DD222748A1

DD222748A1 - OPTOELECTRONIC RECEPTION ASSEMBLY

Info

Publication number: DD222748A1
Application number: DD26148284A
Authority: DD
Inventors: Andreas Heinzmann; Hartmuth Netz
Original assignee: Elektro App Werke Veb
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1984-03-30
Publication date: 1985-05-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Empfangsanordnung mit breitbandiger Uebertragungscharakteristik fuer die Uebertragung digital modulierter Signale. Ziel der Erfindung ist es eine hohe Empfindlichkeit und Uebersteuerungsfestigkeit zu erreichen und Schrittverzerrungen gering zu halten. Aufgabe der Erfindung ist es eine einfache Empfangsanordnung zu entwickeln. Geloest wird die Aufgabe durch eine nichtlineare gleichspannungsgekoppelte Empfangsanordnung unter Verwendung uni- und bipolarer Transistoren. Als optoelektronischer Wandler dient eine Fotodiode, die direkt mit einem Dual-Gate-MOSFET vom n-Kanal Anreicherungstyp, der als Sourcefolger geschaltet ist, verbunden ist. Ein erstes Gate des MOSFET ist mit der Katode der Fotodiode und ueber einen Arbeitswiderstand mit dem Abgriff eines Spannungsteilers verbunden, der zwischen den Kollektor eines Transistors und positiver Betriebsspannung geschaltet ist. Die Source ist mit der Basis dieses Transistors sowie der Anode der Fotodiode verbunden. Dem Transistor ist eine Verstaerkerstufe nachgeordnet. Von dieser Stufe ausgehend sind Mittel zur Gegenkopplung sowie zur wechselspannungsmaessigen Mitkopplung vorgesehen. Anwendungsgebiet - Lichtleiter-Kurzstreckenuebertragung. Fig. 1The invention relates to an optoelectronic receiving arrangement with a broadband transmission characteristic for the transmission of digitally modulated signals. The aim of the invention is to achieve a high sensitivity and oversteer strength and to keep step distortions low. The object of the invention is to develop a simple receiving arrangement. The object is achieved by a non-linear DC-coupled receiving arrangement using unipolar and bipolar transistors. The optoelectronic converter is a photodiode which is connected directly to an n-channel enhancement type dual-gate MOSFET connected as a source follower. A first gate of the MOSFET is connected to the cathode of the photodiode and via a load resistor to the tap of a voltage divider, which is connected between the collector of a transistor and a positive operating voltage. The source is connected to the base of this transistor and the anode of the photodiode. The transistor is followed by a Verstaerkerstufe. Starting from this stage, means are provided for negative feedback and for alternating voltage positive feedback. Application - Fiber optic short distance transmission. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen . ^λ . -For this 2 pages drawings. ^λ . -

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Empfangsanordnung mit breitbandiger Übertragungscharakteristik für die V Übertragung digital modulierter Signale und findet insbesondere Anwendung bei der Lichtleiter-Kurzstreckenübertragung.The invention relates to an optoelectronic receiving arrangement with a broadband transmission characteristic for the V transmission of digitally modulated signals and finds particular application in the optical fiber short-range transmission.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen . .Characteristic of the known technical solutions. ,

Die bekannten optoelektronischen Empfangsanordnungen kann man in 3 Gruppen einteilen ν 1. Empfänger mit OperationsverstärkerThe known optoelectronic receiving arrangements can be divided into 3 groups ν 1. Receiver with operational amplifier

2. Empfänger mit bipolaren Transistoren ^ .2. Receiver with bipolar transistors ^.

3. Empfänger mit unipolaren Transistoren . Die I.Gruppe ist gekennzeichnet durch, hohe Gieichtalctuhterdruckung, Arbeitspünktstabiiität und Gleichlichtübertragung. Kritisch sind hierbei der Frequenzgang bei Großsignalaussteuerung und die Slew-Rate des Operationsverstärkers. Die 2. Gruppe zeichnet sich durch eine höhe Grenzfrequenz aus.Infolge kleiner Arbeitswiderstände, die durch den Eingangswiderstand des bipolaren.Transistors herabgesetzt sind, benötigt man höhere Verstärkungen, um auf gleiche Ausgangspegel zu kommen. Daraus resultiert eine Drift des Ärbeitspunktes, so daß diese Schaltungen in der Regel wechselspannungsgekoppelt aufgebaut werden. Das führt zu Einschwingverhalten Und zu Einschränkungen des Tastverhältnisses der zu übertragenden Daten. Durch den Einsatz diskreter Bauelemente ergibt sich oftmals" eine komplizierte Schaltungstechnik, die durch komplementäre Bauelemente und Konstantstromquellen gekennzeichnet ist. Außerdem erweisen sich bipolare Transistoren bis zu einer Gr.enzfrequenz von ca. 50MHz im Rauschverhalten ungünstiger gegenüber unipolaren Transistoren. Empfänger mit unipolaren Transistoren lassen höhere Arbeitswiderstände und demzufolge eine höhere Empfindlichkeit zu. Meist werden sie im Zusammenhang mit bipolaren Transistoren in Eingangsstufen von optischen Empfängern eingesetzt und sind übersteuerungskritisch.3. Receiver with unipolar transistors. The I.Gruppe is characterized by, high energy density printing, Arbeitspünktstabiiität and Gleichlichtübertragung. Critical here are the frequency response at Großsignalaussteuerung and the slew rate of the operational amplifier. The second group is characterized by a high cut-off frequency. Due to small load resistors, which are reduced by the input resistance of the bipolar.Transistors, you need higher gains to get to the same output level. This results in a drift of the operating point, so that these circuits are usually constructed with AC coupled. This leads to transient behavior and to limitations of the duty cycle of the data to be transmitted. The use of discrete components often results in "complicated circuitry characterized by complementary components and constant current sources." In addition, bipolar transistors with a noise frequency of up to about 50 MHz are less favorable than unipolar transistors, and receivers with unipolar transistors are higher They are usually used in connection with bipolar transistors in input stages of optical receivers and are overdrive critical.

Zu 1: In der Erfindurigsbesehreibung DD156753 wird eine optoelektronische Empfangsschaltung beschrieben, die einen Operationsverstärker verwendet, zwischen dessen Eingängen der optoelektronische Wandler, eine Fotodiode, angeordnet ist. Der Einfachheit dieser Schaltung steht gegenüber, daß Probleme der Frequenzkompensation des Operationsverstärkers nicht betrachtet werden, wobei die Slew-Rate und die Aussteuerbarkeit den Frequenzbereich stark einschränken. Die Phasenverschiebung bei hohen Frequenzen und die Schwingneigung üblicher Operationsverstärker bringen zusätzliche Probleme. Bei großen Eingangspegeln geht der Operationsverstärker in die Begrenzung, wobei mit Verzerrungen gerechnet werden muß. Der Empfindlichkeit des Empfängers sind durch das Eigenrauschen des Operationsverstärkers Grenzen gesetzt.With reference to FIG. 1, in the invention reference DD156753 an optoelectronic receiving circuit is described, which uses an operational amplifier, between whose inputs the optoelectronic transducer, a photodiode, is arranged. The simplicity of this circuit contrasts that problems of frequency compensation of the operational amplifier are not considered, with the slew rate and the controllability severely limiting the frequency range. The phase shift at high frequencies and the oscillation tendency of conventional operational amplifiers bring additional problems. At high input levels, the operational amplifier goes into the limit, with distortions must be expected. The sensitivity of the receiver is limited by the inherent noise of the operational amplifier.

Zu 2: Der in der DE-AS 2720614 beschriebene Breitbandverstärker für Fotodioden ist bipolarer Struktur und verwendet am . Eingang einen Transistor in Basisschaltung. Diese schwingfreudige Betriebsart des Transistors besitzt einen sehr kleinen Eingangswiderstand, so daß der wirksame Arbeitswiderstand der Empfängerdiode gering ist, was zu einer kleinen/. : Eingangsspannung führt. Man erreicht dadurch sehr hohe Betriebsfrequenzen, jedoch auf Kosten der Empfindlichkeit. Die hohe erforderliche Spannungsverstärkung bringt zwangsläufig Arbeitspunktstabilisierungsprobleme mit sich, die durch Differenzverstärker gelöst wurden.2: The broadband amplifier for photodiodes described in DE-AS 2720614 is bipolar structure and used on. Input a transistor in basic circuit. This vibratory mode of operation of the transistor has a very small input resistance, so that the effective working resistance of the receiver diode is low, resulting in a small /. : Input voltage leads. This achieves very high operating frequencies, but at the expense of sensitivity. The high required voltage gain inevitably involves operating point stabilization problems that have been solved by differential amplifiers.

Die Basisschaltung kann außerdem nur bei relativ hohen Fotoströmen verwendet werden, weil sonst der Stromverstärkungsfaktor bipolarer Transistoren wesentlich sinkt oder das Stromverteilungsrauschen des ersten Transistors /überwiegt.In addition, the base circuit can only be used with relatively high photocurrents because otherwise the current amplification factor of bipolar transistors substantially drops or the current distribution noise of the first transistor predominates.

Die vorgestellte Schaltung bietet keine Möglichkeit den Arbeitswiderstand oder die Verstärkung zu variieren, ohne dadurch Arbeitspunktezu verändern. Des weiteren sind die Ausgänge des Empfängers nicht kurzschlußfest. ,The presented circuit offers no possibility to vary the working resistance or the gain without thereby changing operating points. Furthermore, the outputs of the receiver are not short-circuit proof. .

Zu 3: Die in der Patentschrift DD 146780 vorgestellte Erfindung, einer galvanisch gekoppelten temperaturstabilisierten Fotoempfängerschaltung, erreicht durch' ihren FET-Eingang einen großen Arbeitswiderstand. Die Schaltung benutzt einen Source-und einen Emitterfolger, so daß die erreichbare Spannungsverstärkung kleiner 1 ist. Damit ist die Verwendbarkeit . eingeschränkt, da nachfolgende Verstärkerstufen benötigt werden, die nicht vorgestellt wurden. Diverse Konstantstromquellen verursachen einen hohen Bauelementeaufwand, wobei komplementäre Strukturen Anwendung finden. Infolge eines .hochohmigen Abschlusses des eingesetzten Sourcefolgers ist mit unterschiedlichen Fiankensteilheiten der Impulse und somit mit Schrittverzerrungen zu rechnen. .3: The invention presented in the patent DD 146780, a galvanically coupled temperature-stabilized photoreceiver circuit, achieved by 'their FET input a large working resistance. The circuit uses a source and an emitter follower so that the achievable voltage gain is less than one. This is the usability. limited, since subsequent amplifier stages are needed, which were not presented. Various constant current sources cause a high component expenditure, whereby complementary structures find application. As a result of a. Hochohmigen conclusion of the source used is to be expected with different Fiankensteilheiten the pulses and thus with step distortions. ,

-3- 261 482 5-3- 261 482 5

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine hohe Empfindlichkeit und Übersteuerungsfestigkeit für binäre Signale mit breitbandiger Übertragungscharakteristik zu erreichen und Schrittverzerrungen auch bei großen Signalen gering zu halten.The aim of the invention is to achieve a high sensitivity and overload resistance for binary signals with broadband transmission characteristic and to keep step distortions low even with large signals.

Wesen der Erfindung 'Essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache optoelektronische Empfangsanordnung mit breitbandiger Übertragungscharakteristik und großem Dynamikbereich zu entwickeln, die kein Einschwingverhalten aufweist und an ihrem Ausgang kurzschlußsicher ist. Als optoelektronischer Wandler dient eine Fotodiode.The object of the invention is to develop a simple optoelectronic receiving arrangement with broadband transmission characteristic and a large dynamic range, which has no transient response and is short-circuit protected at its output. The optoelectronic converter is a photodiode.

,Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine nichtlineare gleichspannungsgekoppelte Empfängeranordnung, unter Verwendung bipolarer Transistoren, gelöst. Eingangsseitig ist ein MOSFET, als Sourcefolger geschaltet, angeordnet. Beispielsweise ist dies ein Dual-Gate-MOSFET vom n-Kanal Anreicherungstyp. Ein erstes Gate des MOSFET ist mit der Katode der Fotodiode und über einen Arbeitswiderstand mit dem Abgriff eines ersten Spannungsteilers verbunden. Zur weichen Pegelbegrenzung sind parallel zum Arbeitswiderstand eine Schottky-Diode und ein Serienwiderstand angeordnet. Der Spannungsteiler ist zwischen dem Kollektor eines npn-Transistors und einem Pol der positiven Betriebsspannung geschaltet, auf den auch der Drain- und ein zweiter Gateanschluß des MOSFET geführt sind. Die Source ist mit der Anode der Fotodiode, der Basis des npn-Transistors sowie einem Widerstand verbunden, dessen zweiter Anschluß, wie auch der eines Emitterwiderstandes des Transistors, mit dem Pol der negativen Betriebsspannung verknüpft ist. Der Kollektor des Transistors ist auf den Eingang einer Verstärkerstufe geschaltet. Diese Stufe ist vorteilhaft eine zweistufige bipolare Anordnung, deren Kollektor- und Emitterausgänge offen sind. Der invertierende Emitterausgang der Verstärkerstufe ist über einen Gegenkopplungswiderstand mit dem Emitter des npn-Transistor und über einen zweiten Spannungsteiler mit Masse verbunden. Der Abgriff dieses zweiten Spannungsteilers ist über ein Kondensator mit dem ersten Gate des MOSFET verbunden. Gemäß einer weiteren Ausführungsform, kann die Fotodiode anodenseitig nicht mit der Source sondern mit dem Emitter des Transistors verbunden sein. Im lichtlosen Zustand liegt die am ersten Spannungsteiler abgegriffene Spannung am ersten Gate des MOSFET an, wobei Restströme vernachlässigt werden. Der Arbeitspunkt des MOSFET bei lichtlosem Zustand ist gekennzeichnet durch ein Maximum der Gatespannung, der Sourcespannung und des Drainstromes. Bei Lichtansteuerung der Fotodiode verursacht diese einen Stromfluß durch ihren Arbeitswiderstand, so daß die wirksame Gatespannung um den resultierenden Spannungsabfall absinkt. Dieser negative Spannungshub erscheint auch am Source des MOSFET, wodurch ein Mitkopplungseffekt erzielt wird, weil dort der Fußpunkt der Fotodiode (Anode) tiegt. Das am Source entnommene Signal wird von dem nachgeordneten Transistor Und der bipolaren Verstärkerstufe in Richtung Ausgang insgesamt invertierend verstärkt.According to the invention, the object is achieved by a non-linear DC-coupled receiver arrangement, using bipolar transistors. On the input side, a MOSFET, connected as a source follower, arranged. For example, this is an n-channel enhancement type dual-gate MOSFET. A first gate of the MOSFET is connected to the cathode of the photodiode and via a load resistor to the tap of a first voltage divider. For soft level limitation, a Schottky diode and a series resistor are arranged parallel to the load resistor. The voltage divider is connected between the collector of an npn transistor and a pole of the positive operating voltage, to which the drain and a second gate terminal of the MOSFET are guided. The source is connected to the anode of the photodiode, the base of the npn transistor and a resistor whose second terminal, as well as that of an emitter resistor of the transistor, is linked to the pole of the negative operating voltage. The collector of the transistor is connected to the input of an amplifier stage. This stage is advantageously a two-stage bipolar arrangement whose collector and emitter outputs are open. The inverting emitter output of the amplifier stage is connected via a negative feedback resistor to the emitter of the npn transistor and via a second voltage divider to ground. The tap of this second voltage divider is connected via a capacitor to the first gate of the MOSFET. According to a further embodiment, the photodiode on the anode side can not be connected to the source but to the emitter of the transistor. In the lightless state, the voltage picked up at the first voltage divider is applied to the first gate of the MOSFET, with residual currents being neglected. The operating point of the MOSFET in the lightless state is characterized by a maximum of the gate voltage, the source voltage and the drain current. When the photodiode is driven by light, it causes a current to flow through its load resistor, so that the effective gate voltage drops by the resulting voltage drop. This negative voltage swing also appears at the source of the MOSFET, which provides a positive feedback effect because the bottom of the photodiode (anode) is there. The signal taken at the source is amplified by the downstream transistor and the bipolar amplifier stage in the direction of the output as a whole.

Der verwendete Dual-Gate-MOSFET gewährleistet einen günstigen Signai-Rauschabstand und eine geringe Eingangskapazität bei hohem Eingangswiderstand. Die mögliche Verwendung eines hohen Arbeitswiderstandes bei kleinen optischen Eingangspegeln führt zu hoher Empfindlichkeit. Weiterhin verhindert die pegelabhängige Reduzierung des Arbeitswiderstandes die Übersteuerung des Empfängers. Gleichzeitig wird die Flankensteilheit erhöht und geringe Schrittverzerrungen des Datensignals werden erreicht. Unabhängig davon kann der maximale Arbeitswiderstand bei kleinen Pegeln frei gewählt werden, wodurch Flankensteilheit und Empfindlichkeit programmiert werden können.The used dual-gate MOSFET ensures a favorable signal-to-noise ratio and a low input capacitance with high input resistance. The potential use of high resistance at low input optical levels results in high sensitivity. Furthermore, the level-dependent reduction of the working resistance prevents the override of the receiver. At the same time, the edge steepness is increased and small step distortions of the data signal are achieved. Regardless of this, the maximum working resistance at low levels can be freely selected, allowing for slope and sensitivity programming.

Ausführungsbeispiel ' . ...—--·Embodiment '. ...--- ·

Die optoelektronische Empfängeranordnung nach Fig. 1 verwendet an ihrem Eingang als MOSFET 1, einen Dual-Gate-MOSFET vom n-Kariäl Anreicherungstyp. Zwischen einem ersten Gate und Source ist eine PIN-Fotodiode 2 so geschaltet, daß die Katode der Diode 2 mit dem Gate und ihre Anode mit Source verbunden sind. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, gemäß Fig. 2, kann es zweckmäßig sein, die Anode der Fotodiode 2 direkt mit dem Emitter des, dem Sourcefolger nachgeordneten, Transistors 7 zu verbinden. Für den Arbeitspunkt des MOSFET ist eine positive Gate-Source-Spannung erforderlich, die über einen Arbeitswiderstand 3, dem eine Schottky-Diode 5 mit einem Serienwiderstand 4 parallel geschaltet ist, erzeugt wird. Liegt der am Arbeitswiderstand 3 durch den Diodenstrom verursachte Spannungsabfall oberhalb der Flußspannung der Schottky-Diode 5, so reduziert sich der wirksame Arbeitswiderstand durch den zunehmenden Einfluß der Parallelschaltung des Serienwiderstandes 4. Das führt zu einem gleitenden Übergang, der eine weiche verzerrungsarme Begrenzung des Eingangssignals bewirkt. Diese wird von einem ersten Spannungsteiler 8, der zwischen einem Pol der positiven Betriebsspannung IL und dem Kollektor eines npn-Transistors 7 angeordnet ist, abgegriffen. Für den Spannungsteiler 8 kann ein Dickschichteinsteller verwendet werden, um die Schwankungen der Pinch-off-Spannung verschiedener MOSFET zu korrigieren. Mit der positiven Betriebsspannung IL sind auch das zweite Gate und der Drain des MOSFET 1 verbunden. Die Source ist mit der Basis des npn-Transistors 7 und über einen Widerstand 6 mit einem Pol der negativen Betriebsspannung IL verknüpft, auf den auch der zweite Anschluß des Emitterwiderstandes 9 des Transistors 7 geführt ist. Am Kollektor des Transistors 7 liegt der Eingang einer zweistufigen bipolaren Verstärkerstufe (Fig. 3), die das dem Sourcefolger entnommene Signal in Richtung Ausgang positiv verstärkt. Diese Stufe besteht aus zwei npn-Transistoren 21 und 22. Ihr Eingangsserienwiderstand 20 verhindert eine basisseitige Übersteuerung des ersten Transistors 21 dieser Stufe. Der parallel zum Eingangsserienwiderstand 20 entstandenen Leerlaufverstärkungsverlust zu hohen Frequenzen hin. Der Widerstand 24 zwischen dem Kollektor des Transistor 21 und positiver Betriebsspannung IL und der Widerstand 22 zwischen dem Emitter dieses Transistors 21 und negativer Betriebsspannung LL bestimmen seine Verstärkung. Der Transistor 22 verstärkt das Signal weiter entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Außenbeschaltung. Der invertierende offene Emitterausgang der Verstärkerstufe 11 ist über einen Gegenkopplungswiderstand 10 auf den Emitter des npn-Transistors 7 geführt. Außerdem ist dieser Ausgang mit einem zweiten Spannungsteiler 17 verbunden, dessen zweiter Anschluß auf Masse liegt. Parallel zu diesem. Spannungsteiler 17 kann extern ein weiterer Widerstand 18 geschaltet sein, um im Zusammenhang mit einem Widerstand 12 eine wirksame Nachverstärkung der Anordnung einzustellen. Emitterwiderstand 9 und Gegenkopplungswiderstand 10 legen die Verstärkung bis zum Emitter des Transistors 22 (offener Emitterausgang der Verstärkerstufe 11) fest, die durch den Transistor 7 und die Verstärkerstufe 11 erzeugt wird.The optoelectronic receiver arrangement of FIG. 1 uses at its input as MOSFET 1, an n-type Kariäl enrichment type dual-gate MOSFET. Between a first gate and source, a PIN photodiode 2 is connected so that the cathode of the diode 2 to the gate and its anode are connected to source. According to a further embodiment, as shown in FIG. 2, it may be expedient to connect the anode of the photodiode 2 directly to the emitter of the downstream of the source follower transistor 7. For the operating point of the MOSFET, a positive gate-source voltage is required, which is generated via a load resistor 3, to which a Schottky diode 5 with a series resistor 4 is connected in parallel. If the voltage drop across the working resistor 3 caused by the diode current above the forward voltage of the Schottky diode 5, the effective working resistance is reduced by the increasing influence of the parallel connection of the series resistor 4. This leads to a sliding transition, which causes a soft low-distortion limitation of the input signal , This is tapped by a first voltage divider 8, which is arranged between a pole of the positive operating voltage IL and the collector of an npn transistor 7. For the voltage divider 8, a thick-film adjuster may be used to correct the variations in the pinch-off voltage of various MOSFETs. The second gate and the drain of the MOSFET 1 are also connected to the positive operating voltage IL. The source is connected to the base of the npn transistor 7 and via a resistor 6 to a pole of the negative operating voltage IL, to which the second terminal of the emitter resistor 9 of the transistor 7 is guided. At the collector of the transistor 7 is the input of a two-stage bipolar amplifier stage (FIG. 3), which positively amplifies the signal taken from the source follower in the direction of the output. This stage consists of two npn transistors 21 and 22. Their input series resistor 20 prevents base-side overdriving of the first transistor 21 of this stage. The idle gain loss, parallel to the input series resistor 20, toward high frequencies. The resistor 24 between the collector of the transistor 21 and the positive operating voltage IL and the resistor 22 between the emitter of this transistor 21 and the negative operating voltage LL determine its gain. The transistor 22 further amplifies the signal according to the external circuit shown in FIG. The inverting open emitter output of the amplifier stage 11 is fed via a negative feedback resistor 10 to the emitter of the npn transistor 7. In addition, this output is connected to a second voltage divider 17 whose second terminal is grounded. Parallel to this. Voltage divider 17 may be connected externally another resistor 18 to set in conjunction with a resistor 12 an effective amplification of the device. Emitter resistor 9 and negative feedback resistor 10 set the gain to the emitter of the transistor 22 (open emitter output of the amplifier stage 11), which is generated by the transistor 7 and the amplifier stage 11.

-4-261482 5-4-261482 5

Über einen Kondensator 13, der zwischen dem Abgriff des Spannungsteilers 17 und dem ersten Gate des MOSFET1 angeordnet ist, wird die verstärkte Signalspannung abgeschwächt wechselspannungsmäßig rückgeführt. Diese Mitkopplung ist so eingestellt, daß oszülografisch eine optimale Signalform am Ausgang erzielt wird. Hierbei ist auf Grund der Verstärkungsreserven eine Überkompensation möglich. Durch diese Kompensation wird eine breitbandige Übertragungscharakteristik zu hohen Frequenzen hin erreicht. Die einstellbare Frequenzkompensation ermöglicht es, im Zusammenhang mit der frequenzunabhängigen Eingangsschaltung, Kapazitätstoleranzen der Empfangsdioden bzw. Eingangskapazitäten zu neutralisieren. Der offene Kollektor der Verstärkerstufe 11 ist über den Widerstand 12 mit dem Pol der positiven Betriebsspannung U₊ und schließlich mit der Basis eines Emitterfolgers 16 verbunden, dereinen geringen' Quellwiderstand garantiert. Sein Kollektorwiderstand 14 gewährleistet durch Begrenzung des maximal möglichen Kollektorstromes die Kurzschlußfestigkeit des Ausgangs der optoelektronischen Empfangsanordnung. Die Schaltungsstruktur vermeidet Konstantstromquellen und beinhaltet galvanisch gekoppelte npn-Transistoren hoher Transitfrequenz. Hieraus ergibt sich ein breitbandiger Anwendungsbereich. Die erfindungsgemäße Lösung stellt keine Ansprüche an das Tastverhältnis des Datensignals. Sie enthält keine zeitabhängigen Regelmechanismen und vermeidet Einschwingvorgärrge. Durch die Verwendung von npn-Transistoren mit Transitfrequenzen von größer 400MHz und eines VHF-MOSFET sind die Voraussetzungen für eine hohe Leerlaufverstärkung gegeben, die eine vorteilhafte Dimensionierung der geschlossenen Schleifenverstärkung ermöglicht. Im Zusammenhang mit der Bootstrapeingangsstruktur und der Frequenzkömpensatioh, die ihren Bezugspunkt aus dem verstärktem Signal bekommt, wird eine hohe Übertragungsbandbreite von 0 bis 10MHZ erreicht. Die hohe Empfindlichkeit erlaubt es, optische Signale ab 50>W Lichtleistung zu verarbeiten. Die internen Begrenzungsmechanismen erlauben eine hohe Aussteuerbarkeit bis zu einer Lichtleistung von 500μ.W, so daß der Dynamikbereich 4OdB umfaßt.Via a capacitor 13, which is arranged between the tap of the voltage divider 17 and the first gate of the MOSFET 1, the amplified signal voltage is attenuated returned AC voltage. This positive feedback is adjusted in such a way that an optimal signal shape is obtained at the output. In this case overcompensation is possible due to the gain reserves. This compensation achieves a broadband transmission characteristic towards high frequencies. The adjustable frequency compensation makes it possible, in conjunction with the frequency-independent input circuit, to neutralize capacitance tolerances of the receiving diodes or input capacitances. The open collector of the amplifier stage 11 is connected via the resistor 12 to the pole of the positive operating voltage U ₊ and finally to the base of an emitter follower 16, which guarantees a low source resistance. Its collector resistor 14 ensures by limiting the maximum possible collector current, the short circuit resistance of the output of the optoelectronic receiving device. The circuit structure avoids constant current sources and includes galvanically coupled npn transistors of high transit frequency. This results in a broadband scope. The solution according to the invention makes no demands on the duty cycle of the data signal. It does not contain any time-dependent control mechanisms and avoids transient preoccupations. The use of npn transistors with transit frequencies greater than 400 MHz and a VHF MOSFET, the conditions for a high open-loop gain are given, which allows an advantageous dimensioning of the closed loop gain. In connection with the bootstrap input structure and the Frequenzkömpensatioh, which gets its point of reference from the amplified signal, a high transmission bandwidth of 0 to 10MHZ is achieved. The high sensitivity makes it possible to process optical signals from 50> W light output. The internal limiting mechanisms allow a high modulation up to a light power of 500μ.W, so that the dynamic range comprises 4OdB.

Claims

, -2- 261 482

Invention claims:

T. Optoelectronic receiving device with broadband transmission characteristic, which has a photodiode on the input side, which is connected between terminals of a MOSFET, which is followed by an amplifier, characterized in that a first gate of a MOSFET with the cathode of the photodiode (2) and via a load resistor ( 3), to which a Schottky diode (5) and a series resistor (4) are connected in parallel, is connected to the tap of a first voltage divider (8) which is connected between the collector of an NPN transistor (7) and a pole of the positive operating voltage (U ₊ ) is connected, on which also a second gate and drain of the MOSFET (1) are guided, that the source of the MOSFET (I) with the anode of the photodiode (2), with the base of the npn transistor (7) as well as a resistor

(6) whose second terminal, as well as that of an emitter resistor (9) of the transistor (7), are led to one pole of the negative operating voltage (LL), and in that the collector of the transistor (7) is connected to an amplifier stage ( 11) is guided, whose inverting emitter output via a negative feedback resistor (10) to the emitter of the transistor

(7) and connected to ground via a second voltage divider (17), the tap of said voltage divider (17) being routed via a capacitor (13) to the first gate of the MOSFET. ^Λ

2. Optoelectronic receiving device according to item 1, characterized in that the cathode of the photodiode (2) to the first gate of the MOSFET (1) and its anode to the emitter of the npn transistor (7) are connected.

3. Optoelectronic receiving device according to the items 1 and 2, characterized in that a dual-gate MOSFET of the η-channel enhancement type is arranged.

4. Optoelectronic receiving device according to the items 1 to 3, characterized in that the amplifier stage (11) is constructed as a two-stage bipolar stage with.openem collector and emitter output. '

5. Optoelectronic receiving arrangement according to the points 1 to 4, characterized in that parallel to the second voltage divider (17), a resistor (18) is connected.