JPH10173449A - Optical receiver circuit - Google Patents

Optical receiver circuit

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JPH10173449A
JPH10173449A JP8335900A JP33590096A JPH10173449A JP H10173449 A JPH10173449 A JP H10173449A JP 8335900 A JP8335900 A JP 8335900A JP 33590096 A JP33590096 A JP 33590096A JP H10173449 A JPH10173449 A JP H10173449A
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JP
Japan
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current
receiving diode
optical
light
collector
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Application number
JP8335900A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumio Ishikawa
文男 石川
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical receiver circuit capable of receiving an optical signal without a saturated diode even if photoelectric current increases. SOLUTION: The optical receiver circuit 20 is composed of the optical receiving diode D1, an operational amplifier AMP1, a feedback resistor Rr, a low-pass filter 26, a current detecting part 28, a current source 29 and a constant-voltage source 31. In the case where sunlight directly irradiates the optical receiving diode D1, a photoelectric current flowing in the cathode of the optical receiving diode D1 is to be the sum a DC current by sunlight components and an AC current by optical signal components. Since a collector current which is equivalent to the above DC current is flown in the collector of an NPN transistor forming the current source 29, only signal current flows in one terminal side of the operational amplifier AMP1 from the anode of the light receiving diode D1. As a result, voltage drop in the feedback resistor Rr is restrained at a small, and the optical receiving diode D1 does not reach a saturating region.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光受信回路に関す
る。
The present invention relates to an optical receiving circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光送受信システムは送信機および
受信機から構成される(図1参照)。送信機には入力さ
れたオーディオ信号を周波数変調する複数の変調回路、
この複数の変調回路からの変調信号をミキシングするミ
キシング回路、およびミキシングされた電気信号を光信
号に変換する光送信回路が設けられている。一方、受信
機には光信号を電気信号に変換する光受信回路、変換さ
れた電気信号をミキシングするミキシング回路、および
ミキシングされた信号を復調する複数の復調回路が設け
られている。図10は従来の光受信回路の基本的構成を
示す回路図である。光受信回路は受光ダイオードD1
a、演算増幅器AMP1aおよびフィードバック抵抗R
raを有し、演算増幅器AMP1aの非反転入力端子
(+端子)には基準電圧Vrが与えられている。この光
受信回路では、受光ダイオードD1aは逆バイアスされ
ており、その内部容量を減らすことにより高速に動作す
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, an optical transmission / reception system includes a transmitter and a receiver (see FIG. 1). The transmitter has a plurality of modulation circuits that frequency-modulate the input audio signal,
A mixing circuit that mixes the modulated signals from the plurality of modulation circuits and an optical transmission circuit that converts the mixed electric signal into an optical signal are provided. On the other hand, the receiver is provided with an optical receiving circuit for converting an optical signal into an electric signal, a mixing circuit for mixing the converted electric signal, and a plurality of demodulating circuits for demodulating the mixed signal. FIG. 10 is a circuit diagram showing a basic configuration of a conventional optical receiving circuit. The light receiving circuit is a light receiving diode D1
a, operational amplifier AMP1a and feedback resistor R
The reference voltage Vr is provided to the non-inverting input terminal (+ terminal) of the operational amplifier AMP1a. In this light receiving circuit, the light receiving diode D1a is reverse-biased and operates at high speed by reducing its internal capacitance.

【0003】図11は低域カットコンデンサが付加され
た従来の光受信回路の構成を示す回路図である。また、
図12は受光ダイオードの一般的な動作特性を示す図で
ある。同図(A)は受光ダイオードDi、抵抗Rおよび
電源(電源電圧E)の結線を示し、同図(B)は受光ダ
イオードDiの特性曲線を示す。図において、直線mは
抵抗負荷線を示す。受光ダイオードDiに入射する光が
ない時、受光ダイオードDiには非常に小さいリーク電
流しか流れないので、その両端の電圧は電源電圧Eと同
じである。光電流Idが流れると、抵抗Rでの電圧降下
により受光ダイオードDiの両端電圧は電圧(E−Id
×R)に下がる(図中b)。光量が多くなり、それに伴
い光電流Idが多くなると、受光ダイオードDiの両端
電圧はますます下がり、ついに0Vとなる(図中c)。
さらに、光電流Idが増加するとダイオードの順方向電
圧(Siでは約0.6V)に達し(図中d)、これ以上
光電流Idを増加させても電圧変化を生じない飽和領域
となる。したがって、光受信回路では受光ダイオードが
飽和領域とならない領域、つまり逆バイアスされたリニ
ア領域で光信号が受信される。一方、光受信回路ではフ
ィードバック抵抗Rraを大きくすると光信号のS/N
比を改善されることが知られている。これは、負帰還の
演算増幅器AMP1aの出力信号が抵抗Rraに比例し
て大きくなるのに対し(出力電圧=入力信号電流×抵抗
Rra)、出力ノイズ電圧は抵抗Rraの平方根に比例
して大きくなることによる。例えば、抵抗Rraを4倍
にすると出力信号は4倍になるが、出力ノイズは2倍に
しかならないので、S/N比を2倍に改善できる。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional optical receiving circuit to which a low-frequency cut capacitor is added. Also,
FIG. 12 is a diagram showing general operating characteristics of the light receiving diode. FIG. 3A shows the connection of the light receiving diode Di, the resistor R and the power supply (power supply voltage E), and FIG. 3B shows the characteristic curve of the light receiving diode Di. In the drawing, a straight line m indicates a resistance load line. When there is no light incident on the light receiving diode Di, only a very small leak current flows through the light receiving diode Di, so that the voltage across the both ends is the same as the power supply voltage E. When the photocurrent Id flows, the voltage between both ends of the light receiving diode Di is changed to a voltage (E-Id
× R) (b in the figure). When the light amount increases and the photocurrent Id increases accordingly, the voltage across the light receiving diode Di further decreases and finally reaches 0 V (c in the figure).
Further, when the photocurrent Id increases, the forward voltage of the diode (about 0.6 V for Si) is reached (d in the figure), and a saturation region where no voltage change occurs even if the photocurrent Id is further increased. Therefore, in the optical receiving circuit, the optical signal is received in a region where the light receiving diode does not enter a saturation region, that is, in a reverse-biased linear region. On the other hand, in the optical receiving circuit, when the feedback resistance Rra is increased, the S / N of the optical signal is increased.
It is known that the ratio can be improved. This is because the output signal of the negative feedback operational amplifier AMP1a increases in proportion to the resistance Rra (output voltage = input signal current × resistance Rra), whereas the output noise voltage increases in proportion to the square root of the resistance Rra. It depends. For example, when the resistance Rra is quadrupled, the output signal is quadrupled, but the output noise is only doubled, so that the S / N ratio can be doubled.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光受信回路では、抵抗Rraを大きく設定すると、太陽
光などが直接受光ダイオードに入射した場合、その大き
な光電流Idのために抵抗Rraでの電圧降下が大きく
受光ダイオードD1aが飽和してしまう。図12を用い
て説明すると、抵抗Rが大きい抵抗負荷線pの場合、光
電流Idが増加すると、受光ダイオードDiは即座に飽
和領域に達してショート状態となり光信号を検出できな
くなってしまう。また、太陽光が直接入射して光電流が
増加する場合に限らず、高温時や受光ダイオードに高電
圧が加わってPNジャンクションの一部が壊れた時にも
リーク電流が増加して同様の問題が生じる。そこで、本
発明は光電流が増加しても受光ダイオードが飽和するこ
となく光信号を受信できる光受信回路を提供することを
目的とする。
However, in the conventional optical receiving circuit, if the resistance Rra is set large, when sunlight or the like directly enters the light receiving diode, the voltage at the resistance Rra is increased due to the large photocurrent Id. The drop is large and the light receiving diode D1a is saturated. Referring to FIG. 12, in the case of a resistance load line p having a large resistance R, when the photocurrent Id increases, the light receiving diode Di immediately reaches a saturation region and becomes a short-circuit state, making it impossible to detect an optical signal. In addition, not only in the case where the photocurrent increases due to the direct incidence of sunlight, but also when the temperature is high or when a high voltage is applied to the light-receiving diode and a part of the PN junction is broken, the leakage current increases and the same problem occurs. Occurs. Therefore, an object of the present invention is to provide an optical receiving circuit that can receive an optical signal without saturating a light-receiving diode even when a photocurrent increases.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光受信回路は、逆バイアスされた受光ダイ
オードと、該受光ダイオードのアノードに入力端子が接
続された負帰還増幅器と、該負帰還増幅器の出力端子お
よび前記入力端子間に介在するフィードバック抵抗とを
備えた光受信回路において、前記受光ダイオードのカソ
ード側に流れる光電流を平滑化する平滑化部と、該平滑
化された光電流を検出する電流検出部と、該検出された
光電流とほぼ等しい電流を前記受光ダイオードのアノー
ド側からグランド側へ流す電流源とを備えたことを特徴
とする。また、本発明の光受信回路は、逆バイアスされ
た受光ダイオードと、該受光ダイオードのカソードに入
力端子が接続された負帰還増幅器と、該負帰還増幅器の
出力端子および前記入力端子間に介在するフィードバッ
ク抵抗とを備えた光受信回路において、前記受光ダイオ
ードのアノード側に流れる光電流を平滑化する平滑化部
と、該平滑化された光電流を検出する電流検出部と、該
検出された光電流とほぼ等しい電流を前記受光ダイオー
ドのカソード側からグランド側へ流す電流源とを備えた
ことを特徴とする。
To achieve the above object, an optical receiving circuit according to the present invention comprises a reverse-biased photo diode, a negative feedback amplifier having an input terminal connected to the anode of the photo diode, and An optical receiving circuit including an output terminal of the negative feedback amplifier and a feedback resistor interposed between the input terminal and a smoothing unit for smoothing a photocurrent flowing to a cathode side of the light receiving diode; It is characterized by comprising a current detection unit for detecting a photocurrent, and a current source for flowing a current substantially equal to the detected photocurrent from the anode side of the light-receiving diode to the ground side. Further, the optical receiving circuit of the present invention includes a reverse-biased light-receiving diode, a negative feedback amplifier having an input terminal connected to the cathode of the light-receiving diode, and an output terminal of the negative feedback amplifier interposed between the input terminal and the input terminal. An optical receiving circuit including a feedback resistor, a smoothing unit for smoothing a photocurrent flowing to the anode side of the light-receiving diode, a current detecting unit for detecting the smoothed photocurrent, and the detected light A current source for flowing a current substantially equal to the current from the cathode side of the light receiving diode to the ground side.

【0006】本発明の光受信回路は、平滑部により受光
ダイオードのカソード側に流れる光電流を平滑化し、電
流検出部により平滑化された光電流を検出し、検出され
た光電流とほぼ等しい電流を電流源により前記受光ダイ
オードのアノード側から受け入れる。また、本発明の光
受信回路は、平滑化部により前記受光ダイオードのアノ
ード側に流れる光電流を平滑化し、電流検出部により該
平滑化された光電流を検出し、電流源により該検出され
た光電流とほぼ等しい電流を前記受光ダイオードのカソ
ード側に供給する。
In the optical receiving circuit of the present invention, the photocurrent flowing to the cathode side of the light receiving diode is smoothed by the smoothing section, the photocurrent smoothed by the current detecting section is detected, and the current substantially equal to the detected photocurrent is detected. Is received from the anode side of the light receiving diode by a current source. Also, the light receiving circuit of the present invention smoothes the photocurrent flowing to the anode side of the light receiving diode by the smoothing unit, detects the smoothed photocurrent by the current detecting unit, and detects the photocurrent by the current source. A current substantially equal to the photocurrent is supplied to the cathode side of the light receiving diode.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明の光受信回路の実施の形態
について説明する。本実施の形態における光受信回路は
光送受信システムに適用される。図1は第1の実施の形
態の光送受信システムの構成を示すブロック図である。
光送受信システム1は送信機5および受信機8から構成
される。送信機5には入力された複数チャンネルのオー
ディオ信号CH1、CH2をそれぞれ周波数変調する複
数の変調回路11、この複数の変調回路11からの変調
信号をミキシングするミキシング回路13、およびミキ
シングされた電気信号を光信号に変換する光送信回路1
5が設けられている。光送信回路15は発光ダイオード
(LED)あるいはレーザダイオードにより電気信号を
光信号に変換する。一方、受信機8には光信号を電気信
号に変換する光受信回路20、変換された電気信号をミ
キシングするミキシング回路22、およびミキシングさ
れた信号を各チャンネル毎の出力信号CH1、CH2に
復調する複数の復調回路25が設けられている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the optical receiving circuit according to the present invention will be described. The optical receiving circuit according to the present embodiment is applied to an optical transmitting and receiving system. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of the optical transmission and reception system according to the first embodiment.
The optical transmission / reception system 1 includes a transmitter 5 and a receiver 8. The transmitter 5 includes a plurality of modulation circuits 11 for frequency-modulating the input audio signals CH1 and CH2 of a plurality of channels, a mixing circuit 13 for mixing the modulation signals from the plurality of modulation circuits 11, and a mixed electric signal. Transmission circuit 1 for converting light into an optical signal
5 are provided. The optical transmission circuit 15 converts an electric signal into an optical signal using a light emitting diode (LED) or a laser diode. On the other hand, the receiver 8 has an optical receiving circuit 20 for converting an optical signal into an electric signal, a mixing circuit 22 for mixing the converted electric signal, and demodulates the mixed signal into output signals CH1 and CH2 for each channel. A plurality of demodulation circuits 25 are provided.

【0008】図2は光受信回路20の基本的構成を示す
ブロック図である。光受信回路20は受光ダイオードD
1、演算増幅器AMP1、フィードバック抵抗Rr、ロ
ーパスフィルタ(LPF)26、電流検出部28、電流
源29および定電圧源31を有する。図3は光受信回路
20の具体的構成を示す回路図である。ローパスフィル
タ26は電源電圧(+5V)のラインと受光ダイオード
D1のカソードとの間に接続されたコンデンサC1から
構成される。また、電流検出部28は抵抗r1、r2、
r3、PNPトランジスタQ1、Q2およびNPNトラ
ンジスタQ3からなり、受光ダイオードD1のカソード
側に流れるローパスフィルタ26により平滑化された電
流(平均化された直流電流Idc)と等しい電流をトラ
ンジスタQ1のコレクタ側に流す。また、電流源29は
抵抗r4、NPNトランジスタQ4からなり、NPNト
ランジスタQ4はNPNトランジスタQ3のコレクタに
流れる電流と等しい電流を受光ダイオードD1のアノー
ドに接続されたコレクタ側から引き込んで抵抗r4を通
じてグランドGNDに流す。尚、抵抗r1、r2、r
3、r4は各トランジスタQ1〜Q4の特性がばらつい
ても電流量の変化を少なくするために設けられており、
抵抗r1、r2および抵抗r3、r4はそれぞれ同じ値
に揃えてある。
FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration of the optical receiving circuit 20. The light receiving circuit 20 has a light receiving diode D
1, an operational amplifier AMP1, a feedback resistor Rr, a low-pass filter (LPF) 26, a current detector 28, a current source 29, and a constant voltage source 31. FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration of the optical receiving circuit 20. The low-pass filter 26 is composed of a capacitor C1 connected between the line of the power supply voltage (+5 V) and the cathode of the light receiving diode D1. Further, the current detection unit 28 includes resistors r1, r2,
r3, a PNP transistor Q1, Q2 and an NPN transistor Q3. A current equal to the current (averaged DC current Idc) smoothed by the low-pass filter 26 flowing to the cathode side of the light receiving diode D1 is applied to the collector side of the transistor Q1. Shed. The current source 29 includes a resistor r4 and an NPN transistor Q4. The NPN transistor Q4 draws a current equal to the current flowing through the collector of the NPN transistor Q3 from the collector connected to the anode of the light receiving diode D1, and grounds the ground GND through the resistor r4. Pour into The resistances r1, r2, r
3, r4 are provided to reduce the change in the current amount even if the characteristics of the transistors Q1 to Q4 vary.
The resistances r1 and r2 and the resistances r3 and r4 are set to the same value.

【0009】さらに、定電圧源31は抵抗r5、r6お
よびコンデンサC2からなり、抵抗分圧された基準電圧
Vxを演算増幅器AMP1の非反転入力端子(+端子)
に与える。また、演算増幅器AMP1の反転入力端子
(−端子)と出力端子との間にはフィードバック抵抗R
rが設けられており、出力端子から低インピーダンスの
出力信号が得られる。図4は光受信回路20における各
部の信号波形を示すタイミングチャートである。太陽光
が直接受光ダイオードD1に当たっている場合、受光ダ
イオードD1に入射する光量は送信機5からの光信号成
分に太陽光成分を加えたものであり(同図(A))、受
光ダイオードD1を流れる光電流は太陽光成分による直
流電流Idcと光信号成分による信号電流Iacとの和
となる(同図(B))。また、NPNトランジスタQ4
のコレクタには直流電流Idcと等しいコレクタ電流I
cが流れるので(同図(C))、光電流Idから直流電
流Idcが取り除かれた信号電流Iacが受光ダイオー
ドD1のアノードから演算増幅器AMP1の反転入力端
子(−端子)側に流れ、これによりフィードバック抵抗
Rrでの電圧降下は小さく抑えられる。この結果、受光
ダイオードD1は飽和領域に達せず、演算増幅器AMP
1の出力端子には信号電流Iacに応じた出力信号Vo
(=−Iac×Rr)が得られる(同図(D))。
Further, the constant voltage source 31 is composed of resistors r5 and r6 and a capacitor C2. The reference voltage Vx divided by the resistor is supplied to the non-inverting input terminal (+ terminal) of the operational amplifier AMP1.
Give to. A feedback resistor R is connected between the inverting input terminal (-terminal) and the output terminal of the operational amplifier AMP1.
r is provided, and a low impedance output signal is obtained from the output terminal. FIG. 4 is a timing chart showing signal waveforms of various parts in the optical receiving circuit 20. When sunlight directly hits the light-receiving diode D1, the amount of light incident on the light-receiving diode D1 is the sum of the light signal component from the transmitter 5 and the sunlight component (FIG. 7A), and flows through the light-receiving diode D1. The photocurrent is the sum of the DC current Idc due to the sunlight component and the signal current Iac due to the optical signal component (FIG. 2B). Also, the NPN transistor Q4
Has a collector current I equal to the DC current Idc.
(c), the signal current Iac obtained by removing the DC current Idc from the photocurrent Id flows from the anode of the light receiving diode D1 to the inverting input terminal (-terminal) of the operational amplifier AMP1. The voltage drop at the feedback resistor Rr is kept small. As a result, the light receiving diode D1 does not reach the saturation region, and the operational amplifier AMP
1 has an output terminal Vo corresponding to the signal current Iac.
(= -Iac × Rr) is obtained (FIG. (D)).

【0010】ここで、NPNトランジスタQ4のコレク
タ電流Icの算出について説明する。図5は図3の光受
信回路20でエミッタ抵抗を除くことなどにより単純化
した回路および各部の電流値を示す図である。ここで、
太陽光あるいはリーク電流による直流電流Idcは図中
A点を流れるものとし、各トランジスタの直流増幅率H
FE(=Ic/Ib)は等しいものとする。同図に示す
電流の流れに従うと、NPNトランジスタQ4のコレク
タ電流Icは数式(1)で表され、直流電流Idcにほ
ぼ等しくなる。尚、直流増幅率HFEは通常、値2に比
べて大きな値である。
Here, the calculation of the collector current Ic of the NPN transistor Q4 will be described. FIG. 5 is a diagram showing a simplified circuit by removing the emitter resistance in the optical receiving circuit 20 of FIG. 3 and the current value of each part. here,
The DC current Idc caused by sunlight or leak current flows at point A in the figure, and the DC amplification factor H of each transistor.
FE (= Ic / Ib) is assumed to be equal. According to the current flow shown in the figure, the collector current Ic of the NPN transistor Q4 is represented by the equation (1), and is substantially equal to the DC current Idc. Note that the DC amplification factor HFE is generally a large value compared to the value 2.

【数1】Ic=Idc・(HFE/(2+HFE))2 このように、受光ダイオードD1に光信号あるいは太陽
光が入射すると光電流Idが流れるが、その平滑化され
た直流電流(平均値)IdcはグランドGNDに流れ、
演算増幅器AMP1のフィードバック抵抗Rr側に流れ
ないので、A点の平均電位は変化せずに基準電圧Vxと
なり、演算増幅器AMP1は光信号に応じた電圧を出力
する。
Ic = Idc · (HFE / (2 + HFE)) 2 As described above, when an optical signal or sunlight enters the light receiving diode D1, a photocurrent Id flows, and the smoothed DC current (average value) Idc flows to ground GND,
Since the current does not flow to the feedback resistor Rr side of the operational amplifier AMP1, the average potential at the point A does not change and becomes the reference voltage Vx, and the operational amplifier AMP1 outputs a voltage corresponding to the optical signal.

【0011】図6は光受信回路20の光信号出力と太陽
光の光量との関係を示すグラフである。光受信回路20
では、前述したように受光ダイオードD1を通過した光
電流のうち太陽光成分による直流電流IdcはNPNト
ランジスタQ4側に流れ、フィードバック抵抗Rrに流
れないので、受光ダイオードD1は飽和領域に達しな
い。したがって、太陽光が直接受光ダイオードD1に入
射しても光信号出力は変化しない(図中実線a)。一
方、従来の光受信回路では太陽光の光量が所定光量以上
になると、受光ダイオードは飽和領域に達してショート
状態となるので、光信号出力は得られなくなる(図中破
線b)。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the light signal output of the light receiving circuit 20 and the amount of sunlight. Optical receiving circuit 20
Then, as described above, the DC current Idc due to the sunlight component of the photocurrent that has passed through the light receiving diode D1 flows to the NPN transistor Q4 side and does not flow to the feedback resistor Rr, so that the light receiving diode D1 does not reach the saturation region. Therefore, even if sunlight directly enters the light receiving diode D1, the optical signal output does not change (solid line a in the figure). On the other hand, in the conventional light receiving circuit, when the light amount of sunlight exceeds a predetermined light amount, the light receiving diode reaches a saturation region and enters a short-circuit state, so that an optical signal output cannot be obtained (broken line b in the figure).

【0012】図7は第2の実施の形態における光受信回
路の構成を示す回路図である。前記第1の実施形態と同
一の構成要素については同一の番号を付してその説明を
省略する。前記第1の実施形態では、トランジスタQ4
のコレクタ電流Icと直流電流Idcとの比は数式
(1)により(HFE/(2+HFE))2 となり、ト
ランジスタQ4のコレクタ電流Icは直流電流Idcに
比べて僅かに小さい。第2の実施形態ではPNPトラン
ジスタQ5およびNPNトランジスタQ6をそれぞれP
NPトランジスタQ2、NPNトランジスタQ3のベー
スコレクタ間に設けることによりトランジスタQ4のコ
レクタ電流Icを直流電流Idcに近付ける。すなわ
ち、PNPトランジスタQ1、Q2のベースからPNP
トランジスタQ2のコレクタ側に流れ込む電流を減ら
し、NPNトランジスタQ3のコレクタからNPNトラ
ンジスタQ3、Q4のベースに流れる電流を減らすこと
により、数式(2)に示す通りトランジスタQ4のコレ
クタ電流Icを直流電流Idcにより近い値にすること
ができる。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of an optical receiving circuit according to the second embodiment. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the first embodiment, the transistor Q4
Is (HFE / (2 + HFE)) 2 according to equation (1), and the collector current Ic of the transistor Q4 is slightly smaller than the DC current Idc. In the second embodiment, the PNP transistor Q5 and the NPN transistor Q6 are
By providing the transistor between the base and the collector of the NP transistor Q2 and the base and the collector of the NPN transistor Q3, the collector current Ic of the transistor Q4 approaches the DC current Idc. That is, PNP is applied from the bases of the PNP transistors Q1 and Q2.
By reducing the current flowing into the collector of the transistor Q2 and the current flowing from the collector of the NPN transistor Q3 to the bases of the NPN transistors Q3 and Q4, the collector current Ic of the transistor Q4 can be reduced by the DC current Idc as shown in the equation (2). Can be close.

【0013】[0013]

【数2】 (Equation 2)

【0014】図8は他の光受信回路の構成を示す回路図
である。図3の光受信回路20と同一の構成要素につい
ては同一の番号が付されている。この光受信回路では、
受光ダイオードD1と演算増幅器AMP1の反転入力端
子との間にコンデンサC3が設けられており、低域成分
をカットしている。これにより太陽光やリーク電流など
により直流成分が演算増幅器AMP1側に流れ込むこと
を防止する。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of another optical receiving circuit. The same components as those of the optical receiving circuit 20 of FIG. 3 are denoted by the same reference numerals. In this optical receiving circuit,
A capacitor C3 is provided between the light receiving diode D1 and the inverting input terminal of the operational amplifier AMP1 to cut low frequency components. This prevents a DC component from flowing into the operational amplifier AMP1 due to sunlight, leak current, or the like.

【0015】図9は他の光受信回路の構成を示す回路図
である。この光受信回路では、受光ダイオードD1が演
算増幅器AMP1の−端子よりグランドGND側に設け
られ、さらにNPNトランジスタQ4のコレクタ端子お
よびグランドGND間にコンデンサC1が設けられてい
る。この場合、NPNトランジスタQ4、Q3およびP
NPトランジスタQ1が電流検出部を形成し、PNPト
ランジスタQ2が電流源を形成する。このように受光ダ
イオードD1およびコンデンサC1をグランドGND側
に設けた場合でも前記第1の実施形態と同一の作用効果
を有する。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of another optical receiving circuit. In this optical receiving circuit, the light receiving diode D1 is provided on the ground GND side from the minus terminal of the operational amplifier AMP1, and a capacitor C1 is provided between the collector terminal of the NPN transistor Q4 and the ground GND. In this case, NPN transistors Q4, Q3 and P
The NP transistor Q1 forms a current detector, and the PNP transistor Q2 forms a current source. Thus, even when the light receiving diode D1 and the capacitor C1 are provided on the ground GND side, the same operation and effect as those of the first embodiment are obtained.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明の光受信回路によれば、平滑部に
より受光ダイオードのカソード側に流れる光電流を平滑
化し、電流検出部により平滑化された光電流を検出し、
検出された光電流とほぼ等しい電流を電流源により前記
受光ダイオードのアノード側からグランドへ流すように
したので、光電流が増加しても受光ダイオードが飽和す
ることなく光信号を受信できる。したがって、太陽光の
直接入射やリーク電流の増加などの影響を受けにくい光
受信回路を実現できる。請求項2に記載の光受信回路に
よれば、前記平滑化部は電源および前記カソード間に接
続されたコンデンサを有するローパスフィルタから形成
されるので、平滑部の構成を簡単にできる。また、本発
明の光受信回路によれば、前記電流検出部は、コレクタ
およびエミッタが前記コンデンサと並列に接続された第
1のPNPトランジスタと、該第1のPNPトランジス
タとベース同士が接続された第2のPNPトランジスタ
と、該第2のPNPトランジスタとコレクタ同士が接続
されエミッタが接地された第1のNPNトランジスタと
を備え、前記電流源は、該第1のNPNトランジスタと
ベース同士が接続され、前記アノードにコレクタが接続
され、エミッタが接地された第2のNPNトランジスタ
を備えたので、第1、第2のPNPトランジスタおよび
第1、第2のNPNトランジスタにそれぞれ特性が揃っ
たものを採用することで電流源の電流を、平滑化された
光電流に近づけることができる。
According to the optical receiving circuit of the present invention, the photocurrent flowing to the cathode side of the light receiving diode is smoothed by the smoothing section, and the smoothed photocurrent is detected by the current detecting section.
Since a current substantially equal to the detected photocurrent is caused to flow from the anode side of the light-receiving diode to the ground by the current source, an optical signal can be received without saturation of the light-receiving diode even when the photocurrent increases. Therefore, it is possible to realize an optical receiving circuit that is hardly affected by direct incidence of sunlight, increase in leak current, and the like. According to the optical receiving circuit of the second aspect, the smoothing unit is formed from the low-pass filter having the capacitor connected between the power supply and the cathode, so that the configuration of the smoothing unit can be simplified. Further, according to the optical receiving circuit of the present invention, the current detecting section includes a first PNP transistor having a collector and an emitter connected in parallel with the capacitor, and the first PNP transistor and a base connected to each other. A second PNP transistor; and a first NPN transistor having a collector connected to the second PNP transistor and having an emitter grounded, and the current source has a base connected to the first NPN transistor. And a second NPN transistor having a collector connected to the anode and an emitter grounded, so that the first and second PNP transistors and the first and second NPN transistors having the same characteristics are employed. By doing so, the current of the current source can be approximated to the smoothed photocurrent.

【0017】また、本発明の光受信回路によれば、前記
第1および第2のPNPトランジスタのベースにエミッ
タが接続され、前記第1のPNPトランジスタのコレク
タにベースが接続された第3のPNPトランジスタと、
前記第1および第2のNPNトランジスタのベースにエ
ミッタが接続され、第1のNPNトランジスタのコレク
タにベースが接続された第3のNPNトランジスタとを
備えるので、第1および第2のPNPトランジスタのベ
ースから第1のPNPトランジスタのコレクタ側に流れ
込む電流を減らし、第2のNPNトランジスタのコレク
タから第1および第2のNPNトランジスタのベースに
流れる電流を減らすことにより、電流源の電流を、平滑
化された光電流により一層近い値にすることができる。
また、本発明の光受信回路によれば、前記負帰還増幅器
の入力端子および前記受光ダイオードのアノード間に低
域カットコンデンサを設けるので、低域成分をカットす
ることにより太陽光やリーク電流などによる直流成分が
帰還増幅器側に流れ込むことを防止できる。また、本発
明の光受信回路によれば、平滑化部により前記受光ダイ
オードのアノード側に流れる光電流を平滑化し、電流検
出部により該平滑化された光電流を検出し、電流源によ
り該検出された光電流とほぼ等しい電流を前記受光ダイ
オードのカソード側に供給するので、光電流が増加して
も受光ダイオードが飽和することなく光信号を受信でき
る。
According to the optical receiving circuit of the present invention, the third PNP in which the emitters are connected to the bases of the first and second PNP transistors, and the bases are connected to the collectors of the first PNP transistors. Transistors and
A third NPN transistor having an emitter connected to the base of the first and second NPN transistors and a base connected to the collector of the first NPN transistor, so that the bases of the first and second PNP transistors are The current flowing from the current source to the collector of the first PNP transistor is reduced, and the current flowing from the collector of the second NPN transistor to the bases of the first and second NPN transistors is reduced. The value can be made closer to the photocurrent.
Further, according to the light receiving circuit of the present invention, a low-frequency cut capacitor is provided between the input terminal of the negative feedback amplifier and the anode of the light-receiving diode. DC components can be prevented from flowing into the feedback amplifier. Further, according to the optical receiving circuit of the present invention, the photocurrent flowing to the anode side of the light receiving diode is smoothed by the smoothing unit, the smoothed photocurrent is detected by the current detecting unit, and the detection is performed by the current source. Since a current substantially equal to the generated photocurrent is supplied to the cathode side of the light receiving diode, even if the photocurrent increases, the light receiving diode can receive an optical signal without being saturated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】光送受信システムの構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an optical transmission / reception system.

【図2】光受信回路20の基本的構成を示すブロック図
である。
FIG. 2 is a block diagram showing a basic configuration of an optical receiving circuit 20.

【図3】光受信回路20の具体的構成を示す回路図であ
る。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration of an optical receiving circuit 20.

【図4】光受信回路20における各部の信号波形を示す
タイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing signal waveforms at various parts in the optical receiving circuit 20.

【図5】図3の光受信回路20でエミッタ抵抗を除くこ
となどにより単純化した回路および各部の電流値を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing a simplified circuit by removing an emitter resistor in the optical receiving circuit 20 of FIG. 3 and a current value of each part.

【図6】光受信回路20の光信号出力と太陽光の光量と
の関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the optical signal output of the optical receiving circuit 20 and the amount of sunlight.

【図7】第2の実施の形態における光受信回路の構成を
示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a configuration of an optical receiving circuit according to a second embodiment.

【図8】他の光受信回路の構成を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of another optical receiving circuit.

【図9】他の光受信回路の構成を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of another optical receiving circuit.

【図10】従来の光受信回路の基本的構成を示す回路図
である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a basic configuration of a conventional optical receiving circuit.

【図11】低域カットコンデンサが付加された従来の光
受信回路の構成を示す回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional optical receiving circuit to which a low-frequency cut capacitor is added.

【図12】受光ダイオードの一般的な動作特性を示す図
である。
FIG. 12 is a diagram showing general operating characteristics of a light receiving diode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20……光受信回路、26……ローパスフィルタ、28
……電流検出部、29……電流源、D1……受光ダイオ
ード、Rr……フィードバック抵抗,AMP1……演算
増幅器、C1,C3……コンデンサ、Q1,Q2,Q
3,Q4,Q5,Q6……トランジスタ。
20: optical receiving circuit, 26: low-pass filter, 28
... Current detector, 29 current source, D1 light receiving diode, Rr feedback resistance, AMP1 operational amplifier, C1, C3, capacitor, Q1, Q2, Q
3, Q4, Q5, Q6 ... transistors.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04B 10/14 10/04 10/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H04B 10/14 10/04 10/06

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 逆バイアスされた受光ダイオードと、 該受光ダイオードのアノードに入力端子が接続された負
帰還増幅器と、 該負帰還増幅器の出力端子および前記入力端子間に介在
するフィードバック抵抗とを備えた光受信回路におい
て、 前記受光ダイオードのカソード側に流れる光電流を平滑
化する平滑化部と、 該平滑化された光電流を検出する電流検出部と、 該検出された光電流とほぼ等しい電流を前記受光ダイオ
ードのアノード側からグランド側へ流す電流源と、 を備えたことを特徴とする光受信回路。
A negative feedback amplifier having an input terminal connected to an anode of the light receiving diode; a feedback resistor interposed between an output terminal of the negative feedback amplifier and the input terminal; In the optical receiving circuit, a smoothing unit for smoothing a photocurrent flowing to the cathode side of the light receiving diode, a current detecting unit for detecting the smoothed photocurrent, and a current substantially equal to the detected photocurrent And a current source for causing a current to flow from the anode side of the light-receiving diode to the ground side.
【請求項2】 前記平滑化部は電源および前記カソード
間に接続されたコンデンサを有するローパスフィルタか
ら構成されることを特徴とする請求項1記載の光受信回
路。
2. The optical receiving circuit according to claim 1, wherein said smoothing unit comprises a low-pass filter having a capacitor connected between a power supply and said cathode.
【請求項3】 前記電流検出部は、第1のPNPトラン
ジスタのコレクタ、ベースと第2のPNPトランジスタ
のベースと受光ダイオードのカソードが接続され、又、
第1及び第2のPNPトランジスタのエミッタは電源に
接続される。第2のPNPトランジスタのコレクタと第
1のNPNトランジスタのコレクタ、ベースと第2のN
PNトランジスタのベースが接続され、第1及び第2の
NPNトランジスタのエミッタは接地され、第2のNP
Nトランジスタのコレクタが受光ダイオードのアノード
に接続されたことを特徴とする請求項2記載の光受信回
路。
3. The current detector, wherein a collector and a base of a first PNP transistor are connected to a base of a second PNP transistor and a cathode of a light-receiving diode.
The emitters of the first and second PNP transistors are connected to a power supply. The collector of the second PNP transistor, the collector and the base of the first NPN transistor, and the second NPN transistor
The bases of the PN transistors are connected, the emitters of the first and second NPN transistors are grounded, and the second NP
3. The light receiving circuit according to claim 2, wherein a collector of the N transistor is connected to an anode of the light receiving diode.
【請求項4】 前記第1および第2のPNPトランジス
タのベースにエミッタが接続され、前記第1のPNPト
ランジスタのコレクタにベースが接続された第3のPN
Pトランジスタ(コレクタは接地)と、前記第1および
第2のNPNトランジスタのベースにエミッタが接続さ
れ、第1のNPNトランジスタのコレクタにベースが接
続された第3のNPNトランジスタ(コレクタは電源に
接続)とを備えたことを特徴とする請求項3記載の光受
信回路。
4. A third PN transistor having an emitter connected to the bases of the first and second PNP transistors and a base connected to the collectors of the first PNP transistors.
A P transistor (collector is grounded) and a third NPN transistor (collector connected to a power supply) whose emitter is connected to the bases of the first and second NPN transistors and whose base is connected to the collector of the first NPN transistor 4. The optical receiving circuit according to claim 3, further comprising:
【請求項5】 前記負帰還増幅器の入力端子および前記
受光ダイオードのアノード間に低域カットコンデンサを
設けたことを特徴とする請求項1記載の光受信回路。
5. The optical receiving circuit according to claim 1, wherein a low-frequency cut capacitor is provided between an input terminal of the negative feedback amplifier and an anode of the light receiving diode.
【請求項6】 逆バイアスされた受光ダイオードと、 該受光ダイオードのカソードに入力端子が接続された負
帰還増幅器と、 該負帰還増幅器の出力端子および前記入力端子間に介在
するフィードバック抵抗とを備えた光受信回路におい
て、 前記受光ダイオードのアノード側に流れる光電流を平滑
化する平滑化部と、 該平滑化された光電流を検出する電流検出部と、 該検出された光電流とほぼ等しい電流を前記受光ダイオ
ードのカソード側からグランド側へ流す電流源と、 を備えたことを特徴とする光受信回路。
6. A reverse-biased light-receiving diode, a negative feedback amplifier having an input terminal connected to a cathode of the light-receiving diode, and a feedback resistor interposed between an output terminal of the negative feedback amplifier and the input terminal. In the optical receiving circuit, a smoothing unit for smoothing a photocurrent flowing to the anode side of the light receiving diode, a current detecting unit for detecting the smoothed photocurrent, and a current substantially equal to the detected photocurrent And a current source for causing a current to flow from the cathode side of the light-receiving diode to the ground side.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006099899A1 (en) * 2005-03-21 2006-09-28 Helix Ag Symmetrical optical receiver
JP2011216951A (en) * 2010-03-31 2011-10-27 Tdk Corp Current control circuit
JP2011228914A (en) * 2010-04-19 2011-11-10 Toshiba Corp Photodetection circuit and electronic device therewith
JP2014192898A (en) * 2013-03-26 2014-10-06 Excelitas Canada Inc Optical receiver with fast recovery time

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