JP2007109944A

JP2007109944A - 受信装置

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Publication number: JP2007109944A
Application number: JP2005300231A
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Inventors: Nariyuki Sakura; 倉成之佐
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Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-10-14
Filing date: 2005-10-14
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Abstract

【課題】本発明は、伝達遅延時間を短縮することができる受信装置を提供することを目的とする。
【解決手段】光信号を受光し、光信号に応じた電流信号を生成する受光素子２０と、電流信号を電圧信号に変換する変換部３０と、基準電圧を生成する基準電圧生成部７０、８０と、変換部３０から出力される電圧信号と、基準電圧生成部７０、８０から出力される基準電圧とに基づいて、電圧信号の振幅範囲の略中央付近を基準として電圧信号より振幅が小さく、かつ電圧信号から所定時間遅延された閾値電圧信号を生成する閾値電圧生成部５０と、変換部３０から出力される電圧信号と、閾値電圧生成部５０から出力される閾値電圧信号とを比較する比較部６０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、受信装置に関する。

発光素子から伝送される光信号を受光素子によって受光する受信装置がある。かかる受信装置は、光信号を受光することによって得られた電流信号を電圧信号に変換し、当該電圧信号と所定の閾値電圧とを比較することにより、デジタル信号を生成し出力する。

この場合、受信装置は、閾値電圧として、電圧信号のピーク電圧の１／２に相当する電圧を使用することが提案されている（例えば特許文献１参照）。

以下、光信号を受信する受信装置に関する文献名を記載する。
特開昭５７−１９２１５５号公報

本発明は、伝達遅延時間を短縮することができる受信装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様による受信装置によれば、
光信号を受光し、前記光信号に応じた電流信号を生成する受光素子と、
前記電流信号を電圧信号に変換する変換部と、
基準電圧を生成する基準電圧生成部と、
前記変換部から出力される前記電圧信号と、前記基準電圧生成部から出力される前記基準電圧とに基づいて、前記電圧信号の振幅範囲の略中央付近を基準として振幅が前記電圧信号より小さく、かつ前記電圧信号から所定時間遅延された閾値電圧信号を生成する閾値電圧生成部と、
前記変換部から出力される前記電圧信号と、前記閾値電圧生成部から出力される前記閾値電圧信号とを比較する比較部と
を備える。

また、本発明の一態様による受信装置によれば、
光信号を受光し、前記光信号に応じた電流信号を生成する受光素子と、
前記電流信号を電圧信号に変換する変換部と、
基準電圧を生成する基準電圧生成部と、
前記変換部から出力される前記電圧信号と、前記基準電圧生成部から出力される前記基準電圧とに基づいて、閾値電圧信号を生成する閾値電圧生成部と、
前記変換部から出力される前記電圧信号と、前記閾値電圧生成部から出力される前記閾値電圧信号とを比較する比較部とを備え、
前記閾値電圧生成部は、
前記電圧信号からオフセット電圧を減算することにより、前記電圧信号を前記オフセット電圧分だけ低くするレベルシフト回路と、
前記レベルシフト回路の出力端に接続され、前記オフセット電圧が減算された前記電圧信号のピーク電圧を所望の時定数で保持するピークホールド回路と、
前記基準電圧生成部の出力端と前記ピークホールド回路の出力端との間に接続された抵抗と、
前記ピークホールド回路の出力端に接続され、前記抵抗の両端に前記オフセット電圧を発生させる電流源回路と
を有する。

本発明の受信装置によれば、伝達遅延時間を短縮することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

（１）第１の実施の形態
図１に、本発明の第１の実施の形態による受信装置１０の構成を示し、図２に、当該受信装置１０において得られる各信号の信号波形を示す。この受信装置１０は、例えば発光素子と受光素子との間で光信号を伝送するフォトカプラや光伝送モジュールなどの受信側で使用される。

受信装置１０は、受光素子としてフォトダイオード２０を有し、当該フォトダイオード２０のアノードは、グランドＧＮＤに接続され、カソードはトランスインピーダンスアンプ（ＴＩＡ）３０の入力端に接続されている。

受信装置１０は、図示しない送信装置の発光素子によって生成され、伝送されてくる光信号をフォトダイオード２０によって受光する。この光信号は、矩形状のパルスを有し、例えば“Ｈ”レベルは、発光素子から光が出力されることによって生成され、“Ｌ”レベルは、発光素子から光が出力されないことによって生成される。

フォトダイオード２０は、受光した光信号に応じた電流信号を生成し、これをトランスインピーダンスアンプ３０に出力する。トランスインピーダンスアンプ３０は、増幅回路４０の入力端と出力端の間に抵抗Ｒ１０を接続することによって形成され、与えられた電流信号を電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））に変換し、これを閾値電圧発生回路５０及びコンパレータ６０の第１の入力端に出力する。

ところで、本実施の形態の場合、基準電位を生成するための回路として、図示しない遮光部、ダミーフォトダイオード７０及びダミートランスインピーダンスアンプ（ダミーＴＩＡ）８０が設けられている。

遮光部８５は、ダミーフォトダイオード７０が光信号を受光しないように配置されている。ダミートランスインピーダンスアンプ８０は、トランスインピーダンスアンプ３０と同様に、増幅回路９０の入力端と出力端の間に抵抗Ｒ２０を接続することによって形成され、ノイズなどによって発生した電流信号を電圧信号Ｓ２０に変換することにより、トランスインピーダンスアンプ３０から出力される電圧信号Ｓ１０の“Ｌ”レベルに相当する基準電位を生成し、得られた電圧信号Ｓ２０を閾値電圧発生回路５０に出力する。

閾値電圧発生回路５０は、光信号に応じた信号波形を有する電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））と、基準電位からなる電圧信号Ｓ２０とを基に、電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））の振幅範囲の略中央付近を基準として振幅が電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））より小さく、かつ電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））から所定時間遅延された閾値電圧信号Ｓ３０（図２（ａ））を生成し、これをコンパレータ６０の第２の入力端に出力する。

具体的には、閾値電圧発生回路５０は、基準電位としての電圧信号Ｓ２０にオフセット電圧を加算することによって、当該電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））をオフセット電圧分だけ高くするレベルシフト回路と、電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））を分圧することによって、当該電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））の信号レベルを小さくする分圧回路と、電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））を所定時間遅延させる遅延回路とを有する。

これにより、閾値電圧発生回路５０は、電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））より基準電位がオフセット電圧分だけ電位が高く、かつ信号レベルが小さい上に、所定時間遅延された閾値電圧信号Ｓ３０（図２（ａ））を生成する。

コンパレータ６０は、電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））と閾値電圧信号Ｓ３０（図２（ａ））とを比較し、電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））が閾値電圧信号Ｓ３０（図２（ａ））より高くなるタイミングで（時点ｔ２０）、“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに変化し、電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））の電位が閾値電圧信号Ｓ３０（図２（ａ））より低くなるタイミングで（時点ｔ４０）、“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに変化する電圧信号Ｓ４０（図２（ｂ））を生成する。

なお、ここでは、電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））が立ち上がり始めるタイミング（時点ｔ１０）から、電圧信号Ｓ４０（図２（ｂ））が“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに変化するタイミング（時点ｔ２０）までに要する時間を、立ち上がり時の伝達遅延時間ｔｐＬＨと呼び、電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））が立ち下がり始めるタイミング（時点ｔ３０）から、電圧信号Ｓ４０（図２（ｂ））が“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに変化するタイミング（時点ｔ４０）までに要する時間を、立ち下がり時の伝達遅延時間ｔｐＨＬと呼ぶ。

このように本実施の形態によれば、電圧信号Ｓ１０の立ち上がり時には、電圧信号Ｓ１０のピーク電圧の１／２より小さい電圧を閾値電圧として使用し、電圧信号Ｓ１０の立ち下がり時には、電圧信号Ｓ１０のピーク電圧の１／２より大きい電圧を閾値電圧として使用する。

これにより、ピーク電圧の１／２の電圧を、一定の閾値電圧として使用する場合と比較して、立ち上がり時及び立ち下がり時の伝達遅延時間ｔｐＬＨ及びｔｐＨＬを短縮することができる。

ここで図３に、比較例として、電圧信号Ｓ１０（図３（ａ））のピーク電圧の１／２の電圧を、一定の閾値電圧として使用する場合に得られる各信号の信号波形を示す。

この比較例の場合、コンパレータ６０から出力される電圧信号（図３（ｂ））は、電圧信号Ｓ１０（図３（ａ））が閾値電圧Ｖｔｈ（図３（ａ））より高くなるタイミングで（時点ｔ５０）、“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに変化し、電圧信号Ｓ１０（図３（ａ））が閾値電圧Ｖｔｈ（図３（ａ））より低くなるタイミングで（時点ｔ６０）、“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに変化する。

この比較例のように、電圧信号Ｓ１０が緩やかに上昇及び低下する場合には、電圧信号Ｓ１０（図３（ａ））のピーク電圧の１／２の電圧を閾値電圧Ｖｔｈとして使用すると、立ち上がり時及び立ち下がり時の伝達遅延時間ｔｐＬＨ及びｔｐＨＬが長くなる。これに対して、本実施の形態によれば、この比較例と比較して、立ち上がり時及び立ち下がり時の伝達遅延時間ｔｐＬＨ及びｔｐＨＬをいずれも短縮することができる。

ここで図４に、閾値電圧発生回路５０の具体的な構成を示す。この図４に示すように、閾値電圧発生回路５０は、レベルシフト回路１００と、遅延回路１２０と、分圧回路１３０とを有する。具体的には、電源端子Ｖ_ＤＤとダミートランスインピーダンスアンプ８０の出力端との間には、レベルシフト回路１００が接続され、当該レベルシフト回路１００は、定電流源１１０と抵抗Ｒ３０との直列回路からなる。

トランスインピーダンスアンプ３０の出力端には、遅延回路１２０が接続され、当該遅延回路１２０と、レベルシフト回路１００を形成する定電流源１１０及び抵抗Ｒ３０の接続点との間には、分圧回路１３０が接続されている。分圧回路１３０は、抵抗Ｒ４０及びＲ５０の直列回路からなり、これら抵抗Ｒ４０及びＲ５０の接続点にはコンパレータ６０の第２の入力端が接続されている。

この場合、閾値電圧発生回路５０は、レベルシフト回路１００によって、基準電位からなる電圧信号Ｓ２０にオフセット電圧を加算し、遅延回路１２０によって、電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））を所定時間遅延させる。次いで、閾値電圧発生回路５０は、分圧回路１３０によって、オフセット電圧が加算された電圧信号Ｓ２０と、所定時間遅延された電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））とを分圧することにより、閾値電圧信号Ｓ３０（図２（ａ））を生成する。

因みに、ダミートランスインピーダンスアンプ８０からレベルシフト回路１００に電流が流れ込むことにより、当該レベルシフト回路１００において発生する電圧が変動する場合には、ダミートランスインピーダンスアンプ８０とレベルシフト回路１００との間に、バッファアンプを接続しても良い。

また、遅延回路１２０は、例えば抵抗とコンデンサからなるローパスフィルタによって形成しても良く、この場合、時定数は、電圧信号Ｓ１０における最小のパルス幅より、短い時定数を有するように選定される。

なお上述の第１の実施の形態は一例であって、本発明を限定するものではない。例えば、図５に示すように、トランスインピーダンスアンプ３０の出力端と、ダミートランスインピーダンスアンプ８０の出力端との間に、遅延回路１２０及び分圧回路１３０を直列に接続し、当該分圧回路１３０を形成する抵抗Ｒ４０及びＲ５０の接続点と、コンパレータ６０の第２の入力端との間に、レベルシフト回路１６０を接続することによって、閾値電圧発生回路１５０を形成しても良い。

この場合、閾値電圧発生回路１５０は、遅延回路１２０によって、電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））を所定時間遅延させた上で、分圧回路１３０によって、当該遅延された電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））と、基準電位からなる電圧信号Ｓ２０とを分圧し、レベルシフト回路１００によって、分圧された電圧信号にオフセット電圧を加算することにより、閾値電圧信号Ｓ３０（図２（ａ））を生成する。

また、図６に示すように、ダミートランスインピーダンスアンプ８０の出力端にレベルシフト回路１００を接続し、当該レベルシフト回路１００を形成する定電流源１１０及び抵抗Ｒ３０の接続点と、トランスインピーダンスアンプ３０の出力端との間に、分圧回路１３０を接続し、さらに当該分圧回路１３０を形成する抵抗Ｒ４０及びＲ５０の接続点と、コンパレータ６０の第２の入力端との間に、遅延回路１２０を接続することによって、閾値電圧発生回路１８０を形成しても良い。

この場合、閾値電圧発生回路１８０は、レベルシフト回路１００によって、基準電位からなる電圧信号Ｓ２０にオフセット電圧を加算し、分圧回路１３０によって、当該オフセット電圧が加算された電圧信号Ｓ２０と、電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））とを分圧し、遅延回路１２０によって、得られた電圧信号を所定時間遅延させることにより、閾値電圧信号Ｓ３０（図２（ａ））を生成する。

また、図７に示すように、トランスインピーダンスアンプ３０の出力端と、ダミートランスインピーダンスアンプ８０の出力端との間に、分圧回路１３０を接続し、当該分圧回路１３０を形成する抵抗Ｒ４０及びＲ５０の接続点と、コンパレータ６０の第２の入力端との間に、遅延回路１２０及びレベルシフト回路１６０を直列に接続することによって、閾値電圧発生回路２００を形成しても良い。

この場合、閾値電圧発生回路２００は、分圧回路１３０によって、電圧信号Ｓ１０（図２（ａ））と、基準電位からなる電圧信号Ｓ２０とを分圧した後、遅延回路１２０によって、当該得られた電圧信号を所定時間遅延させ、さらにレベルシフト回路１００によって、オフセット電圧を加算することにより、閾値電圧信号Ｓ３０（図２（ａ））を生成する。

（２）第２の実施の形態
図８に、本発明の第２の実施の形態による受信装置２１０の構成を示す。なお、図１及び図４に示された要素と同一のものには同一の符号を付して説明を省略する。この受信装置２１０は、閾値電圧発生回路２２０を除いて、受信装置１０（図１及び図４）と同様の構成を有する。

この閾値電圧発生回路２２０は、トランスインピーダンスアンプ３０の出力端と、ダミートランスインピーダンスアンプ８０の出力端との間に、分圧回路１３０が接続され、当該分圧回路１３０を形成する抵抗Ｒ４０及びＲ５０の接続点が、コンデンサＣ１０を介してグランドＧＮＤに接続されると共に、定電流源２３０を介して電源端子Ｖ_ＤＤに接続され、さらにコンパレータ６０の第２の入力端に接続されることによって形成される。

このように、分圧回路１３０を形成する抵抗Ｒ４０及び５０の接続点にコンデンサＣ１０を接続し、信号の伝達を遅延させることにより、分圧回路１３０の抵抗Ｒ４０及びＲ５０とコンデンサＣ１０とを遅延回路として動作させる。

また、定電流源２３０から抵抗Ｒ４０及び５０の接続点に向けて電流を流し、当該接続点の電位を高くすることにより、当該分圧回路１３０の抵抗Ｒ４０及びＲ５０と定電流源２３０とをレベルシフト回路として動作させる。

このように本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、伝達遅延時間を短縮することができ、また、遅延回路及びレベルシフト回路の一部を分圧回路と共有することにより、第１の実施の形態と比較して、閾値電圧発生回路２２０の構成を簡易化することができる。

（３）第３の実施の形態
図９に、本発明の第３の実施の形態による受信装置２４０の構成を示し、図１０に、当該受信装置２４０において得られる各信号の信号波形を示す。なお、図１に示された要素と同一のものには同一の符号を付して説明を省略する。この受信装置２４０は、閾値電圧発生回路２５０を除いて、受信装置１０（図１）と同様の構成を有する。

一般に、光信号をフォトダイオード２０によって受光すると、当該フォトダイオード２０には、受光した光信号に応じた電流が流れる。このフォトダイオード２０を流れる電流には、空乏層において、キャリアが電界で移動することによって生じるドリフト電流と、空乏層を除く領域において、キャリアが濃度勾配で移動することによって生じる拡散電流とがある。

このフォトダイオード２０の空乏層は、光信号の大部分が当該空乏層に吸収されるように、その厚さが選定されることが望ましい。しかし、回路設計上、フォトダイオード２０の空乏層が、光信号の全てを吸収することができる程度の厚さより、薄い厚さで形成された場合には、空乏層を除く領域において拡散電流が発生する。

空乏層で発生したドリフト電流には、大きな電界が加えられているため、その速度が速い。これに対して、空乏層を除く領域で発生した拡散電流は、小さな電界しか加えられていないため、その速度が遅い。

従って、トランスインピーダンスアンプ３０から出力される電圧信号Ｓ１０（図１０）は、立ち上がり時、まずドリフト電流によって急激に上昇した後（時点ｔ７０〜ｔ８０）、拡散電流によって緩やかに上昇する（時点ｔ８０〜ｔ９０）。

この電圧信号Ｓ１０（図１０）は、立ち下がり時には、立ち上がり時と同様に、まずドリフト電流によって急激に低下した後（時点ｔ９０〜ｔ１００）、拡散電流によって緩やかに低下する（時点ｔ１００以降）。

ところで、閾値電圧発生回路２５０は、閾値電圧信号Ｓ３０（図１０）を生成する際に、電圧信号Ｓ１０（図１０）にオフセット電圧Ｖｏを加算する。本実施の形態の場合、このオフセット電圧Ｖｏは、ドリフト電流及び拡散電流によって生じる電圧Ｖｔのうち、ドリフト電流によって生じる電圧Ｖｄより小さくなるように選定されると共に、分圧比ｂ（但し、ｂ＝Ｒ５０／（Ｒ４０＋Ｒ５０））が、次式
ｂ≧１−（Ｖｏ＋Ｖｄ）／Ｖｔ …（２）
を満たすように選定される。なお、この（２）式は、次式
Ｖｏ＋Ｖｔ×ｂ≧Ｖｔ−Ｖｄ …（３）
を展開することによって得られる。

このように本実施の形態によれば、立ち上がり始めた直後及び立ち下がり始めた直後であって、かつ電圧信号Ｓ１０（図１０）が急激に変化しているときに、当該電圧信号Ｓ１０（図１０）を閾値電圧信号Ｓ３０（図１０）と比較することができ、これにより第１の実施の形態と同様に、伝達遅延時間を短縮することができる。

なお上述の第３の実施の形態は一例であって、本発明を限定するものではない。例えば、分圧比ｂが、次式
ｂ＝１−２Ｖｏ／Ｖｔ …（４）
を満たすように、オフセット電圧Ｖｏを選定すれば、立ち下がり時に使用されるオフセット電圧を、立ち上がり時に使用されるオフセット電圧Ｖｏと等しくすることができ、これによりパルス幅歪みの発生を抑制することができる。因みに、この（４）式は、次式
Ｖｔ−（Ｖｔ×ｂ＋Ｖｏ）＝Ｖｏ …（５）
を展開することによって得られる。

（４）第４の実施の形態
図１１に、本発明の第４の実施の形態による受信装置２６０の構成を示し、図１２に、当該受信装置２６０において得られる各信号の信号波形を示す。なお、図１に示された要素と同一のものには同一の符号を付して説明を省略する。この受信装置２６０は、閾値電圧発生回路２７０を除いて、受信装置１０（図１）と同様の構成を有する。

本実施の形態の場合、閾値電圧発生回路２７０は、レベルシフト回路２８０とピークホールド回路２９０とを有する。レベルシフト回路２８０は、抵抗Ｒ６０及び定電流源３００の直列回路からなり、トランスインピーダンスアンプ３０の出力端とグランドＧＮＤとの間に接続されている。

このレベルシフト回路２８０は、電圧信号Ｓ１０（図１２）からオフセット電圧Ｖｏを減算することにより電圧信号Ｓ５０（図１２）を生成し、これをピークホールド回路２９０におけるピーク検出回路３１０の第１の入力端に出力する。

ピークホールド回路２９０は、ピーク検出器３１０、ダイオード３２０及びコンデンサＣ２０を有し、ピーク電圧を保持する場合における時定数が、電圧信号Ｓ１０（図１２）における最小のパルス幅より短くなるように選定されている。

ピークホールド回路２９０の出力端と、ダミートランスインピーダンスアンプ８０の出力端との間には、抵抗Ｒ７０が接続され、さらにピークホールド回路２９０の出力端と、電源端子Ｖ_ＤＤとの間には、定電流源３３０が接続されている。これにより、抵抗Ｒ７０と定電流源３３０の接続点には、一定のオフセット電圧Ｖｏが発生し、当該オフセット電圧Ｖｏがピーク検出回路３１０の第２の入力端に入力される。

ピークホールド回路２９０は、オフセット電圧Ｖｏが電圧信号Ｓ５０（図１２）より高い場合には、当該オフセット電圧Ｖｏを出力し、電圧信号Ｓ５０（図１２）がオフセット電圧Ｖｏより高くなると、当該電圧信号Ｓ５０（図１２）に追従するように上昇し、電圧信号Ｓ１０（図１２）よりオフセット電圧Ｖｏ分だけ低い電圧に到達すると、当該電圧に保持され、その後、低下する閾値電圧信号Ｓ６０（図１２）を生成する。

このように本実施の形態によれば、オフセット電圧Ｖｏを、ノイズの影響を受けない程度の低電圧に選定することにより、第１の実施の形態と同様に、伝達遅延時間を短縮することができる。また、立ち上がり時には、オフセット電圧Ｖｏを閾値電圧として使用し、立ち下がり時には、電圧信号Ｓ１０（図１２）のピーク電圧よりオフセット電圧Ｖｏ分だけ低い電圧を閾値電圧して使用することにより、立ち上がり時及び立ち下がり時の伝達遅延時間を略等しくすることができ、従ってパルス幅歪みを低減することができる。

因みに、電圧信号Ｓ１０（図１２）が立ち下がる際に、比較的大きいノイズが生じる場合には、レベルシフト回路２８０によって発生されるオフセット電圧を、抵抗Ｒ７０によって発生されるオフセット電圧より大きくなるように選定しても良い。

なお上述の第４の実施の形態は一例であって、本発明を限定するものではない。一般に、図１３に示すように、トランスインピーダンスアンプ３０から出力される電圧信号Ｓ１０（図１２）のうち、低周波領域では、ドリフト電流と拡散電流を加算した電流に応じた電圧Ｖｔが発生し、高周波領域では、ドリフト電流のみに応じた電圧Ｖｄが発生する。

このため、フォトダイオード２０を流れる電流のうち拡散電流が大きいと、パルスの立ち下がり時には、電圧信号Ｓ１０（図１２）が緩やかに低下する。これは、次のパルスの立ち上がりに影響を与え、ジッタ（周期的なパルス波形の振幅などが変動する現象）が大きくなる不都合が生じる。

そこで、トランスインピーダンスアンプ３０における低周波領域のゲインを、高周波領域のゲインの略Ｖｄ／Ｖｔ倍にすれば、電圧信号Ｓ１０（図１２）におけるパルスの立ち下がり付近の振幅を小さくすることができ、従って、単位時間あたりに伝送されるデータ量が多い場合であっても、ジッタを低減することができる。

本発明の第１の実施の形態による受信装置の構成を示すブロック図である。同受信装置において得られる各信号の信号波形である。比較例の受信装置において得られる各信号の信号波形である。本発明の第１の実施の形態による受信装置の構成を示すブロック図である。他の実施の形態による受信装置の構成を示すブロック図である。他の実施の形態による受信装置の構成を示すブロック図である。他の実施の形態による受信装置の構成を示すブロック図である。本発明の第２の実施の形態による受信装置の構成を示すブロック図である。本発明の第３の実施の形態による受信装置の構成を示すブロック図である。同受信装置において得られる各信号の信号波形である。本発明の第４の実施の形態による受信装置の構成を示すブロック図である。同受信装置において得られる各信号の信号波形である。トランスインピーダンスアンプの周波数特性を示す略線図である。

符号の説明

１０、１４０、１７０、１９０、２１０、２４０、２６０受信装置
２０フォトダイオード
３０トランスインピーダンスアンプ
５０、１５０、１８０、２００、２２０、２５０、２７０閾値電圧発生回路
６０コンパレータ
７０ダミーフォトダイオード
８０ダミートランスインピーダンスアンプ
１００、１６０、２８０レベルシフト回路
１２０遅延回路
１３０分圧回路
２９０ピークホールド回路

Claims

光信号を受光し、前記光信号に応じた電流信号を生成する受光素子と、
前記電流信号を電圧信号に変換する変換部と、
基準電圧を生成する基準電圧生成部と、
前記変換部から出力される前記電圧信号と、前記基準電圧生成部から出力される前記基準電圧とに基づいて、前記電圧信号の振幅範囲の略中央付近を基準として振幅が前記電圧信号より小さく、かつ前記電圧信号から所定時間遅延された閾値電圧信号を生成する閾値電圧生成部と、
前記変換部から出力される前記電圧信号と、前記閾値電圧生成部から出力される前記閾値電圧信号とを比較する比較部と
を備えることを特徴とする受信装置。
前記閾値電圧生成部は、
前記電圧信号をオフセット電圧分だけ高くするレベルシフト回路と、
前記電圧信号を分圧することにより、前記電圧信号の信号レベルを小さくする分圧回路と、
前記電圧信号を所定時間遅延させる遅延回路と
を有することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
前記閾値電圧生成部は、
前記変換部の出力端と前記基準電圧生成部の出力端との間に接続された分圧回路と、
前記分圧回路の出力端に接続されたコンデンサと、
前記分圧回路の出力端に接続された電流源回路と
を有し、前記分圧回路の出力端は前記比較部の入力端に接続されたことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
前記オフセット電圧は、ドリフト電流によって生じる電圧より小さくなるように選定されると共に、前記分圧回路における分圧比ｂが、次式
ｂ≧１−（Ｖｏ＋Ｖｄ）／Ｖｔ …（１）
（但し、Ｖｏは前記オフセット電圧、Ｖｄは前記ドリフト電流によって生じる電圧、Ｖｔは前記ドリフト電流及び拡散電流によって生じる電圧）
を満たすように選定されたことを特徴とする請求項２記載の受信装置。
光信号を受光し、前記光信号に応じた電流信号を生成する受光素子と、
前記電流信号を電圧信号に変換する変換部と、
基準電圧を生成する基準電圧生成部と、
前記変換部から出力される前記電圧信号と、前記基準電圧生成部から出力される前記基準電圧とに基づいて、閾値電圧信号を生成する閾値電圧生成部と、
前記変換部から出力される前記電圧信号と、前記閾値電圧生成部から出力される前記閾値電圧信号とを比較する比較部とを備え、
前記閾値電圧生成部は、
前記電圧信号からオフセット電圧を減算することにより、前記電圧信号を前記オフセット電圧分だけ低くするレベルシフト回路と、
前記レベルシフト回路の出力端に接続され、前記オフセット電圧が減算された前記電圧信号のピーク電圧を所望の時定数で保持するピークホールド回路と、
前記基準電圧生成部の出力端と前記ピークホールド回路の出力端との間に接続された抵抗と、
前記ピークホールド回路の出力端に接続され、前記抵抗の両端に前記オフセット電圧を発生させる電流源回路と
を有することを特徴とする受信装置。