JP2003051723A - 光受信器 - Google Patents
光受信器Info
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- JP2003051723A JP2003051723A JP2001240342A JP2001240342A JP2003051723A JP 2003051723 A JP2003051723 A JP 2003051723A JP 2001240342 A JP2001240342 A JP 2001240342A JP 2001240342 A JP2001240342 A JP 2001240342A JP 2003051723 A JP2003051723 A JP 2003051723A
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- optical receiver
- differential amplifier
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シングル‐バランス変換におけるリファレン
ス電圧を高速に引き込むことができ、また、出力のデュ
ーティ比を、理想値５０％に近付けることができる光受
信器を提供する。 【解決手段】 、互いに同一サイズである一対のフォト
ダイオードと、上記一対のフォトダイオードの２つの出
力信号を、それぞれ一対のトランジスタのベースに入力
する差動増幅器と、上記差動増幅器の両相出力信号をレ
ベルシフトする２つのエミッタフォロア回路と、上記エ
ミッタフォロア回路の出力信号を、上記差動増幅器の入
力端子に帰還する一対の帰還抵抗と、一方の端子が、一
定電圧源に接続され、他方の端子が、上記一対のフォト
ダイオードを構成する一方のフォトダイオードに接続さ
れている容量とを有し、上記一対のフォトダイオードの
うちで、上記容量が接続されていないフォトダイオード
に、光信号を入射する。
ス電圧を高速に引き込むことができ、また、出力のデュ
ーティ比を、理想値５０％に近付けることができる光受
信器を提供する。 【解決手段】 、互いに同一サイズである一対のフォト
ダイオードと、上記一対のフォトダイオードの２つの出
力信号を、それぞれ一対のトランジスタのベースに入力
する差動増幅器と、上記差動増幅器の両相出力信号をレ
ベルシフトする２つのエミッタフォロア回路と、上記エ
ミッタフォロア回路の出力信号を、上記差動増幅器の入
力端子に帰還する一対の帰還抵抗と、一方の端子が、一
定電圧源に接続され、他方の端子が、上記一対のフォト
ダイオードを構成する一方のフォトダイオードに接続さ
れている容量とを有し、上記一対のフォトダイオードの
うちで、上記容量が接続されていないフォトダイオード
に、光信号を入射する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信装置におけ
る光受信器に関し、特に、入力光電力について、広いダ
イナミックレンジの変化に高速で追従できる光受信器に
関する。
る光受信器に関し、特に、入力光電力について、広いダ
イナミックレンジの変化に高速で追従できる光受信器に
関する。
【０００２】
【従来の技術】図１１は、従来の光受信器ＯＲ１１を示
す回路図である。
す回路図である。
【０００３】上記従来の光受信器ＯＲ１１は、「参考文
献１：B. S. Kwark and M. S. Park,“A 10Gbit/s PIN-
HBT MMIC Receiver Front-End,”1996 Electronic Comp
onents and Technology Conference, p.632-634」に開
示されている光受信器である。
献１：B. S. Kwark and M. S. Park,“A 10Gbit/s PIN-
HBT MMIC Receiver Front-End,”1996 Electronic Comp
onents and Technology Conference, p.632-634」に開
示されている光受信器である。
【０００４】従来の光受信器ＯＲ１１は、受光素子であ
るフォトダイオード１と、トランスインピーダンスアン
プとによって構成されている。上記トランスインピーダ
ンスアンプは、エミッタ接地回路５４と、エミッタフォ
ロア回路５６と、帰還抵抗５３とによって構成されてい
る。
るフォトダイオード１と、トランスインピーダンスアン
プとによって構成されている。上記トランスインピーダ
ンスアンプは、エミッタ接地回路５４と、エミッタフォ
ロア回路５６と、帰還抵抗５３とによって構成されてい
る。
【０００５】そして、バイアス電圧入力端子２９に印加
された電圧が、バイアス抵抗３を介して、適当な電圧に
バイアスされ、このバイアスがフォトダイオード１に印
加され、バイアスがフォトダイオード１に印加され、フ
ォトダイオード１が受光した光入力データＤｉｎを、フ
ォトダイオード１が、電気信号（電流）に変換する。
された電圧が、バイアス抵抗３を介して、適当な電圧に
バイアスされ、このバイアスがフォトダイオード１に印
加され、バイアスがフォトダイオード１に印加され、フ
ォトダイオード１が受光した光入力データＤｉｎを、フ
ォトダイオード１が、電気信号（電流）に変換する。
【０００６】この変換された電流は、上記トランスイン
ピーダンスアンプに入力され、エミッタフォロア回路５
６の出力信号の一部が、帰還抵抗５３によって、エミッ
タ接地回路５４の入力端子に帰還されるので、エミッタ
接地回路５４の入力電圧の変動が抑圧され、広帯域化が
実現される。
ピーダンスアンプに入力され、エミッタフォロア回路５
６の出力信号の一部が、帰還抵抗５３によって、エミッ
タ接地回路５４の入力端子に帰還されるので、エミッタ
接地回路５４の入力電圧の変動が抑圧され、広帯域化が
実現される。
【０００７】従来の光受信器ＯＲ１１は、シングルエン
ド信号出力であるので、高速デジタル回路と接続するた
めには、シングル−バランス変換回路と自動オフセット
調整（ＡＯＣ）回路とが、別途、必要である。このため
に、受光素子とデジタル回路とを直接接続する光受信器
が提案されている。
ド信号出力であるので、高速デジタル回路と接続するた
めには、シングル−バランス変換回路と自動オフセット
調整（ＡＯＣ）回路とが、別途、必要である。このため
に、受光素子とデジタル回路とを直接接続する光受信器
が提案されている。
【０００８】図１２は、従来の光受信器ＯＲ１２を示す
回路図である。
回路図である。
【０００９】従来の光受信器ＯＲ１２は、「参考文献
２：T. Enoki, E. Sano, and T. Ishibashi,“Prospect
s of InP-based IC Technologies fＯＲ１１0-Gbit/s-c
lass Lightwave communications systems,”Internatio
nal Journal of High Speed Electronics and Systems,
vol.11, no.1(2001) p.137-158.」に開示されている光
受信器である。
２：T. Enoki, E. Sano, and T. Ishibashi,“Prospect
s of InP-based IC Technologies fＯＲ１１0-Gbit/s-c
lass Lightwave communications systems,”Internatio
nal Journal of High Speed Electronics and Systems,
vol.11, no.1(2001) p.137-158.」に開示されている光
受信器である。
【００１０】従来の光受信器ＯＲ１２は、受光素子であ
るフォトダイオード１が、差動増幅器３４に直接接続さ
れ、バイアス電圧入力端子２９に印加された電圧が、バ
イアス抵抗３を介して、適当な電圧にバイアスされ、こ
のバイアスがフォトダイオード１に印加され、バイアス
がフォトダイオード１に印加され、フォトダイオード１
が受光した光入力データＤｉｎを、フォトダイオード１
が、電気信号（電流）に変換する。
るフォトダイオード１が、差動増幅器３４に直接接続さ
れ、バイアス電圧入力端子２９に印加された電圧が、バ
イアス抵抗３を介して、適当な電圧にバイアスされ、こ
のバイアスがフォトダイオード１に印加され、バイアス
がフォトダイオード１に印加され、フォトダイオード１
が受光した光入力データＤｉｎを、フォトダイオード１
が、電気信号（電流）に変換する。
【００１１】この変換された電流は、エミッタを共通と
する一対のトランジスタ７、８によって構成される差動
増幅器３４によって、増幅されると同時に、シングル−
バランス変換され、エミッタフォロア回路３６が、イン
ピーダンス変換し、レベルシフトされる。
する一対のトランジスタ７、８によって構成される差動
増幅器３４によって、増幅されると同時に、シングル−
バランス変換され、エミッタフォロア回路３６が、イン
ピーダンス変換し、レベルシフトされる。
【００１２】帰還抵抗２５、２６を介して、エミッタフ
ォロア回路３６の出力信号の一部が、差動増幅器３４の
入力端子に帰還されることによって、差動増幅器３４の
入力電圧の変動が抑圧され、広帯域化が実現される。
ォロア回路３６の出力信号の一部が、差動増幅器３４の
入力端子に帰還されることによって、差動増幅器３４の
入力電圧の変動が抑圧され、広帯域化が実現される。
【００１３】従来の光受信器ＯＲ１２において、シング
ル‐バランス変換機能が、差動増幅器３４に内包され、
そのリファレンス端子４０の電圧ＶRを決定するため
に、容量２７が挿入されている。帰還抵抗２５と容量２
７とは、自動オフセット調整回路（ＡＯＣ）３９を構成
し、この自動オフセット調整（ＡＯＣ）回路３９は、エ
ミッタフォロア回路３６の出力信号の両相間にレベル差
が発生した場合に、このレベル差を打ち消す方向に、リ
ファレンス端子４０の電圧ＶRをシフトさせる。
ル‐バランス変換機能が、差動増幅器３４に内包され、
そのリファレンス端子４０の電圧ＶRを決定するため
に、容量２７が挿入されている。帰還抵抗２５と容量２
７とは、自動オフセット調整回路（ＡＯＣ）３９を構成
し、この自動オフセット調整（ＡＯＣ）回路３９は、エ
ミッタフォロア回路３６の出力信号の両相間にレベル差
が発生した場合に、このレベル差を打ち消す方向に、リ
ファレンス端子４０の電圧ＶRをシフトさせる。
【００１４】ここで、リファレンス端子４０の電圧ＶR
が、レベル差を打ち消す方向にシフトするのは、帰還抵
抗２５が負帰還ループを構成しているためである。
が、レベル差を打ち消す方向にシフトするのは、帰還抵
抗２５が負帰還ループを構成しているためである。
【００１５】この電圧シフトの時定数は、帰還抵抗２５
と容量２７との積で決定される。差動増幅器３４と、エ
ミッタフォロア回路３６と、自動オフセット調整回路３
９との合計の利得をＡとすると、自動オフセット調整回
路３９は、差動増幅器３４入力の初期電圧差ＶIを、時
定数経過後までに、１／（１＋Ａ）に減少させる。すな
わち、時定数経過後の差動増幅器３４入力のレベル差
（残留電圧差）ＶSは、次式で表される。
と容量２７との積で決定される。差動増幅器３４と、エ
ミッタフォロア回路３６と、自動オフセット調整回路３
９との合計の利得をＡとすると、自動オフセット調整回
路３９は、差動増幅器３４入力の初期電圧差ＶIを、時
定数経過後までに、１／（１＋Ａ）に減少させる。すな
わち、時定数経過後の差動増幅器３４入力のレベル差
（残留電圧差）ＶSは、次式で表される。
【００１６】ＶS＝ＶI／（１＋Ａ）
残留電圧差ＶSを減少させるためには、利得Ａを上げる
か、または、差動増幅器３４入力の初期電圧差ＶIを減
少させればよい。
か、または、差動増幅器３４入力の初期電圧差ＶIを減
少させればよい。
【００１７】図１３は、従来の光受信器ＯＲ１２の動作
を示す図である。
を示す図である。
【００１８】光受信器ＯＲ１２において、その動作の初
期状態では、差動増幅器３４は、フォトダイオード１の
出力電圧である入力電圧ＶPと、リファレンス端子４０
から入力される入力電圧とＶRを比較し、フォトダイオ
ード１からの電流の流れ込み分だけ、レベルが下がる。
期状態では、差動増幅器３４は、フォトダイオード１の
出力電圧である入力電圧ＶPと、リファレンス端子４０
から入力される入力電圧とＶRを比較し、フォトダイオ
ード１からの電流の流れ込み分だけ、レベルが下がる。
【００１９】この結果、差動増幅器３４の２つの入力信
号の両相間にレベル差が発生するが、入力電圧ＶRは、
自動オフセット調整回路３９の働きによって、自動オフ
セット調整回路３９の時定数で、図１３中、破線で示す
／（ＶP）方向にシフトする。なお、上記「／（ ）」
は、「／」の後に続く（ ）中の信号が平均されたもの
であることを示す。つまり、／（ＶP）は、信号ＶPの直
流成分である。
号の両相間にレベル差が発生するが、入力電圧ＶRは、
自動オフセット調整回路３９の働きによって、自動オフ
セット調整回路３９の時定数で、図１３中、破線で示す
／（ＶP）方向にシフトする。なお、上記「／（ ）」
は、「／」の後に続く（ ）中の信号が平均されたもの
であることを示す。つまり、／（ＶP）は、信号ＶPの直
流成分である。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】上記従来例において、
自動オフセット調整回路３９の利得が有限であるので、
自動オフセット調整回路３９の時定数経過後にも、残留
電圧差ＶSが存在する。したがって、上記従来例では、
光受信器ＯＲ１２の出力信号ＱＴのデューティ比が、理
想値５０％からずれるという問題があり、また、光入力
信号ＤｉｎのレベルがＶS程度以下になると、誤動作を
引き起こすという問題がある。
自動オフセット調整回路３９の利得が有限であるので、
自動オフセット調整回路３９の時定数経過後にも、残留
電圧差ＶSが存在する。したがって、上記従来例では、
光受信器ＯＲ１２の出力信号ＱＴのデューティ比が、理
想値５０％からずれるという問題があり、また、光入力
信号ＤｉｎのレベルがＶS程度以下になると、誤動作を
引き起こすという問題がある。
【００２１】従来の光受信器では、差動増幅器３４の入
力回路が非対称であることが原因で、差動増幅器３４の
入力間に、初期電圧差ＶIが発生し、自動オフセット調
整回路３９の利得Ａが有限であるので、残留電圧差ＶS
が存在する。
力回路が非対称であることが原因で、差動増幅器３４の
入力間に、初期電圧差ＶIが発生し、自動オフセット調
整回路３９の利得Ａが有限であるので、残留電圧差ＶS
が存在する。
【００２２】残留電圧差ＶSが存在すると、光受信器の
出力信号のデューティ比が、理想値５０％から外れるこ
とに加え、光入力信号Ｄｉｎのレベルが、残留電圧差Ｖ
S程度以下になると、誤動作を起こす。この残留電圧差
ＶSを抑圧するために、上記参考文献２では、自動オフ
セット調整回路３９に、アクティブ積分器を採用するこ
とによって、自動オフセット調整回路３９の利得Ａを上
げることが開示されている。
出力信号のデューティ比が、理想値５０％から外れるこ
とに加え、光入力信号Ｄｉｎのレベルが、残留電圧差Ｖ
S程度以下になると、誤動作を起こす。この残留電圧差
ＶSを抑圧するために、上記参考文献２では、自動オフ
セット調整回路３９に、アクティブ積分器を採用するこ
とによって、自動オフセット調整回路３９の利得Ａを上
げることが開示されている。
【００２３】しかし、自動オフセット調整回路３９のみ
によって、残留電圧差ＶSを抑圧すると、自動オフセッ
ト調整回路３９の時定数に関してトレードオフが存在す
る。すなわち、時定数を短くすると、入力データに含ま
れている連続同符号への耐性が悪化し、一方、時定数を
長くすると、データが入力されてから正常動作に移行す
るまでの時間が長くなる。後者は、特に、一対多通信ま
たは多対多通信におけるバーストモード伝送において致
命的な問題になる。
によって、残留電圧差ＶSを抑圧すると、自動オフセッ
ト調整回路３９の時定数に関してトレードオフが存在す
る。すなわち、時定数を短くすると、入力データに含ま
れている連続同符号への耐性が悪化し、一方、時定数を
長くすると、データが入力されてから正常動作に移行す
るまでの時間が長くなる。後者は、特に、一対多通信ま
たは多対多通信におけるバーストモード伝送において致
命的な問題になる。
【００２４】
【課題を解決するための手段】本発明は、互いに同一サ
イズである一対のフォトダイオードと、上記一対のフォ
トダイオードの２つの出力信号を、それぞれ一対のトラ
ンジスタのベースに入力する差動増幅器と、上記差動増
幅器の両相出力信号をレベルシフトする２つのエミッタ
フォロア回路と、上記エミッタフォロア回路の出力信号
を、上記差動増幅器の入力端子に帰還する一対の帰還抵
抗と、一方の端子が、一定電圧源に接続され、他方の端
子が、上記一対のフォトダイオードを構成する一方のフ
ォトダイオードに接続されている容量とを有し、上記一
対のフォトダイオードのうちで、上記容量が接続されて
いないフォトダイオードに、光信号を入射する光受信器
である。
イズである一対のフォトダイオードと、上記一対のフォ
トダイオードの２つの出力信号を、それぞれ一対のトラ
ンジスタのベースに入力する差動増幅器と、上記差動増
幅器の両相出力信号をレベルシフトする２つのエミッタ
フォロア回路と、上記エミッタフォロア回路の出力信号
を、上記差動増幅器の入力端子に帰還する一対の帰還抵
抗と、一方の端子が、一定電圧源に接続され、他方の端
子が、上記一対のフォトダイオードを構成する一方のフ
ォトダイオードに接続されている容量とを有し、上記一
対のフォトダイオードのうちで、上記容量が接続されて
いないフォトダイオードに、光信号を入射する光受信器
である。
【００２５】また、本発明は、上記の場合、上記一対の
フォトダイオードのうちで、上記容量が接続されていな
いフォトダイオードに、光信号を入射する代わりに、上
記一対のフォトダイオードのそれぞれに、光信号を入射
する光受信器である。
フォトダイオードのうちで、上記容量が接続されていな
いフォトダイオードに、光信号を入射する代わりに、上
記一対のフォトダイオードのそれぞれに、光信号を入射
する光受信器である。
【００２６】さらに、本発明は、コレクタに負荷抵抗が
接続され、エミッタ同士が互いに接続され、互いに同一
サイズであるフォトトランジスタ対と、上記フォトトラ
ンジスタ対の両相出力信号をレベルシフトする２つのエ
ミッタフォロア回路と、上記エミッタフォロア回路の出
力信号を、上記フォトトランジスタ対の入力端子に帰還
する一対の帰還抵抗と、一方の端子が、一定電圧源に接
続され、他方の端子が、上記フォトトランジスタ対の一
方のベースに接続されている容量とを有し、上記フォト
トランジスタ対のうちで、上記容量が接続されていない
フォトトランジスタに光信号を入射する光受信器であ
る。
接続され、エミッタ同士が互いに接続され、互いに同一
サイズであるフォトトランジスタ対と、上記フォトトラ
ンジスタ対の両相出力信号をレベルシフトする２つのエ
ミッタフォロア回路と、上記エミッタフォロア回路の出
力信号を、上記フォトトランジスタ対の入力端子に帰還
する一対の帰還抵抗と、一方の端子が、一定電圧源に接
続され、他方の端子が、上記フォトトランジスタ対の一
方のベースに接続されている容量とを有し、上記フォト
トランジスタ対のうちで、上記容量が接続されていない
フォトトランジスタに光信号を入射する光受信器であ
る。
【００２７】そして、本発明は、この場合、上記フォト
トランジスタ対を構成する両フォトトランジスタのそれ
ぞれに、光信号を入射する光受信器である。
トランジスタ対を構成する両フォトトランジスタのそれ
ぞれに、光信号を入射する光受信器である。
【００２８】
【発明の実施の形態および実施例】［第１の実施例］図
１は、本発明の第１の実施例である光受信器ＯＲ１を示
す回路図である。
１は、本発明の第１の実施例である光受信器ＯＲ１を示
す回路図である。
【００２９】光受信器ＯＲ１において、バイアス電圧入
力端子２９に印加された電圧が、バイアス抵抗３を介し
て、適当な電圧にバイアスされ、このバイアスがフォト
ダイオード１に印加され、バイアスがフォトダイオード
１に印加され、フォトダイオード１が受光した光入力デ
ータＤｉｎを、フォトダイオード１が、電気信号（電
流）に変換する。
力端子２９に印加された電圧が、バイアス抵抗３を介し
て、適当な電圧にバイアスされ、このバイアスがフォト
ダイオード１に印加され、バイアスがフォトダイオード
１に印加され、フォトダイオード１が受光した光入力デ
ータＤｉｎを、フォトダイオード１が、電気信号（電
流）に変換する。
【００３０】差動増幅器３４が、エミッタを共通とし、
一対のトランジスタ７、８によって構成され、この差動
増幅器３４が、上記変換された電流を入力する。
一対のトランジスタ７、８によって構成され、この差動
増幅器３４が、上記変換された電流を入力する。
【００３１】一方、バイアス電圧入力端子３０に印加さ
れた電圧が、バイアス抵抗４を介して、適当な電圧にバ
イアスされ、このバイアスが、フォトダイオード２に印
加され、フォトダイオード２は、差動増幅器３４の他方
の入力端子に接続され、差動増幅器３４の入力は、回路
的に対称構造をもつ。
れた電圧が、バイアス抵抗４を介して、適当な電圧にバ
イアスされ、このバイアスが、フォトダイオード２に印
加され、フォトダイオード２は、差動増幅器３４の他方
の入力端子に接続され、差動増幅器３４の入力は、回路
的に対称構造をもつ。
【００３２】上記のように、光受信器ＯＲ１において、
フォトダイオード２と、バイアス抵抗４と、バイアス入
力端子３０とを設けた点が、従来の光受信器Ｒ１２とは
異なる。
フォトダイオード２と、バイアス抵抗４と、バイアス入
力端子３０とを設けた点が、従来の光受信器Ｒ１２とは
異なる。
【００３３】なお、従来の光受信器Ｒ１２では、フォト
ダイオード１が電流（光電流ＩPおよび暗電流ＩD）を発
生し、この発生した電流が、差動増幅器３４の片側の入
力にのみ、与えられるのに対して、光受信器ＯＲ１で
は、フォトダイオード１が、光電流ＩPと暗電流ＩDとを
発生し、フォトダイオード２も、暗電流ＩDを発生する
ので、差動増幅器３４の入力端子間における電流のアン
バランスを低減することができる。
ダイオード１が電流（光電流ＩPおよび暗電流ＩD）を発
生し、この発生した電流が、差動増幅器３４の片側の入
力にのみ、与えられるのに対して、光受信器ＯＲ１で
は、フォトダイオード１が、光電流ＩPと暗電流ＩDとを
発生し、フォトダイオード２も、暗電流ＩDを発生する
ので、差動増幅器３４の入力端子間における電流のアン
バランスを低減することができる。
【００３４】すなわち、上記実施例では、初期における
差動増幅器３４の入力信号のレベル差ＶIを、約ＩP／
（ＩP＋ＩD）に減少させることができる。この効果は、
光電流ＩPが小さいときに、顕著に現れる。
差動増幅器３４の入力信号のレベル差ＶIを、約ＩP／
（ＩP＋ＩD）に減少させることができる。この効果は、
光電流ＩPが小さいときに、顕著に現れる。
【００３５】入力データは、差動増幅器３４において増
幅されると同時に、シングル‐バランス変換され、さら
に、エミッタフォロア回路３６が、インピーダンス変換
とレベルシフトとを行う。帰還抵抗２５、２６によっ
て、エミッタフォロア回路３６の出力信号の一部が、差
動増幅器３４の入力端子に帰還されることによって、差
動増幅器３４の入力電圧の変動が抑圧され、広帯域化が
実現される。
幅されると同時に、シングル‐バランス変換され、さら
に、エミッタフォロア回路３６が、インピーダンス変換
とレベルシフトとを行う。帰還抵抗２５、２６によっ
て、エミッタフォロア回路３６の出力信号の一部が、差
動増幅器３４の入力端子に帰還されることによって、差
動増幅器３４の入力電圧の変動が抑圧され、広帯域化が
実現される。
【００３６】光受信器ＯＲ１において、差動増幅器３４
がシングル‐バランス変換機能を内包し、そのリファレ
ンス電圧ＶRを決定するために、容量２７が挿入されて
いる。帰還抵抗２５と容量２７とは、自動オフセット調
整回路（ＡＯＣ）３９の機能を併せ持つ。すなわち、エ
ミッタフォロア回路３６の出力信号の両相間にレベル差
が発生した場合に、そのレベル差を打ち消す方向に、リ
ファレンス電圧ＶRをシフトさせる機能を有する。
がシングル‐バランス変換機能を内包し、そのリファレ
ンス電圧ＶRを決定するために、容量２７が挿入されて
いる。帰還抵抗２５と容量２７とは、自動オフセット調
整回路（ＡＯＣ）３９の機能を併せ持つ。すなわち、エ
ミッタフォロア回路３６の出力信号の両相間にレベル差
が発生した場合に、そのレベル差を打ち消す方向に、リ
ファレンス電圧ＶRをシフトさせる機能を有する。
【００３７】ここで、リファレンス電圧ＶRがレベル差
を打ち消す方向にシフトするのは、帰還抵抗２５が負帰
還になっているためであり、この時定数は、帰還抵抗２
５の値と容量２７の値との積で与えられる。
を打ち消す方向にシフトするのは、帰還抵抗２５が負帰
還になっているためであり、この時定数は、帰還抵抗２
５の値と容量２７の値との積で与えられる。
【００３８】差動増幅器３４と、エミッタフォロア回路
３６と、自動オフセット調整回路３９との合計の利得を
Ａとすると、自動オフセット調整回路３９は、差動増幅
器３４の入力の初期電圧差Ｍを、時定数経過後までに、
１／（１＋Ａ）に減少させることができる。すなわち、
時定数経過後における差動増幅器３４の入力のレベル差
（残留電圧差）ＶSは、次式で表される。
３６と、自動オフセット調整回路３９との合計の利得を
Ａとすると、自動オフセット調整回路３９は、差動増幅
器３４の入力の初期電圧差Ｍを、時定数経過後までに、
１／（１＋Ａ）に減少させることができる。すなわち、
時定数経過後における差動増幅器３４の入力のレベル差
（残留電圧差）ＶSは、次式で表される。
【００３９】ＶS＝ＶI／（１＋Ａ）
このために、利得Ａを上げるか、または、差動増幅器３
４の入力の初期電圧差ＶIを減少するかによって、残留
電圧差ＶSを減少させることができる。
４の入力の初期電圧差ＶIを減少するかによって、残留
電圧差ＶSを減少させることができる。
【００４０】光受信器ＯＲ１では、フォトダイオード２
を備えることによって、初期電圧差ＶIを減少すること
ができ、このために、残留電圧差ＶSを減少することが
できる。
を備えることによって、初期電圧差ＶIを減少すること
ができ、このために、残留電圧差ＶSを減少することが
できる。
【００４１】図２は、光受信器ＯＲ１の動作を示す図で
ある。
ある。
【００４２】上記のように、光受信器ＯＲ１では、従来
の光受信器ＯＲ１２と比較して、初期の差動増幅器３４
の入力のレベル差（初期電圧差）ＶIを抑圧することが
可能である。
の光受信器ＯＲ１２と比較して、初期の差動増幅器３４
の入力のレベル差（初期電圧差）ＶIを抑圧することが
可能である。
【００４３】図２に示す初期電圧差ＶIは、従来の光受
信器ＯＲ１２と比較して、第１近似でＩP／（ＩP＋
ＩD）に抑圧され、このために、リファレンス電圧ＶRの
引き込みが高速に完了し、この結果、光受信器の出力信
号ＱＴは、従来の光受信器ＯＲ１２の出力（点線）より
も、早い時間に正常動作になる。また、出力信号ＱＴの
デューティ比は、理想値である５０％に近くなる。これ
は、光受信器ＯＲ１において、最少受光感度が改善され
ていることを意味する。
信器ＯＲ１２と比較して、第１近似でＩP／（ＩP＋
ＩD）に抑圧され、このために、リファレンス電圧ＶRの
引き込みが高速に完了し、この結果、光受信器の出力信
号ＱＴは、従来の光受信器ＯＲ１２の出力（点線）より
も、早い時間に正常動作になる。また、出力信号ＱＴの
デューティ比は、理想値である５０％に近くなる。これ
は、光受信器ＯＲ１において、最少受光感度が改善され
ていることを意味する。
【００４４】［第２の実施例］図３は、本発明の第２の
実施例である光受信器ＯＲ２を示す回路図である。
実施例である光受信器ＯＲ２を示す回路図である。
【００４５】光受信器ＯＲ２において、光分岐回路８１
が、光入力データＤｉｎ２８を２分岐し、この分岐され
た光入力データが、フォトダイオード１とフォトダイオ
ード２とに入射される。
が、光入力データＤｉｎ２８を２分岐し、この分岐され
た光入力データが、フォトダイオード１とフォトダイオ
ード２とに入射される。
【００４６】バイアス電圧入力端子３０に印加された電
圧が、バイアス抵抗４を介して、適当な電圧にバイアス
され、このバイアスが、フォトダイオード２に印加さ
れ、フォトダイオード２は、差動増幅器３４の他方の入
力端子に接続され、差動増幅器３４の入力は、回路的に
対称構造をもつ。
圧が、バイアス抵抗４を介して、適当な電圧にバイアス
され、このバイアスが、フォトダイオード２に印加さ
れ、フォトダイオード２は、差動増幅器３４の他方の入
力端子に接続され、差動増幅器３４の入力は、回路的に
対称構造をもつ。
【００４７】光受信器ＯＲ２における電気回路部分は、
光受信器ＯＲ１における電気回路部分と同じであるが、
フォトダイオード２にも光を入射する点で、光受信器Ｏ
Ｒ１とは異なる。
光受信器ＯＲ１における電気回路部分と同じであるが、
フォトダイオード２にも光を入射する点で、光受信器Ｏ
Ｒ１とは異なる。
【００４８】光受信器ＯＲ１では、フォトダイオード１
にのみ光入力を入射するので、一対のフォトダイオード
間で発生する電流に、差が生じる。すなわち、フォトダ
イオード１が、光電流ＩPと暗電流ＩDとを発生するが、
フォトダイオード２は、暗電流ＩDのみを発生する。
にのみ光入力を入射するので、一対のフォトダイオード
間で発生する電流に、差が生じる。すなわち、フォトダ
イオード１が、光電流ＩPと暗電流ＩDとを発生するが、
フォトダイオード２は、暗電流ＩDのみを発生する。
【００４９】ところが、光受信器ＯＲ２では、一対のフ
ォトダイオード１、２の両者に光入力データを入射する
ので、差動増幅器３４の入力信号は、電気的にも対称性
に優れる。すなわち、光受信器ＯＲ２では、一対のフォ
トダイオード１、２の両者が、光電流ＩPと暗電流ＩDと
を発生するので、初期の差動増幅器３４の入力信号のレ
ベル差（初期電圧差）ＶIを、より減少させることがで
きる。特に、光分岐回路８１で光電力が等分配される場
合には、初期電圧差ＶIを、ゼロに抑えることができ
る。
ォトダイオード１、２の両者に光入力データを入射する
ので、差動増幅器３４の入力信号は、電気的にも対称性
に優れる。すなわち、光受信器ＯＲ２では、一対のフォ
トダイオード１、２の両者が、光電流ＩPと暗電流ＩDと
を発生するので、初期の差動増幅器３４の入力信号のレ
ベル差（初期電圧差）ＶIを、より減少させることがで
きる。特に、光分岐回路８１で光電力が等分配される場
合には、初期電圧差ＶIを、ゼロに抑えることができ
る。
【００５０】なお、一対のフォトダイオード１、２の両
者に光入力を入射するにもかかわらず、差動増幅器３４
で、入力データを増幅できるのは、差動増幅器３４の入
力端子の一方に、容量２７が接続され、これによって形
成される非対称構造のためである。この非対称構造によ
って、容量２７が接続された差動増幅器３４の入力電圧
ＶRは、シングル−バランス変換におけるリファレンス
として機能する。
者に光入力を入射するにもかかわらず、差動増幅器３４
で、入力データを増幅できるのは、差動増幅器３４の入
力端子の一方に、容量２７が接続され、これによって形
成される非対称構造のためである。この非対称構造によ
って、容量２７が接続された差動増幅器３４の入力電圧
ＶRは、シングル−バランス変換におけるリファレンス
として機能する。
【００５１】リファレンスの発生機構は、従来の光受信
器ＯＲ１２では、自動オフセット調整回路３９によるフ
ィードバック制御であるが、光受信器ＯＲ２では、フォ
トダイオード２によるフィードフォワード制御（高速制
御）と自動オフセット調整回路３９によるフィードバッ
ク制御との二重制御になっている。
器ＯＲ１２では、自動オフセット調整回路３９によるフ
ィードバック制御であるが、光受信器ＯＲ２では、フォ
トダイオード２によるフィードフォワード制御（高速制
御）と自動オフセット調整回路３９によるフィードバッ
ク制御との二重制御になっている。
【００５２】図４は、本発明の第２の実施例である光受
信器ＯＲ２の動作を示す図である。
信器ＯＲ２の動作を示す図である。
【００５３】上記のように、光受信器ＯＲ２では、差動
増幅器３４における初期の入力信号のレベル差ＶI（＝
ＶR−／（ＶP））を、ゼロに抑えることが可能である。
つまり、レベル差ＶIは、ＶRと／（ＶP）との差であ
り、／（ＶP）は、信号ＶPの直流成分である。
増幅器３４における初期の入力信号のレベル差ＶI（＝
ＶR−／（ＶP））を、ゼロに抑えることが可能である。
つまり、レベル差ＶIは、ＶRと／（ＶP）との差であ
り、／（ＶP）は、信号ＶPの直流成分である。
【００５４】リファレンスＶRが、初めから理想レベル
／（ＶP）になる（または、高速に理想レベルに引き込
まれる）ので、光受信器の出力信号ＱＴは、従来の光受
信器ＯＲ１２の出力信号と比較して、非常に短時間で、
正常動作になる。また、出力信号ＱＴのデューティ比
は、理想値５０％に近くなる。
／（ＶP）になる（または、高速に理想レベルに引き込
まれる）ので、光受信器の出力信号ＱＴは、従来の光受
信器ＯＲ１２の出力信号と比較して、非常に短時間で、
正常動作になる。また、出力信号ＱＴのデューティ比
は、理想値５０％に近くなる。
【００５５】なお、光受信器ＯＲ２では、光分岐回路８
１を挿入することによって、フォトダイオード１に入射
される光電力が低減するが、これと引き換えに、リファ
レンス電圧ＶRの引き込みが高速化され、また、出力信
号ＱＴのデューティ比が改善される。
１を挿入することによって、フォトダイオード１に入射
される光電力が低減するが、これと引き換えに、リファ
レンス電圧ＶRの引き込みが高速化され、また、出力信
号ＱＴのデューティ比が改善される。
【００５６】一般的に、光電力の低下は、Ｓ／Ｎ比の悪
化を引き起こすが、光受信器ＯＲ２では、初期の差動増
幅器３４入力のレベル差ＶIをゼロに抑えることができ
るので、残留電圧差ＶSもゼロになり、シングル‐バラ
ンス変換における雑音の発生を大きく抑えることができ
る。このために、光分岐による光電力の低下は、トータ
ルのＳ／Ｎ比を大幅に悪化させるものではない。
化を引き起こすが、光受信器ＯＲ２では、初期の差動増
幅器３４入力のレベル差ＶIをゼロに抑えることができ
るので、残留電圧差ＶSもゼロになり、シングル‐バラ
ンス変換における雑音の発生を大きく抑えることができ
る。このために、光分岐による光電力の低下は、トータ
ルのＳ／Ｎ比を大幅に悪化させるものではない。
【００５７】［第３の実施例］図５は、本発明の第３の
実施例である光受信器ＯＲ３を示す回路図である。
実施例である光受信器ＯＲ３を示す回路図である。
【００５８】光受信器ＯＲ３は、光受信器ＯＲ２におい
て、光分岐回路８１の前段に光増幅器８２を挿入したも
のである。
て、光分岐回路８１の前段に光増幅器８２を挿入したも
のである。
【００５９】光受信器ＯＲ３において、光分岐回路８１
における光分岐による光電力低下を、光増幅器８２が補
うので、光分岐による光電力の低下が引き起こすＳ／Ｎ
比の悪化を伴うことなく、リファレンス電圧ＶRの引き
込みを高速化することができ、また、光受信器ＯＲ３に
おける出力信号ＱＴのデューティ比を改善することがで
きる。
における光分岐による光電力低下を、光増幅器８２が補
うので、光分岐による光電力の低下が引き起こすＳ／Ｎ
比の悪化を伴うことなく、リファレンス電圧ＶRの引き
込みを高速化することができ、また、光受信器ＯＲ３に
おける出力信号ＱＴのデューティ比を改善することがで
きる。
【００６０】［第４の実施例］図６は、本発明の第４の
実施例である光受信器ＯＲ４を示す回路図である。
実施例である光受信器ＯＲ４を示す回路図である。
【００６１】光受信器ＯＲ４は、光受信器ＯＲ１におい
て、バイアス電圧入力端子２９と、フォトダイオード
１、２と、バイアス抵抗Ｒ３、Ｒ４と、容量５、６とを
削除し、トランジスタ７の代わりに、フォトトランジス
タ９１を設け、トランジスタ８のベースに端子６１を接
続し、光入力データＤｉｎを、フォトトランジスタ９１
に照射した実施例である。
て、バイアス電圧入力端子２９と、フォトダイオード
１、２と、バイアス抵抗Ｒ３、Ｒ４と、容量５、６とを
削除し、トランジスタ７の代わりに、フォトトランジス
タ９１を設け、トランジスタ８のベースに端子６１を接
続し、光入力データＤｉｎを、フォトトランジスタ９１
に照射した実施例である。
【００６２】また、フォトトランジスタ対９０は、フォ
トトランジスタ９１とトランジスタ８とによって構成さ
れ、フォトトランジスタ９１のエミッタとトランジスタ
８のエミッタとが互いに接続され、共通の電流源３５２
接続されている。フォトトランジスタ９１のコレクタに
は、負荷抵抗Ｒ９が接続され、トランジスタ８のコレク
タには、負荷抵抗Ｒ１０が接続されている。つまり、フ
ォトトランジスタ対９０は、回路的に対称構造を有す
る。
トトランジスタ９１とトランジスタ８とによって構成さ
れ、フォトトランジスタ９１のエミッタとトランジスタ
８のエミッタとが互いに接続され、共通の電流源３５２
接続されている。フォトトランジスタ９１のコレクタに
は、負荷抵抗Ｒ９が接続され、トランジスタ８のコレク
タには、負荷抵抗Ｒ１０が接続されている。つまり、フ
ォトトランジスタ対９０は、回路的に対称構造を有す
る。
【００６３】従来の光受信器ＯＲ１２では、フォトダイ
オード１が発生する電流（光電流Ｉ Pと暗電流ＩD）は、
差動増幅器３４の片側の入力端子にのみ入力されるの
で、差動増幅器３４の入力間に、大きな初期電圧差ＶI
が発生し、この大きな初期電圧差ＶIを、自動オフセッ
ト調整回路３９によるフィードバック制御で減少させて
いることが原因し、リファレンスの引き込み時間を短く
することができない。
オード１が発生する電流（光電流Ｉ Pと暗電流ＩD）は、
差動増幅器３４の片側の入力端子にのみ入力されるの
で、差動増幅器３４の入力間に、大きな初期電圧差ＶI
が発生し、この大きな初期電圧差ＶIを、自動オフセッ
ト調整回路３９によるフィードバック制御で減少させて
いることが原因し、リファレンスの引き込み時間を短く
することができない。
【００６４】光受信器ＯＲ４は、フォトトランジスタ９
１が、光電流ＩPと暗電流ＩDとを発生し、フォトトラン
ジスタ９２も、暗電流ＩDを発生するので、フォトトラ
ンジスタ対９０における２つの入力信号の間における電
流のアンバランスを低減することができる。
１が、光電流ＩPと暗電流ＩDとを発生し、フォトトラン
ジスタ９２も、暗電流ＩDを発生するので、フォトトラ
ンジスタ対９０における２つの入力信号の間における電
流のアンバランスを低減することができる。
【００６５】すなわち、従来の光受信機ＯＲ１２では、
暗電流ＩDも、初期電圧差ＶIの発生に寄与しているが、
光受信器ＯＲ４では、暗電流ＩDが初期電圧差ＶIの発生
に寄与しない。この効果は、光電流ＩPが小さいとき
に、特に顕著に現れる。
暗電流ＩDも、初期電圧差ＶIの発生に寄与しているが、
光受信器ＯＲ４では、暗電流ＩDが初期電圧差ＶIの発生
に寄与しない。この効果は、光電流ＩPが小さいとき
に、特に顕著に現れる。
【００６６】入力データは、フォトトランジスタ対９０
で増幅されると同時に、シングル‐バランス変換され、
さらにエミッタフォロア回路３６によって、インピーダ
ンス変換され、レベルシフトされる。帰還抵抗２５、２
６によってエミッタフォロア回路３６の出力信号の一部
が、フォトトランジスタ対９０のベースに帰還されるこ
とによって、フォトトランジスタ対９０のベースの電圧
変動が抑圧され、広帯域化が実現される。
で増幅されると同時に、シングル‐バランス変換され、
さらにエミッタフォロア回路３６によって、インピーダ
ンス変換され、レベルシフトされる。帰還抵抗２５、２
６によってエミッタフォロア回路３６の出力信号の一部
が、フォトトランジスタ対９０のベースに帰還されるこ
とによって、フォトトランジスタ対９０のベースの電圧
変動が抑圧され、広帯域化が実現される。
【００６７】光受信器ＯＲ４は、フォトトランジスタ対
９０においてシングル‐バランス変換機能が内包され、
そのリファレンス電圧ＶRを決定するために、容量２７
が挿入されている。帰還抵抗２５と容量２７とは、自動
オフセット調整回路（ＡＯＣ）３９の機能をも併せ持
つ。
９０においてシングル‐バランス変換機能が内包され、
そのリファレンス電圧ＶRを決定するために、容量２７
が挿入されている。帰還抵抗２５と容量２７とは、自動
オフセット調整回路（ＡＯＣ）３９の機能をも併せ持
つ。
【００６８】すなわち、エミッタフォロア回路３６の出
力信号の２つの出力信号の相間にレベル差が発生した場
合に、そのレベル差を打ち消す方向にリファレンス電圧
ＶRをシフトさせる機能を有する。
力信号の２つの出力信号の相間にレベル差が発生した場
合に、そのレベル差を打ち消す方向にリファレンス電圧
ＶRをシフトさせる機能を有する。
【００６９】ここで、リファレンス電圧ＶRがレベル差
を打ち消す方向にシフトするのは、帰還抵抗２５が負帰
還になっているためであり、この時定数は、帰還抵抗２
５と容量２７との積で与えられる。フォトトランジスタ
対９０と、エミッタフォロア回路３６と、自動オフセッ
ト調整回路３９との利得の合計値をＡとすると、自動オ
フセット調整回路３９は、フォトトランジスタ対９０の
ベースの初期電圧差Ｖ Iを、時定数経過後までに、１／
（１＋Ａ）に減少させる効果を有する。すなわち、時定
数経過後におけるフォトトランジスタ対９０のベースの
レベル差（残留電圧差）ＶSは、次式で表される。
を打ち消す方向にシフトするのは、帰還抵抗２５が負帰
還になっているためであり、この時定数は、帰還抵抗２
５と容量２７との積で与えられる。フォトトランジスタ
対９０と、エミッタフォロア回路３６と、自動オフセッ
ト調整回路３９との利得の合計値をＡとすると、自動オ
フセット調整回路３９は、フォトトランジスタ対９０の
ベースの初期電圧差Ｖ Iを、時定数経過後までに、１／
（１＋Ａ）に減少させる効果を有する。すなわち、時定
数経過後におけるフォトトランジスタ対９０のベースの
レベル差（残留電圧差）ＶSは、次式で表される。
【００７０】ＶS＝ＶI／（１＋Ａ）このために、利得Ａ
を上げるか、またはフォトトランジスタ対９０のベース
の初期電圧差ＶIを減少するかすることによって、残留
電圧差ＶSを減少させることができる。
を上げるか、またはフォトトランジスタ対９０のベース
の初期電圧差ＶIを減少するかすることによって、残留
電圧差ＶSを減少させることができる。
【００７１】光受信器ＯＲ４では、一対のフォトトラン
ジスタ９１、９２を備えることによって、初期電圧差Ｖ
Iを減少することができ、このために、残留電圧差ＶSを
減少することができる。
ジスタ９１、９２を備えることによって、初期電圧差Ｖ
Iを減少することができ、このために、残留電圧差ＶSを
減少することができる。
【００７２】図７は、光受信器ＯＲ４の動作を示す図で
ある。
ある。
【００７３】上記の通り、光受信器ＯＲ４では、従来の
光受信機ＯＲ１２と比較して、初期のフォトトランジス
タ対９０におけるベースのレベル差（初期電圧差）ＶI
を、抑圧することができる。
光受信機ＯＲ１２と比較して、初期のフォトトランジス
タ対９０におけるベースのレベル差（初期電圧差）ＶI
を、抑圧することができる。
【００７４】光受信器ＯＲ４における初期電圧差Ｖ
Iは、図７に示すように、従来の光受信機ＯＲ１２と比
較すると、第１近似でＩP／（ＩP＋ＩD）に抑圧され、
このために、リファレンス電圧ＶRは、高速に引き込み
が完了し、この結果、光受信器ＯＲ４の出力信号ＱＴ
は、点線で示す従来の光受信機ＯＲ１２の出力信号と比
較して、早い時間に正常動作になる。また、ＱＴのデュ
ーティ比が、理想値５０％に近くなる。これは、光受信
器ＯＲ４の最少受光感度が改善されることを意味してい
る。
Iは、図７に示すように、従来の光受信機ＯＲ１２と比
較すると、第１近似でＩP／（ＩP＋ＩD）に抑圧され、
このために、リファレンス電圧ＶRは、高速に引き込み
が完了し、この結果、光受信器ＯＲ４の出力信号ＱＴ
は、点線で示す従来の光受信機ＯＲ１２の出力信号と比
較して、早い時間に正常動作になる。また、ＱＴのデュ
ーティ比が、理想値５０％に近くなる。これは、光受信
器ＯＲ４の最少受光感度が改善されることを意味してい
る。
【００７５】［第５の実施例］図８は、本発明の第５の
実施例である光受信器ＯＲ５を示す回路図である。
実施例である光受信器ＯＲ５を示す回路図である。
【００７６】光受信器ＯＲ５において、光入力データＤ
ｉｎ２８は、充分岐回路８１によって２分岐され、フォ
トトランジスタ９１とフォトトランジスタ９２とに入射
される。フォトトランジスタ９１は、そのコレクタに負
荷抵抗Ｒ９が接続され、フォトトランジスタ９２は、そ
のコレクタに負荷抵抗Ｒ１０が接続され、両フォトトラ
ンジスタ９１、９２のエミッタは、共通の電流源３５に
接続されているので、フォトトランジスタ対９０は、回
路的に対称構造をもつ。
ｉｎ２８は、充分岐回路８１によって２分岐され、フォ
トトランジスタ９１とフォトトランジスタ９２とに入射
される。フォトトランジスタ９１は、そのコレクタに負
荷抵抗Ｒ９が接続され、フォトトランジスタ９２は、そ
のコレクタに負荷抵抗Ｒ１０が接続され、両フォトトラ
ンジスタ９１、９２のエミッタは、共通の電流源３５に
接続されているので、フォトトランジスタ対９０は、回
路的に対称構造をもつ。
【００７７】光受信器ＯＲ５は、電気回路部分は、光受
信器ＯＲ４と同じであるが、フォトトランジスタ９２に
も光を入射する点が、光受信器ＯＲ４とは異なる。
信器ＯＲ４と同じであるが、フォトトランジスタ９２に
も光を入射する点が、光受信器ＯＲ４とは異なる。
【００７８】光受信器ＯＲ４では、フォトトランジスタ
９１にのみ光入力を入射するので、フォトトランジスタ
対９０間で発生する電流に差が生じる。つまり、この場
合、フォトトランジスタ９１が、光電流ＩPと暗電流ＩD
とを発生するのに対して、フォトトランジスタ９２は、
暗電流ＩDのみを発生する。
９１にのみ光入力を入射するので、フォトトランジスタ
対９０間で発生する電流に差が生じる。つまり、この場
合、フォトトランジスタ９１が、光電流ＩPと暗電流ＩD
とを発生するのに対して、フォトトランジスタ９２は、
暗電流ＩDのみを発生する。
【００７９】これに対して、光受信器ＯＲ５では、フォ
トトランジスタ対９０を構成するフォトトランジスタ９
１にも、９２にも、両者に光入力を入射するので、光受
信器ＯＲ５におけるフォトトランジスタ対９０のベース
は、電気的にも対称性に優れる。
トトランジスタ対９０を構成するフォトトランジスタ９
１にも、９２にも、両者に光入力を入射するので、光受
信器ＯＲ５におけるフォトトランジスタ対９０のベース
は、電気的にも対称性に優れる。
【００８０】すなわち、光受信器ＯＲ５では、フォトト
ランジスタ対９０の両者が、光電流ＩPと暗電流ＩDとを
発生するので、初期のフォトトランジスタ対９０におけ
る２つのベースにそれぞれ入力される信号のレベル差
（初期電圧差）ＶIをより減少させることができる。特
に、光分岐回路８１で光電力が等分配される場合には、
初期電圧差ＶIをゼロに抑えることができる。
ランジスタ対９０の両者が、光電流ＩPと暗電流ＩDとを
発生するので、初期のフォトトランジスタ対９０におけ
る２つのベースにそれぞれ入力される信号のレベル差
（初期電圧差）ＶIをより減少させることができる。特
に、光分岐回路８１で光電力が等分配される場合には、
初期電圧差ＶIをゼロに抑えることができる。
【００８１】なお、フォトトランジスタ対９０の両者に
光入力を入射するにもかかわらず、入力データを増幅で
きるのは、フォトトランジスタ対９０を構成する２つの
フォトトランジスタ９１、９２の各ベースの入力の一方
のベース（フォトトランジスタ９２のベース）に、容量
２７が接続され、非対称構造でありためである。
光入力を入射するにもかかわらず、入力データを増幅で
きるのは、フォトトランジスタ対９０を構成する２つの
フォトトランジスタ９１、９２の各ベースの入力の一方
のベース（フォトトランジスタ９２のベース）に、容量
２７が接続され、非対称構造でありためである。
【００８２】これによって、容量２７が接続されたフォ
トトランジスタ９２のベース電圧Ｖ Rは、シングル‐バ
ランス変換におけるリファレンスとして機能する。リフ
ァレンスの発生機構は、従来の光受信機ＯＲ１２では、
自動オフセット調整回路３９によるフィードバック制御
であるのに対して、光受信器ＯＲ５では、フォトトラン
ジスタ９２によるフィードフォワード制御（高速制御）
と、自動オフセット調整回路３９によるフィードバック
制御との二重制御である。
トトランジスタ９２のベース電圧Ｖ Rは、シングル‐バ
ランス変換におけるリファレンスとして機能する。リフ
ァレンスの発生機構は、従来の光受信機ＯＲ１２では、
自動オフセット調整回路３９によるフィードバック制御
であるのに対して、光受信器ＯＲ５では、フォトトラン
ジスタ９２によるフィードフォワード制御（高速制御）
と、自動オフセット調整回路３９によるフィードバック
制御との二重制御である。
【００８３】図９は、光受信器ＯＲ５の動作を示すタイ
ムチャートである。
ムチャートである。
【００８４】上記のように、光受信器ＯＲ５では、初期
のフォトトランジスタ対９０におけるベースのレベル差
ＶI（＝ＶR−／（ＶP））をゼロに抑えることができ
る。つまり、レベル差ＶIは、ＶRと／（ＶP）との差で
あり、／（ＶP）は、信号ＶPの直流成分である。
のフォトトランジスタ対９０におけるベースのレベル差
ＶI（＝ＶR−／（ＶP））をゼロに抑えることができ
る。つまり、レベル差ＶIは、ＶRと／（ＶP）との差で
あり、／（ＶP）は、信号ＶPの直流成分である。
【００８５】初めからリファレンスＶRが理想レベル／
（ＶP）になる（または、高速に理想レベルに引き込ま
れる）ので、光受信器ＯＲ５の出力信号ＱＴは、従来の
光受信機ＯＲ１２の出力と比較して、非常に短時間で正
常動作に戻る。また、出力信号ＱＴのデューティ比は、
理想値５０％に近くなる。
（ＶP）になる（または、高速に理想レベルに引き込ま
れる）ので、光受信器ＯＲ５の出力信号ＱＴは、従来の
光受信機ＯＲ１２の出力と比較して、非常に短時間で正
常動作に戻る。また、出力信号ＱＴのデューティ比は、
理想値５０％に近くなる。
【００８６】なお、光受信器ＯＲ５では、光分岐回路８
１の挿入によって、フォトトランジスタ９１に入射され
る光電力は低減されるが、これと引き換えに、リファレ
ンス電圧ＶRの引き込みが高速化され、出力信号ＱＴの
デューティ比が改善される。
１の挿入によって、フォトトランジスタ９１に入射され
る光電力は低減されるが、これと引き換えに、リファレ
ンス電圧ＶRの引き込みが高速化され、出力信号ＱＴの
デューティ比が改善される。
【００８７】一般的に、光電力の低下は、Ｓ／Ｎ比の悪
化を引き起こすが、光受信器ＯＲ５では、初期のフォト
トランジスタ対９０におけるベースのレベル差ＶIをゼ
ロに抑えることができ、残留電圧差ＶSもゼロになるの
で、シングル‐バランス変換における雑音の発生を大き
く抑えることができる。このために、光分岐による光電
力の低下は、卜ータルのＳ／Ｎ比を大幅に悪化させるも
のではない。
化を引き起こすが、光受信器ＯＲ５では、初期のフォト
トランジスタ対９０におけるベースのレベル差ＶIをゼ
ロに抑えることができ、残留電圧差ＶSもゼロになるの
で、シングル‐バランス変換における雑音の発生を大き
く抑えることができる。このために、光分岐による光電
力の低下は、卜ータルのＳ／Ｎ比を大幅に悪化させるも
のではない。
【００８８】［第６の実施例］図１０は、本発明の第６
の実施例である光受信器ＯＲ６を示す回路図である。
の実施例である光受信器ＯＲ６を示す回路図である。
【００８９】光受信器ＯＲ６は、光受信器ＯＲ２におい
て、光分岐回路８１の前段に、光増幅器８２を挿入した
実施例である。
て、光分岐回路８１の前段に、光増幅器８２を挿入した
実施例である。
【００９０】光受信器ＯＲ６では、光分岐による光電力
低下を補い、光分岐による光電力の低下が引き起こすＳ
／Ｎ比の悪化を伴うことなく、リファレンス電圧ＶRの
引き込みを高速化することができ、また、出力ＱＴのデ
ューティ比を改善することができる。
低下を補い、光分岐による光電力の低下が引き起こすＳ
／Ｎ比の悪化を伴うことなく、リファレンス電圧ＶRの
引き込みを高速化することができ、また、出力ＱＴのデ
ューティ比を改善することができる。
【００９１】
【発明の効果】本発明の光受信器によれば、シングル‐
バランス変換におけるリファレンス電圧を高速に引き込
むことができ、また、出力のデューティ比を、理想値５
０％に近付けることができるという効果を奏する。
バランス変換におけるリファレンス電圧を高速に引き込
むことができ、また、出力のデューティ比を、理想値５
０％に近付けることができるという効果を奏する。
【図１】本発明の第１の実施例である光受信器ＯＲ１を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図２】光受信器ＯＲ１の動作を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例である光受信器ＯＲ２を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図４】本発明の第２の実施例である光受信器ＯＲ２の
動作を示す図である。
動作を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施例である光受信器ＯＲ３を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図６】本発明の第４の実施例である光受信器ＯＲ４を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図７】光受信器ＯＲ４の動作を示す図である。
【図８】本発明の第５の実施例である光受信器ＯＲ５を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図９】光受信器ＯＲ５の動作を示すタイムチャートで
ある。
ある。
【図１０】本発明の第６の実施例である光受信器ＯＲ６
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図１１】従来の光受信器ＯＲ１１を示す回路図であ
る。
る。
【図１２】従来の光受信器ＯＲ１２を示す回路図であ
る。
る。
【図１３】従来の光受信器ＯＲ１２の動作を示す図であ
る。
る。
１、２…フォトダイオード、
５、６、２７…容量、
７、８、１１、１２、１４、１５、２０、２１、２２、
２３、４１、４６、４９…トランジスタ、 ２８…光入力端子、 ２９、３０…バイアス電圧入力端子、 ３１…電流調整端子、 ３２、３３、５９…出力端子、 ３４、３７…差動増幅器、 ３５、３８…電流源、 ３６、５６…エミッタフォロア回路、 ３９…自動オフセット調整回路（ＡＯＣ）、 ４０…リファレンス端子、 ５４、５７…エミッタ接地回路、 ８１…光分岐回路、 ８２…光増幅器、 ９０…フォトトランジスタ対、 ９１、９２…フォトトランジスタ。
２３、４１、４６、４９…トランジスタ、 ２８…光入力端子、 ２９、３０…バイアス電圧入力端子、 ３１…電流調整端子、 ３２、３３、５９…出力端子、 ３４、３７…差動増幅器、 ３５、３８…電流源、 ３６、５６…エミッタフォロア回路、 ３９…自動オフセット調整回路（ＡＯＣ）、 ４０…リファレンス端子、 ５４、５７…エミッタ接地回路、 ８１…光分岐回路、 ８２…光増幅器、 ９０…フォトトランジスタ対、 ９１、９２…フォトトランジスタ。
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０４Ｂ 10/26
10/28
(72)発明者 石井 清
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
(72)発明者 柴田 随道
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
Ｆターム(参考） 5J066 AA01 AA12 AA56 CA00 CA13
CA32 CA65 FA07 HA02 HA19
HA25 HA29 HA44 KA02 KA08
KA12 KA18 MA01 MA11 MA14
MA21 ND01 ND11 ND22 ND28
PD02 SA13 TA06
5J092 AA01 AA12 AA56 CA00 CA13
CA32 CA65 FA07 HA02 HA19
HA25 HA29 HA44 KA02 KA08
KA12 KA18 MA01 MA11 MA14
MA21 SA13 TA06 UL02 UL04
5K002 AA03 BA16 CA08 CA13
Claims (5)
- 【請求項１】 互いに同一サイズである一対のフォトダ
イオードと；上記一対のフォトダイオードの２つの出力
信号を、それぞれ一対のトランジスタのベースに入力す
る差動増幅器と；上記差動増幅器の両相出力信号をレベ
ルシフトする２つのエミッタフォロア回路と；上記エミ
ッタフォロア回路の出力信号を、上記差動増幅器の入力
端子に帰還する一対の帰還抵抗と；一方の端子が、一定
電圧源に接続され、他方の端子が、上記一対のフォトダ
イオードを構成する一方のフォトダイオードに接続され
ている容量と；を有し、上記一対のフォトダイオードの
うちで、上記容量が接続されていないフォトダイオード
に、光信号を入射することを特徴とする光受信器。 - 【請求項２】 互いに同一サイズである一対のフォトダ
イオードと；上記一対のフォトダイオードの２つの出力
信号を、それぞれ一対のトランジスタのベースに入力す
る差動増幅器と；上記差動増幅器の両相出力信号をレベ
ルシフトする２つのエミッタフォロア回路と；上記エミ
ッタフォロア回路の出力信号を、上記差動増幅器の入力
端子に帰還する一対の帰還抵抗と；一方の端子が、一定
電圧源に接続され、他方の端子が、上記一対のフォトダ
イオードを構成する一方のフォトダイオードに接続され
ている容量と；を有し、上記一対のフォトダイオードの
それぞれに、光信号を入射することを特徴とする光受信
器。 - 【請求項３】 コレクタに負荷抵抗が接続され、エミッ
タ同士が互いに接続され、互いに同一サイズであるフォ
トトランジスタ対と；上記フォトトランジスタ対の両相
出力信号をレベルシフトする２つのエミッタフォロア回
路と；上記エミッタフォロア回路の出力信号を、上記フ
ォトトランジスタ対の入力端子に帰還する一対の帰還抵
抗と；一方の端子が、一定電圧源に接続され、他方の端
子が、上記フォトトランジスタ対の一方のベースに接続
されている容量と；を有し、上記フォトトランジスタ対
のうちで、上記容量が接続されていないフォトトランジ
スタに光信号を入射することを特徴とする光受信器。 - 【請求項４】 コレクタに負荷抵抗が接続され、エミッ
タ同士が互いに接続され、互いに同一サイズであるフォ
トトランジスタ対と；上記フォトトランジスタ対の両相
出力信号をレベルシフトする２つのエミッタフォロア回
路と；上記エミッタフォロア回路の出力信号を、上記フ
ォトトランジスタ対の入力端子に帰還する一対の帰還抵
抗と；一方の端子が、一定電圧源に接続され、他方の端
子が、上記フォトトランジスタ対の一方のベースに接続
される容量と；を有し、上記フォトトランジスタ対を構
成する両フォトトランジスタのそれぞれに、光信号を入
射することを特徴とする光受信器。 - 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれか１項にお
いて、上記トランジスタは、電界効果トランジスタであ
ることを特徴とする光受信器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001240342A JP2003051723A (ja) | 2001-08-08 | 2001-08-08 | 光受信器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001240342A JP2003051723A (ja) | 2001-08-08 | 2001-08-08 | 光受信器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003051723A true JP2003051723A (ja) | 2003-02-21 |
Family
ID=19070966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001240342A Pending JP2003051723A (ja) | 2001-08-08 | 2001-08-08 | 光受信器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003051723A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008120663A1 (ja) | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Nec Corporation | 光受信回路用信号増幅器 |
| JP2008306673A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Panasonic Corp | 増幅回路 |
| JP2009225216A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | トランスインピーダンスアンプ接続回路 |
| JP2010041158A (ja) * | 2008-08-01 | 2010-02-18 | Yokogawa Electric Corp | 光受信器 |
| JP2011124711A (ja) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Yokogawa Electric Corp | 光受信器 |
| JP2013065941A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-11 | Toshiba Corp | 受光回路 |
| US9306541B2 (en) | 2011-04-11 | 2016-04-05 | Nec Corporation | Semiconductor integrated circuit |
-
2001
- 2001-08-08 JP JP2001240342A patent/JP2003051723A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008120663A1 (ja) | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Nec Corporation | 光受信回路用信号増幅器 |
| US8222590B2 (en) | 2007-03-29 | 2012-07-17 | Nec Corporation | Signal amplifier for optical receiver circuit |
| JP5304642B2 (ja) * | 2007-03-29 | 2013-10-02 | 日本電気株式会社 | 光受信回路用信号増幅器 |
| JP2008306673A (ja) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Panasonic Corp | 増幅回路 |
| JP2009225216A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | トランスインピーダンスアンプ接続回路 |
| JP4712061B2 (ja) * | 2008-03-18 | 2011-06-29 | 日本電信電話株式会社 | トランスインピーダンスアンプ接続回路 |
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| US9306541B2 (en) | 2011-04-11 | 2016-04-05 | Nec Corporation | Semiconductor integrated circuit |
| JP6036686B2 (ja) * | 2011-04-11 | 2016-11-30 | 日本電気株式会社 | 半導体集積回路 |
| JP2013065941A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-11 | Toshiba Corp | 受光回路 |
| US8884208B2 (en) | 2011-09-15 | 2014-11-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light receiving circuit |
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