JP2723861B2 - 入力回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は入力回路に関し、特
に赤外線などを利用した光受信器の入力回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ＴＶ，ＶＴＲ等のリモコンに
は赤外線を用いた光受信器が広く用いられている。

【０００３】従来の光受信器用ＡＧＣ回路１０１を図７
を参照して説明すると、この従来の光受信器用ＡＧＣ回
路１０１は、光信号を受けて光信号電流Ｉｄに変換する
受光素子１と、電流を電圧に変換する電流電圧変換回路
３０と、差動増幅回路３４および３５と、差動増幅回路
３５の信号を受けて利得を制御する可変利得増幅器３２
と、可変利得増幅器３２の出力信号Ｖｏを検波するピー
ク検波器３３と、受光素子１の増倍率を制御する高電圧
発生回路３６とから構成される。また、電流電圧変換回
路３０は、光信号電流Ｉｄを増幅する前置増幅器３１と
帰還抵抗Ｒｆとから構成され、この前置増幅器３１の非
反転端子は電圧源３により基準電圧Ｖｒにバイアスされ
る。さらに、差動増幅回路３４，３５および高電圧発生
回路３６は、電圧源４，５および６によりそれぞれ基準
電圧を供給される。また、可変利得増幅器３２，ピーク
検出器３３，差動増幅回路３４および３５はＡＧＣルー
プを形成し、可変利得増幅器３２は電流電圧変換回路３
０の出力信号Ｖｏ１を差動増幅回路３５の出力によっ
て、一定の信号レベルに増幅する。

【０００４】次に、図７を参照して従来の光受信器用Ａ
ＧＣ回路１０１の動作を詳細に説明する。

【０００５】最初に、受光素子１は光信号を光信号電流
Ｉｄに変換し、この光信号電流Ｉｄを電流電圧変換回路
３０の反転端子に供給する。電流電圧変換回路３０は、
光信号電流を電圧に変換し電流電圧変換回路３０の出力
信号Ｖｏ１を可変利得増幅器３２に供給する。可変利得
増幅器３２は、差動増幅回路３５の出力信号によって決
定される利得で電流電圧変換回路の出力信号Ｖｏ１を増
幅し、光受信器用ＡＧＣ回路１０１の出力信号Ｖｏを出
力端子２に出力するとともに、ピーク検出器３３にも供
給する。

【０００６】差動増幅回路３４はピーク検出器３３で検
波された信号を増幅し、出力信号を差動増幅回路３５に
供給するとともに高電圧発生回路３６にも供給する。差
動増幅回路３５は、差動増幅回路３４の出力信号を増幅
し可変利得増幅器３２の利得を制御する。すなわち、光
信号Ｉｄが小さいときは可変利得増幅器３２の利得を大
きくし、逆に光信号Ｉｄが大きいときはこの利得を下
げ、光信号Ｉｄの大きさによらず出力信号Ｖｏが一定に
なるように可変利得増幅器の利得を制御する。

【０００７】また、高電圧発生回路３６は差動増幅回路
３４の出力信号を受けて受光素子１のカソードに供給す
る電圧を制御する。すなわち、光信号電流Ｉｄが小さく
なって差動増幅回路３４の出力信号が小さくなったとき
は高電圧発生回路３６の出力電圧を大きくする。このと
き、受光素子１のアノードとカソード間に印加される電
圧が増大するために光信号電流Ｉｄは大きくなり、この
結果受光素子１の増倍率は大きくなる。また、光信号電
流Ｉｄが大きくなると、高電圧発生回路３６はこの出力
電圧を小さくするので受光素子の増倍率は小さくなる。
このように、高電圧発生回路３６は、光受信器用ＡＧＣ
回路１０１の出力信号Ｖｏをピーク検出器３３および差
動増幅回路３４を介して受光素子１のカソード電圧に帰
還させることにより出力信号Ｖｏを一定とするように動
作する。

【０００８】次に、図８を参照して従来の光受信器用Ａ
ＧＣ回路１０１の動作上の問題点について説明する。

【０００９】受光素子１に光信号が入力しない場合に
は、高電圧発生回路３６から受光素子１のカソードに印
加される電圧は、受光素子１の降伏電圧付近まで上昇し
受光素子１の増倍率は最大となり、また可変利得増幅器
３２の利得も同様に最大となる。いま、図８（ａ）に示
すように、時刻ｔ＝ｔ０で暗電流Ｉ０を有する受光素子
１に光信号が入射し光信号電流Ｉｄが発生すると、前置
増幅器３１および可変利得増幅器３２は瞬時に飽和状態
になる。従って、電流電圧変換回路３０の出力信号Ｖｏ
１および光受信器用ＡＧＣ回路１０１の出力信号Ｖｏ
は、図８（ｂ）および（ｃ）に示すように時刻ｔ０から
ｔ１までの期間飽和状態となり、その後ＡＧＣ動作を開
始する。このため、ＡＧＣ回路の応答時間が遅くなると
いう問題がある。

【００１０】次に、図９を参照して光受信器用ＡＧＣ回
路１０１の他の動作上の問題点について説明する。

【００１１】図９（ａ）に示すように、時刻ｔ＝ｔ０で
太陽光などによるノイズ光によって発生した直流成分を
含んだ光信号が受光素子１に入射すると、光信号電流Ｉ
ｄはノイズ光による直流電流Ｉ１に交流信号を重畳した
電流になる。ノイズ光による直流電流Ｉ１と交流信号の
大きさの比は、ノイズ光源の明るさおよびＬＥＤなどの
光信号源と受光素子との距離により大きく変化するが、
一例としてノイズ光源が太陽光などの場合、直流電流Ｉ
１の方が交流信号に較べて２桁以上大きくなる。

【００１２】このため、図９（ｂ）に示すように電流電
圧変換回路３０の出力信号Ｖｏ１は、前置増幅器３１が
飽和しているため斜線で示す本来出力すべき信号の一部
が失われてしまう。この信号が可変利得増幅器３２に供
給されると、可変利得増幅器３２，ピーク検出器３３，
差動増幅回路３４および３５で形成されるＡＧＣ回路の
利得は主としてノイズ光による直流信号によって決定さ
れるため、図９（ｃ）に示すように交流信号は増幅され
ないという問題が生じる。

【００１３】上記の光受信器用ＡＧＣ回路１０１の応答
速度を改善するために、特開昭６３−１７８６１３号公
報において、図１０に示すように光受信器用ＡＧＣ回路
２０１が提案されている。図１０の光受信器用ＡＧＣ回
路２０１は図７に示す従来例の構成に較べて、可変利得
増幅器３２の出力信号を利得１で振幅制限するリミッタ
回路３７、リミッタ回路３７の出力信号のピーク値を検
出するピーク検出器３８、ループフィルタ３９，ピーク
検出器３８およびループフィルタ３９の出力信号を増幅
する差動増幅回路４０と差動増幅回路３４，４０の出力
信号を増幅する差動増幅回路４１とを設けている。さら
にこの光受信器用ＡＧＣ回路２０１は、ピーク検出器３
３の出力信号と電圧源７から供給される基準電圧とを比
較し、可変利得増幅器３２が飽和した場合に、受光素子
１に印加する電圧を強制的に下げるコンパレータ４２と
コンパレータ４０の出力信号を電圧変換するレベルシフ
ト回路４３とを設けている。

【００１４】ここで、可変利得増幅器３２，リミッタ回
路３７，ピーク検出器３８，差動増幅回路４０，４１お
よび３５でＡＧＣ回路を構成し、電圧源５から供給され
る基準電圧によりＡＧＣ回路の切り換え点を設定すると
ともに、ループフィルタ３９でＡＧＣ回路の応答速度を
制御している。

【００１５】次に、改善された光受信器用ＡＧＣ回路２
０１の動作について説明する。

【００１６】図８に示すように時刻ｔ０において、光信
号が受光素子１に入射すると、電流電圧変換回路３０は
光信号電流Ｉｄを電圧に変換し出力電圧Ｖｏ１を可変利
得増幅器３２に供給する。可変利得増幅器３２は、出力
電圧Ｖｏ１を増幅しピーク検出器３３に増幅した信号を
出力する。ピーク検出器３３は、光信号の入力時ｔ０に
おける前置増幅器３１および可変利得増幅器３２の飽和
状態を検出し、この検出した出力をコンパレータ４２お
よびレベルシフト回路４３を介して高電圧発生回路３６
に入力する。これにより、高電圧発生回路３６は、前置
増幅器３１および可変利得増幅器３２の飽和状態を解消
するまで受光素子１のカソードに供給する電圧を降下さ
せる。

【００１７】その後、光受信器用ＡＧＣ回路２０１は、
前置増幅器３１および可変利得増幅器３２の飽和状態が
解消した後に第１のＡＧＣ動作を開始する。すなわち、
ピーク検出器３３の出力信号が電圧源７から供給される
基準電圧以下になると、ピーク検出器３３の出力を差動
増幅回路３４，４１および３５で増幅し、可変利得利得
増幅器３２の利得を制御する。

【００１８】次に、可変利得増幅器３２の出力が減少し
その出力Ｖｏの振幅値がリミッタ回路３７の制限振幅値
以下になると、リミッタ回路３７の出力は変化し始め、
第２のＡＧＣ動作が開始する。すなわち、ピーク検出器
３８はリミッタ回路３７の出力信号を検波し、第２のＡ
ＧＣループの応答速度を決定するループフィルタ３９
と、差動増幅回路４０に検波した信号を出力する。差動
増幅回路４０，４１，３５はループフィルタ３９の出力
信号とピーク検出器３８の出力信号の差を増幅し可変利
得増幅器３２の利得を制御する。

【００１９】このように、本従来例による光受信器用Ａ
ＧＣ回路２０１では、可変利得増幅器３２の出力振幅値
によって、第１のＡＧＣループと第２のＡＧＣループを
切り替えることによりＡＧＣ回路の過渡応答速度を高速
化している。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上述した２つの光受信
器用ＡＧＣ回路１０１および２０１では、ノイズ光源か
ら受光素子１に入射して発生するノイズ電流と本来の光
信号による光信号電流Ｉｄとを区別せずに電流電圧変換
回路３０に入力して電圧Ｖｏ１に変換した後、可変利得
増幅器３２で増幅しピーク検出器３３で検波する。この
ため、ノイズ電流と光信号電流Ｉｄが同程度になると、
ノイズ電流により前置増幅器３１および可変利得増幅器
３２が飽和状態になり、受光素子１の増倍率を低下させ
るように高電圧発生回路３６の出力電圧が低下するとと
もに、可変利得増幅器３２の利得が減少する結果、本来
増幅しようとする光信号電流Ｉｄを増幅することができ
ないという問題があった。

【００２１】さらに、ノイズはランダム周期で受光素子
１に入射するだけでなく、太陽光のように定常的に入射
する場合もあり、このため光受信器用ＡＧＣ回路２０１
内の２つのＡＧＣ回路の応答速度を用いて、ノイズ電流
と光信号電流を分離し信号電流のみを増幅することは困
難であった。

【００２２】また、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）を用
いて本来の信号とノイズ信号を分離しようとすると、Ｂ
ＰＦのＱ値を大きくしなければならないためＢＰＦのダ
ンピング係数が大きくなり、ＢＰＦにパルス信号が入力
した場合、ＢＰＦが振動して回路が安定しなくなるとい
う別の問題が発生する。

【００２３】このため、本発明の目的はノイズ電流が光
信号電流と同程度に大きくなった場合においても光信号
電流のみを増幅することができる入力回路を提供するこ
とにある。

【００２４】また、本発明の他の目的は、直流電流から
光信号電流の周波数近くまでの周波数を有するノイズ光
が受光素子１に入射しても回路が飽和せずに光信号電流
を増幅する入力回路を提供することにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】このため、本発明による
入力回路は、エミッタを共通接続して入力端子としたベ
ース接地型の第１および第２のトランジスタと、これら
第１および第２のトランジスタのコレクタにそれぞれエ
ミッタを接続したベース接地型の第３および第４のトラ
ンジスタと、前記第１のトランジスタのコレクタと基準
電位端との間に接続したコンデンサとを含み、前記第１
のトランジスタのコレクタと前記第３のトランジスタの
エミッタとの共通接続点と、前記第２のトランジスタの
コレクタと前記第４のトランジスタのエミッタとの共通
接続点とからそれぞれ出力信号を取り出すようにしたこ
とを特徴としている。

【００２６】

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。

【００２７】図１は、本発明の一つの実施の形態を示す
回路図である。本実施形態の入力回路は、バイアス回路
１０および差動増幅回路５０から構成され、バイアス回
路１０の出力信号は接点１０１，１０２を介して差動増
幅回路５０に入力する。また、受光素子１のカソードは
バイアス回路１０の入力端子１０３に接続されるととも
に、ＮＰＮトランジスタ１１，１２の各エミッタは入力
端子１０３に接続され、各々のコレクタはそれぞれＮＰ
Ｎトランジスタ１３，１４のエミッタに接続されてい
る。また、ＮＰＮトランジスタ１１，１２のベースはと
もに電圧源１６に接続され、ＮＰＮトランジスタ１３，
１４のベースはともに電圧源１７に接続され、これらの
トランジスタのコレクタはともに電源に接続されてい
る。さらに、ＮＰＮトランジスタ１１のコレクタはコン
デンサ１５の一端に接続され、このコンデンサ１５の他
端は接地されている。

【００２８】差動増幅回路５０は、差動トランジスタ５
１とカレントミラー回路５２と抵抗５４と電圧源５５と
定電流源５６とから構成され、差動トランジスタ５１の
ベースはそれぞれ接点１０１，１０２に接続され、差動
トランジスタのエミッタはともに定電流源５６の一端に
接続され、定電流源５６の他端は接地されている。ま
た、差動トランジスタ５１の一方のコレクタは電源に、
他方のコレクタはカレントミラー回路５２の入力端子に
接続され、カレントミラー回路を構成するＰＮＰトラン
ジスタのエミッタはともに電源に接続されている。カレ
ントミラー回路５２の出力端子は抵抗５４の一端に接続
されるとともに差動増幅回路５０の出力端子５３に接続
され、抵抗５４の他端は電圧源５５に接続され、電圧源
５５の他端は接地されている。

【００２９】なお、ＮＰＮトランジスタ１２，１４に付
してある×ｎの記号は、ＮＰＮトランジスタ１２，１４
のエミッタ面積がＮＰＮトランジスタ１１，１３のエミ
ッタ面積に較べてそれぞれｎ倍大きいことを意味してい
る。この記号の意味することは図２以降でも同様であ
る。

【００３０】次に、本発明の実施の形態の入力回路の動
作について図２を参照して説明する。

【００３１】図２（ａ）に示す時刻ｔ０において受光素
子１に照射された光信号によって、光信号電流Ｉｄが受
光素子１を介して端子１０３から接地に流れる。ＮＰＮ
トランジスタ１１および１２のエミッタ面積を１：ｎと
すると、光信号電流ＩｄはＮＰＮトランジスタ１１，１
２によって１：ｎに分流される。これらのコレクタ電流
をそれぞれＩ１１，Ｉ１２とすると、Ｉ１１，Ｉ１２は
それぞれ次式で与えられる。

【００３２】 Ｉ１１＝α・Ｉｄ／（１＋ｎ） Ｉ１２＝α・Ｉｄ・ｎ／（１＋ｎ） ここでαはベース接地の電流増幅率である。

【００３３】上式によって定まるコレクタ電流の変化分
は、コレクタ電流がそれぞれＮＰＮトランジスタ１３，
１４を流れることによりＮＰＮトランジスタ１３，１４
のエミッタ・ベース間電圧Ｖｂｅの変化分△Ｖｂｅとし
てそれぞれ対数圧縮される。従って、光信号電流Ｉｄが
大きくなってもバイアス回路１０が飽和することがない
ため従来回路で不可欠なＡＧＣ回路が不要となるだけで
なく、ＡＧＣ回路による遅延がないため入力信号に対す
る応答速度が早くなる。

【００３４】ＮＰＮトランジスタ１３，１４のエミッタ
面積比は、ＮＰＮトランジスタ１１，１２と同じく１：
ｎに設定されているため、ＮＰＮトランジスタ１３，１
４の△Ｖｂｅは両方とも同じ大きさで変化しようとする
が、ＮＰＮトランジスタ１１のコレクタとＮＰＮトラン
ジスタ１３のエミッタとの接続点にコンデンサ１５を接
続してＮＰＮトランジスタ１３のエミッタ電圧を平滑し
ているため、図２（ｃ）に示すようにＮＰＮトランジス
タ１３の△Ｖｂｅはゼロである。図２において、Ｖ１７
は電圧源１７のバイアス電圧、Ｖ１０１バーはコンデン
サ１５によりＮＰＮトランジスタ１３のエミッタ電圧が
平滑されて接点１０１に出力された直流電圧、Ｖ１０
１，Ｖ１０２はそれぞれ接点１０１，１０２の電圧であ
る。接点１０２の電圧Ｖ１０２は、図２（ｂ）に示すよ
うに電圧源１７のバイアス電圧Ｖ１７からＮＰＮトラン
ジスタ１４のエミッタ・ベース間電圧Ｖｂｅを引いた電
圧に信号を重畳した電圧となる。従って、光信号電流Ｉ
ｄの変化は、ＮＰＮトランジスタ１４の△Ｖｂｅとして
バイアス回路１０の出力に接続される差動増幅回路５０
に接点１０２を通して入力される。

【００３５】いま、太陽光または白熱灯から発生した光
が受光素子１に入射して、ノイズ電流Ｉｎが端子１０３
から受光素子１を介して接地電位に流れるとする。太陽
光の周波数はほぼ直流であり、白熱灯の光周波数は５０
Ｈｚもしくは６０Ｈｚであるため、ノイズ光源である太
陽光または白熱灯の光の周波数は赤外線リモコンの光信
号周波数４０ＫＨｚよりも大幅に低い。

【００３６】ＮＰＮトランジスタ１３，１４のエミッタ
・ベース間電圧をそれぞれＶｂｅ１３，Ｖｂｅ１４とす
ると、Ｖｂｅ１３，Ｖｂｅ１４およびこれらの差△Ｖｂ
ｅ１は次式で与えられる。

【００３７】 Ｖｂｅ１３＝（ｋ・Ｔ／ｑ）・ｌｎ（α・Ｉｎ）／（１＋ｎ）・Ｉｓ Ｖｂｅ１４＝（ｋ・Ｔ／ｑ）・ｌｎ（α・Ｉｎ）・ｎ／（１＋ｎ）・ｎ・Ｉｓ △Ｖｂｅ１＝Ｖｂｅ１４−Ｖｂｅ１３＝ ０ ここで、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、ｑは電子
電荷絶対値、Ｉｓは逆飽和電流である。上記の式からわ
かるように、ＮＰＮトランジスタ１３，１４のエミッタ
面積比はＮＰＮトランジスタ１１，１２のエミッタ面積
比により決まるこれらのコレクタ電流分配比と同じに設
定しており、ノイズ電流はＮＰＮトランジスタ１３，１
４に同相で入力するので、ノイズ電流は差動増幅回路５
０で増幅されない。すなわち、本実施の形態による入力
回路は、太陽光または白熱灯からの光のように低周波の
ノイズ光源の影響を受けないという特徴がある。

【００３８】次に、差動増幅回路５０はバイアス回路１
０の出力信号を接点１０１，１０２を介して差動トラン
ジスタ５１で増幅し、カレントミラー回路５２で信号を
折り返した後、図２（ｄ）に示すように入力回路の出力
信号を出力端子５３に出力する。ここで、図２（ｄ）に
示すＶ５３は出力端子５３の電圧、Ｖ５５は電圧源５５
のバイアス電圧である。

【００３９】本発明による入力回路に図３（ａ）に示す
ノイズ電流が時刻ｔ０で入力した場合の動作について説
明すると、まず同図（ａ）でＩ１は暗電流Ｉ０を含むノ
イズ電流であり、このノイズ電流Ｉ１に信号電流が重畳
している。ノイズ電流Ｉ１はＮＰＮトランジスタ１３，
１４で対数圧縮されてノイズ電圧Ｖｎとなるので、同図
（ｂ），（ｃ）に示すように接点１０１，１０２の電圧
Ｖ１０１，１０２は電圧源１７のバイアス電圧Ｖ１７か
らＮＰＮトランジスタ１３，１４のエミッタ・ベース間
電圧Ｖｂｅとノイズ電圧Ｖｎだけ降下した電圧を基準に
して端子１０２側には信号電圧が出力し、端子１０１側
にはコンデンサ１５で信号およびノイズが平滑されるた
め一定電圧が出力する。接点１０１，１０２の端子電圧
Ｖ１０１，Ｖ１０２を差動増幅回路５０に入力すると、
出力端子５３に同図（ｄ）に示すようにノイズ光源がな
い場合の出力信号図２（ｄ）と同様な信号が出力され
る。この出力信号は、図９（ｃ）に示す出力信号のよう
なノイズ光源による信号振幅の制限を受けておらず、ノ
イズがない場合と同様に光信号電流を増幅した信号であ
る。

【００４０】次に、図４を参照して本発明の第２の実施
の形態について説明する。なお、図１と共通の構成要素
には共通の参照文字／数字を付してある。

【００４１】本実施の形態による入力回路を構成するバ
イアス回路２０は、図１のバイアス回路１０と較べて、
ＮＰＮトランジスタ１３，１４のベースにそれぞれベー
スが接続しているＰＮＰトランジスタ２０，２１と、Ｎ
ＰＮトランジスタ１３のベースとＰＮＰトランジスタ２
０のベースの共通接点と接地間に接続しているコンデン
サ２４と、ＰＮＰトランジスタ２０，２１のエミッタと
電源間にそれぞれ接続している抵抗２２，２３とを設け
ている。

【００４２】次に、本実施の形態による入力回路の回路
動作について説明すると、入力端子１０３から受光素子
１を介して接地に流れる信号電流Ｉｄは、ＮＰＮトラン
ジスタ１１，１２によって１：ｎに分流され、ＮＰＮト
ランジスタ１１，１２のコレクタ電流となる。ＮＰＮト
ランジスタ１３，１４のベース電流は、ｈＦＥをエミッ
タ接地電流増幅率とするとＮＰＮトランジスタ１１，１
２のコレクタ電流の約１／ｈＦＥとなり、ｈＦＥを１０
０程度とすればコレクタ電流の約１／１００となる。こ
のため、コンデンサ２４の値を数百ｐＦにすることがで
き半導体集積回路に内蔵することが可能となる。すなわ
ち、信号周波数を４０ＫＨｚとしＮＰＮトランジスタ１
３とコンデンサ２４から構成されるＬＰＦ（ローパスフ
ィルタ）の遮断周波数を信号周波数の１／１０とする
と、遮断周波数ｆｃは（１）より得られる。

【００４３】 ｆｃ＝４ＫＨｚ＝１／２πＲ・Ｃ （１） ここで、Ｃはコンデンサ２４の容量値、抵抗ＲはＮＰＮ
トランジスタ１３のベースからエミッタ側をみたときの
インピーダンスであり（２）から求められる。

【００４４】 Ｒ＝ｋ・Ｔ・ｈＦＥ／ｑ・Ｉ （２） ここで、ＩはＮＰＮトランジスタ１３のエミッタ電流で
ある。（１）、（２）より（３）を得る。

【００４５】 Ｃ＝（１／２π）・（１／４ＫＨｚ）・（ｑ・Ｉ／ｋ・Ｔ・ｈＦＥ）（３） （３）からわかるように、コンデンサＣの値は第１の実
施例よりも１／ｈＦＥだけ小さくすることができる。
（３）でＩ＝１０μＡ，ｈＦＥ＝１００，Ｔ＝３００
［絶対温度］とするとＣ＝１５０ｐＦとなり、コンデン
サ２４をコストアップせずに集積回路に搭載できる。

【００４６】差動増幅回路５０Ａは、バイアス回路２０
で対数圧縮された光信号を接点１０１，１０２を介して
ダーリントン接続された差動トランジスタ５７に入力し
て増幅した後、カレントミラー回路５２で信号を折り返
し出力端子５３に出力する。

【００４７】次に、図５を参照して本発明の第３の実施
の形態について説明する。

【００４８】本実施の形態による入力回路は、受光素子
１で発生した光信号電流Ｉｄを対数圧縮して電圧に変換
するバイアス回路６０と、バイアス回路６０の出力信号
を増幅する差動増幅回路５０Ｂと、ノイズ信号のみを通
過させるハイパスフィルタからなるフィルタ４４と、フ
ィルタ４４から出力されるノイズ信号を検波するピーク
検出器３３と、差動増幅回路４５と、差動増幅回路４５
に基準電圧を供給する電圧源４６とから構成される。こ
こでバイアス回路６０の回路としては、図１に示すバイ
アス回路１０または図４に示すバイアス回路２０のどち
らを使用してもよい。

【００４９】次に、受光素子１に４０ＫＨｚの周波数を
有する光信号と、１００ＫＨｚの周波数を有するノイズ
信号が入射した場合の回路動作について説明する。

【００５０】第１の実施の形態の説明からわかるよう
に、バイアス回路６０は光信号に重畳した低周波のノイ
ズ成分は除去するものの、高周波ノイズについては除去
できずに差動増幅回路５０Ｂに信号とともにノイズ信号
を入力する。差動増幅回路５０Ｂは信号とこれに重畳さ
れた信号を増幅し、出力端子５３に出力するとともにフ
ィルタ４４に出力信号を供給する。フィルタ４４は、バ
イパスフィルタまたはノッチフィルタで構成され信号に
重畳されたノイズ信号のみを通過させてピーク検出器３
３に供給する。ピーク検出器３３は、ノイズ信号を検波
して差動増幅回路４５に入力し、差動入力増幅器４５は
ノイズ信号が大きくなってピーク検出器からの検波信号
が大きくなると、ＮＰＮトランジスタ５８のベースに供
給する電圧を降下させ、ＮＰＮトランジスタ５８および
抵抗５９からなる定電流回路を流れる電流値を小さく
し、差動増幅回路５０Ｂの利得を低下させる。

【００５１】このようなＡＧＣ動作を行うことにより、
大振幅の高周波ノイズが受光素子１に入射しても、バイ
アス回路１０および差動増幅回路５０Ｂは飽和すること
なく信号を増幅することができる。

【００５２】次に、図６を参照して本発明の第４の実施
の形態について説明する。

【００５３】入力回路を構成するバイアス回路６０，差
動増幅回路５０Ｂ，ピーク検出器３３，差動増幅回路４
５，電圧源４６は第３の実施の形態と同様であるが、フ
ィルタ４７はローパスフィルタまたはバンドパスフィル
タから構成され、さらに減算回路４８が設けられてい
る。

【００５４】差動増幅回路５０Ｂから信号に重畳された
高周波ノイズがフィルタ４７に入力すると、フィルタ４
７は信号成分のみを通過させこの信号を減算回路４８に
供給する。減算回路４８は、差動増幅回路５０Ｂから出
力される信号と信号に重畳したノイズ信号から信号を減
算して、ノイズ信号のみをピーク検出器３３に供給す
る。このようにして、本実施の形態による入力回路は第
３の実施の形態と同じくＡＧＣ動作を実行する。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による入力
回路は、ノイズ光が受光素子に入射して発生するノイズ
電流が信号電流と較べて大きくなっても、バイアス回路
および差動増幅回路が飽和せずに信号を増幅することが
できる。

【００５６】また、ノイズ信号が低周波の場合はバイア
ス回路でノイズ信号を除去できるため、差動増幅回路は
信号のみを増幅し、ノイズが入力しても安定な回路動作
をすることができる。

【００５７】さらに、ノイズ信号が高周波の場合は差動
増幅回路の利得をノイズの大きさにより可変とすること
でＡＧＣ動作を行い、差動増幅回路を飽和させずに信号
を増幅できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図２】ノイズ光を含まない光信号が入射した場合の本
発明による入力回路の動作を説明するための信号波形図
である。

【図３】低周波数のノイズ光を含んだ光信号が入射した
場合の本発明による入力回路の動作を説明するための信
号波形図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図５】本発明の第３の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図６】本発明の第４の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図７】第１の従来例を示す回路図である。

【図８】ノイズ光を含まない光信号が入射した場合の第
１の従来例による光受信器用ＡＧＣ回路の動作を説明す
るための信号波形図である。

【図９】低周波数のノイズ光を含んだ光信号が入射した
場合の第１の従来例による光受信器用ＡＧＣ回路の動作
を説明するための信号波形図である。

【図１０】第２の従来例を示す回路図である。

【符号の説明】

１ 受光素子 ２，４９，５３ 出力端子 ３〜７，１６，１７，４６，５５ 電圧源 ８ 電源 １０，２０，６０ バイアス回路 １１〜１４，２０，２１，５８ トランジスタ １５，２４ コンデンサ ２２，２３，５４，５９，Ｒｆ 抵抗 ３０ 電流電圧変換回路 ３１ 前置増幅器 ３２ 可変利得増幅器 ３３，３８ ピーク検出器 ３４，３５，４０，４１，４５，５０，５０Ａ，５０Ｂ
差動増幅回路 ３６ 高電圧発生回路 ３７ リミッタ回路 ３９ ループフィルタ ４２ コンパレータ ４３ レベルシフト回路 ４４，４７ フィルタ ４８ 減算回路 ５１ 差動トランジスタ ５２ カレントミラー回路 ５６ 定電流源 ５７ ダーリントン接続された差動トランジスタ １０１，１０２，１０３ 端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/28

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エミッタを共通接続して入力端子とした
   ベース接地型の第１および第２のトランジスタと、 これら第１および第２のトランジスタのコレクタにそれ
   ぞれのエミッタを接続したベース接地型の第３および第
   ４のトランジスタと、 前記第１のトランジスタのコレクタと基準電位端子との
   間に接続したコンデンサとを含み、 前記第１のトランジスタのコレクタと前記第３のトラン
   ジスタのエミッタとの第１の共通接続点と、前記第２の
   トランジスタのコレクタと前記第４のトランジスタのエ
   ミッタとの第２の共通接続点とからそれぞれ出力信号を
   取り出すようにしたことを特徴とする入力回路。
2. 【請求項２】 エミッタを共通接続して入力端子とした
   ベース接地型の第１および第２のトランジスタと、 これら第１および第２のトランジスタのコレクタにそれ
   ぞれエミッタを接続しコレクタをともに電源端子に接続
   した第３および第４のトランジスタと、 前記第３および前記第４のトランジスタのベースにそれ
   ぞれベースを接続しコレクタをともに基準電位端子に接
   続した前記第３および前記第４のトランジスタとは逆極
   性の第５および第６のトランジスタと、 前記第３および前記第５のトランジスタのベースと基準
   電位端子との間に接続したコンデンサと、 前記第５および前記第６のトランジスタのそれぞれのエ
   ミッタと前記電源端子にそれぞれ接続した第１および第
   ２の抵抗とを含み、 前記第５のトランジスタのエミッタと前記第１の抵抗と
   の第１の共通接続点と前記第６のトランジスタのエミッ
   タと前記第２の抵抗との第２の共通接続点とからそれぞ
   れ出力信号を取り出すようにしたことを特徴とする入力
   回路。
3. 【請求項３】 前記第１の共通接続点および前記第２の
   共通接続点から出力される各出力信号が各入力端子にそ
   れぞれ印加される第１の差動増幅回路を備えた請求項１
   または２記載の入力回路。
4. 【請求項４】 前記第１の差動増幅回路の出力信号を入
   力信号としノイズの高周波成分を通過させるハイパスフ
   ィルタと、 前記フィルタの出力信号の振幅を検波するピーク検出器
   と、 前記ピーク検出器の出力信号と参照電圧とをそれぞれ入
   力信号とする第２の差動増幅回路とを含み、 前記第１の差動増幅回路の出力信号を出力端子にとりだ
   し前記第２の差動増幅回路の出力信号を前記第１の差動
   増幅回路に供給し、前記ノイズ信号の大きさにより前記
   第１の差動増幅回路の利得を制御した請求項３記載の入
   力回路。
5. 【請求項５】 前記第１の差動増幅回路の出力信号を入
   力信号とし信号成分を通過させるローパスフィルタまた
   はバンドパスフィルタと、 前記第１の差動増幅回路の出力信号と前記フィルタの出
   力信号の差をとりノイズ成分を出力する減算回路と、 前記減算回路の出力信号の振幅を検波するピーク検出器
   と、 前記ピーク検出器の出力信号と参照電圧とをそれぞれ入
   力信号とする第２の差動増幅回路とを含み、 前記フィルタの出力信号を出力端子にとりだし前記第２
   の差動増幅回路の出力信号を前記第１の差動増幅回路に
   供給し、前記ノイズ信号の大きさにより前記第１の差動
   増幅回路の利得を制御した請求項３記載の入力回路。
6. 【請求項６】 前記第１の差動増幅回路は、差動形式に
   接続されそれぞれのベースに前記第１の共通接続点と前
   記第２の共通接続点とを接続した第７および第８のトラ
   ンジスタと、 電流入力端子と電流出力端子とを有し該電流入力端子を
   前記第８のトランジスタのコレクタに接続したカレント
   ミラー回路と、 前記カレントミラー回路の出力端子を一端に接続し他端
   をバイアス電圧源に接続した抵抗と、 ベースに前記第２の差動増幅回路の出力信号が供給さ
   れ、コレクタを前記第７および第８のトランジスタの各
   エミッタに接続しエミッタを抵抗を介して基準電位端子
   に接続した第９のトランジスタとを備え、前記カレント
   ミラー回路の電流出力端子から出力信号をとりだすよう
   にした請求項４または５記載の入力回路。