JPH09260960A - 光受信用増幅器 - Google Patents
光受信用増幅器Info
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- JPH09260960A JPH09260960A JP8066048A JP6604896A JPH09260960A JP H09260960 A JPH09260960 A JP H09260960A JP 8066048 A JP8066048 A JP 8066048A JP 6604896 A JP6604896 A JP 6604896A JP H09260960 A JPH09260960 A JP H09260960A
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Abstract
く、特に大信号領域における波形歪みを抑止し、全域に
渡って波形特性を改善することのできる前置増幅器を提
供する。を目的とする。 【解決手段】 光受信用増幅器において、入力信号光を
光電変換素子によって電流に変換し、この電流をトラン
スインピーダンス型前置増幅器に入力する。トランスイ
ンピーダンス型前置増幅器には、利得を制御する可変利
得回路と、波形整形回路とが接続されている。波形整形
回路は、バイパスダイオードの導通する入力電流値を規
定する抵抗と、この抵抗に並列に配置される容量とから
構成される。この抵抗の値を、光受信用増幅器の帯域特
性を一定化するように設定する。
Description
ム、特に光受信器に用いられる前置増幅器に関するもの
である。
は、光信号を電気信号に変換する光電変換手段が必要で
ある。この光受信器に用いられる前置増幅器には、低雑
音、広ダイナミックレンジ、広帯域、高利得といった特
性が要求される。一般的には、前置増幅器にはトランス
インピーダンス型前置増幅器と呼ばれる増幅器が用いら
れる。典型的なトランスインピーダンス型前置増幅器
は、入力端子In、出力端子out、そして帰還抵抗Rfを有
し、入力信号電流Iinと出力信号電圧Voutとの間には次
式に示すような関係がある。 Vout = - Iin ・ Rf ・・・(1)
受信器に適用した場合、その帯域特性BWは、PIN-PDの
接合容量、増幅器の入力容量、および実装上付加される
浮遊容量の和をCT、増幅器の電圧利得をAとすると、次
式によって表される。 BW = A/2π・Rf・CT ・・・(2)
ス型前置増幅器においては、ダイナミックレンジ特性の
改善のため、入力信号の大きな領域(以下、大信号領域
という)においてトランスインピーダンスを等価的に小
さくする手法を取るのが一般的である。このようにする
と、(2)式におけるRfは、入力信号電流が大きくなる
につれて減少していく。ここで浮遊容量CTおよび増幅器
の電圧利得Aは一定であるため、その帯域特性はRfの減
少に伴ってしだいに広がっていく。そして、やがてピー
キングを発生し、増幅器の出力波形に歪みが生じるよう
になる。
特性を劣化させることなく、特に大信号領域における波
形歪みを抑止し、全域に渡って波形特性を改善すること
のできる前置増幅器を提供することを目的とする。
受信用増幅器において、入力信号光を光電変換素子によ
って電流に変換し、この電流をトランスインピーダンス
型前置増幅器に入力する。トランスインピーダンス型前
置増幅器には、利得を制御する可変利得回路と、波形整
形回路とが接続されている。
通する入力電流値を規定する抵抗と、この抵抗に並列に
配置される容量とから構成される。この抵抗の値を、光
受信用増幅器の帯域特性を一定化するように設定する。
形態を説明する。まず図1に、第1の実施形態の回路を
説明する。
端子Inに接続され、カソードには電圧Vccが印加され
ている。入力端子InはエミッタフォロワQ1のベースに
接続される。エミッタフォロワQ1のコレクタには電圧
Vccが印加されており、エミッタフォロワQ1のエミ
ッタは抵抗REを介して接地されている。そしてエミッタ
フォロワQ1のエミッタが、増幅器Q2のベースに接続
されている。
て電圧Vccが印加されており、増幅器Q2のエミッタ
は接地されている。増幅器Q2のコレクタと入力端子In
との間には、帰還抵抗Rfが接続されている。また増幅器
Q2のコレクタには、抵抗Reと容量Ceとで構成される並
列回路が接続されている。この並列回路は、定電流源Ie
に接続されている。入力端子InはバイパスダイオードD
1のアノードに接続されている。一方バイパスダイオー
ドD1のカソードは、並列回路と定電流源との接続点に
接続されている。抵抗RLと増幅器Q2のコレクタとの接
続点が出力端子outに接続される。この出力端子outか
ら、出力信号電圧Voutが取り出される。
る。受光素子であるPIN-PDは、アノードが入力端子Inに
接続され、カソードには電圧Vccが印加されている。
また入力端子Inは増幅器Q2のベースに接続される。増
幅器Q2のコレクタには、抵抗RLを介して電圧Vccが
印加されている。増幅器Q2のエミッタは、バイアス用
ダイオードを介して接地されている。エミッタフォロワ
Q1のベースは、増幅器Q2のコレクタに接続されてい
る。エミッタフォロワQ1のコレクタには、電圧Vcc
が印加されており、エミッタフォロワQ1のエミッタは
抵抗REを介して接地されている。そしてエミッタフォロ
ワQ1のエミッタと入力端子Inとの間に、帰還抵抗Rfが
接続されている。
抗Reと容量Ceとで構成される並列回路が接続されてい
る。この並列回路は、定電流源Ieに接続されている。入
力端子はバイパスダイオードD1のアノードに接続され
ている。バイパスダイオードD1のカソードは、並列回
路と定電流源との接続点に接続されている。エミッタフ
ォロワQ1のエミッタは出力端子outに接続されてい
る。この出力端子outから、出力信号電圧Voutが取
り出される。
する。入力信号電流をIin、出力信号電圧をVout、定電
流源の電流値をIe、出力端子outと定電流源との間に接
続される抵抗の値をRe、バイパスダイオードD1の端子
間電圧、順方向電流をそれぞれVd、Idとし、バイパスダ
イオードD1の飽和電流をIs、熱電圧をVtとすると、入
出力間には以下の関係式が成立する。 Vout = - (Iin - Id) ・ Rf ・・・(3) Id = Is ・ [ exp(Vd/Vt) -1 ] ・・・(4) Vd = ( Vout + Re・Ie) ・・・(5)
信号領域という)では出力信号電圧Voutが小さく、Idが
Iinに比較して無視できる。このため、(3)式は以下
のように近似される。これは前述した(1)式と同一の
形となる。 Vout = - Iin ・Rf ・・・(6) この場合における帯域特性は、前記(2)式により、増
幅器の電圧利得A、帰還抵抗Rf、および浮遊容量CTによ
って制限される。
も大きくなり、バイパスダイオードD1の順方向電流Id
が入力信号電流Iinに対して無視できなくなる。この時
には入力信号電流の一部がIdとしてバイパスダイオード
D1にバイパスされ、増幅器Q2であるトランジスタの
飽和が回避される。この場合にはトランジスタの利得
(トランスインピーダンス値)が変化し始め、やがてト
ランスインピーダンス値は帰還抵抗Rfとバイパスダイオ
ードの抵抗Rdとの並列抵抗に等しくなる。この時の帯域
特性は、抵抗Reと並列容量Ceとによって、 BW = 1/2π・Re・Ce ・・・(7) に制限される。ここで抵抗Reの値は、バイパスダイオー
ドD1が導通する入力電流値を規定するためにバイパス
ダイオードD1に流す電流値を設定する定電流源の電流
値Ieとの関係により(前述(4)および(5)式)、必
然的に決定される。したがって、この(7)式における
時定数を(2)式における時定数と等しくするように容
量Ceの値を設定することにより、小信号領域から大信号
領域までの広いダイナミックレンジにおいて波形特性を
改善することができる。
を説明する。受光素子であるPIN-PDは、カソードが入力
端子Inに接続され、一方アノードは接地されている。入
力端子InはエミッタフォロワQ1のベースに入力され
る。エミッタフォロワQ1のコレクタには、電圧Vcc
が印加されており、エミッタフォロワQ1のエミッタは
抵抗REを介して接地されている。そしてエミッタフォロ
ワQ1のエミッタが、増幅器Q2のベースに接続されて
いる。
て電圧Vccが印加されており、増幅器Q2のエミッタ
は接地されている。また増幅器Q2のコレクタと入力端
子Inとの間には、帰還抵抗Rfが接続されている。増幅器
Q2のコレクタと帰還抵抗Rfとの間には、抵抗Reと容量
Ceとで構成される並列回路が接続されている。この並列
回路には、分圧抵抗Rcを介して電圧Vccが印加されて
いる。入力端子InにはバイパスダイオードD1のカソー
ドが接続されている。バイパスダイオードのアノード
は、分圧抵抗RCと並列回路との接続点に接続されてい
る。さらに増幅器Q2のコレクタに出力端子outが接続
され、出力信号電圧Voutが取り出される。
回路におけると同じく、(7)式における時定数を
(2)式の時定数に等しくするように容量Ceの値を設定
する。これにより、すべてのダイナミックレンジ内にお
いて帯域特性を一定にすることが可能となる。
アノードを接地し、入力信号電流Iinを増幅器Q2からP
IN-PD素子に向けて出力している。第1ないし第2の形
態では、入力信号電流 Iin は定電流源電流 Ie により
制限されていたが( Ie 以上の電流が流れこむとバイパ
スダイオードD1によるバイパスが追い付かなくなり、
増幅器Q2が飽和してしまう)、第3の形態においては
受光電流は制限を受けない。この結果、より大信号領域
までダイナミックレンジ特性を向上させることができ
る。またこの形態では定電流回路を必要としないため、
回路規模の簡素化を図ることができる。
実施形態によると、より広いダイナミックレンジにおい
て波形特性を改善することが可能となる。すなわち広ダ
イナミックレンジ、高利得、またS/N比の高い前置増幅
器が実現できる。次に第3の実施形態によると、さらに
広ダイナミックレンジ特性を実現することができる。
器とを組合せたシステムについて説明したが、この発明
の適用範囲はこれに留まらない。たとえば外部高電圧発
生回路を付加し、APD(アバランシェフォトダイオー
ド)素子と組合せることにより、超高感度かつ広ダイナ
ミックレンジの光受信システムを構成することも可能で
ある。
る。
る。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 入力信号光を光電変換する光受信用増幅
器において、入力端子に接続され、バイアス電圧の印加
されている光電変換素子と、 この光電変換素子の出力電流が入力されるトランスイン
ピーダンス型前置増幅器と、このトランスインピーダン
ス型前置増幅器の利得を制御する可変利得回路と、 前記トランスインピーダンス型前置増幅器の出力側に接
続される波形整形回路とを有することを特徴とする、光
受信用増幅器。 - 【請求項2】 請求項1記載の光受信用増幅器におい
て、 前記可変利得回路は前記トランスインピーダンス型前置
増幅器の電流をバイパスするバイパスダイオードと、こ
のバイパスダイオードに接続される定電流源とから構成
され、 前記波形整形回路は前記バイパスダイオードの導通する
入力電流値を規定する抵抗と、この抵抗に並列に配置さ
れる容量とから構成されることを特徴とする、光受信用
増幅器。 - 【請求項3】 請求項2記載の光受信用増幅器におい
て、 前記可変利得回路は前記トランスインピーダンス型前置
増幅器の電流をバイパスするバイパスダイオードを有
し、 前記波形整形回路は前記バイパスダイオードの導通する
入力電流値を規定する抵抗と、この抵抗に並列に配置さ
れる容量とから構成されることを特徴とする、光受信用
増幅器。 - 【請求項4】 請求項2または請求項3記載の光受信用
増幅器において、光受信用増幅器の帯域特性を一定化す
るように前記容量の値を設定することを特徴とする、光
受信用前置増幅器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06604896A JP3415986B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 光受信用増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06604896A JP3415986B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 光受信用増幅器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09260960A true JPH09260960A (ja) | 1997-10-03 |
JP3415986B2 JP3415986B2 (ja) | 2003-06-09 |
Family
ID=13304609
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06604896A Expired - Fee Related JP3415986B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 光受信用増幅器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3415986B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999031830A2 (en) * | 1997-12-16 | 1999-06-24 | Nokia Networks Oy | Optical receiver including a transimpedance amplifier and a photodetector |
WO2003009466A1 (fr) * | 2001-07-16 | 2003-01-30 | Nec Corporation | Circuit de preamplification |
KR100591062B1 (ko) * | 2002-05-20 | 2006-06-19 | 학교법인 한국정보통신학원 | 역방향 다이오드를 이용한 전치 왜곡형 선형 전력 증폭기 |
US8766728B2 (en) | 2011-11-28 | 2014-07-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd | Trans-impedance amplifier with enhanced dynamic range but invariable input impedance |
JP2018170763A (ja) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | リニア・テクノロジー・エルエルシー | 高速オーバードライブ回復機能付きトランスインピーダンス増幅器 |
-
1996
- 1996-03-22 JP JP06604896A patent/JP3415986B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO1999031830A2 (en) * | 1997-12-16 | 1999-06-24 | Nokia Networks Oy | Optical receiver including a transimpedance amplifier and a photodetector |
WO2003009466A1 (fr) * | 2001-07-16 | 2003-01-30 | Nec Corporation | Circuit de preamplification |
US7126412B2 (en) | 2001-07-16 | 2006-10-24 | Nec Corporation | Preamplification circuit |
KR100591062B1 (ko) * | 2002-05-20 | 2006-06-19 | 학교법인 한국정보통신학원 | 역방향 다이오드를 이용한 전치 왜곡형 선형 전력 증폭기 |
US8766728B2 (en) | 2011-11-28 | 2014-07-01 | Sumitomo Electric Industries, Ltd | Trans-impedance amplifier with enhanced dynamic range but invariable input impedance |
JP2018170763A (ja) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | リニア・テクノロジー・エルエルシー | 高速オーバードライブ回復機能付きトランスインピーダンス増幅器 |
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