JPH07114330B2 - 受光回路のレンジ切り換え回路 - Google Patents
受光回路のレンジ切り換え回路Info
- Publication number
- JPH07114330B2 JPH07114330B2 JP63041220A JP4122088A JPH07114330B2 JP H07114330 B2 JPH07114330 B2 JP H07114330B2 JP 63041220 A JP63041220 A JP 63041220A JP 4122088 A JP4122088 A JP 4122088A JP H07114330 B2 JPH07114330 B2 JP H07114330B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light receiving
- switch
- receiving element
- resistor
- amplifier
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- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、光強度を電圧信号に変換する受光回路のレ
ンジ切り換え回路の改良に関するものである。
ンジ切り換え回路の改良に関するものである。
＜従来技術＞ 光強度を電圧信号に変換する受光回路において、光強度
の範囲が広い場合には１つのレンジだけ処理する事が困
難なので、そのレンジを切り換えなければならない。第
４図はこの様な受光回路のレンジ切り換え回路を示す。
第４図において、受光素子１のアノードは共通電位点
に、カソードは増幅器２の反転入力端子に接続される。
この受光素子１には測定光Piが入射される。また増幅器
２の非反転入力端子は共通電位点に接続される。さらに
増幅器２の反転端子と出力端子との間には抵抗３とスイ
ッチ５及び抵抗４とスイッチ６の直列回路が接続され
る。抵抗３は高抵抗、抵抗４は低抵抗が選択される。
の範囲が広い場合には１つのレンジだけ処理する事が困
難なので、そのレンジを切り換えなければならない。第
４図はこの様な受光回路のレンジ切り換え回路を示す。
第４図において、受光素子１のアノードは共通電位点
に、カソードは増幅器２の反転入力端子に接続される。
この受光素子１には測定光Piが入射される。また増幅器
２の非反転入力端子は共通電位点に接続される。さらに
増幅器２の反転端子と出力端子との間には抵抗３とスイ
ッチ５及び抵抗４とスイッチ６の直列回路が接続され
る。抵抗３は高抵抗、抵抗４は低抵抗が選択される。
この様な回路において、増幅器２の出力電圧Ｖは受光素
子１の出力電流ｉに対して Ｖ＝−ｉ・Ｒ ……（１） の関係がある。但し、Ｒは増幅器２の反転入力端子と出
力端子との間に接続される抵抗の抵抗値である。受光素
子１に入射する光の強度が低いときにはスイッチ５がオ
ン、スイッチ６がオフにされ、光強度が強いときはスイ
ッチ５がオフ、スイッチ６がオンにされる。前記（１）
式から出力電圧Ｖは抵抗値Ｒに比例するので、レンジ切
り換えが実現出来る。
子１の出力電流ｉに対して Ｖ＝−ｉ・Ｒ ……（１） の関係がある。但し、Ｒは増幅器２の反転入力端子と出
力端子との間に接続される抵抗の抵抗値である。受光素
子１に入射する光の強度が低いときにはスイッチ５がオ
ン、スイッチ６がオフにされ、光強度が強いときはスイ
ッチ５がオフ、スイッチ６がオンにされる。前記（１）
式から出力電圧Ｖは抵抗値Ｒに比例するので、レンジ切
り換えが実現出来る。
＜発明が解決すべき課題＞ しかしながら、この様なレンジ切り換え回路では、特に
光強度が低いレンジにおいてはスイッチ５、６のリーク
電流によって誤差が発生するという欠点がある。従っ
て、リーク電流の大きい半導体スイッチを使用する事が
出来ず、リードリレーを使用せざるを得なかったが、リ
ードリレーは機械式スイッチであり、信頼性に乏しく、
小型化が困難であり、また熱起電力が生じて誤差が発生
するという欠点があった。
光強度が低いレンジにおいてはスイッチ５、６のリーク
電流によって誤差が発生するという欠点がある。従っ
て、リーク電流の大きい半導体スイッチを使用する事が
出来ず、リードリレーを使用せざるを得なかったが、リ
ードリレーは機械式スイッチであり、信頼性に乏しく、
小型化が困難であり、また熱起電力が生じて誤差が発生
するという欠点があった。
＜発明の目的＞ この発明の目的は、半導体スイッチが使用できる受光回
路のレンジ切り換え回路を提供する事にある。
路のレンジ切り換え回路を提供する事にある。
＜課題を解決する為の手段＞ 前記問題点を解決するために本発明では、入射光の強度
を電流信号に変換する受光素子のカソードとアノードを
それぞれ第１、第２の電流電圧変換部の入力端子に接続
する。また、前記受光素子逆バイアス発生部で逆バイア
スを選択的に与え、逆バイアスが与えられていないとき
に選択部により第１の電流電圧変換部の出力を選択し、
逆バイアスが与えられているときに第２の電流電圧変換
部の出力を選択するようにしたものである。
を電流信号に変換する受光素子のカソードとアノードを
それぞれ第１、第２の電流電圧変換部の入力端子に接続
する。また、前記受光素子逆バイアス発生部で逆バイア
スを選択的に与え、逆バイアスが与えられていないとき
に選択部により第１の電流電圧変換部の出力を選択し、
逆バイアスが与えられているときに第２の電流電圧変換
部の出力を選択するようにしたものである。
＜実施例＞ 第１図に本発明に係る受光回路のレンジ切り換え回路の
一実施例を示す。第１図において、10は受光素子であ
り、そのカソードは増幅器11の反転入力端子に接続され
ている。この受光素子10にはその強度を測定すべき光Pi
が入射される。増幅器11の反転入力端子と出力端子との
間には抵抗12が接続され、またその非反転入力端子は共
通電位点に接続されている。増幅器11と抵抗12で第１の
電流電圧変換部を構成している。受光素子10のアノード
は増幅器13の反転入力端子に接続されている。この増幅
器13の反転入力端子と出力端子との間には抵抗14が接続
され、またその非反転入力端子は共通電位点に接続され
ている。増幅器13と抵抗14で第２の電流電圧変換部を構
成している。抵抗12は高抵抗が選択され、また抵抗14は
低抵抗が選択される。15はダイオードであり、そのカソ
ードは受光素子10のカソードに接続されている。16はス
イッチであり、その共通接点Ｃはダイオード15のアノー
ドに、接点Ｂは共通電位点に接続され、また接点Ａには
正の定電圧Vcが供給される。ダイオード15とスイッチ16
で逆バイアス発生部を構成している。17はスイッチであ
り、その接点Ｂには増幅器11の出力が、接点Ａには増幅
器13の出力が供給される。レンジ切り換え回路の出力は
共通接点Ｃからとられる。スイッチ17は選択部として働
く。スイッチ16と17は連動して動作する。またダイオー
ド15はそのリーク電流が小さいものが選ばれる。
一実施例を示す。第１図において、10は受光素子であ
り、そのカソードは増幅器11の反転入力端子に接続され
ている。この受光素子10にはその強度を測定すべき光Pi
が入射される。増幅器11の反転入力端子と出力端子との
間には抵抗12が接続され、またその非反転入力端子は共
通電位点に接続されている。増幅器11と抵抗12で第１の
電流電圧変換部を構成している。受光素子10のアノード
は増幅器13の反転入力端子に接続されている。この増幅
器13の反転入力端子と出力端子との間には抵抗14が接続
され、またその非反転入力端子は共通電位点に接続され
ている。増幅器13と抵抗14で第２の電流電圧変換部を構
成している。抵抗12は高抵抗が選択され、また抵抗14は
低抵抗が選択される。15はダイオードであり、そのカソ
ードは受光素子10のカソードに接続されている。16はス
イッチであり、その共通接点Ｃはダイオード15のアノー
ドに、接点Ｂは共通電位点に接続され、また接点Ａには
正の定電圧Vcが供給される。ダイオード15とスイッチ16
で逆バイアス発生部を構成している。17はスイッチであ
り、その接点Ｂには増幅器11の出力が、接点Ａには増幅
器13の出力が供給される。レンジ切り換え回路の出力は
共通接点Ｃからとられる。スイッチ17は選択部として働
く。スイッチ16と17は連動して動作する。またダイオー
ド15はそのリーク電流が小さいものが選ばれる。
次に、この実施例の動作を説明する。まず受光素子10に
入射する光Piの強度が小さい場合について説明する。こ
の場合はスイッチ16、17の共通接点Ｃを接点Ｂ側にす
る。その為、ダイオード15のアノードは共通電位点の電
位になり、受光素子10には逆バイアスは印加されない。
その為、受光素子10によって変換された電流ｉは第１図
ののように抵抗12から受光素子10を通り、抵抗14に至
る経路を流れる。スイッチ17により増幅器11の出力が選
択されるので、その出力をＶ、抵抗12の抵抗値をR1とす
ると、 Ｖ＝−ｉ・R1 になる。抵抗12は高抵抗が選ばれているので、レンジ切
り換え回路は高感度になる。また、ダイオード15のアノ
ード−カソード間の電圧はほぼゼロになる。一般にダイ
オードに流れる電流は第２図に示すように、そのアノー
ド−カソード間の電圧が小さいとほぼゼロになる。従っ
て、ダイオード15のリーク電流は十分小さくなり、無視
できる。受光素子10に入射する光の強度が高いときは、
スイッチ16、17の共通接点Ｃは接点Ａに接続される。そ
の為、受光素子10にはスイッチ16、ダイオード15を介し
てVcの逆バイアスが印加される。その為、受光素子10の
出力電流ｉは第１図の経路、すなわちダイオード15か
ら抵抗14に至る経路を流れる。スイッチ17により増幅器
13の出力が選択されているので、抵抗14の抵抗値をR2と
すると、受光回路の出力Ｖは、 Ｖ＝−ｉ・R2 となる。抵抗14は低抵抗が選ばれているので、受光回路
の感度は低くなる。また、この構成ではスイッチ16、17
はリーク電流が大きくても使用できるので、半導体スイ
ッチを用いる事が出来る。
入射する光Piの強度が小さい場合について説明する。こ
の場合はスイッチ16、17の共通接点Ｃを接点Ｂ側にす
る。その為、ダイオード15のアノードは共通電位点の電
位になり、受光素子10には逆バイアスは印加されない。
その為、受光素子10によって変換された電流ｉは第１図
ののように抵抗12から受光素子10を通り、抵抗14に至
る経路を流れる。スイッチ17により増幅器11の出力が選
択されるので、その出力をＶ、抵抗12の抵抗値をR1とす
ると、 Ｖ＝−ｉ・R1 になる。抵抗12は高抵抗が選ばれているので、レンジ切
り換え回路は高感度になる。また、ダイオード15のアノ
ード−カソード間の電圧はほぼゼロになる。一般にダイ
オードに流れる電流は第２図に示すように、そのアノー
ド−カソード間の電圧が小さいとほぼゼロになる。従っ
て、ダイオード15のリーク電流は十分小さくなり、無視
できる。受光素子10に入射する光の強度が高いときは、
スイッチ16、17の共通接点Ｃは接点Ａに接続される。そ
の為、受光素子10にはスイッチ16、ダイオード15を介し
てVcの逆バイアスが印加される。その為、受光素子10の
出力電流ｉは第１図の経路、すなわちダイオード15か
ら抵抗14に至る経路を流れる。スイッチ17により増幅器
13の出力が選択されているので、抵抗14の抵抗値をR2と
すると、受光回路の出力Ｖは、 Ｖ＝−ｉ・R2 となる。抵抗14は低抵抗が選ばれているので、受光回路
の感度は低くなる。また、この構成ではスイッチ16、17
はリーク電流が大きくても使用できるので、半導体スイ
ッチを用いる事が出来る。
第３図に本発明の他の実施例を示す。この実施例はレン
ジを３つとし、かつ高感度用の増幅器のオフセット調整
をしたものである。なお、第１図と同じ要素には同一符
号を付し、説明を省略する。18は抵抗であり、その一端
が受光素子10のカソードに、他端が増幅器11の反転入力
端子に接続される。19はダイオードであり、抵抗12と並
列に、そのカソードが増幅器11の出力端子側になるよう
に接続されている。20は可変抵抗であり、増幅器11のオ
フセット調整用端子に接続される。21は可変電圧源であ
り、増幅器11の非反転入力端子に接続されている。22、
23は抵抗、24、25はスイッチであり、抵抗22とスイッチ
24、抵抗23とスイッチ25はそれぞれ直列に接続され、こ
れらの直列回路は増幅器13の反転入力端子と出力端子間
に接続されている。抵抗22と23の抵抗値をそれぞれR3、
R4とし、R1＞R4＞R3になるようにする。26はスイッチで
あり、その接点Ｂには増幅器11の出力が、接点Ａには抵
抗22とスイッチ24の接続点が、接点Ｃには増幅器13の出
力が接続されている。レンジ切り換え回路の出力は共通
接点Ｄからとられる。
ジを３つとし、かつ高感度用の増幅器のオフセット調整
をしたものである。なお、第１図と同じ要素には同一符
号を付し、説明を省略する。18は抵抗であり、その一端
が受光素子10のカソードに、他端が増幅器11の反転入力
端子に接続される。19はダイオードであり、抵抗12と並
列に、そのカソードが増幅器11の出力端子側になるよう
に接続されている。20は可変抵抗であり、増幅器11のオ
フセット調整用端子に接続される。21は可変電圧源であ
り、増幅器11の非反転入力端子に接続されている。22、
23は抵抗、24、25はスイッチであり、抵抗22とスイッチ
24、抵抗23とスイッチ25はそれぞれ直列に接続され、こ
れらの直列回路は増幅器13の反転入力端子と出力端子間
に接続されている。抵抗22と23の抵抗値をそれぞれR3、
R4とし、R1＞R4＞R3になるようにする。26はスイッチで
あり、その接点Ｂには増幅器11の出力が、接点Ａには抵
抗22とスイッチ24の接続点が、接点Ｃには増幅器13の出
力が接続されている。レンジ切り換え回路の出力は共通
接点Ｄからとられる。
この様な構成において、高感度レンジを選択する時はス
イッチ16とスイッチ26の共通接点がそれぞれ接点Ｂに接
続される。この場合は第１図と同じ理由により受光素子
10の出力電流は増幅器11で電圧に変換されて、その感度
が高くなる。中間度のときはスイッチ16を接点Ａ側、ス
イッチ26を接点Ｃ側とし、スイッチ24をオフ、スイッチ
25をオンにする。感度は抵抗値R4で決定される。低感度
のときはスイッチ16はそのまま、スイッチ26は接点Ａ側
で、スイッチ24をオン、スイッチ25をオフにする。感度
は抵抗値R3で決定される。この実施例でもスイッチ16、
24〜26はリーク電流が問題にならない所に使用されてい
るので、半導体スイッチが使用できる。なお、増幅器11
は可変抵抗20、可変電源21により温度ドリフト調整、オ
フセット調整がなされる。また、抵抗22の抵抗値が小さ
い為にスイッチ24のオン抵抗が無視できないため、出力
は抵抗22とスイッチ24の接続点から取っている。さら
に、スイッチ16をＡ側にしたときに増幅器11が飽和しな
いように、抵抗18及びダイオード19で保護を行ってい
る。増幅器11の出力はダイオード19の順方向電圧で規制
される。
イッチ16とスイッチ26の共通接点がそれぞれ接点Ｂに接
続される。この場合は第１図と同じ理由により受光素子
10の出力電流は増幅器11で電圧に変換されて、その感度
が高くなる。中間度のときはスイッチ16を接点Ａ側、ス
イッチ26を接点Ｃ側とし、スイッチ24をオフ、スイッチ
25をオンにする。感度は抵抗値R4で決定される。低感度
のときはスイッチ16はそのまま、スイッチ26は接点Ａ側
で、スイッチ24をオン、スイッチ25をオフにする。感度
は抵抗値R3で決定される。この実施例でもスイッチ16、
24〜26はリーク電流が問題にならない所に使用されてい
るので、半導体スイッチが使用できる。なお、増幅器11
は可変抵抗20、可変電源21により温度ドリフト調整、オ
フセット調整がなされる。また、抵抗22の抵抗値が小さ
い為にスイッチ24のオン抵抗が無視できないため、出力
は抵抗22とスイッチ24の接続点から取っている。さら
に、スイッチ16をＡ側にしたときに増幅器11が飽和しな
いように、抵抗18及びダイオード19で保護を行ってい
る。増幅器11の出力はダイオード19の順方向電圧で規制
される。
＜発明の効果＞ 以上実施例に基づいて具体的に説明したように、この発
明では受光素子のカソード、アノードをそれぞれ第１、
第２の電流電圧変換部に接続し、この受光素子に選択的
に逆バイアスを与え、それと連動して第１、第２の電流
電圧変換部の出力を選択するようにした。その為、リー
ク電流が問題になる所にスイッチを使用しなくてもよい
ので、リーク電流が大きい半導体スイッチを使用する事
が出来るその為、信頼性が向上し、かつ小型化が可能に
なるという効果がある。、
明では受光素子のカソード、アノードをそれぞれ第１、
第２の電流電圧変換部に接続し、この受光素子に選択的
に逆バイアスを与え、それと連動して第１、第２の電流
電圧変換部の出力を選択するようにした。その為、リー
ク電流が問題になる所にスイッチを使用しなくてもよい
ので、リーク電流が大きい半導体スイッチを使用する事
が出来るその為、信頼性が向上し、かつ小型化が可能に
なるという効果がある。、
第１図は本発明に係る受光回路のレンジ切り換え回路の
一実施例を示す構成図、第２図はダイオードの特性を示
す特性曲線図、第３図は本発明の他の実施例を示す構成
図、第４図は従来の受光回路のレンジ切り換え回路の構
成図である。 10……受光素子、11,13……増幅器、12,14,18,22,23…
…抵抗、15,19……ダイオード、16,17,24〜26……スイ
ッチ。
一実施例を示す構成図、第２図はダイオードの特性を示
す特性曲線図、第３図は本発明の他の実施例を示す構成
図、第４図は従来の受光回路のレンジ切り換え回路の構
成図である。 10……受光素子、11,13……増幅器、12,14,18,22,23…
…抵抗、15,19……ダイオード、16,17,24〜26……スイ
ッチ。
Claims (1)
- 【請求項１】入射光の強度を電流信号に変換する受光素
子と、この受光素子のカソードがその入力端子に接続さ
れる第１の電流電圧変換部と、前記受光素子のアノード
がその入力端子に接続される第２の電流電圧変換部と、
前記受光素子に逆バイアスを選択的に与える逆バイアス
発生部と、この逆バイアス発生部の動作に連動して前記
第１の電流電圧変換部または第２の電流電圧変換部の出
力を選択する選択部とを有する事を特徴とする受光回路
のレンジ切り換え回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63041220A JPH07114330B2 (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 受光回路のレンジ切り換え回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63041220A JPH07114330B2 (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 受光回路のレンジ切り換え回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01216606A JPH01216606A (ja) | 1989-08-30 |
| JPH07114330B2 true JPH07114330B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=12602311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63041220A Expired - Lifetime JPH07114330B2 (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | 受光回路のレンジ切り換え回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07114330B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5513732B2 (ja) * | 2007-12-03 | 2014-06-04 | ローム株式会社 | 照度センサ |
| CN114152337B (zh) * | 2021-11-24 | 2022-08-02 | 苏州芈图光电技术有限公司 | 光检测装置及系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62115902A (ja) * | 1985-11-14 | 1987-05-27 | Nec Corp | 光受信回路 |
-
1988
- 1988-02-24 JP JP63041220A patent/JPH07114330B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01216606A (ja) | 1989-08-30 |
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