(57)【要約】【課題】  光受信器に入力される光信号のレベル差が大きなシステムであっても、光受信器のＲＦ出力レベルを一定に制御することのできるようにする。【解決手段】光受信器が受光素子と、制御回路と、可変減衰器及び増幅器を備え、可変減衰器及び増幅器は二段以上従属接続され、初段の可変減衰器はＲＦ信号を減衰させることなく通過させるスルーラインと、減衰器を備えた減衰ラインと、両ラインを切り替え可能なスイッチを備え、切り替えスイッチは前記制御回路からの制御電圧によりスルーラインと減衰ラインに切り替えられ、光入力レベルが所定レベルよりも低いときは前記切り替えスイッチがスルーラインに切り替えられてＲＦ信号を減衰させることなく通過させ、光入力レベルが所定レベルよりも高いときは減衰器を備えた減衰ラインに切り替えられてとＲＦ信号を減衰ラインの減衰器の減衰量で減衰させて出力できる切り替え式減衰器である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光受信器の受光素子で光信号を光電変換してＲＦ信号と直流電圧を得、そのＲＦ信号のレベルを可変減衰器で調整する光受信器のＡＧＣ回路において、
光受信器が受光素子と、制御回路と、可変減衰器及び増幅器を備え、可変減衰器及び増幅器は二段以上従属接続され、
前記制御回路は前記直流電圧に基づいて制御電圧を設定することができ、
初段の可変減衰器は初段の増幅器よりも前段に設けられて、前記ＲＦ信号が初段増幅器に入力される前に前記制御回路からの制御信号で減衰量が調整され、その調整後の減衰量で当該ＲＦ信号のレベルを調整することができ、
二段目以降の可変減衰器は、各段の増幅器よりも前段に設けられ、前記制御回路又はそれとは別の制御回路から出力される制御信号により減衰量が調整され、その調整後の減衰量により、前段の増幅器で増幅されたＲＦ信号のレベルを調整することができ、
少なくとも初段の可変減衰器はＲＦ信号を減衰させることなく通過させるスルーラインと、減衰器を備えた減衰ラインと、両ラインを切り替え可能なスイッチを備え、切り替えスイッチは前記制御回路からの制御電圧によりスルーラインと減衰ラインに切り替えられ、光入力レベルが所定レベルよりも低いときは前記切り替えスイッチがスルーラインに切り替えられてＲＦ信号を減衰させることなく通過させ、光入力レベルが所定レベルよりも高いときは減衰器を備えた減衰ラインに切り替えられてとＲＦ信号を減衰ラインの減衰器の減衰量で減衰させて出力できる切り替え式減衰器である、
ことを特徴とする光受信器のＡＧＣ回路。
【請求項２】
請求項１記載の光受信器のＡＧＣ回路において、切り替え式減衰器の減衰ラインの減衰器が、制御回路からの制御電圧により減衰量調節可能である、
ことを特徴とする光受信器のＡＧＣ回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の光受信器のＡＧＣ回路において、
一つの制御回路が初段の可変減衰器の減衰量調整と、二段目以降の一又は二以上の可変減衰器の減衰量調整に共用であり、
前記一つの制御回路はＣＰＵであり、この一つの制御回路から出力される異なる二以上の制御電圧又は同じ制御電圧で、前記初段の可変減衰器の減衰量と前記二段目以降の一又は二以上の可変減衰器の減衰量を個別に調整する、
ことを特徴とする光受信器のＡＧＣ回路。
【請求項４】
請求項３記載の光受信器のＡＧＣ回路において、
一つの制御回路が同じ又は異なる電圧の制御電圧を出力できる、
ことを特徴とする光受信器のＡＧＣ回路。
【請求項５】
請求項３又は請求項４記載の光受信器のＡＧＣ回路において、
制御回路が二以上設けられ、夫々の制御回路からの制御電圧を、二段以上の可変減衰器に供給して、個々の段の可変減衰器の減衰量を調整できる、
ことを特徴とする光受信器のＡＧＣ回路。
【請求項６】
請求項５記載の光受信器のＡＧＣ回路において、
二以上の制御回路が同じ又は異なる電圧の制御電圧を出力できる、
ことを特徴とする光受信器のＡＧＣ回路。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光受信器のＡＧＣ回路において、
二段以上の可変減衰器による光入力レベルの減衰量調整範囲を変えて、二段以上の可変減衰器によるＡＧＣ範囲を広くして（ワイドレンジのＡＧＣにして）、光受信器に入力する光信号の入力レベル範囲が広くてもＡＧＣ可能である、
ことを特徴とする光受信器のＡＧＣ回路。
【請求項８】
光信号を光電変換できる受光素子と、光電変換されたＲＦ信号のレベルを調整可能なＡＧＣ回路と、ＡＧＣ回路でレベル調整されたＲＦ信号を増幅する増幅器を備えた光受信器において、
ＡＧＣ回路が請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のＡＧＣ回路であり、光入力信号を光電変換したＲＦ信号が、前記ＡＧＣ回路によりＡＧＣされるものである、
ことを特徴とする光受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＣＡＴＶシステムの光通信の分野で使用される光受信器のＡＧＣ回路と、ＡＧＣ回路を備えた光受信器に関するものであり、光受信器で受光される光信号にレベル変動があっても同受信器から出力されるＲＦ信号のレベルを一定（略一定を含む。以下同じ。）にコントロール（制御）できるものであり、ＣＡＴＶシステムのセンタ、中継装置、加入者端末側のいずれにおいても使用可能なものである。
【背景技術】
【０００２】
光伝送システムでは光受信器の受光レベルが変化すると、光受信器から出力されるＲＦ信号のレベルも変化する。光受信器では受光レベルが変化してもＲＦ信号の出力レベルは一定であることが望ましい。
【０００３】
従来、受光レベルが変化してもＲＦ信号の出力レベルを一定にするためのＡＧＣ回路として特許文献１、２に示すものがある。これらＡＧＣ回路は、特許文献１の図１及び図２、特許文献２の図１及び図５に示されているように、いずれも、受光素子（光電変換素子）で光入力信号から変換されたＲＦ信号が初段の増幅器で増幅されてからＡＧＣをかける方式である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−５６２００号公報
【特許文献２】特開２００７−３１２２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の光受信器には二つの課題があった。一つは光受信器の光入力レベル範囲が広くなると光受信器としての性能を満足できなくなる可能性があること、他の一つは可変減衰回路の減衰範囲の広範囲化（光信号の入力レベルを広範囲に亘って減衰すること）が困難であることである。
【０００６】
前記一つ目の課題について詳述する。光受信器の主な性能として、ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio：信号対雑音比）や複合歪と呼ばれるものがある。複合歪には、ＣＳＯ（Composite Second Order：複合二次歪）やＣＴＢ（Composite Triple Beat：複合三次歪）がある。一般的にＣＮＲは光受信器の光入力レベルが低いときに悪化し、歪は光入力レベルが高いときに悪化する。これら性能は概ね光受信器内部の増幅器の性能により決まる。ＣＮＲは増幅器のＮＦ（Noise Figure：ノイズ指数）に、ＣＳＯ、ＣＴＢに代表される歪性能はＯＩＰ２（Output 2nd order Intercept Point）、ＯＩＰ３（Output 3rd order Intercept Point）に大きく影響される。ＮＦと歪性能は相反するものであり、低ノイズのデバイスは歪性能が悪く、低歪のデバイスはノイズ特性が悪いのが一般的である。
【０００７】
前記特許文献１の回路構成（本願の図７参照）の場合、光ファイバから入力される光信号は光電変換素子Ａで電気信号（ＲＦ信号）に変換され、そのＲＦ信号は増幅器Ｂで増幅され、制御回路Ｃからの制御電圧で可変増幅器Ｄの減衰量が調整され、その減衰量で所定レベルに減衰されて出力され、増幅器Ｅで増幅されて出力される。前記制御電圧は光電変換素子Ａから出力される直流電圧（低周波成分を含む）に基づいて制御回路Ｃで設定される。
【０００８】
図７の光受信器では、光ファイバから入力されて光電変換されたＲＦ信号は、ＡＧＣされる前に増幅されるため、光入力レベルが高くなれば、ＲＦ出力レベルも高くなり、前記のように歪性能が劣化する。このため、増幅器Ｂは、光入力レベルが高い場合でも光受信器としての歪性能を満足できる低歪なデバイスであることが望ましい。一方、光入力レベルが低くなれば、増幅器ＢへのＲＦ信号の入力レベルも低くなり、前記のようにＣＮＲが劣化する。このため、増幅器Ｂは光入力が低い場合でも光受信器のＣＮＲを満足できる低ノイズのデバイスであることが望ましい。
【０００９】
ＣＡＴＶシステムの映像信号の帯域（映像帯域）は、一般に７０ＭＨｚから始まりＢＳ／ＣＳ−ＩＦの右旋・左旋を含めると２６０２ＭＨｚまでと広帯域である。そのため、図７の回路構成の場合、増幅器Ｂには広帯域、低歪、低ノイズといった性能が求められる。しかし、そのような特性のデバイスは稀である。
【００１０】
他の課題について詳述する。光受信器のＡＧＣに使用される可変減衰器には二つの問題点がある。一つは可変減衰器の減衰量の問題である。可変減衰器は信号レベルを減衰させる回路であるが、減衰させることのできる量（減衰量）は有限であり、ある一定の量以上は減衰させることができない。他の一つは可変減衰器の制御電圧の問題である。ＡＧＣには多くの方法（回路）があるが、可変減衰器としてＰＩＮダイオードを用いた回路が一般的である。ＰＩＮダイオードを使用したπ型減衰器を図９に示す。図９のπ型減衰器において、入出力間の減衰量を小さくする場合は、Ｄ３に流れる順方向の直流電流を流すことでＤ３の高周波直列抵抗を小さくし、Ｄ１、Ｄ２に流れる順方向の直流電流を流さなくすることでＤ１、Ｄ２の高周波直列抵抗を大きくし、減衰器として最小損失とすることができる。入出力間の減衰量を大きくする場合は、Ｄ３に順方向の直流電流が流れないようにすることでＤ３の高周波直列抵抗を大きくし、Ｄ１、Ｄ２に順方向の直流電流を流すことでＤ１、Ｄ２の高周波直列抵抗を小さくし、減衰器として最大損失とすることができる。図９のＶagc電圧を変化させることでＤ１、Ｄ２及びＤ３に流れる順方向電流を変化させることができ、それぞれの高周波直列抵抗が変化して、入出力間の減衰量を連続変化させることができる。Ａ点電圧の設定と制御電圧Ｖagcの変化量などの決定はＤ１〜Ｄ３の高周波直列抵抗成分が所望の値になるようにする必要がある。
【００１１】
ＰＩＮダイオードは図８の通り順方向電流が小さくなるにつれて高周波順抵抗の変化率が大きくなるため、制御電圧Ｖagcは図１０のように減衰量が大きくなるにつれて小さくしなければならない。そのため、図１０のような減衰特性（減衰量が大きくなると傾きが小さくなる：順方向バイアスが小さくなる）の可変減衰器の場合は、一つの可変減衰器で１６ｄＢ以上減衰させることは難しい。
【００１２】
また、ＰＩＮダイオード自身の順方向特性が図８のように非直線性であるため、順方向バイアス電流が小さい場合、波形歪が生じ易く、混変調、相互変調特性が悪化することが知られている。可変減衰器の減衰量を大きくすると順方向バイアス電流（図９の場合は制御電圧Ｖagc）が小さくなるため歪性能が劣化する。そのため、ＰＩＮダイオードを用いた可変減衰器で減衰させることのできる減衰量は１０数ｄＢ程度が上限と考えられている。ＡＧＣ機能を備えた光受信器は光入力レベルで６ｄＢ、つまり電気信号で１２ｄＢ程度のＡＧＣ特性とされているものが多い。日本ＣＡＴＶ技術協会で標準仕様化されたＪＣＴＥＡ ＳＴＤ-０１４-３．０の望ましい性能として、ＡＧＣ範囲は６ｄＢと規定されている（表１）。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
前記６ｄＢの範囲は、表1に示されているようにＲＦ信号の伝送帯域、強度変調方式によって異なり、−６〜＋０ｄＢｍ、−８〜−２ｄＢｍ、−１２〜−６ｄＢｍ、−１４〜−８ｄＢｍのように各種ある。このため、光受信器メーカーは前記範囲のＡＧＣが可能なＡＧＣ回路を備えた光受信器を数種類ラインナップする必要があり、製造も管理も大変であった。
【００１５】
本発明の目的は、光受信器の光入力レベル差（レベル変動）が大きな光システムであっても、光受信器のＲＦ出力レベルを一定に制御することのできる光受信器のＡＧＣ回路と、そのＡＧＣ回路を備えた光受信器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の光受信器のＡＧＣ回路は、光受信器の受光素子で光信号を光電変換してＲＦ信号と直流電圧を得、そのＲＦ信号のレベルを可変減衰器で調整する光受信器のＡＧＣ回路において、光受信器が受光素子と、制御回路と、可変減衰器及び増幅器を備え、可変減衰器及び増幅器は二段以上従属接続され、前記制御回路は前記直流電圧に基づいて制御電圧を設定することができ、初段の可変減衰器は初段の増幅器よりも前段に設けられて、前記ＲＦ信号が初段増幅器に入力される前に前記制御回路からの制御信号で減衰量が調整され、その調整後の減衰量で当該ＲＦ信号のレベルを調整することができ、二段目以降の可変減衰器は、各段の増幅器よりも前段に設けられ、前記制御回路又はそれとは別の制御回路から出力される制御信号により減衰量が調整され、その調整後の減衰量により、前段の増幅器で増幅されたＲＦ信号のレベルを調整することができ、少なくとも初段の可変減衰器はＲＦ信号を減衰させることなく通過させるスルーラインと、減衰器を備えた減衰ラインと、両ラインを切り替え可能なスイッチを備え、切り替えスイッチは前記制御回路からの制御電圧によりスルーラインと減衰ラインに切り替えられ、光入力レベルが所定レベルよりも低いときは前記切り替えスイッチがスルーラインに切り替えられてＲＦ信号を減衰させることなく通過させ、光入力レベルが所定レベルよりも高いときは減衰器を備えた減衰ラインに切り替えられてとＲＦ信号を減衰ラインの減衰器の減衰量で減衰させて出力できる切り替え式減衰器である。
【００１７】
前記ＡＧＣ回路は、前記光受信器のＡＧＣ回路において、切り替え式減衰器の減衰ラインの減衰器が、制御回路からの制御電圧により減衰量を調節可能なものであってもよい。
【００１８】
前記光受信器のＡＧＣ回路は、一つの制御回路が初段の可変減衰器の減衰量調整と、二段目以降の一又は二以上の可変減衰器の減衰量調整に共用であり、その一つの制御回路はＣＰＵであり、この一つの制御回路から出力される異なる二以上の制御電圧又は同じ制御電圧で、前記初段の可変減衰器の減衰量と前記二段目以降の一又は二以上の可変減衰器の減衰量を個別に調整できるものであってもよい。
【００１９】
前記光受信器のＡＧＣ回路は、一つの制御回路が同じ又は異なる電圧の制御電圧を出力できるものであってもよい。
【００２０】
前記光受信器のＡＧＣ回路は、制御回路が二以上設けられ、夫々の制御回路からの制御電圧を、二段以上の可変減衰器に供給して、個々の段の可変減衰器の減衰量を調整できるものであってもよい。
【００２１】
前記光受信器のＡＧＣ回路は、二以上の制御回路が同じ又は異なる電圧の制御電圧を出力できるものであってもよい。
【００２２】
前記光受信器のＡＧＣ回路は、前記ＡＧＣ回路であって、二段以上の可変減衰器による光入力レベルの減衰量調整範囲を変えて、二段以上の可変減衰器によるＡＧＣ範囲を広くして（ワイドレンジのＡＧＣにして）、光受信器に入力する光信号の入力レベル範囲が広くてもＡＧＣ可能であってもよい。
【００２３】
光信号を光電変換できる受光素子と、光電変換されたＲＦ信号のレベルを調整可能なＡＧＣ回路と、ＡＧＣ回路でレベル調整されたＲＦ信号を増幅する増幅器を備えた光受信器において、ＡＧＣ回路が前記いずれかのＡＧＣ回路であり、光入力信号を光電変換したＲＦ信号が、前記ＡＧＣ回路によりＡＧＣされるものであってもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の光受信器のＡＧＣ回路は次のような効果を奏する。
（１）ＲＦ信号を初段増幅器で増幅する前にＡＧＣするので、ＲＦ信号の入力レベルが高いときは、初段増幅器の前の可変減衰器で入力レベルを減衰することができるので、初段増幅器への入力過剰によるＲＦ信号の歪（複合二次歪や複合三次歪）の発生が低減する。
（２）ＲＦ信号の入力レベルが低いときは、ＲＦ信号を初段の可変減衰器のスルーラインを通過させて減衰させずに初段の増幅器に入力させることができるので、ＣＮＲの低減を防止できる。
（３）歪の発生、ＣＮＲの低減が改善されるため、増幅器が格別、広帯域、低歪、低ノイズのものでなくとも、低歪、低ノイズの光受信器が実現可能である。
（４）同一システムで複数種の光受信器を使用することが無くなるため、ＣＡＴＶ事業者にとっては在庫管理が容易になり、光受信器メーカーにとっては複数種の光受信器を用意する必要がないため少ない種類の光受信器を量産でき、コストダウンを図ることができる。また、増幅器に低ノイズのデバイスを選定することが可能となる。
【００２５】
ＲＦ信号のＡＧＣを二段以上の可変減衰器で行う場合は、前記効果の他に次のような効果がある。
ＡＧＣ回路の数だけＡＧＣ範囲を広くすることができる（ＡＧＣ回路が二つの場合はＡＧＣ範囲が二倍：例えば、−８〜−２ｄＢｍと−１４〜−８ｄＢｍの範囲を合わせた−１４〜−２ｄＢｍの広範囲に対応できる：ワイドレンジのＡＧＣが可能となる）。このため、光受信器の光信号入力レベル範囲も、歪性能を劣化させることなく従来の二倍にすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の光受信器のＡＧＣ回路の一例を示したブロック図。
【図２】本発明の光受信器のＡＧＣ回路の他例を示したブロック図。
【図３】（ａ）、（ｂ）は受光素子によるＲＦ信号、直流信号の取り出し方法の説明図。
【図４】（ａ）はＣＰＵを使用した制御回路の説明図、（ｂ）は比較器を使用した制御回路の説明図、（ｃ）はオペアンプを使用した制御回路の説明図。
【図５】可変減衰器の一例を示す説明図。
【図６】本発明の光受信器のＡＧＣ回路による光入力レベルとコントロール電圧の関係の一例を示す説明図。
【図７】ＡＧＣ回路を備えた従来の光受信器の説明図。
【図８】制御電圧と減衰量の関係を示すグラフ。
【図９】ＰＩＮダイオードを用いた可変減衰回路の一例を示す説明図。
【図１０】可変減衰回路の減衰量とコントロール電圧の関係を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（実施形態１）
本発明のＡＧＣ回路を備えた光受信器の一例を、図面を参照して説明する。本発明の光受信器のＡＧＣ回路は可変減衰器と増幅器と制御回路で構成される。可変減衰器と増幅器は二段以上としてある。本発明のＡＧＣ回路を備えた光受信器の一例として図１に示す光受信器は可変減衰器と増幅器が二段の場合の例である。
【００２８】
図１に示す光受信器は受光素子（光電変換素子）１、初段可変減衰器２、初段増幅器３、次段可変減衰器４、次段増幅器５、初段制御回路６、次段制御回路７を備える。このうち、初段可変減衰器２と初段制御回路６で初段ＡＧＣ回路が構成され、次段可変減衰器４と次段制御回路７で次段ＡＧＣ回路が構成されている。
【００２９】
（受光素子）
受光素子１には各種受光素子を使用することができるが、一例として図３（ａ）（ｂ）に示す受光素子１はフォトダイオードである。図３（ａ）ではフォトダイオードのカソード側がチョークコイルＬを介してバイアス電圧Ｖｃｃに接続され、アノード側が抵抗ＲとコンデンサＣ１を介して接地（アース）されている。フォトダイオードで光電変換されたＲＦ信号はカソード側（チョークコイルＬ）からコンデンサＣ２を介して取り出され、低周波を含む直流信号（モニタ信号）がアノード側から取り出されるようにしてある。
【００３０】
（ＲＦ信号、モニタ電流）
ＲＦ信号及び直流信号の取出しは図３（ｂ）のようにして行うこともできる。図３（ｂ）ではフォトダイオードのカソード側が抵抗Ｒを介してバイアス電圧Ｖｃｃに接続され、コンデンサＣ３を介して接地され、アノード側がチョークコイルＬを介して接地されて、フォトダイオードで光電変換されたＲＦ信号がアノード側（チョークコイルＬ）からコンデンサＣ４を介して取り出され、低周波を含む直流信号（モニタ信号）がカソード側から取り出されるようにしてある。
【００３１】
（増幅器）
図１の初段増幅器３、次段増幅器５には汎用の高周波用増幅器を使用することができる。
【００３２】
（制御回路）
図１の初段制御回路６、次段制御回路７にも汎用のＡＧＣ用制御回路を使用することができる。両制御回路６、７は同じ構成であっても異なる構成であってもよく、出力電圧も同じでも異なるものでもよい。初段制御回路６、次段制御回路７の各種例を図４（ａ）〜（ｃ）に示す。
【００３３】
図４（ａ）に示す制御回路６、７はＣＰＵを使用した汎用のＡＧＣ制御回路である。この制御回路６（７）ではＣＰＵの内部（記憶回路）に、モニタ信号の入力レベルと、その入力レベルに対応する出力ベルの対応表（テーブル）が記憶されており、入力されるモニタ信号のレベルに基づいて前記テーブルから出力信号が選択されて制御信号として設定されて、可変減衰器２（４）に入力されるようにしてある。
【００３４】
図４（ｂ）に示す制御回路６（７）は比較器（コンパレータ）を使用した汎用のＡＧＣ用制御回路である。この制御回路６（７）ではモニタ信号の入力レベルと、制御回路６（７）に予め設定されている基準レベルを比較器で比較して適正な制御信号を設定し、その制御信号が出力される（可変減衰器２（４）に入力される）ようにしてある。
【００３５】
図４（ｃ）に示す制御回路６（７）はオペアンプを使用した汎用のＡＧＣ用制御回路である。この制御回路６（７）ではモニタ信号の入力レベルに基づいてオペアンプの電圧利得を調整して制御電圧を設定し、その制御電圧を可変減衰器２（４）に入力できるようにしてある。
【００３６】
（可変減衰器）
図１の初段可変減衰器２、次段可変減衰器４には汎用の可変減衰器（ＡＴＴ）を使用することができる。少なくとも６ｄＢの可変範囲のものが使用される。両可変減衰器２、４は同じ構成のものでも異なる構成のものでもよい。
【００３７】
前記可変減衰器２、４にはＰＩＮダイオードを使用した回路や、スイッチによりスルーラインＳＬと減衰ラインＡＬを切り替える回路など、減衰量を可変できる回路であればどのようなものであっても構わない。図５に示す回路は、制御回路６（７）からＡＧＣ電圧が入力されると、スイッチ（スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２）が切り替わるように構成されている。例えば、最低光入力レベルが−１４ｄＢｍ、最高光入力レベルが−２ｄＢｍの光受信器の場合、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２は、−８ｄＢｍ未満ではＡ−Ｂ及びＢ’−Ａ’が接続され、−８ｄＢｍ以上ではＡ−Ｃ及びＣ’−Ａ’が接続される。このスイッチＳＷ１、ＳＷ２を切り替えることにより、光入力レベルが−８ｄＢｍ以上になった場合、１２ｄＢの減衰回路が接続されるため信号レベルは１２ｄＢ減衰される。これにより、増幅器３、５の歪性能はリセットされ改善する。
【００３８】
同様に、可変減衰器も−８ｄＢｍ未満と−８ｄＢｍ以上で電圧がリセットされる必要がある。これは、一つの可変減衰器では減衰させる量に限界があるためである。可変減衰器６、７への制御電圧は図６のようになることが望ましい。このようなＡＧＣ制御をすることにより、光受信器のＲＦ出力レベルは−１４ｄＢｍ〜−２ｄＢｍまで一定の値を出力することができ、広範囲のレベル調整ができる。
【００３９】
（ＡＧＣ制御）
図１の光受信器では、受光素子１に入力された光信号が電気信号に変換されて、ＲＦ信号と直流電圧が出力される。ＲＦ信号は初段増幅器３に入力される前に、初段制御回路６から初段可変減衰器２にＡＧＣ電圧が供給されて初段可変減衰器２の減衰量が調整され、その減衰量でＲＦ信号のレベルが一定になるようにＡＧＣされる。制御電圧は受光素子１から出力される前記直流電圧が初段制御回路６に入力され、その直流電圧のレベルに基づいて設定される。
【００４０】
前記ＡＧＣされたＲＦ信号は、初段増幅器３で増幅されて次段可変減衰器４に入力される。このとき、次段制御回路７から次段可変減衰器４にＡＧＣ電圧が供給されて次段可変減衰器４の減衰量が調整され、その減衰量でＲＦ信号のレベルが一定になるようにＡＧＣされて、次段増幅器５に送られる。この場合も、前記直流電圧が初段制御回路７に入力され、そのモニタ電圧のレベルに基づいて設定される。
【００４１】
前記次段増幅器５で所定レベルに増幅されたＲＦ信号は、その先の受信端末（図示しない）に出力される。
【００４２】
（実施形態２）
本発明のＡＧＣ回路を備えた光受信器の例を図２に示す。図２の基本的構成は図１の場合と同じであり、異なるのは、初段制御回路６と次段制御回路７を兼用としたことである。この場合も、受光素子１から出力される前記直流電圧が制御回路６（７）に入力され、その直流電圧のレベルに基づいてＡＧＣ電圧が設定され、そのＡＧＣ電圧が初段可変減衰器２、次段可変減衰器４に送られて、夫々の可変減衰器２、４の減衰量が調整される。
【００４３】
前記制御回路６（７）にはＣＰＵやマイコン等を使用することもできる。具体的には、図２に示すように、直流電圧取出し端子（モニタ用端子）８にＣＰＵやマイコンなどを使用した制御回路６（７）を配置し、当該制御回路６（７）を初段可変減衰器２及び次段可変減衰器４の双方に接続することができる。
【００４４】
前記実施形態は、初段増幅器３の前に設けた初段可変減衰器２でＡＧＣする場合であるが、二以上のＡＧＣを行う場合は、必ずしも初段増幅器３の前の初段可変減衰器２でＡＧＣする必要はなく、任意の二以上の段の可変減衰器でＡＧＣすることもできる。この場合のＡＧＣは前記実施形態のＡＧＣと同様に行うことができる。
【００４５】
前記実施形態は、可変減衰器２、４を必ず各段の増幅器３、５の前に設けた場合であるが、本発明ではこの構成に限ることなく、例えば、いずれかの段では可変減衰器が二以上連続配置され、その後に増幅器が一段又は二段以上配置されるとか、いずれかの段では増幅器が二以上連続配置され、それら二以上の増幅器の前に可変減衰器が一段又は二段以上配置される構成であってもよい。この場合のＡＧＣも前記実施形態のＡＧＣと同様に行うことができる。
【符号の説明】
【００４６】
１    受光素子（光電変換素子）
２    初段可変減衰器
３    初段増幅器
４    次段可変減衰器
５    次段増幅器
６    初段制御回路
７    次段制御回路
８    直流電圧取出し端子（モニタ用端子）
ＳＷ１スイッチ
ＳＷ２スイッチ
Ａ    受光素子（光電変換素子）
Ｂ    増幅器
Ｃ    制御回路
Ｄ    可変減衰器
Ｅ    増幅器
Ｆ    モニタ用端子
【図１】
2015082836.tif 000004
【図２】
2015082836.tif 000005
【図３】
2015082836.tif 000006
【図４】
2015082836.tif 000007
【図５】
2015082836.tif 000008
【図６】
2015082836.tif 000009
【図７】
2015082836.tif 000010
【図８】
2015082836.tif 000011
【図９】
2015082836.tif 000012
【図１０】
2015082836.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月14日(2014.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＣＡＴＶシステムの光通信の分野で使用される光受信器のＡＧＣ回路と、ＡＧＣ回路を備えた光受信器に関するものであり、光受信器で受光される光信号にレベル変動があっても同受信器から出力されるＲＦ信号のレベルを一定（略一定を含む。以下同じ。）にコントロール（制御）できるものであり、ＣＡＴＶシステムのセンタ、中継装置、加入者端末側のいずれにおいても使用可能なものである。
【背景技術】
【０００２】
光伝送システムでは光受信器の受光レベルが変化すると、光受信器から出力されるＲＦ信号のレベルも変化する。光受信器では受光レベルが変化してもＲＦ信号の出力レベルは一定であることが望ましい。
【０００３】
従来、受光レベルが変化してもＲＦ信号の出力レベルを一定にするためのＡＧＣ回路として特許文献１、２に示すものがある。これらＡＧＣ回路は、特許文献１の図１及び図２、特許文献２の図１及び図５に示されているように、いずれも、受光素子（光電変換素子）で光入力信号から変換されたＲＦ信号が初段の増幅器で増幅されてからＡＧＣをかける方式である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−５６２００号公報
【特許文献２】特開２００７−３１２２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の光受信器には二つの課題があった。一つは光受信器の光入力レベル範囲が広くなると光受信器としての性能を満足できなくなる可能性があること、他の一つは可変減衰回路の減衰範囲の広範囲化（光信号の入力レベルを広範囲に亘って減衰すること）が困難であることである。
【０００６】
前記一つ目の課題について詳述する。光受信器の主な性能として、ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio：信号対雑音比）や複合歪と呼ばれるものがある。複合歪には、ＣＳＯ（Composite Second Order：複合二次歪）やＣＴＢ（Composite Triple Beat：複合三次歪）がある。一般的にＣＮＲは光受信器の光入力レベルが低いときに悪化し、歪は光入力レベルが高いときに悪化する。これら性能は概ね光受信器内部の増幅器の性能により決まる。ＣＮＲは増幅器のＮＦ（Noise Figure：ノイズ指数）に、ＣＳＯ、ＣＴＢに代表される歪性能はＯＩＰ２（Output 2nd order Intercept Point）、ＯＩＰ３（Output 3rd order Intercept Point）に大きく影響される。ＮＦと歪性能は相反するものであり、低ノイズのデバイスは歪性能が悪く、低歪のデバイスはノイズ特性が悪いのが一般的である。
【０００７】
前記特許文献１の回路構成（本願の図７参照）の場合、光ファイバから入力される光信号は光電変換素子Ａで電気信号（ＲＦ信号）に変換され、そのＲＦ信号は増幅器Ｂで増幅され、制御回路Ｃからの制御電圧で可変増幅器Ｄの減衰量が調整され、その減衰量で所定レベルに減衰されて出力され、増幅器Ｅで増幅されて出力される。前記制御電圧は光電変換素子Ａから出力される直流電圧（低周波成分を含む）に基づいて制御回路Ｃで設定される。
【０００８】
図７の光受信器では、光ファイバから入力されて光電変換されたＲＦ信号は、ＡＧＣされる前に増幅されるため、光入力レベルが高くなれば、ＲＦ出力レベルも高くなり、前記のように歪性能が劣化する。このため、増幅器Ｂは、光入力レベルが高い場合でも光受信器としての歪性能を満足できる低歪なデバイスであることが望ましい。一方、光入力レベルが低くなれば、増幅器ＢへのＲＦ信号の入力レベルも低くなり、前記のようにＣＮＲが劣化する。このため、増幅器Ｂは光入力が低い場合でも光受信器のＣＮＲを満足できる低ノイズのデバイスであることが望ましい。
【０００９】
ＣＡＴＶシステムの映像信号の帯域（映像帯域）は、一般に７０ＭＨｚから始まりＢＳ／ＣＳ−ＩＦの右旋・左旋を含めると２６０２ＭＨｚまでと広帯域である。そのため、図７の回路構成の場合、増幅器Ｂには広帯域、低歪、低ノイズといった性能が求められる。しかし、そのような特性のデバイスは稀である。
【００１０】
他の課題について詳述する。光受信器のＡＧＣに使用される可変減衰器には二つの問題点がある。一つは可変減衰器の減衰量の問題である。可変減衰器は信号レベルを減衰させる回路であるが、減衰させることのできる量（減衰量）は有限であり、ある一定の量以上は減衰させることができない。他の一つは可変減衰器の制御電圧の問題である。ＡＧＣには多くの方法（回路）があるが、可変減衰器としてＰＩＮダイオードを用いた回路が一般的である。ＰＩＮダイオードを使用したπ型減衰器を図９に示す。図９のπ型減衰器において、入出力間の減衰量を小さくする場合は、Ｄ３に流れる順方向の直流電流を流すことでＤ３の高周波直列抵抗を小さくし、Ｄ１、Ｄ２に流れる順方向の直流電流を流さなくすることでＤ１、Ｄ２の高周波直列抵抗を大きくし、減衰器として最小損失とすることができる。入出力間の減衰量を大きくする場合は、Ｄ３に順方向の直流電流が流れないようにすることでＤ３の高周波直列抵抗を大きくし、Ｄ１、Ｄ２に順方向の直流電流を流すことでＤ１、Ｄ２の高周波直列抵抗を小さくし、減衰器として最大損失とすることができる。図９のＶagc電圧を変化させることでＤ１、Ｄ２及びＤ３に流れる順方向電流を変化させることができ、それぞれの高周波直列抵抗が変化して、入出力間の減衰量を連続変化させることができる。Ａ点電圧の設定と制御電圧Ｖagcの変化量などの決定はＤ１〜Ｄ３の高周波直列抵抗成分が所望の値になるようにする必要がある。
【００１１】
ＰＩＮダイオードは図８の通り順方向電流が小さくなるにつれて高周波順抵抗の変化率が大きくなるため、制御電圧Ｖagcは図１０のように減衰量が大きくなるにつれて小さくしなければならない。そのため、図１０のような減衰特性（減衰量が大きくなると傾きが小さくなる：順方向バイアスが小さくなる）の可変減衰器の場合は、一つの可変減衰器で１６ｄＢ以上減衰させることは難しい。
【００１２】
また、ＰＩＮダイオード自身の順方向特性が図８のように非直線性であるため、順方向バイアス電流が小さい場合、波形歪が生じ易く、混変調、相互変調特性が悪化することが知られている。可変減衰器の減衰量を大きくすると順方向バイアス電流（図９の場合は制御電圧Ｖagc）が小さくなるため歪性能が劣化する。そのため、ＰＩＮダイオードを用いた可変減衰器で減衰させることのできる減衰量は１０数ｄＢ程度が上限と考えられている。ＡＧＣ機能を備えた光受信器は光入力レベルで６ｄＢ、つまり電気信号で１２ｄＢ程度のＡＧＣ特性とされているものが多い。日本ＣＡＴＶ技術協会で標準仕様化されたＪＣＴＥＡ ＳＴＤ-０１４-３．０の望ましい性能として、ＡＧＣ範囲は６ｄＢと規定されている（表１）。
【００１３】
【表１】
2015082836.tif 000014
【００１４】
前記６ｄＢの範囲は、表1に示されているようにＲＦ信号の伝送帯域、強度変調方式によって異なり、−６〜＋０ｄＢｍ、−８〜−２ｄＢｍ、−１２〜−６ｄＢｍ、−１４〜−８ｄＢｍのように各種ある。このため、光受信器メーカーは前記範囲のＡＧＣが可能なＡＧＣ回路を備えた光受信器を数種類ラインナップする必要があり、製造も管理も大変であった。
【００１５】
本発明の目的は、光受信器の光入力レベル差（レベル変動）が大きな光システムであっても、光受信器のＲＦ出力レベルを一定に制御することのできる光受信器のＡＧＣ回路と、そのＡＧＣ回路を備えた光受信器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の光受信器のＡＧＣ回路は、光受信器の受光素子で光信号を光電変換してＲＦ信号と直流電圧を得、そのＲＦ信号のレベルを可変減衰器で調整する光受信器のＡＧＣ回路において、光受信器が受光素子と、一つの制御回路と、可変減衰器及び増幅器を備え、可変減衰器及び増幅器は二段以上従属接続され、前記制御回路は前記直流電圧に基づいて制御電圧を設定することができ、初段の可変減衰器は初段の増幅器よりも前段に設けられて、前記ＲＦ信号が初段増幅器に入力される前に前記制御回路からの制御信号で減衰量が調整され、その調整後の減衰量で当該ＲＦ信号のレベルを調整することができ、二段目以降の可変減衰器は、各段の増幅器よりも前段に設けられ、前記制御回路又はそれとは別の制御回路から出力される制御信号により減衰量が調整され、その調整後の減衰量により、前段の増幅器で増幅されたＲＦ信号のレベルを調整することができ、初段の可変減衰器はＲＦ信号を減衰させることなく通過させるスルーラインと、減衰器を備えた減衰ラインと、両ラインを切り替え可能なスイッチを備え、切り替えスイッチは前記制御回路からの光入力レベルに基づいて設定される制御電圧によりスルーラインと減衰ラインを切り替えることができ、光入力レベルが所定レベルよりも低いときは前記切り替えスイッチがスルーラインに接続されてＲＦ信号を減衰させることなく通過させ、光入力レベルが所定レベルよりも高いときは前記減衰ラインに切り替えて、ＲＦ信号を減衰ラインの減衰器の減衰量で減衰させて出力できる切り替え式減衰器であり、前記切り替え式減衰器の減衰ラインの減衰器は、制御回路からの制御電圧により減衰量の調節が可能であり、二段目以降の可変減衰器はスルーラインを備えず、減衰ラインのみの減衰器であり、一つの制御回路が初段の可変減衰器の減衰量調整と、二段目以降の一又は二以上の可変減衰器の減衰量調整に共用であり、一つの制御回路が同じ又は異なる電圧の制御電圧を出力でき、一つの制御回路から出力される異なる二以上の制御電圧又は同じ制御電圧で、前記初段の可変減衰器の減衰量と前記二段目以降の一又は二以上の可変減衰器の減衰量を個別に調整することができ、前記初段の可変減衰器の切り替えスイッチは、制御信号が光受信器への最低光入力レベルと最高光入力レベルの中間レベル（ほぼ中間レベルを含む）よりも低い光入力レベルに基づくものであるときはスルーラインに接続され、中間レベルよりも高い光入力レベルに基づくものであるときは減衰ラインに切り替え接続され、前記次段の可変減衰器は、制御信号が光受信器への最低光入力レベルと最高光入力レベルの中間レベル（ほぼ中間レベルを含む）においてリセットされて、リセット前後の光入力レベルと制御電圧との関係を同じ関係（ほぼ同じ関係を含む）になるものである。
【００１７】
本発明の光受信器のＡＧＣ回路は、前記光受信器のＡＧＣ回路において、一つの制御回路がＣＰＵであり、ＣＰＵの記憶回路にモニタ信号の入力レベルとその入力レベルに対応する出力レベルの対応表（テーブル）が記憶されており、入力されるモニタ信号のレベルに対応する出力信号が前記テーブルから選択されて、可変減衰器の減衰量を制御する制御信号として、二段以上の可変減衰器の夫々に入力されるようにすることもできる。
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
本発明の光受信器は、光信号を光電変換できる受光素子と、当該受光素子で光電変換されたＲＦ信号のレベルを調整可能なＡＧＣ回路と、ＡＧＣ回路でレベル調整されたＲＦ信号を増幅する増幅器を備えた光受信器において、ＡＧＣ回路が請求項１又は請求項２記載のＡＧＣ回路であり、光入力信号を光電変換したＲＦ信号が、前記ＡＧＣ回路によりレベル調整されるものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の光受信器のＡＧＣ回路は次のような効果を奏する。
（１）ＲＦ信号を初段増幅器で増幅する前にＡＧＣするので、ＲＦ信号の入力レベルが高いときは、初段増幅器の前の可変減衰器で入力レベルを減衰することができ、初段増幅器への入力過剰によるＲＦ信号の歪（複合二次歪や複合三次歪）の発生が低減する。
（２）ＲＦ信号の入力レベルが低いときは、ＲＦ信号を初段の可変減衰器のスルーラインを通過させて減衰させずに初段の増幅器に入力させることができるので、ＣＮＲの低減を防止できる。
（３）歪の発生、ＣＮＲの低減が改善されるため、増幅器が格別、広帯域、低歪、低ノイズのものでなくとも、低歪、低ノイズの光受信器が実現可能である。
（４）同一システムで複数種の光受信器を使用することが無くなるため、ＣＡＴＶ事業者にとっては在庫管理が容易になり、光受信器メーカーにとっては複数種の光受信器を用意する必要がないため少ない種類の光受信器を量産でき、コストダウンを図ることができる。また、増幅器に低ノイズのデバイスを選定することが可能となる。
【００２５】
ＲＦ信号のＡＧＣを二段以上の可変減衰器で行う場合は、前記効果の他に次のような効果がある。
ＡＧＣ回路の数だけＡＧＣ範囲を広くすることができる（ＡＧＣ回路が二つの場合はＡＧＣ範囲が二倍：例えば、−８〜−２ｄＢｍと−１４〜−８ｄＢｍの範囲を合わせた−１４〜−２ｄＢｍの広範囲に対応できる：ワイドレンジのＡＧＣが可能となる）。このため、光受信器の光信号入力レベル範囲も、歪性能を劣化させることなく従来の二倍にすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の光受信器のＡＧＣ回路の一例を示したブロック図。
【図２】本発明の光受信器のＡＧＣ回路の他例を示したブロック図。
【図３】（ａ）、（ｂ）は受光素子によるＲＦ信号、直流信号の取り出し方法の説明図。
【図４】（ａ）はＣＰＵを使用した制御回路の説明図、（ｂ）は比較器を使用した制御回路の説明図、（ｃ）はオペアンプを使用した制御回路の説明図。
【図５】可変減衰器の一例を示す説明図。
【図６】本発明の光受信器のＡＧＣ回路による光入力レベルとコントロール電圧の関係の一例を示す説明図。
【図７】ＡＧＣ回路を備えた従来の光受信器の説明図。
【図８】制御電圧と減衰量の関係を示すグラフ。
【図９】ＰＩＮダイオードを用いた可変減衰回路の一例を示す説明図。
【図１０】可変減衰回路の減衰量とコントロール電圧の関係を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（実施形態１）
本発明のＡＧＣ回路を備えた光受信器の一例を、図面を参照して説明する。本発明の光受信器のＡＧＣ回路は可変減衰器と増幅器と制御回路で構成される。可変減衰器と増幅器は二段以上としてある。本発明のＡＧＣ回路を備えた光受信器の一例として図１に示す光受信器は可変減衰器と増幅器が二段の場合の例である。
【００２８】
図１に示す光受信器は受光素子（光電変換素子）１、初段可変減衰器２、初段増幅器３、次段可変減衰器４、次段増幅器５、初段制御回路６、次段制御回路７を備える。このうち、初段可変減衰器２と初段制御回路６で初段ＡＧＣ回路が構成され、次段可変減衰器４と次段制御回路７で次段ＡＧＣ回路が構成されている。
【００２９】
（受光素子）
受光素子１には各種受光素子を使用することができるが、一例として図３（ａ）（ｂ）に示す受光素子１はフォトダイオードである。図３（ａ）ではフォトダイオードのカソード側がチョークコイルＬを介してバイアス電圧Ｖｃｃに接続され、アノード側が抵抗ＲとコンデンサＣ１を介して接地（アース）されている。フォトダイオードで光電変換されたＲＦ信号はカソード側（チョークコイルＬ）からコンデンサＣ２を介して取り出され、低周波を含む直流信号（モニタ信号）がアノード側から取り出されるようにしてある。
【００３０】
（ＲＦ信号、モニタ電流）
ＲＦ信号及び直流信号の取出しは図３（ｂ）のようにして行うこともできる。図３（ｂ）ではフォトダイオードのカソード側が抵抗Ｒを介してバイアス電圧Ｖｃｃに接続され、コンデンサＣ３を介して接地され、アノード側がチョークコイルＬを介して接地されて、フォトダイオードで光電変換されたＲＦ信号がアノード側（チョークコイルＬ）からコンデンサＣ４を介して取り出され、低周波を含む直流信号（モニタ信号）がカソード側から取り出されるようにしてある。
【００３１】
（増幅器）
図１の初段増幅器３、次段増幅器５には汎用の高周波用増幅器を使用することができる。
【００３２】
（制御回路）
図１の初段制御回路６、次段制御回路７にも汎用のＡＧＣ用制御回路を使用することができる。両制御回路６、７は同じ構成であっても異なる構成であってもよく、出力電圧も同じでも異なるものでもよい。初段制御回路６、次段制御回路７の各種例を図４（ａ）〜（ｃ）に示す。
【００３３】
図４（ａ）に示す制御回路６、７はＣＰＵを使用した汎用のＡＧＣ制御回路である。この制御回路６（７）ではＣＰＵの内部（記憶回路）に、モニタ信号の入力レベルと、その入力レベルに対応する出力ベルの対応表（テーブル）が記憶されており、入力されるモニタ信号のレベルに基づいて前記テーブルから出力信号が選択されて制御信号として設定されて、可変減衰器２（４）に入力されるようにしてある。
【００３４】
図４（ｂ）に示す制御回路６（７）は比較器（コンパレータ）を使用した汎用のＡＧＣ用制御回路である。この制御回路６（７）ではモニタ信号の入力レベルと、制御回路６（７）に予め設定されている基準レベルを比較器で比較して適正な制御信号を設定し、その制御信号が出力される（可変減衰器２（４）に入力される）ようにしてある。
【００３５】
図４（ｃ）に示す制御回路６（７）はオペアンプを使用した汎用のＡＧＣ用制御回路である。この制御回路６（７）ではモニタ信号の入力レベルに基づいてオペアンプの電圧利得を調整して制御電圧を設定し、その制御電圧を可変減衰器２（４）に入力できるようにしてある。
【００３６】
（可変減衰器）
図１の初段可変減衰器２、次段可変減衰器４には汎用の可変減衰器（ＡＴＴ）を使用することができる。少なくとも６ｄＢの可変範囲のものが使用される。両可変減衰器２、４は同じ構成のものでも異なる構成のものでもよい。
【００３７】
前記可変減衰器２、４にはＰＩＮダイオードを使用した回路や、スイッチによりスルーラインＳＬと減衰ラインＡＬを切り替える回路など、減衰量を可変できる回路であればどのようなものであっても構わない。図５に示す回路は、制御回路６（７）からＡＧＣ電圧が入力されると、スイッチ（スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２）が切り替わるように構成されている。例えば、最低光入力レベルが−１４ｄＢｍ、最高光入力レベルが−２ｄＢｍの光受信器の場合、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２は、−８ｄＢｍ未満ではＡ−Ｂ及びＢ’−Ａ’が接続され、−８ｄＢｍ以上ではＡ−Ｃ及びＣ’−Ａ’が接続される。このスイッチＳＷ１、ＳＷ２を切り替えることにより、光入力レベルが−８ｄＢｍ以上になった場合、１２ｄＢの減衰回路が接続されるため信号レベルは１２ｄＢ減衰される。これにより、増幅器３、５の歪性能はリセットされ改善する。
【００３８】
同様に、可変減衰器４も−８ｄＢｍ未満と−８ｄＢｍ以上で制御電圧がリセットされる必要がある。これは、一つの可変減衰器では減衰させる量に限界があるためである。可変減衰器４への制御電圧は図６のようになることが望ましい。このようなＡＧＣ制御をすることにより、光受信器のＲＦ出力レベルは−１４ｄＢｍ〜−２ｄＢｍまで一定の値を出力することができ、広範囲のレベル調整ができる。
【００３９】
（ＡＧＣ制御）
図１の光受信器では、受光素子１に入力された光信号が電気信号に変換されて、ＲＦ信号と直流電圧が出力される。ＲＦ信号は初段増幅器３に入力される前に、初段制御回路６から初段可変減衰器２にＡＧＣ電圧が供給されて初段可変減衰器２の減衰量が調整され、その減衰量でＲＦ信号のレベルが一定になるようにＡＧＣされる。制御電圧は受光素子１から出力される前記直流電圧が初段制御回路６に入力され、その直流電圧のレベルに基づいて設定される。
【００４０】
前記ＡＧＣされたＲＦ信号は、初段増幅器３で増幅されて次段可変減衰器４に入力される。このとき、次段制御回路７から次段可変減衰器４にＡＧＣ電圧が供給されて次段可変減衰器４の減衰量が調整され、その減衰量でＲＦ信号のレベルが一定になるようにＡＧＣされて、次段増幅器５に送られる。この場合も、前記直流電圧が初段制御回路７に入力され、そのモニタ電圧のレベルに基づいて設定される。
【００４１】
前記次段増幅器５で所定レベルに増幅されたＲＦ信号は、その先の受信端末（図示しない）に出力される。
【００４２】
（実施形態２）
本発明のＡＧＣ回路を備えた光受信器の例を図２に示す。図２の基本的構成は図１の場合と同じであり、異なるのは、初段制御回路６と次段制御回路７を兼用としたことである。この場合も、受光素子１から出力される前記直流電圧が制御回路６（７）に入力され、その直流電圧のレベルに基づいてＡＧＣ電圧が設定され、そのＡＧＣ電圧が初段可変減衰器２、次段可変減衰器４に送られて、夫々の可変減衰器２、４の減衰量が調整される。
【００４３】
前記制御回路６（７）にはＣＰＵやマイコン等を使用することもできる。具体的には、図２に示すように、直流電圧取出し端子（モニタ用端子）８にＣＰＵやマイコンなどを使用した制御回路６（７）を配置し、当該制御回路６（７）を初段可変減衰器２及び次段可変減衰器４の双方に接続することができる。
【００４４】
前記実施形態は、初段増幅器３の前に設けた初段可変減衰器２でＡＧＣする場合であるが、二以上のＡＧＣを行う場合は、必ずしも初段増幅器３の前の初段可変減衰器２でＡＧＣする必要はなく、任意の二以上の段の可変減衰器でＡＧＣすることもできる。この場合のＡＧＣは前記実施形態のＡＧＣと同様に行うことができる。
【００４５】
前記実施形態は、可変減衰器２、４を必ず各段の増幅器３、５の前に設けた場合であるが、本発明ではこの構成に限ることなく、例えば、いずれかの段では可変減衰器が二以上連続配置され、その後に増幅器が一段又は二段以上配置されるとか、いずれかの段では増幅器が二以上連続配置され、それら二以上の増幅器の前に可変減衰器が一段又は二段以上配置される構成であってもよい。この場合のＡＧＣも前記実施形態のＡＧＣと同様に行うことができる。
【符号の説明】
【００４６】
１    受光素子（光電変換素子）
２    初段可変減衰器
３    初段増幅器
４    次段可変減衰器
５    次段増幅器
６    初段制御回路
７    次段制御回路
８    直流電圧取出し端子（モニタ用端子）
ＳＷ１スイッチ
ＳＷ２スイッチ
Ａ    受光素子（光電変換素子）
Ｂ    増幅器
Ｃ    制御回路
Ｄ    可変減衰器
Ｅ    増幅器
Ｆ    モニタ用端子
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光受信器の受光素子で光信号を光電変換してＲＦ信号と直流電圧を得、そのＲＦ信号のレベルを可変減衰器で調整する光受信器のＡＧＣ回路において、
光受信器が受光素子と、一つの制御回路と、可変減衰器及び増幅器を備え、可変減衰器及び増幅器は二段以上従属接続され、
前記制御回路は前記直流電圧に基づいて制御電圧を設定することができ、
初段の可変減衰器は初段の増幅器よりも前段に設けられて、前記ＲＦ信号が初段増幅器に入力される前に前記制御回路からの制御信号で減衰量が調整され、その調整後の減衰量で当該ＲＦ信号のレベルを調整することができ、
二段目以降の可変減衰器は、各段の増幅器よりも前段に設けられ、前記制御回路又はそれとは別の制御回路から出力される制御信号により減衰量が調整され、その調整後の減衰量により、前段の増幅器で増幅されたＲＦ信号のレベルを調整することができ、
初段の可変減衰器はＲＦ信号を減衰させることなく通過させるスルーラインと、減衰器を備えた減衰ラインと、両ラインを切り替え可能なスイッチを備え、切り替えスイッチは前記制御回路からの光入力レベルに基づいて設定される制御電圧によりスルーラインと減衰ラインを切り替えることができ、光入力レベルが所定レベルよりも低いときは前記切り替えスイッチがスルーラインに接続されてＲＦ信号を減衰させることなく通過させ、光入力レベルが所定レベルよりも高いときは前記減衰ラインに切り替えて、ＲＦ信号を減衰ラインの減衰器の減衰量で減衰させて出力できる切り替え式減衰器であり、
前記切り替え式減衰器の減衰ラインの減衰器は、制御回路からの制御電圧により減衰量の調節が可能であり、
二段目以降の可変減衰器はスルーラインを備えず、減衰ラインのみの減衰器であり、
一つの制御回路が初段の可変減衰器の減衰量調整と、二段目以降の一又は二以上の可変減衰器の減衰量調整に共用であり、
一つの制御回路が同じ又は異なる電圧の制御電圧を出力でき、
一つの制御回路から出力される異なる二以上の制御電圧又は同じ制御電圧で、前記初段の可変減衰器の減衰量と前記二段目以降の一又は二以上の可変減衰器の減衰量を個別に調整することができ、
前記初段の可変減衰器の切り替えスイッチは、制御信号が光受信器への最低光入力レベルと最高光入力レベルの中間レベル（ほぼ中間レベルを含む）よりも低い光入力レベルに基づくものであるときはスルーラインに接続され、中間レベルよりも高い光入力レベルに基づくものであるときは減衰ラインに切り替え接続され、
前記次段の可変減衰器は、制御信号が光受信器への最低光入力レベルと最高光入力レベルの中間レベル（ほぼ中間レベルを含む）においてリセットされて、リセット前後の光入力レベルと制御電圧との関係を同じ関係（ほぼ同じ関係を含む）になるものである、
ことを特徴とする光受信器のＡＧＣ回路。
【請求項２】
請求項１記載の光受信器のＡＧＣ回路において、
一つの制御回路がＣＰＵであり、ＣＰＵの記憶回路にモニタ信号の入力レベルとその入力レベルに対応する出力レベルの対応表（テーブル）が記憶されており、入力されるモニタ信号のレベルに対応する出力信号が前記テーブルから選択されて、可変減衰器の減衰量を制御する制御信号として、二段以上の可変減衰器の夫々に入力される、
ことを特徴とする光受信器のＡＧＣ回路。
【請求項３】
光信号を光電変換できる受光素子と、当該受光素子で光電変換されたＲＦ信号のレベルを調整可能なＡＧＣ回路と、ＡＧＣ回路でレベル調整されたＲＦ信号を増幅する増幅器を備えた光受信器において、
ＡＧＣ回路が請求項１又は請求項２記載のＡＧＣ回路であり、光入力信号を光電変換したＲＦ信号が、前記ＡＧＣ回路によりレベル調整される、
ことを特徴とする光受信器。