JP2011091687A - Transimpedance amplifier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フォトダイオード等の受光素子において得られた電流信号を電圧信号へ変換するトランスインピーダンスアンプに関し、特に広帯域かつ平坦な周波数特性を実現可能なトランスインピーダンスアンプに関するものである。 The present invention relates to a transimpedance amplifier that converts a current signal obtained in a light receiving element such as a photodiode into a voltage signal, and more particularly, to a transimpedance amplifier that can realize a broadband and flat frequency characteristic.
光アクセスシステムの代表的な網構成として、加入者側装置(Optical Network Unit:ONU)と局側装置(Optical Line Terminal:OLT)とが1対1で接続されるシングルスター(Single Star:SS)構成と、複数のONUが1つのOLTに接続される受動光ネットワーク(Passive Optical Network:PON)構成とがある。 As a typical network configuration of an optical access system, a single star (SS) in which a subscriber side device (Optical Network Unit: ONU) and a station side device (Optical Line Terminal: OLT) are connected one-to-one. There are a configuration and a passive optical network (PON) configuration in which a plurality of ONUs are connected to one OLT.
SS方式においては、ONUがOLTを占有出来るので高速通信が可能であるが、装置コストが高いという欠点がある。一方、PON方式においては、複数のONUが1つのOLTや光ファイバ設備を共有するために経済性に優れる。このような理由から、多くの光アクセスシステムではPON方式が採用されている。 In the SS system, the ONU can occupy the OLT, so that high-speed communication is possible, but there is a disadvantage that the apparatus cost is high. On the other hand, in the PON system, since a plurality of ONUs share one OLT and optical fiber equipment, it is excellent in economic efficiency. For this reason, the PON method is adopted in many optical access systems.
PON方式の上り伝送では、時分割多元接続(Time Division Multiple Access:TDMA)が用いられる。すなわち、信号の衝突を避けるために、各ONUはOLTから指定されたタイミングで信号を伝送する。ONUとOLTとの間の伝送距離がONU毎に異なるために、各ONUからの上り信号は互いに強度と位相が異なる間欠的な信号であるという特徴がある。このため、上り信号はバースト信号と呼ばれる。 In the PON system uplink transmission, time division multiple access (TDMA) is used. That is, in order to avoid signal collision, each ONU transmits a signal at a timing designated by the OLT. Since the transmission distance between the ONU and the OLT is different for each ONU, the upstream signal from each ONU is characterized by being intermittent signals having different strengths and phases. For this reason, the upstream signal is called a burst signal.
図9にOLTの受信回路を示す。OLTの受信回路は、一般に図9に示すように、フォトダイオード(Photodiode:PD)と、等化増幅回路(Equalizing Amplifier:EQA)とを有する。EQAは、トランスインピーダンスアンプ(Transimpedance Amplifier:TIA)と、リミッタアンプ(Limiting Amplifier:LIA)により構成される。さらに、LIAの後段には、信号の識別再生を行う識別器(不図示)等の回路が設けられている。受信回路への入力光信号は、PDによって電流信号に変換され、さらにTIAによって電流信号から電圧信号に変換される。LIAは、電圧信号を後段の識別器で識別再生可能なレベルに振幅制限して増幅する。 FIG. 9 shows an OLT receiving circuit. As shown in FIG. 9, the OLT receiving circuit generally includes a photodiode (PD) and an equalizing amplifier (EQA). The EQA is composed of a transimpedance amplifier (TIA) and a limiter amplifier (LIA). Further, a circuit such as a discriminator (not shown) that performs discriminating and reproducing signals is provided at the subsequent stage of the LIA. An input optical signal to the receiving circuit is converted into a current signal by the PD, and further converted from a current signal to a voltage signal by the TIA. The LIA amplifies the voltage signal by limiting the amplitude to a level that can be discriminated and reproduced by a discriminator in the subsequent stage.
PON方式の光伝送システムにおいては、上り信号がバースト信号であるため、TIAおよびLIAは強度の著しく異なるバースト信号を歪み無く増幅する必要がある。上り通信サービスを提供するという観点からは、広域収容のために大きな伝送路損失をサポートする必要があるため、EQAには高感度かつ広ダイナミックレンジな受信性能が求められる。 In the PON optical transmission system, since the upstream signal is a burst signal, TIA and LIA need to amplify burst signals having significantly different intensities without distortion. From the viewpoint of providing an uplink communication service, it is necessary to support a large transmission path loss for wide-area accommodation, and therefore, EQA is required to have a reception performance with high sensitivity and a wide dynamic range.
このような高感度受信と広ダイナミックレンジ受信とを両立するために、TIAにおいては、自動利得制御(Automatic Gain Control:AGC)によって入力信号強度に応じて利得を制御する技術が用いられる。TIAは、PDから出力された電流信号を帰還抵抗Rfの値に比例する利得によって電圧信号に変換するものなので、帰還抵抗Rfの大きさを調整することによってTIAの利得を制御することができる。すなわち、入力信号強度が小さいときには帰還抵抗Rfの値を大きくして利得を大きくすることによって高感度受信を可能にし、入力信号強度が大きいときには帰還抵抗Rfの値を小さくして利得を小さくすることによって入力オーバーロード耐力を高くする。 In order to achieve both such high-sensitivity reception and wide dynamic range reception, a technique for controlling gain according to input signal strength by automatic gain control (AGC) is used in TIA. Since the TIA converts the current signal output from the PD into a voltage signal with a gain proportional to the value of the feedback resistor Rf, the gain of the TIA can be controlled by adjusting the magnitude of the feedback resistor Rf. That is, when the input signal strength is low, the value of the feedback resistor Rf is increased to increase the gain, thereby enabling high-sensitivity reception. When the input signal strength is high, the value of the feedback resistor Rf is decreased to reduce the gain. Increase the input overload tolerance.
しかしながら、帰還抵抗Rfの大きさを変えると、TIAの周波数帯域が変化してしまうという問題点があった。図10は帰還抵抗Rfの変化によるTIAの周波数帯域の変化を示す図であり、横軸は周波数、縦軸はTIAのトランスインピーダンス利得(インピーダンス変換利得)である。図10に示すように、帰還抵抗Rfの値をR1,R2,・・・・,Rn(R1>R2>・・・・>Rn)と変えていくと、TIAの周波数帯域はf1,f2,・・・・,fn(f1<f2<・・・・<fn)と変化する。言い換えると、帰還抵抗Rfの値を大きくすると、TIAの利得は大きくなるが、周波数帯域は狭くなる。したがって、帰還抵抗Rfの値を大きくしてTIAの利得を大きくしたときに、周波数帯域が不足してしまう可能性があった。 However, if the magnitude of the feedback resistor Rf is changed, there is a problem that the frequency band of the TIA changes. FIG. 10 is a diagram showing changes in the frequency band of the TIA due to changes in the feedback resistor Rf, where the horizontal axis represents the frequency and the vertical axis represents the TIA transimpedance gain (impedance conversion gain). As shown in FIG. 10, when the value of the feedback resistor Rf is changed to R1, R2,..., Rn (R1> R2>...> Rn), the frequency band of the TIA is f1, f2, ..., Fn (f1 <f2 <... <Fn). In other words, when the value of the feedback resistor Rf is increased, the gain of the TIA is increased, but the frequency band is narrowed. Therefore, when the value of the feedback resistor Rf is increased to increase the TIA gain, the frequency band may be insufficient.
従来、TIAを広帯域化する技術として、特許文献1、非特許文献1に開示された技術が知られている。図11は特許文献1に開示されたTIAの構成を示す回路図である。このTIAは、トランジスタQ20,Q21,Q22と、コレクタ抵抗Rc20と、エミッタ抵抗Re20,Re21,Re22,Re23,Re24と、帰還抵抗Rf20と、キャパシタCe21,Ce22,Ce23とから構成される。INは入力信号、OUTは出力信号、VCC,VEEは電源電圧、VCSはバイアス電圧である。
Conventionally, techniques disclosed in
図11に示したTIAでは、エミッタ抵抗Re21,Re22,Re23とキャパシタCe21,Ce22,Ce23とからなるピーキング回路20によって、高周波領域の利得を増大させている。低周波領域の利得は、ピーキング回路20がない場合と同じである。このようなピーキング回路20による高周波ピーキング効果によって、TIAの広帯域化を実現している。非特許文献1に開示されたアンプにおいても同様のピーキング回路によって、アンプの広帯域化を実現していた。
In the TIA shown in FIG. 11, the gain in the high frequency region is increased by the peaking
特許文献1、非特許文献1に開示されたTIAでは、ピーキング回路20による広帯域化を実現しているが、図10の場合と同様に、帰還抵抗Rf20の値を大きくしてTIAの利得を大きくしたときに、周波数帯域が不足してしまう可能性があった。その理由は、帰還抵抗Rf20の値を大きくすると、TIAの周波数帯域が狭くなるので、ピーキング回路20を設けた場合であっても、高周波領域の利得が不足してしまう可能性があるからである。
In the TIAs disclosed in
また、帰還抵抗Rf20の値を大きくした場合でも高周波領域の利得が不足しないようにするためには、ピーキング回路20による高周波ピーキング効果を強くする必要がある。しかし、高周波ピーキング効果を強くすると、例えば高周波領域に利得のピークとなるリップルが生じてしまい、TIAの利得の周波数特性を平坦化できない可能性があった。入出力線形性・信号波形再現性が必要とされるアプリケーションに図9に示した受信回路を使用する場合、TIAの入出力線形性が強く求められることから、利得の周波数特性は平坦であることが好ましい。
Further, in order to prevent the gain in the high frequency region from being insufficient even when the value of the feedback resistor Rf20 is increased, the high frequency peaking effect by the peaking
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、出力信号の振幅に応じて帰還抵抗の値を変化させるAGCを行う場合であっても、広帯域かつ平坦な周波数特性を実現可能なトランスインピーダンスアンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. Even when performing AGC in which the value of the feedback resistor is changed according to the amplitude of the output signal, the transformer capable of realizing a broadband and flat frequency characteristic. An object is to provide an impedance amplifier.
本発明のトランスインピーダンスアンプは、電流信号を帰還抵抗の値に比例するトランスインピーダンス利得によって増幅すると同時に電圧信号に変換するコア回路と、このコア回路の出力振幅を検出し、検出した出力振幅に応じた制御電圧を出力するレベル検出回路とを有し、前記コア回路は、前記制御電圧に応じてコア回路のトランスインピーダンス利得の周波数特性が所望の特性になるように周波数ピーキング制御を行うピーキング回路を備えることを特徴とするものである。
また、本発明のトランスインピーダンスアンプの1構成例において、前記コア回路は、信号入力端子から入力される電流信号を増幅し電圧信号に変換して出力するエミッタ接地回路と、このエミッタ接地回路からの電圧信号を電力増幅して信号出力端子に出力するエミッタフォロア回路と、一端が前記信号出力端子に接続され、他端が前記信号入力端子に接続された前記帰還抵抗と、前記ピーキング回路とを備え、前記エミッタ接地回路は、ベースが前記信号入力端子に接続された増幅用トランジスタと、一端に第1の電源電圧が供給され、他端が前記増幅用トランジスタのコレクタに接続されたコレクタ抵抗と、一端が前記増幅用トランジスタのエミッタに接続され、他端に第2の電源電圧が供給されるエミッタ抵抗とから構成され、前記エミッタフォロア回路は、ベースが前記増幅用トランジスタのコレクタに接続され、コレクタに第1の電源電圧が供給され、エミッタが前記信号出力端子に接続された出力用トランジスタと、この出力用トランジスタに一定の電流を供給する電流源とから構成されることを特徴とするものである。
The transimpedance amplifier of the present invention amplifies a current signal by a transimpedance gain proportional to the value of the feedback resistor, and simultaneously converts the current signal into a voltage signal, detects the output amplitude of the core circuit, and responds to the detected output amplitude. A level detecting circuit that outputs a control voltage, and the core circuit includes a peaking circuit that performs frequency peaking control so that the frequency characteristic of the transimpedance gain of the core circuit becomes a desired characteristic according to the control voltage. It is characterized by comprising.
Also, in one configuration example of the transimpedance amplifier of the present invention, the core circuit amplifies a current signal input from a signal input terminal, converts the signal into a voltage signal, and outputs the voltage signal. An emitter follower circuit that amplifies a voltage signal and outputs the amplified signal to a signal output terminal, the feedback resistor having one end connected to the signal output terminal and the other end connected to the signal input terminal, and the peaking circuit. The grounded emitter circuit includes an amplifying transistor having a base connected to the signal input terminal, a first power supply voltage supplied to one end, and a collector resistor having the other end connected to the collector of the amplifying transistor; One end is connected to the emitter of the amplifying transistor, and the other end is configured with an emitter resistor to which a second power supply voltage is supplied. The Mitter follower circuit has an output transistor in which a base is connected to the collector of the amplification transistor, a first power supply voltage is supplied to the collector, and an emitter is connected to the signal output terminal. And a current source for supplying a current.
また、本発明のトランスインピーダンスアンプの1構成例において、前記ピーキング回路は、前記コレクタ抵抗またはエミッタ抵抗のインピーダンス値を前記制御電圧に応じて変化させることにより、周波数ピーキング制御を行うことを特徴とするものである。
また、本発明のトランスインピーダンスアンプの1構成例において、前記ピーキング回路は、前記制御電圧に応じて抵抗値が連続的に変化する可変抵抗と前記制御電圧に応じて容量値が連続的に変化する可変キャパシタのうち少なくとも一方を構成要素とし、前記コレクタ抵抗もしくはエミッタ抵抗のインピーダンス値、あるいはインピーダンス値とその周波数特性を前記制御電圧に応じて変化させることを特徴とするものである。
In the configuration example of the transimpedance amplifier according to the present invention, the peaking circuit performs frequency peaking control by changing an impedance value of the collector resistance or emitter resistance according to the control voltage. Is.
Further, in one configuration example of the transimpedance amplifier according to the present invention, the peaking circuit includes a variable resistor whose resistance value changes continuously according to the control voltage and a capacitance value which changes continuously according to the control voltage. At least one of the variable capacitors is a constituent element, and the impedance value of the collector resistor or the emitter resistor, or the impedance value and its frequency characteristic are changed according to the control voltage.
また、本発明のトランスインピーダンスアンプの1構成例において、前記コア回路は、さらに、前記制御電圧に応じてコア回路の出力信号が所望の振幅になるように前記帰還抵抗の値を変化させる利得制御回路を備えることを特徴とするものである。
また、本発明のトランスインピーダンスアンプの1構成例において、前記レベル検出回路は、検出した出力振幅に応じた異なる制御電圧を前記利得制御回路と前記ピーキング回路に別個に出力することを特徴とするものである。
また、本発明のトランスインピーダンスアンプの1構成例において、前記レベル検出回路は、検出した出力振幅に応じた共通の制御電圧を前記利得制御回路と前記ピーキング回路に出力することを特徴とするものである。
Further, in one configuration example of the transimpedance amplifier according to the present invention, the core circuit further includes a gain control for changing a value of the feedback resistor so that an output signal of the core circuit has a desired amplitude according to the control voltage. A circuit is provided.
In the configuration example of the transimpedance amplifier according to the present invention, the level detection circuit outputs different control voltages according to the detected output amplitude separately to the gain control circuit and the peaking circuit. It is.
In the configuration example of the transimpedance amplifier of the present invention, the level detection circuit outputs a common control voltage corresponding to the detected output amplitude to the gain control circuit and the peaking circuit. is there.
また、本発明のトランスインピーダンスアンプの1構成例は、さらに、前記レベル検出回路と前記利得制御回路との間に設けられ、前記レベル検出回路から出力された制御電圧に第1の係数を乗算した制御電圧を前記利得制御回路に出力する第1の係数乗算器と、前記レベル検出回路と前記ピーキング回路との間に設けられ、前記レベル検出回路から出力された制御電圧に第2の係数を乗算した制御電圧を前記ピーキング回路に出力する第2の係数乗算器とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明のトランスインピーダンスアンプの1構成例において、前記コア回路は、さらに、コア回路の周波数帯域が前記電流信号の伝送速度に応じた帯域になるように前記帰還抵抗の値を変化させる周波数帯域制御回路を備えることを特徴とするものである。
In addition, one configuration example of the transimpedance amplifier according to the present invention is further provided between the level detection circuit and the gain control circuit, and the control voltage output from the level detection circuit is multiplied by a first coefficient. A first coefficient multiplier for outputting a control voltage to the gain control circuit, and provided between the level detection circuit and the peaking circuit, and multiplying the control voltage output from the level detection circuit by a second coefficient And a second coefficient multiplier for outputting the control voltage to the peaking circuit.
In the configuration example of the transimpedance amplifier according to the present invention, the core circuit further includes a frequency at which the value of the feedback resistor is changed so that the frequency band of the core circuit is a band corresponding to the transmission speed of the current signal. A band control circuit is provided.
本発明によれば、コア回路の出力振幅を検出し、検出した出力振幅に応じた制御電圧を出力するレベル検出回路と、制御電圧に応じてコア回路のトランスインピーダンス利得の周波数特性が所望の特性になるように周波数ピーキング制御を行うピーキング回路とを設けることにより、広帯域かつ利得の周波数特性が平坦なトランスインピーダンスアンプを実現することができる。本発明によれば、出力信号の振幅に応じて帰還抵抗の値を変化させる自動利得制御を行う場合であっても、広帯域かつ平坦な周波数特性を実現することができる。 According to the present invention, the level detection circuit that detects the output amplitude of the core circuit and outputs a control voltage according to the detected output amplitude, and the frequency characteristic of the transimpedance gain of the core circuit according to the control voltage is a desired characteristic. By providing a peaking circuit that performs frequency peaking control so that a transimpedance amplifier with a wide bandwidth and a flat frequency characteristic of gain can be realized. According to the present invention, even when automatic gain control is performed in which the value of the feedback resistor is changed in accordance with the amplitude of the output signal, a broadband and flat frequency characteristic can be realized.
また、本発明では、コア回路の出力信号が所望の振幅になるように帰還抵抗の値を変化させる利得制御回路を備えている場合に、レベル検出回路が、検出した出力振幅に応じた共通の制御電圧を利得制御回路とピーキング回路に出力することにより、制御電圧の配線を削減することができる。また、本発明では、共通の制御電圧を用いることにより、利得制御と周波数ピーキング制御の関係を安定させることができ、トランスインピーダンスアンプの動作を安定させることができる。 Further, in the present invention, when a gain control circuit that changes the value of the feedback resistor so that the output signal of the core circuit has a desired amplitude is provided, the level detection circuit uses a common value corresponding to the detected output amplitude. By outputting the control voltage to the gain control circuit and the peaking circuit, the wiring of the control voltage can be reduced. In the present invention, by using a common control voltage, the relationship between gain control and frequency peaking control can be stabilized, and the operation of the transimpedance amplifier can be stabilized.
また、本発明では、レベル検出回路から出力された制御電圧に第1の係数を乗算した制御電圧を利得制御回路に出力する第1の係数乗算器と、レベル検出回路から出力された制御電圧に第2の係数を乗算した制御電圧をピーキング回路に出力する第2の係数乗算器とを設けることにより、利得制御と周波数ピーキング制御に用いる制御電圧をそれぞれ別個に調整することができるので、周波数ピーキング制御をより適切に実施することができる。 In the present invention, the control coefficient output from the level detection circuit is multiplied by the first coefficient, the first coefficient multiplier that outputs the control voltage to the gain control circuit, and the control voltage output from the level detection circuit. By providing the second coefficient multiplier that outputs the control voltage multiplied by the second coefficient to the peaking circuit, the control voltage used for the gain control and the frequency peaking control can be adjusted separately. Control can be implemented more appropriately.
また、本発明では、コア回路の周波数帯域が電流信号の伝送速度に応じた帯域になるように帰還抵抗の値を変化させる周波数帯域制御回路を設けることにより、トランスインピーダンスアンプの周波数帯域が適切な帯域になるように調整することができる。電流信号はフォトダイオード等の受光素子から得られるので、電流信号の伝送速度に応じた周波数帯域制御を行うことは、結果として入力光信号の伝送速度に応じた周波数帯域制御を行うことになる。 In the present invention, the frequency band of the transimpedance amplifier is appropriately adjusted by providing a frequency band control circuit that changes the value of the feedback resistor so that the frequency band of the core circuit becomes a band corresponding to the transmission speed of the current signal. The bandwidth can be adjusted. Since the current signal is obtained from a light receiving element such as a photodiode, performing frequency band control in accordance with the transmission speed of the current signal results in frequency band control in accordance with the transmission speed of the input optical signal.
[第1の実施の形態]
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。図1は本発明の第1の実施の形態に係るOLTの受信回路の構成を示すブロック図である。
OLTの受信回路は、PDと、TIAのコア回路1と、レベル検出回路2とを有する。図9で説明したとおり、TIAのコア回路1の後段にはLIAや識別器等の回路が設けられているが、図1ではこれらの回路の記載を省略している。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an OLT receiving circuit according to the first embodiment of the present invention.
The OLT reception circuit includes a PD, a
受信回路への入力光信号はPDによって電流信号に変換される。コア回路1は、PDから出力された電流信号を帰還抵抗Rfの値に比例するトランスインピーダンス利得によって電圧信号に変換する。
レベル検出回路2は、コア回路1の出力信号の振幅を検出し、この振幅に比例した大きさのAGC制御電圧V_AGCcontを出力すると共に、コア回路1の出力信号の振幅に反比例した大きさのピーキング制御電圧V_Peakcontを出力する。
An input optical signal to the receiving circuit is converted into a current signal by the PD. The
The
AGC制御電圧V_AGCcontに応じて帰還抵抗Rfの値を変化させることにより、コア回路1の出力信号が所望の振幅になるようにコア回路1の利得を調節する制御、すなわちAGCが行われる。
一方、ピーキング制御電圧V_Peakcontに応じてコア回路内のピーキング回路の可変抵抗または可変キャパシタの値を変化させることにより、コア回路1の利得の周波数特性が所望の特性になるようにコア回路1の高周波領域の利得を調節する制御、すなわち周波数ピーキング制御が行われる。
By changing the value of the feedback resistor Rf in accordance with the AGC control voltage V_AGCcont, control for adjusting the gain of the
On the other hand, by changing the value of the variable resistance or variable capacitor of the peaking circuit in the core circuit according to the peaking control voltage V_Peakcont, the high frequency of the
さらに、本実施の形態では、入力光信号の伝送速度に応じてコア回路1の周波数帯域を制御するための周波数帯域制御電圧Rate_Selが入力される。この周波数帯域制御電圧Rate_Selに応じて帰還抵抗Rfの値を変化させることにより、コア回路1の周波数帯域が入力光信号の伝送速度に応じた帯域になるようにコア回路1の利得を調節する制御が行われる。
Furthermore, in this embodiment, a frequency band control voltage Rate_Sel for controlling the frequency band of the
以下、本実施の形態のTIAの構成および動作をより詳細に説明する。図2はTIAのコア回路1の構成を示す回路図である。
本実施の形態のコア回路1は、ベースが信号入力端子に接続された増幅用トランジスタQ1と、ベースが増幅用トランジスタQ1のコレクタに接続され、コレクタに電源電圧VCCが供給され、エミッタが信号出力端子に接続された出力用トランジスタQ2と、ゲートにバイアス電圧VCSが供給され、ドレインが出力用トランジスタQ2のエミッタおよび信号出力端子に接続された電流源トランジスタQ3と、一端に電源電圧VCCが供給され、他端が増幅用トランジスタQ1のコレクタおよび出力用トランジスタQ2のベースに接続されたコレクタ抵抗Rc1と、一端が増幅用トランジスタQ1のエミッタに接続され、他端に電源電圧VEEが供給されるエミッタ抵抗Re1と、一端が電流源トランジスタQ3のソースに接続され、他端に電源電圧VEEが供給されるエミッタ抵抗Re2と、一端が信号出力端子に接続され、他端が信号入力端子に接続された帰還抵抗Rfと、ピーキング回路10とから構成される。
Hereinafter, the configuration and operation of the TIA of the present embodiment will be described in more detail. FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the
The
増幅用トランジスタQ1とコレクタ抵抗Rc1とエミッタ抵抗Re1とは、エミッタ接地回路を構成し、出力用トランジスタQ2と電流源トランジスタQ3とエミッタ抵抗Re2とは、エミッタフォロア回路を構成している。すなわち、図2に示したコア回路1は、エミッタ接地回路とエミッタフォロア回路と帰還抵抗Rfとを備えたエミッタ接地・並列帰還型の回路構成からなっており、信号入力端子から増幅用トランジスタQ1のベースに入力される入力信号IN(電流信号)を、帰還抵抗Rfの値に応じて増幅して、電圧信号に変換し、しかる後、出力用トランジスタQ2のエミッタから、電力増幅した出力信号OUT(電圧信号)として低インピーダンスで出力する。なお、エミッタフォロア回路の電流源トランジスタQ3とエミッタ抵抗Re2とは、出力用トランジスタQ2に一定の電流を供給する電流源となっている。
The amplification transistor Q1, the collector resistor Rc1, and the emitter resistor Re1 constitute a grounded emitter circuit, and the output transistor Q2, the current source transistor Q3, and the emitter resistor Re2 constitute an emitter follower circuit. That is, the
本実施の形態の帰還抵抗Rfは、ゲートにAGC制御電圧V_AGCcontが入力され、ソースが信号出力端子に接続され、ドレインが信号入力端子に接続されたトランジスタQ4と、ゲートに周波数帯域制御電圧Rate_Selが入力され、ソースが信号出力端子に接続されたトランジスタQ5と、一端が信号出力端子に接続され、他端が信号入力端子に接続された帰還抵抗Rf1と、一端がトランジスタQ5のドレインに接続され、他端が信号入力端子に接続された帰還抵抗Rf2とから構成される。トランジスタQ4は利得制御回路を構成し、トランジスタQ5と帰還抵抗Rf2とは周波数帯域制御回路を構成している。 In the feedback resistor Rf of this embodiment, the AGC control voltage V_AGCcont is input to the gate, the source is connected to the signal output terminal, the drain is connected to the signal input terminal, and the frequency band control voltage Rate_Sel is connected to the gate. A transistor Q5 having a source connected to the signal output terminal, one end connected to the signal output terminal, the other end connected to the signal input terminal, and one end connected to the drain of the transistor Q5; The other end is composed of a feedback resistor Rf2 connected to the signal input terminal. The transistor Q4 constitutes a gain control circuit, and the transistor Q5 and the feedback resistor Rf2 constitute a frequency band control circuit.
ピーキング回路10は、ゲートにピーキング制御電圧V_Peakcontが入力され、ドレインがトランジスタQ1のエミッタに接続されたトランジスタQ6と、一端がトランジスタQ6のソースに接続され、他端に電源電圧VEEが供給されるエミッタ抵抗Re3と、一端がトランジスタQ6のソースに接続されたキャパシタCe1と、一端がキャパシタCe1の他端に接続され、他端に電源電圧VEEが供給されるエミッタ抵抗Re4とから構成される。
The peaking
トランジスタQ4は、AGC制御電圧V_AGCcontに応じてドレイン−ソース間の抵抗値が連続的に変化する連続可変抵抗となる。このトランジスタQ4は、帰還抵抗Rf1に対して並列に接続されていることから明らかなように、帰還抵抗Rfの抵抗値を連続的に変化させる役割を果たす。 The transistor Q4 becomes a continuously variable resistance whose resistance value between the drain and the source continuously changes in accordance with the AGC control voltage V_AGCcont. As apparent from the fact that the transistor Q4 is connected in parallel to the feedback resistor Rf1, it plays a role of continuously changing the resistance value of the feedback resistor Rf.
コア回路1の出力信号の振幅が大きくなると、AGC制御電圧V_AGCcontが上昇するので、トランジスタQ4のドレイン−ソース間の抵抗値が小さくなる。これにより、帰還抵抗Rfの抵抗値(トランジスタQ4と帰還抵抗Rf1の合成の抵抗値)が小さくなるので、コア回路1の利得が小さくなる。反対に、コア回路1の出力信号の振幅が小さくなると、AGC制御電圧V_AGCcontが低下するので、トランジスタQ4のドレイン−ソース間の抵抗値が大きくなる。これにより、帰還抵抗Rfの抵抗値が大きくなるので、コア回路1の利得が大きくなる。こうして、コア回路1の出力信号が所望の振幅になるようにAGCを行うことができる。
When the amplitude of the output signal of the
トランジスタQ6は、ピーキング制御電圧V_Peakcontに応じてドレイン−ソース間の抵抗値が連続的に変化する連続可変抵抗となる。このトランジスタQ6およびエミッタ抵抗Re3,Re4は、エミッタ抵抗Re1に対して並列に接続されていることから明らかなように、エミッタ抵抗Re1の抵抗値を連続的に変化させる役割を果たす。さらに、エミッタ抵抗Re4と直列に挿入されているキャパシタCe1は、エミッタ抵抗Re1の高周波領域におけるインピーダンスを変化させる役割を果たす。 The transistor Q6 becomes a continuously variable resistance whose resistance value between the drain and the source changes continuously according to the peaking control voltage V_Peakcont. As apparent from the fact that the transistor Q6 and the emitter resistors Re3 and Re4 are connected in parallel to the emitter resistor Re1, the transistor Q6 plays a role of continuously changing the resistance value of the emitter resistor Re1. Further, the capacitor Ce1 inserted in series with the emitter resistor Re4 serves to change the impedance of the emitter resistor Re1 in the high frequency region.
コア回路1の出力信号の振幅が小さくなると、ピーキング制御電圧V_Peakcontが上昇するので、トランジスタQ6のドレイン−ソース間の抵抗値が小さくなる。これにより、エミッタ抵抗Re1とピーキング回路10の合成の抵抗値が小さくなるので、コア回路1の利得が大きくなる。このとき、低周波領域においてはトランジスタQ6とエミッタ抵抗Re3とからなる回路がエミッタ抵抗Re1に並列に接続されている状態と等価であるのに対して、高周波領域においては更にキャパシタCe1とエミッタ抵抗Re4とからなる回路がエミッタ抵抗Re3に並列に接続されている状態となるので、エミッタ抵抗Re1とピーキング回路10の合成のインピーダンス値は低周波領域に比べて高周波領域でより小さくなる。こうして、コア回路1の高周波領域の利得を増大させることができる。
When the amplitude of the output signal of the
反対に、コア回路1の出力信号の振幅が大きくなると、ピーキング制御電圧V_Peakcontが低下するので、トランジスタQ6のドレイン−ソース間の抵抗値が大きくなる。これにより、エミッタ抵抗Re1とピーキング回路10の合成の抵抗値が大きくなるので、コア回路1の利得が小さくなる。トランジスタQ6のドレイン−ソース間の抵抗値が大きくなると、キャパシタCe1によるインピーダンス低減効果が弱くなるので、コア回路1の高周波領域の利得を増大させる高周波ピーキング効果も弱くなる。
以上のようにして、ピーキング制御電圧V_Peakcontに応じた周波数ピーキング制御を行うことができる。
On the contrary, when the amplitude of the output signal of the
As described above, frequency peaking control according to the peaking control voltage V_Peakcont can be performed.
図3は本実施の形態の周波数ピーキング制御の効果を説明するための図である。図3において、横軸は周波数、縦軸はコア回路1のトランスインピーダンス利得であり、100は図11に示した従来のTIAと同様にピーキング量(開ループ利得)を固定した場合のコア回路の周波数特性、200は本実施の形態のピーキング回路10によってピーキング量をコア回路1の出力信号の振幅の変化に合わせて変化させた場合のコア回路1の周波数特性である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the effect of the frequency peaking control of the present embodiment. In FIG. 3, the horizontal axis represents frequency, the vertical axis represents the transimpedance gain of the
従来のTIAでは、出力信号の振幅の変化に合わせて帰還抵抗Rfの値をR1,R2,・・・・,Rn(R1>R2>・・・・>Rn)と変えていくと、TIAの周波数帯域がf1,f2,・・・・,fn(f1<f2<・・・・<fn)と変化するので、帰還抵抗Rfの抵抗値を大きくしてTIAの利得を大きくしたときに、周波数帯域が不足してしまう。 In the conventional TIA, when the value of the feedback resistor Rf is changed to R1, R2,..., Rn (R1> R2>...> Rn) in accordance with the change in the amplitude of the output signal, The frequency band changes as f1, f2,..., Fn (f1 <f2 <... <Fn), so that when the resistance value of the feedback resistor Rf is increased and the gain of the TIA is increased, the frequency is increased. Insufficient bandwidth.
これに対して、本実施の形態では、従来と同様にコア回路1の出力信号の振幅が小さくなったときに、帰還抵抗Rfの抵抗値が大きくなるが、帰還抵抗Rfの抵抗値の増大に合わせてピーキング回路10による高周波ピーキング効果を強くするので、帰還抵抗Rfの抵抗値の増大によって不足してしまう高周波領域の利得を補うことができる。したがって、本実施の形態では、出力信号の振幅に応じて帰還抵抗Rfの抵抗値が変化しても、コア回路1の利得の周波数特性が所望の特性になるように制御することができ、TIAを広帯域化することができる。また、帰還抵抗Rfの抵抗値に合わせてピーキング回路10によるピーキング量を制御することができるので、高周波ピーキング効果が適切になるように制御することができ、TIAの利得の周波数特性を平坦化することができる。
On the other hand, in the present embodiment, the resistance value of the feedback resistor Rf increases when the amplitude of the output signal of the
上記のAGCでは、トランジスタQ4によって帰還抵抗Rfの抵抗値を連続的に変化させているが、本実施の形態では、さらに、トランジスタQ5のオン/オフによって帰還抵抗Rfの抵抗値を変化させることができる。本実施の形態では、入力光信号の伝送速度が遅いときには(例えば1Gbit/s)、上位の制御装置(不図示)から与える周波数帯域制御電圧Rate_SelによりトランジスタQ5をオフにする。この場合、帰還抵抗Rfの抵抗値は、主としてトランジスタQ4と帰還抵抗Rf1の合成抵抗によって決まり、トランジスタQ5および帰還抵抗Rf2が帰還抵抗Rfの抵抗値に及ぼす影響は小さくなる。 In the above AGC, the resistance value of the feedback resistor Rf is continuously changed by the transistor Q4. However, in the present embodiment, the resistance value of the feedback resistor Rf can be further changed by turning on / off the transistor Q5. it can. In the present embodiment, when the transmission rate of the input optical signal is low (for example, 1 Gbit / s), the transistor Q5 is turned off by the frequency band control voltage Rate_Sel given from the host controller (not shown). In this case, the resistance value of the feedback resistor Rf is mainly determined by the combined resistance of the transistor Q4 and the feedback resistor Rf1, and the influence of the transistor Q5 and the feedback resistor Rf2 on the resistance value of the feedback resistor Rf is reduced.
一方、入力光信号の伝送速度が速いときには(例えば10Gbit/s)、周波数帯域制御電圧Rate_SelによりトランジスタQ5をオンにする。これにより、帰還抵抗Rfの抵抗値(トランジスタQ4,Q5と帰還抵抗Rf1,Rf2の合成の抵抗値)が小さくなるので、コア回路1の利得は下がるが、コア回路1の周波数帯域は広くなる。
On the other hand, when the transmission speed of the input optical signal is high (for example, 10 Gbit / s), the transistor Q5 is turned on by the frequency band control voltage Rate_Sel. As a result, the resistance value of the feedback resistor Rf (the combined resistance value of the transistors Q4 and Q5 and the feedback resistors Rf1 and Rf2) is reduced, so that the gain of the
以上のように、本実施の形態では、ピーキング回路10を設けることにより、コア回路1の出力信号の振幅に応じてピーキング量を変化させることができ、その結果として帰還抵抗Rfの抵抗値に応じてピーキング量を変化させることが可能になるので、広帯域かつ利得の周波数特性が平坦なTIAを実現することができる。さらに、本実施の形態では、コア回路1の周波数帯域が入力光信号の伝送速度に応じた帯域になるようにコア回路1の利得を調節する制御を実現することができる。
As described above, in the present embodiment, by providing the peaking
なお、本実施の形態では、レベル検出回路2が、コア回路1の出力信号の振幅に反比例した大きさのピーキング制御電圧V_Peakcontを出力するようになっているが、出力信号の振幅に比例した大きさのピーキング制御電圧V_Peakcontを出力してもよい。この場合には、トランジスタQ6をNチャネルトランジスタでなく、Pチャネルトランジスタにすればよい。
In the present embodiment, the
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図4は本発明の第2の実施の形態に係るOLTの受信回路の構成を示すブロック図である。
第1の実施の形態では、AGCと周波数ピーキング制御に別々の制御電圧を用いていたが、本実施の形態は、AGCと周波数ピーキング制御に同一のAGC制御電圧V_AGCcontを用いるものである。この場合、図2に示したピーキング回路10のトランジスタQ6をPチャネルトランジスタにして、トランジスタQ6のゲートにAGC制御電圧V_AGCcontを入力すればよい。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a receiving circuit of the OLT according to the second embodiment of the present invention.
In the first embodiment, separate control voltages are used for AGC and frequency peaking control. In this embodiment, the same AGC control voltage V_AGCcont is used for AGC and frequency peaking control. In this case, the transistor Q6 of the peaking
また、図5に示すようなTIAのコア回路の構成を用いてもよい。図5のコア回路は、増幅用トランジスタQ1と、出力用トランジスタQ2と、電流源トランジスタQ3と、コレクタ抵抗Rc1と、エミッタ抵抗Re1と、エミッタ抵抗Re2と、帰還抵抗Rfと、ピーキング回路11とから構成される。
ピーキング回路11は、ゲートにAGC制御電圧V_AGCcontが入力され、ドレインがコレクタ抵抗Rc1の一端に接続され、ソースがコレクタ抵抗Rc1の他端に接続されたトランジスタQ7から構成される。
Alternatively, a TIA core circuit configuration as shown in FIG. 5 may be used. The core circuit of FIG. 5 includes an amplifying transistor Q1, an output transistor Q2, a current source transistor Q3, a collector resistor Rc1, an emitter resistor Re1, an emitter resistor Re2, a feedback resistor Rf, and a peaking
The peaking
トランジスタQ7は、AGC制御電圧V_AGCcontに応じてドレイン−ソース間の抵抗値が連続的に変化する連続可変抵抗となる。このトランジスタQ7は、コレクタ抵抗Rc1に対して並列に接続されていることから明らかなように、コレクタ抵抗Rc1の抵抗値を連続的に変化させる役割を果たす。 The transistor Q7 becomes a continuously variable resistance whose resistance value between the drain and the source continuously changes according to the AGC control voltage V_AGCcont. As apparent from the fact that the transistor Q7 is connected in parallel to the collector resistor Rc1, it plays a role of continuously changing the resistance value of the collector resistor Rc1.
コア回路の出力信号の振幅が小さくなると、AGC制御電圧V_AGCcontが低下するので、トランジスタQ7のドレイン−ソース間の抵抗値が大きくなる。これにより、トランジスタQ7とコレクタ抵抗Rc1の合成の抵抗値が大きくなるので、コア回路の利得が大きくなる。その結果として、ピーキング回路11によるピーキング効果を増大させることができる。
When the amplitude of the output signal of the core circuit decreases, the AGC control voltage V_AGCcont decreases, and thus the resistance value between the drain and source of the transistor Q7 increases. As a result, the combined resistance value of the transistor Q7 and the collector resistor Rc1 is increased, so that the gain of the core circuit is increased. As a result, the peaking effect by the peaking
反対に、コア回路の出力信号の振幅が大きくなると、AGC制御電圧V_AGCcontが上昇するので、トランジスタQ7のドレイン−ソース間の抵抗値が小さくなる。これにより、トランジスタQ7とコレクタ抵抗Rc1の合成の抵抗値が小さくなるので、コア回路の利得が小さくなる。その結果、ピーキング効果も弱くなる。 On the contrary, when the amplitude of the output signal of the core circuit increases, the AGC control voltage V_AGCcont increases, so that the resistance value between the drain and source of the transistor Q7 decreases. As a result, the combined resistance value of the transistor Q7 and the collector resistor Rc1 is reduced, so that the gain of the core circuit is reduced. As a result, the peaking effect is weakened.
こうして、図5に示した回路によれば、AGC制御電圧V_AGCcontに応じた周波数ピーキング制御を行うことができる。コア回路の他の構成は、第1の実施の形態で説明したとおりである。
以上のように、本実施の形態では、AGCと周波数ピーキング制御に同一のAGC制御電圧V_AGCcontを用いるので、ピーキング制御電圧V_Peakcontが不要となり、制御電圧の配線を削減することができる。
Thus, according to the circuit shown in FIG. 5, frequency peaking control according to the AGC control voltage V_AGCcont can be performed. The other configuration of the core circuit is as described in the first embodiment.
As described above, in the present embodiment, since the same AGC control voltage V_AGCcont is used for AGC and frequency peaking control, the peaking control voltage V_Peakcont becomes unnecessary, and the wiring of the control voltage can be reduced.
なお、ピーキング回路11の構成は、図5に示した回路に限るものではなく、例えば図6(A)に示すようにトランジスタQ7と直列にコレクタ抵抗Rc2を挿入したものであってもよい。さらに、図6(B)に示すように抵抗Rc2と並列にキャパシタCc1と抵抗Rc3の直列接続回路を挿入したものであってもよい。また、図5、図6(A)、図6(B)に示したトランジスタQ7をNチャネルトランジスタでなく、Pチャネルトランジスタにして、トランジスタQ7のゲートにピーキング制御電圧V_Peakcontを入力すれば、図5、図6(A)、図6(B)に示した回路を第1の実施の形態に適用することができる。
Note that the configuration of the peaking
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。図7は本発明の第3の実施の形態に係るOLTの受信回路の構成を示すブロック図である。
第2の実施の形態では、AGC制御電圧V_AGCcontをそのまま帰還抵抗Rfとピーキング回路に与えていたが、本実施の形態は、AGC制御電圧V_AGCcontの大きさをAGCと周波数ピーキング制御のそれぞれの用途に合わせて別個に調整した上で帰還抵抗Rfとピーキング回路に与えるものである。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of an OLT receiving circuit according to the third embodiment of the present invention.
In the second embodiment, the AGC control voltage V_AGCcont is directly applied to the feedback resistor Rf and the peaking circuit. However, in this embodiment, the magnitude of the AGC control voltage V_AGCcont is used for each of AGC and frequency peaking control. In addition, the feedback resistance Rf and the peaking circuit are given after being adjusted separately.
係数乗算器3は、AGC制御電圧V_AGCcontに所定の係数αを乗算した制御電圧VRfを帰還抵抗RfのトランジスタQ4に出力する。係数乗算器4は、AGC制御電圧V_AGCcontに所定の係数βを乗算した制御電圧VPeakをピーキング回路に出力する。係数乗算器3,4は、それぞれオペアンプによって実現することができる。 The coefficient multiplier 3 outputs a control voltage V Rf obtained by multiplying the AGC control voltage V_AGCcont by a predetermined coefficient α to the transistor Q4 of the feedback resistor Rf. The coefficient multiplier 4 outputs a control voltage V Peak obtained by multiplying the AGC control voltage V_AGCcont by a predetermined coefficient β to the peaking circuit. The coefficient multipliers 3 and 4 can each be realized by an operational amplifier.
第2の実施の形態で説明したとおり、本実施の形態で用いるコア回路1としては、図2に示したコア回路においてピーキング回路10のトランジスタQ6をPチャネルトランジスタにしたものを用いてもよいし、図5、図6(A)、図6(B)に示したコア回路を用いてもよい。
As described in the second embodiment, as the
こうして、本実施の形態では、AGCと周波数ピーキング制御に用いる制御電圧をそれぞれ別個に調整することができるので、第2の実施の形態に比べて周波数ピーキング制御をより適切に実施することができる。 Thus, in the present embodiment, the control voltages used for AGC and frequency peaking control can be adjusted separately, so that frequency peaking control can be more appropriately performed as compared with the second embodiment.
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。図8は本発明の第4の実施の形態に係るTIAのコア回路の構成を示す回路図である。
本実施の形態のコア回路は、第1の実施の形態において、図2に示した構成の代わりに用いるものであり、増幅用トランジスタQ1と、出力用トランジスタQ2と、電流源トランジスタQ3と、コレクタ抵抗Rc1と、エミッタ抵抗Re1と、エミッタ抵抗Re2と、帰還抵抗Rfと、ピーキング回路12とから構成される。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a circuit diagram showing the configuration of the TIA core circuit according to the fourth embodiment of the present invention.
The core circuit of this embodiment is used instead of the configuration shown in FIG. 2 in the first embodiment, and includes an amplifying transistor Q1, an output transistor Q2, a current source transistor Q3, and a collector. The resistor Rc1, the emitter resistor Re1, the emitter resistor Re2, the feedback resistor Rf, and the peaking
ピーキング回路12は、エミッタ抵抗Re1と並列に接続された可変キャパシタCe2から構成される。可変キャパシタCe2は、ピーキング制御電圧V_Peakcontに応じて容量値が連続的に変化する。この可変キャパシタCe2は、エミッタ抵抗Re1に対して並列に接続されていることから明らかなように、エミッタ抵抗Re1のインピーダンス値を連続的に変化させる役割を果たす。
The peaking
コア回路の出力信号の振幅が小さくなると、ピーキング制御電圧V_Peakcontが上昇し、可変キャパシタCe2の容量値が大きくなる。これにより、エミッタ抵抗Re1とピーキング回路12の合成のインピーダンス値が小さくなるので、コア回路の利得が大きくなる。特に、合成のインピーダンス値は低周波領域に比べて高周波領域でより小さくなるので、コア回路の高周波領域の利得を増大させることができる。
When the amplitude of the output signal of the core circuit decreases, the peaking control voltage V_Peakcont increases and the capacitance value of the variable capacitor Ce2 increases. As a result, the combined impedance value of the emitter resistor Re1 and the peaking
反対に、コア回路の出力信号の振幅が大きくなると、ピーキング制御電圧V_Peakcontが低下し、可変キャパシタCe2の容量値が小さくなる。これにより、エミッタ抵抗Re1とピーキング回路12の合成のインピーダンス値が大きくなるので、コア回路の利得が小さくなり、ピーキング効果も弱くなる。以上のようにして、ピーキング制御電圧V_Peakcontに応じた周波数ピーキング制御を行うことができる。
On the other hand, when the amplitude of the output signal of the core circuit increases, the peaking control voltage V_Peakcont decreases and the capacitance value of the variable capacitor Ce2 decreases. As a result, the combined impedance value of the emitter resistor Re1 and the peaking
第1〜第3の実施の形態で説明したピーキング回路はいずれも可変抵抗を構成要素とするピーキング回路であるが、本実施の形態によれば、可変キャパシタを構成要素とするピーキング回路を実現することができる。 Each of the peaking circuits described in the first to third embodiments is a peaking circuit having a variable resistor as a component, but according to the present embodiment, a peaking circuit having a variable capacitor as a component is realized. be able to.
なお、本発明は、第1〜第4の実施の形態の構成に限定されるものではない。例えばピーキング回路を可変抵抗と可変キャパシタの両方を構成要素とする回路としてもよい。 Note that the present invention is not limited to the configurations of the first to fourth embodiments. For example, the peaking circuit may be a circuit having both a variable resistor and a variable capacitor as components.
本発明は、フォトダイオード等の受光素子において得られた電流信号を電圧信号へ変換するトランスインピーダンスアンプに適用することができる。 The present invention can be applied to a transimpedance amplifier that converts a current signal obtained in a light receiving element such as a photodiode into a voltage signal.
1…コア回路、2…レベル検出回路、3,4…係数乗算器、10,11,12…ピーキング回路、PD…フォトダイオード、TIA…トランスインピーダンスアンプ、Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7…トランジスタ、Rc1,Rc2,Rc3,Re1,Re2,Re3,Re4,Rf,Rf1,Rf2…抵抗、Cc1,Ce1…キャパシタ、Ce2…可変キャパシタ。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
このコア回路の出力振幅を検出し、検出した出力振幅に応じた制御電圧を出力するレベル検出回路とを有し、
前記コア回路は、前記制御電圧に応じてコア回路のトランスインピーダンス利得の周波数特性が所望の特性になるように周波数ピーキング制御を行うピーキング回路を備えることを特徴とするトランスインピーダンスアンプ。 A core circuit that amplifies the current signal by a transimpedance gain proportional to the value of the feedback resistor and simultaneously converts it to a voltage signal;
A level detection circuit that detects the output amplitude of the core circuit and outputs a control voltage according to the detected output amplitude;
The transimpedance amplifier, wherein the core circuit includes a peaking circuit that performs frequency peaking control so that a frequency characteristic of a transimpedance gain of the core circuit becomes a desired characteristic according to the control voltage.
前記コア回路は、信号入力端子から入力される電流信号を増幅し電圧信号に変換して出力するエミッタ接地回路と、このエミッタ接地回路からの電圧信号を電力増幅して信号出力端子に出力するエミッタフォロア回路と、一端が前記信号出力端子に接続され、他端が前記信号入力端子に接続された前記帰還抵抗と、前記ピーキング回路とを備え、
前記エミッタ接地回路は、ベースが前記信号入力端子に接続された増幅用トランジスタと、一端に第1の電源電圧が供給され、他端が前記増幅用トランジスタのコレクタに接続されたコレクタ抵抗と、一端が前記増幅用トランジスタのエミッタに接続され、他端に第2の電源電圧が供給されるエミッタ抵抗とから構成され、
前記エミッタフォロア回路は、ベースが前記増幅用トランジスタのコレクタに接続され、コレクタに第1の電源電圧が供給され、エミッタが前記信号出力端子に接続された出力用トランジスタと、この出力用トランジスタに一定の電流を供給する電流源とから構成されることを特徴とするトランスインピーダンスアンプ。 The transimpedance amplifier according to claim 1,
The core circuit amplifies a current signal input from a signal input terminal, converts the signal into a voltage signal, and outputs the voltage signal; and an emitter that amplifies the voltage signal from the grounded emitter circuit and outputs the signal to a signal output terminal A follower circuit, the feedback resistor having one end connected to the signal output terminal and the other end connected to the signal input terminal, and the peaking circuit,
The grounded emitter circuit includes an amplifying transistor whose base is connected to the signal input terminal, a first power supply voltage supplied to one end, a collector resistor whose other end is connected to the collector of the amplifying transistor, and one end Is connected to the emitter of the amplifying transistor, and the other end of the emitter resistor is supplied with the second power supply voltage.
The emitter follower circuit has an output transistor in which a base is connected to the collector of the amplification transistor, a first power supply voltage is supplied to the collector, and an emitter is connected to the signal output terminal. A transimpedance amplifier comprising a current source that supplies
前記ピーキング回路は、前記コレクタ抵抗またはエミッタ抵抗のインピーダンス値を前記制御電圧に応じて変化させることにより、周波数ピーキング制御を行うことを特徴とするトランスインピーダンスアンプ。 The transimpedance amplifier according to claim 2,
The transimpedance amplifier, wherein the peaking circuit performs frequency peaking control by changing an impedance value of the collector resistance or emitter resistance according to the control voltage.
前記ピーキング回路は、前記制御電圧に応じて抵抗値が連続的に変化する可変抵抗と前記制御電圧に応じて容量値が連続的に変化する可変キャパシタのうち少なくとも一方を構成要素とし、前記コレクタ抵抗もしくはエミッタ抵抗のインピーダンス値、あるいはインピーダンス値とその周波数特性を前記制御電圧に応じて変化させることを特徴とするトランスインピーダンスアンプ。 The transimpedance amplifier according to any one of claims 1 to 3,
The peaking circuit includes at least one of a variable resistor whose resistance value continuously changes according to the control voltage and a variable capacitor whose capacitance value changes continuously according to the control voltage, and the collector resistor Alternatively, the transimpedance amplifier, wherein the impedance value of the emitter resistor, or the impedance value and its frequency characteristic are changed according to the control voltage.
前記コア回路は、さらに、前記制御電圧に応じてコア回路の出力信号が所望の振幅になるように前記帰還抵抗の値を変化させる利得制御回路を備えることを特徴とするトランスインピーダンスアンプ。 The transimpedance amplifier according to any one of claims 1 to 4,
The transimpedance amplifier, wherein the core circuit further includes a gain control circuit that changes a value of the feedback resistor so that an output signal of the core circuit has a desired amplitude according to the control voltage.
前記レベル検出回路は、検出した出力振幅に応じた異なる制御電圧を前記利得制御回路と前記ピーキング回路に別個に出力することを特徴とするトランスインピーダンスアンプ。 The transimpedance amplifier according to claim 5,
The level detection circuit separately outputs different control voltages corresponding to the detected output amplitude to the gain control circuit and the peaking circuit.
前記レベル検出回路は、検出した出力振幅に応じた共通の制御電圧を前記利得制御回路と前記ピーキング回路に出力することを特徴とするトランスインピーダンスアンプ。 The transimpedance amplifier according to claim 5,
The level detection circuit outputs a common control voltage corresponding to the detected output amplitude to the gain control circuit and the peaking circuit.
さらに、前記レベル検出回路と前記利得制御回路との間に設けられ、前記レベル検出回路から出力された制御電圧に第1の係数を乗算した制御電圧を前記利得制御回路に出力する第1の係数乗算器と、
前記レベル検出回路と前記ピーキング回路との間に設けられ、前記レベル検出回路から出力された制御電圧に第2の係数を乗算した制御電圧を前記ピーキング回路に出力する第2の係数乗算器とを備えることを特徴とするトランスインピーダンスアンプ。 The transimpedance amplifier according to claim 7,
Further, a first coefficient that is provided between the level detection circuit and the gain control circuit and outputs a control voltage obtained by multiplying the control voltage output from the level detection circuit by a first coefficient to the gain control circuit. A multiplier,
A second coefficient multiplier provided between the level detection circuit and the peaking circuit and outputting a control voltage obtained by multiplying the control voltage output from the level detection circuit by a second coefficient to the peaking circuit; Transimpedance amplifier characterized by comprising.
前記コア回路は、さらに、コア回路の周波数帯域が前記電流信号の伝送速度に応じた帯域になるように前記帰還抵抗の値を変化させる周波数帯域制御回路を備えることを特徴とするトランスインピーダンスアンプ。 The transimpedance amplifier according to any one of claims 1 to 8,
The transimpedance amplifier, wherein the core circuit further includes a frequency band control circuit that changes a value of the feedback resistor so that a frequency band of the core circuit becomes a band corresponding to a transmission speed of the current signal.
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