JPH0422057B2 - - Google Patents
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- JPH0422057B2 JPH0422057B2 JP58194709A JP19470983A JPH0422057B2 JP H0422057 B2 JPH0422057 B2 JP H0422057B2 JP 58194709 A JP58194709 A JP 58194709A JP 19470983 A JP19470983 A JP 19470983A JP H0422057 B2 JPH0422057 B2 JP H0422057B2
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- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/60—Receivers
- H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
- H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
- H04B10/697—Arrangements for reducing noise and distortion
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Description
【発明の詳細な説明】
(ア) 技術分野
この発明は、光通信システムに於ける光受信回
路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (A) Technical Field The present invention relates to an optical receiving circuit in an optical communication system.
光通信号を光信号に変換して、光フアイバの中
を伝送し、光信号を逆に電気信号に戻すことによ
つてなされる。受信回路は、ホトダイオード、ア
バランシエホトダイオードなどの光電変換素子
と、この素子に流れる電流を増幅し、信号を復元
する回路を備えている。 This is done by converting an optical communication signal into an optical signal, transmitting it through an optical fiber, and then converting the optical signal back into an electrical signal. The receiving circuit includes a photoelectric conversion element such as a photodiode or an avalanche photodiode, and a circuit that amplifies the current flowing through the element and restores the signal.
送られる信号はデジタル信号であることもあ
り、アナログ信号であることもある。ここでは、
デジタル信号を対象とする光受信回路を扱う。 The signal sent may be a digital signal or an analog signal. here,
Deals with optical receiving circuits for digital signals.
デジタル信号であるから、受信回路に於ては微
小な光電流を増幅し、これをコンパレータを含む
二値化回路を通して波形整形すれば、もとのデジ
タル信号と同一の信号を復元できる。 Since it is a digital signal, a signal identical to the original digital signal can be restored by amplifying the minute photocurrent in the receiving circuit and shaping the waveform through a binarization circuit including a comparator.
(イ) 従来技術とその問題点 第4図は従来例に係る光受信回路を示す。(b) Conventional technology and its problems FIG. 4 shows a conventional optical receiving circuit.
電源Vccにホトダイオード20のカソードが接
続され、アノードは演算増幅器21の反転入力に
接続してある。演算増幅器21の反転入力は電池
22によつて、接地電位より上へ引上げてある。
抵抗23は演算増幅器21の出力を反転入力へ帰
還するものである。 The cathode of the photodiode 20 is connected to the power supply Vcc, and the anode is connected to the inverting input of the operational amplifier 21. The inverting input of operational amplifier 21 is pulled above ground potential by battery 22.
The resistor 23 feeds back the output of the operational amplifier 21 to the inverting input.
出力電圧Vdは、電池22の直流電圧V0と、光
電流Ipと抵抗Rfの積(−Rf Ip)の和になる。ホ
トダイオード電流が抵抗Rfと増幅器によつて、
電流−電圧変換されている。 The output voltage Vd is the sum of the DC voltage V 0 of the battery 22 and the product (−Rf Ip) of the photocurrent Ip and the resistance Rf. The photodiode current is controlled by the resistor Rf and the amplifier.
Current-voltage conversion is performed.
直流電圧V0を加えるのは、V0を中心として出
力電圧Vdが、0VとVccの間で、飽和せずに、上
下に変動できるためである。 The reason for adding the DC voltage V 0 is that the output voltage Vd can fluctuate up and down between 0 V and Vcc with V 0 as the center without being saturated.
出力電圧Vdの交流成分は、ホトダイオード電
流Ipと抵抗Rfの積によつて与えられる。 The AC component of the output voltage Vd is given by the product of the photodiode current Ip and the resistance Rf.
Rfは増幅率を決める。Rfが小さすぎると、ホ
トダイオードに入射する光量が小さい場合、出力
電圧Vdの交流分が小さくなりすぎて、次段のコ
ンパレータのステツシユホルドレベル以下にな
り、コンパレータによつて正しく二値化すること
ができない。 Rf determines the amplification factor. If Rf is too small, and the amount of light incident on the photodiode is small, the alternating current component of the output voltage Vd will become too small and fall below the threshold level of the next-stage comparator, making it difficult for the comparator to binarize correctly. I can't.
Rfを大きくすると、微弱光信号に対するこの
ような難点を緩和することができる。しかし、逆
に、ホトダイオードに入射する光パワーが大きい
場合、増幅部のトランジスタが飽和してしまう。
このため、応答速度が低下し、波形が歪む。 Increasing Rf can alleviate this difficulty with respect to weak optical signals. However, conversely, when the optical power incident on the photodiode is large, the transistor in the amplification section becomes saturated.
This reduces the response speed and distorts the waveform.
従つて、このような回路構成では、例えば単一
5V電源使用の場合、大きいダイナミツクレンジ
(例えば30dB)を得ることは極めて困難であつ
た。 Therefore, in such a circuit configuration, for example, a single
When using a 5V power supply, it is extremely difficult to obtain a large dynamic range (for example, 30dB).
さらに、全回路をモノリシツクICにしようと
する場合、高い抵抗を作るのが難しい。100KΩ
の抵抗を作るのは困難である。ホトダイオードの
光電流が0.1μA〜100μAであるとすれば、この抵
抗を使うと、出力の交流分は、10mV〜10Vにな
る。5Vの電源を使う場合、大きい光パワーに対
して飽和してしまう。 Furthermore, when trying to make the entire circuit a monolithic IC, it is difficult to create high resistance. 100KΩ
It is difficult to create resistance. If the photocurrent of the photodiode is 0.1 μA to 100 μA, using this resistor will result in an AC output of 10 mV to 10 V. When using a 5V power supply, it will saturate at high optical power.
抵抗は、モノリシツクICにする場合、20KΩ〜
30KΩ以下の値が選ばれる。このように低い値の
ものが作り易いからである。しかし、こうする
と、微弱な信号を十分増幅することができない。 When making a monolithic IC, the resistance should be 20KΩ~
A value of 30KΩ or less is selected. This is because it is easy to make products with such low values. However, in this case, weak signals cannot be sufficiently amplified.
大きいダイナミツクレンジを必要としない場
合、負帰還抵抗Rfの値を適当に選べば、飽和を
防ぐことができる。しかし、この場合でも、出力
電圧は受光素子に入射する光パワーに比例するた
め、コンパレータの基準電圧の設定が難しくな
る。 If a large dynamic range is not required, saturation can be prevented by appropriately selecting the value of the negative feedback resistor Rf. However, even in this case, since the output voltage is proportional to the optical power incident on the light receiving element, it becomes difficult to set the reference voltage of the comparator.
第5図によつて説明する。パワーの異なる3種
の信号が入つてきたとする。これを大きいものか
ら、S1,S2,S3とする。光信号の強さに比例し
て、増幅後の出力が第5図aのように現われたと
する。いずれも、パルス幅は同じであるが、S1,
S2,S3の順に高いパルス波高になつている。 This will be explained with reference to FIG. Suppose that three types of signals with different powers come in. These are designated as S 1 , S 2 , and S 3 in descending order of size. Suppose that the output after amplification appears as shown in FIG. 5a in proportion to the intensity of the optical signal. The pulse width is the same in both cases, but S 1 ,
The pulse height increases in the order of S 2 and S 3 .
もともとデジタル信号であつて、パルス幅が同
じなのであるから、これは等しいパルス幅へと波
形整形されなければならない。しかし、コンパレ
ータの基準電圧Vcを一定値に固定すると、その
ようにはならない。 Since they are originally digital signals and have the same pulse width, they must be waveform-shaped to have equal pulse widths. However, if the reference voltage Vc of the comparator is fixed to a constant value, this will not happen.
例えば、最小受信レベルに相当する信号S3の出
力のピーク値の1/2を基準電位Vcに設定したとす
る。コンパレータを通過した後の波形を、S3,
S2,S1についてb,c,dに示す。 For example, assume that the reference potential Vc is set to 1/2 of the peak value of the output of the signal S3 corresponding to the minimum reception level. The waveform after passing through the comparator is S 3 ,
S 2 and S 1 are shown in b, c, and d.
光パワーが大きいS1に於ては、立上りの早い時
期にVcを越え、立下りの遅い時期にVc以下に戻
る。dに示すようこれは、最も長いパルス幅W1
を持つ。 In S1 , where the optical power is large, it exceeds Vc at an early rise time and returns to below Vc at a late fall time. This is the longest pulse width W 1 as shown in d.
have.
光パワーが小さいS3については、Vcを越える
のが遅く、またVc以下に戻るのは早い。bに示
すように、最も短いパルス幅W3を持つ。 Regarding S3 , where the optical power is small, it is slow to exceed Vc and quick to return below Vc. As shown in b, it has the shortest pulse width W3 .
このように、光のパワーが強ければ、長いパル
ス幅になり、弱ければ短いパルス幅になる。 In this way, if the power of the light is strong, the pulse width will be long, and if the power of the light is weak, the pulse width will be short.
しかし、もともとのパルス幅が等しいのである
から、このように、異なるパルス幅に変化しては
いけないのである。 However, since the original pulse widths are the same, they should not change to different pulse widths like this.
これは、パルス信号の大小に拘わらず比較回路
のコンパレータ基準電圧Vcを固定しているから
である。 This is because the comparator reference voltage Vc of the comparison circuit is fixed regardless of the magnitude of the pulse signal.
基準電圧Vcを、増幅出力に応じて変化させれ
ば良いはずである。このような目的で、増幅部出
力の最大値、最小値を検出し、コンパレータの基
準電位Vcを常に増幅部出力の1/2になる様に設定
するATC(Auto Threshold Level Control)方
式が既に案出されている。しかし、この回路をモ
ノシリツクICで実現しようとすると、
() 回路が複雑になる。 It should be sufficient to change the reference voltage Vc according to the amplified output. For this purpose, an ATC (Auto Threshold Level Control) method has already been proposed that detects the maximum and minimum values of the amplifier output and sets the reference potential Vc of the comparator so that it is always 1/2 of the amplifier output. It's being served. However, if we try to implement this circuit using a monolithic IC, the circuit becomes complicated.
() 最大値、最小値記憶用外付コンデンサが
必要になる、
などの問題点があつた。() There were problems such as the need for external capacitors to store the maximum and minimum values.
最大値、最小値を記憶するためのコンデンサ
は、例えば0.1μF〜1μFの容量のものが必要であ
る。しかし、現在のところ、モノリシツクICの
技術によつてウエハ上に作製することのできるコ
ンデンサは10pF〜20pF以下である。 The capacitor for storing the maximum and minimum values needs to have a capacitance of, for example, 0.1 μF to 1 μF. However, at present, the capacitors that can be fabricated on a wafer using monolithic IC technology are no more than 10 pF to 20 pF.
(ウ) 本発明の目的
本発明は、ダイナミツクレンジの広い、パルス
歪の小さい、モノリシツク光受信回路を与えるこ
とを目的とする。(c) Purpose of the present invention The purpose of the present invention is to provide a monolithic optical receiver circuit with a wide dynamic range and low pulse distortion.
(エ) 実施例
第1図は本発明の実施例に係る光受信回路図で
ある。(D) Embodiment FIG. 1 is an optical receiving circuit diagram according to an embodiment of the present invention.
この回路は、電流−電圧変換回路A、微分回路
B、基準電圧発生回路C、比較回路D、出力段E
とよりなつている。 This circuit consists of a current-voltage conversion circuit A, a differentiation circuit B, a reference voltage generation circuit C, a comparison circuit D, and an output stage E.
It's getting more and more familiar.
R1〜R13は抵抗である。Tr1〜Tr24は
トランジスタ、C1,C2はコンデンサである。
I1〜I13は定電流回路を示す。 R1 to R13 are resistors. Tr1 to Tr24 are transistors, and C1 and C2 are capacitors.
I1 to I13 indicate constant current circuits.
これら全ては、モノリシツクICの回路素子で
ある。半導体単結晶板の上にウエハプロセスによ
つて作られる。プリント基板の上に個別部品を組
立てて作るものではない。 All of these are circuit elements of a monolithic IC. Manufactured using a wafer process on a semiconductor single crystal board. It is not made by assembling individual parts on a printed circuit board.
コンデンサC1,C2は小容量のコンデンサ
で、例えばC1は5PF、C2は10pF程度とする
が、これらはウエハプロセスで作ることができ
る。 Capacitors C1 and C2 are small capacitance capacitors, for example, C1 is about 5PF and C2 is about 10pF, but these can be manufactured by a wafer process.
定電流回路はトランジスタ、抵抗をいくつか組
合わせたもので、モノリシツクICの中には、既
に広く使用されている。周知の回路によつて構成
できるので、内部回路の図示を省略した。 A constant current circuit is a combination of several transistors and resistors, and is already widely used in monolithic ICs. Since it can be constructed using a well-known circuit, illustration of the internal circuit is omitted.
電源電圧は5Vとしているが、この回路は電源
電圧がいくらであつても、定数を適当に変更すれ
ば、常に良好に機能する。 Although the power supply voltage is 5V, this circuit will always function well no matter what the power supply voltage is, as long as the constants are changed appropriately.
電流−電圧変換回路Aから順に説明する。 The current-voltage conversion circuit A will be explained in order.
A 電流−電圧変換回路
電源Vccとアースの間に、定電流回路I1、ト
ランジスタTr1のコレクタ、エミツタ、順方向
のダイオードD1,D2を接続する。A Current-Voltage Conversion Circuit A constant current circuit I1, the collector and emitter of the transistor Tr1, and forward diodes D1 and D2 are connected between the power supply Vcc and the ground.
電源とアースの間には、トランジスタTr2と
定電流回路I2が直列に接続されている。 A transistor Tr2 and a constant current circuit I2 are connected in series between the power supply and the ground.
トランジスタTr2のベースは、トランジスタ
Tr1のコレクタ及び定電流回路I1に接続して
ある。トランジスタTr1のベースとアースの間
には、ホトダイオードPDが逆方向に接続してあ
る。 The base of transistor Tr2 is the transistor
It is connected to the collector of Tr1 and constant current circuit I1. A photodiode PD is connected in the opposite direction between the base of the transistor Tr1 and the ground.
ホトダイオードPDにはトランジスタTr1のベ
ースエミツタ電圧降下、ダイオードのpn接合の
D1,D2電圧降下の分の電圧がかかる。例え
ば、約1.8V程度である。 A voltage equal to the base-emitter voltage drop of the transistor Tr1 and the voltage drops D1 and D2 of the pn junction of the diode is applied to the photodiode PD. For example, it is about 1.8V.
トランジスタTr1のベースと、トランジスタ
Tr2、定電流回路I2の接続点の間には、コン
デンサC1と、抵抗R1が接続してある。 The base of transistor Tr1 and the transistor
A capacitor C1 and a resistor R1 are connected between the connection point of Tr2 and constant current circuit I2.
コンデンサC1は発振防止用で、例えば5pF程
度である。 The capacitor C1 is for preventing oscillation and has a value of about 5 pF, for example.
抵抗R1は電流−電圧変換のための抵抗であ
る。大きい値の方が増幅率が大きいが、モノリシ
ツク回路の一要素であるから、20KΩ〜30KΩに
制限される。 Resistor R1 is a resistor for current-voltage conversion. The larger the value, the higher the amplification factor, but since it is an element of a monolithic circuit, it is limited to 20KΩ to 30KΩ.
光電流Ipが0の時、トランジスタTr1,Tr2
ともに、定電流I1,I2が流れている。トラン
ジスタTr1のベース電流の値は、I1によつて
一定値に固定される。抵抗R1には、このベース
電流が流れるだけである。トランジスタTr2の
エミツタ電位は、Tr1のベース・エミツタ、D
1,D2の順方向電圧降下と、R1×(ベース電
流)の和によつて与えられる。 When the photocurrent Ip is 0, transistors Tr1 and Tr2
Constant currents I1 and I2 are flowing in both. The value of the base current of the transistor Tr1 is fixed to a constant value by I1. Only this base current flows through the resistor R1. The emitter potential of transistor Tr2 is the base emitter of Tr1, D
It is given by the sum of the forward voltage drop of 1, D2 and R1×(base current).
光信号がホトダイオードPDに入つたとする。
光電流Ipが流れる。そうすると、IpとR1と積の
分だけ、トランジスタTr2のエミツタ電圧が高
くなる。これが電圧信号である。トランジスタ
Tr2と定電流回路I2の接続点の電位はそれら
自信の状態によつて決まらないので、Ip R1に
よつて決めることができる。 Suppose that an optical signal enters a photodiode PD.
A photocurrent Ip flows. Then, the emitter voltage of the transistor Tr2 increases by the product of Ip and R1. This is the voltage signal. transistor
Since the potential at the connection point between Tr2 and constant current circuit I2 is not determined by their own states, it can be determined by Ip R1.
B 微分回路
本発明に於て、光電流を増幅した後、すぐに比
較回路に入れて二値化するのではなく、微分回路
を通している。微分回路によつて、信号の立上り
の部分を上向きのパルスに、信号の立下りの部分
を下向きのパルスに変換している。B. Differentiating circuit In the present invention, after amplifying the photocurrent, it is passed through a differentiating circuit instead of immediately entering a comparator circuit for binarization. A differentiation circuit converts the rising portion of the signal into an upward pulse, and the falling portion of the signal into a downward pulse.
しかし、これは全く新規というわけではなく、
増幅後、微分回路を通すようにした光受信回路も
既に提案されている。 However, this is not entirely new;
An optical receiving circuit in which the signal is passed through a differentiation circuit after amplification has already been proposed.
2つのトランジスタTr3,Tr4を、平衡さ
せ、差動増幅器として用いる。2つのトランジス
タのエミツタは共通で、定電流回路I3を介して
アースにつながつている。トランジスタTr3の
ベースは、先ほどの電流−電圧変換回路Aの出力
と抵抗R2を介して接続される。トランジスタ
Tr4のベースも、抵抗R3を介して、電流−電
圧変換回路Aの出力と接続される。 The two transistors Tr3 and Tr4 are balanced and used as a differential amplifier. The emitters of the two transistors are common and connected to ground via a constant current circuit I3. The base of the transistor Tr3 is connected to the output of the current-voltage conversion circuit A mentioned earlier via the resistor R2. transistor
The base of Tr4 is also connected to the output of current-voltage conversion circuit A via resistor R3.
しかし、トランジスタTr4のベースはさらに
コンデンサC2を介し、アースと接続される。抵
抗R3とコンデンサC2は遅延回路を構成する。 However, the base of transistor Tr4 is further connected to ground via capacitor C2. Resistor R3 and capacitor C2 constitute a delay circuit.
トランジスタTr3のコレクタは電源Vccに接
続してある。トランジスタTr4のコレクタは、
抵抗R4を介して、Vccにつながつている。 The collector of transistor Tr3 is connected to power supply Vcc. The collector of transistor Tr4 is
It is connected to Vcc via resistor R4.
第2図aの実線は、電流−電圧変換回路Aの出
力信号を示す。これはトランジスタTr3のベー
ス電圧に等しい。 The solid line in FIG. 2a shows the output signal of the current-voltage conversion circuit A. This is equal to the base voltage of transistor Tr3.
トランジスタTr4のベース電圧の変化は、R
3,C2のために遅れるので、aの破線のように
変化する。 The change in the base voltage of transistor Tr4 is R
3. Since there is a delay due to C2, it changes as shown by the broken line a.
そうすると、実線sと破線tが、パルスの立上
り、立下りに於て喰い違う。この時、2つのトラ
ンジスタTr3,Tr4は非平衡になる。平衡時に
両トランジスタにはほぼ等しい電流は流れている
が、第2図aの斜線(st間)を施した部分に於
て、非平衡になり、抵抗R4を流れる電流が変化
する。 Then, the solid line s and the broken line t differ at the rise and fall of the pulse. At this time, the two transistors Tr3 and Tr4 become unbalanced. Although approximately the same current flows through both transistors in a balanced state, the current flowing through the resistor R4 changes in the shaded area (between st) in FIG.
このためTr4のコレクタ電圧が変化する。こ
れは第2図b,cに示すような微分波形である。
微分波形の時間的な減衰の早さはR3C2によつ
てきまる。一例ではR3が30KΩ、C2が10pFで
ある。 Therefore, the collector voltage of Tr4 changes. This is a differential waveform as shown in FIGS. 2b and 2c.
The speed of temporal decay of the differential waveform depends on R3C2. In one example, R3 is 30KΩ and C2 is 10pF.
入力の光信号のパワーが小さければ、微分波形
はbのようになり、パワーが大きければ微分波形
cは上下で飽和することもありうる。しかし、R
3,C2の積はパルス幅より狭いから、ひとつの
パスルの終らないうちに、微分波形は必ずもとの
レベルに戻つている。このため飽和による動作時
間の遅れ、という問題は存在しない。 If the power of the input optical signal is small, the differential waveform will be like b, and if the power is large, the differential waveform c may be saturated at the top and bottom. However, R
Since the product of 3 and C2 is narrower than the pulse width, the differential waveform always returns to its original level before one pulse ends. Therefore, there is no problem of delay in operation time due to saturation.
このようにして、トランジスタTr4のコレク
タuには、増幅された信号の微分波形が現われ
る。 In this way, a differential waveform of the amplified signal appears at the collector u of the transistor Tr4.
C 基準電圧発生回路
これは、微分信号uを次段のコンパレータに於
て“H”と“L”に分けるための基準になる電圧
Vcを発生するための回路である。C Reference voltage generation circuit This is the voltage that becomes the reference for dividing the differential signal u into “H” and “L” in the next stage comparator.
This is a circuit for generating Vc.
微分信号の平均値を求めて、これを基準電圧と
すれば、パルス幅がパルス高に関係なく一定値に
なりうる。微分信号の平均値を求めるには、抵抗
とコンデンサの直列体を作り、微分信号をこれに
よつて平均化すれば良い。こうして得られた値は
厳密な平均値である。 If the average value of the differential signal is determined and used as a reference voltage, the pulse width can be a constant value regardless of the pulse height. In order to find the average value of the differential signal, it is sufficient to create a series body of a resistor and a capacitor, and use this to average the differential signal. The values thus obtained are exact average values.
こうするには、抵抗とコンデンサの平均値(平
滑)回路の時定数が、パルスの繰り返し時間よ
り、ずつと長くなければならない。このためコン
デンサが大きくなりすぎる。 To do this, the time constant of the averaging (smoothing) circuit of the resistor and capacitor must be significantly longer than the pulse repetition time. This makes the capacitor too large.
全回路をモノリシツク化したいのであるが、大
きいコンデンサをつける、という事になれば、モ
ノリシツク回路素子では間に合わず、外付けコン
デンサになつてしまう。 I would like to make the entire circuit monolithic, but if I had to add a large capacitor, a monolithic circuit element would not be enough and I would have to use an external capacitor.
外付コンデンサを付けると、回路の体積が増
え、信頼性も低下することがありうる。 Adding external capacitors increases circuit volume and can reduce reliability.
そこで、微分信号を直接平均化するのではな
く、予め平均値を決めておくことにする。 Therefore, instead of directly averaging the differential signals, the average value is determined in advance.
トランジスタTr6と定電流回路I5とを電源
Vccとアースの間に直列に接続する。 Power supply for transistor Tr6 and constant current circuit I5
Connect in series between Vcc and ground.
抵抗R7と定電流回路I6とを直列にして、
Vccとアースの間に接続する。 The resistor R7 and the constant current circuit I6 are connected in series,
Connect between Vcc and ground.
抵抗R7、定電流回路I6と、Tr6のベース
を接続する。この接続点wの電位が、微分回路の
出力uの平均値<u>に等しくなるようにする。 Connect the resistor R7, the constant current circuit I6, and the base of Tr6. The potential of this connection point w is made equal to the average value <u> of the output u of the differentiating circuit.
このようにするには、微分回路における、抵抗
R4にかかる平均電圧と、R7にかかる電圧が等
しければよいから、
R4I3/2=R7I6
とすればよい。右辺はw点の電位(Vccから)
で、左辺はu点の平衡時の電位である。平衡時に
Tr3,Tr4はI3/2だけ電流が流れる。 To do this, it is sufficient that the average voltage applied to resistor R4 and the voltage applied to R7 in the differentiating circuit are equal, so R4I3/2=R7I6. The right side is the potential at point w (from Vcc)
The left side is the potential at equilibrium at point u. at equilibrium
A current of I3/2 flows through Tr3 and Tr4.
たとえば、I3=I6として、R7がR4の1/
2の値になるようにする。 For example, if I3=I6, R7 is 1/1/1 of R4.
Set it to a value of 2.
w点の電位はこのようにして決定される。トラ
ンジスタTr6,Tr7はエミツタフオロワーの形
で、この電位より、ベース・エミツタ降下分を2
回差引いた基準電圧Vcを与えて比較回路Dのコ
ンパレータに入力する。 The potential at point w is determined in this way. Transistors Tr6 and Tr7 are in the form of emitter followers, and the base-emitter drop is 2 times higher than this potential.
The subtracted reference voltage Vc is applied to the comparator of the comparison circuit D.
温度変化などによつて、電圧の関係がズレては
いけないので、Tr5とTr6、Tr8とTr7、抵
抗R5,R6は同じ特性のものを作るようにす
る。 Since the voltage relationship must not deviate due to temperature changes, Tr5 and Tr6, Tr8 and Tr7, and resistors R5 and R6 should have the same characteristics.
予め与えたw点の電圧と、微分信号uの平均<
u>とが喰い違つてくるかもしれない、という可
能性がありうる。しかし、微分の平均は常に0で
あるから、ドリフトするとすれば直流分がドリフ
トするのである。 The voltage at the point w given in advance and the average of the differential signal u <
There is a possibility that there may be a discrepancy between ``u'' and ``u''. However, since the average of the differential is always 0, if there is a drift, it is the DC component that drifts.
直流分は、Tr3,Tr4がバランスしている限
り一定値であつてドリフトしない。 The DC component is a constant value and does not drift as long as Tr3 and Tr4 are balanced.
従つて、w点の電圧は常に微分信号uの平均値
<u>を与えることができる。 Therefore, the voltage at point w can always give the average value <u> of the differential signal u.
D 比較回路
これは微分回路で得られた微分信号を、基準電
圧と比較し、二値化(HとL)する回路である。D Comparison circuit This is a circuit that compares the differential signal obtained by the differential circuit with a reference voltage and converts it into two values (H and L).
第2図b,cに示すような微分波形をそのまま
コンパレータで基準電圧と比較すると、単にパル
スが角形に整形されるだけである。第2図aのs
に示すように、パルス幅がもとのパスルに等しく
なるよう、復元されない。 If the differential waveforms shown in FIGS. 2b and 2c are directly compared with the reference voltage using a comparator, the pulses will simply be shaped into a rectangular shape. Figure 2 a, s
The pulse width is not restored to be equal to the original pulse, as shown in .
上向きパルスから下向きパルスの間は“H”
に、下向きパルスから上向きパルスの間は“L”
に変換されなければならない。 “H” between upward pulse and downward pulse
, “L” between the downward pulse and the upward pulse
must be converted to
そこで、微分信号にヒステリシスを与えること
にする。ヒステリシスがあれば、上向きパルスが
コンパレータに入り、出力が“H”になつた後、
入力が0に戻つても出力の“H”は維持される。
次に下向きのパルスがコンパレータに入力された
時にはじめて、出力は“L”に変化する。 Therefore, we decided to give hysteresis to the differential signal. If there is hysteresis, after the upward pulse enters the comparator and the output becomes “H”,
Even if the input returns to 0, the output remains at "H".
The output changes to "L" only when a downward pulse is input to the comparator.
ヒステリシスを与えるには次のようにする。微
分された信号をUとする。Tr8のエミツタの電
位で、微分回路の出力uから、一定電圧を差引い
たものである。 To provide hysteresis, do the following: Let the differentiated signal be U. This is the potential of the emitter of Tr8, which is obtained by subtracting a constant voltage from the output u of the differentiating circuit.
基準電圧をVcとする。これは基準電圧発生回
路Cのw点の電位から、一定電圧を差引いたもの
である。 Let the reference voltage be Vc. This is obtained by subtracting a constant voltage from the potential at point w of the reference voltage generating circuit C.
比較回路の出力をDとすると、単に、信号Uと
基準Vcとを比較して、DがL又はHとするので
はない。 If the output of the comparator circuit is D, the signal U is not simply compared with the reference Vc and D is set to L or H.
ヒステリシスをΔVとして
() D=Hの時、Vcと(U+ΔV)とを比較
する。 Assuming hysteresis as ΔV () When D=H, compare Vc and (U+ΔV).
後者が大きければD=Hのままとし、後者が小
さくなればDをLに変化させる。 If the latter is large, D=H is maintained, and if the latter is small, D is changed to L.
() D=Lのとき、Vcと(U−ΔV)とを比
較する。() When D=L, compare Vc and (U-ΔV).
後者が小さければD=Lのままとし、後者が大
きくなればDをHに変化させる。 If the latter is small, D=L remains, and if the latter becomes large, D is changed to H.
基準電圧発生回路Cで得られた基準電圧Vcは、
トランジスタTr11のベースに与えられる。微
分回路からの信号電圧は抵抗R6、トランジスタ
Tr8、抵抗R8を通じてトランジスタTr12の
ベースに与えられる。 The reference voltage Vc obtained by the reference voltage generation circuit C is
It is applied to the base of transistor Tr11. The signal voltage from the differentiating circuit is connected to resistor R6 and transistor
It is applied to the base of transistor Tr12 through Tr8 and resistor R8.
コンパレータ(比較器)は、トランジスタTr
11,Tr12と、エミツタ同士がつながつてい
るトランジスタTr13,Tr14と、これらとコ
レクタ同士でつながつているTr15,Tr16な
どよりなる。 The comparator is a transistor Tr
11 and Tr12, transistors Tr13 and Tr14 whose emitters are connected to each other, and transistors Tr15 and Tr16 whose collectors are connected to each other.
トランジスタTr9,Tr10は、これら対称形
のコンパレータに一定電流を供給するためのもの
である。 The transistors Tr9 and Tr10 are for supplying a constant current to these symmetrical comparators.
pnp型のトランジスタTr9,Tr10はエミツ
タがVccに接続され、ベースは互につながつてい
る。 The emitters of the pnp type transistors Tr9 and Tr10 are connected to Vcc, and the bases are connected to each other.
トランジスタTr9のコレクタは、定電流回路
I9を通じてアースにつながつている。対称なコ
ンパレータ中のトランジスタTr13,Tr14の
ベースも、Tr9のコレクタに接続してある。 The collector of the transistor Tr9 is connected to ground through a constant current circuit I9. The bases of transistors Tr13 and Tr14 in the symmetrical comparator are also connected to the collector of Tr9.
トランジスタTr10のベース、コレクタはつ
ながつている。コレクタはさらに、コンパレータ
の2つのトランジスタTr11,Tr12のコレク
タと接続されている。 The base and collector of the transistor Tr10 are connected. The collector is further connected to the collectors of two transistors Tr11 and Tr12 of the comparator.
トランジスタTr15,TR16のエミツタは接
地され、トランジスタTr16のベース、コレク
タは接続されている。 The emitters of the transistors Tr15 and TR16 are grounded, and the base and collector of the transistor Tr16 are connected.
トランジスタTr9〜Tr16はコンパレータを
構成し、出力は、トランジスタTr15のコレク
タになる。 Transistors Tr9 to Tr16 constitute a comparator, and the output becomes the collector of transistor Tr15.
トランジスタTr11,Tr12のベース電圧が
比較される。Tr11のベース電圧はVc,Tr12
のベース電圧は(U±ΔV)である。 The base voltages of transistors Tr11 and Tr12 are compared. The base voltage of Tr11 is Vc, Tr12
The base voltage of is (U±ΔV).
Tr11のベース電圧が、Tr12のそれより低
ければ、Tr12,Tr14のベース電流がTr1
1、Tr13のベース電流より大きくなる。Tr1
3のベース電流が減少するので、Tr13のコレ
クタ電流が減少し、コレクタ電圧が下る。つま
り、トランジスタTr15のコレクタXの電圧が
下る。 If the base voltage of Tr11 is lower than that of Tr12, the base current of Tr12 and Tr14 becomes Tr1.
1. It becomes larger than the base current of Tr13. Tr1
Since the base current of Tr 3 decreases, the collector current of Tr 13 decreases, and the collector voltage decreases. In other words, the voltage at the collector X of the transistor Tr15 decreases.
Tr11のベース電圧が、Tr12のそれより高
ければ、Xの電圧が上る。 If the base voltage of Tr11 is higher than that of Tr12, the voltage of X increases.
電源Vccとアースの間に、定電流回路I10と
トランジスタTr17の直列体が接続される。ト
ランジスタTr17のベースがX点に接続される。 A series body of a constant current circuit I10 and a transistor Tr17 is connected between the power supply Vcc and ground. The base of the transistor Tr17 is connected to the X point.
トランジスタTr17のコレクタは抵抗R9,
R10を介して、トランジスタTr18,Tr21
のベースにつながつている。 The collector of the transistor Tr17 is a resistor R9,
Transistors Tr18 and Tr21 via R10
is connected to the base of
X点の電圧が低い時、トランジスタTr17は、
ベース電流が流れないのでオフである。 When the voltage at point X is low, transistor Tr17 is
It is off because no base current flows.
X点の電圧が高い時、トランジスタTr17は
導通する。これに応じ、トランジスタTr18,
Tr21もそれに応じて、オン、オフ動作する。 When the voltage at the X point is high, the transistor Tr17 is conductive. Accordingly, transistors Tr18,
Tr21 also operates on and off accordingly.
比較回路Dの中に含まれるヒステリシス回路
は、定電流回路I11,I12、トランジスタ
Tr18,Tr19,Tr20及び抵抗R8よりな
る。 The hysteresis circuit included in the comparison circuit D includes constant current circuits I11 and I12, and transistors.
It consists of Tr18, Tr19, Tr20 and resistor R8.
トランジスタTr18とエミツタは接地され、
コレクタは定電流回路I11を介して電源Vccに
接続される。 Transistor Tr18 and emitter are grounded,
The collector is connected to the power supply Vcc via a constant current circuit I11.
トランジスタTr19のエミツタは接地され、
ベースとコレクタは互に接続される。コレクタ
は、定電流回路I11にもつながつている。 The emitter of transistor Tr19 is grounded,
The base and collector are connected to each other. The collector is also connected to a constant current circuit I11.
トランジスタTr20のエミツタは接地される。
コレクタは、定電流回路I12を介してVccにつ
ながつている。コレクタは同時に、コンパレータ
をなすトランジスタTr12のベースにつながつ
ている。 The emitter of transistor Tr20 is grounded.
The collector is connected to Vcc via a constant current circuit I12. The collector is also connected to the base of a transistor Tr12 that serves as a comparator.
定電流回路から、Tr12のベース、抵抗R8
へと流れる電流をe、Tr20のコレクタ、エミ
ツタへ流れる電流をfとする。e,f,I12は
e+f=I12 (1)
である。 From the constant current circuit, the base of Tr12, resistor R8
Let e be the current flowing to the collector of Tr20, and f be the current flowing to the collector and emitter of Tr20. e, f, I12 are e+f=I12 (1).
定電流回路I11から、Te18へ流れる電流
をg、Tr19へ流れる電流をhとする。g,h,
I11の間に
g+h=I11 (2)
が成りたつ。 The current flowing from the constant current circuit I11 to Te18 is assumed to be g, and the current flowing to Tr19 is assumed to be h. g, h,
During I11, g+h=I11 (2) holds true.
Tr19、Tr20のエミツタは接地され、ベー
ス電圧は常に等しい。同等のトランジスタとして
作られているので、常に、電流は等しく、
h=f (3)
という関係がある。 The emitters of Tr19 and Tr20 are grounded, and the base voltages are always equal. Since they are made as equivalent transistors, the current is always the same and there is a relationship h=f (3).
Tr17がオフの時、Tr18は飽和する。Tr1
8に全てのI11が流れるから、f,hは0とな
る。つまりe=I12となり、これだけの電流が
R8を通じて流れる。 When Tr17 is off, Tr18 is saturated. Tr1
Since all I11 flows through 8, f and h become 0. In other words, e=I12, and this much current flows through R8.
そうすると、トランジスタTr12のベースが
R8I12だけ上昇する。これら上向きのヒステ
リシスである。 Then, the base of the transistor Tr12 rises by R8I12. These are upward hysteresis.
Tr12のベース電圧が、Tr11のそれより高
い時、X点の電圧が下り、Tr17がオフになる。
この時、帰還電流eは正で、このため、Tr12
のベースは、Tr8のエミツタUよりR8I12
だけ高くなり、上向きヒステリシス
+ΔV=R8I12 (4)
を与える。 When the base voltage of Tr12 is higher than that of Tr11, the voltage at point X drops and Tr17 is turned off.
At this time, the feedback current e is positive, so Tr12
The base is R8I12 from the emitter U of Tr8.
, giving upward hysteresis +ΔV=R8I12 (4).
Tr12のベース電圧が、Tr11のそれより低
い時、X点の電圧が上り、Tr17がオンになる。
Tr18はオフとなるので、I11は全てTr19
を流れる。hがI11に等しくなり、(1),(3)式か
ら、帰還電流eは
e=I12−I11 (5)
となる。これを、負となるように設定しておく。
負の帰還電流のため、Tr12のベースは、Tr8
のエミツタ電圧Uよりも、下向きヒステリシス
−ΔV=(I12−I11)R8 (6)
だけ下降することになる。 When the base voltage of Tr12 is lower than that of Tr11, the voltage at point X rises and Tr17 is turned on.
Since Tr18 is off, I11 is all connected to Tr19.
flows. h becomes equal to I11, and from equations (1) and (3), the feedback current e becomes e=I12-I11 (5). Set this so that it is negative.
Due to the negative feedback current, the base of Tr12 is connected to Tr8
The emitter voltage U will drop by the downward hysteresis -ΔV=(I12-I11)R8 (6).
I12=I11/2 (7)
となるように選べば、上向き、下向きヒステリシ
スの絶対値が等しくなる。 If I12=I11/2 (7) is selected, the absolute values of upward and downward hysteresis will be equal.
一例を述べる。I11=20μA、I12=10μA、R8=
1KΩとすると、ヒステリシスは
±ΔV=±10mV
となる。 Let me give an example. I11=20μA, I12=10μA, R8=
If it is 1KΩ, the hysteresis will be ±ΔV=±10mV.
第3図aはトランジスタTr12のベースの電
圧波形を示す。Vcより上では、U+ΔVとなり、
Vcより下ではU−ΔVとなつている。このように
ヒステリシスがあるので、微分回路の出力U(或
はu)が、上向きパルスから下向きパルスまでの
間は、Vcより上、Uが下向きパルスから上向き
パルスの間はVcより下となるようにできる。 FIG. 3a shows the voltage waveform at the base of the transistor Tr12. Above Vc, it becomes U + ΔV,
Below Vc, it becomes U-ΔV. Since there is hysteresis in this way, the output U (or u) of the differentiator circuit is above Vc between the upward pulse and the downward pulse, and is below Vc between the downward pulse and the upward pulse. Can be done.
E 出力段
これは、コンパレータの出力を増幅するもので
ある。コンパレータのTr12のベース(U+
ΔV)がVcより高い場合、Tr17はオフである。
逆に(U−ΔV)がVcより低い時Tr17はオン
である。E Output stage This amplifies the output of the comparator. Base of comparator Tr12 (U+
When ΔV) is higher than Vc, Tr17 is off.
Conversely, when (U-ΔV) is lower than Vc, Tr17 is on.
出力段Eは、Tr21〜Tr24のトランジス
タ、R11〜R13の抵抗、ダイオードD3を含
む。 The output stage E includes transistors Tr21 to Tr24, resistors R11 to R13, and a diode D3.
定電流回路I13、トランジスタTr21の直
列体が、Vccとアースの間に接続される。 A series body of a constant current circuit I13 and a transistor Tr21 is connected between Vcc and ground.
Tr22のコレクタは抵抗R11を介してVcc
につながり、エミツタはR12を介してアースに
つながつている。Tr22のベースはTr21のコ
レクタに接続してある。 The collector of Tr22 is connected to Vcc via resistor R11.
The emitter is connected to ground via R12. The base of Tr22 is connected to the collector of Tr21.
最終段では、Vccとアースの間に、抵抗R1
3,Tr23、ダイオードD3,Tr24の直列体
が接続してある。出力トランジスタTr23のベ
ースは、Tr22のコレクタに、Tr24のベース
はTr22のエミツタに接続してある。 In the final stage, resistor R1 is connected between Vcc and ground.
3. A series body of Tr23, diode D3, and Tr24 is connected. The base of the output transistor Tr23 is connected to the collector of Tr22, and the base of Tr24 is connected to the emitter of Tr22.
ダイオードD3は、Tr23のエミツタ、ベー
スに逆電圧が掛かるのを防止する。出力EはD3
とトランジスタTr24のコレクタの接続点より
とり出す。 Diode D3 prevents reverse voltage from being applied to the emitter and base of Tr23. Output E is D3
It is taken out from the connection point of the collector of the transistor Tr24.
() U+ΔV>Vcの場合、
Tr17のコレクタ電圧が上る。Tr21がオン
になる。Tr22がオフになる。Tr23のベース
電圧が上り、Tr24のベース電圧が下る。Tr2
3は導通し、Tr24は非導通になる。出力Eは
“H”になる。() When U+ΔV>Vc, the collector voltage of Tr17 increases. Tr21 turns on. Tr22 is turned off. The base voltage of Tr23 increases and the base voltage of Tr24 decreases. Tr2
3 becomes conductive, and Tr24 becomes non-conductive. Output E becomes "H".
() U−ΔV<Vcの場合、
Tr17のコレクタ電圧が下る。Tr21がオフ
になる。Tr22がオンになる。Tr23はオフに
なり、Tr24はオンになる。出力Eは“L”と
なる。() When U-ΔV<Vc, the collector voltage of Tr17 decreases. Tr21 turns off. Tr22 turns on. Tr23 is turned off and Tr24 is turned on. Output E becomes "L".
ダイオードD3は、Tr24のコレクタ電圧を、
Tr23のエミツタ電圧より、pn接合電圧降下分
(0.6V程度)だけ下ることにより、Tr22が飽和
した時に、Tr23が半ば導通するのを防止する。
D3によつてTr23はより完全にオフとなるこ
とができる。 Diode D3 changes the collector voltage of Tr24,
By lowering the emitter voltage of Tr23 by the pn junction voltage drop (approximately 0.6V), Tr23 is prevented from becoming partially conductive when Tr22 is saturated.
D3 allows Tr23 to be more completely turned off.
第3図bは出力Eの波形を示すグラフである。
これは、光信号を復元している(第2図a,s)
ことが分る。光信号の強弱にかかわらず、復元さ
れたパルスの幅はもとのパルスの幅に等しい。微
分回路に於て、微分パルス(上向き、下向き)を
出す部分は、光信号の強弱にかかわらないからで
ある。 FIG. 3b is a graph showing the waveform of the output E.
This restores the optical signal (Fig. 2 a, s)
I understand. Regardless of the strength of the optical signal, the width of the restored pulse is equal to the width of the original pulse. This is because the portion of the differential circuit that outputs differential pulses (upward and downward) is independent of the strength of the optical signal.
微分してしまうので、もとの光信号の強弱は直
接、以後の信号にあらわれない。光パワーが大き
すぎても鋭いパルスが出た後、すぐに平衡状態
Tr3,Tr4に戻るので、大信号であるからトラ
ンジスタが飽和し、動作が遅くなる、ということ
もない。 Because the signal is differentiated, the strength of the original optical signal does not directly appear in the subsequent signal. Even if the optical power is too high, a sharp pulse is generated and then the equilibrium state is reached immediately.
Since the signal returns to Tr3 and Tr4, there is no possibility that the transistor will become saturated due to a large signal and the operation will become slow.
(オ) 本発明の構成
本発明の光受信回路は、
(1) トランジスタTr1のエミツタに1個以上の
ダイオードD1,……を順方向に接続しベース
には受光素子を逆バイアス接続し増幅用トラン
ジスタTr2の出力とトランジスタTr1のベー
スを接続する抵抗R1とにより光電流を電圧に
変換する電流−電圧変換回路Aと、
(2) 電流−電圧変換された信号sとその信号を遅
延回路に通した信号tとを差動増幅することに
より微分信号を得る微分回路Bと、
(3) 微分信号の平均電圧に等しくなるように予め
定められた一定の基準電圧Vcを発生する基準
電圧発生回路Cと、
(4) 微分信号に一定のヒステリシス電圧±ΔVを
加えたものと、基準電圧Vcとを比較する比較
器と、微分信号が基準電圧Vcより高い時に微
分信号に正の一定電圧(+ΔV)を加え、微分
信号が基準電圧Vcより低い時に微分信号に負
の一定電圧(−ΔV)を加えるヒステリシス付
与回路とを含む比較回路Dと、
(5) 比較回路Dの出力を増幅する出力段Eとによ
つて構成される。(E) Structure of the present invention The optical receiver circuit of the present invention includes: (1) One or more diodes D1, ... are connected in the forward direction to the emitter of the transistor Tr1, and a light receiving element is connected to the base with a reverse bias for amplification. (2) a current-voltage conversion circuit A that converts a photocurrent into a voltage by a resistor R1 connecting the output of the transistor Tr2 and the base of the transistor Tr1; and (2) a current-voltage converted signal s and passing the signal to a delay circuit. and (3) a reference voltage generation circuit C that generates a constant reference voltage Vc that is predetermined to be equal to the average voltage of the differential signal. (4) A comparator that compares the differential signal plus a constant hysteresis voltage ±ΔV with the reference voltage Vc, and a constant positive voltage (+ΔV) on the differential signal when the differential signal is higher than the reference voltage Vc. and (5) an output stage E that amplifies the output of the comparison circuit D. It is composed of
(カ) 効果
本発明の光受信回路は次のような優れた効果を
収めることができる。(f) Effects The optical receiving circuit of the present invention can achieve the following excellent effects.
(1) ダイナミツクレンジを大きくとれる。(1) You can get a large amount of dynamic cleansing.
増幅部に微分回路を用いたためである。 This is because a differentiating circuit is used in the amplification section.
(2) パルス歪を小さくできる。(2) Pulse distortion can be reduced.
微分回路によつて入力パルスの変化点(立上
り、立下り)を正しく検出できるからである。
光パワーの大小によつてパルス幅が変動すると
いうことはない。 This is because the differentiating circuit can accurately detect the changing points (rising, falling) of the input pulse.
The pulse width does not vary depending on the magnitude of the optical power.
(3) 受光素子の暗電流の影響をキヤンセルでき
る。(3) Can cancel the influence of dark current of the photodetector.
受光素子の暗電流は温度により変動するの
で、従来の光受信回路のように直流増幅するも
のでは、暗電流の影響を除くのが難かしかつ
た。本発明に於ては、微分回路を通すので、暗
電流のような直流分は全てカツトされる。 Since the dark current of a light-receiving element fluctuates depending on the temperature, it is difficult to eliminate the influence of dark current in conventional optical receiving circuits that perform DC amplification. In the present invention, since it passes through a differential circuit, all DC components such as dark current are cut out.
(4) 受光素子の接合容量に起因する周波数特性の
低下をある程度改善できる。(4) Decrease in frequency characteristics caused by junction capacitance of the light-receiving element can be improved to some extent.
トランジスタのべースに受光素子を逆バイパ
ス接続し、このトランジスタのエミツタにはダ
イオードを1個以上(この例では2個)順方向
に接続しているからである。このため、受光素
子に加わる逆電圧が大きくなり、周波数特性が
改善される。 This is because the light receiving element is connected to the base of the transistor in a reverse bypass manner, and one or more (two in this example) diodes are connected to the emitter of this transistor in the forward direction. Therefore, the reverse voltage applied to the light receiving element increases, and the frequency characteristics are improved.
第4図に示す従来例の回路では、出力Vdは
必ず電池電位V0より低くなる。出力の範囲を
広くとるため、V0を高くしなければならず、
受光素子には十分な逆電圧を加えることができ
なかつた。 In the conventional circuit shown in FIG. 4, the output Vd is always lower than the battery potential V0 . In order to widen the output range, V 0 must be increased,
It was not possible to apply a sufficient reverse voltage to the light receiving element.
(5) 容量の大きいコンデンサを必要としないの
で、完全にモノリシツクICの形にすることが
できる。そうすれば、小型で信頼性が高く、使
いやすい素子となる。(5) Since large capacitance capacitors are not required, it can be made into a completely monolithic IC. This results in a small, reliable, and easy-to-use device.
第1図は本発明の実施例に係る光受信回路図。
第2図は光受信回路の中での各回路の波形例図。
aの実線sは電流−電圧変換回路の出力sを示
し、破線tは遅延回路の出力tを示している。b
は光パワーが小さい場合の微分回路の出力u(又
はU)を示す。cは光パワーが大きい場合の微分
回路の出力u(又はU)を示す。第3図aは比較
回路Dのコンパレータを構成する一方のトランジ
スタのベース電圧波形を示し、bは出力段の出力
Eの電圧波形図である。第4図は従来例に係る光
受信回路の増幅部回路図。第5図は増幅された信
号の大小によつてパルス幅が変動することを説明
するための波形図。aは増幅された信号S1,S2,
S3の波形を示す。パルス幅は同じである。コンパ
レータの基準電圧を一定値Vcに固定してある。
b,c,dは信号S3,S2,S1がコンパレータで二
値化された場合のパルス波形を示す。w3,w2,
w1はそれぞれの二値化パルスの幅である。
A……電流−電圧変換回路、B……微分回路、
C……基準電圧発生回路、D……比較回路、E…
…出力段、I1〜I13……定電流回路、R1〜
R13……抵抗、Tr1〜Tr24……トランジス
タ、C1,C2……コンデンサ、D1〜D3……
ダイオード、PD……ホトダイオード、U……微
分回路からの信号、Vc……比較回路のコンパレ
ータの基準電圧、±ΔV……正負のヒステリシス
電圧。
FIG. 1 is an optical receiving circuit diagram according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an example diagram of waveforms of each circuit in the optical receiving circuit.
A solid line s in a indicates the output s of the current-voltage conversion circuit, and a broken line t indicates the output t of the delay circuit. b
represents the output u (or U) of the differentiating circuit when the optical power is small. c indicates the output u (or U) of the differentiating circuit when the optical power is large. 3a shows the base voltage waveform of one of the transistors constituting the comparator of the comparison circuit D, and FIG. 3b shows the voltage waveform of the output E of the output stage. FIG. 4 is a circuit diagram of an amplifier section of an optical receiving circuit according to a conventional example. FIG. 5 is a waveform diagram for explaining that the pulse width varies depending on the magnitude of the amplified signal. a is the amplified signal S 1 , S 2 ,
The waveform of S3 is shown. The pulse width is the same. The reference voltage of the comparator is fixed at a constant value Vc.
b, c, and d show pulse waveforms when the signals S 3 , S 2 , and S 1 are binarized by the comparators. w 3 , w 2 ,
w 1 is the width of each binarized pulse. A... Current-voltage conversion circuit, B... Differential circuit,
C... Reference voltage generation circuit, D... Comparison circuit, E...
...Output stage, I1-I13... Constant current circuit, R1-
R13...Resistor, Tr1-Tr24...Transistor, C1, C2...Capacitor, D1-D3...
Diode, PD...Photodiode, U...Signal from the differentiation circuit, Vc...Reference voltage of the comparator of the comparison circuit, ±ΔV...Positive and negative hysteresis voltage.
Claims (1)
ダイオードD1,……を順方向に接続しベースに
は受光素子を逆バイアス接続しTr2のエミツタ
とトランジスタTr1のベースとを抵抗R1を介
して接続することにより光電流を電圧に変換する
電流−電圧変換回路Aと、電流−電圧変換された
信号sとその信号を遅延回路に通した信号tとを
差動増幅することにより微分信号を得る微分回路
Bと、微分信号の平均電圧に等しくなるよう予め
定められた一定の基準電圧を発生する基準電圧発
生回路Cと、微分信号に一定のヒステリシス電圧
±ΔVを加えたものと基準電位Vcとを比較する比
較器と微分信号が基準電圧Vcより高い時に微分
信号に正の一定電圧(+ΔV)を加え微分信号が
基準電位Vcより低い時に微分信号に負の一定電
圧(−ΔV)を加えるとヒステリシス付与回路と
を含む比較回路Dと、比較回路Dの出力を増幅す
る出力段Eとより構成される事を特徴とする光受
信回路。 2 ヒステリシス付与回路が,微分回路Bの出力
Uと、比較器の入力との間に接続された抵抗8
と、定電流回路I11,I12と、これらにコレ
クタが接続されエミツタが接地されたトランジス
タTr19,Tr20と、コレクタが定電流回路I
11に接続され比較器の出力によつてON,OFF
するトランジスタTr18とよりなり、トランジ
スタTr19のベース、コレクタは互に接続され
ており、トランジスタTr20のコレクタと比較
器の入力及び抵抗R8の一端とを接続してあり、
トランジスタTr18にI11の全電流が流れる
時に定電流回路I12から一定電流I12が微分
回路の出力の方向へと抵抗R8を通つて流れ、ト
ランジスタTr18がオフの時抵抗R8にはトラ
ンジスタTr20に向う方向へ(I11−I12)
の電流が流れるようにした特許請求の範囲第1項
記載の光受信回路。[Claims] 1 One or more diodes D1, . A differential signal is generated by differentially amplifying the current-voltage converted signal s and the signal t which is passed through a delay circuit. a differentiating circuit B that generates a constant reference voltage that is predetermined to be equal to the average voltage of the differential signal, a reference voltage generating circuit C that generates a constant reference voltage that is predetermined to be equal to the average voltage of the differential signal, a constant hysteresis voltage ±ΔV added to the differential signal, and a reference potential. When the differential signal is higher than the reference voltage Vc, a constant positive voltage (+ΔV) is applied to the differential signal, and when the differential signal is lower than the reference voltage Vc, a constant negative voltage (-ΔV) is applied to the differential signal. An optical receiving circuit characterized in that it is comprised of a comparator circuit D that additionally includes a hysteresis imparting circuit, and an output stage E that amplifies the output of the comparator circuit D. 2 The hysteresis applying circuit is a resistor 8 connected between the output U of the differentiating circuit B and the input of the comparator.
, constant current circuits I11 and I12, transistors Tr19 and Tr20 whose collectors are connected to these and whose emitters are grounded, and whose collectors are connected to the constant current circuit I
Connected to 11 and turned on and off by the output of the comparator
The base and collector of the transistor Tr19 are connected to each other, and the collector of the transistor Tr20 is connected to the input of the comparator and one end of the resistor R8.
When the entire current of I11 flows through the transistor Tr18, a constant current I12 flows from the constant current circuit I12 through the resistor R8 in the direction of the output of the differentiating circuit, and when the transistor Tr18 is off, the constant current I12 flows through the resistor R8 in the direction toward the transistor Tr20. (I11-I12)
2. The optical receiving circuit according to claim 1, wherein a current flows through the optical receiving circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58194709A JPS6085649A (en) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | optical receiver circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58194709A JPS6085649A (en) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | optical receiver circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6085649A JPS6085649A (en) | 1985-05-15 |
| JPH0422057B2 true JPH0422057B2 (en) | 1992-04-15 |
Family
ID=16328945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58194709A Granted JPS6085649A (en) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | optical receiver circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6085649A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5762943B2 (en) * | 2011-12-27 | 2015-08-12 | 株式会社東芝 | Optical transceiver circuit and receiving circuit |
-
1983
- 1983-10-17 JP JP58194709A patent/JPS6085649A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6085649A (en) | 1985-05-15 |
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