JPH07135489A - Ａｖ光空間伝送の受光回路 - Google Patents
Ａｖ光空間伝送の受光回路Info
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- JPH07135489A JPH07135489A JP5283424A JP28342493A JPH07135489A JP H07135489 A JPH07135489 A JP H07135489A JP 5283424 A JP5283424 A JP 5283424A JP 28342493 A JP28342493 A JP 28342493A JP H07135489 A JPH07135489 A JP H07135489A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 受光素子の端子間容量や抵抗、トランジスタ
の寄生容量を負性容量によりキャンセルし、周波数特性
の良好な受光回路を得る。 【構成】 光変調信号入力に応じて受光素子４に流れる
光信号電流は、光電流検出抵抗５により電圧に変換さ
れ、バッファ回路１００を介して低インピーダンスで出
力する。Ｖ−Ｉ変換回路２００のトランスコンダクタン
スは、受光素子４の端子間に寄生的に存在するコンデン
サ４１のインピーダンスの逆数に等しい値にし、その出
力電流を光電流検出抵抗５にフィードバックして加算す
る構成とする。
の寄生容量を負性容量によりキャンセルし、周波数特性
の良好な受光回路を得る。 【構成】 光変調信号入力に応じて受光素子４に流れる
光信号電流は、光電流検出抵抗５により電圧に変換さ
れ、バッファ回路１００を介して低インピーダンスで出
力する。Ｖ−Ｉ変換回路２００のトランスコンダクタン
スは、受光素子４の端子間に寄生的に存在するコンデン
サ４１のインピーダンスの逆数に等しい値にし、その出
力電流を光電流検出抵抗５にフィードバックして加算す
る構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は赤外線によってＡＶ信号
を空間伝送する装置の受光回路に関するものである。
を空間伝送する装置の受光回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、ＡＶ機器間の信号伝送をコードレ
スで行おうとする試みがなされている。その方法として
は、本来電波を用いるのが好ましいが、電波法の規制か
らもっぱら赤外線による光伝送が用いられている。図１
０は光伝送の代表的な構成図で、１は変調回路、２は発
光素子駆動回路、３は電気信号を光信号に変換する発光
素子である。これらの構成要素１〜３で送信回路８を構
成している。また、４は発光素子３から出力された光信
号を受けて電気信号（光電流）に変換する受光素子、５
は受光素子４から出力される光電流を検出し信号電圧に
変換して出力する光電流検出抵抗、６は光電流検出抵抗
５で発生する信号電圧を所定の振幅に増幅するオートゲ
インコントロール回路（以下、ＡＧＣと略記する。）、
７は元の信号に復調する復調回路である。これらの構成
要素４〜７で受信回路９を構成している。
スで行おうとする試みがなされている。その方法として
は、本来電波を用いるのが好ましいが、電波法の規制か
らもっぱら赤外線による光伝送が用いられている。図１
０は光伝送の代表的な構成図で、１は変調回路、２は発
光素子駆動回路、３は電気信号を光信号に変換する発光
素子である。これらの構成要素１〜３で送信回路８を構
成している。また、４は発光素子３から出力された光信
号を受けて電気信号（光電流）に変換する受光素子、５
は受光素子４から出力される光電流を検出し信号電圧に
変換して出力する光電流検出抵抗、６は光電流検出抵抗
５で発生する信号電圧を所定の振幅に増幅するオートゲ
インコントロール回路（以下、ＡＧＣと略記する。）、
７は元の信号に復調する復調回路である。これらの構成
要素４〜７で受信回路９を構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１０に示す構成で光
伝送を実用化しようと考えた場合、Ｓ／Ｎを確保できる
到達距離をいかに延ばすかということが問題になってく
る。到達距離を延ばす（すなわち、受光信号レベルを大
きくする。）には例えば発光素子の発光パワーを大きく
すれば良いが、一般に発光素子の発光パワーと高速応答
性とはトレードオフ関係にあり、発光パワーを大きくす
れば、周波数特性が劣化し、伝送周波数帯まで周波数特
性を平坦にすることができなくなる。また、発光素子の
数を増やすことによって発光パワーを大きくする方法が
あるが、コスト上の問題や取付スペースの問題も出て来
る。受光側では、光電流検出抵抗５の値を大きくする
か、受光素子の受光面積を大きくする方法により、前者
は小さな光電流でも大きな信号電圧が得られ、後者は伝
送距離が長くても大きな光電流が得られるが、いずれも
受光素子の端子間容量の影響で、周波数特性が劣化する
ため、両者の値を大きくするにも限度がある等の問題点
を有していた。
伝送を実用化しようと考えた場合、Ｓ／Ｎを確保できる
到達距離をいかに延ばすかということが問題になってく
る。到達距離を延ばす（すなわち、受光信号レベルを大
きくする。）には例えば発光素子の発光パワーを大きく
すれば良いが、一般に発光素子の発光パワーと高速応答
性とはトレードオフ関係にあり、発光パワーを大きくす
れば、周波数特性が劣化し、伝送周波数帯まで周波数特
性を平坦にすることができなくなる。また、発光素子の
数を増やすことによって発光パワーを大きくする方法が
あるが、コスト上の問題や取付スペースの問題も出て来
る。受光側では、光電流検出抵抗５の値を大きくする
か、受光素子の受光面積を大きくする方法により、前者
は小さな光電流でも大きな信号電圧が得られ、後者は伝
送距離が長くても大きな光電流が得られるが、いずれも
受光素子の端子間容量の影響で、周波数特性が劣化する
ため、両者の値を大きくするにも限度がある等の問題点
を有していた。
【０００４】本発明は上述の問題点を解消するためにな
されたもので、受光素子の端子間容量をキャンセルさせ
る回路を構築することにより、抵抗値の大きな光電流検
出抵抗や受光面積の大きな受光素子を用いても周波数特
性が劣化しない受光回路を提供することを目的とする。
されたもので、受光素子の端子間容量をキャンセルさせ
る回路を構築することにより、抵抗値の大きな光電流検
出抵抗や受光面積の大きな受光素子を用いても周波数特
性が劣化しない受光回路を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のＡＶ光空間伝送の受光回路は、光変調信号が
入力されることによって光信号電流を出力する受光素子
と、前記受光素子の光信号電流を検出し信号電圧に変換
する光電流検出抵抗と、前記信号電圧が入力され、トラ
ンスコンダクタンスの値が前記光信号電流を前記信号電
圧に変換する過程で存在する１つ以上の寄生容量の和に
相当するアドミッタンス値に等しい電圧電流変換回路と
を備え、前記電圧電流変換回路の出力電流を光電流検出
抵抗に供給する構成とする。
に本発明のＡＶ光空間伝送の受光回路は、光変調信号が
入力されることによって光信号電流を出力する受光素子
と、前記受光素子の光信号電流を検出し信号電圧に変換
する光電流検出抵抗と、前記信号電圧が入力され、トラ
ンスコンダクタンスの値が前記光信号電流を前記信号電
圧に変換する過程で存在する１つ以上の寄生容量の和に
相当するアドミッタンス値に等しい電圧電流変換回路と
を備え、前記電圧電流変換回路の出力電流を光電流検出
抵抗に供給する構成とする。
【０００６】また、光変調信号が入力されることによっ
て光信号電流を出力する受光素子と、前記受光素子の光
信号電流を検出し信号電圧に変換する光電流検出抵抗
と、前記出力信号が入力される増幅回路と前記増幅回路
の入力端子と出力端子の間に接続されたコンデンサを備
え、前記増幅回路と前記コンデンサのミラー効果によっ
て得られる容量値が前記光信号電流を前記信号電圧に変
換する過程に存在する１つ以上の寄生容量の和に等しく
設定する構成とする。
て光信号電流を出力する受光素子と、前記受光素子の光
信号電流を検出し信号電圧に変換する光電流検出抵抗
と、前記出力信号が入力される増幅回路と前記増幅回路
の入力端子と出力端子の間に接続されたコンデンサを備
え、前記増幅回路と前記コンデンサのミラー効果によっ
て得られる容量値が前記光信号電流を前記信号電圧に変
換する過程に存在する１つ以上の寄生容量の和に等しく
設定する構成とする。
【０００７】また、光変調信号が入力されることによっ
て光信号電流を出力する受光素子と、前記受光素子の光
信号電流を検出し信号電圧に変換する光電流検出抵抗
と、前記出力信号が入力される増幅回路と、前記受光素
子に逆バイアスを供給する手段とを備え、前記増幅回路
の出力電圧を前記受光素子の逆バイアス供給手段の出力
電圧に重畳して前記受光素子に供給する構成とする。
て光信号電流を出力する受光素子と、前記受光素子の光
信号電流を検出し信号電圧に変換する光電流検出抵抗
と、前記出力信号が入力される増幅回路と、前記受光素
子に逆バイアスを供給する手段とを備え、前記増幅回路
の出力電圧を前記受光素子の逆バイアス供給手段の出力
電圧に重畳して前記受光素子に供給する構成とする。
【０００８】
【作用】本発明では上記した構成により、受光素子から
出力される光信号電流を信号電圧に変換する過程に存在
する１つ以上の寄生容量に流れる信号電流と同じ電流が
光電流検出抵抗に流れるため、寄生容量に信号電流が流
れることによる周波数特性の劣化を防止し、周波数特性
の良好な受光回路を得ることができる。
出力される光信号電流を信号電圧に変換する過程に存在
する１つ以上の寄生容量に流れる信号電流と同じ電流が
光電流検出抵抗に流れるため、寄生容量に信号電流が流
れることによる周波数特性の劣化を防止し、周波数特性
の良好な受光回路を得ることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００１０】図１は本発明の第１の実施例におけるＡＶ
光空間伝送の受光回路のブロック図を示したものであ
る。図１において、４１は受光素子４の端子間に寄生的
に存在するコンデンサ、１００は光電流検出抵抗５で発
生する信号電圧をそのまま小さな出力インピーダンスで
出力するバッファ回路、２００はトランスコンダクタン
ス（以下、ｇｍと略記する。）の値が、受光素子４の端
子間コンデンサ４１のインピーダンスの逆数に等しいＶ
−Ｉ変換回路である。以下、図１の回路の動作を説明す
る。
光空間伝送の受光回路のブロック図を示したものであ
る。図１において、４１は受光素子４の端子間に寄生的
に存在するコンデンサ、１００は光電流検出抵抗５で発
生する信号電圧をそのまま小さな出力インピーダンスで
出力するバッファ回路、２００はトランスコンダクタン
ス（以下、ｇｍと略記する。）の値が、受光素子４の端
子間コンデンサ４１のインピーダンスの逆数に等しいＶ
−Ｉ変換回路である。以下、図１の回路の動作を説明す
る。
【００１１】今、光信号を受けて受光素子４から出力さ
れる光信号電流をｉｐ、受光素子４の端子間コンデンサ
４１の容量値をＣｊ、光電流検出抵抗５の抵抗値をＲ
Ｌ、Ｖ−Ｉ変換回路２００から出力される信号電流をｉ
1とすれば、光信号電流ｉｐおよび信号電流ｉ1は光電流
検出抵抗５および端子間コンデンサ４１に流れることに
よって信号電圧が発生する。信号電圧Ｖ1は、
れる光信号電流をｉｐ、受光素子４の端子間コンデンサ
４１の容量値をＣｊ、光電流検出抵抗５の抵抗値をＲ
Ｌ、Ｖ−Ｉ変換回路２００から出力される信号電流をｉ
1とすれば、光信号電流ｉｐおよび信号電流ｉ1は光電流
検出抵抗５および端子間コンデンサ４１に流れることに
よって信号電圧が発生する。信号電圧Ｖ1は、
【００１２】
【数１】
【００１３】となる。また、信号電流ｉ1は信号電圧Ｖ1
がＶ−Ｉ変換回路２００に入力されることによって発生
する信号電流である。定義より、Ｖ−Ｉ変換回路２００
のｇｍは受光素子４の端子間コンデンサ４１のインピー
ダンスの逆数に等しく設定されているから、信号電流ｉ
1は次式で求められる。
がＶ−Ｉ変換回路２００に入力されることによって発生
する信号電流である。定義より、Ｖ−Ｉ変換回路２００
のｇｍは受光素子４の端子間コンデンサ４１のインピー
ダンスの逆数に等しく設定されているから、信号電流ｉ
1は次式で求められる。
【００１４】
【数２】
【００１５】（数１）に（数２）のｉ1を代入して整理
すれば信号電圧Ｖ1は、
すれば信号電圧Ｖ1は、
【００１６】
【数３】
【００１７】となる。（数３）は光電流検出抵抗５で発
生する信号電圧Ｖ1が周波数に関係なく一定の電圧であ
ることを示す。さらに通常、光電流検出抵抗５の値を大
きく設定すれば、ＣＲ時定数の増大により、周波数特性
が劣化するが、図１に示す本発明の場合、寄生容量成分
を除去するしくみになっているので、光電流検出抵抗５
の値にかかわらず周波数特性が劣化しない。従って、送
信−受信間の距離が長くなり、受光素子４に入力される
光パワーが小さくなって、光電流が小さくなっても、光
電流検出抵抗５の値を大きくすることで、光空間伝送の
到達距離およびＳ／Ｎを従来より改善することができ
る。また、図１に示す実施例のバッファ回路１００は出
力インピーダンスを小さくする目的で付加したものであ
り、次段の入力インピーダンスが十分高く、また入力容
量が十分小さければ特に必要はない。また、本実施例で
は、Ｖ−Ｉ変換回路２００のｇｍを受光素子４の端子間
コンデンサ４１のインピーダンスの逆数になるように設
定したが、光電流検出抵抗５の寄生容量やバッファ回路
１００の入力容量などを考慮した値にすれば（数３）は
さらに高周波まで成立することになり、さらに周波数特
性を改善できる。
生する信号電圧Ｖ1が周波数に関係なく一定の電圧であ
ることを示す。さらに通常、光電流検出抵抗５の値を大
きく設定すれば、ＣＲ時定数の増大により、周波数特性
が劣化するが、図１に示す本発明の場合、寄生容量成分
を除去するしくみになっているので、光電流検出抵抗５
の値にかかわらず周波数特性が劣化しない。従って、送
信−受信間の距離が長くなり、受光素子４に入力される
光パワーが小さくなって、光電流が小さくなっても、光
電流検出抵抗５の値を大きくすることで、光空間伝送の
到達距離およびＳ／Ｎを従来より改善することができ
る。また、図１に示す実施例のバッファ回路１００は出
力インピーダンスを小さくする目的で付加したものであ
り、次段の入力インピーダンスが十分高く、また入力容
量が十分小さければ特に必要はない。また、本実施例で
は、Ｖ−Ｉ変換回路２００のｇｍを受光素子４の端子間
コンデンサ４１のインピーダンスの逆数になるように設
定したが、光電流検出抵抗５の寄生容量やバッファ回路
１００の入力容量などを考慮した値にすれば（数３）は
さらに高周波まで成立することになり、さらに周波数特
性を改善できる。
【００１８】図２は本発明における第２の実施例であ
り、上記第１の実施例のブロック図を具体化したときの
実施例を示す回路図である。図２において、１０１，２
０２〜２０４はトランジスタ、１０２，２０５は電流源
回路、２０１はコンデンサであり、トランジスタ１０１
と電流源回路１０２で図１に示す第１の実施例中のバッ
ファ回路１００を構成し、トランジスタ２０２〜２０
４，電流源回路２０５およびコンデンサ２０１で図１に
示す第１の実施例中のＶ−Ｉ変換回路２００を構成して
いる。また、図２において、トランジスタ２０３とトラ
ンジスタ２０４のエミッタ面積は等しくなるように設定
されている。
り、上記第１の実施例のブロック図を具体化したときの
実施例を示す回路図である。図２において、１０１，２
０２〜２０４はトランジスタ、１０２，２０５は電流源
回路、２０１はコンデンサであり、トランジスタ１０１
と電流源回路１０２で図１に示す第１の実施例中のバッ
ファ回路１００を構成し、トランジスタ２０２〜２０
４，電流源回路２０５およびコンデンサ２０１で図１に
示す第１の実施例中のＶ−Ｉ変換回路２００を構成して
いる。また、図２において、トランジスタ２０３とトラ
ンジスタ２０４のエミッタ面積は等しくなるように設定
されている。
【００１９】次いで、図２に示す回路の動作について説
明する。なお、ここでは説明を簡略にするためトランジ
スタの電流増幅率は無限大として説明する。まず、光電
流検出抵抗５で発生した信号電圧Ｖ1はトランジスタ１
０１，電流源回路１０２からなるバッファ回路１００を
介してトランジスタ２０２のベースに入力される。トラ
ンジスタ２０２はエミッタフォロワ回路を構成してお
り、トランジスタ２０２のベースに入力された信号電圧
Ｖ1はそのままトランジスタ２０２のエミッタに出力さ
れる。従って、トランジスタ２０２で発生する信号電圧
Ｖ1によってコンデンサ２０１で信号電流ｉ1が発生する
が、この信号電流ｉ1はコンデンサ２０１の容量値をＣ
とすれば、
明する。なお、ここでは説明を簡略にするためトランジ
スタの電流増幅率は無限大として説明する。まず、光電
流検出抵抗５で発生した信号電圧Ｖ1はトランジスタ１
０１，電流源回路１０２からなるバッファ回路１００を
介してトランジスタ２０２のベースに入力される。トラ
ンジスタ２０２はエミッタフォロワ回路を構成してお
り、トランジスタ２０２のベースに入力された信号電圧
Ｖ1はそのままトランジスタ２０２のエミッタに出力さ
れる。従って、トランジスタ２０２で発生する信号電圧
Ｖ1によってコンデンサ２０１で信号電流ｉ1が発生する
が、この信号電流ｉ1はコンデンサ２０１の容量値をＣ
とすれば、
【００２０】
【数４】
【００２１】となる。この信号電流ｉ1は、電流源回路
２０５の電流とともにトランジスタ２０２のコレクタに
出力され、そのままトランジスタ２０３に流れることに
なる。ここでトランジスタ２０３，２０４はカレントミ
ラー回路を構成しており、さらに両者のエミッタ面積は
等しくなるように設定されているため、トランジスタ２
０３とトランジスタ２０４のエミッタ電流はそれぞれ等
しい。従って、トランジスタ２０４のコレクタから（数
４）に示す信号電流ｉ1と電流源回路２０５の電流がそ
のまま出力されることになる。電流源回路２０５の電流
は光電流検出抵抗５に流れてバイアス電圧を発生する
が、回路が飽和しないように電流源回路２０５の電流値
を決めれば特に問題はない。以下、この信号電流ｉ1と
受光素子４からの光信号電流ｉｐが光電流検出抵抗５お
よび受光素子４の端子間コンデンサ４１に流れることに
よって信号電圧Ｖ1が発生する動作は図１の実施例で説
明した通りであり、最終的に信号電圧Ｖ1は（数３）で
示すように得られる。つまり、図２に示す実施例も光電
流検出抵抗５で発生する信号電圧Ｖ1が周波数に関係な
く一定の電圧であることを示し、光電流検出抵抗５の値
を大きく設定しても、周波数特性の劣化はなく、光電流
検出抵抗５の値を大きく設定することにより、光信号電
流ｉｐが小さくても大きな信号電圧が得られ、到達距離
の拡大や、Ｓ／Ｎ改善に大きな効果を有する。
２０５の電流とともにトランジスタ２０２のコレクタに
出力され、そのままトランジスタ２０３に流れることに
なる。ここでトランジスタ２０３，２０４はカレントミ
ラー回路を構成しており、さらに両者のエミッタ面積は
等しくなるように設定されているため、トランジスタ２
０３とトランジスタ２０４のエミッタ電流はそれぞれ等
しい。従って、トランジスタ２０４のコレクタから（数
４）に示す信号電流ｉ1と電流源回路２０５の電流がそ
のまま出力されることになる。電流源回路２０５の電流
は光電流検出抵抗５に流れてバイアス電圧を発生する
が、回路が飽和しないように電流源回路２０５の電流値
を決めれば特に問題はない。以下、この信号電流ｉ1と
受光素子４からの光信号電流ｉｐが光電流検出抵抗５お
よび受光素子４の端子間コンデンサ４１に流れることに
よって信号電圧Ｖ1が発生する動作は図１の実施例で説
明した通りであり、最終的に信号電圧Ｖ1は（数３）で
示すように得られる。つまり、図２に示す実施例も光電
流検出抵抗５で発生する信号電圧Ｖ1が周波数に関係な
く一定の電圧であることを示し、光電流検出抵抗５の値
を大きく設定しても、周波数特性の劣化はなく、光電流
検出抵抗５の値を大きく設定することにより、光信号電
流ｉｐが小さくても大きな信号電圧が得られ、到達距離
の拡大や、Ｓ／Ｎ改善に大きな効果を有する。
【００２２】図３は本発明における第３の実施例であ
り、上記第１の実施例のブロック図でバッファ回路１０
０が存在しない場合の具体回路例である。図３におい
て、Ｖ−Ｉ変換回路２００の構成および動作は、上記第
２の実施例と同様であり、Ｖ−Ｉ変換回路２００中のト
ランジスタ２０２が次段へのバッファ回路を兼ねている
ものである。第３の実施例の場合もその効果は第１，第
２の実施例と同一である。
り、上記第１の実施例のブロック図でバッファ回路１０
０が存在しない場合の具体回路例である。図３におい
て、Ｖ−Ｉ変換回路２００の構成および動作は、上記第
２の実施例と同様であり、Ｖ−Ｉ変換回路２００中のト
ランジスタ２０２が次段へのバッファ回路を兼ねている
ものである。第３の実施例の場合もその効果は第１，第
２の実施例と同一である。
【００２３】また、Ｖ−Ｉ変換回路２００の構成例とし
て上記第２および第３の実施例以外にも、例えば図４に
示すように差動増幅器で構成するなど様々な構成例があ
ることは言うまでもない。
て上記第２および第３の実施例以外にも、例えば図４に
示すように差動増幅器で構成するなど様々な構成例があ
ることは言うまでもない。
【００２４】図５は本発明の第４の実施例におけるＡＶ
光空間伝送の受光回路のブロック図を示したものであ
る。図５において、１０はコンデンサ、３００はゲイン
がＡの増幅回路である。ここで、増幅回路３００のゲイ
ンＡおよびコンデンサ１０の容量値は、便宜上次式を満
足するように設定されているものとする。
光空間伝送の受光回路のブロック図を示したものであ
る。図５において、１０はコンデンサ、３００はゲイン
がＡの増幅回路である。ここで、増幅回路３００のゲイ
ンＡおよびコンデンサ１０の容量値は、便宜上次式を満
足するように設定されているものとする。
【００２５】
【数５】
【００２６】以下、図５の回路の動作を説明する。今、
光信号を受けて受光素子４から出力される光信号電流を
ｉｐ、受光素子４の端子間コンデンサ４１の容量値をＣ
ｊ、光電流検出抵抗５の抵抗値をＲＬ、増幅回路３００
の出力からコンデンサ１０を介し、光電流検出抵抗５お
よび端子間コンデンサ４１に流れる信号電流をｉ1、コ
ンデンサ１０の容量値をＣとすれば、光信号電流ｉｐお
よび信号電流ｉ1が光電流検出抵抗５と端子間コンデン
サ４１の並列回路に流れることによって発生する信号電
圧Ｖ1は、
光信号を受けて受光素子４から出力される光信号電流を
ｉｐ、受光素子４の端子間コンデンサ４１の容量値をＣ
ｊ、光電流検出抵抗５の抵抗値をＲＬ、増幅回路３００
の出力からコンデンサ１０を介し、光電流検出抵抗５お
よび端子間コンデンサ４１に流れる信号電流をｉ1、コ
ンデンサ１０の容量値をＣとすれば、光信号電流ｉｐお
よび信号電流ｉ1が光電流検出抵抗５と端子間コンデン
サ４１の並列回路に流れることによって発生する信号電
圧Ｖ1は、
【００２７】
【数６】
【００２８】となる。また、この信号電圧Ｖ1が増幅回
路３００に入力されることによって、増幅回路３００の
出力からＡ・Ｖ1の信号電圧が出力される。これによっ
て、増幅回路３００の出力からコンデンサ１０を介し、
光電流検出抵抗５と端子間コンデンサ４１の並列回路に
信号電流ｉ1が流れるが、この信号電流ｉ1は次式で求め
られる。
路３００に入力されることによって、増幅回路３００の
出力からＡ・Ｖ1の信号電圧が出力される。これによっ
て、増幅回路３００の出力からコンデンサ１０を介し、
光電流検出抵抗５と端子間コンデンサ４１の並列回路に
信号電流ｉ1が流れるが、この信号電流ｉ1は次式で求め
られる。
【００２９】
【数７】
【００３０】（数６），（数７）からｉ1を消去すれ
ば、
ば、
【００３１】
【数８】
【００３２】となる。ここで定義より、増幅回路３００
のゲインＡおよびコンデンサ１０の容量値は（数５）を
満足するように設定されているから、（数８）はさら
に、次のように簡略化できる。
のゲインＡおよびコンデンサ１０の容量値は（数５）を
満足するように設定されているから、（数８）はさら
に、次のように簡略化できる。
【００３３】
【数９】
【００３４】（数９）は光電流検出抵抗５で発生する信
号電圧Ｖ1が周波数に関係なく一定の電圧であることを
示す。従って、上記第１の実施例と同様、光電流検出抵
抗５の値を大きく設定できるので、受光素子４から出力
される光信号電流ｉｐが小さくても大きな信号電圧を得
ることができ、到達距離の拡大、Ｓ／Ｎの改善に大きな
効果を有する。さらに第４の実施例の場合、（数５）か
ら明らかなように、増幅回路３００のゲインを可変でき
るように調整機能を設ければ、光電流検出抵抗５の寄生
容量、増幅回路３００の入力容量、および端子間コンデ
ンサ４１のばらつきなども含めて精度良く周波数特性を
補正できるメリットも有している。
号電圧Ｖ1が周波数に関係なく一定の電圧であることを
示す。従って、上記第１の実施例と同様、光電流検出抵
抗５の値を大きく設定できるので、受光素子４から出力
される光信号電流ｉｐが小さくても大きな信号電圧を得
ることができ、到達距離の拡大、Ｓ／Ｎの改善に大きな
効果を有する。さらに第４の実施例の場合、（数５）か
ら明らかなように、増幅回路３００のゲインを可変でき
るように調整機能を設ければ、光電流検出抵抗５の寄生
容量、増幅回路３００の入力容量、および端子間コンデ
ンサ４１のばらつきなども含めて精度良く周波数特性を
補正できるメリットも有している。
【００３５】図６は本発明の第５の実施例におけるＡＶ
光空間伝送の受光回路のブロック図を示したものであ
る。図６において、４００は増幅回路、５００は増幅回
路４００から出力される信号電圧の交流成分のみを抜き
出して出力するハイパスフィルタ回路、６００は受光素
子４に逆バイアス電圧を決める基準電圧源、７００は基
準電圧源６００の出力にハイパスフィルタ回路５００か
ら出力される信号電圧を加算する加算回路、８００は加
算回路７００の出力電圧を受光素子４に供給する電力供
給回路である。以下、図６の回路の動作を説明する。
光空間伝送の受光回路のブロック図を示したものであ
る。図６において、４００は増幅回路、５００は増幅回
路４００から出力される信号電圧の交流成分のみを抜き
出して出力するハイパスフィルタ回路、６００は受光素
子４に逆バイアス電圧を決める基準電圧源、７００は基
準電圧源６００の出力にハイパスフィルタ回路５００か
ら出力される信号電圧を加算する加算回路、８００は加
算回路７００の出力電圧を受光素子４に供給する電力供
給回路である。以下、図６の回路の動作を説明する。
【００３６】今、受光素子４から出力される光信号電流
をｉｐ、受光素子４の端子間コンデンサ４１から光電流
検出抵抗５に流れ込む信号電流をｉｃ、光電流検出抵抗
５からアースに流れる信号電流をｉRとし、増幅回路４
００およびＡＧＣ回路６の入力インピーダンスが十分大
きいとすれば、次式が成立する。
をｉｐ、受光素子４の端子間コンデンサ４１から光電流
検出抵抗５に流れ込む信号電流をｉｃ、光電流検出抵抗
５からアースに流れる信号電流をｉRとし、増幅回路４
００およびＡＧＣ回路６の入力インピーダンスが十分大
きいとすれば、次式が成立する。
【００３７】
【数１０】
【００３８】また、増幅回路４００の入力端子で発生す
る信号電圧Ｖ1は、
る信号電圧Ｖ1は、
【００３９】
【数１１】
【００４０】であり、増幅回路４００の出力信号電圧
は、Ａ・Ｖ1となる。このＡ・Ｖ1の信号電圧はハイパス
フィルタ回路５００を介し、加算回路７００に入力さ
れ、加算回路７００で基準電圧に重畳されて電力供給回
路８００から出力される。従って、受光素子４の両端
で、Ａ・Ｖ1−Ｖ1の信号電圧が発生することになる。受
光素子４の端子間抵抗は通常無視できるくらい小さいか
ら、端子間コンデンサ４１には次の電流ｉｃが流れるこ
とになる。
は、Ａ・Ｖ1となる。このＡ・Ｖ1の信号電圧はハイパス
フィルタ回路５００を介し、加算回路７００に入力さ
れ、加算回路７００で基準電圧に重畳されて電力供給回
路８００から出力される。従って、受光素子４の両端
で、Ａ・Ｖ1−Ｖ1の信号電圧が発生することになる。受
光素子４の端子間抵抗は通常無視できるくらい小さいか
ら、端子間コンデンサ４１には次の電流ｉｃが流れるこ
とになる。
【００４１】
【数１２】
【００４２】となる。従って、（数１０），（数１
１），（数１２）から、信号電圧Ｖ1は、
１），（数１２）から、信号電圧Ｖ1は、
【００４３】
【数１３】
【００４４】となる。ここで、増幅回路４００のゲイン
を１に設定すれば、
を１に設定すれば、
【００４５】
【数１４】
【００４６】となり、周波数如何にかかわらずＶ1は一
定値となる。従って、上記第１の実施例と同様、光電流
検出抵抗５の値を大きく設定できるので、受光素子４か
ら出力される光信号電流ｉｐが小さくても大きな信号電
圧を得ることができ、到達距離の拡大、Ｓ／Ｎの改善に
大きな効果を有する。さらに第５の実施例の場合、光電
流検出抵抗５の寄生容量や、増幅回路４００の入力容量
を含めた寄生容量のキャンセルはできないが、上記第１
〜第４の実施例のような端子間容量キャンセル用のコン
デンサを必要とせず、増幅回路４００のゲインを１に設
定することで、受光素子４の端子間容量を精度良くキャ
ンセルできるメリットがある。
定値となる。従って、上記第１の実施例と同様、光電流
検出抵抗５の値を大きく設定できるので、受光素子４か
ら出力される光信号電流ｉｐが小さくても大きな信号電
圧を得ることができ、到達距離の拡大、Ｓ／Ｎの改善に
大きな効果を有する。さらに第５の実施例の場合、光電
流検出抵抗５の寄生容量や、増幅回路４００の入力容量
を含めた寄生容量のキャンセルはできないが、上記第１
〜第４の実施例のような端子間容量キャンセル用のコン
デンサを必要とせず、増幅回路４００のゲインを１に設
定することで、受光素子４の端子間容量を精度良くキャ
ンセルできるメリットがある。
【００４７】また、ハイパスフィルタ回路５００，基準
電圧源６００，加算回路７００，電力供給回路８００は
受光素子４に逆バイアスを与えながら、増幅回路４００
から出力される信号電圧Ａ・Ｖ1を受光素子４に与える
ために設けたものであり、たとえば図７に示す回路でも
実現できる。図７において、５０１はコンデンサ、５０
２は抵抗であり、コンデンサ５０１と抵抗５０２でハイ
パスフィルタ回路を構成している。また、基準電圧源６
００は回路電源ＶＣＣで実現しており、電力供給回路８
００も回路電源６００で兼ねている。図７の場合、抵抗
５０２に受光素子４の光電流により電圧降下が発生する
が、抵抗５０２の抵抗値を、受光素子４の光電流を考慮
して設定すれば特に問題はない。
電圧源６００，加算回路７００，電力供給回路８００は
受光素子４に逆バイアスを与えながら、増幅回路４００
から出力される信号電圧Ａ・Ｖ1を受光素子４に与える
ために設けたものであり、たとえば図７に示す回路でも
実現できる。図７において、５０１はコンデンサ、５０
２は抵抗であり、コンデンサ５０１と抵抗５０２でハイ
パスフィルタ回路を構成している。また、基準電圧源６
００は回路電源ＶＣＣで実現しており、電力供給回路８
００も回路電源６００で兼ねている。図７の場合、抵抗
５０２に受光素子４の光電流により電圧降下が発生する
が、抵抗５０２の抵抗値を、受光素子４の光電流を考慮
して設定すれば特に問題はない。
【００４８】また、ゲインが１の増幅回路はオペアンプ
によるヴォルテージフォロワ回路や、エミッタフォロワ
回路等で比較的簡単な回路でしかも精度良く実現でき、
素子値ばらつきや温度変化に対してもその影響がほとん
どない回路が実現できる。例えば、図８はトランジスタ
４０１，電流源回路４０２からなるエミッタフォロワ回
路で増幅回路４００を構成した例で、この場合、トラン
ジスタ４０１のエミッタ動抵抗によってややゲインが下
がるが、電流源回路４０２の電流値を大きくすることに
よりほとんど１に近いゲインが得られる。
によるヴォルテージフォロワ回路や、エミッタフォロワ
回路等で比較的簡単な回路でしかも精度良く実現でき、
素子値ばらつきや温度変化に対してもその影響がほとん
どない回路が実現できる。例えば、図８はトランジスタ
４０１，電流源回路４０２からなるエミッタフォロワ回
路で増幅回路４００を構成した例で、この場合、トラン
ジスタ４０１のエミッタ動抵抗によってややゲインが下
がるが、電流源回路４０２の電流値を大きくすることに
よりほとんど１に近いゲインが得られる。
【００４９】さらに、図９はオペアンプ４０３によるヴ
ォルテージフォロワ回路で増幅回路４００を構成した例
で、この場合、オペアンプ４０３の開ループゲインをＡ
とすれば、周知のように増幅回路３００のゲインはＡ／
（Ａ＋１）になり、Ａを大きく設定すれば限りなく１に
近いゲインが得られる。以上のように本実施例の場合、
Ａの値を限りなく１に近い値に設定できるので高周波ま
で（数１４）を満足する信号電圧Ｖ1が得られる。
ォルテージフォロワ回路で増幅回路４００を構成した例
で、この場合、オペアンプ４０３の開ループゲインをＡ
とすれば、周知のように増幅回路３００のゲインはＡ／
（Ａ＋１）になり、Ａを大きく設定すれば限りなく１に
近いゲインが得られる。以上のように本実施例の場合、
Ａの値を限りなく１に近い値に設定できるので高周波ま
で（数１４）を満足する信号電圧Ｖ1が得られる。
【００５０】
【発明の効果】以上のように本発明のＡＶ光空間伝送の
受光回路では、受光素子の端子間容量をキャンセルし周
波数特性の良い受光回路を得ることができ、光電流検出
抵抗の抵抗値を大きくすることによるＳ／Ｎ改善、到達
距離の拡大が図れる等多大なる効果を有する。
受光回路では、受光素子の端子間容量をキャンセルし周
波数特性の良い受光回路を得ることができ、光電流検出
抵抗の抵抗値を大きくすることによるＳ／Ｎ改善、到達
距離の拡大が図れる等多大なる効果を有する。
【図１】本発明の第１の実施例におけるＡＶ光空間伝送
の受光回路の構成を示すブロック図
の受光回路の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第２の実施例におけるＡＶ光空間伝送
の受光回路の構成を示すブロック図
の受光回路の構成を示すブロック図
【図３】本発明の第３の実施例におけるＡＶ光空間伝送
の受光回路の構成を示すブロック図
の受光回路の構成を示すブロック図
【図４】図２，図３における電圧電流変換回路２００の
他の実施例を示すブロック図
他の実施例を示すブロック図
【図５】本発明の第４の実施例におけるＡＶ光空間伝送
の受光回路の構成を示すブロック図
の受光回路の構成を示すブロック図
【図６】本発明の第５の実施例におけるＡＶ光空間伝送
の受光回路の構成を示すブロック図
の受光回路の構成を示すブロック図
【図７】図６におけるハイパスフィルタ回路と基準電圧
供給手段の一具体回路例を示すブロック図
供給手段の一具体回路例を示すブロック図
【図８】図６における増幅回路４００の一具体回路例を
示すブロック図
示すブロック図
【図９】図６における増幅回路４００の他の具体回路例
を示すブロック図
を示すブロック図
【図１０】従来のＡＶ光空間伝送装置の構成を示すブロ
ック図
ック図
４ 受光素子 ５ 光電流検出抵抗 １０ コンデンサ １００ バッファ回路 ２００ 電圧電流変換回路 ３００，４００ 増幅回路 ５００ ハイパスフィルタ回路 ６００ 基準電圧源 ７００ 加算回路 ８００ 電力供給回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/06 Ｈ０３Ｆ 3/08 7436−5Ｊ
Claims (4)
- 【請求項１】 光変調信号が入力されることによって光
信号電流を出力する受光素子と、 前記受光素子の光信号電流を検出し信号電圧に変換する
光電流検出抵抗と、 前記信号電圧が入力され、トランスコンダクタンスの値
が前記光信号電流を前記信号電圧に変換する過程で存在
する１つ以上の寄生容量の和に相当するアドミッタンス
値に等しい電圧電流変換回路とを備え、 前記電圧電流変換回路の出力電流を前記光電流検出抵抗
に供給するようにしたことを特徴とするＡＶ光空間伝送
の受光回路。 - 【請求項２】 電圧電流変換手段は、第１のトランジス
タと、前記第１のトランジスタのエミッタと基準電位点
の間に接続されたコンデンサと、一方が前記第１のトラ
ンジスタのコレクタに接続され、他方を出力端子に接続
されたカレントミラー回路を備えたことを特徴とする請
求項１記載のＡＶ光空間伝送の受光回路。 - 【請求項３】 光変調信号が入力されることによって光
信号電流を出力する受光素子と、 前記受光素子の光信号電流を検出し信号電圧に変換する
光電流検出抵抗と、 前記出力信号が入力される増幅回路と前記増幅回路の入
力端子と出力端子の間に接続されたコンデンサとを備
え、 前記増幅回路と前記コンデンサのミラー効果によって得
られる容量値が前記光信号電流を前記信号電圧に変換す
る過程に存在する１つ以上の寄生容量の和に等しく設定
されたことを特徴とするＡＶ光空間伝送の受光回路。 - 【請求項４】 光変調信号が入力されることによって光
信号電流を出力する受光素子と、 前記受光素子の光信号電流を検出し信号電圧に変換する
光電流検出抵抗と、 前記出力信号が入力される増幅回路と、 前記受光素子に逆バイアスを供給する手段とを備え、 前記増幅回路の出力電圧を前記受光素子の逆バイアス供
給手段の出力電圧に重畳して前記受光素子に供給するよ
うにしたことを特徴とするＡＶ光空間伝送の受光回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28342493A JP3214196B2 (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | Ａｖ光空間伝送の受光回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28342493A JP3214196B2 (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | Ａｖ光空間伝送の受光回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07135489A true JPH07135489A (ja) | 1995-05-23 |
| JP3214196B2 JP3214196B2 (ja) | 2001-10-02 |
Family
ID=17665357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28342493A Expired - Fee Related JP3214196B2 (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | Ａｖ光空間伝送の受光回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3214196B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999048196A1 (fr) * | 1998-03-19 | 1999-09-23 | Hitachi, Ltd. | Recepteur optique utilisant un circuit a capacite negative variable |
| JP2006324953A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Renesas Technology Corp | 電圧制御発振器及びそれを用いた無線通信機 |
| WO2010100741A1 (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-10 | 株式会社日立製作所 | 光通信装置 |
| WO2011061876A1 (ja) * | 2009-11-18 | 2011-05-26 | パナソニック株式会社 | 増幅回路及び光ピックアップ装置 |
| JP2012075098A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Hitachi Ltd | 広帯域低雑音センサ増幅回路 |
| CN115473501A (zh) * | 2022-11-15 | 2022-12-13 | 上海阿米芯光半导体有限责任公司 | 跨阻放大器的调控电路及降低杂散电感对电路影响的方法 |
-
1993
- 1993-11-12 JP JP28342493A patent/JP3214196B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999048196A1 (fr) * | 1998-03-19 | 1999-09-23 | Hitachi, Ltd. | Recepteur optique utilisant un circuit a capacite negative variable |
| US6785477B1 (en) | 1998-03-19 | 2004-08-31 | Hitachi, Ltd. | Optical receiver using variable negative-capacitance circuit |
| JP2006324953A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Renesas Technology Corp | 電圧制御発振器及びそれを用いた無線通信機 |
| JP4713939B2 (ja) * | 2005-05-19 | 2011-06-29 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 電圧制御発振器及びそれを用いた無線通信機 |
| WO2010100741A1 (ja) * | 2009-03-05 | 2010-09-10 | 株式会社日立製作所 | 光通信装置 |
| JPWO2010100741A1 (ja) * | 2009-03-05 | 2012-09-06 | 株式会社日立製作所 | 光通信装置 |
| US8445832B2 (en) | 2009-03-05 | 2013-05-21 | Hitachi, Ltd. | Optical communication device |
| WO2011061876A1 (ja) * | 2009-11-18 | 2011-05-26 | パナソニック株式会社 | 増幅回路及び光ピックアップ装置 |
| US8139450B2 (en) | 2009-11-18 | 2012-03-20 | Panasonic Corporation | Amplifier circuit and optical pickup device |
| JP2012075098A (ja) * | 2010-09-29 | 2012-04-12 | Hitachi Ltd | 広帯域低雑音センサ増幅回路 |
| CN115473501A (zh) * | 2022-11-15 | 2022-12-13 | 上海阿米芯光半导体有限责任公司 | 跨阻放大器的调控电路及降低杂散电感对电路影响的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3214196B2 (ja) | 2001-10-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |