JPH10190385A - 増幅回路ユニットおよび増幅回路 - Google Patents

増幅回路ユニットおよび増幅回路

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JPH10190385A
JPH10190385A JP8349810A JP34981096A JPH10190385A JP H10190385 A JPH10190385 A JP H10190385A JP 8349810 A JP8349810 A JP 8349810A JP 34981096 A JP34981096 A JP 34981096A JP H10190385 A JPH10190385 A JP H10190385A
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amplifier circuit
signal
circuit
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peak value
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JP8349810A
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Hitoshi Uno
均 宇野
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
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    • H03F3/04Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 差動入力信号に対して瞬時にオフセット補償
を行い、一定振幅の信号を出力でき、かつ同符号連続に
対して高い耐力を有するようにする。 【解決手段】 差動入力信号の一方の信号を入力する入
力端子INeと、他方の信号を入力する入力端子INo
と、前記一方の入力端子INeに入力された電圧信号の
データ入力期間における直流値と前記他方の入力端子I
Noに入力された電圧信号のデータ入力期間における直
流値とを等しくして出力するオフセット補償回路A11
と、このオフセット補償回路A11の差動出力信号を入力
信号とし、線形領域で増幅しながら出力信号振幅を一定
に保つ振幅制限増幅回路A12と、差動出力信号の一方の
信号を出力する出力端子OUTeと、他方の信号を出力
する出力端子OUToを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光受信回路に適用
され、特にバースト信号を増幅するための増幅回路ユニ
ット、およびその増幅回路ユニットを複数用いた増幅回
路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ディジタル通信システムにおいては、
減衰した信号を増幅する光受信回路部が不可欠である。
この光受信回路部には、フォトダイオードによって光信
号を電流信号に変換した後、この電流信号を電圧信号に
変換すると共に、論理の識別が可能な電圧振幅まで増幅
する機能が要求される。
【0003】図16は従来の光受信回路の構成を示すブロ
ック図であり、受光素子PD(フォトダイオード)によっ
て光信号hνを電流信号Iinに変換し、この電流信号I
inを前置増幅回路3に入力する。この前置増幅回路3は
電流信号Iinを電圧信号tに変換する。電圧信号tはキ
ャパシタCを介して低域周波数成分が除去され、電圧信
号uとなって主増幅回路4の振幅制限増幅回路41に入力
される。この振幅制限増幅回路41は電圧源Eから供給さ
れる固定電圧vをしきい値として、電圧信号uを増幅
し、論理の識別が可能なパルス信号データ列wを出力す
る。
【0004】すなわち、従来の増幅回路では、入力信号
の低域周波数成分を遮断して、入力信号レベルに係らず
その直流レベルを一定とし、固定しきい値レベルを基準
として、振幅制限増幅回路41によって信号電圧を増幅し
ていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、バー
スト状のデータ信号を用いる光通信方式が検討されてお
り、光受信回路部として、データ入力開始時の高速応答
性が要求されている。
【0006】しかしながら、上述した従来例では、デー
タ入力開始時の高速応答性と同符号連続耐力が両立でき
ないという問題がある。
【0007】図17はキャパシタCを小さい値に設定し、
低域遮断周波数を高くした場合のデータ入力開始時の振
幅制限増幅回路41への入力信号波形(a)と、出力データ
波形(b)の関係を示した説明図であり、図19は図16のキ
ャパシタCを大きい値に設定し、低域遮断周波数を低く
した場合のデータ入力開始時の振幅制限増幅回路41への
入力信号波形(a)と、出力データ波形(b)の関係を示し
た説明図である。低域遮断周波数を高く設定した方が、
直流レベル変動が速く、短期間で入力データuの中間レ
ベルを固定しきい値レベルvに近づけることが可能であ
り、データ入力開始時の歪劣化期間を短くすることがで
きる。
【0008】図18はキャパシタCを小さい値に設定し、
低域遮断周波数を高くした場合の1連続時の振幅制限増
幅回路41への入力信号波形(a)と、出力データ波形(b)
の関係を示した図であり、図20は図16のキャパシタCを
大きい値に設定し、低域遮断周波数を低くした場合の1
連続時の振幅制限増幅回路41への入力信号波形(a)と、
出力データ波形(b)の関係を示した説明図である。図18
では直流レベル変動が速いため、1連続時に出力データ
の論理の反転が生じているのに対し、図20では直流レベ
ル変動が遅く、同符号連続に対して高い耐力を有するこ
とが分かる。
【0009】以上の説明のように、従来例では、低域遮
断周波数を高く設定した場合には、データ入力開始時の
高速応答特性を得られるが、その反面、同符号連続耐力
が低下する。前記条件とは反対に低域遮断周波数を低く
設定した場合には、同符号連続耐力が向上するが、その
反面、データ入力開始時の高速応答特性が失われるとい
うトレードオフの関係が存在する。
【0010】そこで、本発明は、前記従来の問題を解決
し、低域遮断型光受信回路では、一般に相反することに
なるデータ入力開始時の高速応答特性と同符号連続耐力
との両立が実現される増幅回路ユニットおよび増幅回路
を提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る増幅回路ユニットおよび増幅回路は、
差動入力信号波形の正相と逆相とのそれぞれのピーク値
を検出,保持し、正相入力信号とそのピーク値の差と、
逆相入力信号とそのピーク値の差を出力するオフセット
補償回路の後段に、このオフセット補償回路の差動出力
信号を入力信号とし、線形領域で増幅しながら出力信号
振幅を一定に保つ振幅制限増幅回路を備えたものであ
り、このような回路構成により、データ入力開始時の高
速応答特性と同符号連続耐力が両立できることとなる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、差動入力信号の正相入力信号を入力とする第1のピ
ーク値検出・保持回路と、前記差動入力信号の逆相入力
信号を入力とする第2のピーク値検出・保持回路と、前
記正相入力信号と前記第1のピーク値検出・保持回路の
出力信号とを入力として、その差を出力する第1の差動
増幅回路と、前記逆相入力信号と前記第2のピーク値検
出・保持回路の出力信号とを入力として、その差を出力
する第2の差動増幅回路とから構成されるオフセット補
償回路と、前記第1の差動増幅回路の出力信号と第2の
差動増幅回路の出力信号とを入力として、一定振幅の信
号を出力する振幅制限増幅回路とを備えたことを特徴と
する増幅回路ユニットであり、データ入力開始時の高速
応答特性と同符号連続耐力を両立できるという作用を有
する。
【0013】請求項2に記載の発明は、請求項1記載の
増幅回路ユニットにおいて、振幅制限増幅回路が一定の
出力オフセット電圧を有するものであることを特徴とす
る増幅回路ユニットであり、無信号入力期間において、
後段に接続される比較器の出力が常に論理「0」とな
り、符号誤りを起こし難いという作用を有し、かつ請求
項1記載の発明の増幅回路ユニットと同様の作用を有す
る。
【0014】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
された増幅回路ユニットを複数段縦続接続してなること
を特徴とする増幅回路であり、各段の増幅回路ユニット
における集積回路製造時の素子バラツキの発生、あるい
は増幅回路ユニットを構成する各素子の理想動作からの
ずれに起因する出力オフセット電圧を、次段の増幅回路
ユニットで補償することにより、最小受信感度を改善し
て広い入力ダイナミックレンジを実現できるという作用
を有し、かつ請求項1記載の発明の増幅回路ユニットと
同様の作用を有する。
【0015】請求項4に記載の発明は、請求項1に記載
された増幅回路ユニットを複数段縦続接続し、さらにそ
の最終段目の増幅回路ユニットを、請求項2に記載され
た振幅制限増幅回路が一定の出力オフセット電圧を有す
る増幅回路ユニットにしたことを特徴とする増幅回路で
あり、請求項3記載の発明の増幅回路と同様の作用を有
し、かつ請求項2記載の発明の増幅回路ユニットと同様
の作用を有する。
【0016】請求項5に記載の発明は、差動入力信号の
正相入力信号を入力とする第1のピーク値検出・保持回
路と、前記差動入力信号の逆相入力信号を入力とする第
2のピーク値検出・保持回路と、前記正相入力信号と前
記第1のピーク値検出・保持回路の出力信号とを入力と
して、その差を出力する第1の差動増幅回路と、前記逆
相入力信号と前記第2のピーク値検出・保持回路の出力
信号とを入力として、その差を出力する第2の差動増幅
回路とから構成されるオフセット補償回路と、前記第1
の差動増幅回路の出力信号と第2の差動増幅回路の出力
信号とを入力として、一定振幅の信号を出力する振幅制
限増幅回路とを備え、前記第1のピーク値検出・保持回
路と前記第2のピーク値検出・保持回路は、その外部に
リセット信号端子を有し、このリセット端子に印加され
る信号によって、第1のピーク値検出・保持回路の入力
信号と出力信号、および第2のピーク値検出・保持回路
の入力信号と出力信号とが略同電位となるように構成し
たことを特徴とする増幅回路ユニットであり、請求項1
記載の発明の増幅回路ユニットと同様の作用を有し、か
つレベルの大きいバースト信号の直後にレベルの小さい
バースト信号が入力される場合においてもデータ入力開
始時の高速応答が可能であるという作用を有する。
【0017】請求項6に記載の発明は、請求項5記載の
増幅回路ユニットにおいて、振幅制限増幅回路が一定の
出力オフセット電圧を有するものであることを特徴とす
る増幅回路ユニットであり、請求項2記載の発明の増幅
回路ユニットと同様の作用を有し、かつ請求項5記載の
発明の増幅回路ユニットと同様の作用を有する。
【0018】請求項7に記載の発明は、請求項5に記載
された増幅回路ユニットを複数段縦続接続し、各増幅回
路ユニットのリセット信号端子間に遅延回路を設け、1
段目の増幅回路ユニットのリセット信号端子を全増幅回
路ユニットのリセット信号端子としたことを特徴とする
増幅回路であり、請求項3記載の発明の増幅回路と同様
の作用を有し、かつ請求項5記載の発明の増幅回路ユニ
ットと同様の作用も有する。
【0019】請求項8に記載の発明は、請求項5に記載
された増幅回路ユニットを複数段縦続接続し、各増幅回
路ユニットのリセット信号端子間に遅延回路を設け、1
段目の増幅回路ユニットのリセット信号端子を全増幅回
路ユニットのリセット信号端子とし、さらに最終段目の
増幅回路ユニットを、請求項6に記載された振幅制限増
幅回路が一定の出力オフセット電圧を有する増幅回路ユ
ニットにしたことを特徴とする増幅回路であり、請求項
7記載の発明の増幅回路と同様の作用を有し、かつ請求
項6記載の発明の増幅回路ユニットと同様の作用を有す
る。
【0020】以下、本発明に係る増幅回路ユニットおよ
びその増幅回路ユニットを用いた増幅回路の好適な実施
の形態を図面に基づいて説明する。
【0021】図1は本発明の第1実施形態における基本
増幅回路(増幅回路ユニット)A1の構成を示す回路図で
あり、基本増幅回路A1は、差動入力信号の一方の信号
を入力する入力端子INeと、他方の信号を入力する入
力端子INoと、前記一方の入力端子INeに入力された
電圧信号のデータ入力期間における直流値と前記他方の
入力端子INoに入力された電圧信号のデータ入力期間
における直流値とを等しくして出力するオフセット補償
回路A11と、このオフセット補償回路A11の差動出力信
号を入力信号とし、線形領域で増幅しながら出力信号振
幅を一定に保つ振幅制限増幅回路A12と、差動出力信号
の一方の信号を出力する出力端子OUTeと、他方の信
号を出力する出力端子OUToを備えている。
【0022】オフセット補償回路A11は、一方の入力端
子INeに入力された電圧信号のピーク値を検出,保持
する第1のピーク値検出・保持回路A111と、この第1
のピーク値検出・保持回路A111によって検出,保持さ
れた値と一方の入力端子INeに入力された電圧信号の
差を出力する第1の差動増幅回路A113、および他方の
入力端子INoに入力された電圧信号のピーク値を検出
・保持する第2のピーク値検出・保持回路A112と、こ
の第2のピーク値検出・保持回路A112によって検出・
保持された値と他方の入力端子INoに入力された電圧
信号の差を出力する第2の差動増幅回路A114から構成
されている。
【0023】図2は図1の基本増幅回路A1を用いた光
受信回路の一構成例を示す回路図であり、受光素子PD
(フォトダイオード)は光信号hνを電流信号Iinに変換
し、この電流信号Iinを差動出力型前置増幅回路1へ出
力する。差動出力型前置増幅回路1では電流信号Iinを
正相,逆相の電圧信号に変換して増幅する。
【0024】差動出力型前置増幅回路1の出力端は基本
増幅回路A1の入力端子INe,INoに接続され、また
基本増幅回路A1の出力端子OUTe,OUToは比較器
2の入力端に接続されている。そして比較器2は、基本
増幅回路A1により増幅されて出力された直流電位が等
しくかつ互いに逆相の関係にある電圧信号の電圧値を比
較し、論理の識別が可能なパルス信号データ列を出力す
る。
【0025】図3は図2の光受信回路における基本増幅
回路A1の各部の信号波形と比較器2の出力信号波形i
を示す波形図であり、前記各入力信号波形a1,b1の
ピーク値Va1p,Vb1pがそれぞれ図2の各ピーク値検出
・保持回路A111,A112によって検出,保持され、それ
ぞれ差動増幅回路A113,A114へ出力される。そして各
ピーク値検出・保持回路A111,A112の出力信号波形が
c1,d1である。
【0026】各差動増幅回路A113,A114の出力信号波
形e1,f1は、入力信号レベルに関係なく、直流レベ
ルが等しく互いに逆相の信号波形となる。信号波形e
1,f1は、振幅制限増幅回路A12によって増幅されて
信号波形g1,h1となり、さらに比較器2によって電
圧値を比較され、論理の識別が可能なパルス信号データ
列波形iとなって出力される。信号波形iに示したVH
は論理「1」に相当し、VLは論理「0」に相当する。
充電時定数が小さく、放電時定数が大きいピーク値検出
・保持回路A111,A112を用いることで、データ入力開
始時の高速応答特性と同符号連続耐力を両立させること
ができる。
【0027】図2の光受信回路における基本増幅回路A
1では集積回路製造時に生じる素子のバラツキ、あるい
は基本増幅回路A1を構成する各素子の理想動作からの
ずれに起因する出力オフセット電圧が存在することがあ
る。図4は、そのことを例示するための波形図であっ
て、入力信号レベルが小さい場合の基本増幅回路A1の
出力信号波形g1,h1、および比較器2の出力信号波
形iを示しており、図4(b)はg1の直流電位がh1の
直流電位よりも低い場合の各信号波形であり、図4(b)
はg1の直流電位がh1の直流電位よりも高い場合の各
信号波形であって、図4(a)では論理「0」出力時にS
/N劣化に起因するノイズの発生がみられ、図4(b)で
は論理「1」出力時にS/N劣化に起因するノイズの発
生がみられる。
【0028】図5は前記出力オフセット電圧のずれが発
生するという問題を解決するための本発明の第2実施形
態としての増幅回路の回路図であり、図5に示した増幅
回路は、図1に基づいて説明した第1実施形態の基本増
幅回路A1と同様の構成をなす複数の基本増幅回路A1
〜Anが、n段縦続接続されているものであって、具体
的には、以下のように使用される。
【0029】図6は図5に示した第2実施形態における
多段接続増幅回路を2段接続とした場合の増幅回路を用
いた光受信回路の一構成例を示す回路図であり、図2に
基づいて説明した光受信回路における基本増幅回路A1
と比較器2の間に、さらに第2の基本増幅回路A2が接
続されている。
【0030】図7は図6に示した光受信回路の第2の基
本増幅回路A2における各部の信号波形と比較器2の出
力信号波形iを示す波形図であり、各入力信号波形a
2,b2は、第1の基本増幅回路A1に出力オフセット
電圧が存在する場合の入力波形であり、a2とb2との
直流電位が異なっている。入力信号波形a2,b2のピ
ーク値Va2p,Vb2pがそれぞれ図6の各ピーク値検出・
保持回路A211,A212によって検出,保持され、各差動
増幅回路A213,A214に出力される。そして、ピーク値
検出・保持回路A211,A212の出力信号波形がc2,d
2となる。
【0031】差動増幅回路A213,A214の出力信号波形
e2,f2は、入力信号レベルに関係なく、直流レベル
が等しくかつ互いに逆相の信号波形となる。信号波形e
2,f2は振幅制限増幅回路A22によって増幅され、信
号波形g2,h2となり、信号波形g2,h2は比較器
2によって電圧値が比較され、論理の識別が可能なパル
ス信号データ列波形iとなって出力される。
【0032】従って、図6の光受信回路では基本増幅回
路A1の出力オフセット電圧を後段の第2の基本増幅回
路A2が補償することにより、最小受信感度を改善して
広い入力ダイナミックレンジを実現できる。
【0033】以上のことから分かるように、図5に示し
た第2実施形態の多段接続増幅回路では第1実施形態の
回路と同様の効果の他に、各段の基本増幅回路の集積回
路製造時に発生する素子のバラツキ、あるいは基本増幅
回路を構成する各素子の理想動作からのずれに起因する
出力オフセット電圧を、次段の基本増幅回路で補償する
ことによって、最小受信感度を改善して広い入力ダイナ
ミックレンジを実現できるという効果を有する。また縦
続接続したことにより、一段当たりの所要利得を減らす
ことが可能になり、さらに各段の基本増幅回路の要求精
度を大幅に緩和することが可能となる。
【0034】図8は図2の光受信回路における無信号入
力期間の各部の信号波形を図3の各部の信号波形に付加
して示した波形図であり、無信号入力期間において、e
1とf1およびg1とh1の電圧レベルが等しくなり、
出力データにおいて符号誤りが発生している。この無信
号入力期間における符号誤りは、データからクロック周
波数成分を抽出する場合等において、妨害信号となるた
めに問題となることが多い。
【0035】本発明の第3実施形態は、基本的には図1
の第1実施形態の回路と同様の構成であって、前記問題
を解決するためのに、振幅制限増幅回路A12に一定の出
力オフセット電圧を具備させた構成の基本増幅回路であ
る。
【0036】図9は図2の光受信回路に用いられている
振幅制限増幅回路A12に、前記のように一定の出力オフ
セット電圧を具備させた場合の基本増幅回路A1におけ
る各部の信号波形と比較器2の出力信号波形を示す波形
図であり、無信号入力期間において、振幅制限増幅回路
A12の出力信号波形g1,h1の間に一定のオフセット
がかかっており、比較器2の出力には符号誤りが生じ
ず、常に論理「0」が出力される。また前記第1実施形
態の回路と同様の効果を有する。
【0037】本発明の第4実施形態は、図5の第2実施
形態の回路と同様の構成であり、最終段の基本増幅回路
Anの振幅制限増幅回路An2に一定の出力オフセット
電圧を具備させることによって、無信号入力期間におい
て、符号誤りが生じず、常に論理「0」が出力されると
いう第3実施形態の回路と同様の効果を有すると共に、
第2実施形態の回路と同様の効果を有する。
【0038】図10は図2の光受信回路において、レベル
の大きいバースト信号の後に短い間隔を空けてレベルの
小さいバースト信号が入力された場合の各部の信号波形
を示した波形図であり、図2のピーク値検出・保持回路
A112がレベルの大きいバースト信号のピーク値を保持
しているため、その直後に来るレベルの小さいバースト
信号を再生できず、データが消失してしまうという問題
がある。
【0039】図11は前記問題を解決するための本発明の
第5実施形態における基本増幅回路B1の回路図であ
り、この基本増幅回路B1は、差動入力信号の一方の信
号を入力する入力端子INeと、他方の信号を入力する
入力端子INoと、一方の入力端子INoに入力された電
圧信号のデータ入力期間における直流値と他方の入力端
子INoに入力された電圧信号のデータ入力期間におけ
る直流値とを等しくして出力するオフセット補償回路B
11と、このオフセット補償回路B11の差動出力信号を入
力信号とし、線形領域で増幅しながら出力信号振幅を一
定に保つ振幅制限増幅回路A12と、差動出力信号の一方
の信号を出力する出力端子OUTeと、他方の信号を出
力する出力端子OUToを備えている。
【0040】オフセット補償回路B11は、一方の入力端
子INeに入力された電圧信号のピーク値を検出・保持
する一方のピーク値検出・保持回路B111と、この一方
のピーク値検出・保持回路B111によって検出,保持さ
れた値と一方の入力端子INeに入力された電圧信号の
差を出力する第1の差動増幅回路A113、および他方の
入力端子INoに入力された電圧信号のピーク値を検
出,保持する第2のピーク値検出・保持回路B112と、
この第2のピーク値検出・保持回路B112によって検
出,保持された値と他方の入力端子INoに入力された
電圧信号の差を出力する第2の差動増幅回路A114から
構成されている。
【0041】第1のピーク値検出・保持回路B111と第
2のピーク値検出・保持回路B112は、外部に共通のリ
セット信号端子Vresetを有し、このリセット端子Vres
etに印加される信号によって、各ピーク値検出・保持回
路B111,B112の入力信号と出力信号とがほぼ同電位に
なる。
【0042】図12は図11に示した第5実施形態における
基本増幅回路B1を用いた光受信回路の一構成例を示す
回路図であり、受光素子PD(フォトダイオード)は光信
号hνを電流信号Iinに変換し、この電流信号Iinを差
動出力型前置増幅回路1へ出力する。差動出力型前置増
幅回路1は、電流信号Iinを正相,逆相の電圧信号に変
換して増幅する。差動出力型前置増幅回路1の出力端は
基本増幅回路B1の各入力端子INe,INoに接続さ
れ、基本増幅回路B1の各出力端子OUTe,OUToは
比較器2の入力端に接続される。比較器2は、基本増幅
回路B1により増幅されて出力された直流電位が等しく
かつ互いに逆相の関係にある電圧信号の電圧値を比較
し、論理の識別が可能なパルス信号データ列を出力す
る。
【0043】図13は図12の光受信回路において、レベル
の大きいバースト信号の後に短い間隔を空けてレベルの
小さいバースト信号が入力された場合の基本増幅回路B
1における各部の信号波形と比較器2の出力信号波形i
を示す波形図であり、入力信号波形j1,k1のピーク
値が、それぞれ図12のピーク値検出・保持回路B111,
B112って検出,保持され、差動増幅回路A113,A114
へそれぞれ出力される。各ピーク値検出・保持回路B11
1,B112の出力信号波形がそれぞれl1とm1である。
第1のピーク値検出・保持回路B111において、まず、
レベルの大きい前バースト信号のピーク値Vk1p1が検
出,保持されるが、バースト信号間の無信号入力期間に
おいて、リセット端子Vresetにリセット信号r1を入
力して第1のピーク値検出・保持回路B111の入力信号
電圧と出力信号電圧を等しくすることにより、レベルの
小さい次バースト信号のピーク値Vk1p2を正確に検出,
保持することが可能となる。
【0044】図13では入力信号波形j1のピーク値は前
バーストと次バーストでは変化していないが、電源電圧
変動や光送出部におけるバイアス光が変動することも考
えられるため、第2のピーク値検出・保持回路B112
は、第1のピーク値検出・保持回路B111と同様に、リ
セット信号r1により入力信号電圧と出力信号電圧を等
しくする必要がある。各差動増幅回路A113,A114の出
力信号波形がそれぞれn1とo1であり、信号波形n
1,o1は振幅制限増幅回路A12によって増幅され、信
号波形p1,q1となり、信号波形p1,q1は比較器
2によって電圧値を比較され、論理の識別が可能なパル
ス信号データ列波形sとなって出力する。各バースト期
間においてn1とo1,p1とq1の直流レベルは等し
く、レベルの大きいバースト信号の後に短い間隔を空け
て入力されるレベルの小さいバースト信号を再生するこ
とが可能となっている。また、この第5実施形態におけ
る基本増幅回路B1を用いた光受信回路でも、第1実施
形態の回路と同様の効果を有する。
【0045】図14は本発明の第6実施形態における増幅
回路を示す回路図であり、図14における増幅回路は、図
11の第5実施形態における基本増幅回路B1と同様の構
成の基本増幅回路B1〜Bnがn段縦続接続されてお
り、各基本増幅回路B1〜Bnのリセット信号端子Vre
set間に遅延回路C1〜Cn-1が付加され、1段目の基
本増幅回路B1のリセット信号端子を、全体のリセット
信号端子Vresetとしている。
【0046】このため、全段を同時にリセットすると、
各段の回路の出力が同時に変化するため、2段目以降の
回路では前段出力の応答特性の影響を受け、正しくリセ
ットが行われない可能性がある。そのため、初段からリ
セット動作を順次施し、各段が正しく初期状態にリセッ
トできるように、前記のように遅延回路C1〜Cn-1
を挿入してある。
【0047】図14の多段接続増幅回路では、図5の第2
実施形態の回路と同様の効果を有すると共に、図11の第
5実施形態の回路と同様の効果を有する。
【0048】本発明の第7実施形態は、基本構成が図11
の第5実施形態と同様の構成であり、振幅制限増幅回路
A12に一定の出力オフセット電圧を具備させた基本増幅
回路である。図15は第7実施形態の基本増幅回路を図12
の回路に用いた光受信回路における各部の信号波形を示
す波形図であり、この波形図から分かるように、無信号
入力期間において、符号誤りが生じず、常に論理「0」
が出力されるという第3実施形態の回路と同様の効果を
有すると共に、第5実施形態の回路と同様の効果を有す
る。
【0049】本発明の第8実施形態は、基本構成が図14
の第6実施形態と同様の構成であり、n段縦続接続され
た基本増幅回路B1〜Bnにおける最終段の基本増幅回
路Bnの振幅制限増幅回路An2に一定の出力オフセッ
ト電圧を具備させることによって、無信号入力期間にお
いて、符号誤りが生じず、常に論理「0」を出力するこ
とが可能であるという、第3実施形態の回路および第5
実施形態の回路と同様の効果を有する。
【0050】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る増幅
回路ユニットおよび増幅回路によれば、差動入力信号波
形の正相,逆相それぞれのピーク値を検出,保持し、正
相入力信号とそのピーク値の差と、逆相入力信号とその
ピーク値の差を出力するオフセット補償回路の後段に、
このオフセット補償回路の差動出力信号を入力信号と
し、増幅しながら出力信号振幅を一定に保つ振幅制限増
幅回路を備えたことにより、データ入力開始時の高速な
応答特性と同符号連続耐力が両立でき、かつ瞬時に変化
する信号レベルに対して高速追従が可能な光受信回路用
増幅回路を実現できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態,第3実施形態における
基本増幅回路を示す回路図である。
【図2】図1に示した第1実施形態,第3実施形態にお
ける基本増幅回路を用いた光受信回路の一構成例を示す
回路図である。
【図3】図2に示した第1実施形態における基本増幅回
路を用いた光受信回路の各部の信号波形を示す波形図で
ある。
【図4】図2に示した第1実施形態における基本増幅回
路を用いた光受信回路において、基本増幅回路の出力に
直流オフセットが存在する場合の問題点を説明するため
の説明図である。
【図5】本発明の第2実施形態,第4実施形態における
多段増幅回路を示す回路図である。
【図6】図5に示した第2実施形態,第4実施形態にお
ける多段増幅回路(2段の場合)を用いた光受信回路の
一構成例を示す回路図である。
【図7】図6に示した第2実施形態における多段増幅回
路(2段の場合)を用いた光受信回路の各部の信号波形
を示す波形図である。
【図8】図2に示した第1実施形態における基本増幅回
路を用いた光受信回路の各部の信号波形に、無信号入力
期間における各部の信号波形を付加した波形図である。
【図9】図6に示した第4実施形態における多段増幅回
路(2段の場合)を用いた光受信回路の各部の信号波形を
示す波形図である。
【図10】図2に示した第1実施形態における基本増幅
回路を用いた光受信回路において、入力信号レベルが瞬
時に小さくなった場合の問題点を説明するための説明図
である。
【図11】本発明の第5実施形態,第7実施形態におけ
る基本増幅回路を示す回路図である。
【図12】図11に示した第5実施形態,第7実施形態に
おける基本増幅回路を用いた光受信回路の一構成例を示
す回路図である。
【図13】図12に示した第5実施形態における基本増幅
回路を用いた光受信回路の各部の信号波形を示す波形図
である。
【図14】本発明の第6実施形態,第8実施形態におけ
る多段増幅回路を示す回路図である。
【図15】図12に示した第7実施形態における基本増幅
回路を用いた光受信回路の各部の信号波形を示す波形図
である。
【図16】従来の光受信回路を示す回路図である。
【図17】従来の光受信回路における低域遮断周波数を
高く設定した場合のデータ入力開始時の振幅制限増幅回
路入力信号波形(a)と出力データ波形(b)の関係図であ
る。
【図18】従来の光受信回路における低域遮断周波数を
高く設定した場合の1連続時の振幅制限増幅回路入力信
号波形(a)と出力データ波形(b)の関係図である。
【図19】従来の光受信回路における低域遮断周波数を
低く設定した場合のデータ入力開始時の振幅制限増幅回
路入力信号波形(a)と出力データ波形(b)の関係図であ
る。
【図20】従来の光受信回路における低域遮断周波数を
低く設定した場合の1連続時の振幅制限増幅回路入力信
号波形(a)と出力データ波形(b)の関係図である。
【符号の説明】
1…差動出力型前置増幅回路、 2…比較器、 A1〜
An…基本増幅回路、A11〜An1…オフセット補償回
路、 A111〜An11…ピーク値検出・保持回路、 A1
12〜An12…ピーク値検出・保持回路、 A113〜An1
3…差動増幅回路、 A114〜An14…差動増幅回路、
A12〜An2…振幅制限増幅回路、B1〜Bn…基本増
幅回路、 B11〜Bn1…オフセット補償回路、 B11
1〜Bn11…ピーク値検出・保持回路、 B112〜Bn12
…ピーク値検出・保持回路、 PD…受光素子(フォト
ダイオード)、 Vreset…リセット信号端子、 C1〜
Cn-1…遅延回路。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 差動入力信号の正相入力信号を入力とす
    る第1のピーク値検出・保持回路と、前記差動入力信号
    の逆相入力信号を入力とする第2のピーク値検出・保持
    回路と、前記正相入力信号と前記第1のピーク値検出・
    保持回路の出力信号とを入力として、その差を出力する
    第1の差動増幅回路と、前記逆相入力信号と前記第2の
    ピーク値検出・保持回路の出力信号とを入力として、そ
    の差を出力する第2の差動増幅回路とから構成されるオ
    フセット補償回路と、 前記第1の差動増幅回路の出力信号と第2の差動増幅回
    路の出力信号とを入力として、一定振幅の信号を出力す
    る振幅制限増幅回路と、を備えたことを特徴とする増幅
    回路ユニット。
  2. 【請求項2】 前記振幅制限増幅回路が一定の出力オフ
    セット電圧を有するものであることを特徴とする請求項
    1記載の増幅回路ユニット。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載された増幅回路ユニット
    を複数段縦続接続してなることを特徴とする増幅回路。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載された増幅回路ユニット
    を複数段縦続接続し、さらにその最終段目の増幅回路ユ
    ニットを、請求項2に記載された振幅制限増幅回路が一
    定の出力オフセット電圧を有する増幅回路ユニットにし
    たことを特徴とする増幅回路。
  5. 【請求項5】 差動入力信号の正相入力信号を入力とす
    る第1のピーク値検出・保持回路と、前記差動入力信号
    の逆相入力信号を入力とする第2のピーク値検出・保持
    回路と、前記正相入力信号と前記第1のピーク値検出・
    保持回路の出力信号とを入力として、その差を出力する
    第1の差動増幅回路と、前記逆相入力信号と前記第2の
    ピーク値検出・保持回路の出力信号とを入力として、そ
    の差を出力する第2の差動増幅回路とから構成されるオ
    フセット補償回路と、 前記第1の差動増幅回路の出力信号と第2の差動増幅回
    路の出力信号とを入力として、一定振幅の信号を出力す
    る振幅制限増幅回路とを備え、 前記第1のピーク値検出・保持回路と前記第2のピーク
    値検出・保持回路は、 その外部にリセット信号端子を有し、このリセット端子
    に印加される信号によって、第1のピーク値検出・保持
    回路の入力信号と出力信号、および第2のピーク値検出
    ・保持回路の入力信号と出力信号とが略同電位となるよ
    うに構成したことを特徴とする増幅回路ユニット。
  6. 【請求項6】 前記振幅制限増幅回路が一定の出力オフ
    セット電圧を有するものであることを特徴とする請求項
    5記載の増幅回路ユニット。
  7. 【請求項7】 請求項5に記載された増幅回路ユニット
    を複数段縦続接続し、各増幅回路ユニットのリセット信
    号端子間に遅延回路を設け、1段目の増幅回路ユニット
    のリセット信号端子を全増幅回路ユニットのリセット信
    号端子としたことを特徴とする増幅回路。
  8. 【請求項8】 請求項5に記載された増幅回路ユニット
    を複数段縦続接続し、各増幅回路ユニットのリセット信
    号端子間に遅延回路を設け、1段目の増幅回路ユニット
    のリセット信号端子を全増幅回路ユニットのリセット信
    号端子とし、さらに最終段目の増幅回路ユニットを、請
    求項6に記載された振幅制限増幅回路が一定の出力オフ
    セット電圧を有する増幅回路ユニットにしたことを特徴
    とする増幅回路。
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