JP2015076801A - Limiter amplifier circuit and driver circuit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a limiter amplifier circuit that improves reception sensitivity and response characteristic by setting an appropriate DC offset amount to an input amplitude.SOLUTION: A differential amplification circuit 11 amplifies differential input signals. Differential amplification circuits 12, 13 amplify differential output signals of the differential amplification circuit 11. An offset adjustment circuit 18 adjusts a DC offset voltage of differential output signals of the differential amplification circuit 12 in accordance with a DC component of one of differential output signals of the differential amplification circuit 13 and a reference voltage. In the offset adjustment circuit 18, a peak detection circuit 19 detects the DC component of one of the differential output signals of the differential amplification circuit 13. A differential amplification circuit 20 amplifies a voltage difference between an output of the peak detection circuit 19 and the reference voltage REF. A resistor R1 is connected between an output terminal of the peak detection circuit 19 and an input terminal of the differential amplification circuit 20. An external adjustment circuit 30 adjusts a voltage of a junction of the input terminal of the differential amplification circuit 20 and the resistor R1.

Description

本発明は、入力振幅に対して適切なDCオフセット量を設定することができ、受信感度及び応答特性の改善をはかることができるリミッタアンプ回路及びドライバ回路に関する。   The present invention relates to a limiter amplifier circuit and a driver circuit that can set an appropriate DC offset amount with respect to an input amplitude and can improve reception sensitivity and response characteristics.

高速データ伝送を可能とする光伝送システムとして、複数のデータ信号のパケットを時間多重する光伝送システムが知られている。このシステムにおいてバースト信号を受信するために光受信回路が用いられる。   As an optical transmission system that enables high-speed data transmission, an optical transmission system that time-multiplexes a plurality of data signal packets is known. In this system, an optical receiving circuit is used to receive a burst signal.

図1は従来の光受信回路を示す図である。フォトダイオード100は微小な光信号を電流信号に変換する。トランスインピーダンスアンプ101(TIA: Trans Impedance Amplifier)は、この電流信号を電圧信号に変換増幅する。リミッタアンプ回路102は、トランスインピーダンスアンプ101の出力信号を一定振幅に増幅する。   FIG. 1 is a diagram showing a conventional optical receiving circuit. The photodiode 100 converts a minute optical signal into a current signal. A transimpedance amplifier 101 (TIA: Trans Impedance Amplifier) converts this current signal into a voltage signal and amplifies it. The limiter amplifier circuit 102 amplifies the output signal of the transimpedance amplifier 101 to a constant amplitude.

このような構成の光受信回路では、トランスインピーダンスアンプ101の差動出力の正相側IPと逆相側INにそれぞれDCオフセットが生じる。入力信号のDCオフセットはトランスインピーダンスアンプ101の利得分だけ増幅される。DCオフセットの大きさはトランスインピーダンスアンプ101の個体差により異なるが、DCオフセットが大きい場合、リミッタアンプ回路102のバースト応答性を劣化させ、良好な応答特性が得られないという問題がある。   In the optical receiver circuit having such a configuration, a DC offset is generated between the positive phase side IP and the negative phase side IN of the differential output of the transimpedance amplifier 101. The DC offset of the input signal is amplified by the gain of the transimpedance amplifier 101. The magnitude of the DC offset varies depending on the individual difference of the transimpedance amplifier 101. However, when the DC offset is large, there is a problem that the burst response of the limiter amplifier circuit 102 is degraded and good response characteristics cannot be obtained.

図2はAC結合構成の従来の光受信回路を示す図である。トランスインピーダンスアンプ101とリミッタアンプ回路102の間に結合容量C1,C2が設けられている。これにより、図1の光受信回路のDCオフセットの影響を無くすことができる。しかし、結合容量C1,C2とリミッタアンプ回路102の入力インピーダンスで決まる時定数によりDCレベルが変化して、適正なDCオフセットになるまでの時間がかかるという問題がある。さらに、差動入力信号が入力されていない場合に正相出力信号と逆相出力信号のDC出力レベルが等しくなり、無信号時にノイズが出力され、後段の受信装置の特性に影響が生じるという問題もある。   FIG. 2 is a diagram showing a conventional optical receiver circuit having an AC coupling configuration. Coupling capacitors C 1 and C 2 are provided between the transimpedance amplifier 101 and the limiter amplifier circuit 102. Thereby, the influence of the DC offset of the optical receiver circuit of FIG. 1 can be eliminated. However, there is a problem that it takes time until the DC level changes due to the time constant determined by the coupling capacitors C1 and C2 and the input impedance of the limiter amplifier circuit 102, and an appropriate DC offset is obtained. Furthermore, when a differential input signal is not input, the DC output levels of the positive phase output signal and the negative phase output signal are equal, noise is output when there is no signal, and the characteristics of the receiving device at the subsequent stage are affected. There is also.

これらの問題を解決するために改善されたリミッタアンプ回路が提案された(例えば、特許文献1参照)。図3は改善された従来のリミッタアンプ回路を示す図である。差動増幅回路11は、正相入力信号IPと逆相入力信号INとからなる差動入力信号を増幅する。差動増幅回路12,13は、差動増幅回路11の差動出力信号を増幅する。   In order to solve these problems, an improved limiter amplifier circuit has been proposed (for example, see Patent Document 1). FIG. 3 is a diagram showing an improved conventional limiter amplifier circuit. The differential amplifier circuit 11 amplifies a differential input signal composed of a normal phase input signal IP and a negative phase input signal IN. The differential amplifier circuits 12 and 13 amplify the differential output signal of the differential amplifier circuit 11.

オフセット調整回路14は、ピーク検出回路15,16と、差動増幅回路17とを有する。ピーク検出回路15は、正相入力信号IPの直流成分を検出して保持する。ピーク検出回路16は、逆相入力信号INの直流成分を検出して保持する。差動増幅回路17は、ピーク検出回路15,16により検出した正相入力信号IPの直流成分と逆相入力信号INの直流成分との電圧差を差動増幅回路11に負帰還し、この電位差に応じて差動増幅回路11の差動出力信号のDCオフセット電圧を調整する。   The offset adjustment circuit 14 includes peak detection circuits 15 and 16 and a differential amplifier circuit 17. The peak detection circuit 15 detects and holds the DC component of the positive phase input signal IP. The peak detection circuit 16 detects and holds the direct current component of the negative phase input signal IN. The differential amplifier circuit 17 negatively feeds back the voltage difference between the DC component of the positive phase input signal IP detected by the peak detection circuits 15 and 16 and the DC component of the negative phase input signal IN to the differential amplifier circuit 11, and this potential difference. Accordingly, the DC offset voltage of the differential output signal of the differential amplifier circuit 11 is adjusted.

オフセット調整回路18は、ピーク検出回路19と、差動増幅回路20とを有する。ピーク検出回路19は、飽和している差動増幅回路13の差動出力信号の一方の信号の直流成分を検出して保持する。差動増幅回路20は、ピーク検出回路19により検出した差動増幅回路13の差動出力信号の一方の信号の直流成分と基準電圧REFとの電圧差を差動増幅回路12に正帰還し、この電位差に応じて差動増幅回路12の差動出力信号のDCオフセット電圧を調整する。   The offset adjustment circuit 18 includes a peak detection circuit 19 and a differential amplifier circuit 20. The peak detection circuit 19 detects and holds the DC component of one of the differential output signals of the differential amplifier circuit 13 that is saturated. The differential amplifier circuit 20 positively feeds back the voltage difference between the DC component of one of the differential output signals of the differential amplifier circuit 13 detected by the peak detection circuit 19 and the reference voltage REF to the differential amplifier circuit 12, The DC offset voltage of the differential output signal of the differential amplifier circuit 12 is adjusted according to this potential difference.

基準電圧REFは所定の値に調整されている。オフセット調整回路18は、リミッタアンプ回路102の入力に差動信号が入力された場合は差動増幅回路13の差動出力信号のDCオフセット電圧にDCオフセットを付加せず、リミッタアンプ回路102の入力に差動信号が入力されていない場合は差動増幅回路13の差動出力信号のDCオフセット電圧にDCオフセットを付加する。このため、リミッタアンプ回路102の入力に差動信号が入力されていない場合に正相出力信号と逆相出力信号のDC出力レベルが等しくなるのを防ぐことができ、良好な応答特性を得ることができる。   The reference voltage REF is adjusted to a predetermined value. When a differential signal is input to the input of the limiter amplifier circuit 102, the offset adjustment circuit 18 does not add a DC offset to the DC offset voltage of the differential output signal of the differential amplifier circuit 13, but the input of the limiter amplifier circuit 102. When a differential signal is not input to the signal, a DC offset is added to the DC offset voltage of the differential output signal of the differential amplifier circuit 13. For this reason, when the differential signal is not input to the input of the limiter amplifier circuit 102, it is possible to prevent the DC output levels of the positive phase output signal and the negative phase output signal from being equal, and obtain good response characteristics. Can do.

図4は図3のリミッタアンプ回路の入力信号応答特性を示す図である。図4(a)はリミッタアンプ回路の入力信号を示す。入力信号は10Gbpsの10(イチゼロ)の交番信号である。入力信号は無入力の状態からプリアンブルの信号、ペイロードの信号が入力される。図4(b)はリミッタアンプ回路102内の差動増幅回路12の出力の過渡応答波形を示す。図4(c)はリミッタアンプ回路102の出力OP、ONの過渡応答波形で、初期の応答特性の時間幅を拡大した波形を示す。この図4(c)の波形は、リミッタアンプ回路102に差動入力信号が入力されている時にDCオフセットを適切な値になるように与えた場合の条件での過渡応答特性である。   FIG. 4 is a diagram showing input signal response characteristics of the limiter amplifier circuit of FIG. FIG. 4A shows an input signal of the limiter amplifier circuit. The input signal is a 10 (1 zero) alternating signal of 10 Gbps. As an input signal, a preamble signal and a payload signal are input from a state of no input. FIG. 4B shows a transient response waveform of the output of the differential amplifier circuit 12 in the limiter amplifier circuit 102. FIG. 4C is a transient response waveform of the output OP and ON of the limiter amplifier circuit 102, and shows a waveform in which the time width of the initial response characteristic is enlarged. The waveform shown in FIG. 4C is a transient response characteristic under conditions when a DC offset is given to an appropriate value when a differential input signal is input to the limiter amplifier circuit 102.

特開2009−38556号公報JP 2009-38556 A

図3のリミッタアンプ回路では、回路の入力に差動信号が入力されていない場合のDCオフセット量は所定の基準電圧REFの値で決まる一定値となる。このため光信号が入力された場合、PD変換効率(フォトダイオードの光−電流変換効率)、トランスインピーダンスアンプの利得により決まる入力振幅に対して基準電圧REFで与えられる動作点(DCオフセット)が必ずしも適切な値とは限らない。このため、図4(c)から分かるように、過渡的に差動増幅回路12の差動出力のデューティ比が50%とならず、受信感度が低下し、応答特性も劣化するという問題がある。   In the limiter amplifier circuit of FIG. 3, the DC offset amount when no differential signal is input to the circuit input is a constant value determined by the value of the predetermined reference voltage REF. Therefore, when an optical signal is input, the operating point (DC offset) given by the reference voltage REF with respect to the input amplitude determined by the PD conversion efficiency (photodiode light-current conversion efficiency) and the gain of the transimpedance amplifier is not necessarily limited. It is not always an appropriate value. Therefore, as can be seen from FIG. 4C, there is a problem that the duty ratio of the differential output of the differential amplifier circuit 12 does not transiently become 50%, the reception sensitivity is lowered, and the response characteristics are also deteriorated. .

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は入力振幅に対して適切なDCオフセット量を設定することができ、受信感度及び応答特性の改善をはかることができるリミッタアンプ回路を得るものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object thereof is to set an appropriate DC offset amount for the input amplitude, and to improve reception sensitivity and response characteristics. A limiter amplifier circuit that can be obtained is obtained.

本発明に係るリミッタアンプ回路は、正相入力信号と逆相入力信号とからなる差動入力信号を増幅する第1の差動増幅回路と、前記第1の差動増幅回路の差動出力信号を増幅する第2の差動増幅回路と、前記正相入力信号の直流成分と前記逆相入力信号の直流成分との電圧差に応じて前記第1の差動増幅回路の差動出力信号のDCオフセット電圧を調整する第1のオフセット調整回路と、前記第2の差動増幅回路の差動出力信号の一方の信号の直流成分と基準電圧に応じて前記第2の差動増幅回路の差動出力信号のDCオフセット電圧を調整する第2のオフセット調整回路と、外部調整回路とを備え、前記基準電圧が所定の値に調整され、前記第2のオフセット調整回路は、前記差動入力信号が入力された場合は前記第2の差動増幅回路の差動出力信号のDCオフセット電圧にDCオフセットを付加せず、前記差動入力信号が入力されていない場合は前記第2の差動増幅回路の差動出力信号のDCオフセット電圧にDCオフセットを付加し、前記第2のオフセット調整回路は、前記第2の差動増幅回路の差動出力信号の一方の信号の直流成分を検出する第1のピーク検出回路と、前記第1のピーク検出回路の出力が入力される第1の入力端子と、前記基準電圧が入力される第2の入力端子とを有し、前記第1のピーク検出回路の出力と前記基準電圧との電圧差を増幅する第3の差動増幅回路と、前記第1のピーク検出回路の出力端子と前記第3の差動増幅回路の前記第1の入力端子との間に接続された第1の抵抗とを有し、前記外部調整回路は、前記第3の差動増幅回路の前記第1の入力端子と前記第1の抵抗との接続点の電圧を調整することを特徴とする。   A limiter amplifier circuit according to the present invention includes a first differential amplifier circuit that amplifies a differential input signal composed of a positive phase input signal and a negative phase input signal, and a differential output signal of the first differential amplifier circuit. A differential output signal of the first differential amplifier circuit according to a voltage difference between a DC component of the positive phase input signal and a DC component of the negative phase input signal. A difference between the first offset adjustment circuit for adjusting the DC offset voltage and the second differential amplifier circuit according to the DC component of one of the differential output signals of the second differential amplifier circuit and the reference voltage. A second offset adjustment circuit for adjusting a DC offset voltage of the dynamic output signal; and an external adjustment circuit, wherein the reference voltage is adjusted to a predetermined value, and the second offset adjustment circuit Is input, the difference of the second differential amplifier circuit If no DC offset is added to the DC offset voltage of the output signal and the differential input signal is not input, a DC offset is added to the DC offset voltage of the differential output signal of the second differential amplifier circuit; The second offset adjustment circuit includes: a first peak detection circuit that detects a direct current component of one of the differential output signals of the second differential amplifier circuit; and an output of the first peak detection circuit. A third input terminal configured to amplify a voltage difference between an output of the first peak detection circuit and the reference voltage, the first input terminal being input; and a second input terminal to which the reference voltage is input. A differential amplifier circuit; a first resistor connected between an output terminal of the first peak detection circuit and the first input terminal of the third differential amplifier circuit; The adjustment circuit includes the first differential amplifier circuit of the first differential amplifier circuit. And adjusting the voltage of the connection point between the first resistor and the input terminal.

本発明により、入力振幅に対して適切なDCオフセット量を設定することができ、受信感度及び応答特性の改善をはかることができる。   According to the present invention, an appropriate DC offset amount can be set with respect to the input amplitude, and the reception sensitivity and response characteristics can be improved.

従来の光受信回路を示す図である。It is a figure which shows the conventional optical receiver circuit. AC結合構成の従来の光受信回路を示す図である。It is a figure which shows the conventional optical receiver circuit of AC coupling structure. 改善された従来のリミッタアンプ回路を示す図である。It is a figure which shows the conventional limiter amplifier circuit improved. 図3のリミッタアンプ回路の入力信号応答特性を示す図である。It is a figure which shows the input signal response characteristic of the limiter amplifier circuit of FIG. 本発明の実施の形態に係るリミッタアンプ回路を示す図である。It is a figure which shows the limiter amplifier circuit which concerns on embodiment of this invention. 第2のオフセット調整回路の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of a 2nd offset adjustment circuit. リミッタアンプ回路に入力されるトランスインピーダンスアンプの出力振幅の光入力レベル依存性の計算例を示す図である。It is a figure which shows the example of calculation of the optical input level dependence of the output amplitude of the transimpedance amplifier input into a limiter amplifier circuit. リミッタアンプ回路の入力振幅に対して最適のDCオフセット量(入力振幅に等しいDCレベル量)を与えるための電圧PKsを外部調整抵抗の値の関係で示した図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a voltage PKs for giving an optimum DC offset amount (a DC level amount equal to the input amplitude) with respect to an input amplitude of a limiter amplifier circuit in relation to a value of an external adjustment resistor. 図7の光入力レベルをmW単位で表示した計算例を示す図である。It is a figure which shows the example of calculation which displayed the optical input level of FIG. 7 per mW. トランスインピーダンスアンプの出力振幅に対する第2の差動増幅回路の出力波形を示す図である。It is a figure which shows the output waveform of the 2nd differential amplifier circuit with respect to the output amplitude of a transimpedance amplifier. 本発明の実施の形態に係るリミッタアンプ回路の入力信号応答特性を示す図である。It is a figure which shows the input signal response characteristic of the limiter amplifier circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るリミッタアンプ回路を適用したパケット送信器を示す図である。It is a figure which shows the packet transmitter to which the limiter amplifier circuit which concerns on embodiment of this invention is applied.

図5は、本発明の実施の形態に係るリミッタアンプ回路を示す図である。フォトダイオード100が光信号を電気信号に変換する。その電気信号をトランスインピーダンスアンプ101が増幅する。トランスインピーダンスアンプ101の差動出力信号をリミッタアンプ回路102が増幅する。   FIG. 5 is a diagram showing a limiter amplifier circuit according to the embodiment of the present invention. The photodiode 100 converts an optical signal into an electrical signal. The electrical signal is amplified by the transimpedance amplifier 101. The limiter amplifier circuit 102 amplifies the differential output signal of the transimpedance amplifier 101.

リミッタアンプ回路102において、差動増幅回路11が、正相入力信号IPと逆相入力信号INとからなる差動入力信号を増幅する。差動増幅回路12,13が差動増幅回路11の差動出力信号を増幅する。差動増幅回路13の差動出力信号がリミッタアンプ回路102の正相出力信号OP及び逆相出力信号ONとなる。   In the limiter amplifier circuit 102, the differential amplifier circuit 11 amplifies the differential input signal composed of the positive phase input signal IP and the negative phase input signal IN. The differential amplifier circuits 12 and 13 amplify the differential output signal of the differential amplifier circuit 11. The differential output signal of the differential amplifier circuit 13 becomes the positive phase output signal OP and the negative phase output signal ON of the limiter amplifier circuit 102.

オフセット調整回路18は、飽和している差動増幅回路13の差動出力信号の一方の信号の直流成分と基準電圧REFに応じて差動増幅回路12の差動出力信号のDCオフセット電圧を調整する。基準電圧REFは所定の値に調整されている。オフセット調整回路18により正帰還ループを構成し、自動的に差動増幅回路12のDCオフセット電圧を調整する。具体的には、オフセット調整回路18は、リミッタアンプ回路102に差動入力信号が入力された場合は差動増幅回路12の差動出力信号のDCオフセット電圧にDCオフセットを付加せず、差動入力信号が入力されていない場合は差動増幅回路12の差動出力信号のDCオフセット電圧にDCオフセットを付加する。   The offset adjustment circuit 18 adjusts the DC offset voltage of the differential output signal of the differential amplifier circuit 12 according to the DC component of one of the differential output signals of the differential amplifier circuit 13 that is saturated and the reference voltage REF. To do. The reference voltage REF is adjusted to a predetermined value. The offset adjustment circuit 18 constitutes a positive feedback loop and automatically adjusts the DC offset voltage of the differential amplifier circuit 12. Specifically, when a differential input signal is input to the limiter amplifier circuit 102, the offset adjustment circuit 18 does not add a DC offset to the DC offset voltage of the differential output signal of the differential amplifier circuit 12, and differential When no input signal is input, a DC offset is added to the DC offset voltage of the differential output signal of the differential amplifier circuit 12.

オフセット調整回路18は、ピーク検出回路19と、差動増幅回路20と、抵抗R1とを有する。ピーク検出回路19は、飽和している差動増幅回路13の差動出力信号の一方の信号の直流成分を検出して保持する。差動増幅回路20は、ピーク検出回路19の出力が入力される第1の入力端子と、基準電圧が入力される第2の入力端子とを有し、ピーク検出回路19の出力と基準電圧との電圧差を増幅する。抵抗R1は、ピーク検出回路19の出力端子と差動増幅回路20の第1の入力端子との間に接続されている。   The offset adjustment circuit 18 includes a peak detection circuit 19, a differential amplifier circuit 20, and a resistor R1. The peak detection circuit 19 detects and holds the DC component of one of the differential output signals of the differential amplifier circuit 13 that is saturated. The differential amplifier circuit 20 has a first input terminal to which the output of the peak detection circuit 19 is input and a second input terminal to which a reference voltage is input. The output of the peak detection circuit 19 and the reference voltage Amplify the voltage difference of. The resistor R <b> 1 is connected between the output terminal of the peak detection circuit 19 and the first input terminal of the differential amplifier circuit 20.

外部調整回路30は、差動増幅回路20の第1の入力端子と接地(GND)との間に接続された抵抗R2と、差動増幅回路20の第1の入力端子と電源端子(定電圧源VEE)との間に接続された抵抗R3とを有する。外部調整回路30は、差動増幅回路20の第1の入力端子と抵抗R1との接続点の電圧PKsを調整する。従って、差動増幅回路20は、抵抗R1,R2,R3により調整された直流成分と基準電圧REFとの電圧差を差動増幅回路12に正帰還し、この電位差に応じて差動増幅回路12の差動出力のDCオフセット電圧を調整する。   The external adjustment circuit 30 includes a resistor R2 connected between the first input terminal of the differential amplifier circuit 20 and the ground (GND), a first input terminal of the differential amplifier circuit 20, and a power supply terminal (constant voltage). And a resistor R3 connected between the source VEE). The external adjustment circuit 30 adjusts the voltage PKs at the connection point between the first input terminal of the differential amplifier circuit 20 and the resistor R1. Accordingly, the differential amplifier circuit 20 positively feeds back the voltage difference between the DC component adjusted by the resistors R1, R2, and R3 and the reference voltage REF to the differential amplifier circuit 12, and the differential amplifier circuit 12 according to the potential difference. The DC offset voltage of the differential output is adjusted.

オフセット調整回路14は、正相入力信号IPの直流成分と逆相入力信号INの直流成分との電圧差に応じて差動増幅回路11の差動出力信号のDCオフセット電圧を調整する。具体的には、オフセット調整回路14は、正相入力信号IPの直流成分を検出して保持するピーク検出回路15と、逆相入力信号INの直流成分を検出して保持するピーク検出回路16と、ピーク検出回路15の出力とピーク検出回路16の出力との電圧差を増幅する差動増幅回路17と、ピーク検出回路15の出力端子と差動増幅回路17の差動入力の一方との間に接続された抵抗R4と、ピーク検出回路16の出力端子と差動増幅回路17の差動入力の他方との間に接続された抵抗R5とを有する。差動増幅回路17は、ピーク検出回路15,16により検出した正相入力信号IPの直流成分と逆相入力信号INの直流成分との電圧差を増幅して、差動増幅回路11に負帰還し、この電圧差に応じて差動増幅回路11の差動出力信号のDCオフセット電圧を調整する。   The offset adjustment circuit 14 adjusts the DC offset voltage of the differential output signal of the differential amplifier circuit 11 according to the voltage difference between the direct current component of the positive phase input signal IP and the direct current component of the negative phase input signal IN. Specifically, the offset adjustment circuit 14 includes a peak detection circuit 15 that detects and holds the DC component of the positive phase input signal IP, and a peak detection circuit 16 that detects and holds the DC component of the negative phase input signal IN. A differential amplifier circuit 17 that amplifies the voltage difference between the output of the peak detector circuit 15 and the output of the peak detector circuit 16, and between the output terminal of the peak detector circuit 15 and one of the differential inputs of the differential amplifier circuit 17. And a resistor R5 connected between the output terminal of the peak detection circuit 16 and the other differential input of the differential amplifier circuit 17. The differential amplifier circuit 17 amplifies the voltage difference between the DC component of the positive phase input signal IP and the DC component of the negative phase input signal IN detected by the peak detection circuits 15 and 16 and negatively feeds back to the differential amplifier circuit 11. The DC offset voltage of the differential output signal of the differential amplifier circuit 11 is adjusted according to this voltage difference.

ここで、抵抗R4,R5の抵抗値は抵抗R1の抵抗値と等しい。これにより、オフセット調整回路14,18の回路構成と回路定数を同じにして、オフセット調整回路14,18の応答時間を合わせることができる。   Here, the resistance values of the resistors R4 and R5 are equal to the resistance value of the resistor R1. Thereby, the response time of the offset adjustment circuits 14 and 18 can be matched by making the circuit configuration and circuit constants of the offset adjustment circuits 14 and 18 the same.

図6は、第2のオフセット調整回路の動作を説明するための図である。フォトダイオード100に光バースト信号が入力されると、動作初期には図6(a)に示すように、差動増幅回路12の入力IP’はDC電位の安定点から、振幅分上側に波形が現れる。また、差動増幅回路12の入力IN’は振幅分下側に波形が現れる。IP’,IN’の信号は、オフセット調整回路14で決まる時間で両信号のオフセット電圧が一致し、安定となる。即ち、当初のオフセットはIP’又はIN’の入力振幅に相当する値になり、オフセット調整回路14で決まる時間でオフセットが減少していく。オフセット調整回路18はオフセットの変化に追随していくよう差動増幅回路20の入力DCオフセット電圧を調整するように動作する。   FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the second offset adjustment circuit. When an optical burst signal is input to the photodiode 100, as shown in FIG. 6A, the input IP ′ of the differential amplifier circuit 12 has a waveform upward from the stable point of the DC potential by an amplitude as shown in FIG. appear. Further, the waveform of the input IN ′ of the differential amplifier circuit 12 appears on the lower side of the amplitude. The IP ′ and IN ′ signals become stable because the offset voltages of both signals coincide with each other at a time determined by the offset adjustment circuit 14. In other words, the initial offset becomes a value corresponding to the input amplitude of IP ′ or IN ′, and the offset decreases in a time determined by the offset adjustment circuit 14. The offset adjustment circuit 18 operates to adjust the input DC offset voltage of the differential amplifier circuit 20 so as to follow the change in the offset.

ここで、差動増幅回路20の入力に印加される基準電圧REFと電圧PKsの間の電圧差(オフセット電圧に相当)を例えば当初IP’の入力振幅に相当する値となるように基準電圧REFを与える。そうすると、バースト信号入力時に差動増幅回路12では信号IP’のDCレベルが入力振幅分下がって、信号IN’のDCレベルと一致するように動作する。   Here, the reference voltage REF is set so that the voltage difference (corresponding to the offset voltage) between the reference voltage REF applied to the input of the differential amplifier circuit 20 and the voltage PKs becomes a value corresponding to the input amplitude of the initial IP ′, for example. give. Then, when the burst signal is input, the differential amplifier circuit 12 operates so that the DC level of the signal IP ′ decreases by the input amplitude and matches the DC level of the signal IN ′.

ピーク検出回路19は、通常、整流用のダイオードとピーク値に相当する電荷を充電する容量で構成される。入力信号が入力されている間、差動増幅回路13のリミット振幅のピーク値を検出し、ピーク検出回路19の出力電圧がリミット振幅のピーク値になるまで、容量に電荷を充電し、電圧を保持する。従って、時間の経過とともに、ピーク検出回路19の出力である電圧PKsが増加し、基準電圧REFと電圧PKsの間の電圧差が減少していく。図6(b)(c)はこのときのオフセット調整回路18における電圧PKsの動作及び差動増幅回路12の出力間のDCオフセット電圧の動作を示す。   The peak detection circuit 19 is generally composed of a rectifying diode and a capacitor for charging a charge corresponding to the peak value. While the input signal is being input, the peak value of the limit amplitude of the differential amplifier circuit 13 is detected, and the capacitor is charged until the output voltage of the peak detection circuit 19 reaches the peak value of the limit amplitude. Hold. Therefore, with the passage of time, the voltage PKs that is the output of the peak detection circuit 19 increases, and the voltage difference between the reference voltage REF and the voltage PKs decreases. 6B and 6C show the operation of the voltage PKs in the offset adjustment circuit 18 and the operation of the DC offset voltage between the outputs of the differential amplifier circuit 12 at this time.

図6(b)は、外部抵抗R2,R3が無い従来例の動作、図6(c)は外部抵抗R2,R3を付加した本実施の形態の動作を示す。ここで、REF1はREFの電圧に無入力時の電圧PKsよりIP’の入力振幅に等しいDCオフセット電圧を与えた場合を示し、REF2は電圧REFを第1のオフセット調整回路が安定になる時間での電圧PKsと等しい電圧に調整した場合を示す。   FIG. 6B shows the operation of the conventional example without the external resistors R2 and R3, and FIG. 6C shows the operation of this embodiment with the external resistors R2 and R3 added. Here, REF1 indicates a case where a DC offset voltage equal to the input amplitude of IP ′ is applied to the voltage of REF from the voltage PKs at the time of no input, and REF2 is a time during which the first offset adjustment circuit becomes stable. The case where it is adjusted to a voltage equal to the voltage PKs is shown.

図6(b)において、REF1の場合、バースト信号入力当初は差動増幅回路12に適正なオフセットが与えられ、差動増幅回路12の出力間のDCオフセット電圧は0となる。IP’、IN’の信号が安定な状態に近づくに従って、PKsの電圧がREF1の場合の電圧を超えた値となり(回路シミュレーションに用いた差動増幅回路12の利得は1であり、差動増幅回路13の利得は5で、リミッタ動作をしているため)、最終的に第1のオフセット調整回路が安定になる時間(IP’、IN’の信号が安定な状態)で差動増幅回路12にはオフセット電圧Vofを与えることになる。このため、差動増幅回路の差動信号の動作DC電圧が異なり、出力信号のデューティ比が50%とならなくなり、受信感度が劣化してしまう。また、REF2の場合、バースト信号入力当初に差動増幅回路12に適正なオフセットが与えられておらず(IP’とIN’のDC電圧にはVof分のオフセット電圧が与えられ)、差動増幅回路12の出力信号のデューティ比が50%とならなくなり、受信感度が劣化してしまう。図4はこの状態での動作波形を示す。従って従来回路では、電圧REFの調整だけではバースト信号入力当初からIP’とIN’の信号が安定になった後も全ての期間において出力信号のデューティ比を50%の出力波形にすることはできず、受信感度の劣化をまねく。   In FIG. 6B, in the case of REF1, an appropriate offset is given to the differential amplifier circuit 12 at the beginning of the burst signal input, and the DC offset voltage between the outputs of the differential amplifier circuit 12 becomes zero. As the IP ′ and IN ′ signals approach a stable state, the voltage of PKs exceeds the voltage of REF1 (the differential amplifier circuit 12 used in the circuit simulation has a gain of 1, and differential amplification Since the gain of the circuit 13 is 5 and the limiter operation is performed), the differential amplifier circuit 12 is finally at a time when the first offset adjustment circuit becomes stable (IP ′ and IN ′ signals are stable). Is given an offset voltage Vof. For this reason, the differential DC operating DC voltage of the differential amplifier circuit is different, the duty ratio of the output signal does not become 50%, and the reception sensitivity deteriorates. In the case of REF2, an appropriate offset is not given to the differential amplifier circuit 12 at the beginning of the burst signal input (the offset voltage of Vof is given to the DC voltages of IP 'and IN'), and differential amplification is performed. The duty ratio of the output signal of the circuit 12 does not become 50%, and the reception sensitivity is deteriorated. FIG. 4 shows operation waveforms in this state. Therefore, in the conventional circuit, the duty ratio of the output signal can be set to an output waveform of 50% in all periods even after the IP ′ and IN ′ signals become stable from the beginning of the burst signal input only by adjusting the voltage REF. First, it will lead to deterioration of reception sensitivity.

図6(c)は、本実施の形態で外部抵抗R2,R3を付加した場合のPKs端子電圧の動作を示す。電圧REFはREF1の場合のようにバースト信号入力当初の電圧PKsにIP’の入力振幅に相当する値のDCオフセット電圧を与え、外部抵抗R2,R3の値はオフセット調整回路14が安定になる時間での電圧PKsが電圧REFに等しくなるように与えている。このため、バースト信号入力当初は電圧REFには適正なオフセットが与えられ、差動増幅回路12の出力間のDCオフセット電圧は理想的に0となり、オフセット調整回路14が安定になる時間の経過中、正帰還により適正なオフセットが与えられるように追随する。   FIG. 6C shows the operation of the PKs terminal voltage when the external resistors R2 and R3 are added in the present embodiment. As in the case of REF1, the voltage REF gives a DC offset voltage having a value corresponding to the input amplitude of IP ′ to the voltage PKs at the beginning of the burst signal input, and the values of the external resistors R2 and R3 are times when the offset adjustment circuit 14 becomes stable The voltage PKs at is given so as to be equal to the voltage REF. For this reason, an appropriate offset is given to the voltage REF at the beginning of the burst signal input, the DC offset voltage between the outputs of the differential amplifier circuit 12 is ideally 0, and the time during which the offset adjustment circuit 14 becomes stable is elapsed. Then, follow up so that an appropriate offset is given by positive feedback.

また、IP’とIN’の信号が安定になる時に電圧PKsが電圧REFに等しくなるように外部抵抗R2,R3により与えられるので、差動増幅回路12の出力間のDCオフセット電圧は0とすることができる。従って、バースト信号入力当初からIP’とIN’の信号が安定になった後も、差動増幅回路12の出力間のDCオフセット電圧を0とすることができるので、出力信号のデューティ比を50%の出力波形にすることが可能となり、波形応答特性と受信感度を向上させることができる。   Further, since the voltage PKs is applied by the external resistors R2 and R3 so that the voltage PKs becomes equal to the voltage REF when the signals IP ′ and IN ′ are stabilized, the DC offset voltage between the outputs of the differential amplifier circuit 12 is set to zero. be able to. Accordingly, the DC offset voltage between the outputs of the differential amplifier circuit 12 can be set to 0 even after the IP ′ and IN ′ signals become stable from the beginning of the burst signal input. % Output waveform, and waveform response characteristics and reception sensitivity can be improved.

以下、具体的なDCオフセット量の調整とその条件による入力信号応答特性について示す。図7は、リミッタアンプ回路に入力されるトランスインピーダンスアンプの出力振幅の光入力レベル依存性の計算例を示す図である。トランスインピーダンスアンプ101の出力振幅は、フォトダイオード100のPD変換効率とトランスインピーダンスアンプ101のトランスインピーダンスゲイン(Zt)により求められる。計算においてPD変換効率は0.9A/W、Zt=700Ωとした。   Hereinafter, specific adjustment of the DC offset amount and input signal response characteristics depending on the conditions will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating a calculation example of the optical input level dependence of the output amplitude of the transimpedance amplifier input to the limiter amplifier circuit. The output amplitude of the transimpedance amplifier 101 is obtained from the PD conversion efficiency of the photodiode 100 and the transimpedance gain (Zt) of the transimpedance amplifier 101. In the calculation, the PD conversion efficiency was 0.9 A / W and Zt = 700Ω.

図8は、リミッタアンプ回路の入力振幅に対して最適のDCオフセット量(入力振幅に等しいDCレベル量)を与えるための電圧PKsの変化幅(入力信号が無しの場合と有りの場合の電圧PKsの差)を外部調整抵抗の値の関係で示した図である。外部抵抗R2,R3の抵抗値の組合せに対して、横軸はPKs−GND間の抵抗R2の抵抗値、縦軸左側に電圧PKsの変化幅を示す。具体的には、リミッタアンプ回路の入力振幅に対応したリミッタアンプ出力の過渡応答波形のデューティ比がパケット先頭部から50%となるDCオフセット電圧および電圧PKsの変化幅を決めるためのR2/R3抵抗値をシミュレーションにより求めた。差動増幅回路11,12の間に利得5の差動増幅回路31を挿入した場合のシミュレーション結果であり、縦軸右側の入力振幅への換算値は利得5で電圧PKsの変化幅の値を割った値である。差動増幅回路31の利得はG=5であり、光受信装置の仕様により適宜差動増幅回路31の利得を設計して追加することができる。   FIG. 8 shows the change width of the voltage PKs for giving the optimum DC offset amount (DC level amount equal to the input amplitude) to the input amplitude of the limiter amplifier circuit (voltage PKs when there is no input signal and when there is no input signal). Is a diagram showing the relationship between the values of external adjustment resistors. For the combination of resistance values of the external resistors R2 and R3, the horizontal axis indicates the resistance value of the resistor R2 between PKs and GND, and the vertical axis on the left side indicates the change width of the voltage PKs. Specifically, the R2 / R3 resistor for determining the change width of the DC offset voltage and the voltage PKs at which the duty ratio of the transient response waveform of the limiter amplifier output corresponding to the input amplitude of the limiter amplifier circuit is 50% from the packet head. The value was obtained by simulation. It is a simulation result when the differential amplifier circuit 31 with a gain of 5 is inserted between the differential amplifier circuits 11 and 12, and the converted value to the input amplitude on the right side of the vertical axis is the gain of 5 and the value of the change width of the voltage PKs. Divided value. The gain of the differential amplifier circuit 31 is G = 5, and the gain of the differential amplifier circuit 31 can be appropriately designed and added according to the specifications of the optical receiver.

ここで、抵抗R1と差動増幅回路20の接続点において外部抵抗R2,R3で決まるDC電位が一定となるようにするため、外部抵抗R2,R3の比は一定として外部抵抗R2,R3のそれぞれの抵抗値を変えた。また、抵抗R1,R4,R5の抵抗値は500Ωの一定値とした。   Here, in order to make the DC potential determined by the external resistors R2 and R3 constant at the connection point between the resistor R1 and the differential amplifier circuit 20, the ratio of the external resistors R2 and R3 is constant, and each of the external resistors R2 and R3 is fixed. The resistance value of was changed. The resistance values of the resistors R1, R4, and R5 were set to a constant value of 500Ω.

光受信回路の最小受信感度を維持するための適切なDCオフセット量は、最小受信感度に対応するトランスインピーダンスアンプ101の出力振幅(リミッタアンプ回路102の入力振幅に相当)と等しい。図7においてトランスインピーダンスアンプ101の最小受信感度を−18dBmとすると、トランスインピーダンスアンプ101の出力振幅は約20mVppとなる。図8において抵抗比R2/R3=5KΩ/10KΩに調整することにより、最小受信感度の入力振幅に近い21mVppの入力振幅で、DCオフセット量105mVが得られている。この値が差動増幅回路20に入力される。この条件で光受信回路の受信感度特性を実験により調べた結果、誤り率1E−12で受信感度は約−17.5dBmとほぼ最小受信感度に近い値が得られた。   An appropriate DC offset amount for maintaining the minimum receiving sensitivity of the optical receiving circuit is equal to the output amplitude of the transimpedance amplifier 101 corresponding to the minimum receiving sensitivity (corresponding to the input amplitude of the limiter amplifier circuit 102). In FIG. 7, when the minimum reception sensitivity of the transimpedance amplifier 101 is −18 dBm, the output amplitude of the transimpedance amplifier 101 is about 20 mVpp. In FIG. 8, by adjusting the resistance ratio R2 / R3 = 5 KΩ / 10 KΩ, a DC offset amount of 105 mV is obtained with an input amplitude of 21 mVpp close to the input amplitude of the minimum reception sensitivity. This value is input to the differential amplifier circuit 20. As a result of experimentally examining the reception sensitivity characteristics of the optical reception circuit under these conditions, the reception sensitivity was about -17.5 dBm with an error rate of 1E-12, and a value close to the minimum reception sensitivity was obtained.

次に波形応答特性について説明する。図9は図7の光入力レベルをmW単位で表示した計算例を示す図である。この計算例は、トランスインピーダンスアンプ101の出力振幅で飽和出力まで算出したものである。   Next, waveform response characteristics will be described. FIG. 9 is a diagram showing a calculation example in which the optical input level of FIG. 7 is displayed in mW units. In this calculation example, the output amplitude of the transimpedance amplifier 101 is calculated up to the saturation output.

図10はトランスインピーダンスアンプの出力振幅に対する差動増幅回路12の出力波形を示す図である。図10(a)は図9の丸印で示す最小受信レベルに対応するトランスインピーダンスアンプ101の出力振幅をリミッタアンプ回路102に入力した場合の差動増幅回路12の出力波形を示す。差動増幅回路12には最小受信レベルに等しいDCオフセットが与えられている。この場合、波形のデューティ比は50%であり、高受信感度が得られている。   FIG. 10 is a diagram showing an output waveform of the differential amplifier circuit 12 with respect to the output amplitude of the transimpedance amplifier. FIG. 10A shows an output waveform of the differential amplifier circuit 12 when the output amplitude of the transimpedance amplifier 101 corresponding to the minimum reception level indicated by a circle in FIG. 9 is input to the limiter amplifier circuit 102. FIG. The differential amplifier circuit 12 is given a DC offset equal to the minimum reception level. In this case, the duty ratio of the waveform is 50%, and high reception sensitivity is obtained.

図10(b)は図9の丸印で示す飽和前のトランスインピーダンスアンプ101の出力振幅をリミッタアンプ回路102に入力した場合の差動増幅回路12の出力波形を示し、差動増幅回路12には最小受信レベルに等しいDCオフセットが与えられている。DCオフセット量に対して振幅が大きいが、受信は可能である。これは、飽和前レベルまではトランスインピーダンスアンプ101の出力は線形出力であるため、デューティ50%が維持される。光入力レベルが大きくなるほど信号成分に対するノイズ成分は低くなり、後段のCDR(クロックデータリカバリ)回路は、高入力時のリミッタアンプで発生する過渡的なデューティ変化が許容できる。   FIG. 10B shows an output waveform of the differential amplifier circuit 12 when the output amplitude of the transimpedance amplifier 101 before saturation indicated by a circle in FIG. 9 is input to the limiter amplifier circuit 102. Is given a DC offset equal to the minimum reception level. Although the amplitude is large relative to the DC offset amount, reception is possible. This is because the output of the transimpedance amplifier 101 is a linear output up to the pre-saturation level, so that the duty of 50% is maintained. As the optical input level increases, the noise component relative to the signal component decreases, and the subsequent CDR (clock data recovery) circuit can tolerate a transient duty change generated in the limiter amplifier at the time of high input.

さらに、トランスインピーダンスアンプ101が飽和点以上の入力レベルになると、トランスインピーダンスアンプ101のデューティ比変化が加わってしまうため、パケット受信はできなくなる。従って、パケット信号入力による受信範囲は、最小受信レベル〜飽和レベルまでの高入力レンジが可能となる。   Further, when the transimpedance amplifier 101 reaches an input level equal to or higher than the saturation point, a change in the duty ratio of the transimpedance amplifier 101 is added, so that packet reception cannot be performed. Therefore, the reception range by the packet signal input can be a high input range from the minimum reception level to the saturation level.

図11は、本発明の実施の形態に係るリミッタアンプ回路の入力信号応答特性を示す図である。図11(a)はリミッタアンプ回路の入力信号を示す。入力信号は10Gbpsの10(イチゼロ)の交番信号である。入力信号は無入力の状態からプリアンブルの信号、ペイロードの信号が入力される。図11(b)はリミッタアンプ回路102内の差動増幅回路12の出力の過渡応答波形を示す。図11(c)はリミッタアンプ回路の出力OP、ONの過渡応答波形で、初期の応答特性の時間幅を拡大した波形を示す。   FIG. 11 is a diagram showing input signal response characteristics of the limiter amplifier circuit according to the embodiment of the present invention. FIG. 11A shows an input signal of the limiter amplifier circuit. The input signal is a 10 (1 zero) alternating signal of 10 Gbps. As an input signal, a preamble signal and a payload signal are input from a state of no input. FIG. 11B shows a transient response waveform of the output of the differential amplifier circuit 12 in the limiter amplifier circuit 102. FIG. 11C is a transient response waveform of the output OP and ON of the limiter amplifier circuit, and shows a waveform in which the time width of the initial response characteristic is enlarged.

本実施の形態に係るリミッタアンプ回路では、差動増幅回路12には最小受信レベルに等しいDCオフセットが与えられている。このため、光入力信号が入力された場合、フォトダイオード100の光−電流変換効率、トランスインピーダンスアンプ101の利得により決まる入力振幅に対して、差動増幅回路12の動作点(DCオフセット)を適切な値に設定できる。従って、バースト信号入力時の過渡応答初期時でもピーク検出回路の出力のデューティ比が50%となり、受信感度が従来回路より改善される。また、図3の回路に比べて高速な応答特性が得られる。   In the limiter amplifier circuit according to the present embodiment, the differential amplifier circuit 12 is given a DC offset equal to the minimum reception level. Therefore, when an optical input signal is input, the operating point (DC offset) of the differential amplifier circuit 12 is appropriately set with respect to the input amplitude determined by the light-current conversion efficiency of the photodiode 100 and the gain of the transimpedance amplifier 101. Can be set to any value. Therefore, the duty ratio of the output of the peak detection circuit is 50% even at the initial stage of the transient response when the burst signal is input, and the reception sensitivity is improved as compared with the conventional circuit. Further, a faster response characteristic can be obtained as compared with the circuit of FIG.

以上説明したように、本実施の形態に係るリミッタアンプ回路は、オフセット調整回路18のDCオフセット量を外部抵抗R2,R3の抵抗値により調整できるので、入力振幅に対して適切なDCオフセット量を設定することができ、受信感度及び応答特性の改善をはかることができる。   As described above, the limiter amplifier circuit according to the present embodiment can adjust the DC offset amount of the offset adjustment circuit 18 by the resistance values of the external resistors R2 and R3. It can be set, and the reception sensitivity and response characteristics can be improved.

続いて、図12は、本発明の実施の形態に係るリミッタアンプ回路を適用したパケット送信器を示す図である。多重化回路41、減衰器42、リミッタアンプ回路102、及びドライバ増幅回路43は、EA−DFBレーザダイオード44を駆動するドライバ回路である。   Next, FIG. 12 is a diagram showing a packet transmitter to which the limiter amplifier circuit according to the embodiment of the present invention is applied. The multiplexing circuit 41, the attenuator 42, the limiter amplifier circuit 102, and the driver amplifier circuit 43 are driver circuits that drive the EA-DFB laser diode 44.

多重化回路41はN個のパケット信号を多重化する。減衰器42は容量C1,C2を介して入力された多重化回路41の出力を減衰させる。リミッタアンプ回路102に減衰器42の出力が入力される。ドライバ増幅回路43がリミッタアンプ回路102の出力を増幅する。ドライバ増幅回路43はEA−DFBレーザダイオード44を駆動できる電圧振幅にまでリミッタアンプ回路102の出力信号を増幅する。EA−DFBレーザダイオード44は入力されたパケット電気信号により光パケット信号を出力する。ここで、多重化回路41の出力、減衰器42及びリミッタアンプ回路102の入出力、ドライバ増幅回路43の入力は差動で行われる。   The multiplexing circuit 41 multiplexes N packet signals. The attenuator 42 attenuates the output of the multiplexing circuit 41 input through the capacitors C1 and C2. The output of the attenuator 42 is input to the limiter amplifier circuit 102. A driver amplifier circuit 43 amplifies the output of the limiter amplifier circuit 102. The driver amplifier circuit 43 amplifies the output signal of the limiter amplifier circuit 102 to a voltage amplitude that can drive the EA-DFB laser diode 44. The EA-DFB laser diode 44 outputs an optical packet signal according to the input packet electric signal. Here, the output of the multiplexing circuit 41, the input / output of the attenuator 42 and the limiter amplifier circuit 102, and the input of the driver amplifier circuit 43 are performed differentially.

多重化回路41に正電源が用いられ、ドライバ増幅回路43に負電源が用いられる。パケット信号では、AC結合時はCRによる効果でピーク値が除々に変化するため、信号劣化が大きくなる。また、DC結合では耐圧を満たすためのレベルシフトに複数段が必用となり、出力ジッタが増大してしまう。このため、入力のバースト信号に対して適正なオフセットを与えることができる本実施の形態に係るリミッタアンプ回路102をパケット送信器に適用する。   A positive power source is used for the multiplexing circuit 41 and a negative power source is used for the driver amplifier circuit 43. In the packet signal, since the peak value gradually changes due to the effect of CR during AC coupling, signal degradation increases. In addition, in DC coupling, a plurality of stages are necessary for level shift to satisfy the withstand voltage, and output jitter increases. Therefore, the limiter amplifier circuit 102 according to the present embodiment that can give an appropriate offset to the input burst signal is applied to the packet transmitter.

しかし、リミッタアンプ回路102を送信器側に使用した場合、多重化回路41の出力振幅が大きく、リミッタアンプ回路102が適正に動作するために必要なオフセットはリミッタアンプ回路102で調整できるオフセット量を超えてしまう。そこで、リミッタアンプ回路102に入力されるパケット信号を、受信器として使用される場合の入力信号レベルと同程度に減衰器42により減衰する。これにより、リミッタアンプ回路102は適切なオフセット量を与えることができ、波形劣化のないリミッタ出力信号が得られる。この結果、本実施の形態に係るパケット送信器は波形劣化のない光パケット出力信号を得ることができる。   However, when the limiter amplifier circuit 102 is used on the transmitter side, the output amplitude of the multiplexing circuit 41 is large, and the offset necessary for the limiter amplifier circuit 102 to operate properly is an offset amount that can be adjusted by the limiter amplifier circuit 102. It will exceed. Therefore, the packet signal input to the limiter amplifier circuit 102 is attenuated by the attenuator 42 to the same extent as the input signal level when used as a receiver. As a result, the limiter amplifier circuit 102 can give an appropriate offset amount, and a limiter output signal without waveform deterioration can be obtained. As a result, the packet transmitter according to the present embodiment can obtain an optical packet output signal without waveform deterioration.

11,12,13,17,20 差動増幅回路、14,18 オフセット調整回路、15,16,19 ピーク検出回路、30 外部調整回路、41 多重化回路、42 減衰器、43 ドライバ増幅回路、102 リミッタアンプ回路、C1,C2 容量、R1,R2,R3,R4,R5 抵抗 11, 12, 13, 17, 20 Differential amplification circuit, 14, 18 Offset adjustment circuit, 15, 16, 19 Peak detection circuit, 30 External adjustment circuit, 41 Multiplexing circuit, 42 Attenuator, 43 Driver amplification circuit, 102 Limiter amplifier circuit, C1, C2 capacitance, R1, R2, R3, R4, R5 resistance

Claims (5)

正相入力信号と逆相入力信号とからなる差動入力信号を増幅する第1の差動増幅回路と、
前記第1の差動増幅回路の差動出力信号を増幅する第2の差動増幅回路と、
前記正相入力信号の直流成分と前記逆相入力信号の直流成分との電圧差に応じて前記第1の差動増幅回路の差動出力信号のDCオフセット電圧を調整する第1のオフセット調整回路と、
前記第2の差動増幅回路の差動出力信号の一方の信号の直流成分と基準電圧に応じて前記第2の差動増幅回路の差動出力信号のDCオフセット電圧を調整する第2のオフセット調整回路と、
外部調整回路とを備え、
前記基準電圧が所定の値に調整され、前記第2のオフセット調整回路は、前記差動入力信号が入力された場合は前記第2の差動増幅回路の差動出力信号のDCオフセット電圧にDCオフセットを付加せず、前記差動入力信号が入力されていない場合は前記第2の差動増幅回路の差動出力信号のDCオフセット電圧にDCオフセットを付加し、
前記第2のオフセット調整回路は、
前記第2の差動増幅回路の差動出力信号の一方の信号の直流成分を検出する第1のピーク検出回路と、
前記第1のピーク検出回路の出力が入力される第1の入力端子と、前記基準電圧が入力される第2の入力端子とを有し、前記第1のピーク検出回路の出力と前記基準電圧との電圧差を増幅する第3の差動増幅回路と、
前記第1のピーク検出回路の出力端子と前記第3の差動増幅回路の前記第1の入力端子との間に接続された第1の抵抗とを有し、
前記外部調整回路は、前記第3の差動増幅回路の前記第1の入力端子と前記第1の抵抗との接続点の電圧を調整することを特徴とするリミッタアンプ回路。
A first differential amplifier circuit for amplifying a differential input signal composed of a normal phase input signal and a negative phase input signal;
A second differential amplifier circuit for amplifying a differential output signal of the first differential amplifier circuit;
A first offset adjustment circuit that adjusts a DC offset voltage of a differential output signal of the first differential amplifier circuit according to a voltage difference between a DC component of the positive phase input signal and a DC component of the negative phase input signal. When,
A second offset for adjusting a DC offset voltage of the differential output signal of the second differential amplifier circuit according to a DC component of one signal of the differential output signal of the second differential amplifier circuit and a reference voltage An adjustment circuit;
With an external adjustment circuit,
When the reference voltage is adjusted to a predetermined value and the differential input signal is input, the second offset adjustment circuit converts the DC offset voltage of the differential output signal of the second differential amplifier circuit to DC. If the differential input signal is not input without adding an offset, a DC offset is added to the DC offset voltage of the differential output signal of the second differential amplifier circuit,
The second offset adjustment circuit includes:
A first peak detection circuit for detecting a DC component of one of the differential output signals of the second differential amplifier circuit;
A first input terminal to which an output of the first peak detection circuit is input; and a second input terminal to which the reference voltage is input; the output of the first peak detection circuit and the reference voltage A third differential amplifier circuit for amplifying the voltage difference between
A first resistor connected between an output terminal of the first peak detection circuit and the first input terminal of the third differential amplifier circuit;
The limiter amplifier circuit, wherein the external adjustment circuit adjusts a voltage at a connection point between the first input terminal of the third differential amplifier circuit and the first resistor.
前記外部調整回路は、
前記第3の差動増幅回路の前記第1の入力端子と接地との間に接続された第2の抵抗と、
前記第3の差動増幅回路の前記第1の入力端子と電源端子との間に接続された第3の抵抗とを有することを特徴とする請求項1に記載のリミッタアンプ回路。
The external adjustment circuit is
A second resistor connected between the first input terminal of the third differential amplifier circuit and ground;
The limiter amplifier circuit according to claim 1, further comprising a third resistor connected between the first input terminal and a power supply terminal of the third differential amplifier circuit.
前記第1のオフセット調整回路は、
前記正相入力信号の直流成分を検出する第2のピーク検出回路と、
前記逆相入力信号の直流成分を検出する第3のピーク検出回路と、
前記第2のピーク検出回路の出力と前記第3のピーク検出回路の出力との電圧差を増幅する第4の差動増幅回路と、
前記第2のピーク検出回路の出力端子と前記第4の差動増幅回路の差動入力の一方との間に接続された第4の抵抗と、
前記第3のピーク検出回路の出力端子と前記第4の差動増幅回路の差動入力の他方との間に接続された第5の抵抗とを有し、
前記第4及び第5の抵抗の抵抗値が前記第1の抵抗の抵抗値と等しいことを特徴とする請求項2に記載のリミッタアンプ回路。
The first offset adjustment circuit includes:
A second peak detection circuit for detecting a DC component of the positive phase input signal;
A third peak detection circuit for detecting a DC component of the negative phase input signal;
A fourth differential amplifier circuit for amplifying a voltage difference between the output of the second peak detection circuit and the output of the third peak detection circuit;
A fourth resistor connected between the output terminal of the second peak detection circuit and one of the differential inputs of the fourth differential amplifier circuit;
A fifth resistor connected between the output terminal of the third peak detection circuit and the other differential input of the fourth differential amplifier circuit;
The limiter amplifier circuit according to claim 2, wherein resistance values of the fourth and fifth resistors are equal to a resistance value of the first resistor.
前記第2の差動増幅回路の差動出力は飽和していることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のリミッタアンプ回路。   The limiter amplifier circuit according to claim 1, wherein the differential output of the second differential amplifier circuit is saturated. N個の信号を多重化する多重化回路と、
容量を介して入力された前記多重化回路の出力を減衰させる減衰器と、
前記減衰器の出力が入力される請求項1〜4の何れか1項に記載のリミッタアンプ回路と、
前記リミッタアンプ回路の出力を増幅するドライバ増幅回路とを備えることを特徴とするドライバ回路。
A multiplexing circuit for multiplexing N signals;
An attenuator for attenuating the output of the multiplexing circuit input via a capacitor;
The limiter amplifier circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein an output of the attenuator is input;
A driver circuit comprising a driver amplifier circuit for amplifying the output of the limiter amplifier circuit.
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