JP2000357929A - 前置増幅回路 - Google Patents
前置増幅回路Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 差動増幅手段のリニア域の使用可能な領域を
拡大し、最大受光電力付近の大きい入力信号があった場
合のパルス幅劣化を低減し、適切な光通信を可能にする
前置増幅回路を得ること。 【解決手段】 電流信号を電圧信号に変換する前置増幅
回路において、電流信号を電圧信号に変換する差動入出
力型の差動増幅器２と、差動増幅器２の正相出力および
逆相出力の中点電位を発生させる中点電位発生回路４
と、中点電位発生回路４の出力端子と差動増幅器２の逆
相入力端子との間に設けられた帰還抵抗５と、を備えて
いる。
拡大し、最大受光電力付近の大きい入力信号があった場
合のパルス幅劣化を低減し、適切な光通信を可能にする
前置増幅回路を得ること。 【解決手段】 電流信号を電圧信号に変換する前置増幅
回路において、電流信号を電圧信号に変換する差動入出
力型の差動増幅器２と、差動増幅器２の正相出力および
逆相出力の中点電位を発生させる中点電位発生回路４
と、中点電位発生回路４の出力端子と差動増幅器２の逆
相入力端子との間に設けられた帰還抵抗５と、を備えて
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信において、
光信号を変換した電流信号を電圧信号に変換する前置増
幅回路に関し、特に、差動入出力型の差動増幅器を備え
た前置増幅回路に関するものである。
光信号を変換した電流信号を電圧信号に変換する前置増
幅回路に関し、特に、差動入出力型の差動増幅器を備え
た前置増幅回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、画像等を中心とした大量の情報を
高速に伝送する広帯域サービスへの要求が高まってお
り、このような広帯域サービスへの要求に対応するた
め、高速伝送が可能な光ファイバ伝送技術が加入者網に
導入されようとしている。光ファイバ伝送技術による光
通信においては、一般に、各加入者端末と交換局とが光
ファイバケーブルで接続される。交換局は、各加入者端
末から送信される光信号を受信し、電気信号に変換して
所定の処理を行う。この光信号は、各加入者端末と交換
局との距離や各加入者端末の光出力レベルの相違等に起
因して、交換局での受信レベルが異なったものになる。
このため、交換局等で用いられる光受信器の前置増幅回
路には、感度および最大受光電力レベルという相反する
性能の向上が要求される。
高速に伝送する広帯域サービスへの要求が高まってお
り、このような広帯域サービスへの要求に対応するた
め、高速伝送が可能な光ファイバ伝送技術が加入者網に
導入されようとしている。光ファイバ伝送技術による光
通信においては、一般に、各加入者端末と交換局とが光
ファイバケーブルで接続される。交換局は、各加入者端
末から送信される光信号を受信し、電気信号に変換して
所定の処理を行う。この光信号は、各加入者端末と交換
局との距離や各加入者端末の光出力レベルの相違等に起
因して、交換局での受信レベルが異なったものになる。
このため、交換局等で用いられる光受信器の前置増幅回
路には、感度および最大受光電力レベルという相反する
性能の向上が要求される。
【０００３】ところで、従来の前置増幅回路として、差
動入出力型の差動増幅器を備えることにより、コモンモ
ードノイズの低減を図り、高感度化を実現するトランス
インピーダンス・アンプが知られている。図６は、従来
のトランスインピーダンス・アンプの概略構成を示す図
である。従来のトランスインピーダンス・アンプは、受
光素子１１と、受光素子１１からの電流信号を電圧信号
に変換して増幅する差動増幅器１２と、差動増幅器１２
の逆相出力端子と正相入力端子との間に設けられた帰還
抵抗（Ｚｔ）１３と、閾値電圧を発生して差動増幅器１
２の逆相入力端子に出力する無信号入力電圧発生回路１
４と、を備えている。
動入出力型の差動増幅器を備えることにより、コモンモ
ードノイズの低減を図り、高感度化を実現するトランス
インピーダンス・アンプが知られている。図６は、従来
のトランスインピーダンス・アンプの概略構成を示す図
である。従来のトランスインピーダンス・アンプは、受
光素子１１と、受光素子１１からの電流信号を電圧信号
に変換して増幅する差動増幅器１２と、差動増幅器１２
の逆相出力端子と正相入力端子との間に設けられた帰還
抵抗（Ｚｔ）１３と、閾値電圧を発生して差動増幅器１
２の逆相入力端子に出力する無信号入力電圧発生回路１
４と、を備えている。
【０００４】つぎに、従来のトランスインピーダンス・
アンプの動作を、図７を参照して説明する。図７は、従
来のトランスインピーダンス・アンプの動作を示す説明
図である。従来のトランスインピーダンス・アンプにお
いて、まず、受光素子１１が、受信した光信号を光電気
変換して電流信号を差動増幅器１２の正相入力端子に出
力し、正相入力端子に入力信号（１）が発生する。ま
た、無信号入力電圧発生回路１４が、無信号時の差動増
幅器１２の正相入力電圧（入力信号（１）の０レベル）
を理想電圧とする電圧を発生させ、閾値電圧として、差
動増幅器１２の逆相入力端子に出力する。差動増幅器１
２は、正相入力端子に発生する電圧である入力信号
（１）および無信号入力電圧発生回路１４からの閾値電
圧（２）を入力し、帰還抵抗１３により増幅を行い、正
相出力（３）および逆相出力（４）を出力する。
アンプの動作を、図７を参照して説明する。図７は、従
来のトランスインピーダンス・アンプの動作を示す説明
図である。従来のトランスインピーダンス・アンプにお
いて、まず、受光素子１１が、受信した光信号を光電気
変換して電流信号を差動増幅器１２の正相入力端子に出
力し、正相入力端子に入力信号（１）が発生する。ま
た、無信号入力電圧発生回路１４が、無信号時の差動増
幅器１２の正相入力電圧（入力信号（１）の０レベル）
を理想電圧とする電圧を発生させ、閾値電圧として、差
動増幅器１２の逆相入力端子に出力する。差動増幅器１
２は、正相入力端子に発生する電圧である入力信号
（１）および無信号入力電圧発生回路１４からの閾値電
圧（２）を入力し、帰還抵抗１３により増幅を行い、正
相出力（３）および逆相出力（４）を出力する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術によれば、閾値電圧がフィードフォワードで入
力されるため、温度，電源または素子のばらつきや変動
等により、無信号入力電圧発生回路１４の出力する閾値
電圧が、ばらついていたり、変動したりして、入力信号
の０レベルと必ずしも一致するとは限らず、差動増幅器
１２の使用できるリニア域（入出力関係がリニアとなる
範囲）が狭まり、最大受光電力付近の大きい入力信号が
あった場合にパルス幅劣化を発生する、という問題点が
あった。また、無信号入力電圧発生回路１４を用いたフ
ィードフォワードの構成で、温度，電源または素子のば
らつきや変動の影響を抑えようとすると、無信号入力電
圧発生回路１４が複雑となって回路規模が大きくなり、
コストがかかるという不具合もある。
来の技術によれば、閾値電圧がフィードフォワードで入
力されるため、温度，電源または素子のばらつきや変動
等により、無信号入力電圧発生回路１４の出力する閾値
電圧が、ばらついていたり、変動したりして、入力信号
の０レベルと必ずしも一致するとは限らず、差動増幅器
１２の使用できるリニア域（入出力関係がリニアとなる
範囲）が狭まり、最大受光電力付近の大きい入力信号が
あった場合にパルス幅劣化を発生する、という問題点が
あった。また、無信号入力電圧発生回路１４を用いたフ
ィードフォワードの構成で、温度，電源または素子のば
らつきや変動の影響を抑えようとすると、無信号入力電
圧発生回路１４が複雑となって回路規模が大きくなり、
コストがかかるという不具合もある。
【０００６】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
って、差動増幅手段のリニア域の使用可能な領域を拡大
し、最大受光電力付近の大きい入力信号があった場合の
パルス幅劣化を低減し、適切な光通信を可能にする前置
増幅回路を得ることを目的とする。
って、差動増幅手段のリニア域の使用可能な領域を拡大
し、最大受光電力付近の大きい入力信号があった場合の
パルス幅劣化を低減し、適切な光通信を可能にする前置
増幅回路を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明にかかる前置増幅回路に
あっては、電流信号を電圧信号に変換する前置増幅回路
において、電流信号を電圧信号に変換する差動入出力型
の差動増幅手段と、前記差動増幅手段の正相出力および
逆相出力の中点電位を発生させる発生手段と、前記発生
手段の出力端子と前記差動増幅手段の逆相入力端子との
間に設けられた第１の帰還負荷手段と、を具備すること
を特徴とする。
目的を達成するために、本発明にかかる前置増幅回路に
あっては、電流信号を電圧信号に変換する前置増幅回路
において、電流信号を電圧信号に変換する差動入出力型
の差動増幅手段と、前記差動増幅手段の正相出力および
逆相出力の中点電位を発生させる発生手段と、前記発生
手段の出力端子と前記差動増幅手段の逆相入力端子との
間に設けられた第１の帰還負荷手段と、を具備すること
を特徴とする。
【０００８】この発明によれば、差動増幅手段が電流信
号を電圧信号に変換し、発生手段が、差動増幅手段の正
相出力および逆相出力の中点電位を発生させ、発生した
中点電位が、閾値電圧として、第１の帰還負荷手段を介
して差動増幅手段の逆相入力端子に帰還されることによ
り、差動増幅手段の正相入力端子に発生する入力信号の
０レベルと閾値電圧とのずれが小さくなる。
号を電圧信号に変換し、発生手段が、差動増幅手段の正
相出力および逆相出力の中点電位を発生させ、発生した
中点電位が、閾値電圧として、第１の帰還負荷手段を介
して差動増幅手段の逆相入力端子に帰還されることによ
り、差動増幅手段の正相入力端子に発生する入力信号の
０レベルと閾値電圧とのずれが小さくなる。
【０００９】つぎの発明にかかる前置増幅回路にあって
は、さらに、前記電流信号を平均した電流値を有する平
均電流を、前記差動増幅手段の逆相入力端子に出力する
平均電流出力手段と、前記差動増幅手段の逆相出力端子
と正相入力端子との間に設けられた第２の帰還負荷手段
と、を具備し、前記第１の帰還負荷手段および第２の帰
還負荷手段は、同じ抵抗値を有することを特徴とする。
は、さらに、前記電流信号を平均した電流値を有する平
均電流を、前記差動増幅手段の逆相入力端子に出力する
平均電流出力手段と、前記差動増幅手段の逆相出力端子
と正相入力端子との間に設けられた第２の帰還負荷手段
と、を具備し、前記第１の帰還負荷手段および第２の帰
還負荷手段は、同じ抵抗値を有することを特徴とする。
【００１０】この発明によれば、平均電流出力手段が、
電流信号の電流を平均した電流値を有する平均電流を差
動増幅手段の逆相入力端子に出力し、平均電流が、第１
の帰還負荷手段と同じ抵抗値を有する第２の帰還負荷手
段を流れることにより、差動増幅手段の逆相入力端子に
入力信号の１／２の大きさの閾値電圧が発生する。
電流信号の電流を平均した電流値を有する平均電流を差
動増幅手段の逆相入力端子に出力し、平均電流が、第１
の帰還負荷手段と同じ抵抗値を有する第２の帰還負荷手
段を流れることにより、差動増幅手段の逆相入力端子に
入力信号の１／２の大きさの閾値電圧が発生する。
【００１１】つぎの発明にかかる前置増幅回路にあって
は、前記発生手段は、前記差動増幅手段の正相出力端子
と逆相出力端子との間に直列に設けられた二つの負荷手
段からなり、これら二つの負荷手段の接続点を出力端子
とする構成であることを特徴とする。
は、前記発生手段は、前記差動増幅手段の正相出力端子
と逆相出力端子との間に直列に設けられた二つの負荷手
段からなり、これら二つの負荷手段の接続点を出力端子
とする構成であることを特徴とする。
【００１２】この発明によれば、発生手段が、複雑な回
路によって構成されるのではなく、既存の負荷手段から
なる簡単な回路によって構成される。
路によって構成されるのではなく、既存の負荷手段から
なる簡単な回路によって構成される。
【００１３】つぎの発明にかかる前置増幅回路にあって
は、さらに、前記差動増幅手段の逆相入力端子とグラン
ドとの間に容量手段を具備することを特徴とする。
は、さらに、前記差動増幅手段の逆相入力端子とグラン
ドとの間に容量手段を具備することを特徴とする。
【００１４】この発明によれば、差動増幅手段の逆相入
力端子とグランドとの間に設けられた容量手段が、差動
増幅手段の閾値電圧を安定させて差動増幅手段の動作を
安定させる。
力端子とグランドとの間に設けられた容量手段が、差動
増幅手段の閾値電圧を安定させて差動増幅手段の動作を
安定させる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる前置増幅回
路の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。な
お、この実施の形態によりこの発明が限定されるもので
はない。
路の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。な
お、この実施の形態によりこの発明が限定されるもので
はない。
【００１６】実施の形態１．図１は、本発明の実施の形
態１にかかる前置増幅回路の概略構成を示す図である。
実施の形態１にかかる前置増幅回路は、フォトダイオー
ド等の受光素子１と、受光素子１から出力された電流信
号を電圧信号に変換して増幅する差動増幅器２と、差動
増幅器２の逆相出力端子と正相入力端子との間に設けら
れた帰還抵抗（Ｚｔ）３と、差動増幅器２の逆相出力お
よび正相出力の中間の電位である中点電位を発生させる
中点電位発生回路４と、中点電位発生回路４の出力端子
と差動増幅器２の逆相入力端子との間に設けられた帰還
抵抗５と、差動増幅器２の逆相入力端子とグランドとの
間に設けられた容量（コンデンサ）と、を備えている。
態１にかかる前置増幅回路の概略構成を示す図である。
実施の形態１にかかる前置増幅回路は、フォトダイオー
ド等の受光素子１と、受光素子１から出力された電流信
号を電圧信号に変換して増幅する差動増幅器２と、差動
増幅器２の逆相出力端子と正相入力端子との間に設けら
れた帰還抵抗（Ｚｔ）３と、差動増幅器２の逆相出力お
よび正相出力の中間の電位である中点電位を発生させる
中点電位発生回路４と、中点電位発生回路４の出力端子
と差動増幅器２の逆相入力端子との間に設けられた帰還
抵抗５と、差動増幅器２の逆相入力端子とグランドとの
間に設けられた容量（コンデンサ）と、を備えている。
【００１７】受光素子１は、光電気変換を行い、受信し
た光信号に応じた電流信号を出力し、帰還抵抗３は、差
動増幅器２の逆相出力を差動増幅器２の正相入力に帰還
させる。中点電位発生回路４は、差動増幅器２の正相出
力および逆相出力の中点電位を発生させる。この中点電
位は、無信号時における差動増幅器２の正相入力端子の
電位（入力信号の０レベル）と等しいものとなる。差動
増幅器２は、中点電位を、閾値電圧として、帰還抵抗５
を介して逆相入力端子から入力する。また、容量６は、
閾値電圧を安定させて差動増幅器２の動作を安定させる
役割を果たす。なお、中点電位発生回路４は、本発明の
発生手段に対応し、帰還抵抗５は、第１の帰還負荷手段
に対応する。
た光信号に応じた電流信号を出力し、帰還抵抗３は、差
動増幅器２の逆相出力を差動増幅器２の正相入力に帰還
させる。中点電位発生回路４は、差動増幅器２の正相出
力および逆相出力の中点電位を発生させる。この中点電
位は、無信号時における差動増幅器２の正相入力端子の
電位（入力信号の０レベル）と等しいものとなる。差動
増幅器２は、中点電位を、閾値電圧として、帰還抵抗５
を介して逆相入力端子から入力する。また、容量６は、
閾値電圧を安定させて差動増幅器２の動作を安定させる
役割を果たす。なお、中点電位発生回路４は、本発明の
発生手段に対応し、帰還抵抗５は、第１の帰還負荷手段
に対応する。
【００１８】以上の構成において、実施の形態１の動作
を、図２を用いて説明する。図２は、実施の形態１にか
かる前置増幅回路の動作を示す図である。実施の形態１
にかかる前置増幅回路において、まず、受光素子１が、
受信した光信号を光電気変換して差動増幅器２の正相入
力端子に電流信号を出力し、差動増幅器２および帰還抵
抗３により構成されたトランスインピーダンス増幅器に
よって、差動増幅器２の正相入力端子に入力信号（電
圧）（１）が発生する。
を、図２を用いて説明する。図２は、実施の形態１にか
かる前置増幅回路の動作を示す図である。実施の形態１
にかかる前置増幅回路において、まず、受光素子１が、
受信した光信号を光電気変換して差動増幅器２の正相入
力端子に電流信号を出力し、差動増幅器２および帰還抵
抗３により構成されたトランスインピーダンス増幅器に
よって、差動増幅器２の正相入力端子に入力信号（電
圧）（１）が発生する。
【００１９】差動増幅器２は、入力信号（１）に応じた
正相出力（３）および逆相出力（４）を出力する。中点
電位発生回路４は、正相出力（３）および逆相出力
（４）を入力し、正相出力（３）および逆相出力（４）
の中点電位（２）を発生させる。帰還抵抗５は、中点電
位（２）を差動増幅器２の逆相入力端子に帰還させる。
ここで、正相出力（３）および逆相出力（４）の中点電
位（２）は、入力信号（１）の０レベルと等しいもので
あるので、閾値電圧が、入力信号（１）の０レベルと等
しいものとなり、図２（３），（４）に示すように、差
動増幅器２のリニア域（入出力関係がリニアになる範
囲）を最大限に使用した動作が可能となる。このため、
最大受光電力付近の大きい入力信号（１）があった場合
でも、出力デューティの歪みが小さくなり、パルス幅劣
化が低減される。
正相出力（３）および逆相出力（４）を出力する。中点
電位発生回路４は、正相出力（３）および逆相出力
（４）を入力し、正相出力（３）および逆相出力（４）
の中点電位（２）を発生させる。帰還抵抗５は、中点電
位（２）を差動増幅器２の逆相入力端子に帰還させる。
ここで、正相出力（３）および逆相出力（４）の中点電
位（２）は、入力信号（１）の０レベルと等しいもので
あるので、閾値電圧が、入力信号（１）の０レベルと等
しいものとなり、図２（３），（４）に示すように、差
動増幅器２のリニア域（入出力関係がリニアになる範
囲）を最大限に使用した動作が可能となる。このため、
最大受光電力付近の大きい入力信号（１）があった場合
でも、出力デューティの歪みが小さくなり、パルス幅劣
化が低減される。
【００２０】前述したように、実施の形態１によれば、
差動増幅器２の正相出力と逆相出力との中点電位を発生
させて、閾値電圧として帰還させることにより、電源，
温度，プロセスばらつき（素子のばらつき）や変動等に
よる影響がキャンセルされ、閾値電圧と入力信号の０レ
ベルとの差が減少するため、差動増幅器２のリニア域の
使用可能な領域を拡大し、最大受光電力付近の大きい入
力信号があった場合のパルス幅劣化を低減することがで
きる。
差動増幅器２の正相出力と逆相出力との中点電位を発生
させて、閾値電圧として帰還させることにより、電源，
温度，プロセスばらつき（素子のばらつき）や変動等に
よる影響がキャンセルされ、閾値電圧と入力信号の０レ
ベルとの差が減少するため、差動増幅器２のリニア域の
使用可能な領域を拡大し、最大受光電力付近の大きい入
力信号があった場合のパルス幅劣化を低減することがで
きる。
【００２１】また、容量６が、閾値電圧を安定させて差
動増幅器２の動作を安定させるため、差動増幅器２の性
能向上を図ることができる。なお、実施の形態１では、
受信素子１のアノードが差動増幅器２の正相入力端子に
接続され、カソードにバイアスが与えられていたが、受
光素子１を逆向きにする構成にしても、同様の効果を得
ることができる。
動増幅器２の動作を安定させるため、差動増幅器２の性
能向上を図ることができる。なお、実施の形態１では、
受信素子１のアノードが差動増幅器２の正相入力端子に
接続され、カソードにバイアスが与えられていたが、受
光素子１を逆向きにする構成にしても、同様の効果を得
ることができる。
【００２２】実施の形態２．図３は、本発明の実施の形
態２にかかる前置増幅回路の概略構成を示す図である。
なお、実施の形態２の構成は、実施の形態１の構成と同
様であるので、図１と同一の部分には同一の符号を付し
てその説明を省略する。実施の形態２にかかる前置増幅
回路は、受光素子１と、差動増幅器２と、帰還抵抗３
と、中点電位発生回路４と、帰還抵抗５と、容量６と、
電源と受光素子１との間に設けられた平均電流検出回路
７と、を備えている。
態２にかかる前置増幅回路の概略構成を示す図である。
なお、実施の形態２の構成は、実施の形態１の構成と同
様であるので、図１と同一の部分には同一の符号を付し
てその説明を省略する。実施の形態２にかかる前置増幅
回路は、受光素子１と、差動増幅器２と、帰還抵抗３
と、中点電位発生回路４と、帰還抵抗５と、容量６と、
電源と受光素子１との間に設けられた平均電流検出回路
７と、を備えている。
【００２３】平均電流検出回路７は、受光素子１に流れ
る電流信号の電流を平均した電流値を有する平均電流Ｉ
PDを差動増幅器２の逆相入力端子に出力する。この平均
電流ＩPD、すなわち、受光素子１から差動増幅器２の正
相入力端子に流れる電流の１／２の電流が、帰還抵抗３
と同値の帰還抵抗５を流れることにより、差動増幅器２
の逆相入力端子に、平均電流ＩPDと帰還抵抗５との積の
電圧である、入力信号の１／２の大きさの電圧が発生す
る。
る電流信号の電流を平均した電流値を有する平均電流Ｉ
PDを差動増幅器２の逆相入力端子に出力する。この平均
電流ＩPD、すなわち、受光素子１から差動増幅器２の正
相入力端子に流れる電流の１／２の電流が、帰還抵抗３
と同値の帰還抵抗５を流れることにより、差動増幅器２
の逆相入力端子に、平均電流ＩPDと帰還抵抗５との積の
電圧である、入力信号の１／２の大きさの電圧が発生す
る。
【００２４】図４は、図３に示した中点電位発生回路４
の構成を示す図である。中点電位発生回路４は、たとえ
ば、差動増幅器２の正相出力端子と逆相出力端子との間
に直列に接続された二つの同値の抵抗である抵抗８，抵
抗９からなり、抵抗８，抵抗９の接続点を出力端子とす
る構成を有している。中点電位発生回路４を、このよう
な簡単な回路によって構成することにより、コストの低
減を図ることができる。なお、帰還抵抗３は、本発明の
第２の帰還負荷手段に対応し、平均電流検出回路７は、
本発明の平均電流出力手段に対応する。
の構成を示す図である。中点電位発生回路４は、たとえ
ば、差動増幅器２の正相出力端子と逆相出力端子との間
に直列に接続された二つの同値の抵抗である抵抗８，抵
抗９からなり、抵抗８，抵抗９の接続点を出力端子とす
る構成を有している。中点電位発生回路４を、このよう
な簡単な回路によって構成することにより、コストの低
減を図ることができる。なお、帰還抵抗３は、本発明の
第２の帰還負荷手段に対応し、平均電流検出回路７は、
本発明の平均電流出力手段に対応する。
【００２５】以上の構成において、実施の形態２の動作
を、図５を参照して説明する。図５は、実施の形態２に
かかる前置増幅回路の動作を示す図である。実施の形態
２にかかる前置増幅回路において、まず、受光素子１
が、受信した光信号を光電気変換して差動増幅器２の正
相入力端子に電流信号を出力し、差動増幅器２および帰
還抵抗３により構成されたトランスインピーダンス増幅
器によって、差動増幅器２の正相入力端子に入力信号
（電圧）（１）が発生する。
を、図５を参照して説明する。図５は、実施の形態２に
かかる前置増幅回路の動作を示す図である。実施の形態
２にかかる前置増幅回路において、まず、受光素子１
が、受信した光信号を光電気変換して差動増幅器２の正
相入力端子に電流信号を出力し、差動増幅器２および帰
還抵抗３により構成されたトランスインピーダンス増幅
器によって、差動増幅器２の正相入力端子に入力信号
（電圧）（１）が発生する。
【００２６】差動増幅器２は、入力信号（１）に応じた
正相出力（３）および逆相出力（４）を出力する。中点
電位発生回路４は、正相出力（３）および逆相出力
（４）を入力し、正相出力（３）および逆相出力（４）
の中点電位を発生させる。また、平均電流検出回路７
は、電源から受光素子１に流れる電流を積分して平均電
流ＩPDを出力する。平均電流検出回路７から出力された
平均電流ＩPDは、帰還抵抗５を介して中点電位発生回路
４の出力端子へ流れる。
正相出力（３）および逆相出力（４）を出力する。中点
電位発生回路４は、正相出力（３）および逆相出力
（４）を入力し、正相出力（３）および逆相出力（４）
の中点電位を発生させる。また、平均電流検出回路７
は、電源から受光素子１に流れる電流を積分して平均電
流ＩPDを出力する。平均電流検出回路７から出力された
平均電流ＩPDは、帰還抵抗５を介して中点電位発生回路
４の出力端子へ流れる。
【００２７】これにより、入力信号（１）の１／２の大
きさの閾値電圧（２）が、差動増幅器２の逆相入力端子
に発生する。閾値電圧が入力信号（１）の１／２の大き
さの電圧となるので、図５（３），（４）に示すよう
に、差動増幅器２のリニア域（入出力関係がリニアにな
る範囲）が２倍に拡大し、従来の前置増幅回路に比べ、
最大約３ｄＢの最大受光電力の改善を図ることができ
る。このため、大きい入力信号（１）があった場合で
も、出力デューティの歪みが小さくなる、すなわち、パ
ルス幅劣化が低減される。
きさの閾値電圧（２）が、差動増幅器２の逆相入力端子
に発生する。閾値電圧が入力信号（１）の１／２の大き
さの電圧となるので、図５（３），（４）に示すよう
に、差動増幅器２のリニア域（入出力関係がリニアにな
る範囲）が２倍に拡大し、従来の前置増幅回路に比べ、
最大約３ｄＢの最大受光電力の改善を図ることができ
る。このため、大きい入力信号（１）があった場合で
も、出力デューティの歪みが小さくなる、すなわち、パ
ルス幅劣化が低減される。
【００２８】前述したように、実施の形態２によれば、
中点電位発生回路４が、差動増幅器２の正相出力と逆相
出力との中点電位を発生させ、受光素子１からの電流信
号の平均値と等しい電流値を持つ平均電流が、帰還抵抗
３と同値の帰還抵抗５を介して中点電位発生回路４へ流
れ、差動増幅器２の逆相入力端子に入力信号の１／２の
大きさの電圧が発生するため、差動増幅器２の閾値電圧
が、入力信号の１／２の大きさの電圧となり、リニア域
が２倍となり、最大受光電力を最大３ｄＢ改善すること
ができる。
中点電位発生回路４が、差動増幅器２の正相出力と逆相
出力との中点電位を発生させ、受光素子１からの電流信
号の平均値と等しい電流値を持つ平均電流が、帰還抵抗
３と同値の帰還抵抗５を介して中点電位発生回路４へ流
れ、差動増幅器２の逆相入力端子に入力信号の１／２の
大きさの電圧が発生するため、差動増幅器２の閾値電圧
が、入力信号の１／２の大きさの電圧となり、リニア域
が２倍となり、最大受光電力を最大３ｄＢ改善すること
ができる。
【００２９】また、実施の形態１と同様に、中点電位を
発生させてフィードバックしているため、最大受光電力
付近の大きい入力信号があった場合のパルス幅劣化を低
減することができる。さらに、中点電位発生回路４を、
複雑な回路で構成するのではなく、従来の抵抗を用いた
簡単な回路で構成するため、コストを低減することがで
きる。なお、この中点電位発生回路４の構成は、実施の
形態１に対しても同様に適用でき、同様の効果を得るこ
とができる。
発生させてフィードバックしているため、最大受光電力
付近の大きい入力信号があった場合のパルス幅劣化を低
減することができる。さらに、中点電位発生回路４を、
複雑な回路で構成するのではなく、従来の抵抗を用いた
簡単な回路で構成するため、コストを低減することがで
きる。なお、この中点電位発生回路４の構成は、実施の
形態１に対しても同様に適用でき、同様の効果を得るこ
とができる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明によれ
ば、差動増幅手段が電流信号を電圧信号に変換し、発生
手段が、差動増幅手段の正相出力および逆相出力の中点
電位を発生させ、発生した中点電位が、閾値電圧とし
て、第１の帰還負荷手段を介して差動増幅手段の逆相入
力端子に帰還されることにより、差動増幅手段の正相入
力端子に発生する入力信号の０レベルと閾値電圧とのず
れが小さくなるため、差動増幅手段のリニア域の使用可
能な領域を拡大し、最大受光電力付近の大きい入力信号
があった場合のパルス幅劣化を低減し、適切な光通信を
可能にすることができる、という効果を奏する。
ば、差動増幅手段が電流信号を電圧信号に変換し、発生
手段が、差動増幅手段の正相出力および逆相出力の中点
電位を発生させ、発生した中点電位が、閾値電圧とし
て、第１の帰還負荷手段を介して差動増幅手段の逆相入
力端子に帰還されることにより、差動増幅手段の正相入
力端子に発生する入力信号の０レベルと閾値電圧とのず
れが小さくなるため、差動増幅手段のリニア域の使用可
能な領域を拡大し、最大受光電力付近の大きい入力信号
があった場合のパルス幅劣化を低減し、適切な光通信を
可能にすることができる、という効果を奏する。
【００３１】つぎの発明によれば、平均電流出力手段
が、電流信号の電流を平均した電流値を有する平均電流
を差動増幅手段の逆相入力端子に出力し、平均電流が、
第１の帰還負荷手段と同じ抵抗値を有する第２の帰還負
荷手段を流れることにより、差動増幅手段の逆相入力端
子に入力信号の１／２の大きさの閾値電圧が発生するた
め、最大受光電力を最大３ｄＢ改善することができ、大
きい入力信号があった場合のパルス幅劣化を低減し、適
切な光通信を可能にすることができる、という効果を奏
する。
が、電流信号の電流を平均した電流値を有する平均電流
を差動増幅手段の逆相入力端子に出力し、平均電流が、
第１の帰還負荷手段と同じ抵抗値を有する第２の帰還負
荷手段を流れることにより、差動増幅手段の逆相入力端
子に入力信号の１／２の大きさの閾値電圧が発生するた
め、最大受光電力を最大３ｄＢ改善することができ、大
きい入力信号があった場合のパルス幅劣化を低減し、適
切な光通信を可能にすることができる、という効果を奏
する。
【００３２】つぎの発明によれば、発生手段が、複雑な
回路から構成されるのではなく、既存の負荷手段からな
る簡単な回路によって構成されるため、コストを低減す
ることができる、という効果を奏する。
回路から構成されるのではなく、既存の負荷手段からな
る簡単な回路によって構成されるため、コストを低減す
ることができる、という効果を奏する。
【００３３】つぎの発明によれば、差動増幅手段の逆相
入力端子とグランドとの間に設けられた容量手段が、差
動増幅手段の閾値電圧を安定させて差動増幅手段の動作
を安定させるため、性能向上を図ることができる、とい
う効果を奏する。
入力端子とグランドとの間に設けられた容量手段が、差
動増幅手段の閾値電圧を安定させて差動増幅手段の動作
を安定させるため、性能向上を図ることができる、とい
う効果を奏する。
【図１】 本発明の実施の形態１にかかる前置増幅回路
の概略構成を示す図である。
の概略構成を示す図である。
【図２】 実施の形態１にかかる前置増幅回路の動作を
示す図である。
示す図である。
【図３】 本発明の実施の形態２にかかる前置増幅回路
の概略構成を示す図である。
の概略構成を示す図である。
【図４】 図３に示した中点電位発生回路の構成を示す
図である。
図である。
【図５】 実施の形態２にかかる前置増幅回路の動作を
示す図である。
示す図である。
【図６】 従来におけるトランスインピーダンス・アン
プの概略構成を示す図である。
プの概略構成を示す図である。
【図７】 従来におけるトランスインピーダンス・アン
プの動作を示す説明図である。
プの動作を示す説明図である。
１ 受光素子、２ 差動増幅器、３，５ 帰還抵抗、４
中点電位発生回路、６ 容量、７ 平均電流検出回
路、８，９ 抵抗。
中点電位発生回路、６ 容量、７ 平均電流検出回
路、８，９ 抵抗。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/14 10/04 10/06 (72)発明者 松井 健一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5J066 AA01 AA12 AA56 CA00 FA17 HA25 HA29 HA44 KA00 KA28 MA11 SA01 SA13 TA06 5J090 AA01 AA12 AA56 CA00 FA17 HA25 HA29 HA44 KA00 KA28 MA11 MN04 NN05 NN11 SA01 SA13 TA06 5J092 AA01 AA12 AA56 CA00 FA17 HA25 HA29 HA44 KA00 KA28 MA11 SA01 SA13 TA06 UL02 5K002 AA03 CA08
Claims (4)
- 【請求項１】 電流信号を電圧信号に変換する前置増幅
回路において、 電流信号を電圧信号に変換する差動入出力型の差動増幅
手段と、 前記差動増幅手段の正相出力および逆相出力の中点電位
を発生させる発生手段と、 前記発生手段の出力端子と前記差動増幅手段の逆相入力
端子との間に設けられた第１の帰還負荷手段と、 を具備することを特徴とする前置増幅回路。 - 【請求項２】 さらに、前記電流信号を平均した電流値
を有する平均電流を、前記差動増幅手段の逆相入力端子
に出力する平均電流出力手段と、 前記差動増幅手段の逆相出力端子と正相入力端子との間
に設けられた第２の帰還負荷手段と、 を具備し、 前記第１の帰還負荷手段および第２の帰還負荷手段は、
同じ抵抗値を有することを特徴とする請求項１に記載の
前置増幅回路。 - 【請求項３】 前記発生手段は、前記差動増幅手段の正
相出力端子と逆相出力端子との間に直列に設けられた二
つの負荷手段からなり、これら二つの負荷手段の接続点
を出力端子とする構成であることを特徴とする請求項１
または２に記載の前置増幅回路。 - 【請求項４】 さらに、前記差動増幅手段の逆相入力端
子とグランドとの間に容量手段を具備することを特徴と
する請求項１，２または３に記載の前置増幅回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11170155A JP2000357929A (ja) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | 前置増幅回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11170155A JP2000357929A (ja) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | 前置増幅回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000357929A true JP2000357929A (ja) | 2000-12-26 |
Family
ID=15899712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11170155A Abandoned JP2000357929A (ja) | 1999-06-16 | 1999-06-16 | 前置増幅回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000357929A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6998917B2 (en) | 2003-03-11 | 2006-02-14 | Fujitsu Limited | Common-mode feedback circuit and differential operational amplifier circuit having stable operation and low power consumption |
| JP2013005373A (ja) * | 2011-06-21 | 2013-01-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 差動トランスインピーダンス増幅器 |
| US8742314B2 (en) | 2009-07-01 | 2014-06-03 | Pioneer Corporation | Light amount detecting apparatus, and light amount information processing apparatus |
| CN104173040A (zh) * | 2014-09-11 | 2014-12-03 | 中山衡思健康科技有限公司 | 生物电采集前段电路 |
-
1999
- 1999-06-16 JP JP11170155A patent/JP2000357929A/ja not_active Abandoned
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6998917B2 (en) | 2003-03-11 | 2006-02-14 | Fujitsu Limited | Common-mode feedback circuit and differential operational amplifier circuit having stable operation and low power consumption |
| US8742314B2 (en) | 2009-07-01 | 2014-06-03 | Pioneer Corporation | Light amount detecting apparatus, and light amount information processing apparatus |
| JP2013005373A (ja) * | 2011-06-21 | 2013-01-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 差動トランスインピーダンス増幅器 |
| CN104173040A (zh) * | 2014-09-11 | 2014-12-03 | 中山衡思健康科技有限公司 | 生物电采集前段电路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040907 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060807 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060822 |
|
| A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20061017 |