WO2015133080A1 - 光受信回路 - Google Patents

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WO2015133080A1
WO2015133080A1 PCT/JP2015/000838 JP2015000838W WO2015133080A1 WO 2015133080 A1 WO2015133080 A1 WO 2015133080A1 JP 2015000838 W JP2015000838 W JP 2015000838W WO 2015133080 A1 WO2015133080 A1 WO 2015133080A1
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voltage
circuit
optical
light
photocurrent
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PCT/JP2015/000838
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西川　英男
新村　雄一
威 中筋
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Publication date
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Definitions

  • the present disclosure relates to an optical receiving circuit.
  • a conventional optical receiving circuit includes a head amplifier, a dummy amplifier, a peak detection unit, an average value detection unit, and a differential amplifier.
  • the peak detector detects the peak voltage between the head amplifier and the differential amplifier.
  • the peak detector outputs the detected peak voltage to the average value detector.
  • the average value detector calculates a threshold voltage from the peak voltage input from the peak detector and the voltage input from the dummy amplifier, and outputs the threshold voltage to the differential amplifier.
  • the conventional optical receiver circuit suppresses the distortion of the output waveform output by the differential amplifier by generating the threshold voltage using the peak detection unit and the average value detection unit.
  • Patent Document 1 is known.
  • the light receiving circuit includes a first light receiver, a first transimpedance amplifier, a level shift circuit, a second light receiver, a second transimpedance amplifier, a peak hold circuit, and a comparator.
  • the first light receiver receives the optical signal and converts it into a first photocurrent.
  • the first transimpedance amplifier is connected to the first light receiver and converts the first photocurrent into a first voltage.
  • the level shift circuit is connected to the first transimpedance amplifier and generates a signal voltage obtained by shifting the first voltage to the low voltage side.
  • the second light receiver receives the optical signal and converts it into a second photocurrent.
  • the second transimpedance amplifier is connected to the second light receiver and converts the second photocurrent into a second voltage that is greater than the minimum signal voltage and less than the maximum signal voltage.
  • the peak hold circuit is connected to the second transimpedance amplifier and holds the peak voltage of the second voltage as the first threshold voltage.
  • the comparator is connected to the level shift circuit and the peak hold circuit, and compares the signal voltage with the first threshold voltage.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an optical receiver circuit according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between the first voltage and the second voltage of the optical receiver circuit according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship among the signal voltage of the optical receiver circuit, the threshold voltage, and the output waveform of the comparator according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram of the optical receiver circuit according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic block diagram of an optical receiver circuit according to the third embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic block diagram of an optical receiver circuit according to the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic block diagram of an optical receiver circuit according to the fifth embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic block diagram of another optical receiver circuit according to the fifth embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an optical receiver circuit 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the first voltage Va and the second voltage Vb of the optical receiver circuit 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship among the signal voltage Vio, the threshold voltage Vth, and the output waveform (voltage Vo) of the comparator according to the first embodiment.
  • the optical receiving circuit 10 includes a first light receiver 11, a first transimpedance amplifier (hereinafter referred to as a first TIA) 12, a level shift circuit 13, a second light receiver 31, and a second transimpedance amplifier (hereinafter referred to as a “first transimpedance amplifier”). (Referred to as a second TIA) 32, a peak hold circuit 15, and a comparator 16.
  • the first light receiver 11 receives an optical signal and converts it into a first photocurrent.
  • the first transimpedance amplifier 12 is connected to the first light receiver 11 and converts the first photocurrent into the first voltage.
  • the level shift circuit 13 is connected to the first transimpedance amplifier 12 and generates a signal voltage obtained by shifting the first voltage to the low voltage side.
  • the second light receiver 31 receives an optical signal and converts it into a second photocurrent.
  • the second transimpedance amplifier 32 is connected to the second light receiver 31 and converts the second photocurrent into a second voltage that is larger than the minimum signal voltage and lower than the maximum signal voltage.
  • the peak hold circuit 15 is connected to the second transimpedance amplifier, and holds the peak voltage of the second voltage as the first threshold voltage.
  • the comparator 16 is connected to the level shift circuit 13 and the peak hold circuit 15, and compares the signal voltage with the first threshold voltage.
  • the conversion circuit 14 is configured by the second light receiver 31 and the second transimpedance amplifier 32.
  • the first light receiver 11 has a first photodiode 21 and converts the received optical signal into a photocurrent Ipd1 (first photocurrent).
  • the anode side of the first photodiode 21 is grounded.
  • the cathode side of the first photodiode 21 is connected to the input side of the first TIA 12.
  • the output side of the first TIA 12 is connected to the input side of the level shift circuit 13.
  • the first TIA 12 converts the photocurrent Ipd1 flowing through the first photodiode 21 into a voltage Va (hereinafter referred to as the first voltage Va) and outputs it to the level shift circuit 13.
  • the conversion impedance of the first TIA 12 is r1 [ ⁇ ]
  • the voltage value of the voltage Vi on the cathode side of the first photodiode 21 is vi [V]
  • the current value of the photocurrent Ipd1 flowing through the first photodiode 21 is ipd1 [ A].
  • the voltage value va [V] of the first voltage Va is expressed by the following equation (1).
  • the output side of the level shift circuit 13 is connected to the inverting input side of the comparator 16.
  • the level shift circuit 13 shifts the first voltage Va in the minus direction by a predetermined shift amount ⁇ Vs, and outputs the shifted voltage Vio (hereinafter referred to as a signal voltage Vio) to the comparator 16.
  • the shift amount ⁇ Vs is smaller than 1 ⁇ 2 of the displacement width A1 of the first voltage Va.
  • the displacement width A1 of the first voltage Va is a range (displacement width) between the minimum voltage Vi of the first voltage Va and the maximum voltage Vamax of the first voltage Va.
  • the displacement width of the signal voltage Vio is equal to the displacement width A1 of the first voltage Va.
  • the second light receiver 31 has a second photodiode 35.
  • the anode side of the second photodiode 35 is grounded.
  • the cathode side of the second photodiode 35 is connected to the input side of the second TIA 32.
  • the second photodiode 35 receives the optical signal and converts the received optical signal into a photocurrent Ipd2 (second photocurrent).
  • the optical signal received by the first photodiode 21 and the second photodiode 35 is a signal output from a common light source.
  • the light receiving area where the second photodiode 35 receives the optical signal is 1 ⁇ 2 of the light receiving area where the first photodiode 21 receives the optical signal.
  • the photoelectric conversion efficiency for converting the optical signal per unit area of the second photodiode 35 into a photocurrent and the photoelectric conversion efficiency for converting the optical signal per unit area of the first photodiode 21 into a photocurrent are equal.
  • the photoelectric conversion efficiency is conversion efficiency for converting an optical signal per unit area into a photocurrent.
  • the output side of the second TIA 32 is connected to the input side of the peak hold circuit 15.
  • the second TIA 32 converts the photocurrent Ipd2 flowing through the second photodiode 35 into the second voltage Vb and outputs it to the peak hold circuit 15.
  • the voltage on the cathode side of the second photodiode 35 is at the same level (vi [V]) as the voltage Vi of the first photodiode 21 when no optical signal is received.
  • the conversion impedance of the second TIA 32 is r2 [ ⁇ ]
  • the current value of the photocurrent Ipd2 flowing through the second photodiode 35 is ipd2 [A].
  • the voltage value vb [V] of the second voltage Vb is expressed by the following equation (2).
  • the displacement width A2 of the second voltage Vb is 1/2 of the displacement width A1 of the first voltage Va.
  • the displacement width A2 of the second voltage Vb is a range (displacement width) between the minimum voltage Vi of the second voltage Vb and the maximum voltage Vbmax of the second voltage Vb, as shown in FIG.
  • the displacement width A2 of the second voltage Vb is 1 ⁇ 2 of the displacement width A1 of the first voltage Va. Further, the shift amount ⁇ Vs for shifting the first voltage Va to the signal voltage Vio by the level shift circuit 13 is smaller than a value represented by 1 ⁇ 2 of the displacement width A1. Then, as shown in FIG. 3, the maximum voltage Vbmax of the second voltage becomes less than the maximum voltage Vmax of the signal voltage Vio.
  • the first voltage Va and the second voltage Vb are the same voltage Vi according to the above-described equations (1) and (2). It has become. Further, the shift amount by which the level shift circuit 13 shifts the first voltage Va to the signal voltage Vio is ⁇ Vs. Then, the minimum voltage Vi of the second voltage Vb is larger than the minimum voltage Vmin of the signal voltage Vio as shown in FIG.
  • the output side of the peak hold circuit 15 is connected to the non-inverting input side of the comparator 16.
  • the peak hold circuit 15 holds the peak voltage of the second voltage Vb.
  • the peak hold circuit 15 includes a capacitor (not shown), and this capacitor charges and discharges.
  • holding the voltage means that the voltage drop due to the discharge is within the error range.
  • the comparator 16 includes an operational amplifier 16a, compares the signal voltage Vio with the threshold voltage Vth (first threshold voltage), and outputs the voltage Vo.
  • the first voltage Va and the second voltage Vb are the same voltage Vi according to the above-described expressions (1) and (2).
  • the first voltage Va is shifted in the minus direction by the shift amount ⁇ Vs by the level shift circuit 13.
  • the peak hold circuit 15 outputs a threshold voltage Vth that is substantially equal to the second voltage Vb. As a result, the signal voltage Vio becomes lower than the threshold voltage Vth, so that the voltage Vo output from the comparator 16 becomes the high level H.
  • the first voltage Va is a voltage obtained by the above equation (1).
  • the photocurrent Ipd1 increases, and the first voltage Va and the signal voltage Vio increase.
  • the conversion circuit 14 receives the optical signal, the photocurrent Ipd2 increases, and the second voltage Vb and the threshold voltage Vth increase.
  • the displacement width A1 of the signal voltage Vio is larger than the displacement width A2 of the threshold voltage Vth, there is a point in time when the magnitude relationship between the signal voltage Vio and the threshold voltage Vth is reversed. Therefore, when the signal voltage Vio reaches the threshold voltage Vth while each of the signal voltage Vio and the threshold voltage Vth is increasing (time t1 in FIG. 3), the voltage Vo output from the comparator 16 is low level L It becomes.
  • the photocurrent Ipd1 flowing through the first light receiver 11 decreases, and the first voltage Va and the signal voltage Vio also decrease.
  • the second voltage Vb also decreases, the peak voltage (Vbmax in FIG. 3) is held by the peak hold circuit 15. Therefore, at a certain time (time t2 in FIG. 2), the signal voltage Vio becomes the same as the threshold voltage Vth, and the voltage Vo output from the comparator 16 becomes the high level H.
  • the signal voltage Vio increases as described above, and the signal voltage Vio becomes the threshold voltage Vth at a certain time (t3 in FIG. 3). To reach. At this time, the voltage Vo output from the comparator 16 becomes a low level L.
  • the peak hold circuit 15 holds the peak voltage of the second voltage Vb, the distortion of the output waveform of the voltage Vo output from the comparator 16 can be reduced.
  • the threshold voltage Vth is generated using the peak hold circuit 15.
  • the conventional optical receiver circuit generates a threshold voltage using a peak detector and an average value detector.
  • the optical receiver circuit 10 generates the threshold voltage Vth with fewer circuit components than the conventional optical receiver circuit. Thereby, the optical receiving circuit 10 can reduce the current consumption when generating the threshold voltage Vth as compared with the conventional case.
  • the conversion circuit 14 and the comparator 16 are connected via the peak hold circuit 15.
  • the optical receiver circuit 10 uses the level shift circuit 13 and the peak hold circuit 15 to generate a threshold voltage Vth that is greater than the minimum voltage of the signal voltage Vio and less than the maximum voltage of the signal voltage Vio. Then, the optical receiver circuit 10 outputs the voltage Vo based on the threshold voltage Vth. As a result, distortion of the output waveform of the comparator 16 is suppressed.
  • the light receiving area of the second photodiode 35 is made smaller than the light receiving area of the first photodiode 21.
  • the optical receiver circuit 10 can adjust the displacement width of the threshold voltage Vth by making the photocurrent Ipd2 flowing through the second light receiver 31 smaller than the photocurrent Ipd1 flowing through the first light receiver 11.
  • the optical receiver circuit 10 adjusts the displacement width of the threshold voltage Vth according to the photocurrent Ipd2. Therefore, as the first TIA 12 and the second TIA 32, TIA having the same conversion efficiency for converting the photocurrent into the voltage can be used.
  • the displacement width A2 of the second voltage Vb is set to 1 ⁇ 2 of the displacement width A1 of the first voltage Va.
  • the optical receiver circuit 10 generates a threshold voltage Vth that is close to 1 ⁇ 2 of the fluctuation range of the signal voltage Vio. Then, the optical receiver circuit 10 outputs the voltage Vo based on the threshold voltage Vth. Therefore, distortion of the output waveform of the comparator 16 is further suppressed.
  • FIG. 4 is a schematic block diagram of the optical receiver circuit 20 in the second embodiment.
  • the optical receiving circuit 20 is different from the first embodiment in that the second light receiver 31 includes a second photodiode 36 different from the second photodiode 35 and a light shielding portion 37.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the anode side of the second photodiode 36 is grounded.
  • the cathode side of the second photodiode 36 is connected to the input side of the second TIA 32.
  • the light receiving area where the second photodiode 36 receives the optical signal is equal to the light receiving area where the first photodiode 21 receives the optical signal.
  • the first photodiode 21 and the second photodiode 36 are formed of the same element.
  • the light shielding portion 37 is formed of a member that does not transmit light.
  • the light shielding portion 37 is installed so as to cover 1/2 of the light receiving area of the second photodiode 36. Thereby, the light quantity of the optical signal received by the second photodiode 36 is 1 ⁇ 2 of the light quantity of the optical signal received by the first photodiode 21. Therefore, the photocurrent Ipd2 of the second photodiode 36 is 1 ⁇ 2 of the photocurrent Ipd1 of the first photodiode 21.
  • optical receiver circuit 20 of the present embodiment are the same as those of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the threshold voltage Vth is generated using the peak hold circuit 15.
  • the conventional optical receiver circuit generates a threshold voltage using a peak detector and an average value detector.
  • the optical receiver circuit 20 generates the threshold voltage Vth with fewer circuit components than the conventional optical receiver circuit. Thereby, the optical receiver circuit 20 can reduce the current consumption when generating the threshold voltage Vth as compared with the conventional case.
  • the conversion circuit 142 and the comparator 16 are connected via the peak hold circuit 15.
  • the optical receiver circuit 20 uses the peak hold circuit 15 or the like to generate a threshold voltage Vth that is greater than the minimum voltage of the signal voltage Vio and less than the maximum voltage of the signal voltage Vio. Then, the optical receiver circuit 20 outputs the voltage Vo based on the threshold voltage Vth. As a result, distortion of the output waveform of the comparator 16 is suppressed.
  • the light shielding portion 37 is provided in the second photodiode 36, and the amount of the optical signal received by the second photodiode 36 is determined based on the optical signal received by the first photodiode 21. It is smaller than the amount of light.
  • the displacement width of the threshold voltage Vth can be adjusted.
  • the optical receiver circuit 20 adjusts the displacement width of the threshold voltage Vth according to the photocurrent Ipd2. Therefore, as the first TIA 12 and the second TIA 32, TIA having the same conversion efficiency for converting the photocurrent into the voltage can be used.
  • the displacement width A2 of the second voltage Vb is set to 1 ⁇ 2 of the displacement width A1 of the first voltage Va.
  • the optical receiving circuit 20 generates a threshold voltage Vth that is close to 1 ⁇ 2 of the fluctuation range of the signal voltage Vio.
  • the optical receiver circuit 20 outputs the voltage Vo based on the threshold voltage Vth. Therefore, distortion of the output waveform of the comparator 16 is further suppressed.
  • FIG. 5 is a schematic block diagram of the optical receiver circuit 30 in the third embodiment.
  • the optical receiver circuit 30 according to the present embodiment is different from the first embodiment in that the second light receiver 31 includes a second photodiode 38 different from the second photodiode 35. Furthermore, the point that the conversion circuit 143 includes a second TIA 33 different from the second TIA 32 is different from the first embodiment. Further, the configuration of the first TIA 12 is also different from that of the first embodiment.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the anode side of the second photodiode 38 is grounded.
  • the cathode side of the second photodiode 38 is connected to the input side of the second TIA 33.
  • the light receiving area where the second photodiode 38 receives the optical signal is equal to the light receiving area where the first photodiode 21 receives the optical signal.
  • the first photodiode 21 and the second photodiode 38 are formed of the same element.
  • the first TIA 12 includes a first amplifier 41 and a first resistor 45 as shown in FIG.
  • the first resistor 45 is connected to the first amplifier 41 in parallel.
  • the first resistor 45 is connected between the input side and the output side of the first amplifier 41.
  • the input side of the first amplifier 41 is connected to the output side of the first photodiode 21, and the output side of the first amplifier 41 is connected to the input side of the level shift circuit 13.
  • the second TIA 33 includes a second amplifier 42 and a second resistor 46 as shown in FIG.
  • the second resistor 46 is connected in parallel to the second amplifier 42.
  • the resistance value of the second resistor 46 is lower than the resistance value of the first resistor 45.
  • the resistance value of the second resistor 46 is 1 ⁇ 2 of the resistance value of the first resistor 45.
  • the second resistor 46 is connected between the input side and the output side of the second amplifier 42.
  • the input side of the second amplifier 42 is connected to the output side of the second photodiode 38, and the output side of the second amplifier 42 is connected to the input side of the peak hold circuit 15.
  • the displacement width of the second voltage Vb is 1 ⁇ 2 of the displacement width of the first voltage Va.
  • optical receiver circuit 30 of the present embodiment are the same as those of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the threshold voltage Vth is generated using the peak hold circuit 15.
  • the conventional optical receiver circuit generates a threshold voltage using a peak detector and an average value detector.
  • the optical receiver circuit 30 generates the threshold voltage Vth with fewer circuit components than the conventional optical receiver circuit. Thereby, the optical receiver circuit 30 can reduce the current consumption when generating the threshold voltage Vth as compared with the conventional case.
  • the conversion circuit 143 and the comparator 16 are connected via the peak hold circuit 15.
  • the optical receiver circuit 30 uses the peak hold circuit 15 or the like to generate a threshold voltage Vth that is greater than the minimum voltage of the signal voltage Vio and less than the maximum voltage of the signal voltage Vio. Then, the optical receiver circuit 30 outputs the voltage Vo based on the threshold voltage Vth. As a result, distortion of the output waveform of the comparator 16 is suppressed.
  • the second voltage Vb output from the second TIA 32 is made smaller than the first voltage Va by setting the resistance value of the second resistor 46 to 1 ⁇ 2 of the resistance value of the first resistor 45. is doing. Therefore, as the first light receiver 11 and the second light receiver 31, light receivers having the same light receiving area and the same photoelectric conversion efficiency for converting the received optical signal into a photocurrent are used, and the displacement width of the threshold voltage Vth Can be adjusted.
  • the displacement width A2 of the second voltage Vb is set to 1 ⁇ 2 of the displacement width A1 of the first voltage Va.
  • the optical receiving circuit 30 generates a threshold voltage Vth that is close to 1 ⁇ 2 of the fluctuation range of the signal voltage Vio.
  • the optical receiver circuit 30 outputs the voltage Vo based on the threshold voltage Vth. Therefore, distortion of the output waveform of the comparator 16 is further suppressed.
  • FIG. 6 is a schematic block diagram of the optical receiver circuit 40 in the fourth embodiment.
  • the optical receiver circuit 40 of the present embodiment is different from the first embodiment in that the second light receiver 31 includes a second photodiode 39 that is different from the second photodiode 35. To do.
  • the point which the 1st light receiver 11 is provided with the 1st photodiode 21 and the 3rd photodiode 51 differs from Embodiment 1.
  • FIG. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the anode side of the third photodiode 51 is grounded.
  • the cathode side of the third photodiode 51 is connected to the input side of the first TIA 12.
  • the anode side of the second photodiode 39 is grounded.
  • the cathode side of the second photodiode 39 is connected to the input side of the second TIA 32.
  • the light receiving area where the third photodiode 51 receives the optical signal and the light receiving area where the second photodiode 39 receives the optical signal are equal to the light receiving area where the first photodiode 21 receives the optical signal.
  • the photocurrent Ipd1 flowing through the first photodiode 21, the photocurrent Ipd2 flowing through the second photodiode 39, and the photocurrent Ipd3 flowing through the third photodiode 51 become equal.
  • the 1st photodiode 21 and the 3rd photodiode 51 are mutually connected in parallel. Therefore, the displacement width A2 of the second voltage Vb is 1 ⁇ 2 of the displacement width A1 of the first voltage Va.
  • optical receiver circuit 40 of the present embodiment are the same as those of the first embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the threshold voltage Vth is generated using the peak hold circuit 15.
  • the conventional optical receiver circuit generates a threshold voltage using a peak detector and an average value detector.
  • the optical receiver circuit 40 generates the threshold voltage Vth with fewer circuit components than the conventional optical receiver circuit. Thereby, the optical receiver circuit 40 can reduce the current consumption when generating the threshold voltage Vth as compared with the conventional case.
  • the conversion circuit 144 and the comparator 16 are connected via the peak hold circuit 15.
  • the optical receiver circuit 40 uses the peak hold circuit 15 or the like to generate a threshold voltage Vth that is greater than the minimum voltage of the signal voltage Vio and less than the maximum voltage of the signal voltage Vio. Then, the optical receiver circuit 40 outputs the voltage Vo based on the threshold voltage Vth. As a result, distortion of the output waveform of the comparator 16 is suppressed.
  • the optical receiver circuit 40 of this embodiment includes the first photodiode 21 and the third photodiode 51 in the first light receiver 11.
  • the optical receiver circuit 40 can adjust the displacement width of the threshold voltage Vth by making the photocurrent flowing through the second light receiver 31 smaller than the photocurrent flowing through the first light receiver 11.
  • the optical receiver circuit 40 adjusts the displacement width of the threshold voltage Vth according to the photocurrent Ipd2. Therefore, as the first TIA 12 and the second TIA 32, TIA having the same conversion efficiency for converting the photocurrent into the voltage can be used.
  • the displacement width A2 of the second voltage Vb is set to 1 ⁇ 2 of the displacement width A1 of the first voltage Va.
  • the optical receiver circuit 40 generates a threshold voltage Vth that is close to 1 ⁇ 2 of the fluctuation range of the signal voltage Vio.
  • the optical receiver circuit 40 outputs the voltage Vo based on the threshold voltage Vth. Therefore, distortion of the output waveform of the comparator 16 is further suppressed.
  • the first light receiver 11 has two photodiodes connected in parallel. However, two or more photodiodes may be used.
  • the second light receiver 31 may have a plurality of photodiodes.
  • the displacement width A2 of the second voltage Vb may be made smaller than the displacement width A1 of the first voltage Va by adjusting the number of photodiodes and the connection method. Furthermore, the displacement width A2 of the second voltage Vb is preferably 1 ⁇ 2 of the displacement width A1 of the first voltage Va.
  • FIG. 7 is a schematic block diagram of the optical receiver circuit 50 according to the fifth embodiment.
  • the optical receiver circuit 50 of the present embodiment is different from the first embodiment in that it includes a holding circuit 61 including a level shift circuit 13 and a peak hold circuit 15. Further, the first embodiment differs from the first embodiment in that the level shift circuit 13 is not connected to the first TIA 12.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the input side of the holding circuit 61 is connected to the output side of the conversion circuit 145.
  • the configuration of the conversion circuit 145 is the same as that of the conversion circuit 14. That is, the conversion circuit 145 includes the second light receiver 31 and the second TIA 32.
  • the second light receiver 31 has a second photodiode 35.
  • the second photodiode 35 receives the optical signal and converts the received optical signal into a photocurrent Ipd2 (second photocurrent).
  • the output side of the holding circuit 61 is connected to the non-inverting input side of the comparator 16.
  • the holding circuit 61 is higher than the second voltage Vb by a predetermined value, greater than the minimum voltage of the first voltage Va, and less than the maximum voltage of the first voltage Va. The peak voltage of the voltage belonging to the range is held.
  • the conversion circuit 145 creates a second voltage Vb that is larger than the minimum voltage of the first voltage Va and belongs to a range less than the maximum voltage of the first voltage Va.
  • the output side of the conversion circuit 145 is connected to the holding circuit 61.
  • the output side of the conversion circuit 145 is connected to the input side of the level shift circuit 13 of the holding circuit 61.
  • the level shift circuit 13 shifts the second voltage Vb in the plus direction by the shift amount ⁇ Vs.
  • the level shift circuit 13 outputs the shifted voltage to the peak hold circuit 15.
  • the shift amount ⁇ Vs is smaller than 1 ⁇ 2 of the displacement width of the first voltage Va.
  • the output side of the level shift circuit 13 is connected to the input side of the peak hold circuit 15.
  • the peak hold circuit 15 holds a peak voltage.
  • the peak hold circuit 15 holds a peak voltage of a voltage that is higher than the second voltage Vb by the shift amount ⁇ Vs and that is larger than the minimum voltage of the first voltage Va and falls within a range less than the maximum voltage of the first voltage Va. To do.
  • the output side of the peak hold circuit 15 is connected to the non-inverting input side of the comparator 16.
  • the peak hold circuit 15 outputs a threshold voltage Vth (second threshold voltage) substantially equal to the voltage shifted by the level shift circuit 13 to the comparator 16.
  • the threshold voltage Vth is generated using the peak hold circuit 15 of the holding circuit 61.
  • the conventional optical receiver circuit generates a threshold voltage using a peak detector and an average value detector.
  • the optical receiver circuit 50 generates the threshold voltage Vth with fewer circuit components than the conventional optical receiver circuit. Thereby, the optical receiver circuit 50 can reduce the current consumption when generating the threshold voltage Vth as compared with the conventional case.
  • the conversion circuit 145 and the comparator 16 are connected via a holding circuit 61 including a level shift circuit 13 and a peak hold circuit 15.
  • the optical receiver circuit 50 generates the threshold voltage Vth using the peak hold circuit 15 or the like. Then, the optical receiver circuit 50 outputs the voltage Vo based on the threshold voltage Vth. Therefore, distortion of the output waveform of the comparator 16 is suppressed.
  • the level shift circuit 13 is connected between the conversion circuit 145 and the peak hold circuit 15, but the present invention is not limited to this.
  • FIG. 8 is a schematic block diagram of another optical receiver circuit 60 according to the fifth embodiment.
  • the level shift circuit 13 may be connected between the peak hold circuit 15 and the comparator 16 as shown in FIG.
  • the optical receiver circuit 60 has a holding circuit 62 composed of a level shift circuit 13 and a peak hold circuit 15 as shown in FIG.
  • the input side of the holding circuit 62 is connected to the output side of the conversion circuit 145.
  • the output side of the holding circuit 62 is connected to the non-inverting input side of the comparator 16.
  • the holding circuit 62 is higher than the second voltage Vb by a predetermined value, greater than the minimum voltage of the first voltage Va, and less than the maximum voltage of the first voltage Va. The peak voltage of the voltage belonging to the range is held.
  • the conversion circuit 145 creates a second voltage Vb that is larger than the minimum voltage of the first voltage Va and belongs to a range less than the maximum voltage of the first voltage Va.
  • the output side of the conversion circuit 145 is connected to the holding circuit 62.
  • the output side of the conversion circuit 145 is connected to the input side of the peak hold circuit 15 of the holding circuit 62.
  • the output side of the peak hold circuit 15 is connected to the input side of the level shift circuit 13.
  • the output side of the level shift circuit 13 is connected to the non-inverting input side of the comparator 16.
  • the level shift circuit 13 shifts the voltage held in the peak hold circuit 15 in the plus direction by the shift amount ⁇ Vs to generate the threshold voltage Vth and outputs it to the comparator 16.
  • the shift amount ⁇ Vs is smaller than 1 ⁇ 2 of the displacement width of the first voltage Va.
  • the optical receiving circuit 60 generates the threshold voltage Vth by using the peak hold circuit 15 of the holding circuit 62.
  • the conventional optical receiver circuit generates a threshold voltage using a peak detector and an average value detector.
  • the optical receiver circuit 60 generates the threshold voltage Vth with fewer circuit components than the conventional optical receiver circuit. Thereby, the optical receiver circuit 60 can reduce the current consumption when generating the threshold voltage Vth as compared with the conventional case.
  • the conversion circuit 145 and the comparator 16 are connected via a holding circuit 62 including the level shift circuit 13 and the peak hold circuit 15.
  • the optical receiver circuit 60 generates the threshold voltage Vth using the peak hold circuit 15 or the like. Then, the optical receiver circuit 60 outputs the voltage Vo based on the threshold voltage Vth. Therefore, distortion of the output waveform of the comparator 16 is suppressed.
  • the example in which the photocurrent Ipd2 flowing through the second light receiver 31 is 1 ⁇ 2 of the photocurrent Ipd1 flowing through the first light receiver 11 has been described.
  • the method of making the photocurrent Ipd2 flowing through the second light receiver 31 smaller than the photocurrent Ipd1 flowing through the first light receiver 11 is not limited to these methods.
  • the second photodiode 35 of the second light receiver 31 having the same photoelectric conversion efficiency as that of the first photodiode 21 of the first light receiver 11 is used.
  • the photoelectric conversion efficiency of the second photodiode of the second light receiver 31 may be lower than that of the first photodiode 21 of the first light receiver 11.
  • the photoelectric conversion efficiency of the second photodiode of the second light receiver 31 may be 1 ⁇ 2 that of the first photodiode 21 of the first light receiver 11.
  • the photoelectric conversion efficiencies of the second photodiode and the first photodiode 21 are equal, and the incident angle of the optical signal received by the second photodiode is the same as that of the optical signal received by the first photodiode 21. It may be different from the incident angle. At this time, the incident angle of the second photodiode is set so that the light amount of the optical signal received by the second photodiode is 1 ⁇ 2 of the light amount of the optical signal received by the first photodiode 21.
  • the displacement of the threshold voltage Vth can be adjusted by making the photocurrent Ipd2 flowing through the second light receiver 31 smaller than the photocurrent Ipd1 flowing through the first light receiver 11. Further, the displacement width of the threshold voltage Vth can be adjusted according to the photocurrent Ipd2. Therefore, as the first TIA 12 and the second TIA 32, TIA having the same conversion efficiency for converting the photocurrent into the voltage can be used.
  • an optical receiver circuit in which the conversion efficiency of the second TIA 32 is lower than the conversion efficiency of the first TIA 12 may be used.
  • an optical receiver circuit in which the conversion efficiency of the second TIA 32 is 1 ⁇ 2 of the conversion efficiency of the first TIA 12 may be used.
  • the conversion efficiency is a conversion efficiency for converting a photocurrent into a voltage. That is, the displacement width of the threshold voltage Vth may be adjusted by adjusting the conversion efficiency of the second TIA 32 and the conversion efficiency of the first TIA 12.
  • the first light receiver 11 and the second light receiver 31 may be on the same chip or different chips.
  • the components that convert the optical signal provided in the first light receiver 11 and the second light receiver 31 into a photocurrent may be on the same integrated circuit or on different integrated circuits.
  • the displacement width A2 of the second voltage Vb is 1 ⁇ 2 of the displacement width A1 of the first voltage Va.
  • the displacement width A2 of the second voltage Vb is limited to this. Not.
  • the displacement width of the second voltage Vb is smaller than the displacement width of the first voltage Va, the second voltage Vb is larger than the minimum voltage of the signal voltage Vio that is a voltage after the shift of the first voltage Va, and is less than the maximum voltage of the signal voltage Vio. If it is.
  • the displacement width of the second voltage Vb in the fifth embodiment is smaller than the displacement width of the first voltage Va
  • the shifted voltage of the second voltage Vb is larger than the minimum voltage of the signal voltage Vio
  • the maximum of the signal voltage Vio It may be less than the voltage.
  • the light shielding unit 37 is installed so as to cover the half of the light receiving area where the second photodiode 36 receives an optical signal.
  • the light shielding unit 37 is not limited to this.
  • the light shielding unit 37 may be provided so that the light amount of the optical signal received by the second photodiode 36 is smaller than the light amount of the optical signal received by the first photodiode 21. Further, it is preferable that the light shielding portion 37 is provided so that the light amount of the optical signal received by the second photodiode 36 is 1 ⁇ 2 of the light amount of the optical signal received by the first photodiode 21. .
  • the light shielding portion 37 may be formed on a surface that receives an optical signal as a wall that shields the optical signal.
  • the displacement of the threshold voltage Vth can be adjusted by making the photocurrent Ipd2 flowing through the second light receiver 31 smaller than the photocurrent Ipd1 flowing through the first light receiver 11.
  • present invention may be used in combination with the above matters or Embodiments 1 to 5.
  • the conversion circuit and the comparator are electrically connected via the peak hold circuit.
  • the voltage held by the peak hold circuit is used as the threshold voltage.
  • distortion of the output waveform of the comparator can be suppressed with a simple circuit configuration.
  • current consumption when generating the threshold voltage can be reduced.
  • First light receiver 12 First transimpedance amplifier 13 Level shift circuit 14, 142, 143, 144, 145 Conversion circuit 15 Peak hold circuit 16 Comparator 21 First photo Diode 31 2nd light receiver 32, 33 2nd transimpedance amplifier 35, 36, 38, 39 2nd photodiode 37 Light-shielding part 41 1st amplifier 42 2nd amplifier 45 1st resistance 46 2nd resistance 51 3rd photodiode 61 62 holding circuit Va first voltage Vb second voltage Vio signal voltage Vth threshold voltage

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Abstract

　光受信回路は、第１受光器と、第１トランスインピーダンスアンプと、レベルシフト回路と、第２受光器と、第２トランスインピーダンスアンプと、ピークホールド回路と、コンパレータとを備える。第１トランスインピーダンスアンプは、第１受光器からの第１の光電流を第１電圧に変換する。レベルシフト回路は、第１電圧から信号電圧を生成する。第２トランスインピーダンスアンプは、第２受光器からの第２の光電流を、第２電圧に変換する。ピークホールド回路は、第２電圧のピーク電圧を第１のしきい値電圧として保持する。コンパレータは、信号電圧と第１のしきい値電圧とを比較する。

Description

光受信回路
　本開示は、光受信回路に関する。
　光信号を電気信号に変換する光受信回路が知られている。従来の光受信回路は、ヘッドアンプと、ダミーアンプと、ピーク検出部と、平均値検出部と、差動アンプとを有する。従来の光受信回路では、ピーク検出部が、ヘッドアンプと差動アンプとの間のピーク電圧を検出する。そして、ピーク検出部は、検出したピーク電圧を平均値検出部へ出力する。平均値検出部は、ピーク検出部から入力したピーク電圧と、ダミーアンプから入力した電圧とから、しきい値電圧を算出し、差動アンプへ出力する。
　このように、従来の光受信回路は、ピーク検出部および平均値検出部を用いて、しきい値電圧を生成することにより、差動アンプで出力される出力波形の歪みを抑制している。なお、この出願に関連する先行技術文献としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開昭６２－２８５５３７号公報
　光受信回路は、第１受光器と、第１トランスインピーダンスアンプと、レベルシフト回路と、第２受光器と、第２トランスインピーダンスアンプと、ピークホールド回路と、コンパレータとを備える。第１受光器は、光信号を受信して第１の光電流に変換する。第１トランスインピーダンスアンプは、第１受光器に接続され、第１の光電流を第１電圧に変換する。レベルシフト回路は、第１トランスインピーダンスアンプに接続され、第１電圧を低電圧側にシフトさせた信号電圧を生成する。第２受光器は、光信号を受信して第２の光電流に変換する。第２トランスインピーダンスアンプは、第２受光器に接続され、第２の光電流を、信号電圧の最小電圧より大きく、信号電圧の最大電圧未満の第２電圧に変換する。ピークホールド回路は、第２トランスインピーダンスアンプに接続され、第２電圧のピーク電圧を第１のしきい値電圧として保持する。コンパレータは、レベルシフト回路およびピークホールド回路に接続され、信号電圧と第１のしきい値電圧とを比較する。
図１は、実施の形態１における光受信回路の概略ブロック図である。 図２は、実施の形態１における光受信回路の第１電圧と第２電圧との関係を示す図である。 図３は、実施の形態１における光受信回路の信号電圧と、しきい値電圧と、コンパレータの出力波形との関係を示す図である。 図４は、実施の形態２における光受信回路の概略ブロック図である。 図５は、実施の形態３における光受信回路の概略ブロック図である。 図６は、実施の形態４における光受信回路の概略ブロック図である。 図７は、実施の形態５における光受信回路の概略ブロック図である。 図８は、実施の形態５における他の光受信回路の概略ブロック図である。
　近年、従来よりも簡単な構成で、消費電流を低減できる光受信回路が望まれている。
　（実施の形態１）
　以下、本実施の形態の光受信回路１０について、図１から図３を参照しながら説明する。図１は、実施の形態１における光受信回路１０の概略ブロック図である。図２は、実施の形態１における光受信回路１０の第１電圧Ｖａと第２電圧Ｖｂとの関係を示す図である。図３は、実施の形態１における光受信回路１０の信号電圧Ｖｉｏと、しきい値電圧Ｖｔｈと、コンパレータの出力波形（電圧Ｖｏ）との関係を示す図である。
　（構成）
　光受信回路１０は、第１受光器１１と、第１トランスインピーダンスアンプ（以後、第１ＴＩＡと称する）１２と、レベルシフト回路１３と、第２受光器３１と、第２トランスインピーダンスアンプ（以後、第２ＴＩＡと称する）３２と、ピークホールド回路１５と、コンパレータ１６とを備える。
　第１受光器１１は、光信号を受信して第１の光電流に変換する。
　第１トランスインピーダンスアンプ１２は、第１受光器１１に接続され、第１の光電流を第１電圧に変換する。
　レベルシフト回路１３は、第１トランスインピーダンスアンプ１２に接続され、第１電圧を低電圧側にシフトさせた信号電圧を生成する。
　第２受光器３１は、光信号を受信して第２の光電流に変換する。
　第２トランスインピーダンスアンプ３２は、第２受光器３１に接続され、第２の光電流を、信号電圧の最小電圧より大きく、信号電圧の最大電圧未満の第２電圧に変換する。
　ピークホールド回路１５は、第２トランスインピーダンスアンプに接続され、第２電圧のピーク電圧を第１のしきい値電圧として保持する。
　コンパレータ１６は、レベルシフト回路１３およびピークホールド回路１５に接続され、信号電圧と第１のしきい値電圧とを比較する。
　第２受光器３１と、第２トランスインピーダンスアンプ３２により変換回路１４が構成されている。
　以下、光受信回路１０の構成を詳細に説明する。第１受光器１１は、第１フォトダイオード２１を有しており、受信した光信号を光電流Ｉｐｄ１（第１の光電流）に変換する。
　第１フォトダイオード２１のアノード側は、接地されている。第１フォトダイオード２１のカソード側は、第１ＴＩＡ１２の入力側に接続されている。
　第１ＴＩＡ１２の出力側は、レベルシフト回路１３の入力側に接続されている。第１ＴＩＡ１２は、第１フォトダイオード２１に流れる光電流Ｉｐｄ１を電圧Ｖａ（以後、第１電圧Ｖａと称する）に変換し、レベルシフト回路１３へ出力する。
　ここで、第１ＴＩＡ１２の変換インピーダンスをｒ１[Ω]、第１フォトダイオード２１のカソード側の電圧Ｖｉの電圧値をｖｉ[Ｖ]、第１フォトダイオード２１に流れる光電流Ｉｐｄ１の電流値をｉｐｄ１[Ａ]とする。このとき、第１電圧Ｖａの電圧値ｖａ[Ｖ]は、以下の式（１）で表される。
　ｖａ　＝　ｖｉ　＋　ｒ１　×　ｉｐｄ１　・・・　式（１）
　レベルシフト回路１３の出力側は、コンパレータ１６の反転入力側に接続されている。レベルシフト回路１３は、第１電圧Ｖａを所定のシフト量ΔＶｓだけマイナス方向にシフトさせ、シフトさせた後の電圧Ｖｉｏ（以後、信号電圧Ｖｉｏと称する）をコンパレータ１６へ出力する。ここで、シフト量ΔＶｓは、第１電圧Ｖａの変位幅Ａ１の１／２より小さい。また、第１電圧Ｖａの変位幅Ａ１は、図２に示すように、第１電圧Ｖａの最小電圧Ｖｉと、第１電圧Ｖａの最大電圧Ｖａｍａｘとの間の範囲（変位幅）である。そして、図３に示すように、信号電圧Ｖｉｏの変位幅は、第１電圧Ｖａの変位幅Ａ１と等しい。信号電圧Ｖｉｏは、第１電圧Ｖａをシフト量ΔＶｓだけマイナス側にシフトした値（Ｖｉｏ＝Ｖａ－ΔＶｓ）である。
　第２受光器３１は、第２フォトダイオード３５を有している。
　第２フォトダイオード３５のアノード側は、接地されている。第２フォトダイオード３５のカソード側は、第２ＴＩＡ３２の入力側に接続されている。第２フォトダイオード３５は、光信号を受信し、受信した光信号を光電流Ｉｐｄ２（第２の光電流）に変換する。ここで、第１フォトダイオード２１および第２フォトダイオード３５が受信する光信号は共通の光源から出力された信号である。また、第２フォトダイオード３５が光信号を受信する受光面積は、第１フォトダイオード２１が光信号を受信する受光面積の１／２である。なお、第２フォトダイオード３５の単位面積当たりの光信号を光電流へ変換する光電変換効率と、第１フォトダイオード２１の単位面積当たりの光信号を光電流へ変換する光電変換効率とは等しい。なお、ここで光電変換効率とは、単位面積当たりの光信号を光電流に変換する変換効率のことである。これにより、第１フォトダイオード２１と第２フォトダイオード３５とが光信号を受信した場合には、第２フォトダイオード３５の光電流Ｉｐｄ２は、第１フォトダイオード２１の光電流Ｉｐｄ１の１／２となる。
　第２ＴＩＡ３２の出力側は、ピークホールド回路１５の入力側に接続されている。第２ＴＩＡ３２は、第２フォトダイオード３５に流れる光電流Ｉｐｄ２を第２電圧Ｖｂに変換し、ピークホールド回路１５へ出力する。
　第２フォトダイオード３５のカソード側の電圧は、光信号が受光されない場合には、第１フォトダイオード２１の電圧Ｖｉと同レベル（ｖｉ[Ｖ]）となっている。第２ＴＩＡ３２の変換インピーダンスをｒ２[Ω]、第２フォトダイオード３５に流れる光電流Ｉｐｄ２の電流値をｉｐｄ２[Ａ]とする。ここで、第２ＴＩＡ３２が光電流Ｉｐｄ２を電圧に変換する変換効率は、第１ＴＩＡ１２が光電流Ｉｐｄ１を電圧に変換する変換効率と等しい。つまり、ｒ１＝ｒ２の関係となっている。このとき、第２電圧Ｖｂの電圧値ｖｂ[Ｖ]は、以下の式（２）で表される。
　ｖｂ　＝　ｖｉ　＋　ｒ２　×　ｉｐｄ２　・・・　式（２）
　上述したように、光電流Ｉｐｄ２は光電流Ｉｐｄ１の１／２であり、第２ＴＩＡ３２の変換効率と第１ＴＩＡ１２の変換効率とは等しい。そのため、式（１）および式（２）から、第２電圧Ｖｂの変位幅Ａ２は、第１電圧Ｖａの変位幅Ａ１の１／２となる。ここで、第２電圧Ｖｂの変位幅Ａ２は、図２に示すように、第２電圧Ｖｂの最小電圧Ｖｉと、第２電圧Ｖｂの最大電圧Ｖｂｍａｘとの間の範囲（変位幅）である。
　第２電圧Ｖｂの変位幅Ａ２は、第１電圧Ｖａの変位幅Ａ１の１／２である。また、レベルシフト回路１３で第１電圧Ｖａを信号電圧Ｖｉｏへシフトするシフト量ΔＶｓは、変位幅Ａ１の１／２で表される値より小さい。そうすると、図３に示すように、第２電圧の最大電圧Ｖｂｍａｘは、信号電圧Ｖｉｏの最大電圧Ｖｍａｘ未満となる。
　さらに、第１受光器１１および第２受光器３１で光信号が受信されない場合には、第１電圧Ｖａと第２電圧Ｖｂとは、上述した式（１）および式（２）により同じ電圧Ｖｉとなっている。また、レベルシフト回路１３で第１電圧Ｖａを信号電圧Ｖｉｏへシフトするシフト量はΔＶｓである。そうすると、第２電圧Ｖｂの最小となる電圧Ｖｉは、図３に示すように、信号電圧Ｖｉｏの最小電圧Ｖｍｉｎより大きい値となる。
　ピークホールド回路１５の出力側は、コンパレータ１６の非反転入力側に接続されている。ピークホールド回路１５は、第２電圧Ｖｂのピーク電圧を保持する。具体的には、ピークホールド回路１５は、コンデンサ（図示せず）を備えており、このコンデンサが充放電を行う。ここで、電圧の保持とは、放電による電圧降下が誤差範囲に収まっていることをいう。
　コンパレータ１６は、演算増幅器１６ａを含んでおり、信号電圧Ｖｉｏと、しきい値電圧Ｖｔｈ（第１のしきい値電圧）とを比較し、電圧Ｖｏを出力する。
　（動作）
　以下、本実施の形態の光受信回路１０の動作について、図１から図３を参照しながら説明する。
　第１受光器１１および第２受光器３１で光信号が受信されない場合（例えば、図３のｔ０の時点）、第１受光器１１および第２受光器３１のそれぞれには、光電流は流れない。そのため、上述した式（１）および式（２）により第１電圧Ｖａと第２電圧Ｖｂとは同じ電圧Ｖｉとなる。第１電圧Ｖａは、レベルシフト回路１３によりシフト量ΔＶｓだけマイナス方向にシフトされる。また、ピークホールド回路１５は、第２電圧Ｖｂにほぼ等しいしきい値電圧Ｖｔｈを出力する。これにより、信号電圧Ｖｉｏはしきい値電圧Ｖｔｈより低くなるので、コンパレータ１６から出力される電圧Ｖｏは、ハイレベルＨとなる。
　一方、第１受光器１１および第２受光器３１で光信号が受信された場合、第１受光器１１には光電流Ｉｐｄ１が、第２受光器３１には光電流Ｉｐｄ２が、それぞれ流れる。このとき、第１電圧Ｖａは、上記式（１）により求められる電圧となる。具体的には、第１受光器１１で光信号が受信されると、光電流Ｉｐｄ１が増加し、第１電圧Ｖａおよび信号電圧Ｖｉｏが増加する。また、変換回路１４で光信号が受信されると、光電流Ｉｐｄ２が増加し、第２電圧Ｖｂおよびしきい値電圧Ｖｔｈが増加する。信号電圧Ｖｉｏの変位幅Ａ１は、しきい値電圧Ｖｔｈの変位幅Ａ２よりも大きいので、信号電圧Ｖｉｏとしきい値電圧Ｖｔｈの大小関係が逆転する時点が存在する。そのため、信号電圧Ｖｉｏおよびしきい値電圧Ｖｔｈのそれぞれが増加中に信号電圧Ｖｉｏがしきい値電圧Ｖｔｈに達すると（図３の時間ｔ１）、コンパレータ１６から出力される電圧Ｖｏは、ローレベルＬとなる。
　さらに、第１受光器１１および第２受光器３１が光信号を受信しなくなると、第１受光器１１に流れる光電流Ｉｐｄ１は減少し、第１電圧Ｖａおよび信号電圧Ｖｉｏも減少する。第２電圧Ｖｂも減少するが、ピークホールド回路１５により、ピーク電圧（図３のＶｂｍａｘ）が保持されている。そのため、ある時点（図２の時間ｔ２）で、信号電圧Ｖｉｏは、しきい値電圧Ｖｔｈと同じとなり、コンパレータ１６から出力される電圧Ｖｏは、ハイレベルＨとなる。
　その後、第１受光器１１および第２受光器３１が光信号を受信すると、上述したように、信号電圧Ｖｉｏは増加し、ある時点（図３のｔ３）で信号電圧Ｖｉｏがしきい値電圧Ｖｔｈに達する。このとき、コンパレータ１６から出力される電圧Ｖｏは、ローレベルＬとなる。
　本実施の形態の光受信回路１０は、ピークホールド回路１５が第２電圧Ｖｂのピーク電圧を保持するので、コンパレータ１６から出力される電圧Ｖｏの出力波形の歪みを小さくできる。
　（まとめ）
　以上説明したように、本実施の形態の光受信回路１０では、ピークホールド回路１５を用いて、しきい値電圧Ｖｔｈを生成している。一方、従来の光受信回路は、ピーク検出部および平均値検出部を用いて、しきい値電圧を生成している。つまり、光受信回路１０は、従来の光受信回路と比較して少ない回路部品で、しきい値電圧Ｖｔｈの生成を行っている。これにより、光受信回路１０は、しきい値電圧Ｖｔｈを生成する際の消費電流を従来よりも低減できる。
　また、本実施の形態の光受信回路１０において、変換回路１４とコンパレータ１６とは、ピークホールド回路１５を介して接続されている。光受信回路１０は、レベルシフト回路１３やピークホールド回路１５などを用いて、信号電圧Ｖｉｏの最小電圧より大きく、信号電圧Ｖｉｏの最大電圧未満であるしきい値電圧Ｖｔｈを生成している。そして、光受信回路１０は、しきい値電圧Ｖｔｈに基づいて、電圧Ｖｏを出力する。その結果、コンパレータ１６の出力波形の歪みが抑制される。
　さらに、本実施の形態の光受信回路１０では、第２フォトダイオード３５の受光面積を、第１フォトダイオード２１の受光面積より小さくしている。これにより、光受信回路１０は、第２受光器３１に流れる光電流Ｉｐｄ２を第１受光器１１に流れる光電流Ｉｐｄ１よりも小さくして、しきい値電圧Ｖｔｈの変位幅を調整できる。光受信回路１０は、光電流Ｉｐｄ２に応じてしきい値電圧Ｖｔｈの変位幅を調整する。そのため、第１ＴＩＡ１２および第２ＴＩＡ３２として、光電流を電圧に変換する変換効率が等しいＴＩＡを利用できる。
　また、本実施の形態の光受信回路１０は、第２電圧Ｖｂの変位幅Ａ２を第１電圧Ｖａの変位幅Ａ１の１／２としている。これにより、光受信回路１０は、信号電圧Ｖｉｏの変動幅の１／２に近いしきい値電圧Ｖｔｈを生成する。そして、光受信回路１０は、しきい値電圧Ｖｔｈに基づいて、電圧Ｖｏを出力する。そのため、コンパレータ１６の出力波形の歪みが、さらに抑制される。
　(実施の形態２)
　図４は、実施の形態２における光受信回路２０の概略ブロック図である。光受信回路２０は、第２受光器３１が、第２フォトダイオード３５とは異なる第２フォトダイオード３６と、遮光部３７とを備えている点が実施の形態１と相違する。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
　第２フォトダイオード３６のアノード側は、接地されている。第２フォトダイオード３６のカソード側は、第２ＴＩＡ３２の入力側に接続されている。第２フォトダイオード３６が光信号を受信する受光面積は、第１フォトダイオード２１が光信号を受信する受光面積と等しい。そして、第１フォトダイオード２１と第２フォトダイオード３６とは、同じ素子で形成されている。
　遮光部３７は、光を透過しない部材で形成されている。遮光部３７は、第２フォトダイオード３６の受光面積の１／２を覆うように設置されている。これにより、第２フォトダイオード３６が受信する光信号の光量は、第１フォトダイオード２１が受信する光信号の光量の１／２となる。そのために、第２フォトダイオード３６の光電流Ｉｐｄ２は、第１フォトダイオード２１の光電流Ｉｐｄ１の１／２となる。
　なお、本実施の形態の光受信回路２０の動作および効果は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
　以上説明したように、本実施の形態の光受信回路２０では、ピークホールド回路１５を用いてしきい値電圧Ｖｔｈを生成している。一方、従来の光受信回路は、ピーク検出部および平均値検出部を用いてしきい値電圧を生成している。つまり、光受信回路２０は、従来の光受信回路と比較して少ない回路部品でしきい値電圧Ｖｔｈの生成を行っている。これにより、光受信回路２０は、しきい値電圧Ｖｔｈを生成する際の消費電流を従来よりも低減できる。
　また、本実施の形態の光受信回路２０では、変換回路１４２とコンパレータ１６とは、ピークホールド回路１５を介して接続されている。光受信回路２０は、ピークホールド回路１５などを用いて、信号電圧Ｖｉｏの最小電圧より大きく、信号電圧Ｖｉｏの最大電圧未満であるしきい値電圧Ｖｔｈを生成している。そして、光受信回路２０は、しきい値電圧Ｖｔｈに基づいて、電圧Ｖｏを出力する。その結果、コンパレータ１６の出力波形の歪みが抑制される。
　さらに、本実施の形態の光受信回路２０は、第２フォトダイオード３６に遮光部３７を設け、第２フォトダイオード３６が受信する光信号の光量を、第１フォトダイオード２１が受信する光信号の光量よりも小さくしている。第２受光器３１に流れる光電流Ｉｐｄ２を第１受光器１１に流れる光電流Ｉｐｄ１よりも小さくすることにより、しきい値電圧Ｖｔｈの変位幅を調整できる。光受信回路２０は、光電流Ｉｐｄ２に応じてしきい値電圧Ｖｔｈの変位幅を調整する。そのため、第１ＴＩＡ１２および第２ＴＩＡ３２として、光電流を電圧に変換する変換効率が等しいＴＩＡを利用できる。
　また、本実施の形態の光受信回路２０は、第２電圧Ｖｂの変位幅Ａ２を第１電圧Ｖａの変位幅Ａ１の１／２としている。これにより、光受信回路２０は、信号電圧Ｖｉｏの変動幅の１／２に近いしきい値電圧Ｖｔｈを生成する。そして、光受信回路２０は、しきい値電圧Ｖｔｈに基づいて、電圧Ｖｏを出力する。そのため、コンパレータ１６の出力波形の歪みが、さらに抑制される。
　（実施の形態３）
　図５は、実施の形態３における光受信回路３０の概略ブロック図である。本実施の形態の光受信回路３０は、第２受光器３１が、第２フォトダイオード３５とは異なる第２フォトダイオード３８を備えている点が実施の形態１と相違する。さらに、変換回路１４３が第２ＴＩＡ３２とは異なる第２ＴＩＡ３３を備える点が実施の形態１と相違する。さらに、第１ＴＩＡ１２の構成も実施の形態１と相違する。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
　第２フォトダイオード３８のアノード側は、接地されている。第２フォトダイオード３８のカソード側は、第２ＴＩＡ３３の入力側に接続されている。第２フォトダイオード３８が光信号を受信する受光面積は、第１フォトダイオード２１が光信号を受信する受光面積と等しい。そして、第１フォトダイオード２１と第２フォトダイオード３８とは、同じ素子で形成されている。
　第１ＴＩＡ１２は、図５に示すように、第１増幅器４１と第１抵抗４５とを備えている。第１抵抗４５は、第１増幅器４１に並列に接続されている。
　第１抵抗４５は、第１増幅器４１の入力側と出力側との間に接続されている。また、第１増幅器４１の入力側は、第１フォトダイオード２１の出力側に接続されており、第１増幅器４１の出力側は、レベルシフト回路１３の入力側に接続されている。
　第２ＴＩＡ３３は、図５に示すように、第２増幅器４２と第２抵抗４６とを備えている。第２抵抗４６は、第２増幅器４２に並列に接続されている。ここで、第２抵抗４６の抵抗値は、第１抵抗４５の抵抗値より低い。好ましくは、第２抵抗４６の抵抗値は、第１抵抗４５の抵抗値の１／２である。
　第２抵抗４６は、第２増幅器４２の入力側と出力側との間に接続されている。また、第２増幅器４２の入力側は、第２フォトダイオード３８の出力側に接続されており、第２増幅器４２の出力側は、ピークホールド回路１５の入力側に接続されている。
　第２抵抗４６の抵抗値は、第１抵抗４５の抵抗値の１／２であるので、第２電圧Ｖｂの変位幅は、第１電圧Ｖａの変位幅の１／２となる。
　なお、本実施の形態の光受信回路３０の動作および効果は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
　以上説明したように、本実施の形態の光受信回路３０では、ピークホールド回路１５を用いてしきい値電圧Ｖｔｈを生成している。一方、従来の光受信回路は、ピーク検出部および平均値検出部を用いてしきい値電圧を生成している。つまり、光受信回路３０は、従来の光受信回路と比較して少ない回路部品でしきい値電圧Ｖｔｈの生成を行っている。これにより、光受信回路３０は、しきい値電圧Ｖｔｈを生成する際の消費電流を従来よりも低減できる。
　また、本実施の形態の光受信回路３０では、変換回路１４３とコンパレータ１６とは、ピークホールド回路１５を介して接続されている。光受信回路３０は、ピークホールド回路１５などを用いて、信号電圧Ｖｉｏの最小電圧より大きく、信号電圧Ｖｉｏの最大電圧未満であるしきい値電圧Ｖｔｈを生成している。そして、光受信回路３０は、しきい値電圧Ｖｔｈに基づいて、電圧Ｖｏを出力する。その結果、コンパレータ１６の出力波形の歪みが抑制される。
　さらに、本実施の形態では、第２抵抗４６の抵抗値を、第１抵抗４５の抵抗値の１／２とすることで、第２ＴＩＡ３２で出力される第２電圧Ｖｂを第１電圧Ｖａより小さくしている。そのため、第１受光器１１および第２受光器３１として、受光面積が等しく、かつ受光した光信号を光電流に変換する光電変換効率が等しい受光器を用いて、しきい値電圧Ｖｔｈの変位幅を調整できる。
　また、本実施の形態の光受信回路３０は、第２電圧Ｖｂの変位幅Ａ２を第１電圧Ｖａの変位幅Ａ１の１／２としている。これにより、光受信回路３０は、信号電圧Ｖｉｏの変動幅の１／２に近いしきい値電圧Ｖｔｈを生成する。そして、光受信回路３０は、しきい値電圧Ｖｔｈに基づいて、電圧Ｖｏを出力する。そのため、コンパレータ１６の出力波形の歪みが、さらに抑制される。
　（実施の形態４）
　図６は、実施の形態４における光受信回路４０の概略ブロック図である。本実施の形態の光受信回路４０は、図６に示すように、第２受光器３１が、第２フォトダイオード３５とは異なる第２フォトダイオード３９を備えている点が実施の形態１と相違する。さらに、第１受光器１１が、第１フォトダイオード２１と第３フォトダイオード５１とを備える点が実施の形態１と相違する。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
　第３フォトダイオード５１のアノード側は、接地されている。第３フォトダイオード５１のカソード側は、第１ＴＩＡ１２の入力側に接続されている。
　第２フォトダイオード３９のアノード側は、接地されている。第２フォトダイオード３９のカソード側は、第２ＴＩＡ３２の入力側に接続されている。
　ここで、第３フォトダイオード５１が光信号を受信する受光面積および第２フォトダイオード３９が光信号を受信する受光面積は、第１フォトダイオード２１が光信号を受信する受光面積と等しい。
　これにより、第１フォトダイオード２１に流れる光電流Ｉｐｄ１、第２フォトダイオード３９に流れる光電流Ｉｐｄ２、および第３フォトダイオード５１に流れる光電流Ｉｐｄ３は等しくなる。図６に示すように、第１受光器１１では、第１フォトダイオード２１、第３フォトダイオード５１が互いに並列に接続されている。そのため、第２電圧Ｖｂの変位幅Ａ２は、第１電圧Ｖａの変位幅Ａ１の１／２となる。
　なお、本実施の形態の光受信回路４０の動作および効果は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
　以上説明したように、本実施の形態の光受信回路４０では、ピークホールド回路１５を用いてしきい値電圧Ｖｔｈを生成している。一方、従来の光受信回路は、ピーク検出部および平均値検出部を用いてしきい値電圧を生成している。つまり、光受信回路４０は、従来の光受信回路と比較して少ない回路部品でしきい値電圧Ｖｔｈの生成を行っている。これにより、光受信回路４０は、しきい値電圧Ｖｔｈを生成する際の消費電流を従来よりも低減できる。
　また、本実施の形態の光受信回路４０では、変換回路１４４とコンパレータ１６とは、ピークホールド回路１５を介して接続されている。光受信回路４０は、ピークホールド回路１５などを用いて、信号電圧Ｖｉｏの最小電圧より大きく、信号電圧Ｖｉｏの最大電圧未満であるしきい値電圧Ｖｔｈを生成している。そして、光受信回路４０は、しきい値電圧Ｖｔｈに基づいて、電圧Ｖｏを出力する。その結果、コンパレータ１６の出力波形の歪みが抑制される。
　さらに、本実施の形態の光受信回路４０は、第１受光器１１に第１フォトダイオード２１および第３フォトダイオード５１を備えている。これにより、光受信回路４０は、第２受光器３１に流れる光電流を第１受光器１１に流れる光電流よりも小さくして、しきい値電圧Ｖｔｈの変位幅を調整できる。光受信回路４０は、光電流Ｉｐｄ２に応じてしきい値電圧Ｖｔｈの変位幅を調整する。そのため、第１ＴＩＡ１２および第２ＴＩＡ３２として、光電流を電圧に変換する変換効率が等しいＴＩＡを利用できる。
　また、本実施の形態の光受信回路４０は、第２電圧Ｖｂの変位幅Ａ２を第１電圧Ｖａの変位幅Ａ１の１／２としている。これにより、光受信回路４０は、信号電圧Ｖｉｏの変動幅の１／２に近いしきい値電圧Ｖｔｈを生成する。そして、光受信回路４０は、しきい値電圧Ｖｔｈに基づいて、電圧Ｖｏを出力する。そのため、コンパレータ１６の出力波形の歪みが、さらに抑制される。
　なお、本実施の形態では、第１受光器１１は、並列に接続された２つのフォトダイオードを有している。しかし、フォトダイオードは２つ以上でもよい。また、第２受光器３１が、複数のフォトダイオードを有していてもよい。フォトダイオードの個数や接続方法を調整することにより、第２電圧Ｖｂの変位幅Ａ２が、第１電圧Ｖａの変位幅Ａ１よりも小さくなればよい。さらには、第２電圧Ｖｂの変位幅Ａ２が、第１電圧Ｖａの変位幅Ａ１の１／２であるのが好ましい。
　（実施の形態５）
　図７は、実施の形態５における光受信回路５０の概略ブロック図である。本実施の形態の光受信回路５０は、図７に示すように、レベルシフト回路１３とピークホールド回路１５とからなる保持回路６１を備えている点が実施の形態１と相違する。さらに、第１ＴＩＡ１２にレベルシフト回路１３が接続されていない点が実施の形態１と相違する。なお、本実施の形態では、実施の形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
　保持回路６１の入力側は、変換回路１４５の出力側と接続されている。変換回路１４５の構成は、変換回路１４と同じである。すなわち、変換回路１４５は、第２受光器３１と、第２ＴＩＡ３２とを備えている。第２受光器３１は、第２フォトダイオード３５を有している。第２フォトダイオード３５は、光信号を受信し、受信した光信号を光電流Ｉｐｄ２（第２の光電流）に変換する。
　また、保持回路６１の出力側は、コンパレータ１６の非反転入力側と接続されている。保持回路６１は、変換回路１４５から出力される第２電圧Ｖｂが入力されると、第２電圧Ｖｂより所定値だけ高く、第１電圧Ｖａの最小電圧より大きく、第１電圧Ｖａの最大電圧未満の範囲に属する電圧のピーク電圧を保持する。
　以下、具体的に説明する。変換回路１４５は、第１電圧Ｖａの最小電圧より大きく、第１電圧Ｖａの最大電圧未満の範囲に属する第２電圧Ｖｂを作成する。変換回路１４５の出力側は、保持回路６１に接続されている。変換回路１４５の出力側は、保持回路６１のレベルシフト回路１３の入力側に接続されている。レベルシフト回路１３は、第２電圧Ｖｂを、シフト量ΔＶｓだけプラス方向にシフトさせる。レベルシフト回路１３は、シフト後の電圧をピークホールド回路１５へ出力する。ここで、シフト量ΔＶｓは、第１電圧Ｖａの変位幅の１／２より小さい。レベルシフト回路１３の出力側は、ピークホールド回路１５の入力側に接続されている。ピークホールド回路１５は、ピーク電圧を保持する。すなわち、ピークホールド回路１５は、第２電圧Ｖｂよりシフト量ΔＶｓだけ高い電圧であり、第１電圧Ｖａの最小電圧より大きく、第１電圧Ｖａの最大電圧未満の範囲に属する電圧のピーク電圧を保持する。
　ピークホールド回路１５の出力側は、コンパレータ１６の非反転入力側と接続されている。ピークホールド回路１５は、レベルシフト回路１３でシフトされた電圧にほぼ等しいしきい値電圧Ｖｔｈ（第２のしきい値電圧）をコンパレータ１６へ出力する。
　本実施の形態の光受信回路５０では、保持回路６１のピークホールド回路１５を用いてしきい値電圧Ｖｔｈを生成している。一方、従来の光受信回路は、ピーク検出部および平均値検出部を用いてしきい値電圧を生成している。つまり、光受信回路５０は、従来の光受信回路と比較して少ない回路部品でしきい値電圧Ｖｔｈの生成を行っている。これにより、光受信回路５０は、しきい値電圧Ｖｔｈを生成する際の消費電流を従来よりも低減できる。
　また、本実施の形態の光受信回路５０では、変換回路１４５とコンパレータ１６とは、レベルシフト回路１３とピークホールド回路１５とからなる保持回路６１を介して接続されている。光受信回路５０は、ピークホールド回路１５などを用いてしきい値電圧Ｖｔｈを生成している。そして、光受信回路５０は、しきい値電圧Ｖｔｈに基づいて、電圧Ｖｏを出力する。そのために、コンパレータ１６の出力波形の歪みが抑制される。
　以上、実施の形態１から実施の形態５に基づいて本発明について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限られない。例えば、以下のような例が考えられる。
　上記実施の形態５において、レベルシフト回路１３は、変換回路１４５とピークホールド回路１５との間に接続されているが、これに限定されない。
　図８は、実施の形態５における他の光受信回路６０の概略ブロック図である。レベルシフト回路１３は、図８に示すように、ピークホールド回路１５とコンパレータ１６との間に接続されていてもよい。
　光受信回路６０では、図８に示すように、レベルシフト回路１３とピークホールド回路１５とからなる保持回路６２を有している。
　保持回路６２の入力側は、変換回路１４５の出力側と接続されている。また、保持回路６２の出力側は、コンパレータ１６の非反転入力側と接続されている。保持回路６２は、変換回路１４５から出力される第２電圧Ｖｂが入力されると、第２電圧Ｖｂより所定値だけ高く、第１電圧Ｖａの最小電圧より大きく、第１電圧Ｖａの最大電圧未満の範囲に属する電圧のピーク電圧を保持する。
　以下、具体的に説明する。
　変換回路１４５は、第１電圧Ｖａの最小電圧より大きく、第１電圧Ｖａの最大電圧未満の範囲に属する第２電圧Ｖｂを作成する。変換回路１４５の出力側は、保持回路６２に接続されている。変換回路１４５の出力側は、保持回路６２のピークホールド回路１５の入力側に接続されている。ピークホールド回路１５の出力側が、レベルシフト回路１３の入力側に接続されている。レベルシフト回路１３の出力側はコンパレータ１６の非反転入力側と接続されている。レベルシフト回路１３は、ピークホールド回路１５で保持される電圧をシフト量ΔＶｓだけプラス方向にシフトさせてしきい値電圧Ｖｔｈを生成し、コンパレータ１６へ出力する。ここで、シフト量ΔＶｓは、第１電圧Ｖａの変位幅の１／２より小さい。
　光受信回路６０は、保持回路６２のピークホールド回路１５を用いてしきい値電圧Ｖｔｈを生成している。一方、従来の光受信回路は、ピーク検出部および平均値検出部を用いてしきい値電圧を生成している。つまり、光受信回路６０は、従来の光受信回路と比較して少ない回路部品でしきい値電圧Ｖｔｈの生成を行っている。これにより、光受信回路６０は、しきい値電圧Ｖｔｈを生成する際の消費電流を従来よりも低減できる。
　また、光受信回路６０では、変換回路１４５とコンパレータ１６とは、レベルシフト回路１３とピークホールド回路１５とからなる保持回路６２を介して接続されている。光受信回路６０は、ピークホールド回路１５などを用いてしきい値電圧Ｖｔｈを生成している。そして、光受信回路６０は、しきい値電圧Ｖｔｈに基づいて、電圧Ｖｏを出力する。そのため、コンパレータ１６の出力波形の歪みが抑制される。
　また、実施の形態１および実施の形態２において、第２受光器３１に流れる光電流Ｉｐｄ２が、第１受光器１１に流れる光電流Ｉｐｄ１の１／２となる例を説明した。しかしながら、第２受光器３１に流れる光電流Ｉｐｄ２を第１受光器１１に流れる光電流Ｉｐｄ１よりも小さくする方法は、これらの方法に限定されない。
　例えば、実施の形態１では、第１受光器１１の第１フォトダイオード２１と光電変換効率が等しい第２受光器３１の第２フォトダイオード３５を用いている。しかし、第２受光器３１の第２フォトダイオードの光電変換効率が、第１受光器１１の第１フォトダイオード２１より低くてもよい。さらに、第２受光器３１の第２フォトダイオードの光電変換効率が、第１受光器１１の第１フォトダイオード２１の１／２であってもよい。
　また、別の例として、第２フォトダイオードと第１フォトダイオード２１との光電変換効率が等しく、第２フォトダイオードが受信する光信号の入射角度が、第１フォトダイオード２１が受信する光信号の入射角度と異なっていてもよい。このとき、第２フォトダイオードの入射角度は、第２フォトダイオードで受信される光信号の光量が第１フォトダイオード２１で受信される光信号の光量の１／２となるように設定される。
　上記のような構成においても、第２受光器３１に流れる光電流Ｉｐｄ２を第１受光器１１に流れる光電流Ｉｐｄ１よりも小さくして、しきい値電圧Ｖｔｈの変位幅を調整できる。また、光電流Ｉｐｄ２に応じてしきい値電圧Ｖｔｈの変位幅が調整できる。そのため、第１ＴＩＡ１２および第２ＴＩＡ３２として、光電流を電圧に変換する変換効率が等しいＴＩＡを利用できる。
　また、第２ＴＩＡ３２の変換効率が、第１ＴＩＡ１２の変換効率より低い光受信回路を用いてもよい。さらに、第２ＴＩＡ３２の変換効率が、第１ＴＩＡ１２の変換効率の１／２である光受信回路を用いてもよい。なお、ここで変換効率とは、光電流を電圧に変換する変換効率のことである。すなわち、第２ＴＩＡ３２の変換効率と第１ＴＩＡ１２の変換効率を調整することにより、しきい値電圧Ｖｔｈの変位幅を調整してもよい。
　また、上記各実施の形態において、第１受光器１１と、第２受光器３１とは、同一のチップ上にあってもよいし、異なるチップ上にあってもよい。
　また、第１受光器１１と、第２受光器３１とが備える光信号を光電流へ変換する部品は、同一の集積回路上にあってもよいし、異なる集積回路上にあってもよい。
　上記実施の形態１から実施の形態４において、第２電圧Ｖｂの変位幅Ａ２は、第１電圧Ｖａの変位幅Ａ１の１／２としたが、第２電圧Ｖｂの変位幅Ａ２はこれに限定されない。
　第２電圧Ｖｂの変位幅が第１電圧Ｖａの変位幅より小さく、第２電圧Ｖｂが第１電圧Ｖａのシフト後の電圧である信号電圧Ｖｉｏの最小電圧より大きく、信号電圧Ｖｉｏの最大電圧未満であればよい。
　また、実施の形態５における第２電圧Ｖｂの変位幅は、第１電圧Ｖａの変位幅より小さく、第２電圧Ｖｂのシフト後の電圧が信号電圧Ｖｉｏの最小電圧より大きく、信号電圧Ｖｉｏの最大電圧未満であればよい。
　また、実施の形態２において、遮光部３７は、第２フォトダイオード３６が光信号を受信する受光面積の１／２を覆うように設置されるとしたが、遮光部３７はこれに限定されない。
　遮光部３７は、第２フォトダイオード３６で受信される光信号の光量が第１フォトダイオード２１で受信される光信号の光量より少なくなるように設けられていればよい。さらには、第２フォトダイオード３６で受信される光信号の光量が第１フォトダイオード２１で受信される光信号の光量の１／２となるように、遮光部３７が設けられているのが好ましい。
　また、例えば、遮光部３７は、光信号を遮光する壁として光信号を受光する面上に形成されてもよい。
　上記のような構成により、第２受光器３１に流れる光電流Ｉｐｄ２を第１受光器１１に流れる光電流Ｉｐｄ１よりも小さくして、しきい値電圧Ｖｔｈの変位幅を調整できる。
　また、本発明は、上記の事項や、実施の形態１～５を組み合わせて用いてもよい。
　本開示の光受信回路によると、変換回路とコンパレータとは、ピークホールド回路を介して電気的に接続されている。本開示の光受信回路では、ピークホールド回路で保持される電圧をしきい値電圧としている。その結果、簡単な回路構成で、コンパレータの出力波形の歪みを抑制できる。また、しきい値電圧を生成する際の消費電流を低減できる。
　１０，２０，３０，４０，５０，６０　　光受信回路
　１１　　第１受光器
　１２　　第１トランスインピーダンスアンプ
　１３　　レベルシフト回路
　１４，１４２，１４３，１４４，１４５　　変換回路
　１５　　ピークホールド回路
　１６　　コンパレータ
　２１　　第１フォトダイオード
　３１　　第２受光器
　３２，３３　　第２トランスインピーダンスアンプ
　３５，３６，３８，３９　　第２フォトダイオード
　３７　　遮光部
　４１　　第１増幅器
　４２　　第２増幅器
　４５　　第１抵抗
　４６　　第２抵抗
　５１　　第３フォトダイオード
　６１，６２　　保持回路
　Ｖａ　　第１電圧
　Ｖｂ　　第２電圧
　Ｖｉｏ　　信号電圧
　Ｖｔｈ　　しきい値電圧

Claims (19)

  1. 光信号を受信して第１の光電流に変換する第１受光器と、
    前記第１受光器に接続され、前記第１の光電流を第１電圧に変換する第１トランスインピーダンスアンプと、
    前記第１トランスインピーダンスアンプに接続され、前記第１電圧を低電圧側にシフトさせた信号電圧を生成するレベルシフト回路と、
    前記光信号を受信して第２の光電流に変換する第２受光器と、
    前記第２受光器に接続され、前記第２の光電流を、前記信号電圧の最小電圧より大きく、前記信号電圧の最大電圧未満の第２電圧に変換する第２トランスインピーダンスアンプと、
    前記第２トランスインピーダンスアンプに接続され、前記第２電圧のピーク電圧を第１のしきい値電圧として保持するピークホールド回路と、
    前記レベルシフト回路および前記ピークホールド回路に接続され、前記信号電圧と前記第１のしきい値電圧とを比較するコンパレータと、
    を備える
    光受信回路。
  2. 前記第２の光電流は、前記第１の光電流よりも少ない
    請求項１記載の光受信回路。
  3. 前記第２受光器の受光面積は、前記第１受光器の受光面積よりも小さい
    請求項２に記載の光受信回路。
  4. 前記第２受光器は遮光部を有しており、
    前記遮光部は、前記第２受光器で受光される光量が前記第１受光器で受光される光量より少なくなるように形成されている
    請求項２に記載の光受信回路。
  5. 前記第２受光器の光電変換効率は、前記第１受光器の光電変換効率よりも低い
    請求項２に記載の光受信回路。
  6. 前記第１トランスインピーダンスアンプは、第１増幅器と、前記第１増幅器に並列に接続された第１抵抗を有しており、
    前記第２トランスインピーダンスアンプは、第２増幅器と、前記第２増幅器に並列に接続された第２抵抗を有しており、
    前記第２抵抗の抵抗値は、前記第１抵抗の抵抗値より低い
    請求項１に記載の光受信回路。
  7. 前記第１受光器は、互いに並列に接続された複数のフォトダイオードを有している
    請求項１に記載の光受信回路。
  8. 前記第２トランスインピーダンスアンプが前記第２の光電流を前記第２電圧に変換する変換効率は、前記第１トランスインピーダンスアンプが前記第１の光電流を前記第１電圧に変換する変換効率よりも低い
    請求項１に記載の光受信回路。
  9. 前記第２電圧の変位幅は、前記第１電圧の変位幅の１／２である
    請求項１に記載の光受信回路。
  10. 光信号を受信して第１の光電流に変換する第１受光器と、
    前記第１受光器に接続され、前記第１の光電流を第１電圧に変換する第１トランスインピーダンスアンプと、
    前記光信号を受信して第２の光電流に変換する第２受光器と、
    前記第２受光器に接続され、前記第２の光電流を、前記第１電圧の最小電圧より大きく、前記第１電圧の最大電圧未満の第２電圧に変換する第２トランスインピーダンスアンプと、
    前記第２トランスインピーダンスアンプに接続され、前記第２電圧を高電圧側にシフトさせた電圧のピーク電圧を第２のしきい値電圧として保持する保持回路と、
    前記第１トランスインピーダンスアンプおよび前記保持回路に接続され、前記第１電圧と、前記第２のしきい値電圧とを比較するコンパレータと、
    を備える
    光受信回路。
  11. 前記保持回路は、レベルシフト回路とピークホールド回路とを有する
    請求項１０に記載の光受信回路。
  12. 前記第２の光電流は、前記第１の光電流よりも少ない
    請求項１０記載の光受信回路。
  13. 前記第２受光器の受光面積は、前記第１受光器の受光面積よりも小さい
    請求項１２に記載の光受信回路。
  14. 前記第２受光器は遮光部を有しており、
    前記遮光部は、前記第２受光器で受光される光量が前記第１受光器で受光される光量より少なくなるように形成されている
    請求項１２に記載の光受信回路。
  15. 前記第２受光器の光電変換効率は、前記第１受光器の光電変換効率よりも低い
    請求項１２に記載の光受信回路。
  16. 前記第１トランスインピーダンスアンプは、第１増幅器と、前記第１増幅器に並列に接続された第１抵抗を有しており、
    前記第２トランスインピーダンスアンプは、第２増幅器と、前記第２増幅器に並列に接続された第２抵抗を有しており、
    前記第２抵抗の抵抗値は、前記第１抵抗の抵抗値より低い
    請求項１０に記載の光受信回路。
  17. 前記第１受光器は、互いに並列に接続された複数のフォトダイオードを有している
    請求項１０に記載の光受信回路。
  18. 前記第２トランスインピーダンスアンプが前記第２の光電流を前記第２電圧に変換する変換効率は、前記第１トランスインピーダンスアンプが前記第１の光電流を前記第１電圧に変換する変換効率よりも低い
    請求項１０に記載の光受信回路。
  19. 前記第２電圧の変位幅は、前記第１電圧の変位幅の１／２である
    請求項１０に記載の光受信回路。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108199696B (zh) * 2018-03-06 2023-08-15 厦门优迅高速芯片有限公司 一种跨阻放大器自动增益控制电路

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6242649A (ja) * 1985-08-20 1987-02-24 Sumitomo Electric Ind Ltd 光受信回路
JPS63278382A (ja) * 1987-05-11 1988-11-16 Mitsubishi Electric Corp 光受信回路
JP2008236392A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Toshiba Corp 光受信回路
JP2010028768A (ja) * 2008-07-24 2010-02-04 Toshiba Corp 光受信器
JP2010178327A (ja) * 2009-01-05 2010-08-12 Toshiba Corp 光受信回路及び光結合装置
US8023835B2 (en) * 2007-02-28 2011-09-20 Korea University Industry and Academy Cooperation Foundation Optical receiver, optical audio apparatus, optical communication apparatus and optical reception method

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62285537A (ja) 1986-06-03 1987-12-11 Sumitomo Electric Ind Ltd 光受信回路
JP3514993B2 (ja) * 1998-12-10 2004-04-05 日本オプネクスト株式会社 光受信回路及び当該回路を用いた光モジュール
JP3665635B2 (ja) * 2002-11-27 2005-06-29 株式会社東芝 光信号受信回路、及び、光信号受信半導体装置
JP2007096593A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Toshiba Corp 受信装置
JP4568205B2 (ja) * 2005-10-14 2010-10-27 株式会社東芝 受信装置
JP5514142B2 (ja) * 2011-04-11 2014-06-04 株式会社東芝 受信回路
JP2012231272A (ja) * 2011-04-26 2012-11-22 Toshiba Corp 受信回路

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6242649A (ja) * 1985-08-20 1987-02-24 Sumitomo Electric Ind Ltd 光受信回路
JPS63278382A (ja) * 1987-05-11 1988-11-16 Mitsubishi Electric Corp 光受信回路
US8023835B2 (en) * 2007-02-28 2011-09-20 Korea University Industry and Academy Cooperation Foundation Optical receiver, optical audio apparatus, optical communication apparatus and optical reception method
JP2008236392A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Toshiba Corp 光受信回路
JP2010028768A (ja) * 2008-07-24 2010-02-04 Toshiba Corp 光受信器
JP2010178327A (ja) * 2009-01-05 2010-08-12 Toshiba Corp 光受信回路及び光結合装置

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