JP3043398B2 - 高周波光電フロントエンド - Google Patents
高周波光電フロントエンドInfo
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
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- H04B10/60—Receivers
- H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
- H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
- H04B10/697—Arrangements for reducing noise and distortion
- H04B10/6973—Arrangements for reducing noise and distortion using noise matching networks
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Description
によって光信号を電気信号に変換するための高周波光電
フロントエンドに関するものである。該ダイオードは、
キャパシタによって、フィードバック増幅器として配置
されたバイポーラトランジスタのベース・エミッタ間接
合と並列に接続されており、このトランジスタの主電極
はフロントエンドの信号出力端を形成する信号抵抗の一
方端に接続される。
ブ クアンタム エレクトロニクス(IEEE Journal of
Qantum Electronics)のQE−18巻、10号、1982年10月,
第1547〜1558頁の“光学的デジタル高速伝送:一般的考
察と実験結果”という表題の論文、より明確には、1552
頁の図7により知られている。
フォトダイオードの陰極はバイポーラトランジスタのベ
ースにキャパシタを介して接続されており、陽極はこの
トランジスタのエミッタに接続されている。このフォト
ダイオードは、阻止構成に配列されているので電流源と
して作用する。この構成において、トランジスタのコレ
クタは信号抵抗によって電圧源に接続され、エミッタは
基準電位に接続される。このトランジスタは、小さなキ
ャパシタンスと並列に接続されたベース・コレクタ間抵
抗によるフィードバックを有する。この小さなキャパシ
タンスは周波数に依存したフィードバックを実現するた
めに存在している。
述の論文から推論出来ない。これは、ベース・コレクタ
間抵抗と信号抵抗が同程度の値を有するとすると、ベー
ス・コレクタ間抵抗を流れる直流ベース電流に起因する
直流電圧差は信号抵抗を流れる直流コレクタ電流に起因
する直流電圧差よりもずっと少ない(約1:1000)という
事実から簡単に理解することが出来る。その結果とし
て、コレクタ電圧はベース電圧よりも高くなることはめ
ったになく、それ故、コレクタでは極めて小さい交流電
圧の振れのみが起こり得る。
行技術の型で考えられる。
続され、出力端がベースに接続された抵抗分圧器を用い
ることによって考えられる。この場合、エミッタはエミ
ッタ抵抗と大きな減結合キャパシタの並列接続を経由し
て接地に接続されなければならず、そして、阻止キャパ
シタは、直流構造がこのベース・コレクタ間抵抗と信号
抵抗を経由して作用するのでベース・コレクタ抵抗と直
列に接続されなければならないであろう。
に発生するノイズ電流を低いレベルに保つために抵抗値
を大きくしなければならないということである。その様
な大きな抵抗はそれ等の漂遊キャパシタンスの為に貧弱
なノイズ特性を与える。更に、抵抗分圧器を流れる直流
電流は直流構造における個々のトランジスタの変動の効
果を限定するために直流ベース電流よりもずっと大きい
(例えば、10倍)ことが要求されると仮定すれば、高い
供給電圧が必要とされよう。加えて、キャパシタは集積
度を上げられない。更に、フィードバックグループの物
理的長さは阻止キャパシタ(約1GHzの高周波数で数ナノ
秒の時間遅延の追加はもはや無視できない位相シフトと
なる)によって拡大され、そして上記減結合キャパシタ
は高い周波数における変換に影響を与える寄生インダク
タンスを常に有するという問題がある。
タ間抵抗に直列な減結合キャパシタとの並列接続するこ
とによって実行可能である。フィードバックは、設定抵
抗が減結合キャパシタを経由する交流信号に対して短絡
されるので、やはり元のベース・コレクタ間抵抗によっ
て決定される。
変換比は個々のトランジスタの変動に従って変化すると
いう事実から、回路毎の設定抵抗は望ましい直流構造を
得るために調整されなければならないということであ
る。加えて、並列接続を用いるとき、フィードバックル
ープの物理的長さは拡大される。大きな値を有する設定
抵抗と減結合キャパシタは更に集積度を上げられない。
に無視できる程度のわずかな影響しか与えず、前述し
た、付加的なキャパシタや、通例より高い供給電圧や、
調整が必要とされる設定抵抗を必要とするというような
好ましくない影響を有しない光電フロントエンドを提供
することである。
トエンドは、電流源として配置されたフォトダイオード
と、エミッタ、ベース及びコレクタを有するバイポーラ
トランジスタと、フィードバック増幅器を構成するよう
に、キャパシタを介して前記トランジスタの前記ベース
及び前記エミッタと並列に前記フォトダイオードが接続
されている、前記キャパシタと、前記フロントエンドの
出力端子を構成するように、前記トランジスタのエミッ
タに第1の端子が接続された第1の抵抗と、第2の抵抗
及び第3の抵抗によって構成される分圧器であって、こ
の分圧器の第1の端子が前記第1の抵抗の第2の端子に
接続され、前記分圧器の第2の端子が前記トランジスタ
の前記コレクタに接続されており、前記トランジスタの
ベースに前記分圧器の出力端子が接続されている、前記
分圧器とを備えることを特徴としている。
(信号抵抗)の第1の端子がバイポーラトランジスタの
エミッタに接続されており、また、分圧器の第2の端子
がトランジスタのコレクタに接続され、分圧器の第1の
端子が第1の抵抗の第2の端子に接続され、分圧器の出
力端子がトランジスタのベースに接続されているという
点で特徴付けられる。
ためにすでに必要とされた各抵抗は直流構造のためにも
また用いられるので、付加ノイズの原因となる付加抵抗
をこの目的のために選択する必要がない。
配置された分圧器の抵抗は、先行技術のフロントエンド
のベース・コレクタ間抵抗と異なる値を有し、そこから
異なる機能を持つ。これは、前述の抵抗はフロントエン
ドへの入力端と電圧源との間に配置され、これに対し後
述の抵抗はフロントエンドへの入力端と信号出力端間に
配置されるということから簡単に理解される。
ース・コレクタ間抵抗に等しいとすれば、簡単な計算で
前述の両フロントエンドは同じ交流変換を持つことが判
る。
ド(信号源)はトランジスタのベースとエミッタに接続
されているということ観察されるべきである。従ってこ
の回路は、信号源がベースとエミッタ抵抗の接地側端に
接続されるエミッタフォロア回路ではない。
される。
に接続されたバイポーラNPNトランジスタ1を含む。電
圧源2と接地間には直列に接続された抵抗4及び5から
なる抵抗分圧器3が挿入される。分圧器3の出力端(抵
抗4と5の接続点)はトランジスタ1のベースに接続さ
れる。フォトダイオード6の陰極もまたベースに接続さ
れるが、フォトダイオード6の陽極はキャパシタ7によ
ってトランジスタ1のエミッタに接続される。このエミ
ッタはフロントエンドの信号出力端8を形成し、信号抵
抗9によって接地に接続される。設定抵抗10によってフ
ォトダイオード6のアノードは、ダイオード6が阻止状
態で配置され、結果的に電流源として配置されるような
値と極性の設定電位11に接続される。
号抵抗9が前述したIEEEジャーナル オブ クアンタム
エレクトロニクスのフロントエンドのコレクタ抵抗と
同じ値を有しかつ並列接続された抵抗4及び5の値がIE
EEジャーナルのフロントエンドのベース・コレクタ間抵
抗の値に等しいならばIEEEジャーナルのフロントエンド
とおなじ交流変換有する。開ループ電圧利得はトランジ
スタのエミッタの内部抵抗の値で信号抵抗を割った値に
略等しい。
れることが有利である。すなわち、抵抗4,5及び9は全
部交流機能(フィードバック及び信号抵抗)を有し、同
様に直流機能(トランジスタの直流構造)を有する。そ
の結果、物理的ディメンジョンの結果として付加ノイズ
の原因となりあるいは位相シフトをもたらすような付加
要素を直流構造のために必要としない。
トライステート構造にフォトダイオードを用いることが
可能である。
の符号の説明 1……トランジスタ1、2……正電圧源2、3……抵抗
分圧器3、6……フォトダイオード6、11……設定電位
11。
Claims (1)
- 【請求項1】高周波光電フロントエンドにおいて、 電流源として配置されたフォトダイオードと、 エミッタ、ベース及びコレクタを有するバイポーラトラ
ンジスタと、 フィードバック増幅器を構成するように、キャパシタを
介して前記トランジスタの前記ベース及び前記エミッタ
と並列に前記フォトダイオードが接続されている、前記
キャパシタと、 前記フロントエンドの出力端子を構成するように、前記
トランジスタのエミッタに第1の端子が接続された第1
の抵抗と、 第2の抵抗及び第3の抵抗によって構成される分圧器で
あって、この分圧器の第1の端子が前記第1の抵抗の第
2の端子に接続され、前記分圧器の第2の端子が前記ト
ランジスタの前記コレクタに接続されており、前記トラ
ンジスタのベースに前記分圧器の出力端子が接続されて
いる、前記分圧器と、 を備えることを特徴とする高周波光電フロントエンド。
Applications Claiming Priority (2)
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CN100486902C (zh) * | 2005-03-22 | 2009-05-13 | 刘京生 | 内外循环式饮用水处理方法 |
Also Published As
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NL8902992A (nl) | 1991-07-01 |
US5091641A (en) | 1992-02-25 |
EP0431687B1 (en) | 1993-02-24 |
DE69000973D1 (de) | 1993-04-01 |
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EP0431687A1 (en) | 1991-06-12 |
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