JPH02179116A - Optical input signal processing circuit - Google Patents
Optical input signal processing circuitInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、投光手段からの光信号を電気信号に変換し
て出力する光入力信号処理回路であって、特に、負性抵
抗特性を持つベース変調形Iくイボーラ・トランジスタ
を用いた光入力信号処理回路に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is an optical input signal processing circuit that converts an optical signal from a light projecting means into an electrical signal and outputs the electrical signal. This invention relates to an optical input signal processing circuit using a base modulation type Ibora transistor.
[従来の技術及びその問題点]
従来、投光手段(1)からの光信号を、ホト・ダイオー
ドあるいはホト・トランジスタ等の受光素子(2)で受
光し、電気信号に変換して出力する光入力信号処理回路
として、第17図、第18図及び第19図に例示するよ
うな回路構成が知られている。第17図に例示する光入
力信号処理回路は、例えば発光ダイオード(LED)等
による光信号をホト・ダイオード(PDS)で受光し、
トランジスタ(Tri)で増幅しているものである。こ
の例において、抵抗(r2i1)は、スレッシュ・ホー
ルド電圧を決め、かつリーク電流をトランジスタ(Tr
+)側へ流さない様にもしている。第18図に例示する
光入力信号処理回路は、受光素子(2)として、ホト・
ダイオードのかわりにホト・トランジスタ(PTr9)
を用いて高感度を得る様にしである。この二つの回路例
は、ともにスレッシュ・ホールドレバルを高め、リーク
電流のトランジスタ(Tr+)あるいは(Tr2)側へ
の流入を減らす目的で抵抗(r2&)、(「21+)を
増加すると、抵抗へ流れ込む光入力電流が増へ、感度が
低下してしまう。逆に、抵抗(r 2B)、(r28)
を増加すると感度は上るが、リーク電流が増えスイッチ
ングスピードも遅(なるという難点を有している。さら
に、この二つの回路例のものをスイッチングとして利用
した場合、ヒステリシスが無い為、チャタリング等の問
題を有するものであった。これらの問題を解消するべ(
提案されている第19図に例示する光入力信号処理回路
は、シュミット・トリガ回路(3)を用いて、これによ
り波形整形する回路構成をとるものである。[Prior art and its problems] Conventionally, a light receiving device (2) such as a photodiode or a phototransistor receives an optical signal from a light projecting means (1), converts it into an electrical signal, and outputs the signal. As input signal processing circuits, circuit configurations as illustrated in FIGS. 17, 18, and 19 are known. The optical input signal processing circuit illustrated in FIG. 17 receives an optical signal from a light emitting diode (LED) or the like with a photodiode (PDS),
It is amplified by a transistor (Tri). In this example, the resistor (r2i1) determines the threshold voltage and directs the leakage current to the transistor (Tr
It also prevents it from flowing to the +) side. The optical input signal processing circuit illustrated in FIG.
Phototransistor (PTr9) instead of diode
In order to obtain high sensitivity, In both of these two circuit examples, if the resistances (r2&) and (21+) are increased in order to increase the threshold and hold level and reduce the leakage current flowing into the transistor (Tr+) or (Tr2) side, the leakage current will flow into the resistor. The optical input current increases and the sensitivity decreases.On the contrary, the resistance (r2B), (r28)
Increasing increases the sensitivity, but has the disadvantage of increasing leakage current and slowing the switching speed.Furthermore, when these two circuit examples are used for switching, there is no hysteresis, so chattering etc. There were some problems.These problems should be solved (
The proposed optical input signal processing circuit illustrated in FIG. 19 has a circuit configuration that uses a Schmitt trigger circuit (3) to shape the waveform.
この第19図に例示する光入力信号処理回路は、第17
図及び第18図に例示する光入力信号処理回路の問題点
については一応解消しているものの、部品点数の増大、
コスト高、消費電流の増大等の問題を有している。The optical input signal processing circuit illustrated in FIG.
Although the problems of the optical input signal processing circuits illustrated in FIGS.
This has problems such as high cost and increased current consumption.
[発明が解決しようとする課題1
そこで、この発明は、上記する従来技術における光入力
信号処理回路にみられる種々の問題点を解決し、各種分
野に有効に適合する性能をもった光入力信号処理回路を
提供することにある。[Problem to be Solved by the Invention 1] Therefore, the present invention solves the various problems seen in the optical input signal processing circuits in the prior art described above, and provides an optical input signal processing circuit with performance that is effectively applicable to various fields. The purpose of this invention is to provide a processing circuit.
[課題を解決するための手段]
この発明は、上記する目的を達成するにあたって、具体
的には、投光手段からの光信号を電気信号に変換して出
力する光入力信号処理回路であって、光信号を電気信号
に変換する受光素子と、電圧コンパレート機能及び電流
コンパレート機能を有する負性抵抗特性を持つベース変
調形バイポーラ・トランジスタとを含み、前記ベース変
調形バイポーラ・トランジスタを前記受光素子の出力側
に接続してなる光信号処理回路構成する。[Means for Solving the Problems] To achieve the above object, the present invention specifically provides an optical input signal processing circuit that converts an optical signal from a light projecting means into an electrical signal and outputs the electrical signal. , a light-receiving element that converts an optical signal into an electrical signal, and a base-modulated bipolar transistor having a negative resistance characteristic and a voltage comparison function and a current comparison function, and the base-modulation bipolar transistor is connected to the light-receiving element. An optical signal processing circuit is configured by connecting to the output side of the element.
[本発明の実施例1
以下、この発明になる負性抵抗特性を持つベース変調形
バイポーラ・トランジスタ(Baseにodulati
onBipolar Transistor:以下BA
MBITと略記する)を用いた光入力信号処理回路につ
いて、図面に示す具体的な幾つかの実施例に基づいて詳
細に説明する。[Embodiment 1 of the present invention] Hereinafter, a base modulated bipolar transistor (base modulation type bipolar transistor) having negative resistance characteristics according to the present invention will be described.
onBipolar Transistor: BA
An optical input signal processing circuit using an optical input signal processing circuit (abbreviated as MBIT) will be described in detail based on several specific embodiments shown in the drawings.
この発明において、第1の翼体的実施例になる光入力信
号処理回路を第1図に示す。この第1図に示す光入力信
号処理回路は、投光手段(1)からの光信号を、受光素
子(2〉として構成されているホト・ダイオード(PD
I)で受光して、光信号を電気信号に変換し、その電気
信号を8AMBIT(4)により増幅し、かつ波形整形
して出力しているものである。第1図に示す光入力信号
処理回路の動作原理を説明する前に、静特性例として第
2図にBAMBITのベース接地特性例を、第3図にB
AMBITのベース電圧vBEをパラメータにしたエミ
ッタ接地特性例を、第4図にRAMBITのベース電流
!Bをパラメータにしたエミッタ接地特性例を各々示す
。尚、 BAMBIT自体の構造及びその動作原理につ
いては、同一出願人の出願にかかる特顯昭63−196
627号に詳細に記述されている。一方、第2図、第3
図及び第4図に示す各特性例において、
VCE(OFF)=VBE+VCB(OPF)−・・・
−・−・(1)の関係か成り立ち、BANBITの負性
抵抗領域での負性抵抗値RNは、
である。ここで、hiは、BAI’1BITの能動領域
での出力電流(lc+lG)に対する電流増幅率である
。In this invention, an optical input signal processing circuit which is a first wing-shaped embodiment is shown in FIG. The optical input signal processing circuit shown in FIG.
The optical signal is received by I), the optical signal is converted into an electrical signal, the electrical signal is amplified by 8AMBIT (4), and the waveform is shaped and output. Before explaining the operating principle of the optical input signal processing circuit shown in Fig. 1, Fig. 2 shows an example of BAMBIT's base grounding characteristics as an example of static characteristics, and Fig.
Figure 4 shows an example of grounded emitter characteristics using the base voltage vBE of AMBIT as a parameter, and the base current of RAMBIT! Examples of grounded emitter characteristics using B as a parameter are shown below. Regarding the structure of BAMBIT itself and its operating principle, please refer to the patent application filed by the same applicant, Patent Application No. 63-196.
It is described in detail in No. 627. On the other hand, Figures 2 and 3
In each characteristic example shown in Figures and Figure 4, VCE (OFF) = VBE + VCB (OPF) -...
---The relationship (1) holds true, and the negative resistance value RN in the negative resistance region of BANBIT is as follows. Here, hi is a current amplification factor for the output current (lc+lG) in the active region of BAI'1BIT.
第5図は、第1図に示すこの発明になる光入力信号処理
回路の回路動作を説明する動作説明図である。この図に
もとづいて第1図に示す光入力信号処理回路の回路動作
を説明する。第1図に示す回路において、ホト・ダイオ
ード(PDI)が光信号を受光すると、抵抗(rl)を
通してホト・ダイオード(PDI)の光電流が流れ、ホ
ト・ダイオードのアノードであり、 RAMBITのベ
ースであるP点の電位VPが上昇する。この場合、ホト
・ダイオード(POI)の出力側に、第17図に示す様
な普通のリニアトランジスタが接続されているものにお
いては、P′点がおよそ0,7vに至り、トランジスタ
(Tri)のベースに光電流が流れ込み、それが増幅さ
れてトランジスタ(Tr l )の出力としてあられれ
る。一方、これに対して、ホト・ダイオード(P、DI
)の出力側に、RAMBITを接続した場合、第5図に
示される様に、多少の入力電流に対してBAMBITの
出力特性を与える曲線がへ曲線で得られ、抵抗(r2)
との交点が、2点ではなしにX点においてVCE =
vccとなり、出力電流は流れないことになる。さらに
、光入力を与えると、RAMBITのベース電圧である
P点の電位vPが上昇する。すると、BAMBITの特
性カーブは、第3図に示される様に、ベース電圧依存性
に従い変化して来る。モしてBAMBITの入力に対す
る出力特性は、2点がX点に至る8曲線になり、つます
Lt (1)式よすVC’E(OFF)=VBE+VC
B(OFF)=VCCとなり、言い換えると第1図の回
路例としてのRAMBITのベース電圧vPが、VP=
VBE=VCC−ycB(OFF)+::至り、ホト・
ダイオード(2口1)の光電流が、BAMBITのベー
スへと流れ込み、 RAMBITの増幅された出力電流
(lc+IQ)が負荷抵抗(r2)を通して流れ出す。FIG. 5 is an operational explanatory diagram illustrating the circuit operation of the optical input signal processing circuit according to the present invention shown in FIG. Based on this figure, the circuit operation of the optical input signal processing circuit shown in FIG. 1 will be explained. In the circuit shown in Figure 1, when the photodiode (PDI) receives an optical signal, the photocurrent of the photodiode (PDI) flows through the resistor (rl), which is the anode of the photodiode and the base of RAMBIT. The potential VP at a certain P point increases. In this case, in the case where an ordinary linear transistor as shown in Fig. 17 is connected to the output side of the photodiode (POI), the P' point reaches approximately 0.7V, and the transistor (Tri) A photocurrent flows into the base, is amplified, and appears as the output of the transistor (Tr l ). On the other hand, the photodiode (P, DI
), when RAMBIT is connected to the output side of BAMBIT, the curve that gives the output characteristics of BAMBIT for a certain amount of input current is obtained as a curve, as shown in Figure 5, and the resistance (r2)
The intersection with VCE =
Vcc, and no output current flows. Furthermore, when optical input is applied, the potential vP at point P, which is the base voltage of RAMBIT, increases. Then, the characteristic curve of BAMBIT changes according to the base voltage dependence, as shown in FIG. The output characteristics of BAMBIT for input are 8 curves from 2 points to point
B(OFF)=VCC, in other words, the base voltage vP of RAMBIT as the circuit example in FIG. 1 becomes VP=
VBE=VCC-ycB(OFF)+:: reached, hot.
The photocurrent of the diode (2 ports 1) flows into the base of BAMBIT, and the amplified output current (lc+IQ) of RAMBIT flows out through the load resistor (r2).
すると、BAMBITのコレクタの電圧が下がり、 R
AMBITが負性抵抗特性のため負荷抵抗(r2)を逆
行するような形で、ますます出力電流(IC+IQ)が
流れる様になる。この正帰還作用により、負荷線との交
差はX点より7点へ瞬時に移動する。つまり電圧コンパ
レート動作により、急激にスイッチ・ONする。Then, the voltage at the collector of BAMBIT decreases, and R
Since AMBIT has negative resistance characteristics, the output current (IC+IQ) increasingly flows in a manner that reverses the load resistance (r2). Due to this positive feedback action, the intersection with the load line instantly moves from point X to point 7. In other words, the switch is suddenly turned on due to the voltage comparison operation.
さらに、光入力を強くしても、RAMBITの飽和領域
と負荷抵抗(r2)が交わるため、もはや出力はほとん
ど変化しない。尚、この時P点の電位は、ベース・エミ
ッタ間が通常のトランジスタ同様、導通ずるためベース
・エミッタ間立ち上がり電圧は約0.7vに下がる。Furthermore, even if the optical input is made stronger, the saturation region of RAMBIT intersects with the load resistance (r2), so the output hardly changes anymore. At this time, since the potential at point P is conductive between the base and emitter as in a normal transistor, the rising voltage between the base and emitter drops to about 0.7V.
次いで、光入力をスイッチ・ONシた後、弱める場合を
説明する。光入力が弱くなって来ると、その入力電流強
度に応じたBAMBITの出力特性曲線も変化して来る
。しかしながら、光入力が弱くなってもC曲線に至らな
い限り、スイッチ・OFFせず、負荷抵抗(r2)との
交点はV点適辺である。そして、C曲線より更に光入力
か弱(なって、ベース山王1/pが下がりベース電流も
減ると、BAM旧Tと負荷抵抗(r2)とは、RAMB
ITの飽和あるいは若干の能動領域ではもはや交わらな
(なる。すると交点は再びX点に戻りRAMBITはス
イッチ・OFFする。換言すると、 BAMBITの電
流コンパレート機能によりヒステリシスを持ってスイッ
チ・OFFする訳である。尚、スイッチ・ONの場合も
、7点がX点に至りスイッチ・Owlようとするが、8
曲線での負性抵抗値IRNIが負荷抵抗(r2)と比べ
IRNI<r2でないと電流コンパレートされ、交点が
X点近辺にとどまり、スイッチ・ONすることはなく
OFF状態を維持する。ここで負荷に対して1llNl
<r2をみたし、スイッチ・ONさせるのに必要なベー
ス入力電流を以下、ベース保持電流と呼ぶ。以下の様に
第1図の光入力により、P点の電位VPが抵抗(1)に
より電圧上昇で、VP=VCC−VCB(OFF)に至
り、かつ、その時の入力端子値がベース保持電流値以上
である時スイッチ・ONt、、光入力が負荷抵抗(r2
)に対しベース保持電流値以下になった時、スイッチ・
OFFする第6図に示す様なヒステリシスを持った双安
定で高速度な先入・出力特性が得られる。第1図に示す
実施例回路は、光伝送等に適する。又、RNl<r2下
で動作させれば高感度なリニア増幅となる。Next, a case will be described in which the optical input is turned on and then weakened. As the optical input becomes weaker, the output characteristic curve of BAMBIT changes depending on the input current intensity. However, even if the optical input becomes weak, the switch is not turned off unless it reaches the C curve, and the intersection with the load resistance (r2) is at the appropriate side of the V point. Then, the optical input is even weaker than that of the C curve (as the base Sanno 1/p decreases and the base current decreases, the BAM old T and the load resistance (r2) become RAMB
When IT is saturated or in some active region, they no longer intersect (then the intersection returns to point X again and RAMBIT is switched off. In other words, BAMBIT's current comparator function causes it to switch off with hysteresis. In addition, when the switch is turned ON, the 7th point reaches the X point and attempts to turn the switch, but the 8th
If the negative resistance value IRNI on the curve is compared with the load resistance (r2), and IRNI<r2, the current will be compared, the intersection will remain near the X point, and the switch will not turn on.
Maintain the OFF state. Here, 1llNl for the load
The base input current required to satisfy <r2 and turn on the switch is hereinafter referred to as base holding current. As shown below, due to the optical input in Figure 1, the potential VP at point P increases due to the resistor (1) and reaches VP = VCC - VCB (OFF), and the input terminal value at that time is the base holding current value. When the switch ONt, the optical input is the load resistance (r2
), the switch
When turned OFF, bistable and high-speed input/output characteristics with hysteresis as shown in FIG. 6 can be obtained. The embodiment circuit shown in FIG. 1 is suitable for optical transmission and the like. Moreover, if operated under RNl<r2, highly sensitive linear amplification is achieved.
第2の実施例回路を第7図に示す。この例では、受光素
子(2)としてホト・トランジスタ(PTrl)を用い
ている。この回路は、第1の実施例回路と同じ(、光入
力に対し、ヒステリシスを持った双安定なスイッチ出力
が得られる。第7図においては、ホト・トランジスタ(
PTrl)とBAMB I Tがダーリントン接続され
ているため、高出力が得られ、インタラブラ、ソリッド
・ステート・リレー等に適合する。ここで、第1図及び
第7図に示す回路は、P点及び0点(7)電位VP、V
Qがともl:l/CC−vca(opp)にならないと
スイッチ・ONLないため、抵抗(r+)、 (r3)
には、各々高抵抗のものを選択出来る。そして、スイッ
チ・ONL、た後、’jp及びVQともにベース・エミ
ッタ間の順電圧が約0.7vに落ち込むため、光入力電
流が抵抗(rl)、(r3)側へ流れ込む量は少(てす
み、出力を落とさず高いスイッチ・ONレベルが取れる
。又、スイッチ・ONレベルを高く取れるため、出力を
落とさずリーク電流をも軽減出来る。A second embodiment circuit is shown in FIG. In this example, a phototransistor (PTrl) is used as the light receiving element (2). This circuit is the same as the circuit of the first embodiment (a bistable switch output with hysteresis can be obtained with respect to optical input. In Fig. 7, a phototransistor (
PTrl) and BAMB I T are connected in Darlington, so high output can be obtained and it is suitable for interbrars, solid state relays, etc. Here, the circuits shown in FIGS. 1 and 7 have the potentials VP and V at point P and point 0 (7).
Since there is no switch/ONL unless Q becomes l:l/CC-vca(opp), resistor (r+), (r3)
For each, one with high resistance can be selected. After the switch ONL, the forward voltage between the base and emitter of both 'jp and VQ drops to about 0.7V, so the amount of optical input current flowing into the resistors (rl) and (r3) is small. Therefore, a high switch/ON level can be obtained without reducing the output.Also, since the switch/ON level can be set high, leakage current can be reduced without reducing the output.
第8図に示す実施例回路は、第7図に示す実施例におい
て、ホト・トランジスタ(PTrI)の出力を抵抗(r
6)を通してBANBITのベースに加えており、スイ
ッチ・ON以降の過剰な入力を押さえて、ヒステリシス
幅をも調整しているものである。The embodiment circuit shown in FIG. 8 is different from the embodiment shown in FIG.
6) is added to the BANBIT base, suppressing excessive input after the switch is turned on, and also adjusting the hysteresis width.
第9図に示す実施例回路は、第7図に示す実施例回路に
おいて、二端子で双安定なスイッチ動作が可能になる様
にrl>>j9とし、ダーリントン接続したもので、各
種検出装置やソリッド・ステート・リレー等に適する。The example circuit shown in Fig. 9 is the same as the example circuit shown in Fig. 7, but with rl>>j9 connected to enable bistable switching operation with two terminals, and connected with Darlington, various detection devices and Suitable for solid state relays, etc.
第10図に示す実施例回路は、第7図に示す実施例回路
とは逆に、常時ONで受光特にスイッチ・OFFする回
路例である。抵抗(rlo)を通りBANBITのベー
スに流れ込んでいる電流を、ホト・トランジスタ(PT
r4)に光を当てることにより少な(する。The embodiment circuit shown in FIG. 10, contrary to the embodiment circuit shown in FIG. 7, is an example of a circuit that is always on and receives light, especially when it is switched off. The current flowing into the base of BANBIT through the resistor (rlo) is transferred to the phototransistor (PT).
r4) by shining light on it.
そして、第5図で説明した様に負荷抵抗(rl)に対す
るベース保持電流以下にベース電流を減らすことで、ス
イッチ・OFFさせるものである。又、−旦スイッチ・
OFF した後、スイッチ・ONさせるニハ、R点の電
位VR=VC(!−VCB(OFF)に至るまで光入力
を弱めればよい。更に、第10図のノーマル・オンの処
理回路は、第1図においても当然に適用することができ
る。Then, as explained in FIG. 5, the switch is turned off by reducing the base current below the base holding current with respect to the load resistance (rl). Also, -dan switch
After turning off the switch and turning it on, it is sufficient to weaken the optical input until the potential at point R reaches VR = VC (! - VCB (OFF).Furthermore, the normally on processing circuit in Fig. 10 This can naturally be applied to FIG. 1 as well.
第11図に示す実施例回路は、第7図及び第10図に示
す回路を組み合せたものであり、光入力によりセット・
リセットを可能とするものである。まず、8点の電位v
SがvS = V CCX f l 3 / j +
2 < vCC−l/CB(OFF)の状態に維持され
ている以上、DAM旧Tの特性上スイッチ・OFFのま
まである。そこでホト・トランジスタ(PTrS)に入
光し、8点の電位VSをvs>vcc−%1cs(ar
p)ニする。すると、抵抗(rl2)及びホト辱トラン
ジスタ(PTrS)を通しての入力が抵抗〈rl4)に
対してベース保持電流値以上ならば、急激にスイッチ・
ONする。そしてホト・トランジスタ(PTrS)への
入光を遮断しても、抵抗(rl2)を通しての入力だけ
でベース保持電流値以上が維持されているならば、スイ
ッチ・ONL、た状態はメモリーされ続ける。そしてリ
セットは、ホト・トランジスタ(PTrs)への入光に
よりRAMBITへの抵抗(rl2)を通したベース電
流を負荷抵抗(1口)に対するベース保持電流値以下に
下げれば高速に行われ、8点の電位vSは再びI/5=
VCCXj13/j12+j+3に戻る。The example circuit shown in FIG. 11 is a combination of the circuits shown in FIGS. 7 and 10, and can be set and set by optical input.
This allows for resetting. First, the potential v at 8 points
S is vS = V CCX fl 3 / j +
As long as the state of 2 < vCC-l/CB (OFF) is maintained, the switch remains OFF due to the characteristics of the DAM old T. Therefore, light enters the phototransistor (PTrS), and the potential VS at 8 points is set to vs>vcc-%1cs(ar
p) Do d. Then, if the input through the resistor (rl2) and phototransistor (PTrS) exceeds the base holding current value for the resistor (rl4), the switch will suddenly switch off.
Turn on. Even if light is cut off from entering the phototransistor (PTrS), the state of the switch ONL continues to be memorized as long as the base holding current value or more is maintained only by the input through the resistor (rl2). Resetting is performed quickly by reducing the base current passing through the resistor (rl2) to RAMBIT to below the base holding current value for the load resistor (1 port) by inputting light to the phototransistor (PTrs), and 8 points. The potential vS is again I/5=
Return to VCCXj13/j12+j+3.
第12図に示す実施例回路は、第1図に示す実施例回路
において、より感度やスイッチングスピードを上げるた
め、最初から1点の電位を定電圧回路(5)等により上
げてお(ものであり、抵抗(rl5)は抵抗(rl)に
比べ小さく出来、高速で、かつ高い出力が得られる。The example circuit shown in FIG. 12 is different from the example circuit shown in FIG. 1 in that the potential at one point is raised from the beginning using a constant voltage circuit (5) etc. in order to further increase the sensitivity and switching speed. The resistor (rl5) can be made smaller than the resistor (rl), and high speed and high output can be obtained.
第13図に示す実施例回路は、最初に抵抗(rl7)を
通り、 DAM旧■のベースに入力されているベース電
流を負荷抵抗(rl8)に対してベース保持電流値以下
に設定し、BANBI TをOFF状態とし、ホト・ダ
イオード(Fluff)よりの光入力電流値を加算する
ことにより、第4図に示す特性曲線群に従い、電流コン
パレートだけでBAMBITをスイッチ・ON、スイッ
チ・OFFするようにした回路例である。The example circuit shown in FIG. 13 first passes through the resistor (rl7) and sets the base current input to the base of the DAM old ■ below the base holding current value with respect to the load resistor (rl8), and then By setting T to OFF state and adding the optical input current value from the photodiode (Fluff), BAMBIT can be switched on and switched off using only the current comparator according to the characteristic curve group shown in Figure 4. This is an example of a circuit.
第14図に示す実施例回路は、第7図に示す回路におい
て、エミッタにも負荷抵抗(rl+ )を挿入したもの
である。The embodiment circuit shown in FIG. 14 is the same as the circuit shown in FIG. 7, except that a load resistor (rl+) is also inserted in the emitter.
第15図に示す実施例回路は、第9図に示すものと同様
の二端子接続によるもので、コレクタ負荷のかわりにエ
ミッタ負荷(r23)としたものである。この場合、第
9図の回路例とはスイッチ・ONの動作原理が少し異な
る。第15図においては、r22>>(23とするもの
で、光入力により0点の電位vuは、抵抗(r23)に
影響されることなく上昇する。The embodiment circuit shown in FIG. 15 has a two-terminal connection similar to that shown in FIG. 9, but has an emitter load (r23) instead of the collector load. In this case, the operating principle of switching ON is slightly different from the circuit example shown in FIG. 9. In FIG. 15, r22>>(23), and the potential vu at the 0 point increases due to optical input without being affected by the resistance (r23).
そして、BAMBITの電圧コンパレート機能により電
圧VUがI/u=l/cc−vca(opp)l:Jす
、BAMBIT(7)ベースへ光入力電流が流入する。Then, due to the voltage comparison function of BAMBIT, the voltage VU is changed to I/u=l/cc-vca(opp)l:J, and the optical input current flows into the base of BAMBIT (7).
しかしながら、この場合、コレクタに負荷がないため、
コレクタの電位はl/ccであり、ベース電位VUもy
cc−vCB(OFF)近辺となる。しかしながら、V
点の電位VVは、BAMBITの出力電流(lc +
to)がベース電流IBのhFE倍流れるため、上昇し
だす。このV点の電位%Ivの上昇のため、抵抗(r2
2)側へ流れる光入力端子が減少し。However, in this case there is no load on the collector, so
The collector potential is l/cc, and the base potential VU is also y
It becomes near cc-vCB (OFF). However, V
The potential VV at the point is the BAMBIT output current (lc +
to) flows as hFE times the base current IB, so it begins to rise. Due to this increase in the potential %Iv at point V, the resistance (r2
2) The number of optical input terminals flowing to the side is reduced.
RAM旧Tへのベース電流IBが増大する。すると、益
々出力電流が増大し、V点の電位VVはさらに上昇する
。この正帰還作用により、瞬時にBAM旧Tはスイッチ
・ONする。スイッチ・OFFの場合は、前述した例と
同じ< RAMBITの電流コンパレート機能による。Base current IB to RAM old T increases. Then, the output current increases more and more, and the potential VV at point V further increases. Due to this positive feedback action, the BAM old T is switched on instantly. In the case of switch OFF, the current comparator function of <RAMBIT is used as in the previous example.
第16図の実施例回路は、光入力信号により、高速パル
ス発振を可能とする回路例である。ホト・ダイオード(
PO4)が光入力信号を受けると、コンデンサ(C1)
を充填し、讐点の電位vwが上昇する。そして、上述す
る実施例と同じ(、W点の電位vwがvw>vCC−V
CB(OFF)に至り電圧コンパレートされ、BAMB
ITのベースへと抵抗(r24)を通して放電し、BA
MBITはスイッチ・ONする。コンデンサの放電過程
において、放電電流とホト・ダイオード(PO3)の入
力電流との和が抵抗(r26)に対するベース保持電流
値以下である時、BAM旧TはON状態である。更に放
電を続けてベース保持電流値以下になった時、電流コン
パレートされ、BAMBITはスイッチ・OFF L、
、再びホト・ダイオード〈2口4)の光入力電流はコン
デンサ(C1)を充電する。この様な過程により、RA
MBITは、高速パルス発振動作を行う。この発振回路
例では、コンデンサ(C1)、抵抗<r24)によりパ
ルス幅や発振周波数を変化させることができ、ホトダイ
オード(PO4)に対する光入力強度でも発振周波数を
変化させ得るものである。The embodiment circuit shown in FIG. 16 is an example of a circuit that enables high-speed pulse oscillation using an optical input signal. Photo diode (
When PO4) receives an optical input signal, the capacitor (C1)
is filled, and the potential vw at the opposite point rises. Then, the same as in the embodiment described above (the potential vw at point W is vw>vCC-V
It reaches CB (OFF), voltage is compared, and BAMB
Discharge through the resistor (r24) to the base of IT and BA
MBIT is switched on. During the discharge process of the capacitor, when the sum of the discharge current and the input current of the photodiode (PO3) is less than the base holding current value for the resistor (r26), the BAM old T is in the ON state. When the discharge continues and the current drops below the base holding current value, the current is compared and BAMBIT is switched OFF.
, again the optical input current of the photodiode (2 ports 4) charges the capacitor (C1). Through this process, RA
MBIT performs high-speed pulse oscillation operation. In this oscillation circuit example, the pulse width and oscillation frequency can be changed by a capacitor (C1) and a resistor (<r24), and the oscillation frequency can also be changed by the optical input intensity to the photodiode (PO4).
以上のように、受光素子(2)とRAM旧■(4)とを
組み合せ、BA?I旧Tの電圧コンパレート機能及び電
流コンパレート機能を使うことにより、様々な双安定回
路、メモリー回路、発振回路等を簡単に組むことができ
、その応用範囲は、例えば実施例において、ホト・ダイ
オードをホト−トランジスタで置き換えること、あるい
はホト・トランジスタをホト・ダイオードで置き換える
ことなど、さらには、投光手段(1)として発光ダイオ
ード並びに太陽光等を用いることができ、図に示すよう
な実施例にとどまることなく、各種紐み合せ応用でき得
るものである。さらに、この発明は、受光デバイスの変
わりにその他磁気を利用したセンサー類にも応用するこ
とができ、一般信号変換回路への応用もでき、さらに加
えて、ゲート端子を利用して、負性抵抗特性を変化させ
スレッシュ・レベルを変える等の応用にも適用すること
ができる。As described above, by combining the light receiving element (2) and RAM old ■ (4), BA? By using the voltage comparator function and current comparator function of I-T, various bistable circuits, memory circuits, oscillation circuits, etc. can be easily assembled. In addition, it is possible to replace a diode with a photo-transistor, or to replace a photo-transistor with a photo-diode, and it is also possible to use a light-emitting diode as well as sunlight as the light emitting means (1). This is not limited to just an example, and can be applied to various combinations. Furthermore, this invention can be applied to other sensors that use magnetism instead of light receiving devices, and can also be applied to general signal conversion circuits. It can also be applied to applications such as changing the characteristics and changing the threshold level.
E本発明の効果1
以上の構成になるこの発明の光入力信号処理回路は、以
下に示す数多くの作用効果を奏するものである。E Effect 1 of the Present Invention The optical input signal processing circuit of the present invention having the above-described configuration exhibits a number of effects shown below.
(1)極めて簡単な回路構成で消費電流を要することな
く、光入力に対してヒステリシスを持った双安定出力が
得られる。(1) A bistable output with hysteresis with respect to optical input can be obtained with an extremely simple circuit configuration and no current consumption.
(11)極めて簡単な回路構成で高速スイッチング動作
が得られる。(11) High-speed switching operation can be obtained with an extremely simple circuit configuration.
(ii) 極めて簡単な回路構成で二端子でも、ヒス
テリシスを持った双安定出力が得られる。(ii) Even with two terminals, a bistable output with hysteresis can be obtained with an extremely simple circuit configuration.
(iv) 極めて簡単な回路構成で、かつ低消費電流
で、大電流をもメモリー動作できる。(iv) With an extremely simple circuit configuration and low current consumption, it is possible to operate the memory even with large currents.
(v) ヒステリシスを持った双安定出力が、ノーマ
ル・ON動作としても得られる。(v) A bistable output with hysteresis can be obtained even in normal/ON operation.
(vi ) 従来のようにホト・トランジスタを使っ
た場合に問題となった様な、リーク電流もほとんど関与
しなくなる。(vi) Leakage current, which was a problem when using phototransistors as in the past, is almost eliminated.
(vi ) 極めて簡単な回路構成で、高周波発振を
可能とする。(vi) High frequency oscillation is possible with an extremely simple circuit configuration.
以上のように、BAMBITの電圧コンパレート機能及
び電流コンパレート機能を光受光デバイスの回路処理に
利用することにより、簡素な回路構成でヒステリシスを
もった双安定出力やメモリ動作としての出力等数々の機
能を持たすことができ、その効果は多大である。As described above, by using BAMBIT's voltage comparator function and current comparator function in the circuit processing of photodetector devices, various outputs such as bistable output with hysteresis and output as memory operation can be achieved with a simple circuit configuration. It can have many functions and its effects are great.
第1図は、この発明になる光入力信号処理回路の具体的
な第1の実施例を示す回路図、第2図は、ベース変調形
バイポーラ・トランジスタのベース接地特性曲線図、
第3図は、ベース変調形バイポーラ・トランジスタのベ
ース電圧をパラメータとした時のエミッタ接地特性曲線
図、
第4図は、ベース変調形バイポーラ・トランジスタのベ
ース電流をパラメータとした時のエミッタ接地特性曲線
図、
第5図は、第1図に示す実施例回路の回路動作を説明す
るための動作説明図、
第6図は、第1図に示す実施例回路の入力・出力特性図
、
第7図〜第16図は、この発明になる光入力信号処理回
路の第2〜第11の実施例を示す回路図、
第17図〜第19図は、従来の光入力信号処理回路にお
ける第1〜第3の例を示す回路図である。
(1)・・・・・・投光手段
(2)・・・・・・受光素子
(4)・・・・・・ベース変調形バイポーラ・トランジ
スタ:口AMBIT
(PDI)〜(P口4〉・・・・・・ホト・ダイオード
(PTr + )〜(PTr8)・・・・・・ホト・ト
ランジスタ<「1)〜(r2s)・・・・・・抵抗(C
I)・・・・・・コンデンサFIG. 1 is a circuit diagram showing a concrete first embodiment of the optical input signal processing circuit according to the present invention, FIG. 2 is a base grounding characteristic curve diagram of a base modulation type bipolar transistor, and FIG. , a common emitter characteristic curve diagram when the base voltage of a base modulated bipolar transistor is taken as a parameter, FIG. 4 is a common emitter characteristic curve diagram when the base current of a base modulated bipolar transistor is taken as a parameter, 1 is an operation explanatory diagram for explaining the circuit operation of the example circuit shown in FIG. 1. FIG. 6 is an input/output characteristic diagram of the example circuit shown in FIG. 1. FIGS. 7 to 16 are circuit diagrams showing second to eleventh embodiments of the optical input signal processing circuit according to the present invention, and FIGS. 17 to 19 are circuit diagrams showing the first to third examples of the conventional optical input signal processing circuit. FIG. (1) Light projecting means (2) Light receiving element (4) Base modulation bipolar transistor: AMBIT (PDI) ~ (P port 4) ...Photodiode (PTr + ) ~ (PTr8) ...Phototransistor<"1" ~ (r2s) ...Resistance (C
I)・・・・・・Capacitor
Claims (1)
入力信号処理回路であって、光信号を電気信号に変換す
る受光素子と、電圧コンパレート機能及び電流コンパレ
ート機能を有する負性抵抗特性を持つベース変調形バイ
ポーラ・トランジスタとを含み、前記ベース変調形バイ
ポーラ・トランジスタを前記受光素子の出力側に接続し
てなることを特徴とする光信号処理回路。An optical input signal processing circuit that converts an optical signal from a light projecting means into an electrical signal and outputs the same, the circuit includes a light receiving element that converts the optical signal into an electrical signal, and a negative polarity having a voltage comparison function and a current comparison function. 1. An optical signal processing circuit comprising: a base modulation type bipolar transistor having resistance characteristics; said base modulation type bipolar transistor being connected to the output side of said light receiving element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63332436A JPH02179116A (en) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | Optical input signal processing circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63332436A JPH02179116A (en) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | Optical input signal processing circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02179116A true JPH02179116A (en) | 1990-07-12 |
Family
ID=18254954
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63332436A Pending JPH02179116A (en) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | Optical input signal processing circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02179116A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008035075A1 (en) * | 2008-07-28 | 2010-02-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Switching device and circuit arrangements for switching at a high operating voltage |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57142031A (en) * | 1981-02-27 | 1982-09-02 | Hitachi Cable Ltd | Photoelectric conversion circuit |
JPS61229361A (en) * | 1985-04-04 | 1986-10-13 | Nec Corp | Negative resistance bipolar transistor |
-
1988
- 1988-12-29 JP JP63332436A patent/JPH02179116A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8531231B2 (en) | 2008-07-28 | 2013-09-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Switching device and switching arrangements for switching at high operating voltage |
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