JPH01253305A - Light receiver - Google Patents
Light receiverInfo
- Publication number
- JPH01253305A JPH01253305A JP7812588A JP7812588A JPH01253305A JP H01253305 A JPH01253305 A JP H01253305A JP 7812588 A JP7812588 A JP 7812588A JP 7812588 A JP7812588 A JP 7812588A JP H01253305 A JPH01253305 A JP H01253305A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- terminal
- transistor
- amplifier
- optical receiver
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 67
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 3
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的コ
（産業上の利用分野）
本発明は光信号を電気信号に一換する光受信器に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to an optical receiver that converts an optical signal into an electrical signal.
（従来の技術）
光受信器は、光ファイバによって伝搬されてきた光パル
ス信号を受光素子によって電気信号に変換し、この電気
信号を増幅器によって増幅し、さらにこの増幅された電
気信号を二値化回路で二値化し、この二値化された（Ｈ
）レベルと（Ｌ）レベルのパルス信号を出力するもので
ある。(Prior art) An optical receiver converts an optical pulse signal propagated through an optical fiber into an electrical signal using a light receiving element, amplifies this electrical signal using an amplifier, and further converts the amplified electrical signal into a binary signal. It is binarized by a circuit, and this binarized (H
) level and (L) level pulse signals are output.
ところが一般に光ファイバを伝搬してくる光パルス信号
は、伝送距離の大小、あるいは光受信器との光結合状態
によって異なる量の光損失を受ける。このため光受信器
には種々の強度の光パルス信号が入射されることになる
。However, optical pulse signals propagating through optical fibers generally undergo optical loss of varying amounts depending on the length of transmission distance or the state of optical coupling with an optical receiver. Therefore, optical pulse signals of various intensities are incident on the optical receiver.
大きい光パルス信号が光受信器に入射されると、光受信
器内の増幅器の出力は飽和し、逆に光受信器に入射する
光パルス信号が弱い場合、増幅しきれない場合がある。When a large optical pulse signal is incident on an optical receiver, the output of an amplifier within the optical receiver becomes saturated, and conversely, when an optical pulse signal that is incident on an optical receiver is weak, it may not be fully amplified.
このため従来の光受信器では二値化回路で光パルス信号
に応じた二値化が正しく行えず、正常な出力が得られる
光パルス信号のダイナミックレンジは非常に狭いもので
あった。For this reason, in conventional optical receivers, the binarization circuit cannot correctly perform binarization according to the optical pulse signal, and the dynamic range of the optical pulse signal from which a normal output can be obtained is extremely narrow.
入射する光パルス信号の信号レベルが広い範囲であって
も対応できる光受信器としては、例えば特開昭６１−４
１２１３号公報に記載されているものが知られている。An example of an optical receiver that can handle a wide range of signal levels of incident optical pulse signals is JP-A-61-4.
The one described in Japanese Patent No. 1213 is known.
第６図はこのような光受信器の電流・電圧変換部の回路
示すものであり、この図を参照して従来の光受信器を説
明する。FIG. 6 shows a circuit of the current/voltage conversion section of such an optical receiver, and the conventional optical receiver will be explained with reference to this figure.
フォトダイオード（１０１）は、光ファイバの中を伝搬
してきた光パルス信号を受光し、光パルス信号の強さに
応じた光電流を生じるものでおる。The photodiode (101) receives a light pulse signal propagated through the optical fiber and generates a photocurrent depending on the intensity of the light pulse signal.
このフォトダイオード（１０１）のアノードは接地され
、カソードは増幅器（１０５）の入力端子に接続されて
いる。またこの増幅器（１０５）の出力と入力は帰還抵
抗（１１１）に接続されている。ざらに増幅器（１０５
）の出力と入力はｎチャンネル・エンハンスメント型の
ＭＯＳ−ＦＥＴ（１２０）（以下ＭＯ３−ＦＥＴと略す
）によって接続されている。このＭＯＳ−ＦＥＴ （１
２０）のドレイン端子が増幅器（１０５）の出力に、ソ
ース端子が入力に接続されている。またゲート端子はド
レイン端子と同様に出力に接続されている。The anode of this photodiode (101) is grounded, and the cathode is connected to the input terminal of an amplifier (105). Further, the output and input of this amplifier (105) are connected to a feedback resistor (111). Zarani Amplifier (105
) are connected by an n-channel enhancement type MOS-FET (120) (hereinafter abbreviated as MO3-FET). This MOS-FET (1
The drain terminal of 20) is connected to the output of the amplifier (105), and the source terminal is connected to the input. Further, the gate terminal is connected to the output similarly to the drain terminal.
このような構成の電流・電圧変換部の動作は次のようで
ある。The operation of the current/voltage converter having such a configuration is as follows.
フォトダイオード（１０１）には電圧■Ｏが印加されて
おり、このとき光電流ｉが回路に流れたとする。このと
き帰還抵抗（１１１）とＭＯＳ−ＦＥＴ（１２１＞から
成る並列合成抵抗の抵抗値をＲとすると、出力側は■Ｏ
十ｉ−Ｒとなる。ここでＭＯＳ−ＦＥＴ （１２０＞の
ゲート端子とソース端子間の電圧ＶＧＳはｉ−Ｒとなる
。Assume that a voltage ■O is applied to the photodiode (101), and at this time a photocurrent i flows through the circuit. At this time, if the resistance value of the parallel combined resistance consisting of the feedback resistor (111) and MOS-FET (121>) is R, the output side is
It becomes 10i-R. Here, the voltage VGS between the gate terminal and source terminal of MOS-FET (120>) becomes i-R.
このＭＯＳ−ＦＥＴ （１２０＞のゲート・ソース電圧
ＶＧＳを横軸に、ドレイン電流１０を縦軸にとると、第
７図中に示す曲線ａのようなカーブを描く。これはＭＯ
Ｓ−ＦＥＴ （１２０＞のゲート端子とソース端子間の
電圧ＶＧＳが大きくなるほど、トレイン電流ＩＯはより
増大する。つまり光電流ｊが増大するほどＭＯＳ−ＦＥ
Ｔ （’＋ ２０）の抵抗値Ｒ３Ｄは小ざくなり、増幅
器（１０５）の利得を下げ、飽和を防ぐものでめった。If the horizontal axis is the gate-source voltage VGS of this MOS-FET (120) and the vertical axis is the drain current 10, a curve like the curve a shown in FIG. 7 is drawn.
The larger the voltage VGS between the gate terminal and source terminal of S-FET (120>), the more the train current IO increases.In other words, the more the photocurrent j increases, the more the MOS-FE
The resistance value R3D of T ('+20) became small, which lowered the gain of the amplifier (105) and prevented saturation.
また光電流ｉが小さいほどＭＯＳ−ＦＥＴ （１２０）
のソース・ドレイン抵抗Ｒ３Ｄは大きくなるため並列合
成抵抗の抵抗値Ｒは増大し、大きく増幅することができ
た。Also, the smaller the photocurrent i, the more MOS-FET (120)
Since the source/drain resistance R3D of , becomes larger, the resistance value R of the parallel combined resistance increases, and it is possible to greatly amplify it.
（発明が解決しようとする課題）
ところが上述のような構成の電流・電圧変換部では次の
ような問題があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, the current/voltage converter having the above configuration has the following problems.
ＭＯＳ−ＦＥＴ （１２０）のゲート端子はドレイン端
子と短絡させた状態で使用している。即ち上記の構成で
は第７図中の曲線ａのような電流・電圧特性を有するダ
イオードを使用した場合と同様である。このためＭＯＳ
−ＦＥＴ （１２０＞の特性が各光受信器でばらついた
場合、各光受信器の特性もそれに応じてばらつくことに
なる。The gate terminal of the MOS-FET (120) is used in a short-circuited state with the drain terminal. That is, the above configuration is similar to the case where a diode having current/voltage characteristics as shown by curve a in FIG. 7 is used. For this reason, MOS
-FET (120>) If the characteristics of each optical receiver vary, the characteristics of each optical receiver will also vary accordingly.
従って本発明の目的は、ダイナミックレンジが広く、ま
た個々の光受信器間でばらつきの少ない光受信器を提供
するものである。Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical receiver that has a wide dynamic range and less variation among individual optical receivers.
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明の光受信器は、光パルス信号を電気信号に変換す
る受光素子と、この受光素子の出力を増幅する増幅器と
、増幅器の入力に第１の端子が、出力に第２の端子がそ
れぞれ接続され、第１及び第２の端子間の抵抗を制御す
る第３の端子を有する制御デバイスと、制御デバイスの
第３の端子に接続された電圧調整手段を有する電圧設定
回路とを具備することを特徴としたものである。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The optical receiver of the present invention includes a light-receiving element that converts an optical pulse signal into an electrical signal, an amplifier that amplifies the output of the light-receiving element, and an input terminal of the amplifier. the first terminal is connected to a control device having a second terminal each connected to an output and a third terminal for controlling a resistance between the first and second terminals; The present invention is characterized by comprising a voltage setting circuit having a voltage adjusting means.
（作 用）
本発明では、光受信器の電流・電圧変換部の帰還抵抗と
並列に接続されるダイナミックレンジ拡大用の制御素子
に３端子を有する制御デバイスを用い、この制御デバイ
スの抵抗値を可変させる第３の端子に電圧調整手段を有
する電圧設定回路からの設定電圧を印加する。これによ
って個々の制御デバイスの電流・電圧特性がばらついて
いても、電圧設定回路の電圧調整手段で電流・電圧特性
のばらつきを補正する設定電圧を個々の制御デバイスに
印加することによって、光受信器間でのばらつきを解消
することができる。(Function) In the present invention, a control device having three terminals is used as a dynamic range expansion control element connected in parallel with the feedback resistor of the current/voltage converter of the optical receiver, and the resistance value of this control device is A set voltage from a voltage setting circuit having voltage adjustment means is applied to the third terminal to be varied. As a result, even if the current/voltage characteristics of individual control devices vary, the optical receiver can be It is possible to eliminate variations between the two.
また光パルス信号の大小によって自動的に制御デバイス
の抵抗値が可変するため、広いダイナミックレンジで光
受信器は動作する。Furthermore, since the resistance value of the control device is automatically varied depending on the magnitude of the optical pulse signal, the optical receiver operates over a wide dynamic range.
く第１の実施例）
本発明の第１の実施例に係る光受信器について、制御デ
バイスとしてｎ−ｐ−ｎ’ｕのバイポーラトランジスタ
（以下！・ランジスタと略す）を使用したものについて
図面を参照して説明する。この場合、第１の端子をコレ
クタ端子、第２の端子をエミッタ端子、第３の端子をベ
ース端子とする。第１図は第１の実施例に係る光受信器
の電流・電圧変換部のブロック図である。(First Embodiment) The following is a drawing of an optical receiver according to a first embodiment of the present invention, which uses an n-p-n'u bipolar transistor (hereinafter referred to as transistor) as a control device. Refer to and explain. In this case, the first terminal is the collector terminal, the second terminal is the emitter terminal, and the third terminal is the base terminal. FIG. 1 is a block diagram of a current/voltage conversion section of an optical receiver according to a first embodiment.
光受信器では、電流・電圧変換部の出力が二値る
化回路に接続されていヰが、ここでは発明の主旨ではな
いので、電流・電圧変換部の説明にとどめておく。In the optical receiver, the output of the current/voltage converter is connected to a binary circuit, but since this is not the gist of the invention here, the explanation will be limited to the current/voltage converter.
第１の実施例の光受信器の電流・電圧変換部の構成は次
のようである。The configuration of the current/voltage conversion section of the optical receiver of the first embodiment is as follows.
フォトダイオード（１）のカソードは電流・電圧変換部
の駆動電源に接続されている。そして皐フォトダイオー
ド（１）のアノードは増幅器（５）の入力側に接続され
てる。この増幅器（５）の出力側は出力端子に接続され
ており、この増幅器（５）と並列に帰還抵抗（１１）が
接続されている。また増幅器（５）の入力側にはトラン
ジスタ（１５）のコレクタ端子が、出力側にはエミッタ
電極が接続されている。そしてこのトランジスタ（１５
）のベース端子には電圧設定回路（２１）が接続されて
おり、増幅器（５）が飽和しないような設定電圧ＶＴＨ
が印加されている。またこの電圧設定回路（２１）には
電圧調整手段として可変抵抗器（図示せず）が設けられ
ており、外部から設定電圧ＶＴ）ｌが調整できるように
なっている。The cathode of the photodiode (1) is connected to the drive power source of the current/voltage converter. The anode of the photodiode (1) is connected to the input side of the amplifier (5). The output side of this amplifier (5) is connected to an output terminal, and a feedback resistor (11) is connected in parallel with this amplifier (5). Further, the input side of the amplifier (5) is connected to the collector terminal of the transistor (15), and the output side is connected to the emitter electrode. And this transistor (15
) is connected to the base terminal of the voltage setting circuit (21), and the set voltage VTH is set such that the amplifier (5) does not saturate.
is applied. Further, this voltage setting circuit (21) is provided with a variable resistor (not shown) as a voltage adjusting means, so that the set voltage VT)l can be adjusted from the outside.
ここで使用するトランジスタ（１５）の素子特性は第２
図の曲線ａに示すような特性を有している。これは横軸
にベース・エミッタ電圧ＶＢＥをとり、縦軸にエミッタ
・コレクタ抵抗ＲＦＣをとり、トランジスタ（１５）の
素子特性を示したものである。トランジスタ（１５）は
ベース・エミッタ電圧ＶＢＥが小さい時は無限大に近い
エミッタ・コレクタ抵抗値ＲＥＣを有しているが、ベー
ス・エミッタ電圧ＶＩ３ＥがＶｐｌを越えると急激に小
さくなり、それ以降ベース・エミッタ電圧ＶＢＥが大き
くなるにつれて、抵抗値ＲＣＥは徐々に小ざくなってい
く。The element characteristics of the transistor (15) used here are the second
It has characteristics as shown by curve a in the figure. This shows the element characteristics of the transistor (15), with the horizontal axis representing the base-emitter voltage VBE and the vertical axis representing the emitter-collector resistance RFC. The transistor (15) has an emitter-collector resistance value REC that is close to infinity when the base-emitter voltage VBE is small, but it rapidly decreases when the base-emitter voltage VI3E exceeds Vpl, and from then on, the base-emitter resistance value REC becomes infinite. As the emitter voltage VBE increases, the resistance value RCE gradually decreases.
次にこのような電流・電圧変換部の動作について説明す
る。Next, the operation of such a current/voltage converter will be explained.
帰還抵抗（１１）とトランジスタ（１５）の並列合成抵
抗をＲとし、フォトダイオード（１）には駆動電圧■Ｏ
を印加すると、このフォトダイオード（１）に光パルス
信号が入射し光電流ｉＳ流れることによってトランジス
タ（１５）のエミッタ端子の電圧ＶＥはＶＯ−ｉ−Ｒと
なる。このためベース端子とエミッタ端子間のベース・
エミッタ電圧ＶＢＥはＶＴＨ−ＶＯ＋ ｉ −Ｒとなる
。The parallel combined resistance of the feedback resistor (11) and the transistor (15) is R, and the photodiode (1) has a driving voltage of
When is applied, a light pulse signal is incident on this photodiode (1) and a photocurrent iS flows, so that the voltage VE at the emitter terminal of the transistor (15) becomes VO-i-R. Therefore, the base terminal between the base terminal and the emitter terminal
Emitter voltage VBE becomes VTH-VO+i-R.
ここで光電流ｉが増大すればベース・エミッタ電圧ＶＢ
Ｅも増大し、これがＶｐｌを超える値となるとトランジ
スタ（１５）の抵抗値ＲＣＥは急激に小さくなる。この
ため当然並列合成抵抗Ｒも小さくなり、変換ゲインを小
さくして飽和を抑えることができる。また光電流１が微
弱な場合、トランジスタ（１５）の抵抗値ＲＣＥは大き
いため並列合成抵抗Ｒも大きくなり、十分な変換ゲイン
で増幅がなされる。Here, if the photocurrent i increases, the base-emitter voltage VB
E also increases, and when it exceeds Vpl, the resistance value RCE of the transistor (15) decreases rapidly. Therefore, the parallel combined resistance R is naturally reduced, and the conversion gain can be reduced to suppress saturation. Further, when the photocurrent 1 is weak, the resistance value RCE of the transistor (15) is large, so the parallel combined resistance R also becomes large, and amplification is performed with sufficient conversion gain.
しかし個々のトランジスタ（１５）によってトランジス
タ（１５）の素子特性は第２図の曲線ａ及び曲線すに示
すように製品毎にばらついていることが多い。However, the device characteristics of each transistor (15) often vary from product to product, as shown by curves a and 2 in FIG.
ここで曲線ａの特性を示すトランジスタ（１５）と同様
の設定電圧ＶＴＲを曲線すの特性を示すトランジスタ（
１６）に使用すると、ベース・エミッタ電圧ＶＢＥがＶ
ｌ）１＜ＶＢＥ＜Ｖｔ）２となる光電流ｉが流れた場合
、増幅器が飽和してしまうことがある。Here, the transistor (15) exhibiting the characteristics of the set voltage VTR similar to the transistor (15) exhibiting the characteristic of curve a
16), the base-emitter voltage VBE becomes V
l) If a photocurrent i such that 1<VBE<Vt)2 flows, the amplifier may become saturated.
そこで本実施例では電圧設定回路（２１）に電圧調整手
段として設けられた可変抵抗器（図示せず）によってト
ランジスタ（１５）のベース端子に印加される設定電圧
Ｖ Ｔ１１をトランジスタ（１６）の設定電圧Ｖ Ｔｌ
＋に比べて、Ｖｐ２−Ｖｐｌだけ高く、あるいはトラン
ジスタ（１６）のベース端子に印加される設定電圧ＶＴ
Ｈをトランジスタ（１５）の設定電圧ＶＴＲに比べて、
Ｖｌ）２−Ｖｌ）１だけ低くするように調整する↓
このようにトランジスタ（１５）のベース端子に印加さ
れる設定電圧ＶＴＨを全ての光受信器で同一とするので
はなく、トランジスタの素子特性のばらつきを補正する
ような回路を設けて設定電圧ＶＴＨとすることによって
光受信器ごとのばらつきを解消することができる。Therefore, in this embodiment, the setting voltage V T11 applied to the base terminal of the transistor (15) is set to the setting voltage of the transistor (16) by a variable resistor (not shown) provided as a voltage adjustment means in the voltage setting circuit (21). Voltage V Tl
+, higher by Vp2-Vpl, or the set voltage VT applied to the base terminal of the transistor (16)
Comparing H with the set voltage VTR of the transistor (15),
Adjust it so that it is lower by Vl) 2 - Vl) 1 ↓ In this way, instead of making the set voltage VTH applied to the base terminal of the transistor (15) the same for all optical receivers, By providing a circuit that corrects variations in the set voltage VTH, variations among optical receivers can be eliminated.
ここではｎ−、ｐ−ｎ型のバイポーラトランジスタにつ
いて説明したが、ｐ−ｎ−ｐ型のバイポーラトランジス
タを使用してもざしつかえない。Although n- and pn-type bipolar transistors have been described here, pnp-type bipolar transistors may also be used.
以上詳述してきたように本実施例の光受信器では、電流
・電圧変換部に光パルス信号の大小によって自動的に抵
抗値が変化する制御デバイスを有しているため、広いダ
イナミックレンジで作動することが可能である。また制
御デバイスの抵抗値を可変ざＶる第３の端子には電圧調
整手段を有する電圧設定回路からの設定電圧が印加され
ており、制御デバイスの素子特性が光受信器毎にばらつ
いていても、電圧調整手段により設定電圧を調整するこ
とによって光受信器ごとのばらつきを解消することがで
きる。As detailed above, the optical receiver of this example has a control device in the current/voltage converter that automatically changes the resistance value depending on the magnitude of the optical pulse signal, so it operates over a wide dynamic range. It is possible to do so. In addition, a set voltage from a voltage setting circuit having voltage adjustment means is applied to the third terminal for varying the resistance value of the control device, so that even if the element characteristics of the control device vary from optical receiver to optical receiver, By adjusting the set voltage using the voltage adjusting means, variations among optical receivers can be eliminated.
（第２の実施例）
次に本発明の第２の実施例について第３図を参照し、第
１の実施例と同一の箇所については同一の符号を付して
説明する。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3, with the same reference numerals assigned to the same parts as in the first embodiment.
ここでは制御デバイスとしてＭＯＳ−ＦＥＴ（１７）を
使用した場合について説明するが、この場合、第１の端
子がソース端子、第２の端子がトソース端子間に少しで
も電圧が印加されると、その抵抗値Ｒ３Ｄは非線形に変
化するものでおり、帰還抵抗（１１）に並列にＭＯＳ−
ＦＥＴ （１７）のソース端子が入力側に、ドレイン端
子が出力側に接続されている。また入力側と出力側は第
２差動増幅器（２６）に接続されており、この第２差動
増幅器（２６）の出力と第１の実施例と同様に電圧調整
手段を有する電圧設定回路（２１）の出力が第１差動増
幅器（２５）に接続されている。Here, we will explain the case where a MOS-FET (17) is used as a control device. In this case, if even a small voltage is applied between the first terminal is the source terminal and the second terminal is the source terminal, the The resistance value R3D changes non-linearly, and a MOS-
The source terminal of the FET (17) is connected to the input side, and the drain terminal is connected to the output side. Further, the input side and the output side are connected to a second differential amplifier (26), and the output of the second differential amplifier (26) and the voltage setting circuit (26) having voltage adjustment means (similar to the first embodiment) are connected to a second differential amplifier (26). 21) is connected to the first differential amplifier (25).
そしてこの第１差動増幅器（２５）の出力がＭＯＳ−Ｆ
ＥＴ（１７）のゲート端子に接続されている。The output of this first differential amplifier (25) is the MOS-F
Connected to the gate terminal of ET (17).
このような構成の電流・電圧変換部の動作について説明
する。The operation of the current/voltage converter having such a configuration will be explained.
フォトダイオード（１）には駆動用の電圧専■Ｏが印加
されているとし、帰還抵抗（１１）とＭＯＳ−ＦＥＴ
（１７）との並列合成抵抗をＲとする。ここでフォトダ
イオード（１）に光電流ｉが流れると、第２差動増幅器
（２６）からの出力はｉ−Ｒでおる。また電圧設定回路
（２１）からは設定電圧ＶＴＩ！が印加されているとす
ると、第１差動増幅器（２５）からの出力は１・Ｒ−Ｖ
Ｔ１１で、これがＭＯＳ−ＦＥＴ （１７）のゲート
端子に印加される。従ってＭＯＳ−ＦＥＴ （１７）の
ゲート・ソース電圧ＶＧＳは■０＋ｉ・Ｒ−Ｖ ＴＨで
ある。It is assumed that a driving voltage (O) is applied to the photodiode (1), and the feedback resistor (11) and MOS-FET
Let R be the parallel combined resistance with (17). Here, when a photocurrent i flows through the photodiode (1), the output from the second differential amplifier (26) is i-R. Also, the voltage setting circuit (21) outputs the setting voltage VTI! is applied, the output from the first differential amplifier (25) is 1·R-V
At T11, this is applied to the gate terminal of MOS-FET (17). Therefore, the gate-source voltage VGS of the MOS-FET (17) is 0+i.R-VTH.
ここで光電流１が大きくなると、グー１〜・ソース電圧
ＶＧＳが大きくなり、ＭＯＳ−ＦＥＴ （１７）の抵抗
値Ｒ３Ｄは小さくなる。このため並列合成抵抗Ｒも小さ
くなり、増幅器（５）の飽和を抑えることができる。ま
た逆に光電流ｉが微弱な場合、並列合成抵抗Ｒは大きい
ものとなり、十分に増幅することができる。Here, when the photocurrent 1 increases, the source voltage VGS increases, and the resistance value R3D of the MOS-FET (17) decreases. Therefore, the parallel combined resistance R is also reduced, and saturation of the amplifier (5) can be suppressed. Conversely, when the photocurrent i is weak, the parallel combined resistance R becomes large and can be sufficiently amplified.
ＭＯＳ−ＦＥＴ （１７）もトランジスタ（１５）と同
様に製品毎にばらつがおるため、光受信器の特性のばら
つきとなってしまう。そこで電圧設定回路（２１）内に
設けられた電圧調整手段としての可変抵抗器を用いて第
１の実施例と同様に設定電圧ＶＴＲを調整し、光受信器
毎に発生していたばらつきを解消することができる。Like the transistor (15), the MOS-FET (17) also varies from product to product, resulting in variations in the characteristics of the optical receiver. Therefore, using a variable resistor as a voltage adjustment means provided in the voltage setting circuit (21), the set voltage VTR is adjusted in the same manner as in the first embodiment, thereby eliminating the variations that occur in each optical receiver. can do.
以上詳述したようにＭＯＳ−ＦＥＴ （１７）を使用し
ても差動増幅器（２５）、（２６）を設けることによっ
て広いダイナミックレンジで光パルス信号を受信できる
と共に、各ＭＯ８−ＦＥＴ（１７）に素子特性のばらつ
きがあっても電圧設定回路（２１）の可変抵抗を調部す
ることによって、光受信器のばらつきを補正することが
できる。As detailed above, even if the MOS-FET (17) is used, optical pulse signals can be received in a wide dynamic range by providing the differential amplifiers (25) and (26), and each MO8-FET (17) Even if there are variations in element characteristics, the variations in the optical receiver can be corrected by adjusting the variable resistance of the voltage setting circuit (21).
またＭＯＳ−ＦＥＴにはｐｎ接合がないため、応答速度
の速いリニアな増幅をすることができろ。Also, since MOS-FETs do not have pn junctions, they can perform linear amplification with a fast response speed.
ここでＭＯＳ−ＦＥＴ （１７）に変えてバイポーラト
ランジスタ（１５）を使用してもよい。ただしこの場合
、第１差動増幅器（２５）への入力の極性を変えること
が必要である。Here, a bipolar transistor (15) may be used instead of the MOS-FET (17). However, in this case, it is necessary to change the polarity of the input to the first differential amplifier (25).
（第３の実施例）
次に第４図を参照して本発明の第３の実施例について第
１の実施例と同一ケ所については同一の符号を付して説
明する。(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4, in which the same parts as in the first embodiment are given the same reference numerals.
ここでは第１の実施例と同様に制御デバイスとしてトラ
ンジスタ（１５）を使用しており、第１の実施例では電
圧設定回路（２１）が個別の電源を有するものであった
が、ここで電圧設定回路（３１）はフォトダイオード（
１）の駆動用電源と同様の電源を使用している。Here, as in the first embodiment, a transistor (15) is used as a control device, and in the first embodiment, the voltage setting circuit (21) had an individual power supply; The setting circuit (31) is a photodiode (
The same power source as the driving power source in 1) is used.
この電圧設定回路（３１）は電圧調整手段として可変抵
抗器（３２）が、また抵抗器（３３）、ダイオード（３
４）、（３５）およびトランジスタ（３６）から成って
いる。This voltage setting circuit (31) uses a variable resistor (32), a resistor (33), and a diode (3) as voltage adjusting means.
4), (35) and a transistor (36).
このような構成の電流・電圧変換部も第１の実施例と同
様に広いダイナミックレンジで光パルス信号を受信する
ことができる。The current/voltage converter having such a configuration can also receive optical pulse signals over a wide dynamic range, as in the first embodiment.
ところがトランジスタ（１５）は温度変化によってその
素子特性が変化することがある。このため同じ光受信器
であっても温度変化によって大きく増幅すべき光パルス
信号も増幅の度合が少なかったり、また逆に増幅しすぎ
て飽和を招く場合が生じてくる。However, the element characteristics of the transistor (15) may change due to temperature changes. For this reason, even in the same optical receiver, an optical pulse signal that should be greatly amplified may be amplified to a lesser extent due to temperature changes, or conversely, it may be amplified too much, leading to saturation.
しかし上述のような構成にすることによってトランジス
タ（１５）の素子特性が変化するにつれて電圧設定回路
（３１）内のトランジスタ（３６）の素子特性も同時に
変化して素子特性の変化を補正するような設定電圧ＶＴ
Ｈが印加される。例えば温度変化によってトランジスタ
（１５）の抵抗値ＲＣＥが変化するベース・エミッタ電
圧ＶＩ３Ｅが第２図の曲線ａに示すＭＤＩから曲線すに
示すＶＤ２へと大きくなった場合、Ｖｌ）２−Ｖｌ）１
の電位差を補正するだけの大きい設定電圧ｖＴ１１＋
（Ｖｐ２−Ｖｐｔ）が印加される。このためダイオード
（１５）の素子特性が変化しても、光受信器としてはそ
の特性に影響はない。However, with the above-described configuration, as the element characteristics of the transistor (15) change, the element characteristics of the transistor (36) in the voltage setting circuit (31) also change at the same time, thereby correcting the change in element characteristics. Setting voltage VT
H is applied. For example, if the base-emitter voltage VI3E at which the resistance value RCE of the transistor (15) changes due to a temperature change increases from MDI shown in curve a in FIG. 2 to VD2 shown in curve 2, then Vl)2 - Vl)1
The set voltage vT11+ is large enough to correct the potential difference between
(Vp2-Vpt) is applied. Therefore, even if the element characteristics of the diode (15) change, the characteristics of the optical receiver are not affected.
このように本実施例の光受信器では、トランジスタ（１
５）の温度変化による素子特性の変化を自動的に補正す
ることによって、常に安定した出力が行なえる。In this way, in the optical receiver of this embodiment, the transistor (1
5) By automatically correcting changes in element characteristics due to temperature changes, stable output can be achieved at all times.
ここでは比較的温度変化に対して素子特性の変化の小さ
いバイポーラトランジスタ（１５）について説明したが
、温度による影響を受けやすいＭＯＳ−ＦＥＴ （１７
）を用いてもこのような電圧設定回路（３１）を設ける
ことによって温度による影響のない増幅が行なえる光受
信器とすることができる。Here, we have explained the bipolar transistor (15), whose element characteristics change relatively little with respect to temperature changes, but the MOS-FET (17), which is easily affected by temperature.
), by providing such a voltage setting circuit (31), it is possible to provide an optical receiver that can perform amplification without being affected by temperature.
またこのような電圧設定回路（３１）は電圧調整手段と
して可変抵抗器（３２）を設けているため、光受信器間
のばらつきも第１の実施例と同様にして解消することが
できる。Furthermore, since such a voltage setting circuit (31) is provided with a variable resistor (32) as a voltage adjustment means, variations between optical receivers can also be eliminated in the same manner as in the first embodiment.
（第４の実施例） 次に第４の実施例について第５図を参照して説明する。(Fourth example) Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG.
ここで第１の実施例と同一ケ所については同一の符号を
付して説明する。Here, the same parts as in the first embodiment will be described with the same reference numerals.
光受信器の電流・電圧変換部の構成は次のようである。The configuration of the current/voltage converter of the optical receiver is as follows.
これは第２の実施例に示した電流・電圧変換部の出力側
に第２増幅器（６）が直列に接続されている。そして第
２差動増幅器（２６）のトランジスタ（１５）のコレク
タ端子に接続されていた入力が第２差動増幅器（２６）
の出力に接続されている。In this case, a second amplifier (6) is connected in series to the output side of the current/voltage converter shown in the second embodiment. The input that was connected to the collector terminal of the transistor (15) of the second differential amplifier (26) is connected to the second differential amplifier (26).
connected to the output of
このように２つの増幅器（２５）、（２６）を直列に接
続することによって、増幅器（２５）だけでは変換ゲイ
ンが不足な場合に対応するものでおる。By connecting the two amplifiers (25) and (26) in series in this way, it is possible to cope with the case where the conversion gain is insufficient with the amplifier (25) alone.
このような構成の電流・電圧変換部は次のように動作す
る。The current/voltage converter having such a configuration operates as follows.
第２差動増幅器（２６）によって第２増幅器（６）によ
って増幅された電圧が出力され、第１差動増幅器（２５
）によって設定電圧ＶＴ１１との差がトランジスタ（１
５）のベース端子に印加される。そしてこのベース端子
に印加される電圧がトランジスタ（１５）がオン状態に
変化する電圧Ｖｐ１よりも大きくなると、トランジスタ
（１５）のエミッタ・コレクタ抵抗ＲＦＣはＯに近くな
るため並列合成抵抗Ｒも小さくなり、増幅器（５）の利
得を抑え、ひいては第２増幅器（６）の飽和を抑えるこ
とができる。The voltage amplified by the second amplifier (6) is output by the second differential amplifier (26), and the voltage amplified by the second differential amplifier (25) is outputted by the second differential amplifier (26).
), the difference between the set voltage VT11 and the transistor (1
5) is applied to the base terminal. When the voltage applied to this base terminal becomes larger than the voltage Vp1 at which the transistor (15) turns on, the emitter-collector resistance RFC of the transistor (15) becomes close to O, and the parallel combined resistance R also becomes small. , the gain of the amplifier (5) can be suppressed, and saturation of the second amplifier (6) can be suppressed.
また光電流１が小さい場合、トランジスタ（１５）のベ
ース・エミッタ電圧ＶＢＥは小さくトランジスタ（１５
）はオフの状態であるためトランジスタ（１５）のエミ
ッタ・コレクタ抵抗ＲＣＥは十分に大きくなるため、並
列合成抵抗Ｒも大きく充分な増幅が可能である。また電
圧設定回路（２１）には第１の実施例と同様に電圧調整
手段として可変抵抗器（図示せず）が設けられているた
め、先受信器毎のトランジスタ（１５）の電流・電圧特
性がばらついていても、可変抵抗器によって設定電圧Ｖ
Ｔｔｌを調整することによってベース端子に印加される
電圧を調整し、先受信器毎のばらつきを解消することが
できる。Furthermore, when the photocurrent 1 is small, the base-emitter voltage VBE of the transistor (15) is small and the transistor (15) is small.
) is in the off state, so the emitter-collector resistance RCE of the transistor (15) becomes sufficiently large, so that the parallel combined resistance R is also large and sufficient amplification is possible. Further, since the voltage setting circuit (21) is provided with a variable resistor (not shown) as a voltage adjustment means as in the first embodiment, the current/voltage characteristics of the transistor (15) for each receiver are Even if the voltage varies, the set voltage V can be adjusted by the variable resistor.
By adjusting Ttl, it is possible to adjust the voltage applied to the base terminal and eliminate variations among the receivers.
ここでも制御デバイスとしてｎ−ｐ−ｎ型のバイポーラ
トランジスタ（１５）を使用したものを示したが、ｐ−
ｎ−ｐ型のバイポーラトランジスタ、あるいはＭＯＳ−
ＦＥＴ （１７）を使用してもよい。Here, too, an n-p-n type bipolar transistor (15) was used as the control device, but the p-
n-p type bipolar transistor or MOS-
FET (17) may also be used.
バイポーラトランジスタ（１５）を使用した場合は、電
圧の変化に対して抵抗値の変化が急激であるため、光パ
ルス信号が小さい時は変換ゲインが大きく十分な増幅が
行なえ、光パルス信号が大きい時は飽和を抑えることが
できる。When a bipolar transistor (15) is used, the resistance value changes rapidly in response to voltage changes, so when the optical pulse signal is small, the conversion gain is large and sufficient amplification can be performed, and when the optical pulse signal is large, the conversion gain is large and sufficient amplification can be performed. can suppress saturation.
ＭＯＳ−ＦＥＴ （１７）を使用した場合は、ｐｎ接合
がないため応答速度が速く、リニアな増幅を行うことが
できる。When a MOS-FET (17) is used, since there is no pn junction, the response speed is fast and linear amplification can be performed.
また電圧設定回路を第２の実施例に示したようにするこ
とによって、制御デバイスの温度による特性の変化を自
動的に補正することもできる。Further, by configuring the voltage setting circuit as shown in the second embodiment, it is also possible to automatically correct changes in characteristics of the control device due to temperature.
以上詳述してきたように本実施例では増幅器を２つ設け
ることによって変換ゲインを十分なものとし、広いダイ
ナミックレンジで増幅することができる。As described in detail above, in this embodiment, by providing two amplifiers, the conversion gain can be made sufficient and amplification can be performed over a wide dynamic range.
また温度によって制御デバイスの素子特性が変化しても
、あるいは制御デバイス毎に素子特性がばらついていて
も、電圧設定回路によって制御デバイスの抵抗値を変化
させる電圧を調整することによって出力にばらつきのな
い光受信器とすることができる。Furthermore, even if the element characteristics of the control device change due to temperature, or even if the element characteristics vary from control device to control device, by adjusting the voltage that changes the resistance value of the control device using the voltage setting circuit, there will be no variation in output. It can be an optical receiver.
［発明の効果］
以上詳述してきたように本発明の光受信器は、広いダイ
ナミックレンジで光パルス信号を受信できると共に制御
デバイスの素子特性のばらつきを補正する電圧設定回路
を有しているため先受信器毎にばらつきのない安定した
出力を行なうことができる。[Effects of the Invention] As detailed above, the optical receiver of the present invention can receive optical pulse signals in a wide dynamic range and has a voltage setting circuit that corrects variations in element characteristics of control devices. It is possible to perform stable output without variations from receiver to receiver.
第１図は本発明の第１の実施例に係る光受信器の電流・
電圧変換部のブロック図、第２図はトランジスタの素子
特性図、第３図は第２の実施例に係る光受信器の電流・
電圧変換部のブロック図、第４図は本発明の第３の実施
例に係る光受信器の電流・電圧変換部の回路図、第５図
は本発明の第４の実施例に係る光受信器の電流・電圧変
換部の回路を示すブロック図、第６図は従来の光受信器
の電流・電圧変換部の回路を示すブロック図、第７図は
従来使用していたＭＯＳ−ＦＥＴの電流・電圧特性図で
ある。FIG. 1 shows the current and current of the optical receiver according to the first embodiment of the present invention.
A block diagram of the voltage converter, FIG. 2 is a transistor element characteristic diagram, and FIG. 3 is a diagram of the current and current of the optical receiver according to the second embodiment.
FIG. 4 is a block diagram of the voltage converter, FIG. 4 is a circuit diagram of the current/voltage converter of the optical receiver according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 5 is the optical receiver according to the fourth embodiment of the present invention. Fig. 6 is a block diagram showing the circuit of the current/voltage converter of a conventional optical receiver, and Fig. 7 shows the current of the MOS-FET used conventionally.・It is a voltage characteristic diagram.
Claims (1)
光素子の出力を増幅する増幅器と、 この増幅器の入力に第１の端子が、また前記増幅器の出
力に第２の端子がそれぞれ接続され、前記第１及び前記
第２の端子間の抵抗を制御する第３の端子を有する制御
デバイスと、 前記制御デバイスの前記第３の端子に接続された電圧調
整手段を有する電圧設定回路とを具備することを特徴と
した光受信器。[Claims] A light receiving element that converts an optical pulse signal into an electrical signal, an amplifier that amplifies the output of the light receiving element, a first terminal connected to the input of the amplifier, and a second terminal connected to the output of the amplifier. a control device having a third terminal to which the terminals are respectively connected and controlling a resistance between the first and second terminals; and a voltage regulating means connected to the third terminal of the control device. An optical receiver comprising a setting circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7812588A JPH01253305A (en) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | Light receiver |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7812588A JPH01253305A (en) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | Light receiver |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01253305A true JPH01253305A (en) | 1989-10-09 |
Family
ID=13653161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7812588A Pending JPH01253305A (en) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | Light receiver |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01253305A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004068702A1 (en) * | 2003-01-27 | 2004-08-12 | Fujitsu Limited | Front end amplifier circuit and optical receiver using the same |
| JP2005236616A (en) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Nec Kansai Ltd | Photocurrent/voltage conversion circuit |
| JP2019054438A (en) * | 2017-09-15 | 2019-04-04 | アズビル株式会社 | Photoelectric sensor |
| JP2020061706A (en) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | アイアールスペック株式会社 | Photoelectric conversion circuit |
-
1988
- 1988-04-01 JP JP7812588A patent/JPH01253305A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004068702A1 (en) * | 2003-01-27 | 2004-08-12 | Fujitsu Limited | Front end amplifier circuit and optical receiver using the same |
| US7389056B2 (en) | 2003-01-27 | 2008-06-17 | Fujitsu Limited | Preamplifier circuit, clock switching circuit, and optical receiver |
| JP2005236616A (en) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Nec Kansai Ltd | Photocurrent/voltage conversion circuit |
| JP4536393B2 (en) * | 2004-02-19 | 2010-09-01 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Photocurrent / voltage converter |
| JP2019054438A (en) * | 2017-09-15 | 2019-04-04 | アズビル株式会社 | Photoelectric sensor |
| JP2020061706A (en) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | アイアールスペック株式会社 | Photoelectric conversion circuit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100887893B1 (en) | Novel ??? transimpedance amplifier | |
| EP0568880B1 (en) | Preamplifier for optical communication having a gain control circuit | |
| US5812030A (en) | Amplifier device capable of carrying out a stable amplifying operation without a gain variation | |
| US6064507A (en) | High speed differential optoelectronic receiver | |
| JPH0548964B2 (en) | ||
| EP0654896B1 (en) | Transimpedance amplifier circuit with feedback and load resistor variable circuits | |
| US4121169A (en) | Amplifier device | |
| US5708392A (en) | Method and apparatus for providing limiting transimpedance amplification | |
| US5874861A (en) | Amplifier circuit | |
| JPH01253305A (en) | Light receiver | |
| US4241314A (en) | Transistor amplifier circuits | |
| US5512858A (en) | Amplifier stage with low thermal distortion | |
| JP3293699B2 (en) | Amplifier | |
| US6768384B1 (en) | High-speed differential preamplifier | |
| US5119041A (en) | High gain differential current amplifier having a low output voltage | |
| JPS61234576A (en) | Semiconductor light receiving device | |
| JP3844544B2 (en) | Optical receiver circuit | |
| JP2002290168A (en) | Optical receiver | |
| JPH02278906A (en) | Optical reception circuit | |
| US4626793A (en) | Receiver amplifier for amplification of a photoelectric current | |
| JP2531922B2 (en) | Unipolar code / bipolar code conversion circuit | |
| US7279976B1 (en) | Differential amplifier with controlled common mode output voltage | |
| JPH0586686B2 (en) | ||
| JP2004304708A (en) | Photocurrent/voltage conversion circuit | |
| JPH03106133A (en) | Optical transmission circuit |