DE19742826A1 - Optische Eingangsschaltung - Google Patents

Description

Es sind optische Eingangsschaltungen bekannt, benannt in der Firmendokumentation von 1997 der Firma Philips "Wideband Hybrid IC Modules", bei denen eine optische Empfangsdiode mittels eines Übertragers impedanzmäßig an eine nachfolgend angeordnete Verstärkeranordnung in Gegentaktschaltung in Form eines Hybridschaltkreises angeschlossen ist. Nachteilig an diesen Anordnungen ist der hohe schaltungstechnische Aufwand.

Weiterhin sind optische Eingangsschaltungen beschrieben, beispielsweise in einer Dokumentation von 11/94 der Fa. Thomson-CSF, bei denen eine optische Empfangsdiode derart an die Eingänge von zwei Verstärkerstufen angeschlossen ist, daß die jeweils steuernden Eingänge benannter Verstärkerstufen mit den Anschlüssen der optischen Empfangsdiode verbunden sind. An den Ausgängen der Verstärkerstufen werden die verstärkten Signale mittels eines phasendrehenden Übertragers derart zusammengefügt, daß Störprodukte zweiter Ordnung weitestgehend kompensiert werden. Nachteilig an derartigen Anordnungen ist, neben den oftmals stark eingeschränkten Übertragungsbereich, der hohe schaltungstechnische Aufwand.

Bekannt sind weiterhin diskret angeordnete breitbandige Gegentaktschaltungen zur Kompensation von Störprodukten zweiter Ordnung, an dessen Eingänge mittels eines Übertragers eine optische Empfangsdiode angeschlossen ist. Einsatzbehindernd ist, neben der bedingt durch notwendige Übertrager resultierenden Einschränkung empfindlichkeitsbestimmender Parameter, die Erfüllung von Symmetriebedingungen als Voraussetzung für eine einwandfreie Funktion derartiger Anordnungen.

Aufgabe der erfindungsgemäßen optischen Eingangsschaltung soll es demzufolge sein, die angeführten Nachteile der bekannten technischen Lösungen weitestgehend zu beseitigen. Anwendungsgebiete der erfindungsgemäßen optischen Eingangsschaltung ergeben sich beispielhaft in der Funkempfangstechnik überall dort, wo optische Signale mittels einer Empfangsdiode in elektrische Größen umgewandelt und einer nachfolgenden rauscharmen und möglichst aussteuerfesten Verstärkeranordnung zugeführt werden.

Ausgehend von der Abbildung Abb. 1 soll die Anordnung einer erfindungsgemäßen optischen Eingangsschaltung in beispielhafter Weise näher erläutert werden.

Eine optische Empfangsdiode 1 ist mit einem ersten Anschluß mittels einer Induktivität 2 und eines Widerstandes 3 mit dem positiven Anschluß einer Betriebsspannungsquelle 4 verbunden. Hierbei ist der gemeinsame Verbindungspunkt von Induktivität 2 und Widerstand 3 hochfrequenzmäßig über den Kondensator 5 mit der Schaltungsmasse der Anordnung verbunden. Ein zweiter Anschluß der optischen Empfangsdiode 1 ist über eine Induktivität 6 an den Windungsanfang eines Übertragers 7 angeschlossen, dessen Wicklungsanzapfung über den Kondensator 8 mit der Eingangselektrode des Halbleiterelementes 9 und mit seinem Windungsende gleichstrommäßig mit dem Halbleiterelement 10 verbunden ist. Die galvanisch gekoppelten Elektroden der Halbleiterelemente 9 und 10 sind über den Widerstand 11 mit der Schaltungsmasse verbunden. Die verstärkten Signale gelangen von der Ausgangselektrode des Halbleiterelementes 9 über den Kondensator 12 an den Ausgang 13 der Anordnung. Gleichspannungsmäßig ist weiterhin die Ausgangselektrode des Halbleiterelementes 9 über den Widerstand 14 an die Betriebsspannungsquelle 4 angeschlossen. Zwischen der Eingangs-und der Ausgangselektrode des Halbleiterelementes 9 befindet sich ein den Amplitudengang beeinflussendes Netzwerk, bestehend aus der Reihenschaltung von Kondensator 15, Widerstand 16 und Induktivität 17. An den gemeinsamen Verbindungspunkt von Widerstand 16 und Induktivität 17 erfolgt, über den Widerstand 18, mittels der Spannungsquelle 19, die gleichstrommäßige Arbeitspunkteinstellung.

Das Vorhandensein von Spannungen der Betriebsspannungsquelle 4 und der Spannungsquelle 19 bewirken einen Stromfluß, ausgehend von der Betriebsspannungsquelle 4 über den Widerstand 14, dem Halbleiterelement 9 und den Widerstand 11, zur Schaltungsmasse. Gleichzeitig ist die optische Empfangsdiode über den Widerstand 3 und die Induktivität 2 gleichspannungsmäßig vorgespannt. Das Vorhandensein einer optischen Eingangsleistung, als Nutzsignalträger, an der optischen Empfangsdiode 1, hat das Fließen eines Stromes, ausgehend von der Betriebsspannungsquelle 4, über den Widerstand 3, der Induktivität 2, der optischen Empfangsdiode 1, dem Übertrager 7, dem Halbleiterelement 10 und dem Widerstand 11, zur Schaltungsmasse zur Folge. Gleichzeitig fließt ein Signalstrom mit Schaltungsmassebezug über die Induktivität 2 und den Kondensator 5, ausgehend von der optischen Empfangsdiode 1, über die Induktivität 6 zum Übertrager 7 und von dort gegeneinander phasengedreht einmal von der Wicklungsanzapfung des Übertragers 7 über den Kondensator 8 zum Halbleiterelementes 9 und vom Wicklungsende des Übertragers zur steuernden Elektrode des Halbleiterelementes 10. Die an den nichtlinearen Kennlinien der Halbleiterelemente 9 und 10 entstehenden Störprodukte kompensieren sich an den galvanisch miteinander verbundenen Elektroden der Halbleiterelemente 9 und 10 und werden folglich nicht durch das Halbleiterelement 9 verstärkt. Am Schaltungsausgang 13 treten demzufolge vorzugsweise keine Produkte 2. Ordnung auf.

Bezugszeichenliste

1

Optische Empfangsdiode

2

Induktivität

3

Widerstand

4

Betriebsspannungsquelle

5

Kondensator

7

Übertrager

8

Kondensator

9

Halbleiterelement

10

Halbleiterelement

11

Widerstand

12

Kondensator

13

Schaltungsausgang

14

Widerstand

15

Kondensator

16

Widerstand

17

Induktivität

18

Widerstand

19

Spannungsquelle

Claims (5)

1. Optische Eingangsschaltung, bestehend aus einer optischen Empfangsdiode 1, einem Übertrager 7, einem Halbleiterelement 9, einer Betriebsspannungsquelle 4, einer Spannungsquelle 19 sowie den Kondensatoren 5, 8, 12 und 15 sowie den Widerständen 3, 11, 14, 16 und 18, gekennzeichnet dadurch, daß

1. an die Bezugselektrode des Halbleiterelementes 9 eine Elektrode des Halbleiterelementes 10 angeschlossen ist.

2. Optische Eingangsschaltung nach dem Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Mittelanzapfung des Übertragers 7 über den Kondensator 8 mit der Eingangselektrode des Halbleiterelementes 9 und das Wicklungsende des Übertragers 7 direkt mit einer Elektrode des Halbleiterelementes 10 verbunden ist.

3. Optische Eingangsschaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß eine weitere Elektrode des Halbleiterelementes 10 vorzugsweise mit der Schaltungsmasse verbunden ist.

4. Optische Eingangsschaltung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Halbleiterelemente 9 und 10 sowohl im Aufbau als auch von der Leitungsstruktur voneinander abweichen können.