JPH10294622A - 受信回路 - Google Patents
受信回路Info
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- JPH10294622A JPH10294622A JP9104408A JP10440897A JPH10294622A JP H10294622 A JPH10294622 A JP H10294622A JP 9104408 A JP9104408 A JP 9104408A JP 10440897 A JP10440897 A JP 10440897A JP H10294622 A JPH10294622 A JP H10294622A
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Abstract
がら、入力信号として入力されるバースト信号のデュー
ティに関わらず、安定した2値信号を出力し得る受信回
路を提供する。 【解決手段】第一の増幅器11は、入力信号VA を増幅
する。第二の増幅器13は、第一の増幅器11の入出力
端子間に接続され、該増幅器11の出力信号VCに基づ
いて、入力信号VA のオフセット電圧を解消するように
動作する。制御回路14は、入力信号VA とあらかじめ
設定された基準信号VF とを比較して、該入力信号VA
と基準信号VF との電位差が所定値以上となったとき、
第二の増幅器13の動作を制限する。
Description
電圧を自動調節する機能を備えた増幅器に関するもので
ある。
した光通信システムや、空間を介した赤外線による光通
信システムが実用化されている。このような光通信シス
テムでは、受信回路において受信光が電気信号に変換さ
れ、その電気信号が増幅器で増幅され、かつ2値信号に
波形整形されて、内部回路に出力される。受信精度を向
上させるために、受信回路を構成する増幅器の動作を安
定させる必要がある。
図7に示すように、振幅及びデューテイが大きく変化す
るバースト信号が入力信号VA として入力される。この
ような入力信号VA が入力される受信回路の第一の従来
例を図8に示す。
力信号VA が入力される。この入力信号VA は、受信し
た光をフォトダイオード(図示しない)で電気信号に変
換したものである。
直流基準電圧VF が入力信号VB として入力される。そ
して、増幅器1は入力信号VA ,VB の電位差を増幅し
た出力信号VC を出力する。
のプラス側入力端子に直接あるいはゲインが不足すると
きには複数段の増幅器を介して入力される。前記比較器
2のマイナス側入力端子には、しきい値VTHが入力され
る。そして、比較器2は入力信号VC をしきい値VTHに
基づいて2値化した出力信号VX を出力する。前記しき
い値VTHは、入力信号VA ,VB が同電位となったとき
の増幅器1の出力信号VC 、すなわち直流基準電圧VF
と同一レベルに設定される。
いて入力信号VA ,VB の電位差を増幅して出力するた
め、入力信号VA の直流成分と入力信号VB との電位差
が大きい場合には、その直流成分の電位差も増幅して出
力する。
直流成分が増大して比較器2のしきい値VTHと大きくか
け離れると、比較器2では増幅器1の出力信号VC を正
確に2値化できなくなることがあり、増幅器1と比較器
2とをDC結合すると、比較器2から誤データが出力さ
れることがある。
に、増幅器1と比較器2とを容量を介して接続すれば、
増幅器1の出力信号VC の直流成分をカットして比較器
2に入力することはできるが、増幅器1及び比較器2は
半導体基板上の集積回路として形成されるので、これら
を出力信号VC の直流成分をカットし得る大きな容量を
介して結合することは困難である。
路では増幅器1の出力信号VC がバッファアンプ3aを
介して帰還増幅器3のプラス側入力端子に入力される。
前記帰還増幅器3のマイナス側入力端子には直流基準電
圧VF が入力され、帰還増幅器3の出力端子は容量C1
を介して交流接地される。そして、前記帰還増幅器3の
出力信号が、増幅器1のマイナス側入力端子に入力信号
VB として入力される。前記帰還増幅器3は、電流駆動
能力型の増幅器であり、容量C1の容量値は、帰還増幅
器3の出力信号の交流成分を吸収し得るものである。
信号VC と直流基準電圧VF との電位差を帰還増幅器3
で増幅し、その帰還増幅器3の出力信号から容量C1に
より交流成分を除去した直流電圧VB が増幅器1に入力
される。
号VA の直流成分と入力信号VB との電位差が大きくな
れば、出力信号VC の直流成分の増大により、入力信号
VBの電位が上昇する。
号VB の電位とが一致するように動作し、入力信号VA
,VB 間のオフセット電圧が解消される。このとき、
入力信号VB は容量C1の時定数により、緩やかに変化
する。
回路では、入力信号VA ,VB が入力される増幅器4は
差動出力構成であり、その正相出力信号VC が比較器2
に入力される。
バッファアンプ5,6を介して帰還増幅器3に入力さ
れ、その帰還増幅器7の入力端子は、容量C2を介して
接続される。
を介してグランドGNDに接続されるとともに、前記増
幅器1のマイナス側入力端子に接続される。また、増幅
器4のマイナス側入力端子には、直流基準電圧VF が抵
抗R1を介して供給される。
出力信号の直流成分の電位差が帰還増幅器7で増幅され
て出力される。このような動作により、増幅器4の入力
信号VA の直流成分と入力信号VB との電位差が大きく
なれば、増幅器4の差動出力信号の直流成分の電位差が
増大して、入力信号VB の電位が上昇する。従って、入
力信号VA の直流成分と入力信号VB の電位とが一致す
るように動作し、入力信号VA ,VB 間のオフセット電
圧が解消される。このとき、入力信号VB は容量C1の
時定数により、緩やかに変化する。
第二の従来例では、例えば図11に示すように、振幅及
びデューティが大きく異なる入力信号VA が入力される
と、増幅器1,4から入力信号VA を増幅した出力信号
VC が出力される。
が大きくなると、その波高値が飽和状態となって一定レ
ベルとなる。また、入力信号VB は出力信号VC に追随
して緩やかに変化する。
としきい値VTHとを比較して、入力信号VA を2値化し
た出力信号VX を出力する。このとき、入力信号VA の
デューテイが変化して、パルス間の間隔が長くなると、
帰還増幅器及び容量の動作により、入力信号VA ,VB
が同一レベル、すなわち直流基準電圧VF レベルに近づ
こうとする。
較器2のしきい値VTHを越えるため、比較器2の出力信
号VX に誤パルスNが発生して不安定となる。この結
果、出力信号VX が入力される次段の回路において、出
力信号VX の誤認識を生じる畏れがある。
自動的に解消可能としながら、入力信号として入力され
るバースト信号のデューティに関わらず、安定した2値
信号を出力し得る受信回路を提供することにある。
明図である。すなわち、第一の増幅器11は、入力信号
VA を増幅する。第二の増幅器13は、前記第一の増幅
器11の入出力端子間に接続され、該増幅器11の出力
信号VC に基づいて、前記入力信号VA のオフセット電
圧を解消するように動作する。制御回路14は、前記入
力信号VA とあらかじめ設定された基準信号VF とを比
較して、該入力信号VA と基準信号VFとの電位差が所
定値以上となったとき、前記第二の増幅器13の動作を
制限する。
を増幅する。比較器は、前記第一の増幅器の出力信号と
あらかじめ設定されたしきい値との比較に基づいて、該
出力信号を2値化した信号を出力する。第二の増幅器
は、前記増幅器の入出力端子間に接続され、該増幅器の
出力信号に基づいて、入力信号のオフセット電圧を解消
して、前記第一の増幅器の出力信号の直流成分を前記し
きい値に収束させるように動作する。制御回路は、前記
入力信号とあらかじめ設定された基準信号とを比較し
て、該入力信号と基準電圧との電位差が所定値以上とな
ったとき、前記第二の増幅器の動作を制限して、前記第
一の増幅器の出力信号を前記しきい値に収束させないよ
うに動作する。
第一の増幅器の出力信号と基準信号との電位差を増幅す
る帰還増幅器と、前記帰還増幅器の出力信号から交流成
分を除去して、オフセット調整用直流電圧として前記第
一の増幅器に出力する容量とから構成される。前記制御
回路は、前記入力信号と前記基準信号とを比較して、該
入力信号の振幅が所定範囲を越えたとき、前記帰還増幅
器の利得あるいは出力電流を可変させる制御信号を出力
する。
第一の増幅器の出力信号と基準信号との電位差を増幅す
る帰還増幅器と、前記帰還増幅器の出力信号から交流成
分を除去して、オフセット調整用直流電圧として前記第
一の増幅器に出力する容量と、前記帰還増幅器と前記容
量との間に介在されるスイッチ回路とから構成される。
前記制御回路は、前記入力信号と基準信号とを比較し
て、該入力信号の振幅が一定範囲内となったとき、前記
スイッチ回路を導通させ、該入力信号の振幅が一定範囲
を越えたとき、前記スイッチ回路を非導通とする制御信
号を出力する。
出力信号を出力する増幅器で構成され、前記帰還増幅器
は前記第一の増幅器の差動出力信号を増幅して出力す
る。請求項6では、前記第一の増幅器は、前記入力信号
とオフセット調整用直流電圧が入力される入力端子間が
抵抗で接続される。
のいずれかに、該帰還増幅器への入力電圧を調整する電
圧調整回路が接続される。 (作用)請求項1では、入力信号VA と基準信号VF と
の電位差が所定値以上であれば、第二の増幅器13の動
作が制限されるので、入力信号VA のオフセット電圧を
解消する動作が遅延する。
位差が所定値以上であれば、第二の増幅器の動作が制限
されて、第一の増幅器の出力信号が比較器のしきい値を
越えないので、比較器の出力信号での不安定な部分がな
くなり、誤パルスの発生が防止される。
位差が所定値以上であれば、制御回路の出力信号に基づ
いて、帰還増幅器の利得が減少することにより、入力信
号のオフセット電圧を解消する動作が遅延し、第一の増
幅器の出力信号が比較器のしきい値に収束しないので、
比較器の出力信号での誤パルスの発生が防止される。
位差が所定値以上であれば、制御回路の出力信号に基づ
いて、スイッチ回路が非導通となることにより、入力信
号のオフセット電圧を解消する動作が遅延し、第一の増
幅器の出力信号が比較器のしきい値を越えないので、比
較器の出力信号での誤パルスの発生が防止される。
幅器を差動入出力型とすることにより、該増幅器への基
準信号の入力を省略することができるとともに、利得を
増大させることができる。
を調整することができ、入力信号に含まれるノイズに対
するマージンや受信感度の調整が可能となる。請求項7
では、電圧調整回路により入力オフセット電圧の調整、
ノイズマージンや入力感度の調整が容易となる。
一の実施の形態を示す。入力信号VA は、増幅器11の
プラス側入力端子に入力され、その増幅器11の出力信
号VC は、前記従来例と同様な比較器に出力される。
ラス側入力端子に入力され、その帰還増幅器13のマイ
ナス側入力端子には直流基準電圧VF が入力される。ま
た、増幅器11の出力端子と帰還増幅器13との間にバ
ッファアンプ12を設けることもある。
11を介して交流接地される。そして、前記帰還増幅器
13の出力信号が、増幅器11のマイナス側入力端子に
入力信号VB として入力される。前記帰還増幅器13
は、電流駆動能力型の増幅器であり、容量C11の容量
値は、帰還増幅器13の出力信号の交流成分を吸収し得
る程度の小さなものである。
プ14の出力信号に基づいてそのバイアス電流が制御さ
れる。前記コントロールアンプ14は、前記入力信号V
A と、直流基準電圧VF が入力され、図3に示すよう
に、入力信号VA が直流基準電圧VF より所定電圧高い
上限値V1を上回った時と、入力信号VA が直流基準電
圧VF より所定電圧低い下限値V2を下回った時に、H
レベルとなるコントロール信号VCNT を出力する。
信号VCNT がLレベルとなると、その通常のバイアス電
流に基づいて動作して、増幅器11の出力電圧VC と基
準電圧VF との電位差に基づく出力電流を出力し、コン
トロール信号VCNT がHレベルとなると、そのバイアス
電流が減少して、例えばコントロール信号VCNT がLレ
ベルの場合の1/10の出力電流を出力する。
くなれば、増幅器11の入力電圧VB の変化量が制限さ
れ、入力電圧VB が入力信号VA と同電位若しくは入力
信号VA を越えることが防止される。
幅器11の出力信号VC と直流基準電圧VF との電位差
を帰還増幅器13で増幅し、その帰還増幅器13の出力
信号から容量C11により交流成分を除去した直流電圧
VB が増幅器11に入力される。
信号VA の直流成分と入力信号VBとの電位差が大きく
なれば、出力信号VC の直流成分の変化により、入力信
号VB の電位が入力信号VA の直流成分に追随して変化
する。
値V1と下限値V2との範囲外であれば、コントロール
アンプ14から出力されるコントロール信号VCNT はH
レベルであるので、帰還増幅器13の出力電流が減少
し、増幅器11の入力信号VBは入力信号VA に追随し
て緩やかに変化する。
下限値V2との範囲内であれば、コントロール信号VCN
T はLレベルとなって、帰還増幅器13の出力電流が大
きくなる。すると、帰還増幅器13の出力電流が増大し
て、コントロール信号VCNTがLレベルの場合より、増
幅器11の入力信号VB が入力信号VA に追随して速や
かに変化する。
に示す作用効果を得ることができる。 (イ)増幅器11の出力信号VC の直流成分と、直流基
準電圧VF とに電位差が生じると、帰還増幅器13の動
作により、増幅器11の入力信号VB が入力信号VA の
直流成分に近づけられる。従って、入力信号VB に対す
る入力信号VA の直流成分のオフセット電圧を縮小する
ことができる。 (ロ)入力信号VA の振幅が上限値V1と下限値V2と
の範囲外であるときは、帰還増幅器13の出力電流が減
少することにより、入力信号VB の変化量が制限され、
入力信号VB は入力信号VA の直流成分に向かって緩や
かに近づけられる。すると、図3に示すように、入力信
号VA のデューティが変化して、パルス間隔が長くなっ
た場合にも、入力信号VB と入力信号VA に収束する前
に次のパルスが入力される状態となる。
直流成分とのオフセット電圧は縮小されるが、無信号時
に入力信号VA が入力信号VB を越えることはないの
で、無信号時に増幅器11の出力信号VC が次段の比較
器のしきい値VTHを越えることはない。
パルスの発生を防止して、振幅の異なる入力信号VA に
基づいて一定振幅の出力信号VX を安定して出力するこ
とができる。 (第二の実施の形態)図4は、この発明を具体化した第
二の実施例を示す。この実施の形態は、前記第一の実施
の形態にスイッチ回路15及び抵抗R2を付加し、その
スイッチ回路15をコントロール信号VCNT で制御する
構成としたものである。
チ回路15を介して増幅器11のマイナス側入力端子に
接続される。また、増幅器11のマイナス側入力端子は
容量C11を介して交流接地されるとともに、抵抗R2
を介して直流基準電圧VF が供給される。
号VCNT がLレベルとなると導通し、Hレベルとなると
非導通となるように構成される。上記のように構成され
た受信回路では、増幅器11の出力信号VC と直流基準
電圧VF との電位差を増幅した信号が帰還増幅器13か
ら出力される。このとき、入力信号VA の振幅が前記上
限値V1と下限値V2との範囲内であれば、コントロー
ルアンプ14から出力されるコントロール信号VCNT は
Lレベルであるので、スイッチ回路15が導通し、帰還
増幅器13の出力電流に基づいて、増幅器11の入力信
号VB は入力信号VA に追随して変化する。
1と下限値V2との範囲を越えるときは、コントロール
アンプ14から出力されるコントロール信号VCNT はH
レベルであるので、スイッチ回路15は非導通となり、
増幅器11の入力信号VB は基準電圧VF に緩やかに収
束する。
に示す作用効果を得ることができる。 (イ)入力信号VA の振幅が上限値V1と下限値V2と
の範囲内であれば、スイッチ回路15が導通して、帰還
増幅器13の出力電流により、増幅器11の入力信号V
B が入力信号VA の直流成分に近づけられる。従って、
入力信号VB に対する入力信号VA の直流成分のオフセ
ット電圧を縮小することができる。 (ロ)入力信号VA の振幅が上限値V1と下限値V2と
の範囲外であるときは、スイッチ回路15が非導通とな
って、帰還増幅器13の出力電流が増幅器11のマイナ
ス側入力端子に入力されず、入力信号VB は抵抗R2及
び容量C11の時定数に基づいて、基準電圧VF に収束
する。すると、入力信号VA のデューティが変化して、
パルス間隔が長くなった場合にも、入力信号VB と、入
力信号VAの直流成分とのオフセット電圧は一致しない
ので、増幅器11の出力信号VC が次段の比較器2のし
きい値VTHを越えることはない。
パルスの発生を防止して、振幅及びデューティの異なる
入力信号VA に基づいて一定振幅の出力信号VX を安定
して出力することができる。 (第三の実施の形態)図5は、この発明を具体化した第
三の実施の形態を示す。この実施の形態は、前記第一の
実施の形態の増幅器11を差動出力型の増幅器11aに
置換し、比較器2にはその差動出力信号を入力し、増幅
器11aの入力端子間に抵抗R3を接続したものであ
る。
幅器11aの差動出力信号VC1, VC2が帰還増幅器13
で増幅され、その帰還増幅器13の出力信号から容量C
11により交流成分を除去した直流電圧VB が増幅器1
1aに入力される。
力信号VA の直流成分と入力信号VB との電位差が大き
くなれば、差動出力信号VC1, VC2の直流成分の変化に
より、入力信号VB の電位が入力信号VA の直流成分に
追随して変化する。
値V1と下限値V2との範囲外であれば、コントロール
アンプ14から出力されるコントロール信号VCNT はH
レベルであるので、帰還増幅器13の出力電流が減少
し、増幅器11aの入力信号VB は入力信号VA に追随
して緩やかに変化する。
び下限値V2との範囲内であれば、コントロール信号V
CNT はLレベルとなって、帰還増幅器13の出力電流が
大きくなる。すると、帰還増幅器13の出力電流が増大
して、コントロール信号VCNT がLレベルの場合より、
増幅器11aの入力信号VB が入力信号VA に追随して
速やかに変化する。
抵抗R3と容量C11との時定数により、入力信号VB
は入力信号VA の直流成分レベルに収束するため、入力
信号VA ,VB 間のオフセット電圧が解消される。
一の実施の形態の作用効果に加えて、帰還増幅器13及
び増幅器11aに基準電圧VF を供給する必要がない。
また、抵抗R3により、増幅器11aのノイズマージン
や受信感度の調整を行うことができるという効果が得ら
れる。 (第四の実施の形態)図6は、この発明を具体化した第
四の実施の形態を示す。この実施の形態は、前記第三の
実施の形態の増幅器11aと帰還増幅器13のマイナス
側入力端子との間に、電圧調整回路16を接続したもの
である。
号VA が無信号時の入力信号VA ,VB 間のオフセット
電圧の微調整が容易となる。すなわち、例えば増幅器1
1aの利得が「100」であって、入力信号VA ,VB
間のオフセット電圧を2mVの範囲で微調整するとき、
電圧調整回路16では200mVの範囲で帰還増幅器1
3の入力電圧を調整することができる。従って、入力信
号VA ,VB 間のオフセット電圧の微調整を容易に行う
ことができる。
フセット電圧を自動的に解消可能としながら、入力信号
として入力されるバースト信号のデューティに関わら
ず、安定した2値信号を出力し得る受信回路を提供する
ことができる。
る。
である。
Claims (7)
- 【請求項1】 入力信号を増幅する第一の増幅器と、 前記第一の増幅器の入出力端子間に接続され、該増幅器
の出力信号に基づいて、前記入力信号のオフセット電圧
を解消するように動作する第二の増幅器とを備えた受信
回路であって、 前記入力信号とあらかじめ設定された基準信号とを比較
して、該入力信号と基準信号との電位差が所定値以上と
なったとき、前記第二の増幅器の動作を制限する制御回
路を備えたことを特徴とする受信回路。 - 【請求項2】 入力信号を増幅する第一の増幅器と、 前記第一の増幅器の出力信号とあらかじめ設定されたし
きい値との比較に基づいて、該出力信号を2値化した信
号を出力する比較器と、 前記増幅器の入出力端子間に接続され、該増幅器の出力
信号に基づいて、入力信号のオフセット電圧を解消し
て、前記第一の増幅器の出力信号の直流成分を前記しき
い値に収束させるように動作する第二の増幅器とを備え
た受信回路であって、 前記入力信号とあらかじめ設定された基準信号とを比較
して、該入力信号と基準電圧との電位差が所定値以上と
なったとき、前記第二の増幅器の動作を制限して、前記
第一の増幅器の出力信号を前記しきい値に収束させない
ように動作する制御回路を備えたことを特徴とする受信
回路。 - 【請求項3】 前記第二の増幅器は、 前記第一の増幅器の出力信号と基準信号との電位差を増
幅する帰還増幅器と、 前記帰還増幅器の出力信号から交流成分を除去して、オ
フセット調整用直流電圧として前記第一の増幅器に出力
する容量とから構成し、 前記制御回路は、前記入力信号と前記基準信号とを比較
して、該入力信号の振幅が所定範囲を越えたとき、前記
帰還増幅器の利得若しくは出力電流を可変させる制御信
号を出力することを特徴とする請求項1乃至2のいずれ
かに記載の受信回路。 - 【請求項4】 前記第二の増幅器は、 前記第一の増幅器の出力信号と基準信号との電位差を増
幅する帰還増幅器と、 前記帰還増幅器の出力信号から交流成分を除去して、オ
フセット調整用直流電圧として前記第一の増幅器に出力
する容量と、 前記帰還増幅器と前記容量との間に介在されるスイッチ
回路とから構成し、 前記制御回路は、前記入力信号と基準信号とを比較し
て、該入力信号の振幅が一定範囲内となったとき、前記
スイッチ回路を導通させ、該入力信号の振幅が一定範囲
を越えたとき、前記スイッチ回路を非導通とする制御信
号を出力することを特徴とする請求項1乃至2のいずれ
かに記載の受信回路。 - 【請求項5】 前記第一の増幅器は、差動出力信号を出
力する増幅器で構成し、前記帰還増幅器は前記第一の増
幅器の差動出力信号を増幅して出力することを特徴とす
る請求項3乃至4のいずれかに記載の受信回路。 - 【請求項6】 前記第一の増幅器は、前記入力信号とオ
フセット調整用直流電圧が入力される入力端子間を抵抗
で接続したことを特徴とする請求項3乃至4のいずれか
に記載の受信回路。 - 【請求項7】 前記帰還増幅器の入力端子のいずれか
に、該帰還増幅器への入力電圧を調整する電圧調整回路
を接続したことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか
に記載の受信回路。
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JP (1) | JP3795626B2 (ja) |
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