JPH05110346A - 光受信器用前置増幅器 - Google Patents
光受信器用前置増幅器Info
- Publication number
- JPH05110346A JPH05110346A JP27135291A JP27135291A JPH05110346A JP H05110346 A JPH05110346 A JP H05110346A JP 27135291 A JP27135291 A JP 27135291A JP 27135291 A JP27135291 A JP 27135291A JP H05110346 A JPH05110346 A JP H05110346A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amplifier
- circuit
- transistor
- gain
- stage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡素な構成で、周波数特性のピーキングを抑
える。 【構成】 増幅段のトランジスタＱ1 ，バッファ段のト
ランジスタＱ2 ，抵抗Ｒ1 ，Ｒ3 ，Ｒ4 ，帰還抵抗
Ｒf ，ダイオードＤ1 でトランスインピーダンス型増幅
器が構成されている。さらに、トランジスタＱ1 のコレ
クタにダイオードＤ2 〜Ｄ4 ，抵抗Ｒ2 からなるゲイン
調整回路１０１が設けられている。この簡単な構成を持
つゲイン調整回路１０１によって、増幅段のトランジス
タＱ1 のコレクタ電流を分流させて絞り、また、交流的
にトランジスタＱ1 のコレクタ抵抗を小さくして増幅器
の内部利得を下げている。
える。 【構成】 増幅段のトランジスタＱ1 ，バッファ段のト
ランジスタＱ2 ，抵抗Ｒ1 ，Ｒ3 ，Ｒ4 ，帰還抵抗
Ｒf ，ダイオードＤ1 でトランスインピーダンス型増幅
器が構成されている。さらに、トランジスタＱ1 のコレ
クタにダイオードＤ2 〜Ｄ4 ，抵抗Ｒ2 からなるゲイン
調整回路１０１が設けられている。この簡単な構成を持
つゲイン調整回路１０１によって、増幅段のトランジス
タＱ1 のコレクタ電流を分流させて絞り、また、交流的
にトランジスタＱ1 のコレクタ抵抗を小さくして増幅器
の内部利得を下げている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信用受信器の前置
増幅器の回路構成に関し、その出力波形のジッタや回路
の発振を押さえるのに好適なものである。
増幅器の回路構成に関し、その出力波形のジッタや回路
の発振を押さえるのに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信は、非常に広い帯域をも
ち、この広い帯域を十分に利用できれば、超大容量伝送
が可能になる。そのため、光通信に用いられる受信器，
送信器などの機器には高速性が要求されている。光通信
用受信器の前置増幅器には、図２に示すようなトランス
インピーダンス型増幅器と呼ばれる回路が用いられてい
る。
ち、この広い帯域を十分に利用できれば、超大容量伝送
が可能になる。そのため、光通信に用いられる受信器，
送信器などの機器には高速性が要求されている。光通信
用受信器の前置増幅器には、図２に示すようなトランス
インピーダンス型増幅器と呼ばれる回路が用いられてい
る。
【０００３】図２のトランスインピーダンス型増幅器
は、トランジスタＱ１で構成された反転増幅段とトラン
ジスタＱ２で構成されたバッファ段とからなり、フォト
ダイオードＰＤで受信した光信号が電流信号に変換さ
れ、増幅されて出力信号ＶOUT として出力される。ま
た、出力信号ＶOUT は電流フィードバックされている。
「ＶOUT ＝フォトダイオードＰＤの検出電流×帰還抵抗
Ｒf 」という関係になっていて、電圧フィードバックに
よる増幅器と比較して高速であるという特徴がある。
は、トランジスタＱ１で構成された反転増幅段とトラン
ジスタＱ２で構成されたバッファ段とからなり、フォト
ダイオードＰＤで受信した光信号が電流信号に変換さ
れ、増幅されて出力信号ＶOUT として出力される。ま
た、出力信号ＶOUT は電流フィードバックされている。
「ＶOUT ＝フォトダイオードＰＤの検出電流×帰還抵抗
Ｒf 」という関係になっていて、電圧フィードバックに
よる増幅器と比較して高速であるという特徴がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような増幅器で
は、オープンループ利得が大きくなると、帰還抵抗Ｒf
を小さくして帰還量を増やしたときに、周波数特性にピ
ーキングが発生しやすいという問題がある。これは、増
幅器内部での位相回転に起因し、その対策として、例え
ば、「特公平１−２７０４０２」記載の回路構成があ
る。これはフォトダイオードＰＤの検出電流を受けるＦ
ＥＴ構成のダーリントン回路を設ける事でその対策がな
されている。しかし、近年、ＩＣの集積度を上げること
が要求されており、そのため、素子数が少なくより簡素
な構成でピーキング対策をなし得る回路が望まれてい
る。
は、オープンループ利得が大きくなると、帰還抵抗Ｒf
を小さくして帰還量を増やしたときに、周波数特性にピ
ーキングが発生しやすいという問題がある。これは、増
幅器内部での位相回転に起因し、その対策として、例え
ば、「特公平１−２７０４０２」記載の回路構成があ
る。これはフォトダイオードＰＤの検出電流を受けるＦ
ＥＴ構成のダーリントン回路を設ける事でその対策がな
されている。しかし、近年、ＩＣの集積度を上げること
が要求されており、そのため、素子数が少なくより簡素
な構成でピーキング対策をなし得る回路が望まれてい
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光受信器用前置増幅器は、増幅段がトラン
ジスタの段間直結構成となっていて、受信した光信号を
電気信号に変換する光検出素子からの電気信号を増幅す
る増幅回路と、増幅段のゲインを調節するゲイン調整回
路とを備え、ゲイン調整回路は、前記増幅段のトランジ
スタのコレクタにつながれた抵抗とこの抵抗に直列につ
ながれた等価的定電圧源（複数直列のダイオード回路，
定電圧回路など）とで構成されていることを特徴とす
る。
に、本発明の光受信器用前置増幅器は、増幅段がトラン
ジスタの段間直結構成となっていて、受信した光信号を
電気信号に変換する光検出素子からの電気信号を増幅す
る増幅回路と、増幅段のゲインを調節するゲイン調整回
路とを備え、ゲイン調整回路は、前記増幅段のトランジ
スタのコレクタにつながれた抵抗とこの抵抗に直列につ
ながれた等価的定電圧源（複数直列のダイオード回路，
定電圧回路など）とで構成されていることを特徴とす
る。
【０００６】
【作用】増幅段の増幅度が高い即ちオープンループゲイ
ンが大きい増幅回路では、フィードバックをかけると回
路内部の位相回転により、ピーキングが発生しやすくな
る。
ンが大きい増幅回路では、フィードバックをかけると回
路内部の位相回転により、ピーキングが発生しやすくな
る。
【０００７】本発明の光受信器用前置増幅器では、ゲイ
ン調整回路の抵抗にてその増幅段のトランジスタのコレ
クタ負荷抵抗を小さくする。また、ゲイン調整回路の抵
抗及び等価的定電圧源で与えられる電流をトランジスタ
のコレクタ電流から分流する。これらによって、トラン
ジスタのパラメータを変化させ、その増幅段の増幅度及
び位相回転を調節する。
ン調整回路の抵抗にてその増幅段のトランジスタのコレ
クタ負荷抵抗を小さくする。また、ゲイン調整回路の抵
抗及び等価的定電圧源で与えられる電流をトランジスタ
のコレクタ電流から分流する。これらによって、トラン
ジスタのパラメータを変化させ、その増幅段の増幅度及
び位相回転を調節する。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１には、増幅１段，バッファ段で構成した場合の本発
明の光受信器用前置増幅器が示されている。
図１には、増幅１段，バッファ段で構成した場合の本発
明の光受信器用前置増幅器が示されている。
【０００９】この図１の増幅器では、増幅段のトランジ
スタＱ1 ，バッファ段のトランジスタＱ2 ，抵抗Ｒ1 ，
Ｒ3 ，Ｒ4 ，帰還抵抗Ｒf ，ダイオードＤ1 で前述の図
２と同様のトランスインピーダンス型増幅器が構成され
ている。さらに、トランジスタＱ1 のコレクタにダイオ
ードＤ2 〜Ｄ4 ，抵抗Ｒ2 からなるゲイン調整回路１０
１が設けられている。この簡単な構成を持つゲイン調整
回路１０１によって、増幅段のトランジスタＱ1 のコレ
クタ電流を分流させて絞り、また、交流的にトランジス
タＱ1 のコレクタ抵抗を小さくして増幅器の内部利得
（オープンループゲイン）を下げている。
スタＱ1 ，バッファ段のトランジスタＱ2 ，抵抗Ｒ1 ，
Ｒ3 ，Ｒ4 ，帰還抵抗Ｒf ，ダイオードＤ1 で前述の図
２と同様のトランスインピーダンス型増幅器が構成され
ている。さらに、トランジスタＱ1 のコレクタにダイオ
ードＤ2 〜Ｄ4 ，抵抗Ｒ2 からなるゲイン調整回路１０
１が設けられている。この簡単な構成を持つゲイン調整
回路１０１によって、増幅段のトランジスタＱ1 のコレ
クタ電流を分流させて絞り、また、交流的にトランジス
タＱ1 のコレクタ抵抗を小さくして増幅器の内部利得
（オープンループゲイン）を下げている。
【００１０】このゲイン調整回路１０１の効果について
説明する。
説明する。
【００１１】トランジスタＱ1 のコレクタ電圧をＶ1 と
おくと、ゲイン調整回路１０１がない場合（図２と同様
の場合）、トランジスタＱ1 のコレクタ電流ｉ1 は、 ｉ1 ＝（ＶCC−Ｖ1 ）／Ｒ1 となり、この増幅段のゲイン即ち増幅器の内部利得｜Ａ
｜は、
おくと、ゲイン調整回路１０１がない場合（図２と同様
の場合）、トランジスタＱ1 のコレクタ電流ｉ1 は、 ｉ1 ＝（ＶCC−Ｖ1 ）／Ｒ1 となり、この増幅段のゲイン即ち増幅器の内部利得｜Ａ
｜は、
【００１２】
【数１】
【００１３】で与えられる。
【００１４】これに対して、ゲイン調整回路１０１が設
けられている場合、トランジスタＱ1 のコレクタ電流ｉ
1 は、ダイオードＤ2〜Ｄ4 の順方向電圧がトランジス
タのベース−エミッタ間電圧ＶBEに等しいとして ｉ1 ＝（ＶCC−Ｖ1 ）／Ｒ1 −（Ｖ1 −３ＶBE）／Ｒ2 ＝（Ｒ2 ＶCC＋３Ｒ1 ＶBE−（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）Ｖ1 ）Ｒ1 Ｒ2 となる。ゲイン調整回路１０１を設けることによって、
トランジスタＱ1 のコレクタ電流が減少し、トランジス
タＱ1 のパラメータが変化し、その増幅段の増幅度が低
下し、位相回転が調節される。ゲイン調整回路１０１の
ダイオードＤ2 〜Ｄ4 は、その順方向特性から、等価的
に定電圧回路を形成している。これによって抵抗Ｒ2 に
ながれる電流を調節している。また、交流的にトランジ
スタＱ1 のコレクタ抵抗は、Ｒ1 ，Ｒ2 の並列接続にな
るので、トランジスタＱ1 の増幅段の増幅度即ち増幅器
の内部利得が低減されて、周波数特性のピーキングが押
さえられる。これによって周波数特性は、図３の点線の
ようになる。
けられている場合、トランジスタＱ1 のコレクタ電流ｉ
1 は、ダイオードＤ2〜Ｄ4 の順方向電圧がトランジス
タのベース−エミッタ間電圧ＶBEに等しいとして ｉ1 ＝（ＶCC−Ｖ1 ）／Ｒ1 −（Ｖ1 −３ＶBE）／Ｒ2 ＝（Ｒ2 ＶCC＋３Ｒ1 ＶBE−（Ｒ1 ＋Ｒ2 ）Ｖ1 ）Ｒ1 Ｒ2 となる。ゲイン調整回路１０１を設けることによって、
トランジスタＱ1 のコレクタ電流が減少し、トランジス
タＱ1 のパラメータが変化し、その増幅段の増幅度が低
下し、位相回転が調節される。ゲイン調整回路１０１の
ダイオードＤ2 〜Ｄ4 は、その順方向特性から、等価的
に定電圧回路を形成している。これによって抵抗Ｒ2 に
ながれる電流を調節している。また、交流的にトランジ
スタＱ1 のコレクタ抵抗は、Ｒ1 ，Ｒ2 の並列接続にな
るので、トランジスタＱ1 の増幅段の増幅度即ち増幅器
の内部利得が低減されて、周波数特性のピーキングが押
さえられる。これによって周波数特性は、図３の点線の
ようになる。
【００１５】周波数特性のピーキングの対策としては、 （１）増幅器の帰還抵抗Ｒf を大きくして帰還量を減ら
す。
す。
【００１６】（２）増幅器の内部利得を押さえる。
【００１７】という２通りの方法があるが、（１）の方
法では所定の帯域を得たいときは適当でない。このよう
なときに、（２）の方法による本発明は効果的なものに
なる。特に、増幅器に大きな入力電流（フォトダイオー
ドＰＤの検出電流など）が要求されたり、広帯域が要求
され、帰還抵抗Ｒf を大きくできない場合に効果的であ
る。
法では所定の帯域を得たいときは適当でない。このよう
なときに、（２）の方法による本発明は効果的なものに
なる。特に、増幅器に大きな入力電流（フォトダイオー
ドＰＤの検出電流など）が要求されたり、広帯域が要求
され、帰還抵抗Ｒf を大きくできない場合に効果的であ
る。
【００１８】本発明は前述の実施例に限らず様々な変形
が可能である。
が可能である。
【００１９】例えば、定電圧回路をダイオードＤ2 〜Ｄ
4 の直列回路にかえて、トランジスタ構成の定電圧回路
など、等価的に定電圧源となる回路などを用いることが
できる。また、増幅段はトランジスタＱ1 の１つで構成
したが、差動型やカスケード型などをくみあわせてトラ
ンジスタを複数で構成しても良い。さらに、増幅器の回
路構成は、増幅１段，バッファ段で構成したが、増幅段
を２段以上にしても良い。
4 の直列回路にかえて、トランジスタ構成の定電圧回路
など、等価的に定電圧源となる回路などを用いることが
できる。また、増幅段はトランジスタＱ1 の１つで構成
したが、差動型やカスケード型などをくみあわせてトラ
ンジスタを複数で構成しても良い。さらに、増幅器の回
路構成は、増幅１段，バッファ段で構成したが、増幅段
を２段以上にしても良い。
【００２０】
【発明の効果】以上の通り本発明の光受信器前置増幅器
によれば、簡単な構成を持つゲイン調整回路を設けてそ
の抵抗及び等価的定電圧源によって、増幅段の増幅度が
低減され、また、位相回転が調節されるため、フィード
バックをかけた時に生じるピーキングが効果的に押さえ
られるので、出力波形のジッタや回路の発振を押さえる
ことができ、良好な光信号の検出及び受信ができる。
によれば、簡単な構成を持つゲイン調整回路を設けてそ
の抵抗及び等価的定電圧源によって、増幅段の増幅度が
低減され、また、位相回転が調節されるため、フィード
バックをかけた時に生じるピーキングが効果的に押さえ
られるので、出力波形のジッタや回路の発振を押さえる
ことができ、良好な光信号の検出及び受信ができる。
【図１】増幅１段，バッファ段で構成した場合の回路
図。
図。
【図２】従来の光受信器前置増幅器の回路図。
【図３】周波数特性図。
１０１…ゲイン調整回路、Ｄ2 〜Ｄ4 …ダイオード、Ｐ
Ｄ…フォトダイオード Ｑ1 ，Ｑ2 …トランジスタ、Ｒ2 …抵抗
Ｄ…フォトダイオード Ｑ1 ，Ｑ2 …トランジスタ、Ｒ2 …抵抗
Claims (1)
- 【請求項１】 増幅段がトランジスタの段間直結構成と
なっていて、受信した光信号を電気信号に変換する光検
出素子からの前記電気信号を増幅する増幅回路と、 前記増幅段のゲインを調節するゲイン調整回路とを備
え、 前記ゲイン調整回路は、前記増幅段のトランジスタのコ
レクタにつながれた抵抗とこの抵抗に直列につながれた
等価的定電圧源とで構成されていることを特徴とする光
受信器用前置増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27135291A JPH05110346A (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 光受信器用前置増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27135291A JPH05110346A (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 光受信器用前置増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05110346A true JPH05110346A (ja) | 1993-04-30 |
Family
ID=17498875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27135291A Pending JPH05110346A (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 光受信器用前置増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05110346A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016220052A (ja) * | 2015-05-21 | 2016-12-22 | 日本電信電話株式会社 | 増幅回路 |
-
1991
- 1991-10-18 JP JP27135291A patent/JPH05110346A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016220052A (ja) * | 2015-05-21 | 2016-12-22 | 日本電信電話株式会社 | 増幅回路 |
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