(57)【要約】  【課題】  時間変動が大きくかつ周波数の高い信号であっても十分な周波数帯域分割効果があり、所望帯域自身の干渉を抑制でき、かつ良好な群遅延特性が得られる光受信回路を提供する。  【解決手段】  ２つの周波数帯域ｆ１とｆ２を分離する場合、第１のフィルタ２の出力信号はｆ１と、ｆ２の一部Δｆ２を含む。第２のフィルタ５は分岐回路４からの信号α（ｆ１＋Δｆ２）、α＜１に対して、不要周波数成分Δｆ２を十分減衰させて周波数帯域ｆ１の信号成分のみを通過させ、電力・位相・周波数特性調整回路６は第２のフィルタからの周波数帯域ｆ１の信号成分の電力・位相・周波数特性を調整して打ち消し成分−βｆ１を生成し、合波回路７はディレイ調整回路３からの信号βｆ１＋γｆ２（β＜γ）と電力・位相・周波数特性調整回路の出力信号−βｆ１を合波してディレイ調整回路の出力βｆ１＋γｆ２からｆ１成分を打ち消す。【選択図】  図１
2005072730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が異なった周波数帯域を占有する電気信号を光変調した周波数分割多重光信号を周波数分割多重電気信号に変換する受光素子と、
前記受光素子により変換された周波数分割多重電気信号をあらかじめ決められた第１、第２の２つの周波数帯域に分離できるように第１の周波数帯域を含む信号を通過させるように構成された第１のフィルタと、
前記第１のフィルタを通過した信号から更に前記第１の周波数帯域を通過させる第２のフィルタと、
前記第２のフィルタを通過した信号の電力、位相、周波数特性を調整して、前記受光素子により変換された周波数分割多重電気信号から前記第１の周波数成分を打ち消すための成分を生成する電力・位相・周波数特性調整手段と、
前記受光素子により変換された周波数分割多重電気信号と前記電力・位相・周波数特性調整手段により生成された打ち消し成分を合成して前記第２の周波数帯域の信号を抽出する合成手段とを、
備えた光受信回路。
【請求項２】
前記第１の合成手段により抽出された前記第２の周波数帯域の信号から、前記第１のフィルタを通過した第２の周波数帯域の信号成分を通過させるように構成された第３のフィルタと、
前記第３のフィルタを通過した信号の電力、位相、周波数特性を調整して、前記第１のフィルタを通過した信号から前記第２の周波数帯域の信号成分を打ち消すための成分を生成する第２の電力・位相・周波数特性調整手段と、
前記第１のフィルタを通過した信号と前記第２の電力・位相・周波数特性調整手段により生成された打ち消し成分を合成して前記第１の周波数帯域の信号を抽出する第２の合成手段とを、
更に備えたことを特徴とする請求項１に記載の光受信回路。
【請求項３】
前記受光素子により変換された電気信号を可変利得で増幅して前記第１の合成手段に出力する第１の増幅手段と、
前記第１の増幅手段の利得を調整する第１の利得調整手段とを、
更に備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光受信回路。
【請求項４】
前記第１のフィルタを通過した信号を可変利得で増幅して前記第２のフィルタに出力する第２の増幅手段と、
前記第２の増幅手段の利得を調整する第２の利得調整手段とを、
更に備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の光受信回路。
【請求項５】
前記第１又は第２の利得調整手段は、前記受光素子を流れる電流に基づいて前記利得を自動的に調整することを特徴とする請求項３又は４に記載の光受信回路。
【請求項６】
前記第１のフィルタを通過した信号及び／又は前記第２の合成手段により抽出された信号を検波する第１の検波手段と、
前記第１の検波手段により検波された信号に基づいて、前記第１のフィルタを通過した信号及び／又は前記第２の合成手段により抽出された信号から前記第１の周波数帯域の不要帯域があらかじめ定めたレベル以下になるように前記第１の電力・位相・周波数特性調整手段を制御する手段とを、
更に備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の光受信回路。
【請求項７】
前記受光素子により変換された電気信号及び／又は前記第１の合成手段により抽出された信号を検波する第２の検波手段と、
前記第２の検波手段により検波された信号に基づいて、前記受光素子により変換された電気信号及び／又は前記第１の合成手段により抽出された信号から前記第２の周波数帯域の不要帯域があらかじめ定めたレベル以下になるように前記第２の電力・位相・周波数特性調整手段を制御する手段とを、
更に備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の光受信回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数分割多重光信号を周波数帯域分割する光受信回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の周波数帯域分割増幅回路としては下記の特許文献１に開示されたものが広く知られ、その構成を図８に示す。図８では、受光素子としてのフォトダイオード３２で変換された周波数２分割の電気信号の経路を２分割し、各経路の入力に減算器３４、３５を置き、その減算器３４、３５を通過した各信号をそれぞれ前置増幅器３６、４２で増幅した後、各々の所望の帯域に相当する低域、高域をそれぞれ通過させるフィルタ３７、４３を通して帯域分割した後、その一部の信号を分岐して得られた所望帯域の電気信号を他方の帯域の入力に設置された減算器３５、３４に入力して、上記フォトダイオード３２から出力された信号と相殺する負帰還ループを構成することで、上記低域、高域をそれぞれ通過させるフィルタ３７、４３の遮断特性が急峻でなくても、十分な周波数帯域分割が得られるように構成されている。
【特許文献１】特許第２７５１８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の周波数帯域分割増幅回路では、所望帯域で良好な群遅延特性を得るために各フィルタ３７、４３の遮断特性を緩和すると、十分な帯域分割効果が得られるまでの過渡応答時間が長くなり、その間、自帯域同士の干渉が避けられず、所望帯域の特性を劣化させてしまうという問題があった。さらに、電気信号の遅延時間を考慮しない構成であるため、入力される電気信号の時間変動が大きい場合で、かつ入力される信号の周波数が高くなるほど所望の効果が得られないという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決するもので、時間変動が大きくかつ周波数の高い信号であっても十分な周波数帯域分割効果があり、所望帯域自身の干渉を抑制でき、かつ良好な群遅延特性が得られる光受信回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するために、各々が異なった周波数帯域を占有する電気信号を光変調した周波数分割多重光信号を周波数分割多重電気信号に変換する受光素子と、
前記受光素子により変換された周波数分割多重電気信号をあらかじめ決められた第１、第２の２つの周波数帯域に分離できるように第１の周波数帯域を含む信号を通過させるように構成された第１のフィルタと、
前記第１のフィルタを通過した信号から更に前記第１の周波数帯域を通過させる第２のフィルタと、
前記第２のフィルタを通過した信号の電力、位相、周波数特性を調整して、前記受光素子により変換された周波数分割多重電気信号から前記第１の周波数成分を打ち消すための成分を生成する電力・位相・周波数特性調整手段と、
前記受光素子により変換された周波数分割多重電気信号と前記電力・位相・周波数特性調整手段により生成された打ち消し成分を合成して前記第２の周波数帯域の信号を抽出する合成手段とを、
備えた構成とした。
上記構成により、受光素子から周波数分割多重電気信号を取り出し、良好な群遅延特性を必要とする第２の周波数帯域の信号に対しては帯域外減衰量が急峻なフィルタを用いずに、第２の周波数帯域外の不要多重信号を、受光素子の他端子から得られた信号を用いて相殺することで、時間変動が大きくかつ周波数の高い信号であっても十分な周波数帯域分割効果があり、第２の周波数帯域自身の干渉を抑制でき、かつ良好な群遅延特性にて帯域分割できる優れた光受信回路が得られる。
【０００６】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光受信回路において、
前記第１の合成手段により抽出された前記第２の周波数帯域の信号から、前記第１のフィルタを通過した第２の周波数帯域の信号成分を通過させるように構成された第３のフィルタと、
前記第３のフィルタを通過した信号の電力、位相、周波数特性を調整して、前記第１のフィルタを通過した信号から前記第２の周波数帯域の信号成分を打ち消すための成分を生成する第２の電力・位相・周波数特性調整手段と、
前記第１のフィルタを通過した信号と前記第２の電力・位相・周波数特性調整手段により生成された打ち消し成分を合成して前記第１の周波数帯域の信号を抽出する第２の合成手段とを、
更に備えたことを特徴とする。
上記構成により、フィルタを用いて分割された第１の周波数帯域の群遅延特性が改善できるという効果がある。
【０００７】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１又は２記載の光受信回路において、
前記受光素子により変換された電気信号を可変利得で増幅して前記第１の合成手段に出力する第１の増幅手段と、
前記第１の増幅手段の利得を調整する第１の利得調整手段とを、
更に備えたことを特徴とする。
上記構成により、良好な群遅延特性を必要とする第２の周波数帯域の雑音特性を改善でき、かつ大受光電力時の帯域間の相互変調歪を抑制できるという効果がある。
【０００８】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１つに記載の光受信回路において、
前記第１のフィルタを通過した信号を可変利得で増幅して前記第２のフィルタに出力する第２の増幅手段と、
前記第２の増幅手段の利得を調整する第２の利得調整手段とを、
更に備えたことを特徴とする。
上記構成により、フィルタを用いて帯域分割した第１の周波数帯域についても、雑音特性を改善し、大受光電力時の歪特性劣化を抑制できるという効果もある。
【０００９】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の光受信回路において、前記第１又は第２の利得調整手段が、前記受光素子を流れる電流に基づいて前記利得を自動的に調整することを特徴とする。
上記構成により、受光電力が変動しても信号レベルを自動的に調整して維持できるという効果がある。
【００１０】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１つに記載の光受信回路において、
前記第１のフィルタを通過した信号及び／又は前記第２の合成手段により抽出された信号を検波する第１の検波手段と、
前記第１の検波手段により検波された信号に基づいて、前記第１のフィルタを通過した信号及び／又は前記第２の合成手段により抽出された信号から前記第１の周波数帯域の不要帯域がなくなるようにあらかじめ定めたレベル以下になるように前記第１の電力・位相・周波数特性調整手段を制御する手段とを、
更に備えたことを特徴とする。
上記構成により、帯域分割後の第１の周波数帯域の妨害信号となる周波数信号の抑制を自動化でき、多重比率の変動に対しても自動的に対応できるという効果もある。
【００１１】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか１つに記載の光受信回路において、
前記受光素子により変換された電気信号及び／又は前記第１の合成手段により抽出された信号を検波する第２の検波手段と、
前記第２の検波手段により検波された信号に基づいて、前記受光素子により変換された電気信号及び／又は前記第１の合成手段により抽出された信号から前記第２の周波数帯域の不要帯域がなくなるようにあらかじめ定めたレベル以下になるように前記第２の電力・位相・周波数特性調整手段を制御する手段とを、
更に備えたことを特徴とする。
上記構成により、帯域分割後の第１、第２の周波数帯域の妨害信号となる周波数多重信号の抑制を自動化でき、多重比率の変動に対しても自動的に対応できるという効果がある。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、受光素子から周波数分割多重電気信号を取り出し、良好な群遅延特性を必要とする第２の周波数帯域の信号に対しては帯域外減衰量が急峻なフィルタを用いずに、第２の周波数帯域外の不要多重信号を、受光素子の他端子から得られた信号を用いて相殺することで、時間変動が大きくかつ周波数の高い信号であっても十分な周波数帯域分割効果があり、第２の周波数帯域自身の干渉を抑制でき、かつ良好な群遅延特性にて帯域分割できる優れた光受信回路が得られる。
請求項２に記載の発明によれば、フィルタを用いて分割された第１の周波数帯域の群遅延特性が改善できるという効果もある。
請求項３に記載の発明によれば、良好な群遅延特性を必要とする第２の周波数帯域の雑音特性を改善でき、かつ大受光電力時の帯域間の相互変調歪を抑制できるという効果もある。
請求項４に記載の発明によれば、フィルタを用いて帯域分割した第１の周波数帯域についても、雑音特性を改善し、大受光電力時の歪特性劣化を抑制できるという効果もある。
請求項５に記載の発明によれば、受光電力が変動しても信号レベルを自動的に調整して維持できるという効果もある。
請求項６に記載の発明によれば、帯域分割後の第１の周波数帯域の妨害信号となる周波数信号の抑制を自動化でき、多重比率の変動に対しても自動的に対応できるという効果もある。
請求項７に記載の発明によれば、帯域分割後の第１、第２の周波数帯域の妨害信号となる周波数多重信号の抑制を自動化でき、多重比率の変動に対しても自動的に対応できるという効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。図１は本発明における第１の実施の形態に係る光受信回路の構成を示すブロック図である。図１に示す受光素子１は、周波数分割多重光信号を周波数分割多重電気信号（周波数帯域ｆ１＋ｆ２）に変換し、そのカソード側、アノード側にそれぞれ第１のフィルタ２、ディレイ調整回路３が接続されている。第１のフィルタ２はあらかじめ決められた２つの周波数帯域ｆ１とｆ２のうち、周波数帯域ｆ１を含む電気信号を通過させて周波数帯域ｆ２の通過を抑制し、２つの周波数帯域ｆ１とｆ２を分離するように構成されているが、帯域外信号を完全に減衰させることはできないので、その出力信号はｆ１と、ｆ２の一部Δｆ２を含む。ディレイ調整回路３は受光素子１で変換された周波数分割多重電気信号の遅延時間が調整可能なように構成されている。
【００１４】
分岐回路４は第１のフィルタ２から入力された信号（ｆ１とｆ１の不要周波数成分である不要帯域信号Δｆ２）の一部を分岐し、その分岐信号を第２のフィルタ５へ送出可能なように構成されている。第２のフィルタ５は分岐回路４から入力された信号α（ｆ１＋Δｆ２）、α＜１に対して、不要帯域信号Δｆ２を十分減衰させて周波数帯域ｆ１の信号成分のみを通過させるように構成されている。電力・位相・周波数特性調整回路６は第２のフィルタ５から入力される周波数帯域ｆ１の信号成分の電力・位相・周波数特性を調整して、ディレイ調整回路３から出力される周波数分割多重電気信号βｆ１＋γｆ２から周波数帯域ｆ１の信号成分を打ち消す成分−βｆ１を生成するように構成され、合波回路７はディレイ調整回路３から出力される周波数分割多重電気信号βｆ１＋γｆ２と電力・位相・周波数特性調整回路６の出力信号−βｆ１を合波してディレイ調整回路３の出力βｆ１＋γｆ２からｆ１成分を打ち消すように構成されている。
【００１５】
上記のように構成された第１の実施の形態の動作について以下に説明する。受光素子１に入力された周波数分割・光多重の光信号は、受光素子１にて周波数多重電気信号ｆ１＋ｆ２に変換される。受光素子１のカソード端子に接続された第１のフィルタ２の出力では、所望帯域ｆ１の信号と第１のフィルタ２の遮断特性により所望帯域ｆ１外の若干の周波数多重信号Δｆ２が得られる。第１のフィルタ２から出力された信号ｆ１＋Δｆ２は、分岐回路４によってその信号の一部が分岐されて第２のフィルタ５に送出される。第２のフィルタ５では所望帯域ｆ１外の信号Δｆ２が十分減衰され、電力・位相・周波数特性調整回路６に送出される。
【００１６】
電力・位相・周波数特性調整回路６は、第２のフィルタ５から送出される所望帯域ｆ１の信号の電力とその周波数特性を、ディレイ調整回路３から得られる周波数分割多重電気信号βｆ１＋γｆ２中に含有される周波数帯域ｆ１の電気信号レベルになるように調整し、かつ位相は逆位相になるようにその周波数特性と共に調整して打ち消し信号−βｆ１として出力する。
【００１７】
ディレイ調整回路３は、受光素子１のカソード端子から第１のフィルタ２を通過した信号ｆ１＋Δｆ２が合波回路７に到達するタイミングと、受光素子１のアノード端子から得られた周波数分割多重信号βｆ１＋γｆ２がディレイ調整回路３を通過して合波回路７に至るタイミングが同一になるようにその遅延時間が設定されている。合波回路７では電力・位相・周波数特性調整回路６から出力された信号−βｆ１と、ディレイ調整回路３から出力された周波数多重電気信号βｆ１＋γｆ２が足し合わされ、合波回路７から所望の周波数帯域γｆ２の信号が得られる。
【００１８】
以上のように、本発明の第１の実施の形態の構成によれば、受光素子１のアノード端子から出力された周波数分割多重電気信号ｆ１＋ｆ２に対しては帯域外減衰量が急峻なフィルタを用いずに、第２の所望帯域ｆ２外の不要周波数信号ｆ１を、受光素子１のカソード端子から取り出した第１の所望帯域ｆ１の信号を用いて相殺することで所望帯域ｆ２の信号を得ることができ、時間変動が大きくかつ周波数の高い信号であっても十分な周波数帯域分割効果があり、第２の所望帯域ｆ２自身の干渉を抑制でき、かつ良好な群遅延特性をもった光受信回路が得られる。
【００１９】
なお、上記構成（及び下記のすべての実施の形態）における受光素子１のカソード端子及びアノード端子を入れ替えた構成としても全く同様の効果を有する光受信回路が得られる。
【００２０】
＜第２の実施の形態＞
図２は本発明における第２の実施の形態における光受信回路の構成を示すブロック図である。第２の実施の形態では、受光素子１から合波回路７までの構成は第１の実施の形態と同じであり、第２のディレイ調整回路８から第２の分岐回路１２までの構成が追加されている。
【００２１】
すなわち、第１のフィルタ２は帯域外信号を完全に減衰させることはできないので、その出力信号はｆ１と、ｆ１の不要周波数成分であるｆ２の一部Δｆ２を含む。そこで、第２の実施の形態では、ｆ１の不要周波数成分Δｆ２を除去するように構成されている。
【００２２】
第２のディレイ調整回路８は第１の分岐回路４から出力された信号ｆ１＋Δｆ２の遅延時間を調整できるように構成されている。第２の分岐回路１２は第１の合波回路７から出力される信号ｆ２の一部を分岐し、第３のフィルタ１１へ送出可能なように構成されている。第３のフィルタ１１は第１のフィルタ２と同様な減衰特性を有し、入力信号ｆ２に対して一部のΔｆ２を通過させる。第２の電力・位相・周波数特性調整回路１０は第３のフィルタ１１から出力された電気信号Δｆ２の電力・位相・周波数特性を調整可能なように構成されている。第２の合波回路９は、第２のディレイ調整回路８と第２の電力・位相・周波数特性調整回路１０の出力信号を合波可能なように構成されている。
【００２３】
上記のように構成された第２の実施の形態の動作について、新たに付加された要素を中心にして説明する。第１の分岐回路４から出力される信号中には所望の帯域ｆ１外の周波数信号Δｆ２が、第１のフィルタ２の遮断特性により若干通過するために含有される。一方、第１の合波回路７の出力は所望帯域ｆ２以外の周波数信号は十分抑圧され、ほぼ所望帯域ｆ２の周波数信号のみが得られる。
【００２４】
第２の分岐回路１２は第１の合波回路７の出力ｆ２の一部を分岐し、第３のフィルタ１１に送出する。第３のフィルタ１１は第１のフィルタ２とほぼ同等の通過特性を持つようにしておくことで、第３のフィルタ１１の出力信号のスペクトラムは、第１のフィルタ２を通過した所望帯域ｆ１以外の周波数多重電気信号Δｆ２と相似になる。第２の電力・位相・周波数特性調整回路１０では、第３のフィルタ１１から入力された信号の電力とその周波数特性を第２のディレイ調整回路８から出力される所望帯域ｆ１以外の信号とほぼ同等となるようにし、かつ位相特性は逆位相（−Δｆ２）となるように調整する。
【００２５】
第２のディレイ調整回路８は第１の分岐回路４の出力である、帯域ｆ１外の不要帯域信号Δｆ２と、第２の電力・位相・周波数特性調整回路１０の出力の周波数信号−Δｆ２のタイミングが第２の合波回路９の入力において同一となるように、第１の分岐回路４の出力のタイミングを調整する。第２の合波回路９は第２のディレイ調整回路８の出力信号ｆ１＋Δｆ２と、第２の電力・位相・周波数特性調整回路１０の出力信号−Δｆ２を合波する。このとき、第２のディレイ調整回路８から出力された第１の所望帯域ｆ１外の周波数信号Δｆ２は、第２の電力・位相・周波数特性調整回路１０から出力される周波数信号−Δｆ２に対して、タイミング及び電力とその周波数特性はほぼ同一であり、位相特性のみ逆位相にて合波されるため、帯域ｆ１外の周波数信号Δｆ２は十分減衰され、第２の合波回路９の出力信号は帯域ｆ１の周波数信号となる。
【００２６】
以上のように本発明の第２の実施の形態の構成によれば、受光素子１のアノード端子から出力された周波数分割多重電気信号ｆ１＋ｆ２に対しては帯域外減衰量が急峻なフィルタを用いずに、所望帯域ｆ２外の不要周波数信号ｆ１を、受光素子１のカソード端子から取り出した第１の所望帯域ｆ１の周波数信号を用いて相殺することで第２の所望帯域ｆ２の周波数信号を得ることができ、時間変動が大きくかつ周波数の高い信号であっても十分な周波数帯域分割効果があり、第２の所望帯域ｆ２自身の干渉を抑制でき、かつ良好な群遅延特性が得られる。
【００２７】
さらに、受光素子１のカソード端子から第１のフィルタ２を通して取り出された帯域ｆ１の周波数信号中に含有する帯域Δｆ２の周波数信号に対しても同様の信号処理が可能なように構成することで、帯域ｆ１の群遅延特性を改善させるために第１のフィルタ２の遮断特性を緩やかにしても帯域ｆ１の周波数信号を相殺させることができるので、帯域ｆ１の周波信号についても第１の実施の形態より群遅延特性の改善が可能で、かつ十分な帯域分割効果の得られる光受信回路が得られる。
【００２８】
＜第３の実施の形態＞
図３は本発明における第３の実施の形態における光受信回路の構成を示すブロック図である。第１の実施の形態を示す図１と同一の要素には同一の符号を付してその説明は省略する。増幅回路１３は受光素子１のアノードを介して入力された周波数分割多重信号ｆ１＋ｆ２を増幅可能なように構成され、利得調整回路１４は増幅回路１３の利得を調整可能なように構成されている。第１の実施の形態に対して受光素子１とディレイ調整回路３の間に増幅回路１３及び利得調整回路１４を設けたことが本構成の特徴である。
【００２９】
上記のように構成された第３の実施の形態の動作について、第１の実施の形態に対して新たに付加された要素を中心にして説明する。受光素子１のアノード端子から出力された周波数分割多重電気信号ｆ１＋ｆ２は、まず増幅回路１３で増幅される。このとき、受光電力に応じて利得調整回路１４を設定する。受光電力が小さい場合は増幅回路１３の利得が最大になるように利得調整回路１４を調整し、受光電力が大きい場合は増幅回路１３の利得が最小になるように利得調整回路１４を調整することで、小受光電力時の雑音特性と、大受光電力時の周波数信号ｆ２の相互変調歪を抑制できる。第１の実施の形態に比してディレイ調整回路３及び合波回路７で発生する信号損失による雑音特性劣化の抑制が可能であるということが特徴である。なお利得調整回路１４は連続的に利得を調整可能である必要は無く、ステップ状（最も単純な構成では増幅回路１３をバイパスさせるためのスイッチ）で調整可能であればよい。
【００３０】
以上のように、本発明の第３の実施の形態の構成によれば、受光素子１のアノード端子から出力された周波数分割多重電気信号ｆ１＋ｆ２に対しては帯域外減衰量が急峻なフィルタを用いずに、所望帯域ｆ２外の不要周波数信号ｆ１を、受光素子１のカソード端子から取り出した帯域ｆ１の周波数信号を用いて相殺することで所望帯域ｆ２の周波数信号を得ることができ、時間変動が大きくかつ周波数の高い信号であっても十分な周波数帯域分割効果があり、帯域ｆ２自身の干渉を抑制でき、かつ良好な群遅延特性を実現可能であるとともに、小受光電力時の雑音特性の改善と、大受光電力時の周波数信号ｆ１、ｆ２間の相互変調歪を抑制可能な光受信回路が得られる。
【００３１】
＜第４の実施の形態＞
図４は本発明における第４の実施の形態における光受信回路の構成を示すブロック図である。第１の実施の形態を示す図１及び第３の実施の形態を示す図３と同一の要素には同一の符号を付してその説明は省略する。第１の増幅回路１３は受光素子１のアノード端子から入力された多重信号βｆ１＋γｆ２を増幅可能なように構成され、第１の利得調整回路１４は第１の増幅回路１３の利得を調整可能なように構成されている。第２の増幅回路１５は第１のフィルタ２からの入力信号ｆ１＋Δｆ２を増幅可能なように構成され、第２の利得調整回路１６は第２の増幅回路１５の利得を調整可能なように構成されている。第４の実施の形態は、第３の実施の形態に対して第１のフィルタ２と分岐回路４の間に第２の増幅回路１５及び第２の利得調整回路１６を設けた構成としたものである。
【００３２】
上記のように構成された第４の実施の形態の動作について、第３の実施の形態に対して新たに付加された要素を中心にして説明する。新たに付加された第２の増幅回路１５は第１のフィルタ２を通過した周波数信号ｆ１＋Δｆ２を増幅し、分岐回路４に送出する。このとき、第２の利得調整回路１６で第２の増幅回路１５の利得を最小受光電力時には最大利得に、最大受光電力時には最小利得になるように調整する。これにより帯域ｆ１の周波数信号に対しても小受光電力時の雑音特性と、大受光電力時の周波数信号ｆ１の相互変調歪を抑制できる。第３の実施の形態の効果に対して、さらに、分岐回路４で発生する信号損失による雑音特性劣化の抑制が可能であるということが特徴である。なお第２の利得調整回路１６は連続的に利得を調整可能である必要は無く、ステップ状（最も単純な構成では第２の増幅回路１５をバイパスさせるためのスイッチ）で調整可能であればよい。
【００３３】
以上のように、本発明の第４の実施の形態の構成によれば、受光素子１のアノード端子から出力された周波数分割多重電気信号βｆ１＋γｆ２に対しては帯域外減衰量が急峻なフィルタを用いず、所望帯域ｆ２外の不要周波数信号ｆ１を、受光素子１のカソード端子から取り出した帯域ｆ１の周波数信号を用いて相殺することで所望帯域ｆ２の周波数信号を得ることができ、時間変動が大きくかつ周波数の高い信号であっても十分な周波数帯域分割効果があり、帯域ｆ２自身の干渉を抑制でき、かつ良好な群遅延特性を実現可能であるとともに、帯域ｆ１、ｆ２の各周波数信号共、小受光電力時の雑音特性の改善と、大受光電力時の信号ｆ１、ｆ２間の相互変調歪を抑制可能な光受信回路が得られる。
【００３４】
＜第５の実施の形態＞
図５は本発明における第５の実施の形態における光受信回路の構成を示すブロック図である。第１の実施の形態を示す図１及び第４の実施の形態を示す図４と同一の要素には同一の符号を付してその説明は省略する。第５の実施の形態において第１の利得調整回路１４及び第２の利得調整回路１６は制御回路１８によって制御可能なように構成されている。光電流検出回路１７は、受光素子１に流れる光電流量を検出可能なように構成されている。制御回路１８は光電流検出回路１７が検出する光電流量に応じて第１の利得調整回路１４及び第２の利得調整回路１６を制御可能なように構成されている。第４の実施の形態で示した構成に対して新たに光電流検出回路１７及び制御回路１８を設け、第１の利得調整回路１４及び第２の利得調整回路１６を制御回路１８によって制御可能なように構成している。
【００３５】
上記のように構成された第５の実施の形態の動作について、第４の実施の形態に対して新たに付加された要素を中心にして説明する。光電流検出回路１７は受光素子１に流れる光電流をモニタリングし、受光電力のレベルを制御回路１８に出力する。制御回路１８は光電流検出回路１７の出力信号レベルに応じて、すなわち小受光電力時は、第１の増幅回路１３及び第２の増幅回路１５の利得を増大させ、受光電力が増大するとともに第１の増幅回路１３及び第２の増幅回路１５の利得を減少させるように制御する。
【００３６】
これにより所望帯域ｆ１、ｆ２の各周波数信号に対して小受光電力時の雑音特性と、大受光電力時の信号ｆ１、ｆ２の相互変調歪を抑制する過程が自動化できる。第４の実施の形態の効果に対して、さらに受光電力変動に自動的に追従可能となり、受信される周波数信号ｆ１、ｆ２の雑音特性劣化の抑制と相互変調歪みの抑制が受光電力変動に対して自動的に対応可能であるということが特徴である。なお第１の利得調整回路１４及び第２の利得調整回路１６は連続的に利得を調整可能である必要は無く、ステップ状（最も単純な構成では第２の増幅回路１５をバイパスさせるためのスイッチ）で調整可能であればよい。
【００３７】
以上のように、本発明の第５の実施の形態の構成によれば、受光素子１のアノード端子から出力された周波数分割多重電気信号βｆ１＋γｆ２に対しては帯域外減衰量が急峻なフィルタを用いずに、所望帯域ｆ２外の不要周波数信号ｆ１を、受光素子１のカソード端子から取り出した帯域ｆ１の周波数信号を用いて相殺することで所望帯域ｆ２の周波数信号を得ることができ、時間変動が大きくかつ周波数の高い信号であっても十分な周波数帯域分割効果があり、帯域ｆ２自身の干渉を抑制でき、かつ良好な群遅延特性を実現可能であるとともに、帯域ｆ１、ｆ２の周波数信号とも、受光電力変動に対して小受光電力時の雑音特性の劣化と、大受光電力時の信号ｆ１、ｆ２間の相互変調歪劣化を自動的に抑制可能な光受信回路が得られる。
【００３８】
＜第６の実施の形態＞
図６は本発明における第６の実施の形態における光受信回路の構成を示すブロック図である。第１の実施の形態を示す図１、第２の実施の形態を示す図２、及び第５の実施の形態を示す図５と同一の要素には同一の符号を付してその説明は省略する。この形態は第２の実施の形態と第５の実施の形態を組み合わせた構成としている。
【００３９】
上記のように構成された第６の実施の形態の動作について説明する。入力された周波数帯域分割多重信号ｆ１、ｆ２は、第５の実施の形態と同様の動作をし、第１の分岐回路４から出力される所望帯域ｆ１外の周波数信号Δｆ２と、所望帯域ｆ１の周波数信号と、第１の合波回路７から出力される周波数信号ｆ２は、実施の形態２と同様の動作によって２分割される。これにより第２の実施の形態の効果と第５の実施の形態の効果を共に得ることができる。
【００４０】
以上のように、本発明の第６の実施の形態の構成によれば、周波数分割多重光伝送システムにおける光受信回路において、実施の形態２と実施の形態５の構成を結合した構成とすることで、所望帯域ｆ１、ｆ２の周波数信号の帯域を、時間変動が大きく、周波数の高い信号であっても帯域ｆ１、ｆ２間干渉を抑制し、かつ良好な群遅延特性にて分離することが可能となり、また受光電力変動に対して小受光電力時の雑音特性の劣化と、大受光電力時の信号ｆ１、ｆ２間の相互変調歪劣化を自動的に抑制可能な光受信回路が得られる。
【００４１】
＜第７の実施の形態＞
図７は本発明における第７の実施の形態における光受信回路の構成を示すブロック図である。第１の実施の形態を示す図１及び第６の実施の形態を示す図６と同一の要素には同一の符号を付してその説明は省略する。第１の検波回路１９は第２のディレイ調整回路８の出力ｆ１＋Δｆ２と第２の合波回路９の出力信号ｆ１＋Δ'ｆ２中に含まれる、第１のフィルタ２で選択した所望帯域ｆ１外の信号の電力を検出可能なように構成されている。第２の制御回路２０は第１の検波回路１９の出力信号に応じて、第２の電力・位相・周波数特性調整回路１０を制御可能なように構成されている。
【００４２】
また、第２の検波回路２１は、第１のディレイ調整回路３の出力ｆ１＋ｆ２及び第２の分岐回路１２の出力信号ｆ２中に含まれる、第１のフィルタ２で選択する所望帯域ｆ１の信号の電力を検出可能なように構成されている。第３の制御回路２２は第２の検波回路２１の出力信号に応じて第１の電力・位相・周波数特性調整回路６を制御可能なように構成されている。
【００４３】
上記のように構成された第７の実施の形態の動作について、新たに付加された要素を中心に説明する。第１の検波回路１９は、第２のディレイ調整回路８の出力に含まれる所望帯域ｆ１の周波数信号電力とその周波数特性をモニタリングして第２の制御回路２０に送出する。また第２の合波回路９の出力信号中に含まれる所望帯域ｆ１の信号電力とその周波数特性をモニタリングして第２の制御回路２０に送出する。第２の制御回路２０は、第２の合波回路９の入力信号に含まれる所望帯域ｆ１の周波数多重信号情報に基づき、第２の電力・位相・周波数特性調整回路１０を、第２の合波回路９の入力において、第２のディレイ調整回路８が出力する周波数信号電力とその周波数特性と同等になるように制御する。さらに、第２の合波回路９の出力に含まれる所望帯域ｆ１の周波数信号の電力と周波数特性をモニタリングして、第２の電力・位相・周波数特性調整回路１０の位相及びその周波数特性を制御し、第２の合波回路９の入力において逆位相となるように制御する。
【００４４】
一方、第２の検波回路２１は、第１のディレイ調整回路３の出力ｆ１＋ｆ２に含まれる所望帯域ｆ２の周波数信号電力とその周波数特性をモニタリングして第３の制御回路２２に送出する。また第２の分岐回路１２の出力信号中に含まれる所望帯域ｆ２の信号電力とその周波数特性をモニタリングして第３の制御回路２２に送出する。第３の制御回路２２は、第１の合波回路７の入力信号に含まれる所望帯域ｆ２の周波数信号情報に基づき、第１の電力・位相・周波数特性調整回路６を、第１の合波回路７の入力において、第１のディレイ調整回路３が出力する周波数信号電力とその周波数特性と同等になるように制御する。
【００４５】
さらに、第１の合波回路７の出力に含まれる所望帯域ｆ２の周波数信号の電力と周波数特性をモニタリングして、第１の電力・位相・周波数特性調整回路６の位相及びその周波数特性を制御し、第１の合波回路７の入力において逆位相となるように制御する。これにより、所望帯域ｆ１、ｆ２の各周波数信号の多重比率が変化した場合でも自動的に帯域分割が最適化されることによって第６の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４６】
以上のように、本発明の第７の実施の形態の構成によれば、所望帯域ｆ１、ｆ２の各周波数信号の多重比率が変化した場合でも、所望帯域ｆ１、ｆ２の各周波数信号の帯域を、時間変動が大きく、周波数の高い信号であっても帯域間干渉を抑制し、かつ良好な群遅延特性にて分離することが可能となり、また受光電力変動に対して小受光電力時の雑音特性の劣化と、大受光電力時の信号ｆ１、ｆ２間の相互変調歪劣化を自動的に抑制可能な光受信回路が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば優れた特性の光受信回路が提供されるので、本発明は光通信分野などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における光受信回路の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第２の実施の形態における光受信回路の構成を示すブロック図
【図３】本発明の第３の実施の形態における光受信回路の構成を示すブロック図
【図４】本発明の第４の実施の形態における光受信回路の構成を示すブロック図
【図５】本発明の第５の実施の形態における光受信回路の構成を示すブロック図
【図６】本発明の第６の実施の形態における光受信回路の構成を示すブロック図
【図７】本発明の第７の実施の形態における光受信回路の構成を示すブロック図
【図８】従来技術を示すブロック図
【符号の説明】
【００４９】
１  受光素子
２  第１のフィルタ
３  ディレイ調整回路、第１のディレイ調整回路
４  分岐回路、第１の分岐回路
５  第２のフィルタ
６  電力・位相・周波数特性調整回路、第１の電力・位相・周波数特性調整回
路
７  合波回路、第１の合波回路
８  第２のディレイ調整回路
９  第２の合波回路
１０  第２の電力・位相・周波数特性調整回路
１１  第３のフィルタ
１２  第２の分岐回路
１３  増幅回路、第１の増幅回路
１４  利得調整回路、第１の利得調整回路
１５  第２の増幅回路
１６  第２の利得調整回路
１７  光電流検出回路
１８  制御回路、第１の制御回路
１９  第１の検波回路
２０  第２の制御回路
２１  第２の検波回路
２２  第３の制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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