JPH05218772A - 光受信増幅器用自動オフセット補償回路 - Google Patents

光受信増幅器用自動オフセット補償回路

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JPH05218772A
JPH05218772A JP4040539A JP4053992A JPH05218772A JP H05218772 A JPH05218772 A JP H05218772A JP 4040539 A JP4040539 A JP 4040539A JP 4053992 A JP4053992 A JP 4053992A JP H05218772 A JPH05218772 A JP H05218772A
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JP
Japan
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circuit
amplifier
phase compensation
main amplifier
input terminal
Prior art date
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Pending
Application number
JP4040539A
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English (en)
Inventor
Shuichi Fujita
修一 藤田
Yukio Akazawa
幸雄 赤沢
Naohiko Yuki
直彦 結城
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光受信増幅器においてオフセット補償や位相
補償を行う場合に、回路の実装面積の縮小及び実装の簡
略化を図る。 【構成】 前置増幅器PRE,主増幅器POST及び識
別器DECからなる主信号増幅部MAINと、主増幅器
POSTからの非反転出力信号OUT及び反転出力信号
OUTBのそれぞれのピーク値を検出する回路PD1,
PD2と直流増幅回路DCAとからなりこの直流増幅回
路DCAの出力を主増幅器POSTの参照入力VREF
とする帰還ループFEEDBACKを有する自動オフセ
ット補償回路において、参照入力VREFへの帰還ルー
プと接地間に位相補償用容量Cを付加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光受信増幅器の自動オ
フセット補償回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来この種の回路は、図2に示されるよ
うな、前置増幅器PRE,主増幅器POST及び識別器
DECからなる主信号増幅部MAINと、主増幅器PO
STからの非反転出力信号OUT及び反転出力信号OU
TBのそれぞれのピーク値を検出する回路PD1,PD
2と直流増幅回路DCAとからなりこの直流増幅回路D
CAの出力を主増幅器POSTの参照入力VREFとす
る帰還ループFEEDBACKを有する自動オフセット
補償回路において、直流増幅回路DCA内に位相補償用
容量Cを付加した構成のオフセット自動補償回路が設け
られている。
【0003】このような回路においては、オフセット補
償や位相補償が行われるが、以下これらオフセット補償
及び位相補償について説明する。まず、オフセット補償
について説明する。一般に差動増幅回路の入力を「0」
にしたとき出力に現れる電圧を出力のオフセット電圧と
呼ぶが、これは初段のペアトランジスタのベース・エミ
ッタ間電圧Vbeの違いや直流増幅率hfeの違い等に
より生じるものである(電界効果トランジスタの場合に
はしきい値電圧Vthや相互コンダクタンスgmに相当
する)。主増幅器POSTにおいてこのようなオフセッ
ト電圧が生じたり、主増幅器POSTへの参照入力電位
VREFに対し入力信号INPUTを前置増幅器PRE
で増幅した後の出力信号VINの直流電位が変動したり
すると、主増幅器POSTの両相出力信号、即ち非反転
出力信号OUT及び反転出力信号OUTBは、そのピー
クがそれぞれ異なった値を示すことになる。
【0004】この様子を図3で説明する。図3(a)
は、オフセット補償前の主増幅器の入出力伝達特性と主
増幅器POSTへの入力信号VIN及び参照入力信号V
REFに対する非反転出力信号OUT及び反転出力信号
OUTBの関係図であり、この場合は前置増幅器PRE
からの出力信号VINの直流電圧が変動し、VINの振
幅の中心が参照入力信号VREFの値からずれた場合を
示している。
【0005】このような場合、図3(a)に示したよう
に、主増幅器POSTの非反転出力信号OUTと反転出
力信号OUTBのそれぞれのピーク値が異なることによ
り、アイパターンが狭まり次段の識別器の感度劣化をき
たすことになる。これを防止するために、主増幅器PO
STの両相出力信号OUT及びOUTBに対しそれぞれ
のピーク電位を検出してその値を保持するピーク検出回
路PD1,PD2を設け、その差分を直流増幅回路DC
Aで増幅して主増幅器の参照入力VREFへ帰還をか
け、主増幅器からの両相出力信号のピーク値を揃えるよ
うな機能を持たせたものがオフセット補償回路である。
図3(b)は、オフセット補償後のVIN,VREF,
OUT,OUTBの関係を示した図であり、オフセット
補償回路によってVINの振幅の中心にVREFが来る
ように設定されている。
【0006】次に、位相補償について説明する。図2に
示した主信号増幅部MAINと帰還ループFEEDBA
CKにより構成される帰還増幅器は、一般的に図4の実
線で示すような利得と位相の周波数特性を有している。
ここで、利得が「0」dbになるときの位相に180゜
を加えたものを位相余裕と呼び、回路が安定であるため
にはこの値が0゜以上でなければならない。この発振防
止のために位相余裕を増加させることを位相補償と呼
ぶ。位相補償の一般的な方法は、増幅器の帯域幅の縮小
である。具体的には回路への容量増加によって新たな極
を発生させ、図4の破線で示すように帯域幅を縮小さ
せ、ループ利得が「1」(即ち、「0」db)となる周
波数における位相差を−180゜以下(即ち、位相余裕
が0゜以上)にする方法が採られている。
【0007】このように、光受信増幅器では、オフセッ
ト補償のための帰還ループとその帰還増幅器の安定動作
のために位相補償回路が必要となる。従来回路における
位相補償法について、電界効果トランジスタを用いた場
合の例について説明すると、図5に示すように直流増幅
器差動入力段のドレイン間に大容量を挿入し、増幅器の
主となる極の周波数を低下させる構成となっている。即
ち図5は、従来回路における直流増幅器入力段での位相
補償を示す回路図であり、VDDは電源端子、RL1,
RL2は第1,第2の負荷抵抗、Q1,Q2は第1,第
2の電界効果トランジスタ、CSは定電流源、VO1,
VO2は第1,第2の出力信号、Cは位相補償容量であ
る。
【0008】ここで、「極」について簡単に述べると、
帰還増幅器全体の伝達関数a(jω)が例えば、 a(jω)=a0/{(1−jω/p1)(1−jω/p2)} (1) と表される場合に、分母をゼロにするような角周波数の
こと(この場合はp1、p2のこと)を極といい、極が
複数個ある場合には最も低い周波数のものを「主となる
極」という。ここでa0は増幅器の低域利得を示す。図
3に示した利得の周波数特性において、傾きの変化する
点の周波数がこの極に相当している(参考文献として例
えば、「超LSIのためのアナログ集積回路設計技術
(下)」(P.R.グレイ/R.G.メイヤー共著、永
田穣監訳、培風館)の第9章等)。
【0009】図5に示すような回路に容量Cを追加した
場合、新たに発生する極PDは、 |PD |=1/(2・C・R) (2) と表せる。ここで、Riを次段の入力抵抗とすると、 1/R=(1/RL)+(1/Ri) (3) RL=RL1=RL2 (4) である。
【0010】なお、数値例を示しておくと、例えばRL
=1KΩ、C=1pFの場合、 fD =1/(2・π・2・C・R)=80MHZ (5) また、C=100pFでfD =800KHZ 、C=10
00pFでfD =80KHZ となる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】図5の回路における容
量は、典型値で数100pF以上の値が必要であり、オ
ンチップ化は困難である。したがって外付け容量としな
ければならず、この場合2つのドレイン間に容量を挿入
するか或いは各ドレイン端子と接地間の間に容量を挿入
する必要がある。何れにしろチップには2つの接続端子
を設ける必要がある。これはチップ実装時に2本の接続
線と2つの外部容量とが必要ということになり、実装が
複雑化すると共に実装面積も増加するという欠点があっ
た。特にこのような光受信増幅回路を多チャネル同一チ
ップに集積化しようとすると、各チャネル毎にオフセッ
ト自動補償回路が必要であり、1回路に2つの接続端子
が必要という制約は実装技術上、さらには製造コスト上
に重大な問題を生じてくる。本発明の目的は、従来のオ
フセット自動補償回路がチップ外部の外付け容量端子と
して2つ必要であり、実装面積の増加と実装の複雑化と
いう問題を解決し、外付け容量用接続端子を1つにして
実装の簡略化が得られるオフセット自動補償回路を提供
することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、オフセット自動補償回路において、
位相補償用容量を直流増幅回路内に挿入する従来構成の
ものとは異なり、直流増幅回路出力から主増幅器参照入
力への帰還ループと接地間に位相補償用容量を付加する
ようにしたものである。
【0013】
【作用】したがって、位相補償用のチップ外付け容量を
接続する接続端子が2個から1個へ低減され、実装が簡
略化されると共に実装面積の縮小が可能になる。
【0014】
【実施例】以下、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明に係る光受信増幅器用自動オフセット
補償回路である。同図において、PREは前置増幅器、
POSTは主増幅器、DECは識別器、PD1,PD2
はそれぞれ非反転出力信号及び反転出力信号に対するピ
ーク検出回路、DCAは直流増幅回路、INPUTは入
力信号、VIN及びVREFはそれぞれ主増幅器POS
Tへの入力信号及び参照入力信号、OUTPUTは識別
器DECの出力信号、Cは位相補償用容量である。
【0015】次に動作について説明する。入力信号IN
PUTを前置増幅器PREへ与え、前置増幅器PREの
出力信号VINを主増幅器POSTへの入力とし、主増
幅器POSTの非反転出力信号OUT及び反転出力信号
OUTBをそれぞれピーク検出回路PD1及びPD2へ
与え、それぞれのピーク検出回路の出力VP1及びVP
2を直流増幅回路DCAの非反転入力端子及び反転入力
端子へ与えて、誤差増幅された直流増幅回路DCA出力
を主増幅器POSTの参照入力端子VREFへ帰還させ
る。位相補償用容量Cは、帰還ループFEEDBACK
内の任意の点で極を持たせるよに挿入すれば良く、本実
施例では主増幅器POSTの高インピーダンスノードで
ある参照入力VREFと接地間に挿入されている。この
ような構成になっているため、ループの位相補償のため
のチップ外付け容量への接続端子は1つで良く、この結
果、実装の簡略化が図られたオフセット補償回路が実現
できる。
【0016】このように、本発明のオフセット補償回路
により、従来回路構成に比べて位相補償用のチップ外付
け容量との接続端子を2個から1個へ低減することが可
能になる。この結果、実装面積の縮小と実装の簡略化が
図られた光受信増幅用自動オフセット補償回路を提供す
ることが可能になる。特に、多チャネルの光受信増幅回
路の集積化にあたり、その自動オフセット補償回路の実
現に対し多大な貢献を果たすことができる。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、位相補
償を行う場合、直流増幅回路出力から主増幅器参照入力
への帰還ループと接地間に位相補償用容量を付加したの
で、位相補償用容量の接続端子を低減することができ、
したがって実装が簡略化されると共に実装面積の増加を
抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光受信増幅器用自動オフセット補
償回路の一実施例を示すブロック図である。
【図2】従来の光受信増幅器用自動オフセット補償回路
のブロック図である。
【図3】上記回路を構成する主増幅器の入出力伝達特性
とオフセット補償の効果を示す図である。
【図4】光受信用として用いられる増幅器の利得及び位
相の周波数特性と位相補償の効果を示す図である。
【図5】従来回路における直流増幅器入力段での位相補
償容量の挿入例を示す回路図である。
【符号の説明】
MAIN 主信号増幅部 PRE 前置増幅器 POST 主増幅器 DEC 識別器 FEEDBACK 帰還ループ PD1,PD2 ピーク検出回路 DCA 直流増幅回路 INPUT 入力信号 VIN 主増幅器への入力信号 VREF 主増幅器への参照信号 OUT 非反転出力信号 OUTB 反転出力信号 VP1 非反転出力ピーク信号 VP2 反転出力ピーク信号 OUTPUT 出力信号 C 位相補償用容量

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前置増幅器,主増幅器および識別器から
    なる主信号増幅部と、前記主増幅器からの両相信号のピ
    ーク検出回路および直流増幅回路からなりこの直流増幅
    回路の出力を前記主増幅器の参照入力とする帰還ループ
    を有する自動オフセット補償回路において、 前記主増幅器の参照入力端子に位相補償用容量を付加し
    たことを特徴とする光受信増幅器用自動オフセット補償
    回路。
JP4040539A 1992-01-31 1992-01-31 光受信増幅器用自動オフセット補償回路 Pending JPH05218772A (ja)

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JP4040539A Pending JPH05218772A (ja) 1992-01-31 1992-01-31 光受信増幅器用自動オフセット補償回路

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JP (1) JPH05218772A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6191879B1 (en) 1997-07-23 2001-02-20 Nec Corporation Offset control for burst-mode optical receiver
JP2010050619A (ja) * 2008-08-20 2010-03-04 Yokogawa Electric Corp 光受信増幅器

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US6191879B1 (en) 1997-07-23 2001-02-20 Nec Corporation Offset control for burst-mode optical receiver
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