JP2001127560A - 前置増幅回路 - Google Patents
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- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims 1
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
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- H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
- H03G3/3084—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in receivers or transmitters for electromagnetic waves other than radiowaves, e.g. lightwaves
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 入力光電流を増幅する前置増幅回路におい
て、広い電圧範囲にわたって振幅対称性を保った出力電
圧を発生する。 【解決手段】 開示される前置増幅回路は、入力光電流
を増幅する増幅器（ＡＭＰ）２とその入出力間に接続さ
れた帰還抵抗（Ｒｆ）３とからなる電流帰還回路に対し
て、その出力電圧の平均値を検出する平均値検出回路４
と、検出された平均値電圧に応じて入力光電流を分流さ
せる電流制御回路５とを設けた。
て、広い電圧範囲にわたって振幅対称性を保った出力電
圧を発生する。 【解決手段】 開示される前置増幅回路は、入力光電流
を増幅する増幅器（ＡＭＰ）２とその入出力間に接続さ
れた帰還抵抗（Ｒｆ）３とからなる電流帰還回路に対し
て、その出力電圧の平均値を検出する平均値検出回路４
と、検出された平均値電圧に応じて入力光電流を分流さ
せる電流制御回路５とを設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光伝送システム
に用いられる光受信器に係り、大光入力時に、出力波形
の歪みを防止することが可能な、前置増幅回路に関す
る。
に用いられる光受信器に係り、大光入力時に、出力波形
の歪みを防止することが可能な、前置増幅回路に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】光通信においては、受信入力光を信号電
圧に変換して出力するために、フォトダイオードを介し
て入力光を電流に変換したのち、これを前置増幅回路を
経て増幅して、所要の信号電圧出力を得るようにした回
路が多く用いられている。図１６，図１７は、このよう
な目的に用いられる従来の前置増幅回路を例示したもの
である。図１６に示された従来の前置増幅回路は、差動
増幅器１０１の入力端子１０２とバイアス電源ＶＨ と
の間にフォトダイオード１０４を接続し、基準入力端子
１０７に基準電圧Ｖｒｅｆ を接続し、逆相出力端子１
０３と入力端子１０２との間に帰還抵抗Ｒｆを接続する
とともに、帰還抵抗Ｒｆと並列にＦＥＴ（FieldEffect
Transistor ）Ｑ１００を接続し、正相出力端子１０５
にレベル変換回路１０６を接続して、レベル変換回路１
０６の出力をＦＥＴＱ１００のゲートに接続した構成を
有している。図１６に示された前置増幅回路では、入力
光が与えられると、フォトダイオード１０４を介して入
力端子１０２に光電流ｉｐｈが流れ、これによって逆相
出力端子１０３に出力電圧Ｖｏｕｔ を発生する。この
際、帰還抵抗Ｒｆを介して負帰還がかかることによっ
て、一定の増幅度が得られる。入力光レベルが過大な状
態では、正相出力端子１０５の出力電圧によって、レベ
ル変換回路１０６から出力が発生するので、ＦＥＴＱ１
００が導通して、帰還抵抗値が小さくなるため、増幅度
が低下して、出力電圧Ｖｏｕｔ の増大が妨げられ、従
って、差動増幅器１０１の飽和が防止される。なお、こ
のような前置増幅回路については、特開平４−３０６９
０４号公報に詳細に記載されている。
圧に変換して出力するために、フォトダイオードを介し
て入力光を電流に変換したのち、これを前置増幅回路を
経て増幅して、所要の信号電圧出力を得るようにした回
路が多く用いられている。図１６，図１７は、このよう
な目的に用いられる従来の前置増幅回路を例示したもの
である。図１６に示された従来の前置増幅回路は、差動
増幅器１０１の入力端子１０２とバイアス電源ＶＨ と
の間にフォトダイオード１０４を接続し、基準入力端子
１０７に基準電圧Ｖｒｅｆ を接続し、逆相出力端子１
０３と入力端子１０２との間に帰還抵抗Ｒｆを接続する
とともに、帰還抵抗Ｒｆと並列にＦＥＴ（FieldEffect
Transistor ）Ｑ１００を接続し、正相出力端子１０５
にレベル変換回路１０６を接続して、レベル変換回路１
０６の出力をＦＥＴＱ１００のゲートに接続した構成を
有している。図１６に示された前置増幅回路では、入力
光が与えられると、フォトダイオード１０４を介して入
力端子１０２に光電流ｉｐｈが流れ、これによって逆相
出力端子１０３に出力電圧Ｖｏｕｔ を発生する。この
際、帰還抵抗Ｒｆを介して負帰還がかかることによっ
て、一定の増幅度が得られる。入力光レベルが過大な状
態では、正相出力端子１０５の出力電圧によって、レベ
ル変換回路１０６から出力が発生するので、ＦＥＴＱ１
００が導通して、帰還抵抗値が小さくなるため、増幅度
が低下して、出力電圧Ｖｏｕｔ の増大が妨げられ、従
って、差動増幅器１０１の飽和が防止される。なお、こ
のような前置増幅回路については、特開平４−３０６９
０４号公報に詳細に記載されている。
【０００３】図１７に示された従来の前置増幅回路は、
差動増幅器１０１の入力端子１０２とバイアス電源Ｖ
Ｈ との間にフォトダイオード１０４を接続し、基準入
力端子１０７に基準電圧Ｖｒｅｆ を接続し、逆相出力
端子１０３と入力端子１０２との間に帰還抵抗Ｒｆを接
続するとともに、入力端子１０２と接地電位ＶＢＢとの
間にＦＥＴＱ１０１を接続し、正相出力端子１０５にレ
ベル変換回路１０６を接続して、レベル変換回路１０６
の出力をＦＥＴＱ１０１のゲートに接続した構成を有し
ている。図１７に示された前置増幅回路では、入力光が
与えられると、フォトダイオード１０４を介して入力端
子１０２に光電流ｉｐｈが流れ、これによって逆相出力
端子１０３に出力電圧Ｖｏｕｔ を発生する。この際、
帰還抵抗Ｒｆを介して負帰還がかかることによって、一
定の増幅度が得られる。入力光レベルが過大な状態で
は、正相出力端子１０５の出力電圧によって、レベル変
換回路１０６から出力が発生するので、ＦＥＴＱ１０１
が導通して、光電流ｉｐｈが接地電位ＶＢＢに分流する
ので、出力電圧Ｖｏｕｔ の増大が妨げられ、従って、
差動増幅器１０１の飽和が防止される。なお、このよう
な前置増幅回路については、特開平４−３０６９０５号
公報に詳細に記載されている。
差動増幅器１０１の入力端子１０２とバイアス電源Ｖ
Ｈ との間にフォトダイオード１０４を接続し、基準入
力端子１０７に基準電圧Ｖｒｅｆ を接続し、逆相出力
端子１０３と入力端子１０２との間に帰還抵抗Ｒｆを接
続するとともに、入力端子１０２と接地電位ＶＢＢとの
間にＦＥＴＱ１０１を接続し、正相出力端子１０５にレ
ベル変換回路１０６を接続して、レベル変換回路１０６
の出力をＦＥＴＱ１０１のゲートに接続した構成を有し
ている。図１７に示された前置増幅回路では、入力光が
与えられると、フォトダイオード１０４を介して入力端
子１０２に光電流ｉｐｈが流れ、これによって逆相出力
端子１０３に出力電圧Ｖｏｕｔ を発生する。この際、
帰還抵抗Ｒｆを介して負帰還がかかることによって、一
定の増幅度が得られる。入力光レベルが過大な状態で
は、正相出力端子１０５の出力電圧によって、レベル変
換回路１０６から出力が発生するので、ＦＥＴＱ１０１
が導通して、光電流ｉｐｈが接地電位ＶＢＢに分流する
ので、出力電圧Ｖｏｕｔ の増大が妨げられ、従って、
差動増幅器１０１の飽和が防止される。なお、このよう
な前置増幅回路については、特開平４−３０６９０５号
公報に詳細に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図１６，図１７に示さ
れた従来の前置増幅回路では、入力光が所定レベルを超
えた状態では、出力電圧Ｖｏｕｔ の増大が妨げられる
ので、増幅回路の飽和を防止することができる。しかし
ながら、この際、レベル変換回路１０６は、正相出力電
圧の一方の極性方向の増大を検出して出力を発生するた
め、ＦＥＴＱ１００又はＦＥＴＱ１０１の動作に応じ
て、出力電圧Ｖｏｕｔ は、その波形の片側だけをクリ
ップされることになる。図１８は、図１６，図１７に示
された従来の前置増幅回路における、入力電流バイパス
時の出力電圧を例示したものである。図１８において、
｜電圧｜は過電流バイパス後の帰還抵抗Ｒｆ両端の電位
差を示し、Ｖ０ は光電流ｉｐｈが最小の場合の電圧、
点線で示すｉｐｈ×Ｒｆは光電流ｉｐｈが最大であっ
て、差動増幅器１０１の飽和がなかったとした場合の電
圧である。実際には、光電流ｉｐｈが大きい状態では、
ＦＥＴＱ１００又はＦＥＴＱ１０１の動作に応じて、出
力電圧が制限されるため、｜電圧｜は、実線で示すよう
に、上下非対称に変形する。
れた従来の前置増幅回路では、入力光が所定レベルを超
えた状態では、出力電圧Ｖｏｕｔ の増大が妨げられる
ので、増幅回路の飽和を防止することができる。しかし
ながら、この際、レベル変換回路１０６は、正相出力電
圧の一方の極性方向の増大を検出して出力を発生するた
め、ＦＥＴＱ１００又はＦＥＴＱ１０１の動作に応じ
て、出力電圧Ｖｏｕｔ は、その波形の片側だけをクリ
ップされることになる。図１８は、図１６，図１７に示
された従来の前置増幅回路における、入力電流バイパス
時の出力電圧を例示したものである。図１８において、
｜電圧｜は過電流バイパス後の帰還抵抗Ｒｆ両端の電位
差を示し、Ｖ０ は光電流ｉｐｈが最小の場合の電圧、
点線で示すｉｐｈ×Ｒｆは光電流ｉｐｈが最大であっ
て、差動増幅器１０１の飽和がなかったとした場合の電
圧である。実際には、光電流ｉｐｈが大きい状態では、
ＦＥＴＱ１００又はＦＥＴＱ１０１の動作に応じて、出
力電圧が制限されるため、｜電圧｜は、実線で示すよう
に、上下非対称に変形する。
【０００５】このように、従来の前置増幅回路では、光
入力レベルが過大な状態では、出力波形が上下非対称に
歪むという問題があった。この発明は、上述の事情に鑑
みてなされたものであって、光受信器の光入力レベルが
大きい場合でも、出力波形の歪みを防止することが可能
な、前置増幅器を提供することを目的としている。
入力レベルが過大な状態では、出力波形が上下非対称に
歪むという問題があった。この発明は、上述の事情に鑑
みてなされたものであって、光受信器の光入力レベルが
大きい場合でも、出力波形の歪みを防止することが可能
な、前置増幅器を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明に係る前置増幅器は、入力光電
流を増幅する増幅手段とその入出力間に接続された帰還
抵抗とからなる電流帰還回路に対して、その出力電圧の
平均値を検出する平均値検出手段と、該検出された平均
値電圧に応じて入力光電流を分流させる電流制御手段と
を設けてなることを特徴としている。
め、請求項１記載の発明に係る前置増幅器は、入力光電
流を増幅する増幅手段とその入出力間に接続された帰還
抵抗とからなる電流帰還回路に対して、その出力電圧の
平均値を検出する平均値検出手段と、該検出された平均
値電圧に応じて入力光電流を分流させる電流制御手段と
を設けてなることを特徴としている。
【０００７】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の前置増幅回路に係り、上記電流帰還回路が、入力光
電流を増幅するエミッタ接地型トランジスタ増幅回路
と、該エミッタ接地型トランジスタ増幅回路の出力を増
幅するエミッタフォロア型トランジスタ増幅回路と、該
エミッタフォロア型トランジスタ増幅回路の出力と上記
エミッタ接地型トランジスタ増幅回路の入力とを接続す
る帰還抵抗とからなることを特徴としている。
載の前置増幅回路に係り、上記電流帰還回路が、入力光
電流を増幅するエミッタ接地型トランジスタ増幅回路
と、該エミッタ接地型トランジスタ増幅回路の出力を増
幅するエミッタフォロア型トランジスタ増幅回路と、該
エミッタフォロア型トランジスタ増幅回路の出力と上記
エミッタ接地型トランジスタ増幅回路の入力とを接続す
る帰還抵抗とからなることを特徴としている。
【０００８】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は２記載の前置増幅回路に係り、上記電流帰還回路の帰
還抵抗に並列に、双方向に所定閾値以上の電圧をクリッ
プするバイパス手段を接続したことを特徴としている。
は２記載の前置増幅回路に係り、上記電流帰還回路の帰
還抵抗に並列に、双方向に所定閾値以上の電圧をクリッ
プするバイパス手段を接続したことを特徴としている。
【０００９】また、請求項４記載の発明は、請求項３記
載の前置増幅回路に係り、上記バイパス手段が、互いに
逆方向に並列に接続された２個のダイオードからなるこ
とを特徴としている。
載の前置増幅回路に係り、上記バイパス手段が、互いに
逆方向に並列に接続された２個のダイオードからなるこ
とを特徴としている。
【００１０】また、請求項５記載の発明は、請求項１乃
至４のいずれか１に記載の前置増幅回路に係り、上記電
流制御手段が、上記平均値検出手段の出力電圧に応じて
上記入力光電流を分流させるカレントミラー回路からな
ることを特徴としている。
至４のいずれか１に記載の前置増幅回路に係り、上記電
流制御手段が、上記平均値検出手段の出力電圧に応じて
上記入力光電流を分流させるカレントミラー回路からな
ることを特徴としている。
【００１１】また、請求項６記載の発明は、請求項１乃
至５のいずれか１に記載の前置増幅回路に係り、上記平
均値検出手段が、上記電流帰還回路の出力電圧を平滑化
する積分回路と、該積分回路の平滑化出力電圧を増幅す
るエミッタフォロア回路とからなることを特徴としてい
る。
至５のいずれか１に記載の前置増幅回路に係り、上記平
均値検出手段が、上記電流帰還回路の出力電圧を平滑化
する積分回路と、該積分回路の平滑化出力電圧を増幅す
るエミッタフォロア回路とからなることを特徴としてい
る。
【００１２】また、請求項７記載の発明は、請求項１乃
至６のいずれか１に記載の前置増幅回路に係り、上記平
均値検出手段の出力に比較手段を備え、基準電圧を超え
る平均値電圧を出力するように構成されていることを特
徴としている。
至６のいずれか１に記載の前置増幅回路に係り、上記平
均値検出手段の出力に比較手段を備え、基準電圧を超え
る平均値電圧を出力するように構成されていることを特
徴としている。
【００１３】また、請求項８記載の発明は、請求項７記
載の前置増幅回路に係り、上記基準電圧が、上記電流帰
還回路と同一構成の、無入力の電流帰還回路によって生
成されるように構成されていることを特徴としている。
載の前置増幅回路に係り、上記基準電圧が、上記電流帰
還回路と同一構成の、無入力の電流帰還回路によって生
成されるように構成されていることを特徴としている。
【００１４】
【作用】この発明の構成では、入力光電流を増幅する電
流帰還回路に対して、その出力電圧の平均値を検出する
平均値検出手段と、該検出された平均値電圧に応じて入
力光電流を分流させる電流制御手段とを設けたので、帰
還抵抗に流れ込む電流が１／２になり、従って、電流を
引き抜かない場合と比べて、入力光電流が２倍にになる
範囲まで、出力電圧が非対称になることがない。
流帰還回路に対して、その出力電圧の平均値を検出する
平均値検出手段と、該検出された平均値電圧に応じて入
力光電流を分流させる電流制御手段とを設けたので、帰
還抵抗に流れ込む電流が１／２になり、従って、電流を
引き抜かない場合と比べて、入力光電流が２倍にになる
範囲まで、出力電圧が非対称になることがない。
【００１５】また、この発明の別の構成では、電流帰還
回路の帰還抵抗に並列に、双方向に所定閾値以上の電圧
をクリップするバイパス手段を接続したので、大入力時
でも、前置増幅回路の出力電圧を、バイパス回路の閾値
に応じて定まる一定電圧に、波形に歪みを生じることな
く、上下対称に制限することができる。
回路の帰還抵抗に並列に、双方向に所定閾値以上の電圧
をクリップするバイパス手段を接続したので、大入力時
でも、前置増幅回路の出力電圧を、バイパス回路の閾値
に応じて定まる一定電圧に、波形に歪みを生じることな
く、上下対称に制限することができる。
【００１６】また、この発明のさらに別の構成では、平
均値検出手段の出力に比較手段を備え、基準電圧を超え
る平均値電圧を出力するように構成したので、光入力が
ないときの出力電圧の変化が生じないようにすることが
できるとともに、前置増幅回路の出力電圧の制限値を、
精度よく設定することができる。
均値検出手段の出力に比較手段を備え、基準電圧を超え
る平均値電圧を出力するように構成したので、光入力が
ないときの出力電圧の変化が生じないようにすることが
できるとともに、前置増幅回路の出力電圧の制限値を、
精度よく設定することができる。
【００１７】また、この発明のさらに別の構成では、基
準電圧を、前置増幅回路の電流帰還回路と同一構成の、
無入力の電流帰還回路によって生成するようにしたの
で、電流制御手段に分流する電流を０にするような基準
電圧を安定に供給することができ、従って、前置増幅回
路の出力電圧の制限値を、精度よく設定することができ
る。
準電圧を、前置増幅回路の電流帰還回路と同一構成の、
無入力の電流帰還回路によって生成するようにしたの
で、電流制御手段に分流する電流を０にするような基準
電圧を安定に供給することができ、従って、前置増幅回
路の出力電圧の制限値を、精度よく設定することができ
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ◇第１実施例 図１は、この発明の第１実施例である前置増幅回路の構
成を示すブロック図、図２は、本実施例の前置増幅回路
において、電流制御回路がない場合の、帰還抵抗に流れ
る電流と出力電圧を示す図、図３は、本実施例の前置増
幅回路において、電流制御回路がない場合に、受光レベ
ルに合わせて光電流が変化するときの、出力電圧の変化
を示す図、図４は、本実施例の前置増幅回路において、
電流制御回路によって光電流の平均電流を分流させた場
合の各部の電圧，電流を示す図、図５は、本実施例の前
置増幅回路において、受光レベルに合わせて光電流が変
化する場合の出力電圧の変化を示す図、図６は、本実施
例の前置増幅回路の具体的構成例を示す図である。この
例の前置増幅回路は、図１に示すように、フォトダイオ
ード（ＰＤ）１と、増幅器（ＡＭＰ）２と、帰還抵抗
（Ｒｆ）３と、平均値検出回路４と、電流制御回路５と
から概略構成されている。フォトダイオード１は、入力
光に応じて光電流を流す。増幅器２は、入力光電流によ
って、出力電圧を発生する。帰還抵抗３は、出力電圧に
よって入力に電流を帰還する。平均値検出回路４は、出
力電圧の平均値を検出する。電流制御回路５は、平均値
検出回路４の出力電圧に応じて、フォトダイオード１の
出力光電流を分流する。
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ◇第１実施例 図１は、この発明の第１実施例である前置増幅回路の構
成を示すブロック図、図２は、本実施例の前置増幅回路
において、電流制御回路がない場合の、帰還抵抗に流れ
る電流と出力電圧を示す図、図３は、本実施例の前置増
幅回路において、電流制御回路がない場合に、受光レベ
ルに合わせて光電流が変化するときの、出力電圧の変化
を示す図、図４は、本実施例の前置増幅回路において、
電流制御回路によって光電流の平均電流を分流させた場
合の各部の電圧，電流を示す図、図５は、本実施例の前
置増幅回路において、受光レベルに合わせて光電流が変
化する場合の出力電圧の変化を示す図、図６は、本実施
例の前置増幅回路の具体的構成例を示す図である。この
例の前置増幅回路は、図１に示すように、フォトダイオ
ード（ＰＤ）１と、増幅器（ＡＭＰ）２と、帰還抵抗
（Ｒｆ）３と、平均値検出回路４と、電流制御回路５と
から概略構成されている。フォトダイオード１は、入力
光に応じて光電流を流す。増幅器２は、入力光電流によ
って、出力電圧を発生する。帰還抵抗３は、出力電圧に
よって入力に電流を帰還する。平均値検出回路４は、出
力電圧の平均値を検出する。電流制御回路５は、平均値
検出回路４の出力電圧に応じて、フォトダイオード１の
出力光電流を分流する。
【００１９】次に、図１を参照して、この例の前置増幅
回路の動作を説明する。この例の前置増幅回路において
は、増幅器２と帰還抵抗３とからなる、電流帰還回路を
構成している。フォトダイオード１に入力光が与えられ
ると、電源ＨＶからフォトダイオード１を介して入力端
子６に光電流Ｉｐｈが流れる。増幅器２は入力光電流に
応じて、出力端子（ＯＵＴ）７に出力電圧Ｖｏｕｔ を
発生する。この際、帰還抵抗３を介して負帰還がかかる
ことによって、一定の増幅度が得られる。平均値検出回
路４は、出力電圧Ｖｏｕｔ の平均値電圧Ｖｏｕｔ ＊
（＊ は平均値を示す。以下省略）を発生する。電流制
御回路５は、平均値電圧Ｖｏｕｔ ＊ に応じて、入力
端子６から光電流Ｉｐｈの平均値の電流Ｉｐｈ ＊ を接地
側に分流するので、あるレベル以上で出力電圧Ｖ
ｏｕｔ の増大が妨げられ、従って、増幅器２の飽和が
防止される。
回路の動作を説明する。この例の前置増幅回路において
は、増幅器２と帰還抵抗３とからなる、電流帰還回路を
構成している。フォトダイオード１に入力光が与えられ
ると、電源ＨＶからフォトダイオード１を介して入力端
子６に光電流Ｉｐｈが流れる。増幅器２は入力光電流に
応じて、出力端子（ＯＵＴ）７に出力電圧Ｖｏｕｔ を
発生する。この際、帰還抵抗３を介して負帰還がかかる
ことによって、一定の増幅度が得られる。平均値検出回
路４は、出力電圧Ｖｏｕｔ の平均値電圧Ｖｏｕｔ ＊
（＊ は平均値を示す。以下省略）を発生する。電流制
御回路５は、平均値電圧Ｖｏｕｔ ＊ に応じて、入力
端子６から光電流Ｉｐｈの平均値の電流Ｉｐｈ ＊ を接地
側に分流するので、あるレベル以上で出力電圧Ｖ
ｏｕｔ の増大が妨げられ、従って、増幅器２の飽和が
防止される。
【００２０】この例の前置増幅回路における、電流制御
回路がない場合の、帰還抵抗に流れる電流は図２（ａ）
に示すようになり、｜出力電圧｜（｜ ｜は絶対値を示
す。以下省略）は図２（ｂ）に示すようになる。帰還抵
抗３に光電流Ｉｐｈが流入し、出力端子７から帰還抵抗
３によって電圧に変換された信号が出力される。この場
合、出力電圧Ｖｏｕｔ は、Ｉｐｈ＝０Ａのときの初期
バイアスＶ０ を基底として電圧が変化するので、出力
端子７のバイアス電位は、平均値電圧Ｖｏｕｔ ＊ 分
だけ変移することになる。
回路がない場合の、帰還抵抗に流れる電流は図２（ａ）
に示すようになり、｜出力電圧｜（｜ ｜は絶対値を示
す。以下省略）は図２（ｂ）に示すようになる。帰還抵
抗３に光電流Ｉｐｈが流入し、出力端子７から帰還抵抗
３によって電圧に変換された信号が出力される。この場
合、出力電圧Ｖｏｕｔ は、Ｉｐｈ＝０Ａのときの初期
バイアスＶ０ を基底として電圧が変化するので、出力
端子７のバイアス電位は、平均値電圧Ｖｏｕｔ ＊ 分
だけ変移することになる。
【００２１】また、この例の前置増幅回路において、受
光レベルの変化に合わせて、光電流が図３（ａ）に示す
ように変化する場合、出力電圧は図３（ｂ）に示すよう
に変化する。このように、光電流がＩｐｈ１ ，Ｉ
ｐｈ２ のように変化すると、出力電圧振幅である｜出
力電圧｜もＶｏｕ１ ，Ｖｏｕ２ のように変化するた
め、出力端子７のバイアス電圧は、光電流Ｉｐｈの大小
によって、常に変化する。
光レベルの変化に合わせて、光電流が図３（ａ）に示す
ように変化する場合、出力電圧は図３（ｂ）に示すよう
に変化する。このように、光電流がＩｐｈ１ ，Ｉ
ｐｈ２ のように変化すると、出力電圧振幅である｜出
力電圧｜もＶｏｕ１ ，Ｖｏｕ２ のように変化するた
め、出力端子７のバイアス電圧は、光電流Ｉｐｈの大小
によって、常に変化する。
【００２２】また、電流制御回路５によって、光電流Ｉ
ｐｈの平均電流Ｉｐｈ ＊ を引き抜いた場合の、フォト
ダイオードの電流は図４（ａ）に示すようになり、電流
制御回路５の電流は、図４（ｂ）に示すようになり、帰
還抵抗３の電流は、図４（ｃ）に示すようになり、出力
電圧は図４（ｄ）に示すようになる。この場合、フォト
ダイオード１から送出される光電流Ｉｐｈの平均値Ｉ
ｐｈ ＊ を引き抜くため、帰還抵抗３に流れ込む電流の平
均値は０Ａになる。従って、電流の流入に対する出力電
圧の変化は、図１６，図１７に示された従来回路の場合
の振幅変化の半分の値となる。このように、この例の前
置増幅回路では、平均値電流を分流させるようにしたの
で、増幅器２と帰還抵抗３が全く同じであった場合に
は、従来回路の場合の２倍の光電流まで、動作対応が可
能になる。また、出力電圧の平均電位は、初期のバイア
ス電位と等しくなり、その値はＶＯ となる。
ｐｈの平均電流Ｉｐｈ ＊ を引き抜いた場合の、フォト
ダイオードの電流は図４（ａ）に示すようになり、電流
制御回路５の電流は、図４（ｂ）に示すようになり、帰
還抵抗３の電流は、図４（ｃ）に示すようになり、出力
電圧は図４（ｄ）に示すようになる。この場合、フォト
ダイオード１から送出される光電流Ｉｐｈの平均値Ｉ
ｐｈ ＊ を引き抜くため、帰還抵抗３に流れ込む電流の平
均値は０Ａになる。従って、電流の流入に対する出力電
圧の変化は、図１６，図１７に示された従来回路の場合
の振幅変化の半分の値となる。このように、この例の前
置増幅回路では、平均値電流を分流させるようにしたの
で、増幅器２と帰還抵抗３が全く同じであった場合に
は、従来回路の場合の２倍の光電流まで、動作対応が可
能になる。また、出力電圧の平均電位は、初期のバイア
ス電位と等しくなり、その値はＶＯ となる。
【００２３】この例の前置増幅回路において、受光レベ
ルに合わせて、フォトダイオードの電流Ｉｐｈが図５
（ａ）に示すように変化した場合、出力電圧は、図５
（ｂ）に示すように変化する。このように、光電流Ｉ
ｐｈが、Ｉｐｈ１ ，Ｉｐｈ２ のように変化するのに
伴って、出力電圧振幅がＶｏｕ１ ＊ ，Ｖｏｕ２
＊ のように変化するが、出力端子７のバイアス電圧
は、常に一定値Ｖ０ となる。
ルに合わせて、フォトダイオードの電流Ｉｐｈが図５
（ａ）に示すように変化した場合、出力電圧は、図５
（ｂ）に示すように変化する。このように、光電流Ｉ
ｐｈが、Ｉｐｈ１ ，Ｉｐｈ２ のように変化するのに
伴って、出力電圧振幅がＶｏｕ１ ＊ ，Ｖｏｕ２
＊ のように変化するが、出力端子７のバイアス電圧
は、常に一定値Ｖ０ となる。
【００２４】以下、図６を参照して、本実施例の前置増
幅回路の具体的構成例を説明する。図６は、この例の前
置増幅回路において、電流帰還回路を、エミッタ接地型
の電流帰還トランスインピーダンス回路を用いて構成し
た例を示している。図６の回路においては、トランジス
タＱ１の負荷抵抗ＲＬから取り出した出力を、トランジ
スタＱ２のベースに接続するとともに、トランジスタＱ
２の出力をエミッタ抵抗Ｒ１，Ｒ２で分割した出力を、
帰還抵抗３を介してトランジスタＱ１のベースに帰還す
ることによって、エミッタ接地型の電流帰還型トランス
インピーダンス回路を形成し、フォトダイオード（Ｐ
Ｄ）１の出力光電流をトランジスタＱ１のベースに接続
して、トランジスタＱ２のエミッタから取り出された出
力を、トランジスタＱ３と抵抗Ｒ３とからなるエミッタ
フォロア回路を介して出力端子（ＯＵＴ）７に取り出
し、さらにその出力から平均値検出回路４を経て平均値
の電圧を取り出して、電流制御回路５に入力し、電流制
御回路５を介して光電流の平均値を電源Ｖｅｅに分流す
ることによっで、図１に示された前置増幅回路を実現し
ている。
幅回路の具体的構成例を説明する。図６は、この例の前
置増幅回路において、電流帰還回路を、エミッタ接地型
の電流帰還トランスインピーダンス回路を用いて構成し
た例を示している。図６の回路においては、トランジス
タＱ１の負荷抵抗ＲＬから取り出した出力を、トランジ
スタＱ２のベースに接続するとともに、トランジスタＱ
２の出力をエミッタ抵抗Ｒ１，Ｒ２で分割した出力を、
帰還抵抗３を介してトランジスタＱ１のベースに帰還す
ることによって、エミッタ接地型の電流帰還型トランス
インピーダンス回路を形成し、フォトダイオード（Ｐ
Ｄ）１の出力光電流をトランジスタＱ１のベースに接続
して、トランジスタＱ２のエミッタから取り出された出
力を、トランジスタＱ３と抵抗Ｒ３とからなるエミッタ
フォロア回路を介して出力端子（ＯＵＴ）７に取り出
し、さらにその出力から平均値検出回路４を経て平均値
の電圧を取り出して、電流制御回路５に入力し、電流制
御回路５を介して光電流の平均値を電源Ｖｅｅに分流す
ることによっで、図１に示された前置増幅回路を実現し
ている。
【００２５】このように、この例の前置増幅回路によれ
ば、平均値検出回路４，電流制御回路５を設けて、入力
光電流の平均電流を分流させるようにしたので、帰還抵
抗３に流れ込む電流が１／２になり、従って、電流を引
き抜かない場合と比べて、入力光電流が２倍にになる範
囲まで、出力電圧が非対称になることがなく、正常な動
作を行うことができる。また、出力電圧のバイアス電位
が入力信号の有無にかかわらず一定になるので、後段の
回路のバイアス設計が容易になるという利点がある。
ば、平均値検出回路４，電流制御回路５を設けて、入力
光電流の平均電流を分流させるようにしたので、帰還抵
抗３に流れ込む電流が１／２になり、従って、電流を引
き抜かない場合と比べて、入力光電流が２倍にになる範
囲まで、出力電圧が非対称になることがなく、正常な動
作を行うことができる。また、出力電圧のバイアス電位
が入力信号の有無にかかわらず一定になるので、後段の
回路のバイアス設計が容易になるという利点がある。
【００２６】◇第２実施例 図７は、この発明の第２実施例である前置増幅回路の構
成を示すブロック図、図８，図９，図１０は、それぞれ
本実施例の前置増幅回路の具体的構成例を示す図、図１
１は、本実施例の前置増幅回路における出力電圧を説明
するための図である。この例の前置増幅回路は、図７に
示すように、フォトダイオード（ＰＤ）１と、増幅器
（ＡＭＰ）２と、帰還抵抗（Ｒｆ）３と、平均値検出回
路４と、電流制御回路５と、バイパス回路８とから概略
構成されている。この例の前置増幅回路において、フォ
トダイオード１と、増幅器２と、帰還抵抗３と、平均値
検出回路４と、電流制御回路５とからなる構成は、図１
に示された第１実施例の場合と同様であるが、帰還抵抗
３の両端にバイパス回路８を備えた点が大きく異なって
いる。バイパス回路８は、帰還抵抗３の両端の電圧があ
る閾値を超えた状態で、これを双方向にクリップする作
用を行う。
成を示すブロック図、図８，図９，図１０は、それぞれ
本実施例の前置増幅回路の具体的構成例を示す図、図１
１は、本実施例の前置増幅回路における出力電圧を説明
するための図である。この例の前置増幅回路は、図７に
示すように、フォトダイオード（ＰＤ）１と、増幅器
（ＡＭＰ）２と、帰還抵抗（Ｒｆ）３と、平均値検出回
路４と、電流制御回路５と、バイパス回路８とから概略
構成されている。この例の前置増幅回路において、フォ
トダイオード１と、増幅器２と、帰還抵抗３と、平均値
検出回路４と、電流制御回路５とからなる構成は、図１
に示された第１実施例の場合と同様であるが、帰還抵抗
３の両端にバイパス回路８を備えた点が大きく異なって
いる。バイパス回路８は、帰還抵抗３の両端の電圧があ
る閾値を超えた状態で、これを双方向にクリップする作
用を行う。
【００２７】次に、図８，図９，図１０を参照して、本
実施例の前置増幅回路の具体的構成例を説明する。図８
に示された回路においては、図６に示された第１実施例
の具体的構成例と同様な、増幅器２と帰還抵抗３とから
なる電流帰還回路を、エミッタ接地型のトランスインピ
ーダンス回路で構成した回路において、帰還抵抗３に並
列にバイパス回路８が接続されている。バイパス回路８
は、帰還抵抗３の両端の電圧を、一定の閾値電圧に制限
する。図９に示された回路においては、図８に示された
本実施例の具体的構成例の回路において、バイパス回路
として、互いに逆方向に並列に接続されたダイオードＤ
１，Ｄ２を用いた例が示されている。この回路では、バ
イパス回路の閾値電圧は、ダイオードＤ１，Ｄ２の順方
向電圧で定まる。図１０に示された回路においては、図
９に示された本実施例の具体的構成例の回路において、
電流制御回路５を、トランジスタＱ４〜Ｑ６からなるカ
レントミラー回路によって実現した例を示している。こ
の回路では、平均値検出回路４の出力によって、トラン
ジスタＱ６，抵抗Ｒ４を経てトランジスタＱ５に電流を
流し、これによって、トランジスタＱ５の電流に、トラ
ンジスタＱ５とトランジスタＱ４の大きさの比によって
定まる倍率を乗じた電流を、トランジスタＱ４に流すこ
とによって、光電流Ｉｐｈから、平均値の電流Ｉｐｈ
＊ を分流させる。
実施例の前置増幅回路の具体的構成例を説明する。図８
に示された回路においては、図６に示された第１実施例
の具体的構成例と同様な、増幅器２と帰還抵抗３とから
なる電流帰還回路を、エミッタ接地型のトランスインピ
ーダンス回路で構成した回路において、帰還抵抗３に並
列にバイパス回路８が接続されている。バイパス回路８
は、帰還抵抗３の両端の電圧を、一定の閾値電圧に制限
する。図９に示された回路においては、図８に示された
本実施例の具体的構成例の回路において、バイパス回路
として、互いに逆方向に並列に接続されたダイオードＤ
１，Ｄ２を用いた例が示されている。この回路では、バ
イパス回路の閾値電圧は、ダイオードＤ１，Ｄ２の順方
向電圧で定まる。図１０に示された回路においては、図
９に示された本実施例の具体的構成例の回路において、
電流制御回路５を、トランジスタＱ４〜Ｑ６からなるカ
レントミラー回路によって実現した例を示している。こ
の回路では、平均値検出回路４の出力によって、トラン
ジスタＱ６，抵抗Ｒ４を経てトランジスタＱ５に電流を
流し、これによって、トランジスタＱ５の電流に、トラ
ンジスタＱ５とトランジスタＱ４の大きさの比によって
定まる倍率を乗じた電流を、トランジスタＱ４に流すこ
とによって、光電流Ｉｐｈから、平均値の電流Ｉｐｈ
＊ を分流させる。
【００２８】次に、図１１を参照して、この例の前置増
幅回路の動作を説明する。この例の前置増幅回路におけ
る、基本的な動作は、図１に示された第１実施例の場合
と同様である。図１１において（ａ）は、第１実施例の
場合の帰還抵抗３の両端の電圧を示し、前述のように、
Ｉｐｈ ＊ ×Ｒｆ及び−Ｉｐｈ ＊ ×Ｒｆで、上下対称
に制限されているが、光入力が増大すれば、この電圧値
は大きくなり、これに従って増幅器の出力電圧も大きく
なるが、これによって、他の回路との動作点のバランス
が崩れて、動作が不安定になる場合がある。一方、この
例の前置増幅回路では、帰還抵抗３に並列に、バイパス
回路８が接続されているので、帰還抵抗３の両端の電圧
であるＩｐｈ ＊ ×Ｒｆ又は−Ｉｐ ｈ ＊ ×Ｒｆがある
閾値を超えた状態では、双方向にクリップされる。図１
１において（ｂ）は、この例の場合の帰還抵抗３の両端
の電圧を示し、バイパス回路８によって定まる閾値電圧
ＤＶＦ及び−ＤＶＦを超えた状態で、電流がバイパス回
路８に分流されるため、帰還抵抗３の両端の電圧は、閾
値電圧ＤＶＦ及び−ＤＶＦで、上下対称にクリップされ
ることが示されている。これによって、前置増幅回路の
出力電圧は、閾値電圧ＤＶＦ及び−ＤＶＦによって定ま
る一定値に制限される。従って、この例の場合は、増幅
器出力電圧が一定限度以上に増大することはなく、クリ
ップ動作時にも波形のデューティ比を保つことができる
ので、後段の回路の動作が不安定になることはない。
幅回路の動作を説明する。この例の前置増幅回路におけ
る、基本的な動作は、図１に示された第１実施例の場合
と同様である。図１１において（ａ）は、第１実施例の
場合の帰還抵抗３の両端の電圧を示し、前述のように、
Ｉｐｈ ＊ ×Ｒｆ及び−Ｉｐｈ ＊ ×Ｒｆで、上下対称
に制限されているが、光入力が増大すれば、この電圧値
は大きくなり、これに従って増幅器の出力電圧も大きく
なるが、これによって、他の回路との動作点のバランス
が崩れて、動作が不安定になる場合がある。一方、この
例の前置増幅回路では、帰還抵抗３に並列に、バイパス
回路８が接続されているので、帰還抵抗３の両端の電圧
であるＩｐｈ ＊ ×Ｒｆ又は−Ｉｐ ｈ ＊ ×Ｒｆがある
閾値を超えた状態では、双方向にクリップされる。図１
１において（ｂ）は、この例の場合の帰還抵抗３の両端
の電圧を示し、バイパス回路８によって定まる閾値電圧
ＤＶＦ及び−ＤＶＦを超えた状態で、電流がバイパス回
路８に分流されるため、帰還抵抗３の両端の電圧は、閾
値電圧ＤＶＦ及び−ＤＶＦで、上下対称にクリップされ
ることが示されている。これによって、前置増幅回路の
出力電圧は、閾値電圧ＤＶＦ及び−ＤＶＦによって定ま
る一定値に制限される。従って、この例の場合は、増幅
器出力電圧が一定限度以上に増大することはなく、クリ
ップ動作時にも波形のデューティ比を保つことができる
ので、後段の回路の動作が不安定になることはない。
【００２９】このように、この例の前置増幅回路によれ
ば、帰還抵抗３に並列にバイパス回路８を設けて、帰還
抵抗３の両端の電圧を、所定閾値で、双方向にクリップ
するようにしたので、大入力時でも、前置増幅回路の出
力電圧を、バイパス回路の閾値に応じて定まる一定電圧
に、波形に歪みを生じることなく、上下対称に制限する
ことができる。
ば、帰還抵抗３に並列にバイパス回路８を設けて、帰還
抵抗３の両端の電圧を、所定閾値で、双方向にクリップ
するようにしたので、大入力時でも、前置増幅回路の出
力電圧を、バイパス回路の閾値に応じて定まる一定電圧
に、波形に歪みを生じることなく、上下対称に制限する
ことができる。
【００３０】◇第３実施例 図１２は、この発明の第３実施例である前置増幅回路の
構成を示すブロック図、図１３，図１４は、それぞれ本
実施例の前置増幅回路の具体的構成例を示す図である。
この例の前置増幅回路は、図１２に示すように、フォト
ダイオード（ＰＤ）１と、増幅器（ＡＭＰ）２と、帰還
抵抗（Ｒｆ）３と電流制御回路５と、バイパス回路８
と、平均値検出／比較回路９とから概略構成されてい
る。この例の前置増幅回路において、フォトダイオード
１と、増幅器２と、帰還抵抗３と、電流制御回路５と、
バイパス回路８との構成は、図７に示された第２実施例
の場合と同様であるが、平均値検出回路４に代えて平均
値検出／比較回路９を備えた点が大きく異なっている。
平均値検出／比較回路９は、増幅器２の出力平均値電圧
を検出し、この値がある基準電圧Ｖｒｅｆを超えたと
き、出力を発生して、電流制御回路５を動作させる。
構成を示すブロック図、図１３，図１４は、それぞれ本
実施例の前置増幅回路の具体的構成例を示す図である。
この例の前置増幅回路は、図１２に示すように、フォト
ダイオード（ＰＤ）１と、増幅器（ＡＭＰ）２と、帰還
抵抗（Ｒｆ）３と電流制御回路５と、バイパス回路８
と、平均値検出／比較回路９とから概略構成されてい
る。この例の前置増幅回路において、フォトダイオード
１と、増幅器２と、帰還抵抗３と、電流制御回路５と、
バイパス回路８との構成は、図７に示された第２実施例
の場合と同様であるが、平均値検出回路４に代えて平均
値検出／比較回路９を備えた点が大きく異なっている。
平均値検出／比較回路９は、増幅器２の出力平均値電圧
を検出し、この値がある基準電圧Ｖｒｅｆを超えたと
き、出力を発生して、電流制御回路５を動作させる。
【００３１】次に、図１３，図１４を参照して、本実施
例の前置増幅回路の具体的構成例を説明する。図１３に
示された回路においては、図１０に示された第２実施例
の具体的構成例の回路において、平均値検出回路４に代
えて、平均値検出／比較回路として、平均値検出回路１
０と、比較回路１１とを備えた構成を有している。平均
値検出回路１０は、出力端子７における出力電圧の平均
値の電圧を検出する。比較回路１１は、平均値検出回路
１０からの平均値の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを超えたと
き、出力を発生する。図１４に示された回路において
は、図１３に示された本実施例の具体的構成例の回路に
おいて、平均値検出回路１０として、抵抗Ｒ５とコンデ
ンサＣ１とからなる積分回路と、トランジスタＱ７と抵
抗Ｒ６とからなるエミッタフォロア回路とを備え、比較
回路１１として、トランジスタＱ８，Ｑ９からなる差動
増幅回路を備えることが示されている。
例の前置増幅回路の具体的構成例を説明する。図１３に
示された回路においては、図１０に示された第２実施例
の具体的構成例の回路において、平均値検出回路４に代
えて、平均値検出／比較回路として、平均値検出回路１
０と、比較回路１１とを備えた構成を有している。平均
値検出回路１０は、出力端子７における出力電圧の平均
値の電圧を検出する。比較回路１１は、平均値検出回路
１０からの平均値の電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを超えたと
き、出力を発生する。図１４に示された回路において
は、図１３に示された本実施例の具体的構成例の回路に
おいて、平均値検出回路１０として、抵抗Ｒ５とコンデ
ンサＣ１とからなる積分回路と、トランジスタＱ７と抵
抗Ｒ６とからなるエミッタフォロア回路とを備え、比較
回路１１として、トランジスタＱ８，Ｑ９からなる差動
増幅回路を備えることが示されている。
【００３２】次に、図１４を参照して、この例の前置増
幅回路の動作を説明する。図１４において、平均値検出
回路１０と比較回路１１に対応する部分を除く回路の動
作は、図１０に示された第２実施例の具体的構成例の回
路と同様である。トランジスタＱ２のエミッタにおける
出力電圧は、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１とからなる積分
回路において平滑化され、トランジスタＱ７と抵抗Ｒ６
とからなるエミッタフォロア回路を経て、平均値の電圧
が出力される。トランジスタＱ８，Ｑ９からなる差動増
幅回路では、この平均値の電圧と、基準電圧Ｖｒｅｆと
を比較して、基準電圧Ｖｒｅｆを超える分の平均値の電
圧を出力する。トランジスタＱ４，Ｑ５，Ｑ６からなる
カレントミラー回路で構成された電流制御回路では、こ
の平均値の電圧に応じて、光電流の平均値の電流を分流
させる。
幅回路の動作を説明する。図１４において、平均値検出
回路１０と比較回路１１に対応する部分を除く回路の動
作は、図１０に示された第２実施例の具体的構成例の回
路と同様である。トランジスタＱ２のエミッタにおける
出力電圧は、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１とからなる積分
回路において平滑化され、トランジスタＱ７と抵抗Ｒ６
とからなるエミッタフォロア回路を経て、平均値の電圧
が出力される。トランジスタＱ８，Ｑ９からなる差動増
幅回路では、この平均値の電圧と、基準電圧Ｖｒｅｆと
を比較して、基準電圧Ｖｒｅｆを超える分の平均値の電
圧を出力する。トランジスタＱ４，Ｑ５，Ｑ６からなる
カレントミラー回路で構成された電流制御回路では、こ
の平均値の電圧に応じて、光電流の平均値の電流を分流
させる。
【００３３】このように、この例の前置増幅回路では、
平均値検出／比較回路を設けて、基準電圧を超える平均
値電圧によって、光電流の平均値の電流を分流させるよ
うにしたので、光入力がないとき、平均値の電流を分流
させないようにすることができ、従って、光入力がない
ときの出力電圧の変化が生じないようにすることができ
るとともに、前置増幅回路の出力電圧の制限値を、精度
よく設定することができる。
平均値検出／比較回路を設けて、基準電圧を超える平均
値電圧によって、光電流の平均値の電流を分流させるよ
うにしたので、光入力がないとき、平均値の電流を分流
させないようにすることができ、従って、光入力がない
ときの出力電圧の変化が生じないようにすることができ
るとともに、前置増幅回路の出力電圧の制限値を、精度
よく設定することができる。
【００３４】◇第４実施例 図１５は、この発明の第４実施例である前置増幅回路の
構成を示すブロック図である。この例の前置増幅回路
は、図１５に示すように、フォトダイオード（ＰＤ）１
と、増幅器（ＡＭＰ）２と、帰還抵抗（Ｒｆ）３と電流
制御回路５と、バイパス回路８と、平均値検出／比較回
路９と、増幅器（ＡＭＰ）１２と、帰還抵抗（Ｒｆ）１
３とから概略構成されている。この例の前置増幅回路に
おいて、フォトダイオード１と、増幅器２と、帰還抵抗
３と、電流制御回路５、バイパス回路８と、平均値検出
／比較回路９との構成は、図１２に示された第３実施例
の場合と同様であるが、基準電圧Ｖｒｅｆの発生源とし
て、増幅器１２と帰還抵抗１３とからなる回路を備えた
点が大きく異なっている。増幅器１２は、帰還抵抗１３
を介する入力電流によって、基準電圧Ｖｒｅｆを出力電
圧として発生する。帰還抵抗１３は、増幅器１２の出力
電圧によって、増幅器１２の入力に電流を帰還する。
構成を示すブロック図である。この例の前置増幅回路
は、図１５に示すように、フォトダイオード（ＰＤ）１
と、増幅器（ＡＭＰ）２と、帰還抵抗（Ｒｆ）３と電流
制御回路５と、バイパス回路８と、平均値検出／比較回
路９と、増幅器（ＡＭＰ）１２と、帰還抵抗（Ｒｆ）１
３とから概略構成されている。この例の前置増幅回路に
おいて、フォトダイオード１と、増幅器２と、帰還抵抗
３と、電流制御回路５、バイパス回路８と、平均値検出
／比較回路９との構成は、図１２に示された第３実施例
の場合と同様であるが、基準電圧Ｖｒｅｆの発生源とし
て、増幅器１２と帰還抵抗１３とからなる回路を備えた
点が大きく異なっている。増幅器１２は、帰還抵抗１３
を介する入力電流によって、基準電圧Ｖｒｅｆを出力電
圧として発生する。帰還抵抗１３は、増幅器１２の出力
電圧によって、増幅器１２の入力に電流を帰還する。
【００３５】以下、図１５を参照して、この例の前置増
幅回路の動作を説明する。図１５において、増幅器１２
と帰還抵抗１３を除く回路の動作は、図１２に示された
第３実施例の場合と同様である。増幅器１２は、その出
力を帰還抵抗１３を介して入力に帰還されることによっ
て、帰還入力以外の入力がない場合の出力を、基準電圧
Ｖｒｅｆとして発生する。増幅器１２と帰還抵抗１３の
構成を、増幅器２と帰還抵抗３と同じにした場合、基準
電圧Ｖｒｅｆは、光入力がないときの、増幅器２の出力
平均値と同じになる。従って、図１５に示された前置増
幅回路では、光入力がないとき、平均値検出／比較回路
９の出力電圧は０であり、電流制御回路５において分流
される光電流平均値Ｉｐｈ ＊ も０となる。
幅回路の動作を説明する。図１５において、増幅器１２
と帰還抵抗１３を除く回路の動作は、図１２に示された
第３実施例の場合と同様である。増幅器１２は、その出
力を帰還抵抗１３を介して入力に帰還されることによっ
て、帰還入力以外の入力がない場合の出力を、基準電圧
Ｖｒｅｆとして発生する。増幅器１２と帰還抵抗１３の
構成を、増幅器２と帰還抵抗３と同じにした場合、基準
電圧Ｖｒｅｆは、光入力がないときの、増幅器２の出力
平均値と同じになる。従って、図１５に示された前置増
幅回路では、光入力がないとき、平均値検出／比較回路
９の出力電圧は０であり、電流制御回路５において分流
される光電流平均値Ｉｐｈ ＊ も０となる。
【００３６】このように、この例の前置増幅回路では、
増幅器２と帰還抵抗３と同じ構成からなる基準電圧Ｖｒ
ｅｆの発生用回路を備えているので、光入力がないとき
電流制御回路５に分流する電流を０にするような基準電
圧Ｖｒｅｆを安定に供給することができ、従って、前置
増幅回路の出力電圧の制限値を、精度よく設定すること
ができる。
増幅器２と帰還抵抗３と同じ構成からなる基準電圧Ｖｒ
ｅｆの発生用回路を備えているので、光入力がないとき
電流制御回路５に分流する電流を０にするような基準電
圧Ｖｒｅｆを安定に供給することができ、従って、前置
増幅回路の出力電圧の制限値を、精度よく設定すること
ができる。
【００３７】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、電流制御
回路としてカレントミラー回路を用いることは、第２実
施例，第３実施例に限らず、他の実施例の場合にも適用
可能である。また、平均値検出回路として、積分回路と
エミッタフォロア回路とを用いることは、第３実施例に
限らず、他の実施例の場合にも適用可能である。また、
平均値検出回路に代えて平均値検出／比較回路を用いる
ことは、第１実施例の場合も適用可能である。さらに、
平均値検出回路４又は平均値検出／比較回路９の入力
は、トランジスタＱ３，抵抗Ｒ３からなるエミッタフォ
ロア回路の入力又は出力のいずれから取り出してもよ
い。
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、電流制御
回路としてカレントミラー回路を用いることは、第２実
施例，第３実施例に限らず、他の実施例の場合にも適用
可能である。また、平均値検出回路として、積分回路と
エミッタフォロア回路とを用いることは、第３実施例に
限らず、他の実施例の場合にも適用可能である。また、
平均値検出回路に代えて平均値検出／比較回路を用いる
ことは、第１実施例の場合も適用可能である。さらに、
平均値検出回路４又は平均値検出／比較回路９の入力
は、トランジスタＱ３，抵抗Ｒ３からなるエミッタフォ
ロア回路の入力又は出力のいずれから取り出してもよ
い。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の前置増
幅回路によれば、入力光電流を増幅する電流帰還回路に
おいて、出力電圧の平均値を検出して、この平均値電圧
に応じて入力光電流を分流させるようにしたので、広い
電圧範囲にわたって振幅対称性を保った出力電圧を発生
することができる。また、電流帰還回路の帰還抵抗に双
方向に閾値以上の電圧をクリップするバイパス回路を設
けたので、入力光電流の大小にかかわらず、一定振幅の
出力電圧を得ることができる。さらに基準電圧を超える
平均値電圧によって、光電流の平均値の電流を分流させ
るようにしたので、光入力がないときの出力電圧の変化
の影響を除去するとともに、前置増幅回路の出力電圧の
制限値を精度よく設定することができる。
幅回路によれば、入力光電流を増幅する電流帰還回路に
おいて、出力電圧の平均値を検出して、この平均値電圧
に応じて入力光電流を分流させるようにしたので、広い
電圧範囲にわたって振幅対称性を保った出力電圧を発生
することができる。また、電流帰還回路の帰還抵抗に双
方向に閾値以上の電圧をクリップするバイパス回路を設
けたので、入力光電流の大小にかかわらず、一定振幅の
出力電圧を得ることができる。さらに基準電圧を超える
平均値電圧によって、光電流の平均値の電流を分流させ
るようにしたので、光入力がないときの出力電圧の変化
の影響を除去するとともに、前置増幅回路の出力電圧の
制限値を精度よく設定することができる。
【図１】この発明の第１実施例である前置増幅回路の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】本実施例の前置増幅回路において、電流制御回
路がない場合の、帰還抵抗に流れる電流と出力電圧を示
す図である。
路がない場合の、帰還抵抗に流れる電流と出力電圧を示
す図である。
【図３】本実施例の前置増幅回路において、電流制御回
路がない場合に、受光レベルに合わせて光電流が変化す
るときの、出力電圧の変化を示す図である。
路がない場合に、受光レベルに合わせて光電流が変化す
るときの、出力電圧の変化を示す図である。
【図４】本実施例の前置増幅回路において、電流制御回
路によって光電流の平均電流を引き抜いた場合の各部の
電圧，電流を示す図である。
路によって光電流の平均電流を引き抜いた場合の各部の
電圧，電流を示す図である。
【図５】本実施例の前置増幅回路において、受光レベル
に合わせて光電流が変化する場合の出力電圧の変化を示
す図である。
に合わせて光電流が変化する場合の出力電圧の変化を示
す図である。
【図６】本実施例の前置増幅回路の具体的構成例を示す
図である。
図である。
【図７】この発明の第２実施例である前置増幅回路の構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図８】本実施例の前置増幅回路の具体的構成例（１）
を示す図である。
を示す図である。
【図９】本実施例の前置増幅回路の具体的構成例（２）
を示す図である。
を示す図である。
【図１０】本実施例の前置増幅回路の具体的構成例
（３）を示す図である。
（３）を示す図である。
【図１１】本実施例の前置増幅回路における出力電圧を
説明するための図である。
説明するための図である。
【図１２】この発明の第３実施例である前置増幅回路の
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図１３】本実施例の前置増幅回路の具体的構成例
（１）を示す図である。
（１）を示す図である。
【図１４】本実施例の前置増幅回路の具体的構成例
（２）を示す図である。
（２）を示す図である。
【図１５】この発明の第４実施例である前置増幅回路の
構成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
【図１６】従来の前置増幅回路（１）を示す図である。
【図１７】従来の前置増幅回路（２）を示す図である。
【図１８】従来の前置増幅回路における、入力電流バイ
パス時の出力電圧を例示する図である。
パス時の出力電圧を例示する図である。
１ フォトダイオード（ＰＤ） ２ 増幅器（ＡＭＰ）（増幅手段） ３ 帰還抵抗（Ｒｆ） ４ 平均値検出回路（平均値検出手段） ５ 電流制御回路（電流制御手段） ８ バイパス回路（バイパス手段） ９ 平均値検出／比較回路 １０ 平均値検出回路（平均値検出手段） １１ 比較器（比較手段） １２ 増幅器（ＡＭＰ） １３ 帰還抵抗（Ｒｆ）
───────────────────────────────────────────────────── 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 10/04 10/06 Ｆターム(参考） 5J090 AA01 AA56 CA21 CA32 FA11 HA02 HA09 HA19 HA25 HA29 HA44 KA00 KA02 KA05 KA09 KA17 KA18 KA22 KA31 KA42 MA01 MA11 MN01 NN11 SA01 TA01 TA02 5J092 AA01 AA56 CA21 CA32 FA11 HA02 HA09 HA19 HA25 HA29 HA44 KA00 KA02 KA05 KA09 KA17 KA18 KA22 KA31 KA42 MA01 MA11 SA01 TA01 TA02 UL02 5K002 AA03 CA10
Claims (8)
- 【請求項１】 入力光電流を増幅する増幅手段とその入
出力間に接続された帰還抵抗とからなる電流帰還回路に
対して、その出力電圧の平均値を検出する平均値検出手
段と、該検出された平均値電圧に応じて入力光電流を分
流させる電流制御手段とを設けてなることを特徴とする
前置増幅回路。 - 【請求項２】 前記電流帰還回路が、入力光電流を増幅
するエミッタ接地型トランジスタ増幅回路と、該エミッ
タ接地型トランジスタ増幅回路の出力を増幅するエミッ
タフォロア型トランジスタ増幅回路と、該エミッタフォ
ロア型トランジスタ増幅回路の出力と前記エミッタ接地
型トランジスタ増幅回路の入力とを接続する帰還抵抗と
からなることを特徴とする請求項１記載の前置増幅回
路。 - 【請求項３】 前記電流帰還回路の帰還抵抗に並列に、
双方向に所定閾値以上の電圧をクリップするバイパス手
段を接続したことを特徴とする請求項１又は２記載の前
置増幅回路。 - 【請求項４】 前記バイパス手段が、互いに逆方向に並
列に接続された２個のダイオードからなることを特徴と
する請求項３記載の前置増幅回路。 - 【請求項５】 前記電流制御手段が、前記平均値検出手
段の出力電圧に応じて前記入力光電流を分流させるカレ
ントミラー回路からなることを特徴とする請求項１乃至
４のいずれか１に記載の前置増幅回路。 - 【請求項６】 前記平均値検出手段が、前記電流帰還回
路の出力電圧を平滑化する積分回路と、該積分回路の平
滑化出力電圧を増幅するエミッタフォロア回路とからな
ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載
の前置増幅回路。 - 【請求項７】 前記平均値検出手段の出力に比較手段を
備え、基準電圧を超える平均値電圧を出力するように構
成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれ
か１に記載の前置増幅回路。 - 【請求項８】 前記基準電圧が、前記電流帰還回路と同
一構成の、無入力の電流帰還回路によって生成されるよ
うに構成されていることを特徴とする請求項７記載の前
置増幅回路。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP30317099A JP3475877B2 (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | 前置増幅回路 |
| US09/694,305 US6329881B1 (en) | 1999-10-25 | 2000-10-24 | Preamplifier |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30317099A JP3475877B2 (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | 前置増幅回路 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001127560A true JP2001127560A (ja) | 2001-05-11 |
| JP3475877B2 JP3475877B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=17917741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30317099A Expired - Fee Related JP3475877B2 (ja) | 1999-10-25 | 1999-10-25 | 前置増幅回路 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3475877B2 (ja) |
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| US7509059B2 (en) | 2003-12-09 | 2009-03-24 | Rohm Co., Ltd. | Optical receiver and data communication apparatus comprising same |
| WO2024111231A1 (ja) * | 2022-11-25 | 2024-05-30 | コーデンシ株式会社 | 信号増幅装置 |
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| GB0201260D0 (en) * | 2002-01-21 | 2002-03-06 | Europ Org For Nuclear Research | A sensing and imaging device |
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- 1999-10-25 JP JP30317099A patent/JP3475877B2/ja not_active Expired - Fee Related
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2000
- 2000-10-24 US US09/694,305 patent/US6329881B1/en not_active Expired - Lifetime
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