JPH0652572A

JPH0652572A - ヘッドアンプ

Info

Publication number: JPH0652572A
Application number: JP4203430A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Tanaka; 宏明田中
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1992-07-30
Filing date: 1992-07-30
Publication date: 1994-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】周波数特性のよい情報信号を得る。【構成】複数の受光素子ＰＤ１，ＰＤ２と、複数の受光
素子ＰＤ１，ＰＤ２の共通端子に接続された第１のアン
プ４と、複数の受光素子ＰＤ１，ＰＤ２の分割端子に接
続された第２のアンプ１又は２と、第２のアンプ１又は
２の入力端子に接続された、第２のアンプ１又は２の入
力インピ−ダンスの周波数特性を補償する補償回路５又
は６とを備えた構成とした。【効果】受光素子の応答速度が高い周波数においても変
化せず、周波数特性のよい情報信号が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクからの情報
の再生等に用いるヘッドアンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク等にレ−ザ光を照射すること
により、光ディスクに記録された情報を再生する情報再
生装置に用いられるヘッドアンプは、情報信号の検出だ
けでなく、フォ−カシングやトラッキングのためのサ−
ボ信号の検出も行わなければならないため、種々の方式
が考えられている。

【０００３】図５は、サ−ボ信号、情報信号分離型タイ
プの従来のヘッドアンプの例である。図５において、光
ディスクの記録面に照射されたレ−ザ光の反射光あるい
は透過光は、ＰＩＮホトダイオ−ドＰＤ１及びＰＤ２で
受光される。ＰＤ１及びＰＤ２は、受光した光量に応じ
た電流信号を出力する。この信号をＰＤ１及びＰＤ２の
アノ−ド側より検出する。すなわち、ＰＤ１からの信号
はオペアンプ１へ、ＰＤ２からの信号はオペアンプ２へ
出力され、オペアンプ１及び２にてそれぞれ電圧に変換
される。オペアンプ１及び２の出力は、オペアンプ３に
入力され、差動されて出力される。このようにして、サ
−ボ信号が取り出される。

【０００４】情報信号は、ＰＩＮホトダイオ−ドＰＤ１
及びＰＤ２のコモンカソ−ドに接続された負荷抵抗Ｒ₀
の出力より、エミッタホロワトランジスタＱ₁でインピ
−ダンス変換された後、アンプ４を通して得られる。サ
−ボ信号は、低周波ＤＣ成分を含む信号であるため、オ
ペアンプ１及び２としては、直流での安定性のよいオペ
アンプが使われる。情報信号は、デ−タ信号は、アドレ
ス信号等の数十ＭＨｚの周波数帯域の信号であるので、
アンプ４としては、広帯域のアンプが使われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のヘ
ッドアンプで情報信号の再生を行った場合、サ−ボ信号
再生用のオペアンプ１及び２の入力インピ−ダンスが周
波数特性を持っているので、情報信号の周波数帯域にお
いて入力インピ−ダンスが増加する。これにより、ＰＩ
Ｎホトダイオ−ドのアノ−ド側の負荷抵抗が増加するこ
とになり、ＰＩＮホトダイオ−ドの応答速度が遅くな
る。その結果、情報信号の周波数特性が悪化するという
問題点があった。

【０００６】ここで、周波数特性が悪化する原因を図６
を用いて説明する。図６（ａ）は、ＰＩＮホトダイオ−
ドの等価回路であり、Ｉ_Pは光電流、Ｉ_Dはダイオ−ド
電流、Ｖ_Dはダイオ−ドの両端電圧、Ｃ_jは接合容量、
Ｒ_Pは並列抵抗、Ｒ_Sは直列抵抗、Ｖ_Oは出力電圧、Ｉ
_Lは出力電流、Ｒ_Lは負荷抵抗である。ＰＩＮホトダイ
オ−ドの電流の立ち上がり時間τは、 τ＝2.2×Ｃ_j×（Ｒ_S＋Ｒ_L）・・・（１）で表される。アノ−ド側の負荷抵抗は、図６（ｂ）に示
すように、オペアンプの入力インピ−ダンスＺ_iに等し
く、オペアンプの開放利得特性をＡ（ω）とすると、Ｒ_L＝Ｚ_i＝Ｒ_f／Ａ（ω）・・・（２）（ただし、Ｒ_fは帰還抵抗）で表される。理想的なオペ
アンプでは、Ａ（ω）＝∞であるから、Ｚ_i＝０とな
り、入力インピ−ダンスは、式（１）で示される立ち上
がり時間τに影響を与えない。

【０００７】しかし、実際のオペアンプでは、Ａ（ω）＝Ａ／（１＋ｊω／ω₀）・・・（３）（ただし、Ａ：直流ゲイン，ω₀：第一ポ−ルの角周波
数）となり、高い周波数でＡ（ω）が低下するので、式
（２）において入力インピ−ダンスＺ_i（＝Ｒ_L）が大き
くなり、その結果、式（１）において立ち上がり時間τ
が大きくなってしまう。

【０００８】また、入力インピ−ダンスの増加を抑える
ために、広帯域でかつ直流での安定性がよいオペアンプ
を使えばよいが、そのようなオペアンプは高価であり、
コストが上昇するという問題点がある。本発明は、以上
のような問題点を解決するためになされたものであり、
周波数特性のよい情報信号が得られるヘッドアンプを提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題の解決のため、
本発明のヘッドアンプは、複数の受光素子と、前記複数
の受光素子の共通端子に接続された第１のアンプと、前
記複数の受光素子の分割端子に接続された第２のアンプ
と、前記第２のアンプの入力端子に接続された、前記第
２のアンプの入力インピ−ダンスの周波数特性を補償す
る補償回路とを備えた構成とした。

【００１０】

【作用】上記構成により、補償回路により、第２のアン
プの入力インピ−ダンスの周波数特性を補償することが
できる。

【００１１】

【実施例】本発明の第１の実施例によるヘッドアンプの
構成を図１に示す。図１中、図５と同一のものは同一符
号を付したので、その説明を省略する。図１において、
サ−ボ信号再生用のオペアンプ１及び２の入力端子に、
それぞれ、補償回路として抵抗Ｒ₂とコンデンサＣの直
列回路が接続されている。

【００１２】ここで、図１の回路の動作は、図５の回路
と同じであるので、本発明にかかる部分を抜き出して説
明する。式（３）を式（２）に代入すると、Ｚ_i＝Ｒ_f／Ａ＋ｊω・Ｒ_f／（Ａω₀）ここで、Ｒ_f／Ａ＝Ｒ₁，Ｒ_f／（Ａω₀）＝Ｌとおくと、Ｚ_i＝Ｒ₁＋ｊω・Ｌ・・・（４）と表すことができる。式（４）より、Ｚ_iは誘導性イン
ピ−ダンスであることがわかる。誘導性インピ−ダンス
を打ち消すには、容量性インピ−ダンスを並列接続すれ
ばよい。図２（ａ）は、オペアンプの入力側に抵抗Ｒ₂
とコンデンサＣからなる容量性インピ−ダンス（補償回
路５，６）を接続した図である。図２（ｂ）は、図２
（ａ）の等価回路を示している。

【００１３】抵抗Ｒ₂とコンデンサＣからなる補償回路
５又は６のインピ−ダンスをＺ_cとすれば、Ｚ_c＝Ｒ₂＋１／（ｊωＣ）・・・（５）である。Ｚ_iとＺ_cの合成インピ−ダンスをＺとすると、Ｚ＝Ｚ_i‖Ｚ_c ＝［(R₁R₂+L/C)(R₁+R₂)+(ωLR₂-R₁/ωC)(ωL-1/ωC) +j｛ωLR₂-R₁/ωC)(R₁+R₂)-(R₁R₂+L/C)(ωL-1/ωC)｝］／｛(R₁+R₂)²+(ωL-1/ωC)²｝・・・（６）ここで、Ｒ₁＝Ｒ₂＝Ｒ，Ｒ₁Ｒ₂＝Ｌ／Ｃとすると、Ｚ＝Ｒ・・・（７）となり、合成インピ−ダンスＺは、周波数に無関係とな
る。

【００１４】ここで、実際の回路定数として、Ａ＝２×
10⁵，ｆ₀＝26Hz，Ｒ_f＝22ｋΩを使って、Ｒ，Ｃを求め
ると、Ｒ₁＝Ｒ_f／Ａだから、Ｒ＝Ｒ₁＝0.11Ω Ｒ₁Ｒ₂＝Ｌ／Ｃより、Ｃ＝Ｌ／Ｒ₁Ｒ₂ また、Ｌ＝Ｒ_f／（Ａω₀）＝Ｒ_f／（２πＡｆ₀）だか
ら、Ｃ＝0.056〔Ｆ〕となるが、抵抗値Ｒが小さすぎ、コンデンサ容量Ｃが大
きすぎるので実用的な値ではない。また、オペアンプの
入力にコンデンサを直接つなぐことは、アンプの発振の
原因になる。そこで、発振を起こさない範囲でＲ₂，Ｃ
を選択することで、Ｚ_iの増加を抑え、立ち上がり時間
τへの影響を小さくすることを検討した。そして、上記
回路定数においては、Ｒ₂＝100Ω，Ｃ＝68ｐＦにて実験
した結果、図３に示すような、十分に良好な周波数特性
が確認できた。

【００１５】図４は、本発明の第２の実施例であり、補
償回路の構成を示している。第１の実施例では、式
（７）の関係を満たせなかったが、本実施例では、合成
インピ−ダンスＺが周波数に無関係になるようにするも
のである。本実施例においては、Ｚ_iに直列に抵抗Ｒ₁'
を入れることで、式（４）のＲ₁の値を大きくし、Ｃを
実用的な値にしようとするものである。たとえば、直列
抵抗Ｒ₁'として100Ωを選ぶと、Ｒ₁'（＝100Ω）はＲ₁
（＝0.11Ω）に比べて十分大きいから、Ｒ₁'＋Ｒ₁≒Ｒ₁' とおける。また、Ｒ₂もＲ₁と比べて十分大きい値を選べ
ば、Ｒ₁'＋Ｒ₂≒Ｒ₁' となる。Ｒ₁'＝Ｒ₂＝100Ωとすれば、Ｃ＝Ｌ／Ｒ₁'
Ｒ₂，Ｌ＝Ｒ_f／（２πＡｆ₀）より、Ｃ＝Ｒ_f／（２πＡｆ₀Ｒ₁'Ｒ₂）＝6.7 ×10^-8〔Ｆ〕したがって、Ｒ₁'＝Ｒ₂＝100Ω，Ｃ＝0.067μＦのと
き、合成インピ−ダンスＺは、周波数ωに無関係とな
る。

【００１６】以上のように、オペアンプの入力側に容量
性インピ−ダンスを接続することにより、オペアンプの
入力インピ−ダンスの周波数特性を改善することがで
き、その結果、高い周波数でも式（１）で示されるＰＩ
Ｎホトダイオ−ドの立ち上がり時間τが大きくならず、
情報信号の周波数特性が悪化しない。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、第２の
アンプの入力インピ−ダンスを補償することにより、受
光素子の応答速度が広い周波数帯域において変化しな
い。その結果、周波数特性のよい情報信号が得られると
いう効果がある。また、上記効果を得るための構成が簡
単であり、安価で性能のよいヘッドアンプが得られると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例によるヘッドアンプの構
成を示す図。

【図２】本発明の第１の実施例によるヘッドアンプの補
償回路の構成を説明するための図。

【図３】本発明の第１の実施例によるヘッドアンプのオ
ペアンプの周波数特性を示す図。

【図４】本発明の第２の実施例によるヘッドアンプの構
成を説明するための図。

【図５】従来のヘッドアンプの構成例を示す図。

【図６】受光素子の動作を説明するための図。

【符号の説明】

ＰＤ１，ＰＤ２ＰＩＮホトダイオ−ドＲ₂抵抗Ｒ_O負荷抵抗Ｒ_f帰還抵抗ＣコンデンサＱ₁エミッタホロワトランジスタ１，２，３オペアンプ４アンプ５，６補償回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の受光素子と、前記複数の受光素子の共通端子に接続された第１のアン
プと、前記複数の受光素子の分割端子に接続された第２のアン
プと、前記第２のアンプの入力端子に接続された、前記第２の
アンプの入力インピ−ダンスの周波数特性を補償する補
償回路とを備えたことを特徴とするヘッドアンプ。