JP2008205614A - 受光回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明にかかる受光回路は、制御電圧Vcont1、Vcont2を出力する電流コントロール電圧生成回路10と、第1の基準電流Ia1と入力電流Ipdとを加算した第1の入力電流Ii1を制御電圧Vcont1、Vcont2の電圧差に応じて調整して第1の出力電流Io1を生成する第1の電流調整回路11と、第2の基準電流Ia2を第1の制御電圧Vcont1、Vcont2の電圧差に応じて調整した第2の出力電流Io2を生成する第2の電流調整回路12と、第1の出力電流Io1を第1の抵抗Rf1に基づき電圧に変換して第1の出力電圧Vo1を生成し、第2の出力電流Io2を第2の抵抗Rf2に基づき電圧に変換して第2の出力電圧Vo2を生成する電流電圧変換回路13とを有するものである。
【選択図】図1
Description
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1に実施の形態1にかかる受光回路1の回路図を示す。図1に示すように、受光回路1は、電流コントロール電圧生成回路10、第1の電流調整回路11、第2の電流調整回路12、電流電圧変換回路13、フォトダイオードPDを有している。
Io1=(Ii1)/2=(Ia1+Ipd)/2・・・(1)
また、NPNトランジスタQ3、Q4に流れる電流は、ともに第2の入力電流Ii2の1/2となる。よって第2の出力電流Io2は(2)式で表される。
Io2=(Ii2)/2=(Ia2)/2・・・(2)
Vo1=+{Rf1×(Ipd/2)}/2・・・(3)
Vo2=−{Rf2×(Ipd/2)}/2・・・(4)
Vo1=+{Rf1×(Ipd/2)}/2・・・(5)
Vo2=−{Rf1×(Ipd/2)}/2・・・(6)
Vi=Vo1−Vo2
=+{Rf1×(Ipd/2)}/2−[−{Rf1×(Ipd/2)}/2]
=Rf1×Ipd/2・・・(7)
つまり、受信回路において受信される制御信号は、第1の基準電流Ia1と第2の基準電流Ia2とが同じ電流量であって、第1の抵抗Rf1と第2の抵抗Rf2とが同じ抵抗値であれば、第1の基準電流Ia1と第2の基準電流Ia2とに起因する電圧成分は互いにキャンセルされる。そして、受信回路は、フォトダイオードPDが出力する電流Ipdに起因する電圧成分((7)式におけるRf1×Ipd/2)のみを制御信号として受信する。
Io1=(Ii1)×3/4=(Ia1+Ipd)×3/4・・・(8)
また、NPNトランジスタQ3に流れる電流は、NPNトランジスタQ4に流れる電流よりも大きくなる。このとき、NPNトランジスタQ3に流れる電流とNPNトランジスタQ4に流れる電流との比は3:1である。よって第2の出力電流Io2は(9)式で表される。
Io2=(Ii2)×3/4=(Ia2)×3/4・・・(9)
Vo1=+{Rf1×(3Ipd/4)}/2・・・(10)
Vo2=−{Rf2×(3Ipd/4)}/2・・・(11)
Vo1=+{Rf1×(3Ipd/4)}/2・・・(12)
Vo2=−{Rf1×(3Ipd/4)}/2・・・(13)
Vi=Vo1−Vo2
=+{Rf1×(3Ipd/4)}/2−[−{Rf1×(3Ipd/4)}/2]
=Rf1×3Ipd/4・・・(14)
つまり、受信回路において受信される制御信号は、第1の基準電流Ia1と第2の基準電流Ia2とが同じ電流量であって、第1の抵抗Rf1と第2の抵抗Rf2とが同じ抵抗値であれば、第1の基準電流Ia1と第2の基準電流Ia2とに起因する電圧成分は互いにキャンセルされる。つまり、受光回路1は、出力電圧に関してオフセット電圧をキャンセルすることが可能である。また、受信回路は、フォトダイオードPDが出力する電流Ipdに起因する電圧成分((14)式におけるRf1×Ipd×3/4)のみを制御信号として受信する。ここで、(7)式の値と(14)式の値とを比べると(14)式の値の方が大きくなっていることが分かる。つまり、受光回路1は、電流コントロール電圧Vcont1が電流コントロール電圧Vcont2よりも小さい場合、回路の増幅率を大きくする。
Io1=(Ii1)×1/4=(Ia1+Ipd)×1/4・・・(15)
また、NPNトランジスタQ3に流れる電流は、NPNトランジスタQ4に流れる電流よりも小さくなる。このとき、NPNトランジスタQ3に流れる電流とNPNトランジスタQ4に流れる電流との比は1:3である。よって第2の出力電流Io2は(16)式で表される。
Io2=(Ii2)×1/4=(Ia2)×1/4・・・(16)
Vo1=+{Rf1×(Ipd/4)}/2・・・(17)
Vo2=−{Rf2×(Ipd/4)}/2・・・(18)
Vo1=+{Rf1×(Ipd/4)}/2・・・(19)
Vo2=−{Rf1×(Ipd/4)}/2・・・(20)
Vi=Vo1−Vo2
=+{Rf1×(Ipd/4)}/2−[−{Rf1×(Ipd/4)}/2]
=Rf1×Ipd/4・・・(21)
つまり、受信回路において受信される制御信号は、第1の基準電流Ia1と第2の基準電流Ia2とが同じ電流量であって、第1の抵抗Rf1と第2の抵抗Rf2とが同じ抵抗値であれば、第1の基準電流Ia1と第2の基準電流Ia2とに起因する電圧成分は互いにキャンセルされる。つまり、受光回路1は、出力電圧に関してオフセット電圧をキャンセルすることが可能である。また、受信回路は、フォトダイオードPDが出力する電流Ipdに起因する電圧成分((21)式におけるRf1×Ipd×1/4)のみを制御信号として受信する。ここで、(7)式の値と(21)式の値とを比べると(21)式の値の方が小さくなっていることが分かる。つまり、受光回路1は、電流コントロール電圧Vcont1が電流コントロール電圧Vcont2よりも大きい場合、回路の増幅率を小さくする。
実施の形態2にかかる受光回路2の回路図を図4に示す。図4に示すように、受光回路2は、実施の形態1にかかる受光回路1の第2の電流源Is2に並列に接続されるダミー容量Cdを付加した第2の電流調整回路12aを有する。このダミー容量Cdは、フォトダイオードPDの接合容量Cpと実質的に同じ容量を有するものである。
実施の形態3にかかる受光回路3の回路図を図5に示す。図5に示すように、受光回路3は、実施の形態1にかかる受光回路1の第1の抵抗Rf1に並列に第3の抵抗Rf1aを接続し、第2の抵抗Rf2に並列に第4の抵抗Rf2aを接続した電流電圧変換回路13aを有する。そして、電流電圧変換回路13aは、第1の抵抗Rf1と第3の抵抗Rf1aとのいずれか一方を選択する第1のスイッチSW1と、第2の抵抗Rf2と第4の抵抗Rf2aとのいずれか一方を選択する第2のスイッチSW2を有している。第1のスイッチSW1及び第2のスイッチSW2は、スイッチ制御端子SWcontから入力される制御信号に基づき選択する抵抗を切り替える。
10 電流コントロール電圧生成回路
11、12、12a 電流調整回路
13、13a 電流電圧変換回路
14 外部端子
AMP 増幅回路
Cd ダミー容量
Cp 接合容量
D1〜D4 ダイオード
Ia1、Ia2 基準電流
Ii1、Ii1 入力電流
Io1、Io2 出力電流
Ipd フォトダイオードの出力電流
Is1〜Is8 電流源
PD フォトダイオード
Q1〜Q4 NPNトランジスタ
Q5〜Q8 PNPトランジスタ
R1、R2、RE、Rf1、Rf1a、Rf2、Rf2a 抵抗
SW1、SW2 スイッチ
SWcont スイッチ制御端子
VCC 電源端子
Vcont1 電流コントロール電圧
Vcont2 電流コントロール電圧
Vo1、Vo2 出力電圧
Voffset 出力オフセット電圧
VR 可変抵抗
Claims (9)
- 第1、第2の制御電圧を出力する電流コントロール電圧生成回路と、
第1の電流源を有し、前記第1の電流源が出力する電流とフォトダイオードから出力される入力電流とを加算した第1の入力電流を前記第1、第2の制御電圧の電圧差に応じて調整して第1の出力電流を生成する第1の電流調整回路と、
第2の電流源を有し、前記第2の電流源が出力する第2の入力電流を前記第1、第2の制御電圧の電圧差に応じて調整した第2の出力電流を生成する第2の電流調整回路と、
前記第1の出力電流を予め設定された第1の抵抗に基づき電圧に変換して第1の出力電圧を生成し、前記第2の出力電流を予め設定された第2の抵抗に基づき電圧に変換して第2の出力電圧を生成する電流電圧変換回路とを有する受光回路。 - 前記第1の電流調整回路は、2つのトランジスタの共通接続点に前記第1の入力電流が入力される第1の差動対を有し、前記第2の電流調整回路は、2つのトランジスタの共通接続点に前記第2の入力電流が入力される第2の差動対を有する請求項1に記載の受光回路。
- 前記第1の差動対を構成するトランジスタのうち前記第1の出力電流を出力するトランジスタと、前記第2の差動対を構成するトランジスタのうち前記第2の出力電流を出力するトランジスタとは、前記第2の制御電圧に基づき動作する請求項2に記載の受光回路。
- 前記第1の電流源と前記第2の電流源とは、実質的に同じ値の電流を出力する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の受光回路。
- 前記電流コントロール電圧生成回路は、外部端子に接続され、前記外部端子の電圧値に基づき前記第1、第2の制御電圧を設定する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の受光回路。
- 前記電流コントロール電圧生成回路は、外部端子に接続され、前記外部端子に接続される可変抵抗の抵抗値に基づき前記第1、第2の制御電圧を設定する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の受光回路。
- 前記第2の電流源は、前記フォトダイオードの接合容量と実質的に同じ容量値を有するコンデンサが並列に接続される請求項1乃至6のいずれか1項に記載の受光回路。
- 前記第1の抵抗と前記第2の抵抗とは、実質的に同じ抵抗値である請求項1乃至7のいずれか1項に記載の受光回路。
- 前記電流電圧変換回路は、前記第1の抵抗に並列に接続される第3の抵抗と、前記第2の抵抗に並列に接続される第4の抵抗と、前記第1の抵抗と前記第3の抵抗とのいずれか一方を選択する第1のスイッチと、前記第2の抵抗と前記第4の抵抗とのいずれか一方を選択する第2のスイッチとを有する請求項1乃至8のいずれか1項に記載の受光回路。
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