專利名稱：光接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光接收器，特別涉及在作為接入類光通信系統(tǒng)的一個(gè)方式的PON(Passive Optical Network,無源光網(wǎng)絡(luò))系統(tǒng)中應(yīng)用的光接收器。
背景技術(shù)：
以往，作為實(shí)現(xiàn)使用光纖的公用線路網(wǎng)的方式，廣泛使用PON (Passive OpticalNetwork，無源光網(wǎng)絡(luò))系統(tǒng)。PON系統(tǒng)是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的接入類光通信系統(tǒng)的I種。PON 系統(tǒng)由 I 臺(tái) OLT (Optical Line Terminal，光線路終端)和許多 ONU (OpticalNetwork Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元)構(gòu)成。OLT是局側(cè)裝置，ONU是用戶終端裝置。OLT和各ONU經(jīng)由光星形I禹合器(optical star coupler)連接。在PON系統(tǒng)中，許多ONU能夠共用OLT和傳輸路徑(光纖)的大部分。因此，能夠期待運(yùn)用成本的經(jīng)濟(jì)化。此外，由于光星形耦合器是無源部件，所以不需要供電。因此，光星形耦合器容易設(shè)置在屋外。此外，光星形耦合器可靠性也高。由于這樣的理由，PON系統(tǒng)作為實(shí)現(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)的王牌，近年來被積極地進(jìn)行導(dǎo)入。例如，針對(duì)GE-P0N (Gigabit Ethernet - Passive Optical Network,千兆以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng))系統(tǒng)進(jìn)行說明。在GE-PON中，根據(jù)IEEE802.3ah的標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速度是
1.25Gbit/s。在從OLT向ONU的下行方向中，使用利用了光波長148(Tl500nm波段的信號(hào)的廣播通信方式，各ONU僅取出被分配的時(shí)隙的數(shù)據(jù)。另一方面，在從各ONU向OLT的上行方向中，使用利用了光波長126(Tl360nm波段的信號(hào)的廣播通信方式，使用以各ONU的數(shù)據(jù)不沖突的方式控制送出定時(shí)的時(shí)分復(fù)用通信方式。進(jìn)而，針對(duì) 10G-EP0N進(jìn)行說明。在10G-EP0N中，根據(jù)IEEE802.3av的標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速度是10.3Gbit/s。在10G-EP0N系統(tǒng)中，在從OLT向ONU的下行方向中，使用利用了光波長157Γ 580ηπι波段的信號(hào)的廣播通信方式，各ONU僅取出被分配的時(shí)隙的數(shù)據(jù)。另一方面，在從各ONU向OLT的上行方向中，使用光波長126(Tl280nm波段的信號(hào)，使用以各ONU的數(shù)據(jù)不沖突的方式控制送出定時(shí)的時(shí)分復(fù)用通信方式。在上述那樣的PON系統(tǒng)的上行方向的通信中，各ONU位于從光星形耦合器起不同的距離。因此，OLT中的各ONU的接收級(jí)別(光接收級(jí)別)按每個(gè)接收數(shù)據(jù)包而不同。因此，OLT用突發(fā)光接收器需要大的動(dòng)態(tài)范圍特性。大動(dòng)態(tài)范圍特性是穩(wěn)定且高速地再生不同的接收級(jí)別(receiving level)的突發(fā)信號(hào)(burst signal)的特性。因此,通常在OLT用突發(fā)光接收器中具備AGC (Automatic Gain Control,自動(dòng)增益控制)電路。AGC電路是用于根據(jù)接收級(jí)別使變換增益變化成所希望的增益的電路。在上述AGC電路中有在接收突發(fā)信號(hào)之后到變換增益穩(wěn)定收斂為止的時(shí)間常數(shù)。即，在OLT用突發(fā)光接收器中，在接收了突發(fā)信號(hào)后到穩(wěn)定地進(jìn)行數(shù)據(jù)再生為止，需要規(guī)定的時(shí)間。該規(guī)定時(shí)間作為接收器穩(wěn)定時(shí)間(Receiver Settling Time)在IEEE802.3ah及IEEE802.3av中被標(biāo)準(zhǔn)化。接收器穩(wěn)定時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)值在IEEE802.3ah (GE-P0N系統(tǒng))中是400ns，在 IEEE802.3av (10G-EP0N 系統(tǒng))中是 800ns。
各突發(fā)信號(hào)由開銷區(qū)域(overhead area)和數(shù)據(jù)區(qū)域(data area)構(gòu)成。開銷區(qū)域具有接收器穩(wěn)定時(shí)間以上的長度?？墒牵瑸榱耸瓜到y(tǒng)整體的通過量(throughput)提高，優(yōu)選開銷區(qū)域的長度較短。在這里，因?yàn)锳GC電路基于接收信號(hào)的平均值檢測結(jié)果進(jìn)行工作，所以相同代碼連續(xù)時(shí)間和時(shí)間常數(shù)變成折衷的關(guān)系。因此，兼顧相同代碼連續(xù)耐受力與高速響應(yīng)性變成課題。再有，相同代碼連續(xù)時(shí)間是在接收信號(hào)的代碼序列中包含的相同代碼連續(xù)的時(shí)間。為了實(shí)現(xiàn)相同代碼連續(xù)耐受力優(yōu)越且高速進(jìn)行響應(yīng)的AGC電路，提出了各種各樣的方式。例如，在專利文獻(xiàn)I及專利文獻(xiàn)2所述的方法中，僅在接收的突發(fā)信號(hào)的先頭附近使AGC電路的時(shí)間常數(shù)高速工作。之后，使AGC電路的時(shí)間常數(shù)低速工作?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:國際公開第2008/075430號(hào)小冊子；
專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-312216號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題
在上述專利文獻(xiàn)I中，AGC電路的時(shí)間常數(shù)在I個(gè)突發(fā)信號(hào)內(nèi)從高速工作切換成低速工作。因此，能夠兼顧開銷區(qū)域中的高速響應(yīng)性和數(shù)據(jù)區(qū)域中的相同代碼連續(xù)耐受力?？墒牵谏鲜鰧＠墨I(xiàn)I中，在連續(xù)的突發(fā)信號(hào)序列的接收級(jí)別差小的情況下，難以判定收斂狀態(tài)。結(jié)果，存在不能在所希望的定時(shí)切換時(shí)間常數(shù)的問題。此外，在上述專利文獻(xiàn)2中，與上述專利文獻(xiàn)I同樣地，由于AGC電路的時(shí)間常數(shù)在I個(gè)突發(fā)信號(hào)內(nèi)從高速 工作切換成低速工作，所以能夠兼顧開銷區(qū)域中的高速響應(yīng)性與數(shù)據(jù)區(qū)域中的相同代碼連續(xù)耐受力?？墒?，切換時(shí)間常數(shù)的定時(shí)以重置信號(hào)為基準(zhǔn)設(shè)為固定的時(shí)間。因此，在上述專利文獻(xiàn)2中，在如上述的GE-PON系統(tǒng)(非同步PON系統(tǒng))、10G-EP0N系統(tǒng)那樣，突發(fā)信號(hào)的接收定時(shí)與重置信號(hào)的接收定時(shí)相對(duì)地?cái)[動(dòng)那樣的情況下，存在不能在所希望的定時(shí)切換時(shí)間常數(shù)的問題。本發(fā)明正是為了解決這樣的問題而做出的，其目的在于提供一種具備大動(dòng)態(tài)范圍特性、高速響應(yīng)性、以及相同代碼連續(xù)耐受性，用于實(shí)現(xiàn)高通過量特性的光接收器。用于解決課題的方案
本發(fā)明的光接收器，其特征在于具備:光接收元件，將光接收信號(hào)變換成電流信號(hào)；前置放大器，將從所述光接收元件輸出的電流信號(hào)變換成電壓信號(hào)；增益控制單元，檢測來自所述前置放大器的電壓信號(hào)的平均電壓，使用檢測出的所述平均電壓，控制所述前置放大器的變換增益，使其成為與所述光接收信號(hào)的接收級(jí)別對(duì)應(yīng)的所希望的增益；收斂判定單元，判定所述增益控制單元是過渡狀態(tài)還是穩(wěn)定狀態(tài)；以及切換信號(hào)輸出單元，接收插入在所述光接收信號(hào)之間的重置信號(hào)，基于來自所述收斂判定單元的輸出及所述重置信號(hào)的任I個(gè)，生成用于切換所述增益控制單元的時(shí)間常數(shù)的時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)，所述增益控制單元具備:第I平均電壓檢測部，具有第I時(shí)間常數(shù)，檢測來自所述前置放大器的電壓信號(hào)的平均電壓；第2平均電壓檢測部，具有比所述第I時(shí)間常數(shù)長的第2時(shí)間常數(shù)，檢測來自所述前置放大器的電壓信號(hào)的平均電壓；以及切換部，基于所述時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)，切換成所述第I平均電壓檢測部或所述第2平均電壓檢測部的任I個(gè)，所述時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)是如下信號(hào)，其用于在輸入了所述重置信號(hào)的情況下選擇所述第I平均電壓檢測部，在所述收斂判定電路判斷為所述增益控制電路從過渡狀態(tài)轉(zhuǎn)移到穩(wěn)定狀態(tài)的情況下選擇所述第2平均電壓檢測部。發(fā)明的效果
本發(fā)明的光接收器，其特征在于具備:光接收元件，將光接收信號(hào)變換成電流信號(hào)；前置放大器，將從所述光接收元件輸出的電流信號(hào)變換成電壓信號(hào)；增益控制單元，檢測來自所述前置放大器的電壓信號(hào)的平均電壓，使用檢測出的所述平均電壓，控制所述前置放大器的變換增益，使其成為與所述光接收信號(hào)的接收級(jí)別對(duì)應(yīng)的所希望的增益；收斂判定單元，判定所述增益控制單元是過渡狀態(tài)還是穩(wěn)定狀態(tài)；以及切換信號(hào)輸出單元，接收插入在所述光接收信號(hào)之間的重置信號(hào)，基于來自所述收斂判定單元的輸出及所述重置信號(hào)的任I個(gè)，生成用于切換所述增益控制單元的時(shí)間常數(shù)的時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)，所述增益控制單元具備:第I平均電壓檢測部，具有第I時(shí)間常數(shù)，檢測來自所述前置放大器的電壓信號(hào)的平均電壓；第2平均電壓檢測部，具有比所述第I時(shí)間常數(shù)長的第2時(shí)間常數(shù)，檢測來自所述前置放大器的電壓信號(hào)的平均電壓；以及切換部，基于所述時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)，切換成所述第I平均電壓檢測部或所述第2平均電壓檢測部的任I個(gè)，所述時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)是如下信號(hào)，其用于在輸入了所述重置信號(hào)的情況下選擇所述第I平均電壓檢測部，在所述收斂判定電路判斷為所述增益控制電路從過渡狀態(tài)轉(zhuǎn)移到穩(wěn)定狀態(tài)的情況下選擇所述第2平均電壓檢測部，因此，具備大的動(dòng)態(tài)范圍特性，高速響應(yīng)性以及相同代碼連續(xù)耐受性，能夠?qū)崿F(xiàn)高通過量特性。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的光接收器的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的光接收器的各部的信號(hào)波形的時(shí)間圖。

圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的光接收器中的相對(duì)于接收級(jí)別的可接收范圍、增益控制電路的工作范圍、以及收斂判定電路的可判定范圍的說明圖。
具體實(shí)施例方式以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的光接收器的實(shí)施方式詳細(xì)進(jìn)行說明。再有，本發(fā)明并不被這些實(shí)施方式所限定。例如，在這些實(shí)施方式中，作為光接收器的例子說明了突發(fā)光接收器，但本發(fā)明也能夠應(yīng)用于其他種類的接收器。此外，關(guān)于電路結(jié)構(gòu)，也能夠配合使用目的、使用環(huán)境等而適宜變更。實(shí)施方式I
圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I的光接收器的結(jié)構(gòu)的圖。在本實(shí)施方式I中，作為光接收器舉出應(yīng)用于PON系統(tǒng)的能夠應(yīng)對(duì)突發(fā)信號(hào)的光接收器為例進(jìn)行說明。在圖1中，I是將接收的光接收信號(hào)13 (突發(fā)信號(hào)序列)變換成電流信號(hào)的光接收元件。光接收信號(hào)13是由多個(gè)連續(xù)的突發(fā)信號(hào)構(gòu)成的突發(fā)信號(hào)序列。2是將該電流信號(hào)變換成電壓信號(hào)的前置放大器。9是進(jìn)行前置放大器2的增益控制(AGC)的增益控制電路。增益控制電路9檢測出來自前置放大器2的電壓信號(hào)的平均電壓，基于該平均電壓進(jìn)行控制，以使前置放大器2的變換增益成為與光接收信號(hào)13的接收級(jí)別對(duì)應(yīng)的所希望的增益。10是控制增益控制電路9的時(shí)間常數(shù)的收斂判定電路。收斂判定電路10檢測出增益控制電路9是過渡狀態(tài)還是穩(wěn)定狀態(tài)，基于該檢測結(jié)果或重置信號(hào)12輸出用于切換增益控制電路9的時(shí)間常數(shù)的時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)14。接著，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式I的光接收器的工作進(jìn)行說明。當(dāng)光接收元件I接收到光接收信號(hào)13時(shí)，將光接收信號(hào)13線性變換成電流信號(hào)。該電流信號(hào)按照增益控制電路9的控制，在前置放大器2中被變換成最適合的電壓信號(hào)。增益控制電路9基于來自收斂判定電路10的時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)，以在最適合的時(shí)間常數(shù)進(jìn)行響應(yīng)的方式而工作。增益控制電路9由時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3和電平變換電路8構(gòu)成。電平變換電路8將時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3的輸出變換成所希望的電壓。時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3由高速時(shí)間常數(shù)部31、低速時(shí)間常數(shù)部32、和切換開關(guān)33構(gòu)成。高速時(shí)間常數(shù)部31具有短的時(shí)間常數(shù)(第I時(shí)間常數(shù))，檢測來自前置放大器2的電壓信號(hào)的平均電壓(第I平均電壓檢測部)。低速時(shí)間常數(shù)部32具有比第I時(shí)間常數(shù)長的時(shí)間常數(shù)(第2時(shí)間常數(shù))，檢測來自前置放大器2的電壓信號(hào)的平均電壓(第2平均電壓檢測部)。切換開關(guān)33按照時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)14，選擇高速時(shí)間常數(shù)部31或低速時(shí)間常數(shù)部32的任I個(gè)，將選擇的一方檢測出的平均電壓輸入到電平變換電路8。在通過切換開關(guān)33選擇了高速時(shí)間常數(shù)部31的情況下，時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3高速地進(jìn)行響應(yīng)，另一方面，在通過切換開關(guān)33選擇了低速時(shí)間常數(shù)部32的情況下，時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3低速地進(jìn)行響應(yīng)。收斂判定電路10由時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4、差電壓放大電路5、比較電路6、邏輯電路7、所述的時(shí)間常 數(shù)選擇型平均值檢測電路3構(gòu)成。時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3被增益控制電路9和收斂判定電路10共有。時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4由高速時(shí)間常數(shù)部41、低速時(shí)間常數(shù)部42、和切換開關(guān)43構(gòu)成。高速時(shí)間常數(shù)部41具有比第I時(shí)間常數(shù)長且比第2時(shí)間常數(shù)短的時(shí)間常數(shù)(第3時(shí)間常數(shù))，檢測來自前置放大器2的電壓信號(hào)的平均電壓(第3平均電壓檢測部)。低速時(shí)間常數(shù)部42具有與第2時(shí)間常數(shù)同等的時(shí)間常數(shù)(第4時(shí)間常數(shù))，檢測來自前置放大器2的電壓信號(hào)的平均電壓(第4平均電壓檢測部)。切換開關(guān)43選擇高速時(shí)間常數(shù)部41或低速時(shí)間常數(shù)部42的任I個(gè)，將選擇的一方檢測出的平均電壓輸入到差電壓放大電路5。在通過切換開關(guān)43選擇了高速時(shí)間常數(shù)部41的情況下，時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4高速地進(jìn)行響應(yīng)，另一方面，在通過切換開關(guān)43選擇了低速時(shí)間常數(shù)部42的情況下，時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4低速地進(jìn)行響應(yīng)。差電壓放大電路5是用于檢測時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3的輸出與時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4的輸出的差電壓的電路，對(duì)檢測出的差電壓進(jìn)行放大并輸出。比較電路6將差電壓放大電路5的輸出電平與預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的閾值電壓11進(jìn)行比較。邏輯電路7基于來自比較電路6的輸出信號(hào)及從外部輸入的重置信號(hào)12的至少任I個(gè)生成時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)，對(duì)切換開關(guān)33、43輸入。再有，時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3的高速時(shí)間常數(shù)部31的第I時(shí)間常數(shù)與低速時(shí)間常數(shù)部32的第2時(shí)間常數(shù)，以及時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4的高速時(shí)間常數(shù)部41的第3時(shí)間常數(shù)和低速時(shí)間常數(shù)部42的第4時(shí)間常數(shù)具有以下所示的關(guān)系。
第I時(shí)間常數(shù)<第3時(shí)間常數(shù)<第2時(shí)間常數(shù)=第4時(shí)間常數(shù)
即，高速時(shí)間常數(shù)部31的第I時(shí)間常數(shù)最短。高速時(shí)間常數(shù)部41的第3時(shí)間常數(shù)比高速時(shí)間常數(shù)部31的第I時(shí)間常數(shù)長。低速時(shí)間常數(shù)部32、42的第2、第4時(shí)間常數(shù)比高速時(shí)間常數(shù)部41的第3時(shí)間常數(shù)長。再有，低速時(shí)間常數(shù)部32的第2時(shí)間常數(shù)與低速時(shí)間常數(shù)部42的第4時(shí)間常數(shù)相同。接著，使用圖2針對(duì)圖1的各部分的工作進(jìn)行說明。圖2是表示圖1的各部分的信號(hào)波形的時(shí)間圖。如圖2所示，光接收信號(hào)13由連續(xù)的突發(fā)信號(hào)序列構(gòu)成。但是，在圖2中僅記載有I個(gè)突發(fā)信號(hào)13a。各突發(fā)信號(hào)13a通過時(shí)分復(fù)用而以不相互沖突的方式被發(fā)送，在光接收元件I被接收。從掌管定時(shí)控制的PON MAC等發(fā)出的重置信號(hào)12被插入到各突發(fā)信號(hào)13a之間。將重置信號(hào)12的上升作為觸發(fā)，邏輯電路7以時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3及時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4的時(shí)間常數(shù)變?yōu)楦咚俚姆绞?，輸出時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)14。切換開關(guān)33、43基于時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)14，分別選擇高速時(shí)間常數(shù)部31、41。再有，圖2的邏輯電路7的輸出信號(hào)將高側(cè)作為高速時(shí)間常數(shù)，將低側(cè)作為低速時(shí)間常數(shù)進(jìn)行記載。像這樣，收斂判定電路10通過向邏輯電路7的重置信號(hào)12的輸入，判定為增益控制電路9是過渡狀態(tài)，選擇高速的時(shí)間常數(shù)。在重置信號(hào)12的接收后，當(dāng)接收到突發(fā)信號(hào)13a時(shí)，由于時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3及時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4的時(shí)間常數(shù)分別變成高速側(cè)，所以以對(duì)于接收的突發(fā)信號(hào)13a的接收級(jí)別成為最優(yōu)增益的方式高速地進(jìn)行增益控制。這時(shí)，時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4的高速時(shí)間常數(shù)部41的第3時(shí)間常數(shù)，比時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3的高速時(shí)間常數(shù)部31的第I時(shí)間常數(shù)設(shè)定為低速。由此，時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4的高速時(shí)間常數(shù)部41的輸出，比時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3的高速時(shí)間常數(shù)部31的輸出 較遲地進(jìn)行響應(yīng)。結(jié)果，在時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3的輸出與時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4的輸出之間產(chǎn)生電位差。該電位差被差電壓放大電路5檢測出，被放大到所希望的電位差并輸出。來自差電壓放大電路5的該輸出被輸入到比較電路6。比較電路6對(duì)來自差電壓放大電路5的該輸出和預(yù)先設(shè)定的閾值電壓11進(jìn)行比較。比較電路6在該比較中，在來自差電壓放大電路5的輸出變成閾值電壓11以上的定時(shí)，輸出高側(cè)的信號(hào)。之后，通過增益控制電路9，控制前置放大器2的變換增益，隨著從過渡狀態(tài)接近穩(wěn)定狀態(tài)，與時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3相比低速的時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4的輸出也追隨，因此時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3的輸出與時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4的輸出之間的電位差變小。像這樣，比較電路6在來自差電壓放大電路5的輸出低于閾值電壓11的定時(shí)，輸出低側(cè)的信號(hào)。即，比較電路6對(duì)于接收的突發(fā)信號(hào)，以在增益控制工作未完成的狀態(tài)(過渡狀態(tài))中輸出高側(cè)的信號(hào)，在增益控制工作完成的狀態(tài)(穩(wěn)定狀態(tài))中輸出低側(cè)的信號(hào)的方式進(jìn)行工作。將比較電路6的輸出信號(hào)的下降作為觸發(fā)，邏輯電路7以時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3及時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4的時(shí)間常數(shù)變?yōu)榈退俚姆绞?，輸出時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)14。切換開關(guān)33、43基于該時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)14，分別選擇低速時(shí)間常數(shù)部
32、42。像這樣，收斂判定電路10在來自差電壓放大電路5的輸出變得不足閾值電壓11的定時(shí)，判定為增益控制電路9從過渡狀態(tài)轉(zhuǎn)移到穩(wěn)定狀態(tài),選擇低速的時(shí)間常數(shù)。之后，時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3及時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4的時(shí)間常數(shù)到I個(gè)突發(fā)信號(hào)13a的最后尾為止，原樣繼續(xù)保持低速側(cè)。然后，在接收到插入在突發(fā)信號(hào)間的重置信號(hào)12時(shí)，再次輸出用于使時(shí)間常數(shù)為高速的時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)14，將時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3及時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4的時(shí)間常數(shù)切換到高速側(cè)，準(zhǔn)備下一個(gè)突發(fā)信號(hào)13a。在這里，由于時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3的低速時(shí)間常數(shù)部32的第2時(shí)間常數(shù)(低速側(cè))和時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4的低速時(shí)間常數(shù)部42的第4時(shí)間常數(shù)(低速側(cè))被設(shè)為相等，所以彼此不會(huì)比另一方延遲。因此，對(duì)于相同代碼連續(xù)的信號(hào)，也不會(huì)在時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3的輸出及時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4的輸出中產(chǎn)生電位差，不會(huì)發(fā) 生錯(cuò)誤地再次轉(zhuǎn)移到高速側(cè)的情況。因此，在選擇低速時(shí)間常數(shù)部32及低速時(shí)間常數(shù)部42時(shí)，不需要求取差電壓放大電路5的電位差，因此不必特別求取也可。像這樣，在本實(shí)施方式中，對(duì)接收的突發(fā)信號(hào)，在突發(fā)信號(hào)的先頭部附近通過高速地進(jìn)行增益控制而實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)性，進(jìn)而通過在增益控制完成后轉(zhuǎn)移到低速響應(yīng)狀態(tài)，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)相同代碼連續(xù)耐受力。如上所述，在本發(fā)明的實(shí)施方式I的光接收器中，具備:前置放大器2，能夠根據(jù)接收的突發(fā)信號(hào)的接收級(jí)別而改變變換增益；增益控制電路9，能夠?qū)r(shí)間常數(shù)切換成高速或低速；以及收斂判定電路10，根據(jù)增益控制電路9的狀態(tài)(過渡狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài))和突發(fā)信號(hào)間的重置信號(hào)來輸出時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)14，光接收器在適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)能夠切換增益控制電路9的時(shí)間常數(shù)。由此，本實(shí)施方式I的光接收器具有穩(wěn)定地再生不同的接收級(jí)別的突發(fā)信號(hào)的大動(dòng)態(tài)范圍特性。此外，本實(shí)施方式I的光接收器具備高速響應(yīng)性和相同代碼連續(xù)耐受力。進(jìn)而，本實(shí)施方式I的光接收器的高通過量特性優(yōu)越。實(shí)施方式2
圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的光接收器中的相對(duì)于接收級(jí)別的增益控制電路9工作的范圍50和收斂判定電路10可判定的范圍51的圖。在本實(shí)施方式2中，如圖3所示，以增益控制電路9的范圍50成為收斂判定電路10的范圍51的范圍內(nèi)的方式，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定閾值電壓11的值。再有，閾值電壓11如圖1所示，輸入到比較電路6中。由此，在增益控制電路9進(jìn)行工作的接收級(jí)別，必然收斂判定電路10能夠判定。本實(shí)施方式2的光接收器的結(jié)構(gòu)和工作與上述的實(shí)施方式I相同，因此參照圖1及圖2，在這里省略其說明。在以下，主要說明與實(shí)施方式I的相異點(diǎn)。在通過增益控制實(shí)現(xiàn)大動(dòng)態(tài)范圍化的光接收器中，為了高靈敏度化，通常在最小接收靈敏度附近不進(jìn)行增益控制。也就是說，在最小接收靈敏度附近以最大增益進(jìn)行工作，在接收級(jí)別大的情況下為了波形失真的抑制、避免電路飽和，以增益下降的方式進(jìn)行工作。首先，針對(duì)圖1的差電壓放大電路5的輸出最大振幅為不足閾值電壓11的情況進(jìn)行說明。這時(shí)，比較電路6的輸出電壓從I個(gè)突發(fā)信號(hào)的先頭到末尾持續(xù)保持為低側(cè)。因此，時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3總是以高速的狀態(tài)進(jìn)行工作。在增益控制電路9不工作的接收級(jí)別(范圍50以外的范圍)中，即使如上述那樣時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3高速持續(xù)工作，因?yàn)樵揪蜎]有進(jìn)行增益控制，所以在相同代碼連續(xù)的情況下也不會(huì)有問題。
另一方面，在增益控制電路9工作的范圍50中，當(dāng)如上述那樣時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3持續(xù)高速工作時(shí)，在相同代碼連續(xù)的情況下，由于時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3的輸出高速地追隨，所以產(chǎn)生大的增益變動(dòng)，難以穩(wěn)定地再生突發(fā)信號(hào)。因此，在本實(shí)施方式2中，以在增益控制電路9工作的范圍50中收斂判定電路10必然能夠判定的方式，適當(dāng)?shù)貙?duì)輸入到比較電路6的閾值電壓進(jìn)行設(shè)定。具體地，在增益控制電路工作的范圍50中，將比較電路6的閾值電壓11設(shè)定為比時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路3和時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路4的差電壓小的值。再有，該閾值電壓11的值基于設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)值預(yù)先設(shè)定也可，或者采用基于來自差電壓放大電路5的輸出而適宜變更的結(jié)構(gòu)也可。如上所述，在本發(fā)明的實(shí)施方式2的突發(fā)光接收器中，獲得與上述實(shí)施方式I同樣的效果。進(jìn)而，在本實(shí)施方式2中，以在增益控制電路9工作的范圍50中收斂判定電路10必然能夠判定的方式，將閾值電壓11設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹?。由此，本?shí)施方式2的突發(fā)光接收器具有穩(wěn)定地再生不同的接收級(jí)別的突發(fā)信號(hào)的大的動(dòng)態(tài)范圍特性，并且兼具高速響應(yīng)性和相同代碼連續(xù)耐受力，由此能夠?qū)崿F(xiàn)高通過量特性優(yōu)越的突發(fā)光接收器。附圖標(biāo)記說明
I光接收元件；2前置放大器；3、4時(shí)間常數(shù)選擇型平均值檢測電路；5差電壓放大電路；6比較電路；7邏輯電路；8電平變換電路；9增益控制電路；10收斂判定電路；11閾值電壓；12重置信號(hào)；31高速時(shí)間常數(shù)部；32低速時(shí)間常數(shù)部；33切換開關(guān)；41高速時(shí)間常數(shù)部；42低速 時(shí)間常數(shù)部；43切換開關(guān)。
權(quán)利要求
1.一種光接收器，其特征在于具備: 光接收元件，將光接收信號(hào)變換成電流信號(hào)； 前置放大器，將從所述光接收元件輸出的電流信號(hào)變換成電壓信號(hào)； 增益控制單元，檢測來自所述前置放大器的電壓信號(hào)的平均電壓，使用檢測出的所述平均電壓，控制所述前置放大器的變換增益，使其成為與所述光接收信號(hào)的接收級(jí)別對(duì)應(yīng)的所希望的增益； 收斂判定單元，判定所述增益控制單元是過渡狀態(tài)還是穩(wěn)定狀態(tài)；以及切換信號(hào)輸出單元，接收插入在所述光接收信號(hào)之間的重置信號(hào)，基于來自所述收斂判定單元的輸出及所述重置信號(hào)的任I個(gè)，生成用于切換所述增益控制單元的時(shí)間常數(shù)的時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)， 所述增益控制單元具備: 第I平均電壓檢測部，具有第I時(shí)間常數(shù)，檢測來自所述前置放大器的電壓信號(hào)的平均電壓； 第2平均電壓檢測部，具有比所述第I時(shí)間常數(shù)長的第2時(shí)間常數(shù)，檢測來自所述前置放大器的電壓信號(hào)的平均電壓；以及 切換部，基于所述時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)，切換成所述第I平均電壓檢測部或所述第2平均電壓檢測部的任I個(gè)， 所述時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)是如下信號(hào)，其用于在輸入了所述重置信號(hào)的情況下選擇所述第I平均電壓檢測部，在所述收斂判定電路判斷為所述增益控制電路從過渡狀態(tài)轉(zhuǎn)移到穩(wěn)定狀態(tài)的情況下選擇所述第2平均電壓檢測部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光接收器，其特征在于， 所述收斂判定單元具備: 第3平均電壓檢測部，具有比所述第I平均電壓檢測部的第I時(shí)間常數(shù)長且比所述第2平均電壓檢測部的第2時(shí)間常數(shù)短的第3時(shí)間常數(shù)，檢測來自所述前置放大器的電壓信號(hào)的平均電壓； 第4平均電壓檢測部，具有與所述第2平均電壓檢測部同等的第4時(shí)間常數(shù)，檢測來自所述前置放大器的電壓信號(hào)的平均電壓； 差電壓檢測部，求取在所述第I平均電壓檢測部檢測出的平均電壓和在所述第3平均電壓檢測部檢測出的平均電壓的差電壓；以及 比較部，比較所述差電壓和規(guī)定的閾值電壓，基于比較結(jié)果，檢測所述增益控制電路是過渡狀態(tài)還是穩(wěn)定狀態(tài)， 所述時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)是如下信號(hào)，其也切換所述收斂判定單元的時(shí)間常數(shù)，用于在輸入了所述重置信號(hào)的情況下選擇所述第3平均電壓檢測部，在所述收斂判定電路判斷為所述增益控制電路從過渡狀態(tài)轉(zhuǎn)移到穩(wěn)定狀態(tài)的情況下選擇所述第4平均電壓檢測部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光接收器，其特征在于，在所述增益控制電路進(jìn)行工作的接收級(jí)別的范圍中，所述比較部的閾值電壓是比所述第I平均電壓檢測部與所述第3平均電壓檢測部的差電壓小的值。
全文摘要
本發(fā)明的光接收器具備前置放大器(2)，能夠根據(jù)接收的突發(fā)信號(hào)的接收級(jí)別而改變變換增益；增益控制電路(9)，能夠?qū)r(shí)間常數(shù)切換成高速或低速；以及收斂判定電路(10)，根據(jù)增益控制電路(9)的狀態(tài)(過渡狀態(tài)或穩(wěn)定狀態(tài))和突發(fā)信號(hào)間的重置信號(hào)來輸出時(shí)間常數(shù)切換信號(hào)(14)。由此，在適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)能夠切換增益控制電路(9)的時(shí)間常數(shù)。
文檔編號(hào)H04B10/69GK103229435SQ20118005770
公開日2013年7月31日 申請日期2011年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月5日
發(fā)明者野田雅樹, 野上正道, 中川潤一 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社