JPH07159518A - 振幅制限機能付き光電変換回路 - Google Patents
振幅制限機能付き光電変換回路Info
- Publication number
- JPH07159518A JPH07159518A JP5340509A JP34050993A JPH07159518A JP H07159518 A JPH07159518 A JP H07159518A JP 5340509 A JP5340509 A JP 5340509A JP 34050993 A JP34050993 A JP 34050993A JP H07159518 A JPH07159518 A JP H07159518A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- photoelectric conversion
- amplitude limiting
- apd
- transistor
- 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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- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
〔目的〕 高速性に優れた振幅制限機能付き光電変換回
路を提供する。 〔構成〕 光ビームを受けそのレベルに応じて変化する
振幅の電圧を出力端子（Ｏ１，Ｏ２）間た出力する光電
変換素子（ＡＰＤ）を含む本体部と、コレクタ端子とベ
ース端子とを共通にした状態で出力端子（Ｏ１，Ｏ２）
間に接続されたトランジスタ（Ｔｒ）とを備えている。
路を提供する。 〔構成〕 光ビームを受けそのレベルに応じて変化する
振幅の電圧を出力端子（Ｏ１，Ｏ２）間た出力する光電
変換素子（ＡＰＤ）を含む本体部と、コレクタ端子とベ
ース端子とを共通にした状態で出力端子（Ｏ１，Ｏ２）
間に接続されたトランジスタ（Ｔｒ）とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザレーダなどに利
用される光電変換回路に関するものであり、特に、出力
端子間にトランジスタを接続することにより、高速の振
幅制限動作を実現した出力回路に関するものである。
用される光電変換回路に関するものであり、特に、出力
端子間にトランジスタを接続することにより、高速の振
幅制限動作を実現した出力回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車載用のレーダ装置などとしてレーザレ
ーダが開発されている。このレーザレーダは、車両の前
方などに鋭いパルス状のレーザビームを照射し、先行車
両などで反射されて戻ってきた光ビームをアバランシェ
・ホト・ダイオードなどの光電変換素子で受光し、レー
ザビームを照射してから反射光を受光するまでに要した
時間から先行車両など光ビームを反射させた物体までの
距離を検出するように構成されている。光電変換素子の
出力電圧は、通常、パルス増幅回路で一旦増幅されたの
ち距離計測回路に送られる。先行車両など反射物体まで
の距離は、数十ｃｍの至近距離から百ｍ程度の広い範囲
にわたっている。このため、光電変換素子の受光レベ
ル、従ってその出力電圧が大幅に変動する。特に、至近
距離からの反射光に伴う出力電圧が大き過ぎると、後段
のパルス増幅回路が正常動作できなくなったり、場合に
よって破壊が生ずることがある。このため、光電変換回
路の出力側には、通常、振幅制限機能が付加される。
ーダが開発されている。このレーザレーダは、車両の前
方などに鋭いパルス状のレーザビームを照射し、先行車
両などで反射されて戻ってきた光ビームをアバランシェ
・ホト・ダイオードなどの光電変換素子で受光し、レー
ザビームを照射してから反射光を受光するまでに要した
時間から先行車両など光ビームを反射させた物体までの
距離を検出するように構成されている。光電変換素子の
出力電圧は、通常、パルス増幅回路で一旦増幅されたの
ち距離計測回路に送られる。先行車両など反射物体まで
の距離は、数十ｃｍの至近距離から百ｍ程度の広い範囲
にわたっている。このため、光電変換素子の受光レベ
ル、従ってその出力電圧が大幅に変動する。特に、至近
距離からの反射光に伴う出力電圧が大き過ぎると、後段
のパルス増幅回路が正常動作できなくなったり、場合に
よって破壊が生ずることがある。このため、光電変換回
路の出力側には、通常、振幅制限機能が付加される。
【０００３】従来、上記振幅制限機能付き光電変換回路
は、図４に示すように、バイアス電圧の入力端子Ｂ１と
Ｂ２との間にアバランシェ・ホト・ダイオードＡＰＤと
抵抗器Ｒ１，Ｒ２を直列接続し、出力端子Ｏ１，Ｏ２間
にダイオードＤと直流電圧源Ｅを接続している。なお、
Ｃは平滑コンデンサである。出力端子Ｏ１，Ｏ２間に出
現する出力電圧が過大になるとダイオードＤが導通する
ことにより、出力電圧の値が直流電源Ｅの電圧値とダイ
オードの導通電圧の加算値まで低下する。
は、図４に示すように、バイアス電圧の入力端子Ｂ１と
Ｂ２との間にアバランシェ・ホト・ダイオードＡＰＤと
抵抗器Ｒ１，Ｒ２を直列接続し、出力端子Ｏ１，Ｏ２間
にダイオードＤと直流電圧源Ｅを接続している。なお、
Ｃは平滑コンデンサである。出力端子Ｏ１，Ｏ２間に出
現する出力電圧が過大になるとダイオードＤが導通する
ことにより、出力電圧の値が直流電源Ｅの電圧値とダイ
オードの導通電圧の加算値まで低下する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図４に示した従来の光
電変換回路では、ダイオードＤによって振幅制限機能を
実現している。このため、鋭いパルス出力への応答性に
劣り、パルス波形がなまってしまい、後段の距離計測回
路の計測精度が劣化するという欠点がある。これは、光
パルスの出現に伴い導通状態となったダイオードＤのＰ
Ｎ接合に蓄積された少数キャリアが、光パルスの消滅に
伴い逆電流を発生させながらダイオードＤのＰＮ接合領
域から排除されるまでに時間がかかるためである。
電変換回路では、ダイオードＤによって振幅制限機能を
実現している。このため、鋭いパルス出力への応答性に
劣り、パルス波形がなまってしまい、後段の距離計測回
路の計測精度が劣化するという欠点がある。これは、光
パルスの出現に伴い導通状態となったダイオードＤのＰ
Ｎ接合に蓄積された少数キャリアが、光パルスの消滅に
伴い逆電流を発生させながらダイオードＤのＰＮ接合領
域から排除されるまでに時間がかかるためである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の振幅制限機能付
き光電変換回路は、ダイオードの代わりにトランジスタ
をそのコレクタ端子とベース端子とを共通にした状態で
出力端子間に接続することにより、高速の振幅制限動作
を行わせるように構成されている。
き光電変換回路は、ダイオードの代わりにトランジスタ
をそのコレクタ端子とベース端子とを共通にした状態で
出力端子間に接続することにより、高速の振幅制限動作
を行わせるように構成されている。
【０００６】
【作用】図４に示した従来のダイオードＤを出力端子間
に接続した光電変換回路は、図５に示すように、コレク
タ端子を解放した状態でトランジスタＴｒを出力端子Ｏ
１，Ｏ２間に接続したものと等価である。このコレクタ
端子の解放状態では、エミッタ・ベース間のＰＮ接合領
域に蓄積された少数キャリアの流出経路は、ベース端子
を通して逆電流を発生させるもののみであるため、流出
し終わるまでに時間がかかる。すなわち、図６の波形図
において実線で例示するように、逆電流が流れる期間が
長く持続する。
に接続した光電変換回路は、図５に示すように、コレク
タ端子を解放した状態でトランジスタＴｒを出力端子Ｏ
１，Ｏ２間に接続したものと等価である。このコレクタ
端子の解放状態では、エミッタ・ベース間のＰＮ接合領
域に蓄積された少数キャリアの流出経路は、ベース端子
を通して逆電流を発生させるもののみであるため、流出
し終わるまでに時間がかかる。すなわち、図６の波形図
において実線で例示するように、逆電流が流れる期間が
長く持続する。
【０００７】これに対して、図１に示すように、コレク
タ端子とベース端子とを共通接続した状態でトランジス
タＴｒを出力端子Ｏ１，Ｏ２間に接続すると、ベース電
流の数十倍もの逆電流がコレクタ端子を通して流れるこ
とになる。この結果、図６の波形図中に点線で例示する
ように、大きな逆電流が短時間だけ流れることになり、
図４の場合や図３の場合に比べて少数キャリアの排出時
間が数十分の１にも短縮され、応答速度が数十倍も向上
する。
タ端子とベース端子とを共通接続した状態でトランジス
タＴｒを出力端子Ｏ１，Ｏ２間に接続すると、ベース電
流の数十倍もの逆電流がコレクタ端子を通して流れるこ
とになる。この結果、図６の波形図中に点線で例示する
ように、大きな逆電流が短時間だけ流れることになり、
図４の場合や図３の場合に比べて少数キャリアの排出時
間が数十分の１にも短縮され、応答速度が数十倍も向上
する。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の振幅制限機能付
き光電変換回路の構成を示す回路図であり、Ｂ１，Ｂは
バイアス電圧の入力端子、ＡＰＤはアバランシェ・ホト
・ダイオード、Ｒ１，Ｒ２は抵抗器、Ｏ１，Ｏ２は出力
端子、Ｔｒはトランジスタ、Ｅは直流電圧源Ｃは平滑コ
ンデンサである。ｎｐｎトランジスタＴｒが、そのベー
ス端子とコレクタ端子とを共通にしかつ直流電圧源Ｅに
直列接続された状態で出力端子Ｏ１，Ｏ２間に接続され
ている。
き光電変換回路の構成を示す回路図であり、Ｂ１，Ｂは
バイアス電圧の入力端子、ＡＰＤはアバランシェ・ホト
・ダイオード、Ｒ１，Ｒ２は抵抗器、Ｏ１，Ｏ２は出力
端子、Ｔｒはトランジスタ、Ｅは直流電圧源Ｃは平滑コ
ンデンサである。ｎｐｎトランジスタＴｒが、そのベー
ス端子とコレクタ端子とを共通にしかつ直流電圧源Ｅに
直列接続された状態で出力端子Ｏ１，Ｏ２間に接続され
ている。
【０００９】アバランシェ・ホト・ダイオードＡＰＤに
レーザ光が入射すると、その内部に光増倍電流が流れて
その抵抗値が低下し、抵抗器Ｒ２の両端に出力電圧が発
生する。アバランシェ・ホト・ダイオードＡＰＤに入射
するレーザ光が消滅すると、その内部の光増倍電流が消
滅して抵抗値が上昇し、抵抗器Ｒ２の両端の出力電圧が
低下する。レーザ光のレベルが過大になって出力端子Ｏ
１，Ｏ２間に出現する出力電圧が過大になるとトランジ
スタＴｒが導通することにより、出力電圧の値が直流電
源Ｅの電圧値とトランジスタＴｒのコレクターエミッタ
間電圧との加算値まで低下する。この振幅制限動作はダ
イオードの場合に比べて極めて高速に行われる。
レーザ光が入射すると、その内部に光増倍電流が流れて
その抵抗値が低下し、抵抗器Ｒ２の両端に出力電圧が発
生する。アバランシェ・ホト・ダイオードＡＰＤに入射
するレーザ光が消滅すると、その内部の光増倍電流が消
滅して抵抗値が上昇し、抵抗器Ｒ２の両端の出力電圧が
低下する。レーザ光のレベルが過大になって出力端子Ｏ
１，Ｏ２間に出現する出力電圧が過大になるとトランジ
スタＴｒが導通することにより、出力電圧の値が直流電
源Ｅの電圧値とトランジスタＴｒのコレクターエミッタ
間電圧との加算値まで低下する。この振幅制限動作はダ
イオードの場合に比べて極めて高速に行われる。
【００１０】図２は、本発明の他の実施例の光電変換回
路を構成を示す回路図であり、本図中図１と同一の参照
符号を付した構成要素は図１に関して既に説明したもの
と同一の回路要素である。本実施例が図１のものと異な
る点は、トランジスタＴｒに直列接続される直流電源が
除去されている点である。
路を構成を示す回路図であり、本図中図１と同一の参照
符号を付した構成要素は図１に関して既に説明したもの
と同一の回路要素である。本実施例が図１のものと異な
る点は、トランジスタＴｒに直列接続される直流電源が
除去されている点である。
【００１１】図３は、本発明の更に他の実施例の光電変
換回路を構成を示す回路図であり、本図中図１，２と同
一の参照符号を付した構成要素は図１，２に関して既に
説明したものと同一の回路要素である。本実施例が図２
のものと異なる点は、トランジスタＴｒ’がｐｎｐトラ
ンジスタで構成されている点である。
換回路を構成を示す回路図であり、本図中図１，２と同
一の参照符号を付した構成要素は図１，２に関して既に
説明したものと同一の回路要素である。本実施例が図２
のものと異なる点は、トランジスタＴｒ’がｐｎｐトラ
ンジスタで構成されている点である。
【００１２】以上、光電変換素子としてアバランシェ・
ホト・ダイオードを使用する場合を例にとって本発明を
説明した。しかしなから、光電変換素子としては通常の
ホト・ダイオードを使用することもできる。
ホト・ダイオードを使用する場合を例にとって本発明を
説明した。しかしなから、光電変換素子としては通常の
ホト・ダイオードを使用することもできる。
【００１３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の振
幅制限機能付き光電変換変換回路は、従来のダイオード
の代わりにトランジスタをそのコレクタ端子とベース端
子とを共通にした状態で出力端子間に接続する構成であ
るから、高速の振幅制限動作が実現できるという効果が
奏される。
幅制限機能付き光電変換変換回路は、従来のダイオード
の代わりにトランジスタをそのコレクタ端子とベース端
子とを共通にした状態で出力端子間に接続する構成であ
るから、高速の振幅制限動作が実現できるという効果が
奏される。
【図１】本発明の一実施例の振幅制限機能付き光電変換
回路の構成を示す回路図である。
回路の構成を示す回路図である。
【図２】本発明の他の実施例の振幅制限機能付き光電変
換回路の構成を示す回路図である。
換回路の構成を示す回路図である。
【図３】本発明の更に他の実施例の振幅制限機能付き光
電変換回路の構成を示す回路図である。
電変換回路の構成を示す回路図である。
【図４】従来の振幅制限機能付き光電変換回路の構成を
示す回路図である。
示す回路図である。
【図５】本発明の作用を説明するための等価回路図であ
る。
る。
【図６】出力端子間に接続したダイオードとトランジス
タに流れる電流の波形を比較して説明するための概念図
である。
タに流れる電流の波形を比較して説明するための概念図
である。
1 ＡＰＤ（光電変換素子） Ｏ１，Ｏ２ 出力端子 Ｔｒ トランジスタ Ｅ 直流電圧源
フロントページの続き (72)発明者 長谷部 毅 千葉県流山市美田 69 ー206 (72)発明者 西野 潤 埼玉県大宮市日進町２丁目1910番地 株式 会社カンセイ内 (72)発明者 武田 洋 埼玉県大宮市日進町２丁目1910番地 株式 会社カンセイ内
Claims (1)
- 【請求項１】光ビームを受ける受光素子を含み前記光ビ
ームの受光レベルに応じて変化する振幅の電圧を出力端
子間に出力する本体部と、 コレクタ端子とベース端子とを共通にした状態で前記出
力端子間に接続されたトランジスタを含む振幅制限部と
を備えたことを特徴とする振幅制限機能付き光電変換回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5340509A JPH07159518A (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 振幅制限機能付き光電変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5340509A JPH07159518A (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 振幅制限機能付き光電変換回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07159518A true JPH07159518A (ja) | 1995-06-23 |
Family
ID=18337659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5340509A Pending JPH07159518A (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 振幅制限機能付き光電変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07159518A (ja) |
-
1993
- 1993-12-08 JP JP5340509A patent/JPH07159518A/ja active Pending
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