JPH02156755A

JPH02156755A - 光受信器

Info

Publication number: JPH02156755A
Application number: JP63309827A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Yamamoto; 哲生山本; Fumio Ishikawa; 文男石川; Takayuki Aoki; 孝行青木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1988-12-09
Filing date: 1988-12-09
Publication date: 1990-06-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］本発明は、光受信器に関し、特に光信号として伝送され
るデジタル信号を電気信号に変換するための光受信器に
関する。

〔発明の概要〕

本発明の光受信器は、受光素子の出力を増幅し、光′信
号人力時に出力電圧が温度変動により変化する増幅器と
、基準電圧を出力する基準電圧回路と、前記基準電圧を
レベルシフトするレベルシフト回路と、前記増幅器の出
力電圧とレベルシフト回路から出力される比較用電圧と
を比較して出力パルス信号を発生するコンパレータとを
有し、前記増幅器の出力電圧の温度変動による電圧変化
と前記レベルシフト回路から出力される比較用電圧の温
度変動による電圧変化を略一致させ、前記コンパレータ
に供給される前記増幅器の出力電圧とレベルシフト回路
の比較用電圧との相対的なレベル差を温度変動に対して
略一定にし、出力パルス信号のパルス幅を温度変動に対
して安定化すると共に、受信感度の温度依存性を少なく
する。

〔従来の技術〕

従来、基準電圧回路と受光素子の出力を増幅する増幅器
とを直流的に同一の回路で構成し、温度変動に対して安
定な出力を得るようにした光受信器が、特開昭５７−１
４１１６０号公報に記載されている。

すなわち、第３図の従来の光受信器の一例を示す回路図
を参照して説明すると、光信号が受光素子１に人力され
、増幅器２により増幅される。この増幅器２の出力Ｅ０
１（無信号時）またはＥ０２（光信号入力時）は、コン
パレータ３の反転入力端子に供給される。４は基準電圧
回路であり、前記増幅器２と同様に構成され、増幅器２
の無信号時の出力と同一の基準電圧Ｅ（Ｉ＋が出力され
る。５はレベルシフト回路であり、無信号時にコンパレ
ータ３の出力を低レベルに設定するため、抵抗器Ｒ５の
両端に■８のオフセット電圧を与え、比較用ｆＥ圧Ｖｒ
ａｒ　　（Ｖｒ＊ｔ＝　Ｅｏｔ　　Ｖｌｌ）をコンパレ
ータ３の非反転入力端子に供給し、増幅器２の出力Ｅ。

２が比較用電圧Ｖ　ｒ、ｔより低くなった時、コンパレ
ータ３の出力端子３ｏｕｔに正方向に立ち上がる出力パ
ルス信号を発生する。なお、Ｒｒｌ及びＲｒｌは、それ
ぞれ増幅器２及び基準電圧回路４に設けた帰還用抵抗器
である。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、第３図に示す従来の光受信器は第４図に
示す如く、温度がＴＩからＴｔに変化すると、光信号が
入力されない時の増幅器２の出力Ｅ。、は略一定に対し
、一定の微少光信号が入力された時は帰還抵抗器Ｒｒｔ
に信号電流が流れるが、温度変化により抵抗値が増加す
るため、増幅器２の出力Ｅｏ２が変化する。

従って、コンパレータ３に供給される増幅器２の信号入
力時の出力電圧Ｅ０２と比較用電圧■□。

の相対的なレベル差が温度変動により変化し、コンパレ
ータ３の出力端子４に発生する出力パルス信号のパルス
幅が温度変動により変化するおそれがあり、かつ受信感
度が温度により変化する問題があった。

〔課題を解決するための手段］本発明の光受信器は、受光素子の出力を増幅し、光信号
入力時に出力電圧が温度変動により変化する増幅器と、
基準電圧を出力する基準電圧回路と、前記基準電圧をレ
ベルシフトするレベルシフト回路と、このレベルシフト
回路から出力される比較用電圧と前記増幅器の出力電圧
とを比較して出力パルス信号を発生するコンパレータと
を備えた光受信器において、前記増幅器の出力電圧の温
度変動による電圧変化と前記レベルシフト回路から出力
される比較用電圧の温度変動による電圧変化を略一致さ
せるように構成される。

また、レベルシフト回路は、抵抗器と定電流源の直列回
路からなり、前記抵抗器と前記定電流源の接続点の電圧
をコンパレータに比較用電圧として供給すると共に、前
記定電流源の温度特性を用いて前記比較用電圧の電圧変
化を発生するように構成される。

（作用）本発明の光受信器は、コンパレータに供給される増幅器
の出力電圧とレベルシフト回路から出力される比較用電
圧との相対的なレベル差を温度変動に対して略一定にし
、コンパレータから出力される出力パルス信号のパルス
幅を温度変動に対して安定化することができると共に、
受信感度の温度変動を少なくすることができる。

また、レベルシフト回路を抵抗器と定電流源の直列回路
で構成し、定電流源の温度特性を用いて前記比較用電圧
の電圧変化を発生させる場合には、回路全体の集積回路
化が容易になると同時に、集積回路で構成する場合には
増幅器の出力電圧とレベルシフト回路から出力される比
較用電圧の温度変動に対するそれぞれの電圧変化の追従
性が向上する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は、本発明の光受信器の一実施例を示す回路図で
あり、第３図の従来の光受信器の一例を示す回路図に対
応する部分は同一番号を用いて説明する。

第１図において、６は受光素子ｌにバイアス電圧を供給
するバイアス電圧源であり、レベルシフト回路５は抵抗
器Ｒ，と定電流源７の直列回路により構成される。定電
流源７は、抵抗器Ｒ，に定電流Ｉ０を流すためのカレン
トシンク用のトランジスタＱ、及びトランジスタＱ２乃
至Ｑ６とから構成される。前記トランジスタＱ４はダイ
オード接続され、コレクタ・エミッタが互いに並列接続
されたトランジスタＱ２及びトランジスタＱ３と共に第
１のカレントミラー７ａを構成する。なお、Ｒ３はトラ
ンジスタＱ、及びトランジスタＱ４の各エミッタの共通
接続点と基準電位点との間に接続された抵抗器であり−
その両端にトランジスタＱ４とトランジスタＱ、（また
はトランジスタＱ３）のベース・エミッタ間電圧の差の
電圧（ΔＶＢりを発生する。前記トランジスタＱ、はダ
イオード接続され、トランジスタＱ５と共に第２のカレ
ントミラー７ｂを構成し、トランジスタＱ、のベース・
エミッタはトランジスタＱ４のベース・エミッタと並列
接続されて第３のカレントミラー７ｃを構成する。その
他の構成については、第３図のものと同様であるため、
その説明は省略する。

次に、前記構成における動作について、第２図の本発明
の光受信器の説明に用いる温度対電圧特性図を参照しな
がら説明する。

一定の微少光信号が受光素子１に入力されると、信号電
流Ｉ、が増幅器２の帰還用抵抗器Ｌ＋に流れ、増幅器２
の出力には第２図のＥｏ２に示す出力電圧が出力される
。そして、温度がＴ１からＴ２に上昇すると、出力電圧
Ｅ。２は、帰還用抵抗器Ｒｆｌが温度上昇により抵抗値
が増加するため、低下する。一方、定電流源７のトラン
ジスタＱ、のコレクタに流入する電流Ｉ０は、後述する
如く、温度がＴ、からＴ２に上昇すると、抵抗器Ｒ６に
発生するオフセット電圧■８が■、から■８□に増加す
る。

その結果、レベルシフト回路５から出力される比較用電
圧Ｖ　ｒａｆの温度変動による電圧変化は増幅器２の出
力電圧Ｅｏ２の温度変化に一致し、両者のレベル差はＴ
１からＴ２の温度変動に対して略一定になる。従って、
コンパレータ３の出力端子３ｏｕｔから出力される出力
パルス信号のパルス幅をＴ、からＴ２の温度変動に対し
て安定化することができる。また、受信感度の温度依存
性を少なくすることができる。

次に、前述の動作において、定電流源７により、レベル
シフト回路５から出力される比較用電圧■ｒａｆが温度
変動により電圧変化を発生させることについて説明する
。第１図において、増幅器２の帰還用抵抗器Ｒｆｌの温
度特性は、集積回路で構成する場合、３３００ｐρｍ／
″Ｃ程度である。また、第１のカレントミラー７ａの抵
抗器Ｒ，の両端に発生するトランジスタＱ４とトランジ
スタＱ、（またはトランジスタＱ、）のベース・エミッ
タ間電圧の差の電圧△Ｖ！ＩＥは、トランジスタＱ４の
エミッタ電流密度をＪｌ、トランジスタＱ２及びトラン
ジスタＱ３のエミッタ電流密度をＪ２とし、トランジス
タＱ２及びトランジスタＱ３のそれぞれのエミッタ電流
をトランジスタＱ４のエミッタ電流の％とすれば、△Ｖ
ＢＥは次式で表される。

但し、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。

また、第１のカレントミラー７ａと第２のカレントミラ
ー７ｂの電流は互いに等しいので、抵抗器Ｒ２に流れる
電流はトランジスタＱ１のコレクタに流入する電流Ｉ。

に等しくなり、レベルシフト回路５の抵抗器Ｒｓの両端
に発生するオフセット電圧■イは次式で表される。

ｒｅ但し、Ｒ５は抵抗器Ｒ８の抵抗値、ｒ、は抵抗器Ｒ，の
抵抗値を示す。

そして、（１）式を（２）式に代入すれば、次式が成立
する。

ここで、Ｒ，＝Ｒ，として、常温（３００’　ｋ）のオ
フセット電圧Ｖｘの温度特性を（３）式から求める。

’＝　３３００ｐｐｍ／″Ｃ−−−−−（４）従って、
オフセット電圧ＶＸの温度特性は前述した増幅器２の帰
還抵抗器Ｒｆｌの温度特性（３３００ｐｐａ＋／’Ｃ）
に略一致する。−例として、一定の微少光信号入力時の
１１を１．８μＡ、増幅器２の帰還抵抗器Ｒｆｌの抵抗
値ｒｆｌをＩＯＫΩとすれば、第２図に示す増幅器２の
出力電圧Ｅ。２の温度変動に対する電圧変化は■３・ｒ
　ｔ　＋　−０，０６ｍＶ／　”（になる。一方、常温
（３００°Ｋ）のオフセット電圧■つは（３）式のＲ６
をＲ，に等しくした場合、約１８ｍＶであり、その温度
特性は（４）式より約０．０６ｍＶだＣになるので、第
２図の比較用電圧Ｖ　ｒｅｆの温度変動に対する電圧変
化も約０．０６ｍＶ／″Ｃになり、両者を略一致させる
ことができる。

〔発明の効果）以上の説明から明らかな通り、本発明の光受信器は、コ
ンパレータに供給される増幅器の出力電圧とレベルシフ
ト回路から出力される比較用電圧との相対的なレベル差
を温度変動に対して略一定にし、コンパレータから出力
される出力パルス信号のパルス幅を温度変動に対して安
定化することができる。

また、レベルシフト回路を抵抗器と定電流源の直列回路
で構成し、定電流源の温度特性を用いて比較用電圧の電
圧変化を発生させる場合には、回路全体の集積回路化が
容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光受信器の一実施例を示す回路図、第
２図は本発明の光受信器の説明に用いる温度対電圧特性
図、第３図は従来の光受信器の一例を示す回路図、第４
図は従来の光受信器の説明に用いる温度対電圧特性図で
ある。 ■−・−・−・−・・・受光素子２・・・−・−一−−−・−・−・増幅器３−−−−−
・−・・−・・・コンパレータ４−・・・−・−・−・
−基準電圧回路５−−−−−一・・−・−・レベルシフ
ト回路７・−ｍ＝−−・・−・−・−・・定電流源？　
ａ−−−−−−−−−−一第１のカレントミラー７ｂ−
・・−・・・・・・−第２のカレントミラー７　ｃ　−
−−−−−−−−一・第３のカレントミラーＱ、−Ｑ、
・・・トランジスタ

Claims

【特許請求の範囲】１、受光素子の出力を増幅し、光信号入力時に出力電圧
が温度変動により変化する増幅器と、基準電圧を出力す
る基準電圧回路と、前記基準電圧をレベルシフトするレ
ベルシフト回路と、該レベルシフト回路から出力される
比較用電圧と前記増幅器の出力電圧とを比較して出力パ
ルス信号を発生するコンパレータとを備えた光受信器に
おいて、前記増幅器の出力電圧の温度変動による電圧変
化と前記レベルシフト回路から出力される比較用電圧の
温度変動による電圧変化を略一致させるようにしたこと
を特徴とする光受信器。２、レベルシフト回路は、抵抗器と定電流源の直列回路
からなり、前記抵抗器と前記定電流源の接続点の電圧を
コンパレータに比較用電圧として供給すると共に、前記
定電流源の温度特性を用いて前記比較用電圧の電圧変化
を発生させるようにしたことを特徴とする請求項１記載
の光受信器。