JP2003258580A - Optical reception circuit - Google Patents

Optical reception circuit

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JP2003258580A
JP2003258580A JP2002059376A JP2002059376A JP2003258580A JP 2003258580 A JP2003258580 A JP 2003258580A JP 2002059376 A JP2002059376 A JP 2002059376A JP 2002059376 A JP2002059376 A JP 2002059376A JP 2003258580 A JP2003258580 A JP 2003258580A
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preamplifier
signal
input
output
amplifier
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JP2002059376A
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Hiroshi Hara
弘 原
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical reception circuit wherein no effect is given on a high frequency characteristic and waveform distortion is less caused even in the case of automatic gain control by an AGC (auto gain control) circuit. <P>SOLUTION: The optical reception circuit includes: a preamplifier 202 for converting a current signal into a voltage signal and outputting the converted signal; a low pass filter 103 for smoothing the voltage signal outputted from the preamplifier 202 and outputting a low pass filter signal; and an automatic gain control circuit 205 having a first input receiving the low pass filter signal passing through the low pass filter 103, a second input for receiving the voltage signal from the preamplifier, amplifying the low pass filter signal received at the first input, controlling the high frequency gain with the voltage signal received at the second input, and outputting a feedback signal to the preamplifier 202 to control a current-voltage conversion efficiency of the preamplifier 202. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光受信回路に関
し、光信号を電気信号に変換する変換器の変換効率を自
動的に調整する自動利得調整回路を有する光受信回路に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical receiving circuit, and more particularly to an optical receiving circuit having an automatic gain adjusting circuit for automatically adjusting the conversion efficiency of a converter for converting an optical signal into an electric signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】光受信回路は、光ファイバから出射され
た光信号を電気信号に変換するための回路であり、光信
号を電流信号に変換する受光デバイスと、電流信号を電
圧信号に変換し、後段に接続される回路に必要な電圧に
増幅するアンプとから構成されている。
2. Description of the Related Art An optical receiving circuit is a circuit for converting an optical signal emitted from an optical fiber into an electric signal, and a light receiving device for converting the optical signal into a current signal and a current signal into a voltage signal. , And an amplifier that amplifies to a voltage required for a circuit connected in the subsequent stage.

【0003】図1に、従来の光受信回路の構成を示す。
光受信回路100は、光ファイバ106から出射された
光信号を電気信号に変換する受光デバイス(PD)10
1と、PD101の出力に接続され、反転増幅器121
と帰還抵抗122とで構成されたプリアンプ102と、
抵抗(R)131とコンデンサ(C)132で構成され
たローパスフィルタ(LPF)103と、2段の差動増
幅器141,142で構成されたメインアンプ104と
を有している。また、光受信回路100は、プリアンプ
102の出力を帰還して、プリアンプ102の利得を調
整する自動利得制御(AGC:Auto Gain Control)回
路105を有している。PD101は、P型−i型−n
型構造によりi層の電界強度を高めて動作速度を向上さ
せたPIN−PD(Photo Diode),APD(Avalanche
Photo Diode)等を用いることができる。
FIG. 1 shows the configuration of a conventional optical receiving circuit.
The light receiving circuit 100 includes a light receiving device (PD) 10 that converts an optical signal emitted from the optical fiber 106 into an electric signal.
1 and the output of the PD 101, and the inverting amplifier 121
And a preamplifier 102 composed of a feedback resistor 122,
It has a low-pass filter (LPF) 103 composed of a resistor (R) 131 and a capacitor (C) 132, and a main amplifier 104 composed of two stages of differential amplifiers 141 and 142. The optical receiver circuit 100 also includes an automatic gain control (AGC) circuit 105 that feeds back the output of the preamplifier 102 and adjusts the gain of the preamplifier 102. PD101 is P-type-i-n
PIN-PD (Photo Diode), APD (Avalanche
Photo Diode) or the like can be used.

【0004】PD101は、光ファイバ106から出射
された光信号を受光し、光信号に対応する電流信号(Ph
oto Current)に変換する。プリアンプ102の反転増
幅器121の入力インピーダンスは、非常に高く設定さ
れているので、電流信号のほとんどは帰還抵抗122に
流れこみ、反転増幅器121の出力段に吸い込まれる。
帰還抵抗122の両端には電位差が生じ、これに対応し
てプリアンプ102の出力電位が変化する。このような
プリアンプ102の動作を、電流/電圧変換という。光
ファイバ106からの光強度が大きく、PD101から
の電流信号が大きい時には、プリアンプ102の出力電
位は低下する。逆に、光ファイバ106からの光強度が
小さい時には、プリアンプ102の出力電位は上昇す
る。
The PD 101 receives an optical signal emitted from the optical fiber 106 and outputs a current signal (Ph) corresponding to the optical signal.
oto Current). Since the input impedance of the inverting amplifier 121 of the preamplifier 102 is set to be extremely high, most of the current signal flows into the feedback resistor 122 and is sucked into the output stage of the inverting amplifier 121.
A potential difference is generated across the feedback resistor 122, and the output potential of the preamplifier 102 changes correspondingly. Such operation of the preamplifier 102 is called current / voltage conversion. When the light intensity from the optical fiber 106 is large and the current signal from the PD 101 is large, the output potential of the preamplifier 102 decreases. On the contrary, when the light intensity from the optical fiber 106 is low, the output potential of the preamplifier 102 rises.

【0005】プリアンプ102の出力は、メインアンプ
104の差動増幅器141の一方の入力(正相入力)に
導かれる。差動増幅器141の他方の入力(逆相入力)
には、プリアンプ102の出力からLPF103を通し
た低周波信号が入力される。この低周波信号は、プリア
ンプ102から出力される信号の瞬時平均値(R131
とC132の時定数以下)を与える。メインアンプ10
4は、2つの信号入力、すなわち光信号に重畳されたデ
ータに対応する信号と、その瞬時平均値との差を増幅し
て、相補的な出力POUTとNOUTとを生成する。
The output of the preamplifier 102 is guided to one input (positive phase input) of the differential amplifier 141 of the main amplifier 104. The other input (differential phase input) of the differential amplifier 141
A low-frequency signal that has passed through the LPF 103 from the output of the preamplifier 102 is input to the. This low frequency signal is an instantaneous average value (R131 of the signal output from the preamplifier 102.
And below the time constant of C132). Main amplifier 10
Reference numeral 4 amplifies a difference between two signal inputs, that is, a signal corresponding to the data superimposed on the optical signal and its instantaneous average value to generate complementary outputs POUT and NOUT.

【0006】受光デバイスに入力される光信号のダイナ
ミックレンジは、−40dBm〜+10dBmの広い範
囲に及ぶ。このような広いダイナミックレンジを、プリ
アンプ回路に持たせるのは困難である。小信号に対応し
て回路設計した場合には、+10dBmもの大信号に対
しては、回路が飽和してしまう。極端な例では出力が入
力の増加につれて減少することもある。逆に大信号に対
応して回路設計を行うと、小信号に対しては出力が現れ
ないことさえある。この問題を克服するために、プリア
ンプの利得特性を信号の大きさに対応してダイナミック
に変化させる、AGC回路を用いるのが一般的である。
The dynamic range of the optical signal input to the light receiving device covers a wide range of -40 dBm to +10 dBm. It is difficult to provide the preamplifier circuit with such a wide dynamic range. When the circuit is designed for a small signal, the circuit is saturated for a large signal of +10 dBm. In the extreme case, the output may decrease with increasing input. Conversely, if the circuit is designed for a large signal, the output may not even appear for a small signal. In order to overcome this problem, it is common to use an AGC circuit that dynamically changes the gain characteristic of the preamplifier according to the magnitude of the signal.

【0007】図1において、AGC回路105は、反転
増幅器151一段の構成を有する。この反転増幅器15
1には、プリアンプ102の出力からLPF103を通
した低周波信号が入力される。反転増幅器151の出力
は、プリアンプ102の帰還抵抗122に並列に挿入さ
れたFET152のゲートに接続されている。
In FIG. 1, the AGC circuit 105 has a single-stage configuration of the inverting amplifier 151. This inverting amplifier 15
A low-frequency signal that has passed through the LPF 103 from the output of the preamplifier 102 is input to 1. The output of the inverting amplifier 151 is connected to the gate of the FET 152 inserted in parallel with the feedback resistor 122 of the preamplifier 102.

【0008】光ファイバ106からの光信号の平均値が
大きくなると、プリアンプ102の出力電位が低下す
る。出力電位の低下により、AGC回路105の反転増
幅器151の入力電位も低下し、反転増幅器151の出
力電位は上昇する。そうすると、FET152のゲート
電位も上昇するので、FET152のドレイン−ソース
間を流れる電流も上昇する。ドレイン−ソース間電流の
上昇は、見かけ上、FET152のオン抵抗が小さくな
ることを意味し、帰還抵抗122の値も小さくなる。従
って、電流/電圧変換利得も減少するので、プリアンプ
102の出力電位は上昇する。このことは、信号入力が
大きくなると、それにつれて利得が減少することにな
る。光ファイバ106からの光信号が小さくなると、逆
の帰還が働いて利得が増大する。このようにして、自動
利得制御が可能となる。
When the average value of the optical signal from the optical fiber 106 increases, the output potential of the preamplifier 102 decreases. As the output potential decreases, the input potential of the inverting amplifier 151 of the AGC circuit 105 also decreases, and the output potential of the inverting amplifier 151 rises. Then, since the gate potential of the FET 152 also rises, the current flowing between the drain and source of the FET 152 also rises. The increase in the drain-source current apparently means that the ON resistance of the FET 152 becomes smaller, and the value of the feedback resistor 122 also becomes smaller. Therefore, the current / voltage conversion gain also decreases, and the output potential of the preamplifier 102 increases. This means that the gain decreases as the signal input increases. When the optical signal from the optical fiber 106 becomes smaller, reverse feedback works and the gain increases. In this way, automatic gain control is possible.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、AGC
回路105による帰還制御によって、プリアンプ102
の帯域特性が損なわれるという問題があった。プリアン
プ102の帰還抵抗122に並列に挿入したFET15
2に起因する容量(Cgs,Cds,Cgd)が、帰還
抵抗122に並列に挿入されることになるため、プリア
ンプ102の周波数特性が損なわれるからである。
[Problems to be Solved by the Invention] However, AGC
By the feedback control by the circuit 105, the preamplifier 102
However, there is a problem that the band characteristic of is impaired. FET 15 inserted in parallel with the feedback resistor 122 of the preamplifier 102
This is because the capacitance (Cgs, Cds, Cgd) due to 2 is inserted in parallel with the feedback resistor 122, and the frequency characteristic of the preamplifier 102 is impaired.

【0010】また、FET152に起因する容量Cgs
の変化は、受信した光信号の発光時に大きくなる。従っ
て、光信号の消光時から発光時への変化に相当する、プ
リアンプ102の出力である電圧信号がなまってしま
う。発光時と消光時とにおいて容量が変化するため、波
形歪みを生じるという問題もあった。
Further, the capacitance Cgs caused by the FET 152
Changes when the received optical signal emits light. Therefore, the voltage signal, which is the output of the preamplifier 102, corresponding to the change from the extinction to the light emission of the optical signal is blunted. There is also a problem that waveform distortion occurs because the capacitance changes between light emission and extinction.

【0011】さらに、プリアンプ102の負荷として、
R131とC132で構成されたLPF103が新たに
接続されるので、プリアンプ102の周波数特性、特に
高域での周波数特性に影響を与えてしまうという問題も
あった。
Further, as the load of the preamplifier 102,
Since the LPF 103 composed of R131 and C132 is newly connected, there is also a problem that the frequency characteristic of the preamplifier 102, particularly the frequency characteristic in the high frequency range, is affected.

【0012】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、AGC回路による
自動利得制御を行っても高域の周波数特性に影響を与え
ず、かつ波形歪みの少ない光受信回路を提供することに
ある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to not affect the frequency characteristic in the high frequency range even if the automatic gain control by the AGC circuit is performed, and to prevent the waveform distortion. It is to provide a light receiving circuit with less power consumption.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、請求項1に記載の発明は、受信し
た光信号を電流信号に変換する受光デバイスに接続され
た光受信回路において、前記電流信号を電圧信号に変換
して出力するプリアンプと、該プリアンプから出力され
た前記電圧信号を平滑化して、低域濾波信号を出力する
低域通過フィルタと、該低域通過フィルタを通過した前
記低域濾波信号を入力する第1の入力と、前記プリアン
プからの前記電圧信号を入力する第2の入力とを有し、
前記第1の入力に入力した前記低域濾波信号を増幅し、
前記第2の入力に入力した前記電圧信号により高域の利
得を制御して、前記プリアンプに帰還信号を出力し、前
記プリアンプの電流−電圧変換効率を制御する自動利得
制御回路とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve such an object, the present invention provides an optical receiver connected to a light receiving device for converting a received optical signal into a current signal. In the circuit, a preamplifier that converts the current signal into a voltage signal and outputs the voltage signal, a low-pass filter that smoothes the voltage signal output from the preamplifier and outputs a low-pass filtered signal, and the low-pass filter A first input for inputting the low-pass filtered signal that has passed through, and a second input for inputting the voltage signal from the preamplifier,
Amplifying the low-pass filtered signal input to the first input;
An automatic gain control circuit for controlling a high-frequency gain by the voltage signal input to the second input, outputting a feedback signal to the preamplifier, and controlling a current-voltage conversion efficiency of the preamplifier. Is characterized by.

【0014】この構成によれば、低域通過フィルタを介
する負帰還と、プリアンプの出力による正帰還とによ
り、自動利得制御回路において高域での利得を増加させ
るように動作し、自動利得制御回路による高域特性の劣
化を補正することができる。
According to this configuration, the automatic feedback control circuit operates by the negative feedback through the low-pass filter and the positive feedback by the output of the preamplifier to increase the gain in the high frequency band, and the automatic gain control circuit. It is possible to correct the deterioration of the high frequency characteristic due to.

【0015】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の前記プリアンプは、増幅器と、該増幅器の入力と出力
とを接続する帰還抵抗とを備え、前記自動利得制御回路
からの前記帰還信号を、前記帰還抵抗に並列に接続され
たトランジスタの制御端子に入力して、前記帰還抵抗と
前記トランジスタとから構成されるトランスインピーダ
ンスを変化させて、前記電流−電圧変換効率を制御する
ことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, the preamplifier according to the first aspect includes an amplifier and a feedback resistor that connects an input and an output of the amplifier, and the feedback from the automatic gain control circuit. A signal is input to a control terminal of a transistor connected in parallel to the feedback resistor to change a transimpedance formed by the feedback resistor and the transistor to control the current-voltage conversion efficiency. Characterize.

【0016】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載の前記自動利得制御回路は、前記プリアンプか
らの前記電圧信号を増幅し、前記第2の入力に入力する
増幅器を備え、前記プリアンプの前記電圧信号の振幅と
前記自動利得制御回路の前記帰還信号の振幅と位相と
が、前記低域通過フィルタのカットオフ周波数以上の周
波数帯域でほぼ等しい値であることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, the automatic gain control circuit according to the first or second aspect includes an amplifier for amplifying the voltage signal from the preamplifier and inputting the amplified voltage signal to the second input. The amplitude of the voltage signal of the preamplifier and the amplitude and phase of the feedback signal of the automatic gain control circuit are substantially equal in a frequency band equal to or higher than the cutoff frequency of the low pass filter.

【0017】請求項4に記載の発明は、請求項1に記載
の前記プリアンプは、増幅トランジスタに接続された負
荷素子に接続された電圧利得制御用トランジスタを含む
増幅段と、該増幅段の出力バッファである出力段と、前
記増幅段の入力と前記出力段の出力とを接続する帰還抵
抗とを備え、前記自動利得制御回路からの前記帰還信号
を、前記利得制御用トランジスタの制御端子に入力し
て、前記増幅段の利得を制御することにより、前記電流
−電圧変換効率を制御することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, the preamplifier according to the first aspect includes an amplification stage including a voltage gain control transistor connected to a load element connected to the amplification transistor, and an output of the amplification stage. An output stage that is a buffer, and a feedback resistor that connects the input of the amplification stage and the output of the output stage are provided, and the feedback signal from the automatic gain control circuit is input to the control terminal of the gain control transistor. Then, the current-voltage conversion efficiency is controlled by controlling the gain of the amplification stage.

【0018】請求項5に記載の発明は、請求項1ないし
4のいずれかに記載の前記光受信回路は、前記プリアン
プから出力された前記電圧信号を増幅するメインアンプ
を備え、前記プリアンプと前記メインアンプと前記自動
利得制御回路とが一体に集積化されて構成されているこ
とを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, the optical receiving circuit according to any one of the first to fourth aspects includes a main amplifier for amplifying the voltage signal output from the preamplifier, the preamplifier and the preamplifier. The main amplifier and the automatic gain control circuit are integrally integrated and configured.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態について詳細に説明する。 (第1の実施形態)本実施形態においては、AGC制御
回路を二重帰還回路とする。図1に示した従来のAGC
回路105の入力信号は、LPF103を通過した信号
のみで制御していた。本実施形態においては、これに加
えて、AGC回路の高域特性を補償するために、プリア
ンプの出力を直接AGC回路に入力する。低域通過フィ
ルタを介する帰還が負帰還であり、プリアンプの出力に
よる帰還は正帰還となっている。すなわち、従来のAG
C回路による高域特性の劣化を補正するために、高域で
のAGC回路の利得を増加させるように動作する。以
下、具体的な回路構成について説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. (First Embodiment) In this embodiment, the AGC control circuit is a double feedback circuit. Conventional AGC shown in FIG.
The input signal of the circuit 105 was controlled only by the signal that passed through the LPF 103. In addition to this, in the present embodiment, in order to compensate for the high frequency characteristic of the AGC circuit, the output of the preamplifier is directly input to the AGC circuit. Feedback through the low-pass filter is negative feedback, and feedback by the output of the preamplifier is positive feedback. That is, the conventional AG
In order to correct the deterioration of the high frequency characteristic due to the C circuit, it operates so as to increase the gain of the AGC circuit in the high frequency region. Hereinafter, a specific circuit configuration will be described.

【0020】図2に、本発明の第1の実施形態にかかる
光受信回路の構成を示す。光受信回路200は、光ファ
イバ106から出射された光信号を電気信号に変換する
受光デバイス(PD)101と、PD101の出力に接
続され、反転増幅器221と帰還抵抗222とで構成さ
れたプリアンプ202と、抵抗(R)131とコンデン
サ(C)132で構成されたローパスフィルタ(LP
F)103と、二段の差動増幅器141,142で構成
されたメインアンプ104とを有している。また、光受
信回路200は、プリアンプ202の出力を帰還して、
プリアンプ202の利得を調整するAGC回路205を
有している。
FIG. 2 shows the configuration of the optical receiving circuit according to the first embodiment of the present invention. The optical receiver circuit 200 is connected to the light receiving device (PD) 101 that converts an optical signal emitted from the optical fiber 106 into an electrical signal, and the output of the PD 101, and is a preamplifier 202 that includes an inverting amplifier 221 and a feedback resistor 222. And a low pass filter (LP) including a resistor (R) 131 and a capacitor (C) 132.
F) 103 and a main amplifier 104 composed of two stages of differential amplifiers 141 and 142. Further, the optical receiving circuit 200 feeds back the output of the preamplifier 202,
It has an AGC circuit 205 for adjusting the gain of the preamplifier 202.

【0021】PD101は、InGaAs系のPIN−
PDまたはAPDを使用することができる。受光波長帯
は、InGaAsの組成により、1.3μm帯または
1.55μm帯を任意に選択することができる。受光面
の有感領域の径は、30μm〜100μmである。小さ
ければ容量が小さくなり高速動作可能が可能であるが、
受光感度が低くなり、光ファイバとの調芯作業は難しく
なる。
The PD 101 is an InGaAs PIN-
PD or APD can be used. The light receiving wavelength band can be arbitrarily selected to be 1.3 μm band or 1.55 μm band depending on the composition of InGaAs. The diameter of the sensitive area of the light receiving surface is 30 μm to 100 μm. If it is small, the capacity will be small and high speed operation is possible,
The light receiving sensitivity is lowered, and the alignment work with the optical fiber becomes difficult.

【0022】図3に、本発明の第1の実施形態にかかる
光受信回路のプリアンプの回路構成を示す。プリアンプ
202は、FET(Tr1)一段の増幅段と、FET
(Tr2,Tr3)の出力段とを有する反転増幅器22
1と、1kΩの帰還抵抗222とにより構成されてい
る。帰還抵抗222の値は、電流/電圧変換効率により
適宜選択される。抵抗値を大きくすれば変換効率は大き
くなるが、プリアンプ202の周波数特性は劣化する。
プリアンプ202の帯域幅をfw、帰還抵抗222の抵
抗値をRfとすると、fw×Rfは一定の関係がある。
FIG. 3 shows the circuit configuration of the preamplifier of the optical receiving circuit according to the first embodiment of the present invention. The preamplifier 202 includes an FET (Tr1) one amplification stage and an FET
Inverting amplifier 22 having (Tr2, Tr3) output stage
1 and a feedback resistor 222 of 1 kΩ. The value of the feedback resistor 222 is appropriately selected according to the current / voltage conversion efficiency. If the resistance value is increased, the conversion efficiency is increased, but the frequency characteristic of the preamplifier 202 is deteriorated.
When the bandwidth of the preamplifier 202 is fw and the resistance value of the feedback resistor 222 is Rf, fw × Rf has a fixed relationship.

【0023】FET(Tr1)のゲートを自己バイアス
するために、ソースには、ダイオードD3を挿入する。
ダイオード1個で、ほぼ0.75V程度の電圧降下があ
るので、ゲートは、ソースに対して−0.75程度バイ
アスされる。負荷抵抗RLは1kΩである。増幅段の利
得は、FET(Tr1)のゲート幅をWg、相互コンダ
クタンスgmとすると、RL×Wg×gmで決定され
る。Wgを大きくすれば、プリアンプ202の利得は増
加するが、FET(Tr1)の入力容量が増加するの
で、プリアンプ202の帯域特性は劣化する。利得と帯
域とを総合的に判断して、RL,Wg,Rf,gmの値
を決定する。
In order to self-bias the gate of the FET (Tr1), a diode D3 is inserted in the source.
Since one diode has a voltage drop of about 0.75V, the gate is biased by about -0.75 with respect to the source. The load resistance RL is 1 kΩ. The gain of the amplification stage is determined by RL × Wg × gm, where Wg is the gate width of the FET (Tr1) and gm is the mutual conductance. If Wg is increased, the gain of the preamplifier 202 increases, but the input capacitance of the FET (Tr1) increases, so that the band characteristic of the preamplifier 202 deteriorates. The values of RL, Wg, Rf, and gm are determined by comprehensively judging the gain and the band.

【0024】出力段は、FET(Tr2,Tr3)とダ
イオードD1,D2とによるソースフォロワ構成であ
る。FET(Tr3)は、ゲートとソースが短絡されて
おり、電流源の機能を有し、ダイオードD1,D2は、
電位を降下させるために挿入する。ダイオードD1,D
2と並列にコンデンサC1を接続してもよい。コンデン
サC1により、高周波信号は、ダイオードD1,D2を
バイパスすることから、スピードアップコンデンサとし
て機能する。コンデンサC1の容量値は、信号周波数に
依存するが、数GHzの信号に対しては、数pFを選択
することが好ましい。
The output stage has a source follower structure composed of FETs (Tr2, Tr3) and diodes D1, D2. The FET (Tr3) has a gate and a source short-circuited and has a function of a current source. The diodes D1 and D2 are
Insert to drop the potential. Diodes D1 and D
The capacitor C1 may be connected in parallel with 2. The high frequency signal functions as a speed-up capacitor because the capacitor C1 bypasses the diodes D1 and D2. Although the capacitance value of the capacitor C1 depends on the signal frequency, it is preferable to select several pF for a signal of several GHz.

【0025】プリアンプ202の出力は、ダイオードD
2のカソードから、LPF103を介してメインアンプ
104の正相入力に、FET(Tr2)のソースから、
AGC回路205の正帰還入力に接続される。これら二
つの出力は、直流レベルが異なるのみで、位相は全く同
じである。
The output of the preamplifier 202 is the diode D
From the cathode of 2 to the positive phase input of the main amplifier 104 via the LPF 103, from the source of the FET (Tr2),
It is connected to the positive feedback input of the AGC circuit 205. These two outputs are exactly the same in phase except for the DC level.

【0026】図4に、本発明の一実施形態にかかる光受
信回路のLPFの回路構成を示す。プリアンプ202の
出力は、メインアンプ104の正相入力に直接接続され
る。一方、プリアンプ202の出力は、抵抗131とコ
ンデンサ132で構成されたLPF103を介して、メ
インアンプ104の逆相入力に接続される。コンデンサ
132は、光受信回路を構成する集積回路の内部に構成
してもよいし、外部のコンデンサを接続するようにして
もよい。
FIG. 4 shows a circuit configuration of the LPF of the optical receiving circuit according to the embodiment of the present invention. The output of the preamplifier 202 is directly connected to the positive phase input of the main amplifier 104. On the other hand, the output of the preamplifier 202 is connected to the negative phase input of the main amplifier 104 via the LPF 103 composed of the resistor 131 and the capacitor 132. The capacitor 132 may be configured inside the integrated circuit that constitutes the optical receiving circuit, or may be connected to an external capacitor.

【0027】低域通過フィルタLPF103のカットオ
フ周波数は、1/(2πCpRp)より、およそ800
kHzとなる。カットオフ周波数より低い周波数の低域
濾波信号は、メインアンプ104の逆相入力端子に入力
されるが、高い周波数の信号は、コンデンサ132によ
り接地され、逆相入力端子に入力されない。AGC回路
205には、LPF103を通過した低域濾波信号が入
力されるので、AGC回路205の負帰還は、800k
Hz以上では動作しないことになる。
The cutoff frequency of the low pass filter LPF103 is about 800 from 1 / (2πCpRp).
It becomes kHz. A low-pass filtered signal having a frequency lower than the cutoff frequency is input to the negative phase input terminal of the main amplifier 104, but a high frequency signal is grounded by the capacitor 132 and is not input to the negative phase input terminal. Since the low-pass filtered signal that has passed through the LPF 103 is input to the AGC circuit 205, the negative feedback of the AGC circuit 205 is 800 k.
It will not operate above Hz.

【0028】図5に、本発明の一実施形態にかかる光受
信回路のメインアンプの回路構成を示す。メインアンプ
104は、2段の差動増幅器により構成されている。初
段の差動増幅器は、FET(Tr4〜Tr10)と、抵
抗R1〜R3と、ダイオードD4〜D7とにより構成さ
れ、終段の差動増幅器は、FET(Tr11〜TR1
7)と、抵抗R4〜R6とにより構成されている。ま
た、初段の差動増幅器と終段の差動増幅器とを接続する
コンデンサC2,C3を備える。
FIG. 5 shows a circuit configuration of the main amplifier of the optical receiving circuit according to the embodiment of the present invention. The main amplifier 104 is composed of a two-stage differential amplifier. The first stage differential amplifier is composed of FETs (Tr4 to Tr10), resistors R1 to R3, and diodes D4 to D7, and the last stage differential amplifier is FET (Tr11 to TR1).
7) and resistors R4 to R6. Further, capacitors C2 and C3 for connecting the first stage differential amplifier and the last stage differential amplifier are provided.

【0029】初段の差動増幅器の負荷抵抗R1,R2
は、650Ωであり、Vref及び抵抗R3の抵抗値5
0Ωで決定される電流I1が流れる。初段の差動増幅器
の利得は、負荷抵抗R1,R2の抵抗値と、FET(T
r4,Tr5)のゲート幅で決定される。FET(Tr
4,Tr5)のゲート幅を広げるか、負荷抵抗R1,R
2の抵抗値を大きくすれば、利得は増大するが、帯域特
性は劣化する。また、入力信号の大きさによっては、流
れる電流I1と負荷抵抗R1,R2の抵抗値との積が電
源電圧より大きくなり、増幅段が飽和して信号が歪む。
これらを考慮して、ゲート幅、抵抗値及び電流Iを決定
する。
Load resistors R1 and R2 of the first stage differential amplifier
Is 650Ω, and the resistance value of Vref and the resistance R3 is 5
A current I1 determined by 0Ω flows. The gain of the first stage differential amplifier is the resistance value of the load resistors R1 and R2 and the FET (T
It is determined by the gate width of r4, Tr5). FET (Tr
4 or Tr5), or increase the load resistance R1, R
If the resistance value of 2 is increased, the gain is increased, but the band characteristic is deteriorated. Further, depending on the magnitude of the input signal, the product of the flowing current I1 and the resistance values of the load resistors R1 and R2 becomes larger than the power supply voltage, and the amplification stage is saturated and the signal is distorted.
In consideration of these, the gate width, the resistance value and the current I are determined.

【0030】終段の差動増幅器は、初段の差動増幅器と
同じ回路構成を有している。但し、抵抗R6の抵抗値を
25Ωとし、流れる電流I2は、流れる電流I1のほぼ
2倍とする。流れる電流I2の大きさを相殺するため
に、負荷抵抗R4,R5は300Ωである。この結果、
負荷抵抗R4,R5の両端に発生する信号波形の大きさ
は、初段の差動増幅器と終段の差動増幅器とで、ほぼ同
一である。出力ソースフォロワ回路には、電圧降下用の
ダイオードは用いていない。メインアンプ104の出力
POUT,NOUTは、容量性結合により、次段の信号
処理回路に入力されるためである。
The final stage differential amplifier has the same circuit configuration as the first stage differential amplifier. However, the resistance value of the resistor R6 is 25Ω, and the flowing current I2 is almost twice the flowing current I1. The load resistances R4 and R5 are 300Ω in order to cancel the magnitude of the flowing current I2. As a result,
The magnitudes of the signal waveforms generated at both ends of the load resistors R4 and R5 are almost the same in the first stage differential amplifier and the last stage differential amplifier. The output source follower circuit does not use a diode for voltage drop. This is because the outputs POUT and NOUT of the main amplifier 104 are input to the signal processing circuit of the next stage by capacitive coupling.

【0031】初段の差動増幅器と終段の差動増幅器との
間には、コンデンサC2,C3による正帰還が施されて
いる。これは、初段の差動増幅器と終段の差動増幅器と
の間で、同相の信号となる点を、コンデンサC2,C3
を介して接続することで、高周波信号のみをバイパスす
る。
Positive feedback is provided by capacitors C2 and C3 between the first stage differential amplifier and the last stage differential amplifier. This is because capacitors C2 and C3 have the same in-phase signal between the first stage differential amplifier and the last stage differential amplifier.
By connecting via, only high-frequency signals are bypassed.

【0032】図6に、本発明の第1の実施形態にかかる
光受信回路のAGC回路の回路構成を示す。AGC回路
205の増幅器251は、2段の差動増幅器により構成
されている。初段の差動増幅器は、FET(Tr18〜
Tr24)と、抵抗R7〜R10と、ダイオードD8〜
D10とにより構成され、終段の差動増幅器は、FET
(Tr25〜Tr30)と、抵抗R11〜R12と、ダ
イオードD12〜D13とにより構成されている。
FIG. 6 shows the circuit configuration of the AGC circuit of the optical receiver circuit according to the first embodiment of the present invention. The amplifier 251 of the AGC circuit 205 is composed of a two-stage differential amplifier. The first stage differential amplifier is a FET (Tr18-
Tr24), resistors R7 to R10, and diode D8 to
D10 and the final stage differential amplifier is a FET
(Tr25 to Tr30), resistors R11 to R12, and diodes D12 to D13.

【0033】初段の差動増幅器の入力は、LPF103
に接続され、メインアンプ104の逆相入力と同じ信号
が入力される。上述したように、低域濾波信号は、80
kHz以上の信号成分を含んでいないため、初段の差動
増幅器は、周波数特性に留意する必要性は少ない。負荷
抵抗R7,R8は、2.2kΩと比較的高い値を設定す
る。初段の差動増幅器の他方の入力は、電源を抵抗分圧
して得られる基準電圧が入力される。
The input of the first stage differential amplifier is the LPF 103.
And the same signal as the negative phase input of the main amplifier 104 is input. As mentioned above, the low pass filtered signal is 80
Since the first stage differential amplifier does not include a signal component of kHz or higher, it is not necessary to pay attention to the frequency characteristic. The load resistors R7 and R8 are set to a relatively high value of 2.2 kΩ. A reference voltage obtained by resistance-dividing the power supply is input to the other input of the first stage differential amplifier.

【0034】終段の差動増幅器は、一方の負荷抵抗R1
2を純抵抗に設定し、他方の負荷を純抵抗R11とFE
T(Tr28)との直列接続とした。FET(Tr2
8)のゲートには、プリアンプ202の出力が直接入力
される。すなわち、図3に示したプリアンプ202のF
ET(Tr2)のソースと接続される。FET(Tr2
8)に入力されたプリアンプ202の出力に対して、終
段の差動増幅器は、増幅作用を有さず、周波数特性の補
正を介しないソースフォロアとしてはたらく。
The differential amplifier at the final stage has one load resistor R1.
2 is set to pure resistance, the other load is pure resistance R11 and FE
It was connected in series with T (Tr28). FET (Tr2
The output of the preamplifier 202 is directly input to the gate of 8). That is, F of the preamplifier 202 shown in FIG.
It is connected to the source of ET (Tr2). FET (Tr2
With respect to the output of the preamplifier 202 input in 8), the differential amplifier at the final stage does not have an amplifying action and acts as a source follower without correction of frequency characteristics.

【0035】FET(Tr25)の出力は、FET(T
r29〜Tr30)のソースフォロワを介して、プリア
ンプ202の帰還抵抗222に接続されたFET252
のゲートに入力される。FET(Tr28)とソースフ
ォロワとは、信号周波数が通過するので、周波数特性に
留意する必要がある。ダイオードD12,D13と並列
に、スピードアップコンデンサを挿入してもよい。
The output of the FET (Tr25) is the FET (T
FET 252 connected to the feedback resistor 222 of the preamplifier 202 via the source follower of r29 to Tr30).
Input to the gate. Since the signal frequency passes through the FET (Tr28) and the source follower, it is necessary to pay attention to the frequency characteristic. A speed-up capacitor may be inserted in parallel with the diodes D12 and D13.

【0036】次に、第1の実施形態にかかる光受信回路
の動作について説明する。LPF103が動作しない高
域、例えば信号周波数帯について考える。この場合、L
PF103を通過した低域濾波信号は、等価的に直流、
すなわち信号周波数に対して十分小さい周波数である故
にほとんど変化しない信号とみなすことができる。図6
に示したAGC回路205の増幅器251の入力FET
(Tr18)に、等価的な直流信号を入力すると、単に
電流源FETとして機能するのみである。
Next, the operation of the optical receiving circuit according to the first embodiment will be described. Consider a high frequency band in which the LPF 103 does not operate, for example, a signal frequency band. In this case, L
The low-pass filtered signal that has passed through the PF 103 is equivalently a direct current,
That is, since the frequency is sufficiently smaller than the signal frequency, it can be regarded as a signal that hardly changes. Figure 6
Input FET of the amplifier 251 of the AGC circuit 205 shown in FIG.
When an equivalent DC signal is input to (Tr18), it simply functions as a current source FET.

【0037】一方、プリアンプ202の出力を直接入力
する増幅器251のFET(Tr28)は、プリアンプ
202の出力に対してソースフォロワとして動作する。
従って、AGC回路205の出力は、プリアンプ202
の出力を直接反映したものとなる。
On the other hand, the FET (Tr28) of the amplifier 251 which directly inputs the output of the preamplifier 202 operates as a source follower for the output of the preamplifier 202.
Therefore, the output of the AGC circuit 205 is the preamplifier 202.
It will directly reflect the output of.

【0038】光信号が大きくなり、プリアンプ202の
出力電位が低下すると、LPF103の出力電位は低下
する。AGC回路205の増幅器251において、入力
FET(Tr18)の出力電位が上昇し、逆相の入力F
ET(Tr19)の出力電位が低下する。FET(Tr
21,Tr22)を介して、FET(Tr25,Tr2
6)のゲートに導かれると、FET(Tr25)のゲー
トの電位が低下する。FET(Tr25)を流れる電流
が減少するので、FET(Tr28)、抵抗R11、及
びFET(Tr25)で構成されるソースフォロワのレ
ベルシフト量も減少する。従って、FET(Tr29)
からは、プリアンプ202の出力と比較して、同相であ
り、振幅もほぼ等しく、直流レベルが上昇した出力が得
られる。
When the optical signal becomes large and the output potential of the preamplifier 202 drops, the output potential of the LPF 103 drops. In the amplifier 251 of the AGC circuit 205, the output potential of the input FET (Tr18) rises and the reverse phase input F
The output potential of ET (Tr19) decreases. FET (Tr
21, Tr22) and FETs (Tr25, Tr2)
When it is guided to the gate of 6), the potential of the gate of the FET (Tr25) decreases. Since the current flowing through the FET (Tr25) decreases, the level shift amount of the source follower composed of the FET (Tr28), the resistor R11, and the FET (Tr25) also decreases. Therefore, FET (Tr29)
In comparison with the output of the preamplifier 202, an output having a higher direct current level and a substantially equal amplitude is obtained.

【0039】この結果、プリアンプ202の帰還抵抗2
22に並列に挿入されているFET252のゲート電位
が上昇するので、FET252のドレイン−ソース間の
等価抵抗が小さくなる。このようにして、プリアンプ2
02の電流/電圧変換利得を可変することができる。こ
のような正帰還は、光信号の変化に随時追従して起こる
ので、AGC回路205を挿入することで劣化した、プ
リアンプ202の高域の周波数特性を補償する。
As a result, the feedback resistor 2 of the preamplifier 202
Since the gate potential of the FET 252 inserted in parallel with 22 increases, the equivalent resistance between the drain and the source of the FET 252 decreases. In this way, the preamplifier 2
The current / voltage conversion gain of 02 can be changed. Since such positive feedback always follows the change of the optical signal, it compensates the high frequency characteristic of the preamplifier 202 which is deteriorated by inserting the AGC circuit 205.

【0040】(第2の実施形態)本実施形態において
は、プリアンプ202の出力を、高域の周波数特性にお
いて劣化のない差動増幅器を通過させた後、AGC回路
の増幅器に入力する。
(Second Embodiment) In the present embodiment, the output of the preamplifier 202 is passed through a differential amplifier that is not deteriorated in the high frequency characteristics, and then input to the amplifier of the AGC circuit.

【0041】図7に、本発明の第2の実施形態にかかる
光受信回路の構成を示す。図2に示した第1の実施形態
との相違は、AGC回路305の構成である。AGC回
路305は、増幅器351と、プリアンプ202の帰還
抵抗222に並列に挿入されたFET352と、差動増
幅器353とから構成されている。増幅器351の構成
は、図6に示した増幅器251の構成と同一であり、終
段の差動増幅器のFET(Tr28)のゲートに、差動
増幅器353の出力が接続されている。
FIG. 7 shows the configuration of an optical receiving circuit according to the second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment shown in FIG. 2 is the configuration of the AGC circuit 305. The AGC circuit 305 includes an amplifier 351, an FET 352 inserted in parallel with the feedback resistor 222 of the preamplifier 202, and a differential amplifier 353. The configuration of the amplifier 351 is the same as the configuration of the amplifier 251 shown in FIG. 6, and the output of the differential amplifier 353 is connected to the gate of the FET (Tr28) of the final stage differential amplifier.

【0042】図8に、本発明の第2の実施形態にかかる
光受信回路のAGC回路における差動増幅器の回路構成
を示す。差動増幅器353の入力には、メインアンプ1
04の正相入力と逆相入力と同じ信号が導かれる。差動
増幅器353の負荷抵抗R13,R14は650Ωであ
る。差動増幅器353の電流源であるFET(Tr3
3)には、基準電位として別途生成されたVrefが入
力されている。
FIG. 8 shows the circuit configuration of the differential amplifier in the AGC circuit of the optical receiving circuit according to the second embodiment of the present invention. The main amplifier 1 is connected to the input of the differential amplifier 353.
The same signal as the positive-phase input and the negative-phase input of 04 is introduced. The load resistances R13 and R14 of the differential amplifier 353 are 650Ω. FET (Tr3 that is the current source of the differential amplifier 353)
Vref, which is separately generated as a reference potential, is input to 3).

【0043】増幅器351の終段の差動増幅器における
FET(Tr28)のゲートには、逆相側の出力が接続
される。逆相側の出力ということは、位相の面でみれば
正相信号が入力される。終段の差動増幅器のソースフォ
ロワでは、位相の反転は生じないので、プリアンプ20
2には正相の帰還が施されることとなり、高域での周波
数特性を改善することができる。
The output of the opposite phase side is connected to the gate of the FET (Tr28) in the differential amplifier at the final stage of the amplifier 351. The output on the opposite phase side means that the positive phase signal is input in terms of phase. Since the phase inversion does not occur in the source follower of the final stage differential amplifier, the preamplifier 20
Since positive phase feedback is applied to 2, the frequency characteristics in the high frequency band can be improved.

【0044】差動増幅器353の構成は、図5に示した
メインアンプ104の初段の差動増幅器と、回路定数ま
で含めて同じ構成である。従って、差動増幅器353と
メインアンプ104の初段の差動増幅器とを共通化する
こともできる。すなわち、図8に示した差動増幅器35
3を省略して、メインアンプ104の初段の差動増幅器
におけるFET(Tr5)と負荷抵抗R2との接続点
と、増幅器351の終段の差動増幅器におけるFET
(Tr28)のゲートとを接続してもよい。
The differential amplifier 353 has the same configuration as the differential amplifier at the first stage of the main amplifier 104 shown in FIG. 5, including the circuit constants. Therefore, the differential amplifier 353 and the first stage differential amplifier of the main amplifier 104 can be shared. That is, the differential amplifier 35 shown in FIG.
By omitting 3, the connection point between the FET (Tr5) and the load resistor R2 in the first stage differential amplifier of the main amplifier 104, and the FET in the last stage differential amplifier of the amplifier 351.
You may connect with the gate of (Tr28).

【0045】次に、第2の実施形態にかかる光受信回路
の動作について説明する。第1の実施形態では、高域に
おいてAGC回路205の増幅器251は、ソースフォ
ロワとして機能するので、利得は1を越えることはな
い。実際には0.5〜0.7程度である。プリアンプ2
05の出力を0.5〜0.7倍した制御信号が、FET
252のゲートに入力される。このとき、FET252
のゲート−ソース間電圧も、信号の変化に応じて変動す
るために、ゲート−ソース間容量Cgsが、高域の周波
数特性に影響する。
Next, the operation of the optical receiving circuit according to the second embodiment will be described. In the first embodiment, the amplifier 251 of the AGC circuit 205 functions as a source follower in the high frequency range, so that the gain never exceeds 1. Actually, it is about 0.5 to 0.7. Preamplifier 2
The control signal which multiplied the output of 05 by 0.5 to 0.7 is FET
It is input to the gate of 252. At this time, FET 252
Since the gate-source voltage of the above also changes in accordance with the change of the signal, the gate-source capacitance Cgs affects the frequency characteristic in the high frequency range.

【0046】このCgsによる効果を抑制するために、
プリアンプ202の出力とAGC回路305の増幅器3
51との間に、ソースフォロワによる利得低下を補償す
る増幅器353を挿入した。プリアンプ202の出力と
AGC回路305の出力の比を、ほぼ1.0とすること
で、FET352のVgsの変動が抑制され、FET3
52のCgsの効果を相殺することができる。
In order to suppress the effect of Cgs,
Output of preamplifier 202 and amplifier 3 of AGC circuit 305
An amplifier 353 for compensating for the gain reduction due to the source follower is inserted between the amplifier 51 and the amplifier 51. By setting the ratio of the output of the preamplifier 202 and the output of the AGC circuit 305 to approximately 1.0, the variation of Vgs of the FET 352 is suppressed, and the FET3
The effects of 52 Cgs can be offset.

【0047】以上説明したように、光受信回路は、プリ
アンプ202と、メインアンプ104と、AGC回路2
05,305と、Vref電圧発生回路とを1つの集積
回路として作製することができる。
As described above, the optical receiving circuit includes the preamplifier 202, the main amplifier 104, and the AGC circuit 2.
05 and 305 and the Vref voltage generation circuit can be manufactured as one integrated circuit.

【0048】図9に、本実施形態にかかる光受信回路の
出力特性を示す。横軸は周波数、縦軸はトランスインピ
ーダンスZtであり、20・log(Zt)で表され
る。トランスインピーダンスZtは、プリアンプ205
の帰還抵抗222と、AGC回路205,305のFE
T252,352の並列回路により決定される。例え
ば、60dbΩはZt=1kΩ、40dbΩはZt=1
00Ωに対応する。
FIG. 9 shows the output characteristic of the optical receiving circuit according to this embodiment. The horizontal axis represents frequency, and the vertical axis represents transimpedance Zt, which is represented by 20 · log (Zt). The transimpedance Zt is the preamplifier 205.
Feedback resistor 222 and FE of AGC circuits 205 and 305
It is determined by the parallel circuit of T252 and 352. For example, Zt = 1 kΩ for 60 dbΩ and Zt = 1 for 40 dbΩ.
Corresponds to 00Ω.

【0049】通過域である低域に対して−3dB低下し
た点を、トランスインピーダンスの帯域とする。従来の
正帰還を全く施さない回路においては、1.2GHzに
満たない。これに対して、正帰還を施した第1の実施形
態においては、1.7GHzにまで帯域が増加し、第1
の実施形態においては、2.0GHzを超える帯域が実
現される。
The point of -3 dB lower than the low band which is the pass band is the transimpedance band. It is less than 1.2 GHz in a conventional circuit that does not perform positive feedback at all. On the other hand, in the first embodiment in which the positive feedback is applied, the band increases up to 1.7 GHz, and
In the above embodiment, a band exceeding 2.0 GHz is realized.

【0050】(第3の実施形態)図10に、本発明の第
3の実施形態にかかる光受信回路の構成を示したブロッ
ク図である。図2に示した第1の実施形態との相違は、
プリアンプ302とAGC回路405の構成である。プ
リアンプ302の利得制御は、増幅段の負荷抵抗に直列
に接続したトランジスタのオン抵抗を、AGC回路40
5によりダイナミックに利得を制御することにより行
う。
(Third Embodiment) FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of an optical receiving circuit according to the third embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment shown in FIG. 2 is that
This is a configuration of the preamplifier 302 and the AGC circuit 405. The gain control of the preamplifier 302 is performed by changing the on resistance of a transistor connected in series with the load resistance of the amplification stage to the AGC circuit 40.
This is done by dynamically controlling the gain by setting 5.

【0051】図11に、本発明の第3の実施形態にかか
る光受信回路のプリアンプの回路構成を示す。図3に示
したプリアンプ202において、増幅段のFET(Tr
1)の負荷として、負荷抵抗RLに加えて利得制御用の
FET(Tr35)を並列に接続する。AGC回路40
5からの制御信号は、FET(Tr35)のゲートに入
力される。
FIG. 11 shows the circuit configuration of the preamplifier of the optical receiving circuit according to the third embodiment of the present invention. In the preamplifier 202 shown in FIG. 3, the FET (Tr
As the load of 1), in addition to the load resistance RL, a gain control FET (Tr35) is connected in parallel. AGC circuit 40
The control signal from 5 is input to the gate of the FET (Tr35).

【0052】このような構成により、光信号が大きくな
ると、AGC回路405からの制御信号の直流レベルが
上昇する。そうするとゲートバイアスが+側に触れるこ
とになるので、FET(Tr35)のオン抵抗(RO
N)は減少する。FET(Tr1)の負荷は、負荷抵抗
RLとRONとの並列抵抗値となるので、光信号が大き
くなるとRLとRONとの並列抵抗値が小さくなる。こ
の結果、増幅段の利得が減少し、負帰還が働くことにな
る。プリアンプ302の出力を、AGC回路405に直
接入力する構成による高域側の制御についても、第1の
実施形態の場合と同様の動作となる。
With such a configuration, when the optical signal becomes large, the DC level of the control signal from the AGC circuit 405 rises. Then, since the gate bias comes into contact with the + side, the ON resistance (RO of the FET (Tr35) (RO
N) decreases. Since the load of the FET (Tr1) has a parallel resistance value of the load resistances RL and RON, the parallel resistance value of RL and RON decreases as the optical signal increases. As a result, the gain of the amplification stage is reduced and negative feedback works. The control on the high frequency side by the configuration in which the output of the preamplifier 302 is directly input to the AGC circuit 405 also has the same operation as in the case of the first embodiment.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低域通過フィルタを通過した低域濾波信号を入力する第
1の入力と、プリアンプからの電圧信号を入力する第2
の入力とを有し、第1の入力に入力した低域濾波信号を
増幅し、第2の入力に入力した電圧信号により高域の利
得を制御して、プリアンプに帰還信号を出力するので、
低域通過フィルタを介する負帰還と、プリアンプの出力
による正帰還とにより、自動利得制御回路において高域
での利得を増加させるように動作し、自動利得制御回路
による高域特性の劣化を補正することが可能となる。
As described above, according to the present invention,
A first input for inputting the low-pass filtered signal that has passed through the low-pass filter, and a second input for inputting the voltage signal from the preamplifier
Of the low-pass filtered signal input to the first input, the high-frequency gain is controlled by the voltage signal input to the second input, and the feedback signal is output to the preamplifier.
By the negative feedback through the low pass filter and the positive feedback by the output of the preamplifier, the automatic gain control circuit operates to increase the gain in the high frequency band, and corrects the deterioration of the high frequency characteristic by the automatic gain control circuit. It becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来の光受信回路の構成を示したブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a conventional optical receiving circuit.

【図2】本発明の第1の実施形態にかかる光受信回路の
構成を示したブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an optical receiving circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施形態にかかる光受信回路の
プリアンプの構成を示した回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a preamplifier of the optical receiving circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施形態にかかる光受信回路のLP
Fの構成を示した回路図である。
FIG. 4 is an LP of an optical receiving circuit according to an embodiment of the present invention.
It is a circuit diagram showing the configuration of F.

【図5】本発明の一実施形態にかかる光受信回路のメイ
ンアンプの構成を示した回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a main amplifier of the optical receiving circuit according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1の実施形態にかかる光受信回路の
AGC回路の構成を示した回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of an AGC circuit of the optical receiving circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2の実施形態にかかる光受信回路の
構成を示したブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an optical receiving circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施形態にかかる光受信回路の
AGC回路における差動増幅器の構成を示した回路図で
ある。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a differential amplifier in the AGC circuit of the optical receiving circuit according to the second embodiment of the present invention.

【図9】本実施形態にかかる光受信回路の出力特性を示
したグラフである。
FIG. 9 is a graph showing output characteristics of the optical receiving circuit according to the present embodiment.

【図10】本発明の第3の実施形態にかかる光受信回路
の構成を示したブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an optical receiving circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第3の実施形態にかかる光受信回路
のプリアンプの構成を示した回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a preamplifier of an optical receiving circuit according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100,200 光受信回路 101 受光デバイス(PD) 102,202,302 プリアンプ 103 ローパスフィルタ(LPF) 104 メインアンプ 105,205,305,405 自動利得調整(A
GC)回路 106 光ファイバ 121,151,221,321 反転増幅器 122,222,322 帰還抵抗 131 抵抗(R) 132 コンデンサ(C) 141,142,353 差動増幅器 152,252,352 FET 251,351,451 増幅器
100, 200 Optical receiver circuit 101 Light receiving device (PD) 102, 202, 302 Preamplifier 103 Low pass filter (LPF) 104 Main amplifier 105, 205, 305, 405 Automatic gain adjustment (A
GC) circuit 106 optical fiber 121, 151, 221, 321 inverting amplifier 122, 222, 322 feedback resistor 131 resistance (R) 132 capacitor (C) 141, 142, 353 differential amplifier 152, 252, 352 FET 251, 351 451 amplifier

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Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 受信した光信号を電流信号に変換する受
光デバイスに接続された光受信回路において、 前記電流信号を電圧信号に変換して出力するプリアンプ
と、 該プリアンプから出力された前記電圧信号を平滑化し
て、低域濾波信号を出力する低域通過フィルタと、 該低域通過フィルタを通過した前記低域濾波信号を入力
する第1の入力と、前記プリアンプからの前記電圧信号
を入力する第2の入力とを有し、前記第1の入力に入力
した前記低域濾波信号を増幅し、前記第2の入力に入力
した前記電圧信号により高域の利得を制御して、前記プ
リアンプに帰還信号を出力し、前記プリアンプの電流−
電圧変換効率を制御する自動利得制御回路とを備えたこ
とを特徴とする光受信回路。
1. An optical receiving circuit connected to a light receiving device for converting a received optical signal into a current signal, a preamplifier converting the current signal into a voltage signal and outputting the voltage signal, and the voltage signal output from the preamplifier. A low-pass filter for smoothing and outputting a low-pass filtered signal, a first input for inputting the low-pass filtered signal passed through the low-pass filter, and the voltage signal from the preamplifier. A second input, amplifies the low-pass filtered signal input to the first input, controls a high-frequency gain by the voltage signal input to the second input, and outputs to the preamplifier. Outputs a feedback signal, and the current of the preamplifier −
An optical receiving circuit, comprising: an automatic gain control circuit for controlling voltage conversion efficiency.
【請求項2】 前記プリアンプは、増幅器と、該増幅器
の入力と出力とを接続する帰還抵抗とを備え、 前記自動利得制御回路からの前記帰還信号を、前記帰還
抵抗に並列に接続されたトランジスタの制御端子に入力
して、前記帰還抵抗と前記トランジスタとから構成され
るトランスインピーダンスを変化させて、前記電流−電
圧変換効率を制御することを特徴とする請求項1に記載
の光受信回路。
2. The preamplifier includes an amplifier and a feedback resistor that connects an input and an output of the amplifier, and a transistor in which the feedback signal from the automatic gain control circuit is connected in parallel to the feedback resistor. 2. The optical receiving circuit according to claim 1, wherein the current-voltage conversion efficiency is controlled by inputting the signal to the control terminal to change the transimpedance composed of the feedback resistor and the transistor.
【請求項3】 前記自動利得制御回路は、前記プリアン
プからの前記電圧信号を増幅し、前記第2の入力に入力
する増幅器を備え、 前記プリアンプの前記電圧信号の振幅と前記自動利得制
御回路の前記帰還信号の振幅と位相とが、前記低域通過
フィルタのカットオフ周波数以上の周波数帯域でほぼ等
しい値であることを特徴とする請求項1または2に記載
の光受信回路。
3. The automatic gain control circuit includes an amplifier for amplifying the voltage signal from the preamplifier and inputting the voltage signal to the second input, and the amplitude of the voltage signal of the preamplifier and the automatic gain control circuit are provided. The optical receiving circuit according to claim 1 or 2, wherein the amplitude and the phase of the feedback signal have substantially equal values in a frequency band equal to or higher than a cutoff frequency of the low pass filter.
【請求項4】 前記プリアンプは、 増幅トランジスタに接続された負荷素子に接続された電
圧利得制御用トランジスタを含む増幅段と、 該増幅段の出力バッファである出力段と、 前記増幅段の入力と前記出力段の出力とを接続する帰還
抵抗とを備え、 前記自動利得制御回路からの前記帰還信号を、前記利得
制御用トランジスタの制御端子に入力して、前記増幅段
の利得を制御することにより、前記電流−電圧変換効率
を制御することを特徴とする請求項1に記載の光受信回
路。
4. The preamplifier includes an amplification stage including a voltage gain control transistor connected to a load element connected to the amplification transistor, an output stage which is an output buffer of the amplification stage, and an input of the amplification stage. A feedback resistor that connects the output of the output stage, and inputs the feedback signal from the automatic gain control circuit to the control terminal of the gain control transistor to control the gain of the amplification stage. The optical receiver circuit according to claim 1, wherein the current-voltage conversion efficiency is controlled.
【請求項5】 前記光受信回路は、前記プリアンプから
出力された前記電圧信号を増幅するメインアンプを備
え、 前記プリアンプと前記メインアンプと前記自動利得制御
回路とが一体に集積化されて構成されていることを特徴
とする請求項1ないし4のいずれかに記載の光受信回
路。
5. The optical receiving circuit includes a main amplifier that amplifies the voltage signal output from the preamplifier, and the preamplifier, the main amplifier, and the automatic gain control circuit are integrally integrated and configured. The optical receiving circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein:
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