JPH0746068A - 自動利得制御回路 - Google Patents

自動利得制御回路

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JPH0746068A
JPH0746068A JP18947693A JP18947693A JPH0746068A JP H0746068 A JPH0746068 A JP H0746068A JP 18947693 A JP18947693 A JP 18947693A JP 18947693 A JP18947693 A JP 18947693A JP H0746068 A JPH0746068 A JP H0746068A
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JP
Japan
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current
source
drain
terminal
amplifier
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Withdrawn
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JP18947693A
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English (en)
Inventor
Kazuhisa Kogure
和久 木暮
Tsutomu Tsurumi
勉 鶴見
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はFETを使用した自動利得制御におい
て増幅器の入力直流電圧が変化しないようにすることに
よって、増幅器から出力される信号の振幅を一定に制御
することができる自動利得制御回路を提供することを目
的とする。 【構成】入力信号O1が第1増幅器を介してFET4の
ドレイン−ソース間に流れ、第2増幅器で増幅されて出
力信号S1となり、その振幅を帰還回路6で検出して得
た制御電圧をFET4のゲート端に印加しドレイン抵抗
を可変し出力振幅を一定に制御し、且つドレイン−ソー
ス間の電位差発生用の直流バイアス電圧Vr2がソース
端に抵抗器Rを介して印加される構成に、定電流源13
と、この出力電流を分岐した第1電流I1をドレイン端
に、第2電流I2をソース端に供給し、第1電流I1と
第2電流I2との和で且つ常時一定値の電流Iを抵抗器
Rを介して直流バイアス電圧Vr2供給側に流す電流分
流回路14とを具備して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動利得制御回路に関す
る。自動利得制御回路は入力レベルが変動しても出力レ
ベルを一定にするためのものであり、光通信、電気通信
等のアナログ的に信号を増幅する装置に幅広く適用され
ており、より適正に出力レベルを一定とできることが要
望されている。
【0002】
【従来の技術】図3に従来の自動利得制御回路の回路図
を示し、その説明を行う。この図に示す自動利得制御回
路は、光中継器の受信インタフェース部に適用されてい
るものとし、入力振幅変動が大きい(ダイナミックレン
ジが大きい)ときに出力振幅を一定にするものである。
【0003】図中、1はフォトダイオード(PD)、2
はプリアンプ、3は信号減衰回路であり、電界効果トラ
ンジスタ(FET)4と、抵抗器Rを有している。5は
オペアンプによるメインアンプ、6は帰還回路であり、
信号振幅検出回路7と直流アンプ8とを有している。
【0004】PD1は、カソード端に所定電圧Vが供給
され、アノード端がプリアンプ2の入力側に接続される
ことによって逆バイアス接続されており、図示せぬ光伝
送路より送られてくる光信号O1を電気信号(電圧)に
変換してプリアンプ2に供給する。
【0005】プリアンプ2は、出力側がFET4のドレ
イン端Dに接続されており、入力電圧を電流に変換して
FET4へ出力する。FET4は、ソース端Sがメイン
アンプ5の逆相入力端「−」接続され、且つソース端S
には分圧抵抗器Rを介して直流バイアス電圧Vr2が供
給されており、またゲート端Gが直流アンプ8の出力端
に接続されている。
【0006】直流アンプ8の出力電圧(制御電圧)V5
がゲート端Gに印加されることによってゲート−ソース
間の電圧Vgsが変化し、この変化に応じてドレイン−
ソース間の抵抗である図4に示すドレイン抵抗Rdsが
変化する。この変化したドレイン抵抗Rdsに応じてド
レイン−ソース間を流れる電流が変化するようになって
いる。
【0007】メインアンプ5は、正相入力端「+」に比
較電圧Vr1が印加されており、逆相入力端「−」に供
給される信号を増幅して光信号O1に対応した電気信号
S1として出力する。但し、比較電圧Vr1は、出力信
号S1の振幅の中間レベルに設定されている。
【0008】信号振幅検出回路7は、出力信号S1の振
幅を検出し、この検出振幅と基準振幅との誤差に応じた
直流電圧を出力する。直流アンプ8はその直流電圧を増
幅して前記した制御電圧をFET4のゲート端Gに供給
する。
【0009】このような構成において、PD1に供給さ
れる光信号O1が変動すると、それに応じて出力信号S
1の振幅も変動する。この変動する振幅は信号振幅検出
回路7で検出され、振幅変化に応じた直流電圧が直流ア
ンプ8で増幅された後、FET4のゲート端Gに供給さ
れる。
【0010】これによってFET4のドレイン抵抗Rd
sが変化し、この変化量に応じてドレイン−ソース間に
出力信号S1の振幅を一定とするための電流が流れるこ
とになる。
【0011】即ち、出力信号S1の振幅が所定値よりも
大きくなればそれに伴いドレイン抵抗Rdsが大きくな
り、FET4を流れる電流が抑制されてメインアンプ5
の第1入力端に供給されるので、これに応じて出力信号
S1の振幅が抑えられる。
【0012】一方、出力信号S1の振幅が所定値よりも
小さくなればドレイン抵抗Rdsが小さくなり、FET
4を流れる電流が多くなってメインアンプ5の第1入力
端に供給されるので、これに応じて出力信号S1の振幅
が大きくなる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の自動利得制御回路においては、FET4のドレイン
−ソース間に電流が流れるようにするために、ドレイン
−ソース間に電位差が生じるようにしなければならな
い。このため、ソース端Sに抵抗器Rを介して直流バイ
アス電圧Vr2を印加し、直流バイアス電圧Vr2の電
圧を、プリアンプ2の無動作時のDC成分である図4に
示す電圧V2よりもやや低めに設定してある。
【0014】このような構成の場合、FET4のドレイ
ン抵抗Rdsの変化によってドレイン−ソース間に流れ
る電流が変化すると、抵抗器Rを介して直流バイアス電
圧Vr2を供給している電源側(図示せず)に流れる電
流も変化するので、メインアンプ5の逆相入力端「−」
に供給される入力直流電圧V3も変化することになる。
但し、入力直流電圧V3は、V3=(V2−Vr2)・
R/(Rds+R)+Vr2で表すことが出来る。
【0015】このように、入力直流電圧V3が変化する
とこの変化分もメインアンプ5が増幅するので、結果的
にその入力直流電圧V3の変化分が出力信号S1に影響
を及ぼし、出力信号S1の振幅が一定にならないといっ
た問題があった。
【0016】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、FETを使用した自動利得制御において増
幅器の入力直流電圧が変化しないようにすることによっ
て、増幅器から出力される信号の振幅を一定に制御する
ことができる自動利得制御回路を提供することを目的と
している。
【0017】
【課題を解決するための手段】図1に本発明の自動利得
制御回路の原理図を示す。この図に示す自動利得制御回
路は、入力信号O1に対応する出力信号S1の振幅を帰
還回路6で検出して得られる制御電圧でFET4のドレ
イン抵抗を可変することにより一定に制御する回路であ
って、FET4のゲート端が帰還回路6の制御電圧出力
端に接続され、ドレイン端が入力信号O1の入力される
第1増幅器2の出力端に接続され、ソース端が出力信号
S1の出力される第2増幅器5の入力端に接続され、且
つドレイン端とソース端間に電位差を発生するための直
流バイアス電圧Vr2がソース端に抵抗器Rを介して印
加されて成るものであり、本発明の特徴部分は、定電流
源13と、定電流源13の出力電流を分岐し、一方の第
1電流I1がFET4のドレイン端に供給され、他方の
第2電流I2がソース端に供給されるように接続され、
第1電流I1と第2電流I2との和で且つ常時一定値の
電流Iが抵抗器Rを介して直流バイアス電圧Vr2供給
側に流れるようにする電流分流回路14とを設けて構成
したことにある。
【0018】
【作用】上述した本発明によれば、出力信号S1の振幅
が変動すると、それを一定にするための制御電圧が帰還
回路6からFET4のゲート端に印加される。この印加
によってドレイン抵抗が変化し、この変化に応じて電流
分流回路14から出力される第1電流I1の電流値が変
化する。
【0019】第1及び第2電流I1,I2は、I=I1
+I2(但し、Iは常時一定値)の関係があるので、第
1電流I1の変化分、抵抗器Rを介して直流バイアス電
圧Vr2側に流れる電流Iが一定となるように第2電流
Iの電流値が変化する。
【0020】この結果、Vr2+R×Iの一定直流バイ
アス電圧が第2増幅器5の入力端に印加されるので、従
来のように直流バイアス電圧Vr2の影響で出力信号S
1の振幅が変動することがなくなり、振幅を一定に制御
することができる。
【0021】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。図2は本発明の一実施例による自動利得
制御回路の回路図である。この図において図3に示す従
来例の各部に対応する部分には同一符号を付し、その説
明を省略する。
【0022】図2に示す実施例の自動利得制御回路が、
図3に示した従来例と異なる点は信号減衰回路の構成を
図3に符号3aで示すように変え、抵抗器Rを介して直
流バイアス電圧Vr2側に一定の電流Iが流れるように
することによって、メインアンプ5の入力直流電圧V3
が一定となるようにしたことである。
【0023】図3に示す信号減衰回路3aにおいて、破
線枠の11はインピーダンス変換回路であり、信号減衰
回路3aの前段に出力インピーダンスの低いプリアンプ
2が接続されるため、電流がプリアンプ2に流れないよ
うに高出力インピーダンスに変換を行うものである。
【0024】その構成は、プリアンプ2の出力端にベー
ス端が接続されたトランジスタ12と、トランジスタ1
2のコレクタ端と電源との間に接続された抵抗器RC
と、トランジスタ12のエミッタ端とアース間に接続さ
れた抵抗器REとを有して構成されており、抵抗器RC
とトランジスタ12のコレクタ端間がFET4のドレイ
ン端Dに接続されて成っている。
【0025】13は一定の電流Iを供給する定電流源で
あり、破線枠14は電流分流回路である。電流分流回路
14は、抵抗器R1及びR2と、固定直流電圧Vr3が
ゲート端Gに印加されたFET15とを有している。
【0026】抵抗器R1はFET4のドレイン端Dと定
電流源13との間に接続され、抵抗器R2は抵抗器R1
及び定電流源13間とFET15のドレイン端Dに接続
されている。また、FET15のソース端SはFET4
のソース端Sとメインアンプ5逆相入力端「−」との間
に接続されている。直流電圧Vr3はFET15のゲー
ト−ソース間の電圧Vgsを確保するためのものであ
る。
【0027】定電流源13から出力される電流Iは、抵
抗器R1を流れる電流I1と抵抗器R2を流れる電流I
2とに分流される。電流I1は、抵抗器R2を介してF
ET4を流れ、そのゲート電圧Vgsに応じて電流値が
変化する。
【0028】電流I2は、電流I1の変化に応じた、I
−I1の電流値となり、抵抗器R2及びFET15を経
由して抵抗器Rに供給される。FET15には固定直流
電圧Vr3が供給されているので、そのドレイン電圧V
dsがI2×R2+Vdsの関係を保持する電圧に変化
し、これに応じてドレイン抵抗Rdsが変化する。
【0029】言い換えれば、電流I1の変化に応じた電
流I2が抵抗器R2を介してFET15のドレイン端D
に供給されるので、I2×R2の変化に応じてドレイン
電圧Vdsが変化し、これに応じてドレイン抵抗Rds
が変化する。
【0030】即ち、抵抗器Rには、常時、I1+I2の
直流バイアス電流Iが流れ、これによって、Vr2+R
×Iの直流バイアス電圧V3がメインアンプ5の逆相入
力端「−」に印加される。
【0031】このような構成において、PD1に供給さ
れる光信号O1が変動すると、それに応じて出力信号S
1の振幅も変動する。この変動する振幅は信号振幅検出
回路7で検出され、振幅変化に応じた直流電圧が直流ア
ンプ8で増幅された後、FET4のゲート端Gに供給さ
れる。
【0032】これによってFET4のドレイン抵抗Rd
sが変化し、FET4に流れる電流I1が変化するが、
電流I1の変化に応じて、I−I1となるように電流I
2が抵抗器2及びFET15を流れるので、抵抗器Rに
は常時一定の電流Iが流れ、メインアンプ5の逆相入力
端「−」には一定の直流バイアス電圧V3が供給され
る。この結果、出力信号S1の振幅を一定に制御するこ
とができる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
FETを使用した自動利得制御において増幅器の入力直
流電圧が変化しないようにすることによって、増幅器か
ら出力される信号の振幅を一定に制御することができる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理図である。
【図2】本発明の一実施例による自動利得制御回路の回
路図である。
【図3】従来例による自動利得制御回路の回路図であ
る。
【図4】図3に示すFETをドレイン抵抗に置き換えた
場合の等価回路図である。
【符号の説明】
2 第1増幅器 4 FET 5 第2増幅器 6 帰還回路 13 定電流源 14 電流分流回路 R 抵抗器 O1 入力信号 S1 出力信号 I1 第1電流 I2 第2電流 I 電流 Vr2 直流バイアス電圧

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号(O1)に対応する出力信号(S1)の
    振幅を帰還回路(6)で検出して得られる制御電圧でFE
    T(4) のドレイン抵抗を可変することにより一定に制御
    する回路であって、該FET(4) のゲート端が該帰還回
    路(6) の制御電圧出力端に接続され、ドレイン端が該入
    力信号(O1)の入力される第1増幅器(2) の出力端に接続
    され、ソース端が該出力信号(S1)の出力される第2増幅
    器(5)の入力端に接続され、且つ該ドレイン端とソース
    端間に電位差を発生するための直流バイアス電圧(Vr2)
    が該ソース端に抵抗器(R) を介して印加されて成る自動
    利得制御回路において、 定電流源(13)と、 該定電流源(13)の出力電流を分岐し、一方の第1電流(I
    1)が前記ドレイン端に供給され、他方の第2電流(I2)が
    前記ソース端に供給されるように接続され、該第1電流
    (I1)と該第2電流(I2)との和で且つ常時一定値の電流
    (I) が前記抵抗器(R) を介して前記直流バイアス電圧(V
    r2) 供給側に流れるようにする電流分流回路(14)とを具
    備したことを特徴とする自動利得制御回路。
  2. 【請求項2】 前記第1増幅器(2) の出力端と前記FE
    T(4) のドレイン端との間に、該第1増幅器(2) に逆電
    流が流れないようにするためのインピーダンス変換回路
    を接続したことを特徴とする請求項1記載の自動利得制
    御回路。
JP18947693A 1993-07-30 1993-07-30 自動利得制御回路 Withdrawn JPH0746068A (ja)

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JP18947693A JPH0746068A (ja) 1993-07-30 1993-07-30 自動利得制御回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9864068B2 (en) 2015-03-19 2018-01-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Circuit, photon detector, and radiation analyzer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9864068B2 (en) 2015-03-19 2018-01-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Circuit, photon detector, and radiation analyzer

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