检测单元的检测结果为阈值，对 上述前置放大器所输出的输出电压信号的位错误率进行检测；以及时间常数切换信号生成逻辑电路，根据上述位错误率检测电路的 检测结果，生成时间常数切换信号。
全文摘要
提供一种具有稳定地再现不同的受光水平的脉冲串信号的宽动态范围特性、且高速响应性和相同码长连续优良的光接收器。具备前置放大器，将来自受光元件的输出转换为电压信号；水平检测电路，具有时间常数短的第1水平检测部以及时间常数长的第2水平检测部，根据时间常数切换信号切换到某个水平检测部，检测来自前置放大器的输出电压信号的电压水平；放大器，根据检测结果对前置放大器的转换增益进行可变控制；和时间常数切换控制单元，根据来自前置放大器的输出电压信号来输出时间常数切换信号，时间常数切换控制单元为了在所接收的脉冲串信号的数据包的位串的相同码连续数小于规定数的情况下选择第1水平检测部、并在规定数以上的情况下选择第2水平检测部，向水平检测单元输出时间常数切换信号。
文档编号H04B10/14GK101563843SQ20068005671
公开日2009年10月21日 申请日期2006年12月21日 优先权日2006年12月21日
发明者中川润一, 野上正道, 野田雅树 申请人:三菱电机株式会社