JP2003008362A - 前置増幅回路およびその出力制御方法ならびに通信装置 - Google Patents

前置増幅回路およびその出力制御方法ならびに通信装置

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JP2003008362A
JP2003008362A JP2001188507A JP2001188507A JP2003008362A JP 2003008362 A JP2003008362 A JP 2003008362A JP 2001188507 A JP2001188507 A JP 2001188507A JP 2001188507 A JP2001188507 A JP 2001188507A JP 2003008362 A JP2003008362 A JP 2003008362A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】プリアンプ回路内の位相補償用コンデンサの放
電に起因する回路誤動作を回避させる。 【解決手段】利得切替信号53を入力して利得および位
相補償切り替えのためのスイッチとして動作し帰還抵抗
4を介し反転増幅回路1の入力側とこの反転増幅回路1
の出力側に有するバッファ回路2の出力側との間にMO
Sトランジスタ5を設ける。反転増幅回路1の入力側と
位相補償用のコンデンサ7との間にMOSトランジスタ
6を設ける。これらMOSトランジスタ5,6をオンす
ることにより、反転増幅回路1に対する帰還抵抗の値を
下げ、コンデンサ7をMOSトランジスタ6に並列接続
した抵抗8により常時充電する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は前置増幅回路および
その出力制御方法に関し、特にトランスインピーダンス
型の前置増幅回路およびその出力制御方法ならびに通信
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の利得切替型前置増幅器
は、図4に示すような大信号入力時の帰還抵抗を切り替
える信号である利得切替信号53により利得を切り替え
るトランスインピーダンス型前置増幅回路(以下プリア
ンプと称す)があり、例えば特開平09−008563
号公報に開示されている。このプリアンプでは、回路利
得低下時に用いる位相補償用のコンデンサ7を有し、予
め定めたしきい値より低いレベルのデータ信号が入力さ
れた場合には入力されている利得切替信号53をローレ
ベルに固定し、しきい値より高いレベルのデータ信号が
入力された場合には利得切替信号53をハイレベルにす
る。図4に示す従来の回路では、バースト信号の入力レ
ベルが小から大へ変化して利得切替信号53がアクティ
ブとなった時に位相補償用のコンデンサ7への充電が生
じる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のプリア
ンプでは、長時間にわたり小レベルのプリアンプ入力信
号51が続くと位相補償用のコンデンサ7の放電量が大
きくなり、図5に示すように利得切替時にプリアンプ出
力へ大きなノイズが発生してしまい、後段の回路へ影響
してしまうという問題があった。
【0004】本発明の目的は、プリアンプ回路内の位相
補償用コンデンサの放電に起因する回路誤動作を回避す
ることができる前置増幅回路およびその出力制御方法な
らびに通信装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の前置増幅回路
は、回路利得低下時に用いる位相補償用のコンデンサを
有し、予め定めたしきい値より低いレベルのデータ信号
が入力された場合には入力されている利得切替信号をロ
ーレベルに固定し、前記しきい値より高いレベルのデー
タ信号が入力された場合には前記利得切替信号をハイレ
ベルにする前置増幅回路であって、前記コンデンサを常
時充電する回路素子あるいは前記コンデンサが放電し始
めるとこのコンデンサの充電を開始する回路素子を備え
る。
【0006】本発明の前置増幅回路は、入力されるプリ
アンプ入力信号を増幅する反転増幅回路と、前記反転増
幅回路の出力をバッファリングするバッファ回路と、前
記反転増幅回路の利得を切り替える帰還用の第1および
第2の抵抗と、前記反転増幅回路の位相補償を行うコン
デンサと、利得切替信号を入力して利得および位相補償
切り替えのためのスイッチとして動作し前記第2の抵抗
を介し前記反転増幅回路の入力側と前記バッファ回路の
出力側との間に設けられる第1のスイッチ素子および前
記反転増幅回路の入力側と前記コンデンサとの間に設け
られる第2のスイッチ素子と、前記コンデンサを常時充
電するため前記第2のスイッチ素子に並列接続して設け
られる第3の抵抗とを備える。前記第3の抵抗が、前記
コンデンサが放電し始めるとこのコンデンサの充電を開
始する第3のスイッチ素子であってもよい。前記スイッ
チ素子は、MOSトランジスタである。
【0007】本発明の通信装置は、回路利得低下時に用
いる位相補償用のコンデンサを有し、予め定めたしきい
値より低いレベルのデータ信号が入力された場合には入
力されている利得切替信号をローレベルに固定し、前記
しきい値より高いレベルのデータ信号が入力された場合
には前記利得切替信号をハイレベルにする前置増幅回路
であって、前記コンデンサを常時充電する回路素子ある
いは前記コンデンサが放電し始めるとこのコンデンサの
充電を開始する回路素子を備える前置増幅回路を有す
る。
【0008】また、本発明の通信装置は、入力されるプ
リアンプ入力信号を増幅する反転増幅回路と、前記反転
増幅回路の出力をバッファリングするバッファ回路と、
前記反転増幅回路の利得を切り替える帰還用の第1およ
び第2の抵抗と、前記反転増幅回路の位相補償を行うコ
ンデンサと、利得切替信号を入力して利得および位相補
償切り替えのためのスイッチとして動作し前記第2の抵
抗を介し前記反転増幅回路の入力側と前記バッファ回路
の出力側との間に設けられる第1のスイッチ素子および
前記反転増幅回路の入力側と前記コンデンサとの間に設
けられる第2のスイッチ素子と、前記コンデンサを常時
充電するため前記第2のスイッチ素子に並列接続して設
けられる第3の抵抗とを備える前置増幅回路を有する構
成であり、本発明の通信装置は、入力されるプリアンプ
入力信号を増幅する反転増幅回路と、前記反転増幅回路
の出力をバッファリングするバッファ回路と、前記反転
増幅回路の利得を切り替える帰還用の第1および第2の
抵抗と、前記反転増幅回路の位相補償を行うコンデンサ
と、利得切替信号を入力して利得および位相補償切り替
えのためのスイッチとして動作し前記第2の抵抗を介し
前記反転増幅回路の入力側と前記バッファ回路の出力側
との間に設けられる第1のスイッチ素子および前記反転
増幅回路の入力側と前記コンデンサとの間に設けられる
第2のスイッチ素子と、前記第2のスイッチ素子に並列
接続して設けられ前記コンデンサが放電し始めるとこの
コンデンサの充電を開始する第3のスイッチ素子とを備
える前置増幅回路を有する構成としてもよい。前記スイ
ッチ素子は、MOSトランジスタである。
【0009】本発明の前置増幅回路における出力制御方
法は、回路利得低下時に用いる位相補償用のコンデンサ
を有し、予め定めたしきい値より低いレベルのデータ信
号が入力された場合には入力されている利得切替信号を
ローレベルに固定し、前記しきい値より高いレベルのデ
ータ信号が入力された場合には前記利得切替信号をハイ
レベルにする前置増幅回路における出力制御方法におい
て、利得切替信号を入力して利得および位相補償切り替
えのためのスイッチとして動作し帰還抵抗を介し反転増
幅回路の入力側とこの反転増幅回路の出力側に有するバ
ッファ回路の出力側との間に設けられる第1のスイッチ
素子および前記反転増幅回路の入力側と前記コンデンサ
との間に設けられる第2のスイッチ素子をオンすること
により、前記反転増幅回路に対する帰還抵抗の値を下げ
前記コンデンサを前記第2のスイッチ素子に並列接続し
た抵抗により常時充電する。
【0010】また、本発明の前置増幅回路における出力
制御方法は、回路利得低下時に用いる位相補償用のコン
デンサを有し、予め定めたしきい値より低いレベルのデ
ータ信号が入力された場合には入力されている利得切替
信号をローレベルに固定し、前記しきい値より高いレベ
ルのデータ信号が入力された場合には前記利得切替信号
をハイレベルにする前置増幅回路における出力制御方法
において、利得切替信号を入力して利得および位相補償
切り替えのためのスイッチとして動作し抵抗を介し反転
増幅回路の入力側とこの反転増幅回路の出力側に有する
バッファ回路の出力側との間に設けられる第1のスイッ
チ素子および前記反転増幅回路の入力側と前記コンデン
サとの間に設けられる第2のスイッチ素子をオンするこ
とにより、前記反転増幅回路に対する帰還抵抗の値を下
げ前記コンデンサが放電し始めると、前記第2のスイッ
チ素子に並列接続した第3のスイッチ素子によって前記
コンデンサの充電を開始させる構成としてもよい。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0012】図1を参照すると、本発明の第1の実施の
形態の回路図が示されており、光受信装置等のプリアン
プとして用いられる。プリアンプ入力信号51が反転増
幅回路1に接続され、プリアンプ入力信号51を増幅す
る反転増幅回路1の出力に反転増幅回路1の出力をバッ
ファリングするバッファ回路2が接続される。反転増幅
回路1の入力とバッファ回路2の出力との間に帰還抵抗
3が接続され、同様に反転増幅回路1の入力とバッファ
回路2の出力との間に帰還抵抗4とスイッチとして動作
するMetal Oxide Semiconduct
or(MOS)トランジスタ5とが接続される。反転増
幅回路1の入出力間にスイッチとして動作するMOSト
ランジスタ6と位相補償用のコンデンサ7とが接続され
る。また、MOSトランジスタ5と並列に抵抗8が接続
される。MOSトランジスタ5,6には利得切替信号5
3が入力される。各部の定数は、以下の関係である。帰
還抵抗3の抵抗値は帰還抵抗4の抵抗値に対し充分大き
く、また抵抗8の抵抗値はMOSトランジスタ6のON
抵抗に対し充分大きく、さらに抵抗8とコンデンサ7に
よる時定数はプリアンプカットオフ周波数に対し大きい
ものとする。
【0013】図2は本発明の第1の実施の形態における
波形図である。以下に図1および図2を参照して動作を
説明する。
【0014】本発明の基本動作について図2の信号波形
を用いて説明する。バースト信号のデータが入力される
と、あるしきい値より低レベルのデータが入力される場
合は、利得切替信号53がLOW(ロー)レベルに固定
され、回路の利得が大きい状態に設定される。そのしき
い値より高レベルの入力が入力されると利得切替信号5
3がHI(ハイ)レベルになる。
【0015】MOSトランジスタ5およびMOSトラン
ジスタ6がオンすることにより、帰還抵抗4が帰還抵抗
3に並列に接続され、帰還抵抗の値が下がり回路利得が
下がる。この結果プリアンプが飽和せずに線形性が保た
れる。回路内には、利得が下がった時に用いる位相補償
用のコンデンサ7が接続されている。本回路では抵抗8
により常にコンデンサ7に対し充電が行われる。したが
って、利得切替時にはプリアンプ出力信号54は、図2
に示すように正常動作させることができる。ただし、抵
抗8はプリアンプのカットオフ周波数に対し影響の無い
値にする必要がある。
【0016】次に、本発明の第2の実施の形態を図2を
参照して説明する。図1と同様にプリアンプ入力信号5
1が反転増幅回路1に接続され、反転増幅回路1の出力
にバッファ回路2が接続される。反転増幅回路1の入力
とバッファ回路2の出力との間には帰還抵抗3が、同様
に反転増幅回路1の入力とバッファ回路2の出力間との
には帰還抵抗4とスイッチとして動作するMOSトラン
ジスタ5とが接続される。反転増幅回路1の入出力間に
位相補償用のコンデンサ7とスイッチとして動作するM
OSトランジスタ6、MOSトランジスタ9とが接続さ
れる。MOSトランジスタ6およびMOSトランジスタ
5のゲートには利得切替信号53が入力される。MOS
トランジスタ9にはリファレンス電圧が接続される。
【0017】ノード52の電圧が下がり始める,つまり
コンデンサ7が放電し始めるとMOSトランジスタ9が
徐々に活性領域に入り始めることで、コンデンサ7に充
電を開始する。帰還抵抗3の抵抗値は帰還抵抗4の抵抗
値に対し充分大きいものとする。動作波形は図2に示し
たものと同様である。
【0018】第1および第2の実施の形態では、スイッ
チ素子としていずれもMOSトランジスタを使用した例
を示しているが、同等機能を有する他の回路素子を使用
してもよい。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、常
時、位相補償用のコンデンサに充電が行われることによ
り、長時間小レベル信号入力(プリアンプ利得大)が続
いた後の大レベル信号入力(プリアンプ利得小)時に、
位相補償用のコンデンサの放電に起因するこのコンデン
サへの大電流引き込み現象が発生しないため、大入力信
号入力時のプリアンプ出力に発生するノイズを抑制する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す回路図であ
る。
【図2】本発明の第1の実施の形態における波形図であ
る。
【図3】本発明の第2の実施の形態を示す回路図であ
る。
【図4】従来の前置増幅回路の一例を示す図である。
【図5】図4における波形図である。
【符号の説明】
1 反転増幅回路 2 バッファ回路 3,4,8 抵抗 5,6,9 MOSトランジスタ 7 コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J090 AA01 AA46 AA56 CA41 DN02 FA02 HA10 HA25 HA29 HA39 KA03 MA11 MN01 NN11 SA13 TA06 5J100 AA15 BA01 BB02 BB16 BC05 EA02 FA02

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回路利得低下時に用いる位相補償用のコ
    ンデンサを有し、予め定めたしきい値より低いレベルの
    データ信号が入力された場合には入力されている利得切
    替信号をローレベルに固定し、前記しきい値より高いレ
    ベルのデータ信号が入力された場合には前記利得切替信
    号をハイレベルにする前置増幅回路であって、前記コン
    デンサを常時充電する回路素子あるいは前記コンデンサ
    が放電し始めるとこのコンデンサの充電を開始する回路
    素子を備えることを特徴とする前置増幅回路。
  2. 【請求項2】 入力されるプリアンプ入力信号を増幅す
    る反転増幅回路と、前記反転増幅回路の出力をバッファ
    リングするバッファ回路と、前記反転増幅回路の利得を
    切り替える帰還用の第1および第2の抵抗と、前記反転
    増幅回路の位相補償を行うコンデンサと、利得切替信号
    を入力して利得および位相補償切り替えのためのスイッ
    チとして動作し前記第2の抵抗を介し前記反転増幅回路
    の入力側と前記バッファ回路の出力側との間に設けられ
    る第1のスイッチ素子および前記反転増幅回路の入力側
    と前記コンデンサとの間に設けられる第2のスイッチ素
    子と、前記コンデンサを常時充電するため前記第2のス
    イッチ素子に並列接続して設けられる第3の抵抗とを備
    えることを特徴とする前置増幅回路。
  3. 【請求項3】 前記第3の抵抗が、前記コンデンサが放
    電し始めるとこのコンデンサの充電を開始する第3のス
    イッチ素子であることを特徴とする請求項2記載の前置
    増幅回路。
  4. 【請求項4】 前記スイッチ素子は、MOSトランジス
    タであることを特徴とする請求項2または3記載の前置
    増幅回路。
  5. 【請求項5】 請求項1,2,3および4いずれかに記
    載の前置増幅回路を有することを特徴とする通信装置。
  6. 【請求項6】 回路利得低下時に用いる位相補償用のコ
    ンデンサを有し、予め定めたしきい値より低いレベルの
    データ信号が入力された場合には入力されている利得切
    替信号をローレベルに固定し、前記しきい値より高いレ
    ベルのデータ信号が入力された場合には前記利得切替信
    号をハイレベルにする前置増幅回路における出力制御方
    法において、利得切替信号を入力して利得および位相補
    償切り替えのためのスイッチとして動作し帰還抵抗を介
    し反転増幅回路の入力側とこの反転増幅回路の出力側に
    有するバッファ回路の出力側との間に設けられる第1の
    スイッチ素子および前記反転増幅回路の入力側と前記コ
    ンデンサとの間に設けられる第2のスイッチ素子をオン
    することにより、前記反転増幅回路に対する帰還抵抗の
    値を下げ前記コンデンサを前記第2のスイッチ素子に並
    列接続した抵抗により常時充電することを特徴とする前
    置増幅回路における出力制御方法。
  7. 【請求項7】 回路利得低下時に用いる位相補償用のコ
    ンデンサを有し、予め定めたしきい値より低いレベルの
    データ信号が入力された場合には入力されている利得切
    替信号をローレベルに固定し、前記しきい値より高いレ
    ベルのデータ信号が入力された場合には前記利得切替信
    号をハイレベルにする前置増幅回路における出力制御方
    法において、利得切替信号を入力して利得および位相補
    償切り替えのためのスイッチとして動作し抵抗を介し反
    転増幅回路の入力側とこの反転増幅回路の出力側に有す
    るバッファ回路の出力側との間に設けられる第1のスイ
    ッチ素子および前記反転増幅回路の入力側と前記コンデ
    ンサとの間に設けられる第2のスイッチ素子をオンする
    ことにより、前記反転増幅回路に対する帰還抵抗の値を
    下げ前記コンデンサが放電し始めると、前記第2のスイ
    ッチ素子に並列接続した第3のスイッチ素子によって前
    記コンデンサの充電を開始させることを特徴とする前置
    増幅回路における出力制御方法。
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