JPH0576209B2 - - Google Patents
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- JPH0576209B2 JPH0576209B2 JP2162632A JP16263290A JPH0576209B2 JP H0576209 B2 JPH0576209 B2 JP H0576209B2 JP 2162632 A JP2162632 A JP 2162632A JP 16263290 A JP16263290 A JP 16263290A JP H0576209 B2 JPH0576209 B2 JP H0576209B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光受信回路、特にパルス光信号の受信
に好適な光受信回路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical receiving circuit, and particularly to an optical receiving circuit suitable for receiving pulsed optical signals.
従来から知られている光受信回路として、受光
素子と帰還をかけてなる低入力インピーダンスの
増幅回路を接続した光電流の電圧変換回路があ
り、この場合における増幅回路の出力電圧VOは
次式で示される値となる。
As a conventionally known optical receiver circuit, there is a photocurrent voltage conversion circuit that connects a light receiving element and a low input impedance amplifier circuit with feedback.The output voltage V O of the amplifier circuit in this case is expressed by the following formula. The value is shown as .
VO≒Iin×R＝Pin×η×R ……(1)
ここで、Iin：入力光電流
R：帰還抵抗の抵抗値
Pin：光入力レベル
η ：光電変換係数
上記の光受信回路では、Pinが増大して(1)式の
VOが大きくなり、増幅回路の出力電圧範囲を越
える値になると、増幅素子の飽和現象により出力
信号に電荷の蓄積効果による歪が生じる問題があ
る。特にデジタル信号伝送においては、パルス幅
が変動することになり符号誤りを起す原因とな
る。 V O ≒Iin×R=Pin×η×R ……(1) Here, Iin: Input photocurrent R: Resistance value of feedback resistor Pin: Optical input level η: Photoelectric conversion coefficient In the above optical receiver circuit, Pin increases, and the equation (1) becomes
When V O becomes large and exceeds the output voltage range of the amplifier circuit, there is a problem in that distortion occurs in the output signal due to the charge accumulation effect due to the saturation phenomenon of the amplifier element. Particularly in digital signal transmission, the pulse width fluctuates, causing code errors.
このため、先行技術では特開昭59−70328号公
報に記載されているように受光素子と演算増幅器
を接続した構成において、帰還抵抗と並列にダイ
オードを接続することにより演算増幅器の飽和を
防止している。 For this reason, in the prior art, in a configuration in which a light receiving element and an operational amplifier are connected, as described in JP-A-59-70328, saturation of the operational amplifier is prevented by connecting a diode in parallel with the feedback resistor. ing.
上記従来技術は一般に演算増幅器の使用できる
周波数範囲が狭いこと、またダイオードの能動イ
ンピーダンスが帰還抵抗に含まれるため、(1)式の
VOが減少し、入力光電流−出力電圧の変換効率
が低下することの点については配慮されていな
い。
In the above conventional technology, the usable frequency range of the operational amplifier is generally narrow, and the active impedance of the diode is included in the feedback resistance, so the formula (1) is
No consideration is given to the fact that V O decreases and the conversion efficiency of input photocurrent to output voltage decreases.
本発明の目的は、光信号の受信において過大な
光入力レベルに対しても、光信号を正確に、かつ
効率よく電気信号に変換して出力する光受信回路
を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical receiving circuit that accurately and efficiently converts an optical signal into an electrical signal and outputs the electrical signal even when receiving an optical signal at an excessive optical input level.
本発明は、低入力インピーダンスの増幅回路を
構成するエミツタ接地のトランジスタのコレクタ
と受光素子を接続する上記の増幅回路の入力端間
をシヨツトキバリアダイオードでクランプするこ
とにより、過大な光入力レベルに対してエミツタ
接地のトランジスタが飽和しないようにしたもの
である。
The present invention prevents an excessive optical input level by clamping the input terminal of the above-mentioned amplifier circuit, which connects the collector of the common-emitter transistor constituting the amplifier circuit with low input impedance and the light-receiving element, with a shottock barrier diode. On the other hand, the transistor whose emitter is grounded is designed to prevent saturation.
以下、本発明の実施例を図に従つて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明の光受信回路の一実施例を示す
回路図で、第２図は第１図の動作を説明するため
の入出力波形図である。図中、１はホトダイオー
ドで代表される受光素子２，３，４はトランジス
タ、５はシヨツトキバリアダイオード、６，７，
８，９は抵抗、１０は電源端子、１１は出力端子
である。 FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the optical receiving circuit of the present invention, and FIG. 2 is an input/output waveform diagram for explaining the operation of FIG. 1. In the figure, the light receiving elements 2, 3 and 4 are transistors, 1 is a photodiode, 5 is a shot barrier diode, 6, 7,
8 and 9 are resistors, 10 is a power supply terminal, and 11 is an output terminal.
ホトダイオード１は、コレクタ接地のトランジ
スタ２，４とエミツタ接地のトランジスタ３で構
成される増幅回路と接続されている。なお、上記
の増幅回路は帰還抵抗９により帰還をかけるよう
にしてあり、低入力インピーダンスとなる。ま
た、シヨツトキバリアダイオード５のカソードを
トランジスタ３のコレクタに、アノードを上記の
増幅回路の入力端に接続した回路構成にしてあ
る。 The photodiode 1 is connected to an amplifier circuit composed of transistors 2 and 4 with a common collector and a transistor 3 with a common emitter. It should be noted that the above amplifier circuit is configured to apply feedback using a feedback resistor 9, resulting in low input impedance. Further, the circuit configuration is such that the cathode of the shotgun barrier diode 5 is connected to the collector of the transistor 3, and the anode is connected to the input terminal of the above-mentioned amplifier circuit.
光信号は、ホトダイオード１により光電流に変
換され、この信号が上記の像幅回路で増幅されて
出力端子１１より電圧信号として出力される。 The optical signal is converted into a photocurrent by the photodiode 1, and this signal is amplified by the above-mentioned image width circuit and outputted from the output terminal 11 as a voltage signal.
帰還抵抗９を流れる電流は、トランジスタ２の
ベース電流のみであり通常小さな値となるから、
抵抗９による電圧降下は小さく、出力端子１１の
電位はトランジスタ２のベース電位の2VBE（トラ
ンジスタ２とトランジスタ３のベース、エミツタ
間電圧の和）にほぼ等しくなる。従つて、シヨツ
トキバリアダイオード５のカソード電位となるト
ランジスタ３のコレクタ電位は、出力端子１１よ
りVBE高いからほぼ3VBEとなり、光入力レベルが
大きくなるほど低下する。ここでシヨツトキバリ
アダイオード５のアノード電位はトランジスタ２
のベース電位であるから2VBEとなり、トランジ
スタ２のコレクタ電位をVC、シヨツトキバリア
ダイオードの順電圧をVDとすると、VC＞2VBE−
VDの範囲、つまり光入力レベルの小さな範囲で
は、シヨツトキバリアダイオード５は逆方向にバ
イアスされているから導通しなく、増幅回路に影
響を与えない。よつて、この場合の出力電圧VO
は次式で示される値となり線形動作を行う。VO
≒Iin×R ……(2)
ここで、Iinはホトダイオード１で得られる光
電流、Rは抵抗９の抵抗値である。 The current flowing through the feedback resistor 9 is only the base current of the transistor 2 and is usually a small value, so
The voltage drop caused by the resistor 9 is small, and the potential of the output terminal 11 becomes approximately equal to 2V BE of the base potential of the transistor 2 (the sum of the base-to-emitter voltages of the transistors 2 and 3). Therefore, the collector potential of the transistor 3, which is the cathode potential of the shot barrier diode 5, is approximately 3 V BE because V BE is higher than the output terminal 11, and decreases as the optical input level increases. Here, the anode potential of the shotgun barrier diode 5 is the transistor 2.
Since the base potential is 2V BE , and if the collector potential of transistor 2 is V C and the forward voltage of the shot barrier diode is V D , then V C > 2V BE −
In the V D range, that is, in the small optical input level range, the shotgun barrier diode 5 is biased in the reverse direction, so it does not conduct and does not affect the amplifier circuit. Therefore, the output voltage V O in this case
has the value shown by the following equation, and performs linear operation. V O
≒Iin×R (2) Here, Iin is the photocurrent obtained by the photodiode 1, and R is the resistance value of the resistor 9.
一方、光入力レベルが大きくなつてVC≦２
VBE−VDの範囲になると、シヨツトキバリアダイ
オード５は順方向にバイアスされて導通するから
結局VC＝2VBE−VDを維持することになる。この
ことは、トランジスタ３のコレクタ電位がベース
電位のVBE以下にならない、すなわちトランジス
タ３が飽和現象を生じないことであり、電荷の蓄
積効果による歪を有することがない。また、多量
の光電流に対して、ある一定の光電流のみが(2)式
の関係により電圧変換され、余分となる光電流は
シヨツトキバリアダイオード５を流れて排除され
ることになり、出力電圧VOの低下を招くことが
なく効率のよい光電流の電圧変換となる。 On the other hand, as the optical input level increases, V C ≦2
In the range of V BE -V D , the shot barrier diode 5 is forward biased and becomes conductive, so that V C =2V BE - V D is eventually maintained. This means that the collector potential of the transistor 3 does not become lower than the base potential V BE , that is, the transistor 3 does not undergo a saturation phenomenon, and does not have distortion due to charge accumulation effects. In addition, for a large amount of photocurrent, only a certain amount of photocurrent is converted into voltage according to the relationship of equation (2), and the excess photocurrent flows through the shot barrier diode 5 and is eliminated, resulting in output This results in efficient photocurrent voltage conversion without causing a drop in voltage VO .
シヨツトキバリアダイオードが選ばれたのは順
電圧が一般にVBEの半分以下と低いことと、自己
容量が非常に小さいため周波数帯域の劣化が少な
いことによるものである。 The shotgun barrier diode was chosen because its forward voltage is generally less than half of V BE , and its self-capacitance is extremely small, so there is little deterioration in the frequency band.
従つて、第１図の回路の出力電圧は、ほぼ
2VBEを最高電位として光入力レベルが大きくな
るほど低下するが、予め定められた光入力レベル
以上ではVBE−VD以下にならない性質を有するこ
とになる。これを第２図に示す。ａは入力光信号
であり、ｂはその時の出力電圧である。 Therefore, the output voltage of the circuit in Figure 1 is approximately
The potential decreases as the optical input level increases with 2V BE as the highest potential, but it has a property that it does not fall below V BE −V D at a predetermined optical input level or higher. This is shown in FIG. a is the input optical signal, and b is the output voltage at that time.
尚、本実施例において、入力エミツタホロアの
トランジスタ２を付加してあることによつて、出
力電圧範囲を拡大してあると共に低出力インピー
ダンスの特性により周波数帯域の劣化を防止する
効果がある。 In this embodiment, by adding the input emitter follower transistor 2, the output voltage range is expanded and the characteristic of low output impedance has the effect of preventing deterioration of the frequency band.
以上説明したように、本発明によれば、光信号
の過大な光入力レベルに対しても受信回路が飽和
しないため、歪を有することがなく、正確に光信
号を電気信号に変換でき、かつ効率のよい光電流
の電圧変換となる効果がある。
As explained above, according to the present invention, the receiving circuit is not saturated even with an excessive optical input level of the optical signal, so that the optical signal can be accurately converted into an electrical signal without distortion, and This has the effect of efficiently converting photocurrent into voltage.
第１図は本発明の光受信回路の一実施例を示す
回路図、第２図は第１図の動作を説明するための
入出力波形図である。
１……ホトダイオード、２，３，４……トラン
ジスタ、５……シヨツトキバリアダイオード、１
０……電源端子、１１……出力端子。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the optical receiving circuit of the present invention, and FIG. 2 is an input/output waveform diagram for explaining the operation of FIG. 1. 1...Photodiode, 2, 3, 4...Transistor, 5...Shot barrier diode, 1
0...Power terminal, 11...Output terminal.
Claims (1)
タ接地のトランジスタと第２のコレクタ接地のト
ランジスタを接続して構成される増幅回路に、前
記増幅回路の出力から帰還抵抗を用いて前記増幅
回路の入力に帰還をかけることで低入力インピー
ダンスとした帰還付増幅回路に、光受光素子を接
続したことにより、光信号を電気信号に変換する
光受信回路において、前記光受信回路の中の前記
エミツタ接地のトランジスタのコレクタに、シヨ
ツトキーバリアダイオードのカソードを接続し、
さらに、前記光受信回路の入力に前記シヨツトキ
ーバリアダイオードのアノードを接続する構成と
することにより、光入力信号の過大な光入力レベ
ルによる前記帰還付増幅回路の飽和を防止するよ
うにして、光入力信号を歪なく電気信号に変換お
よび増幅することを特徴とする光受信回路。1 An amplifier circuit configured by connecting a first collector-grounded transistor, an emitter-grounded transistor, and a second collector-grounded transistor is fed back from the output of the amplifier circuit to the input of the amplifier circuit using a feedback resistor. In an optical receiving circuit that converts an optical signal into an electrical signal by connecting a light receiving element to an amplifier circuit with feedback which has a low input impedance by multiplying the Connect the cathode of the shot key barrier diode to the collector,
Furthermore, by connecting the anode of the shot key barrier diode to the input of the optical receiving circuit, saturation of the feedback amplifier circuit due to an excessive optical input level of the optical input signal is prevented, An optical receiving circuit characterized by converting and amplifying an optical input signal into an electrical signal without distortion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2162632A JPH0348522A (en) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | Optical receiver circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2162632A JPH0348522A (en) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | Optical receiver circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0348522A JPH0348522A (en) | 1991-03-01 |
| JPH0576209B2 true JPH0576209B2 (en) | 1993-10-22 |
Family
ID=15758304
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2162632A Granted JPH0348522A (en) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | Optical receiver circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0348522A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0643496A1 (en) * | 1993-09-10 | 1995-03-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Optical receiver with wide dynamic range transimpedance amplifier |
| US5760939A (en) * | 1995-10-23 | 1998-06-02 | Sdl, Inc. | Optical transmission link capable of high temperature operation without cooling with an optical receiver module having temperature independent sensitivity performance and optical transmitter module with laser diode source |
| JP6461652B2 (en) * | 2015-03-09 | 2019-01-30 | 株式会社東芝 | Transimpedance circuit |
| JP2021061456A (en) * | 2019-10-02 | 2021-04-15 | パイオニア株式会社 | Optical receiving circuit |
Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5543298A (en) * | 1978-09-25 | 1980-03-27 | Mecanique Soc Ind De | Centrifugal pump |
| JPS58182906A (en) * | 1982-04-20 | 1983-10-26 | Hitachi Cable Ltd | Preamplifying circuit for optical receiver |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6293832U (en) * | 1985-11-29 | 1987-06-15 |
-
1990
- 1990-06-22 JP JP2162632A patent/JPH0348522A/en active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5543298A (en) * | 1978-09-25 | 1980-03-27 | Mecanique Soc Ind De | Centrifugal pump |
| JPS58182906A (en) * | 1982-04-20 | 1983-10-26 | Hitachi Cable Ltd | Preamplifying circuit for optical receiver |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0348522A (en) | 1991-03-01 |
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