JPH11355080A - 受信装置 - Google Patents

受信装置

Info

Publication number
JPH11355080A
JPH11355080A JP10161892A JP16189298A JPH11355080A JP H11355080 A JPH11355080 A JP H11355080A JP 10161892 A JP10161892 A JP 10161892A JP 16189298 A JP16189298 A JP 16189298A JP H11355080 A JPH11355080 A JP H11355080A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
differential
amplifying
supplied
amplifying means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10161892A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3502264B2 (ja
Inventor
Zenkichi Sekine
善吉 関根
Masaaki Maeda
正明 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OKI COMTEC KK
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
OKI COMTEC KK
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OKI COMTEC KK, Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical OKI COMTEC KK
Priority to JP16189298A priority Critical patent/JP3502264B2/ja
Priority to EP99109620A priority patent/EP0964539A3/en
Priority to US09/325,646 priority patent/US6072366A/en
Publication of JPH11355080A publication Critical patent/JPH11355080A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3502264B2 publication Critical patent/JP3502264B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60—Receivers
    • H04B10/66—Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/69—Electrical arrangements in the receiver
    • H04B10/693—Arrangements for optimizing the preamplifier in the receiver
    • H04B10/6931—Automatic gain control of the preamplifier

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受信感度を高めて入力信号のダイナミックレ
ンジをレベルに関わらず広く確保するとともに、バース
ト信号の受信でも信号の品質を維持できる光受信装置の
提供。 【解決手段】 光受信器10は、受光素子12で光／電流変
換し、トランスインピーダンス増幅部14でI/V 変換を行
い、得られた出力と基準電圧発生部16からの出力とを利
得可変増幅部18で増幅する際に、利得可変増幅部18内の
入力バッファ部180 で信号に波形整形を施し差動増幅部
184, 186に出力する。利得可変制御部182 は、入力バッ
ファ部180 からの差動信号を基に利得配分を調整してそ
れぞれ差動増幅部184, 186に供給される信号の利得を制
御する。差動増幅部184, 186は、入力信号の大きさに応
じて利得可変制御部182 を介し差動増幅部184, 186に流
れる電流量の可変で利得が調整される。微小な入力信号
では正利得に過大な入力信号では負利得に増幅させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、供給される光信号
を受光して得られた信号に対してレベル増幅を行い所望
の信号レベルに調整して出力する受信装置に関し、特
に、たとえば、光伝送システムにおいてバースト信号を
扱う受信装置内の光受信器等や電気信号の受信器に適用
して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、光信号を受光デバイス（受光
素子）で電気信号に変換し、得られたこの電気信号を増
幅する際に、光受信器には、その出力信号の特性が低雑
音、広いダイナミックレンジ、広帯域および高利得であ
ること、ならびにこの光受信器が次段のデバイスとのイ
ンターフェースを容易にするものであることが要求され
る。
【０００３】このような要求を満たすように構成された
増幅器として光通信用前置増幅器が、特開昭61-200709
号公報により提案されている。この光通信用前置増幅器
において、差動増幅器の一方の入力側は、先ず、受光素
子からの出力を増幅するトランスインピーダンス増幅器
の出力側と接続させる。この差動増幅器の他方の入力側
は、上述したトランスインピーダンス増幅器と直流的に
同一の構成を有する基準電圧発生回路の出力側と接続さ
れる。光通信用前置増幅器は、上述した構成と接続によ
り光伝送システムの光受信器等に用いられている。
【０００４】光伝送システムにおいて、たとえば、デー
タを基に直接的に光強度変調により生成されるパルス光
によってデータ伝送を行う光パルス伝送方式を用いた光
伝送システムの送信側では、入力されるパルス信号を光
信号、すなわちパルス光に変換して送出している。
【０００５】ここで、実際にデータを示すパルス信号が
供給されている場合とパルス信号の供給されていない場
合に応じてそれぞれ得られる光信号出力をPs, Pbとす
る。光信号出力Pbは、たとえば、発光部を流れる暗電流
によって生成される光信号で、信号の直流オフセット分
である。また、光信号出力Psは、光信号出力Pbを含む信
号である。たとえば、この光信号の出力特性は、光信号
出力光信号出力の比Ps/Pb で表される。この比Ps/Pb が
消光比である。光伝送システムは、このような特性を有
する光信号を送受信している。通常、高速および高品位
な信号の伝送品質が要求される光伝送システムでは、こ
の伝送品質に大きく影響を与えない程度に信号の有する
オフセット成分が抑圧されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、低コストで
簡易な光伝送システムに、前述した光通信用前置増幅器
を適用した場合、受信時に得られた信号に消光比がその
まま差動増幅器の入力オフセット電圧として現れる。ま
た、一般的に、出力利得の高い差動増幅器を用いている
とき、その差動増幅器が過大な入力信号に対する非線形
的な増幅によって出力振幅を制限してしまうことが知ら
れている。いわゆる出力の飽和状態である。この場合、
光通信用前置増幅器に上述した条件で信号が供給される
と、光通信用前置増幅器の出力は、入力オフセット電圧
による下限、すなわち直流電圧レベルが増幅によってレ
ベル上昇し、飽和レベルによる振幅レベル上限の制限に
よって信号が頭打ち状態になる。この結果、出力信号の
振幅範囲がなくなる現象が発生してしまう。
【０００７】逆に、差動増幅器の利得が低く、かつ微小
な入力信号が入力されると、この入力信号を充分に増幅
して出力させることができない。結果として、極端なレ
ベルの入力信号が供給された際に、出力信号のダイナミ
ックレンジが低くなってしまう。
【０００８】そこで、このような差動増幅器には、一般
に入力信号の大きさに応じて利得を可変できる増幅器を
用いる。すなわち、利得可変増幅器は、過大な入力信号
に対して利得を小さく、微小な入力信号に対して利得を
大きくすることにより、線形となるダイナミックレンジ
を確保することが行われる。この利得可変増幅器を用い
る場合、利得を設定するため最初に、入力信号をサンプ
リングして入力信号のピークをホールドしてピーク値を
検出する。次に検出されたピーク値を考慮してダイナミ
ックレンジを最適にする利得制御信号が直流電圧で利得
可変増幅器に印加される。このようにして自動的に利得
制御すること（Automatic gain Control、いわゆるAGC
）が一般的に行われている。
【０００９】しかしながら、上述した方法や手順を経る
ことからも明らかなように、この信号利得処理には連続
して供給される信号をある程度サンプリングして得られ
た値に応じて制御が行われることから、時定数を伴う構
成を含む光伝送システム、たとえば、PDS （Passive Do
uble System ）やPON （Passive Optical Network ）
等、供給されたデータの欠如が許されないバースト信号
を扱う場合にこのようなAGC 制御による利得調整は適さ
ない。この利得可変増幅器に供給されるタイミングが不
規則、かつ供給される信号レベルに統一性がない様々な
レベルであっても、データの欠落がなく正確に受信しな
ければならないからである。
【００１０】このようなバースト信号における光伝送も
近年、研究されてきている。このような研究の一例が、
R. G. Swartz et al., "Electronics for High Speed,
Burst Mode Optical Communications", International
Jounal of High Speed Electronics, Vol. 1, Nos. 3&4
pp.223-243(1990) に記載されている。この論文には、
光伝送系におけるバーストモードにおける概念と固有の
差異が記述され、超高速、高精度のピーク検出を用いた
新たな解決が提案されている。
【００１１】また、前述した光通信用前置増幅器は、ト
ランスインピーダンス増幅器にリンギングが発生する
と、差動増幅器の出力に歪みが発生する。このような歪
みを有する信号からディジタルデータを生成すると、こ
のディジタルデータにビット誤りが発生させてしまう虞
れがある。
【００１２】さらに、この光通信用前置増幅器は内蔵す
る基準電圧発生回路の入力換算雑音電流およびトランス
インピーダンス増幅器の入力換算雑音電流の二乗平均和
で表される、入力換算雑音電流によって感度特性が決定
付けられるので、高感度な光受信器として用いようとし
ても、光通信用前置増幅器は所望の感度特性が得られな
い。
【００１３】本発明はこのような従来技術の欠点を解消
し、受信感度を高めて入力信号のダイナミックレンジを
レベルに関わらず広く確保するとともに、バースト信号
の受信でも信号の品質を維持できる受信装置を提供する
ことを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の受信装置は上述
の課題を解決するために、供給される信号を増幅して出
力する第１の増幅手段と、この第１の増幅手段と同一構
成を含んで第１の増幅手段の出力に対する基準電圧の信
号を出力する基準電圧出力手段と、第１の増幅手段と基
準電圧出力手段とからそれぞれ供給される出力を基に得
られる信号のレベルの利得を可変的に調整して出力する
利得可変増幅手段とを含み、利得可変増幅手段は、第１
の増幅手段と基準電圧出力手段とからの信号の線形性を
保つレベル増幅を行って一対の出力である第１の差動信
号および一対のレベルシフトを伴う差動出力を出力する
第２の増幅手段と、この第１の差動信号を基に差動増幅
する第１の差動増幅手段と、第１の差動信号を基に第１
の差動増幅手段に比べて大きな利得で差動増幅する第２
の差動増幅手段と、第２の差動出力を基に第１および第
２の差動増幅手段の利得配分を可変する制御信号により
利得制御する利得可変制御手段とを含み、さらに、利得
可変制御手段は、第１の増幅手段から供給される信号が
基準電圧出力手段からの信号に比べて過大な振幅の信号
の場合、第１または第２の差動増幅手段の一方だけ電流
を流し、第１の増幅手段から供給される信号が基準電圧
出力手段からの信号より小さい振幅の場合、第１および
第２の差動増幅手段を同時に動作させる制御を行うこと
を特徴とする。
【００１５】ここで、供給される信号が光信号の場合、
第１の増幅手段の前段には、この光信号を電気信号に変
換する光電変換手段を配し、第１の増幅手段は、光電変
換手段により得られた信号を電圧信号に変換する機能を
有することが望ましい。
【００１６】本発明の受信装置は、供給された信号に第
１の増幅手段で増幅し、この第１の増幅手段の出力とこ
の出力に対する基準電圧出力手段からの基準電圧の信号
の出力とを利得可変増幅手段で増幅する際に、利得可変
増幅手段内の第２の増幅手段で供給される信号に波形整
形を施して第１および第２の差動増幅手段に出力する。
一方、利得可変制御手段は、第２の差動増幅手段からの
第２の差動信号を基に利得配分を調整することによりそ
れぞれ第１および第２の差動増幅手段に供給される信号
の利得を制御する。この結果、第１および第２の差動増
幅手段は、入力信号の大きさに応じて利得可変制御手段
を介して第１および第２の差動増幅手段に流れる電流量
を可変して利得が調整されることから、たとえば、第２
の差動信号が微小な場合、バランスよく正利得の増幅を
行わせ、第２の差動信号が過大な入力信号では負利得の
増幅を行って信号を減衰させる。
【００１７】また、本発明の受信装置は、供給される信
号を増幅して出力する第１の増幅手段と、この第１の増
幅手段と同一構成を含んで第１の増幅手段の出力に対す
る基準電圧の信号を出力する基準電圧出力手段と、第１
の増幅手段と基準電圧出力手段とからそれぞれ供給され
る出力を基に得られる信号のレベルの利得を可変的に調
整して出力する利得可変増幅手段とを含み、利得可変増
幅手段は、第１の増幅手段と基準電圧出力手段とからの
信号の線形性を保つレベル増幅を行う第２の増幅手段
と、この第２の増幅手段から供給される一対の第１の差
動信号を基に差動増幅する第１の差動増幅手段と、この
第２の増幅手段から供給される第１の差動信号を基に第
１の差動増幅手段に比べて大きな利得で差動増幅する第
２の差動増幅手段と、第２の増幅手段の第１の差動信号
を用いて直流レベルの変位を設定する直流レベル変位手
段と、この直流レベル変位手段から出力される第２の差
動信号を基に第１および第２の差動増幅手段を可変する
利得配分の制御信号により利得制御する利得可変制御手
段とを含み、さらに、利得可変制御手段は、第１の増幅
手段から供給される信号が基準電圧出力手段からの信号
に比べて過大な振幅の信号の場合、第１または第２の差
動増幅手段の一方だけ電流を流し、第１の増幅手段から
供給される信号が基準電圧出力手段からの信号より小さ
い振幅の場合、第１および第２の差動増幅手段を同時に
動作させる制御を行うことを特徴とする。
【００１８】ここで、利得可変制御手段は、第１および
第２の差動増幅手段とそれぞれ接続した第３の差動増幅
手段を含み、第３の差動増幅手段のエミッタ同士を接続
することが望ましい。これにより、一般的な利得可変制
御手段に比べて時定数用の部品、たとえばコンデンサ等
の部品を省ける構成にしても入力信号の振幅に対して得
られる出力振幅を適切な範囲にする。
【００１９】また、直流レベル変位手段は、第２の増幅
手段からの信号をエミッタフォロワで出力することが好
ましい。これにより、簡単な構成でレベル設定すること
ができる。
【００２０】この利得可変増幅手段が継続接続されるこ
とがより有利である。この接続により、利得を大幅に上
げて波形歪みを発生させることを防止しながら、適切な
出力振幅にして信号を出力させる。
【００２１】第２の増幅手段は、この第２の増幅手段に
供給される複数の入力信号を出力先毎にレベル増幅して
それぞれ一対の正負利得の差動信号として出力する複数
の増幅手段を含み、さらに、複数の増幅手段は、第１お
よび／または第２の差動増幅手段に供給する信号のレベ
ル増幅を行う前置増幅手段と、直流レベル変位手段を利
得可変制御手段内に移し供給される差動信号を基に利得
可変の駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを含むこ
とが好ましい。
【００２２】また、前置増幅手段は、第１の差動増幅手
段に供給する信号のレベル増幅を行う第１の前置増幅手
段と、第第２の差動増幅手段に供給する信号のレベル増
幅を行う第２の前置増幅手段とを含むことが好ましい。
【００２３】利得可変増幅手段は、第１および／または
第２の差動増幅手段に供給する信号のレベル増幅を行う
前置増幅手段と、直流レベル変位手段を利得可変制御手
段内に移し供給される差動信号を基に利得可変の駆動信
号を生成する駆動信号生成手段とを含み、さらに、利得
可変増幅手段が継続接続されることが有利である。これ
により、信号に対して波形を保ちながら、より広い振幅
のダイナミックレンジを提供できる。
【００２４】また、第２の増幅手段は、第２の差動増幅
手段に供給する信号のレベル増幅を行う増幅手段に出力
信号に含まれるリンギングを抑圧する振幅制限手段を含
むことが好ましい。たとえば、過大な入力信号によって
たとえば、第１の増幅手段の出力にリンギングが発生し
ても、この信号を第２の増幅手段の振幅制限手段を介す
ことにより、発生したリンギング分を抑圧するので、以
降の増幅手段で信号を増幅してもリンギングが防止され
る。これにより、波形の良い信号が供給される。
【００２５】利得可変増幅手段は、受光した光信号の強
度に応じて得られる信号のレベル比で表される消光比を
補償する際に、第２の増幅手段内の駆動信号増幅手段か
ら供給される差動の入力信号の直流レベル変位を示す駆
動信号のレベル差に応じて前置増幅手段から供給される
電流を引き込む電流バイパス手段と、前置増幅手段から
の出力を増幅する差動増幅手段とを含み、電流バイパス
手段は、第１の増幅手段から供給される信号が基準電圧
出力手段からの信号に比べて過大な振幅の信号の場合、
第１または第２の差動増幅手段の一方だけ電流を流し、
第１の増幅手段から供給される信号が基準電圧出力手段
からの信号より小さい振幅の場合、第１および第２の差
動増幅手段を同時に動作させる制御を行うことが好まし
い。たとえば、第１の差動増幅手段の前段に消光比を補
償する手段を配設することが望ましい。
【００２６】また、供給される信号が光信号の場合、第
１の増幅手段の前段には、この光信号を電気信号に変換
する光電変換手段を配し、第１の増幅手段は、光電変換
手段により得られた信号を電圧信号に変換する機能を有
することことが好ましい。これにより、光受信装置を提
供することができる。
【００２７】本発明の受信装置は、供給された信号に第
１の増幅手段で増幅を行い、この第１の増幅手段の出力
とこの出力に対する基準電圧出力手段からの基準電圧の
信号の出力とを利得可変増幅手段で増幅する際に、利得
可変増幅手段内の第２の増幅手段で供給される信号に波
形整形を施して第１および第２の差動増幅手段ならびに
直流レベル変位手段に出力する。直流レベル変位手段
は、第１の差動信号を基に第１および第２の差動増幅手
段から出力される出力信号の基準（直流）レベルを設定
するとともに、第２の差動信号を生成して利得可変制御
手段に供給する。利得可変制御手段は、供給される第２
の差動信号を基に利得配分を調整することによりそれぞ
れ第１および第２の差動増幅手段に供給される信号の利
得を制御する。この結果、第１および第２の差動増幅手
段は、入力信号の大きさに応じて利得可変制御手段を介
して第１および第２の差動増幅手段に流れる電流量を可
変して利得が調整されることから、たとえば、第２の差
動信号が微小な場合、バランスよく正利得の増幅を行わ
せ、第２の差動信号が過大な入力信号では負利得の増幅
を行って信号を減衰させる。
【００２８】
【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よる受信装置の実施例を詳細に説明する。本発明は、入
力信号の大きさを考慮した信号の増幅を行うとともに、
バースト信号にも対応できることを特徴としている。本
実施例は、本発明の受信装置を、たとえば、光伝送シス
テムに用いられる光受信器に適用した場合について図１
〜図14を参照しながら説明する。
【００２９】第１の実施例で光受信器10は、基本的に、
図１に示すように、受光素子12、トランスインピーダン
ス増幅部14、基準電圧発生部16および利得可変増幅部18
で構成される。
【００３０】受光素子12は、たとえば、エンコードされ
たディジタルデータを光強度変調して図示しない光送出
部から光ファイバを介して送り出された光を受光する。
特に、この光信号は、１ビット毎のパルスで表されたデ
ィジタルデータに応じた光の点灯／消灯によって供給さ
れる。受光素子12は、受光した光量に応じてこの供給さ
れる光信号を電気信号に変換する光電変換素子である。
光電変換素子は、少ない光量から大きな電気信号を取り
出すことを可能にするアバランシェフォトダイオードが
用いられる。このとき、光電変換によって変換された電
気信号は、電流である。
【００３１】トランスインピーダンス増幅部14は、電流
I を電圧V に変換するI/V 変換部である。トランスイン
ピーダンス増幅部14は、入力側でインピーダンスの小さ
い信号が信号の出力時のインピーダンスを所望の大きさ
に変換することからインピーダンス変換部とも呼ばれ
る。トランスインピーダンス増幅部14は、受光した信号
を利得可変増幅部18に出力する。
【００３２】基準電圧発生部16は、直流的に見た場合、
トランスインピーダンス増幅部14とたとえば、ほぼ同じ
構成にして基準電圧を発生させている。基準電圧発生部
16は、発生した基準電圧VREFを利得可変増幅部18に出力
する。基準電圧VREFは、トランスインピーダンス増幅部
14の入力がないとき、その直流電圧に相当する電圧であ
る。
【００３３】利得可変増幅部18には、入力バッファ部18
0 、利得可変制御部182 、差動増幅部184, 186が備えら
れている。入力バッファ部180 には、トランスインピー
ダンス増幅部14および基準電圧発生部16からそれぞれ供
給される信号VIN, VREF が入力される。入力バッファ部
180 は、利得が1 以下に設定された線形増幅器である。
入力バッファ部180 のより具体的な構成は、以下の通り
である。
【００３４】図２の利得可変増幅部18における入力バッ
ファ部180 では、電源ラインの端子VCC 側に抵抗器（以
下、単に抵抗という）80a, 80bの一端側がそれぞれ接続
される。抵抗80a, 80bは、それぞれその他端側と抵抗80
c, 80dが接続される。また、抵抗80c, 80dは、それぞれ
トランジスタTr80, Tr81のコレクタ側と接続させてい
る。トランジスタTr80, Tr81には、エミッタ側にそれぞ
れ抵抗80e, 80fを介して定電流源80g が接続される。入
力バッファ部180 は、正極性の非反転出力とその極性が
反転させた反転出力とがそれぞれ２組ずつ差動信号とし
て出力する。一対の差動信号の一方である第１出力18a
は、それぞれ抵抗80a, 80cとの間および抵抗80b, 80dと
の間から出力が取り出される。第１出力18a は、通常の
差動信号で前述したように利得を1 以下に設定された入
力バッファ部180 の出力である。これにより、入力バッ
ファ部180 は、入力バッファ部180 への入力信号が微小
な信号から過大な信号までと広範囲にわたっていても、
常に線形領域で動作させて出力できるように設定され
る。一対の差動信号の他方、すなわち第２出力18b は、
抵抗80c の端部とトランジスタTr80のコレクタ間および
抵抗80d の端部とトランジスタTr81のコレクタ間から取
り出している。第２出力18b は、入力バッファ部180 で
第１出力18a より大きな利得倍に増幅された一対の差動
信号として利得可変制御部182 に供給される。
【００３５】利得可変制御部182 には、入力バッファ部
180 から出力される第２出力18b が入力される。利得可
変制御部182 には、差動増幅部184, 186を流れる電流が
一定となるように配分される構成が用いられている。こ
の利得可変制御部182 は、たとえば、図２に示すよう
に、トランジスタTr82, Tr83および定電流源82で構成さ
れる。トランジスタTr82, Tr83は、それぞれコレクタ側
と差動増幅部184, 186を接続している。また、トランジ
スタTr82, Tr83のベースには、入力バッファ部180 から
第２出力18b が供給されるとともに、トランジスタTr8
2, Tr83のエミッタ側が共通接続されて定電流源82に接
続される。
【００３６】差動増幅部184, 186は、ともに、一組のト
ランジスタと複数の抵抗で構成される差動増幅器であ
る。差動増幅部184 には、トランジスタTr84, Tr85、抵
抗84a〜84d が備えられ、差動増幅部186 には、トラン
ジスタTr86, Tr87、抵抗86a, 86bが備えられている。差
動増幅部184, 186は、それぞれトランジスタTr84のコレ
クタと抵抗84a の間およびトランジスタTr86のコレクタ
を結んだラインから差動の一方が出力される。また、差
動増幅部184, 186は、それぞれトランジスタTr85のコレ
クタと抵抗84c の間およびトランジスタTr87のコレクタ
を結んだラインから差動のもう一方が出力される。
【００３７】光受信器10の動作について簡単に説明す
る。図１から明らかなように光受信器10の受光素子12に
供給される入射光を光電変換して、得られた電流がトラ
ンスインピーダンス増幅部14に供給される。トランスイ
ンピーダンス増幅部14は、供給された電流を電圧にI/V
変換する。この電圧VIN が利得可変増幅部18の一端側に
供給される。また、基準電圧発生部16は、基準電圧VREF
を利得可変増幅部18の他端側に供給する。
【００３８】利得可変増幅部18では、まず、入力バッフ
ァ部180 の入力端に入力電圧VIN と基準電圧VREFが供給
される。基準電圧発生部16は、基準電圧VREFの供給によ
り入力バッファ部180 の出力信号のレベルがトランスイ
ンピーダンス変換部14に信号がないときの直流レベルに
固定して出力する。入力バッファ部180 は、差動増幅す
るとともに、その差動増幅の一方の出力、すなわち利得
1 以下のレベルで一対の非反転・反転信号である第１出
力18a を差動増幅部184, 186に出力する。差動増幅部18
4, 186では、第１出力18a の一方の出力がトランジスタ
Tr84, Tr86のベースに供給され、その他方の出力がトラ
ンジスタTr85, Tr87のベースに供給される。
【００３９】また、入力バッファ180 の他方の出力、す
なわち第２出力18b を第１出力18aより大きな利得倍の
一対の差動信号に増幅して利得可変制御部182 に供給さ
れる。この差動信号は、利得可変制御部182 のトランジ
スタTr82, Tr83のベースにそれぞれ印加される。トラン
ジスタTr82, Tr83のベースに印加される電圧に応じてト
ランジスタTr82, Tr83が動作する。トランジスタTr82,
Tr83は、エミッタ側を共通接続するとともに、定電流源
82に接続している。
【００４０】この接続から明らかなように、利得可変制
御部182 は、定電流I0の流れる電流配分を可変すること
により、利得の調整を可能にしている。たとえば、図３
に示すように入力信号VIN が微小信号のとき（図３(a)
の信号波形）、差動増幅部184, 186のそれぞれを均等に
電流が流れ（I0/2）、入力信号VIN が過大な信号のとき
（図３(b) の信号波形）、差動増幅部184, 186のいずれ
か一方しか電流が流れないようになっている。また、差
動増幅部186 では、たとえば、予め差動増幅部186 の利
得g2が差動増幅部184 の利得g1よりも大きく設定してい
る。差動増幅部184, 186の利得は、この逆の利得設定に
し、それに応じて供給されるバイアスの接続を変更して
も構わない。利得可変制御部182 は、この電流の配分に
よって差動増幅部184, 186の利得を可変する。
【００４１】この利得可変制御部182 の利得制御によ
り、差動増幅部184, 186は、入力信号VIN, VREF に対す
る出力のレベルを増減させる。すなわち、入力信号VREF
に対して受信した入力信号VIN を比較して、微小信号の
入力では、トランジスタTr86,Tr84のコレクタ出力を合
成して正利得（図３(a) を参照）、過大な信号の入力で
は、負利得（図３(b) を参照）、すなわちそれぞれ出力
信号のレベルを微小な信号では増幅させ、過大な信号で
減衰させている。
【００４２】この結果、ピーク検波することなく、入力
信号の大きさに応じて利得を調整できるので、極端な入
力信号が入力されても、振幅が消失したりすることな
く、簡単な構成で適切な振幅で供給されるデータがバー
スト信号であっても１ビットずつデータを増幅させるこ
とができる。また、出力信号の直流レベルも低く抑える
ようにできることから、この増幅時の信号のダイナミッ
クレンジも充分に確保することができる。
【００４３】次に本発明の受信装置を適用した光受信器
の第２の実施例について図４〜図11を参照しながら説明
する。ただし、第１の実施例と共通する構成には同じ参
照番号を付すとともに、説明を簡略化している。
【００４４】第２の実施例の光受信器10は、基本的に、
図４に示すように、第１の実施例の構成と同様に、受光
素子12、トランスインピーダンス増幅部14、基準電圧発
生部16および利得可変増幅部18で構成される。第２の実
施例の特徴には、利得可変増幅部18内に直流レベルをシ
フトさせるレベルシフト部181 が設けられている点およ
び入力バッファ部180 からの出力が一対の差動信号を各
部、すなわちレベルシフト部181 および差動増幅部184,
186に供給している点にある。
【００４５】より具体的に構成を説明すると、レベルシ
フト部181 には、図５に示すように、トランジスタQ81,
Q82が備えられている。ともに、トランジスタQ81, Q82
は、コレクタ側を電源ラインに接続させ、エミッタ側を
定電流源81a, 81bに接続させている。各トランジスタQ8
1, Q82の出力は、エミッタ側からそれぞれ、利得可変制
御部182 のトランジスタTr82, Tr83のベースにバイアス
として供給されている。この構成は、いわゆるエミッタ
ホロワと呼ばれる回路構成である。トランジスタQ81, Q
82は、入力バッファ部180 からそのトランジスタのベー
スに供給される信号に応じて動作して、直流成分を利得
可変制御部182 にそのまま供給している。換言すると、
レベルシフト部181 は、負荷抵抗の影響を受けることな
く、常に入力に応じて入力と同相の任意の電圧が出力さ
れるように設定する。
【００４６】このように構成することにより、たとえ
ば、利得可変増幅が入力信号の大きさを考慮して信号を
増幅するためにピーク検波し、この検波に応じて自動利
得制御（Automatic Gain Control:AGC）を行う場合の一
般的な構成と比較してピーク検波で必要とされる時定数
設定用の容量性の電子部品等を用いることなく、構成を
簡単化し、かつコスト低減を図ることができ、バースト
信号に対応させることができる。また、利得制御は、図
３(a), (b)に示したと同じ関係で動作させて入力信号V
IN, VREF の大きさに対応した信号の増幅が行われるの
で、ダイナミックレンジを広くすることができる。
【００４７】次に第２の実施例の第１の変形例について
図６および図７を参照しながら説明する。本実施例は、
第１の実施例と第２の実施例の中間的な構成である。す
なわち、図６の利得可変増幅部18は、第２の実施例にお
ける構成に比べてレベルシフト部181 を持たないという
点において第１の実施例に近い構成である。
【００４８】また、レベルシフト部181 の代わりをなす
ように入力バッファ部180 には、差動増幅部184, 186に
供給する信号のレベル増幅を行う入力バッファ180aと、
利得可変制御部182 に供給する信号のレベル増幅を行う
入力バッファ180bとが備えられている。
【００４９】この入力バッファ部180 に入力バッファ18
0a, 180bと２つ設ける場合のより具体的な構成について
図７を用いて説明する。入力バッファ180aは、差動増幅
部184、 186に供給する第１出力18a を増幅する機能を有
する。また、入力バッファ180bは、供給される入力信号
Vin, VREF を用いて差動増幅部184、 186の直流レベルの
変位を設定するとともに、利得可変制御部182 に供給す
る第２出力18b を増幅する機能も有する。第１の実施例
と共通する部分には同じ参照番号を付して説明を省略す
る。入力バッファ180aは、たとえば、第１の実施例にお
ける抵抗80c, 80dを外した構成である。
【００５０】また、この変形例の特徴である入力バッフ
ァ180bは、接続を説明すると、電源ライン側の端子VCC
と抵抗RC1 の一端側が接続されている。抵抗RC1 は、他
端側を抵抗RC2, RC3の一端側とそれぞれ接続されてい
る。抵抗RC2, RC3は、トランジスタTL1, TL2のコレクタ
側とそれぞれ接続されている。このトランジスタTL1, T
L2のエミッタ側は、抵抗RE1, RE2の一端側と接続され
る。抵抗RE1, RE2の他端側は、共通接続させるととも
に、定電流源80h に接続されている。そして、トランジ
スタTL1, TL2のベースには、それぞれ基準電圧VREFと入
力電圧VIN が供給されている。また、抵抗RC3 とトラン
ジスタTL1 のコレクタとの間から取り出した信号が利得
可変制御部182 のトランジスタTr82のベースに供給され
ている。また、抵抗RC2 とトランジスタTL2 のコレクタ
との間から取り出した信号が利得可変制御部182 のトラ
ンジスタTr83のベースに供給されている。
【００５１】このように各部品を接続することにより、
入力信号の利得が設定される。この設定は、入力バッフ
ァ180bの抵抗RC2, RC3と抵抗RE1, RE2との比で決定され
る。また、直流（電圧）レベルは、抵抗RC1 とこの抵抗
RC1 を流れる電流との積で表される電圧にレベル設定を
する。入力バッファ180bは、電圧を所定のレベルにシフ
トさせてセットするとともに、これら抵抗によって規定
される利得となる差動信号を利得可変制御部182 に供給
する。
【００５２】利得可変制御部182 は、接続されている差
動増幅部184、 186の利得制御を定電流源82を流れる電流
I0の電流量の配分を可変させることで行っている。この
利得可変制御は、前述した第１の実施例と全く同じであ
る。これにより、任意の利得倍で信号の振幅を可変増幅
するとともに、直流レベルをシフトさせてその利得可変
のタイミングも調整してより一層バイアスの自由度が広
がってダイナミックレンジを適切な範囲に設定させるこ
とができる。また、これに伴って低電圧動作が可能にな
り、消費電力を抑えることができるようになる。この回
路は簡単な構成であることから１チップの集積回路上に
搭載することが可能になる。
【００５３】また、第２の実施例における第２の変形例
を図８および図９を参照しながら説明する。本実施例
は、前述した第１の実施例を変形している。その利得可
変増幅部18の概略的な構成は、図８に示すように、入力
バッファ部180 内に差動増幅部184, 186のそれぞれに対
応させて入力バッファ180a, 180cと、利得可変制御部18
2 に増幅された信号を供給する入力バッファ180bとを備
えている。この構成をより具体的に示すと、図９のよう
になる。新たに入力バッファ180cが追加されたが、この
構成は、第１の実施例で示した入力バッファ180aの中か
ら抵抗80c, 80dを外したと同じ構成である。
【００５４】入力バッファ部180 の入力端を介して入力
電圧VIN と基準電圧VREFがそれぞれ入力バッファ180cの
トランジスタTA2 とトランジスタTA1 のベースに供給さ
れる。入力バッファ180cの利得は、トランジスタTA1, T
A2のコレクタ側と電源ライン間にそれぞれ配されている
抵抗80i, 80jとこれらトランジスタのエミッタ側の各抵
抗80k, 80mの比で決まる。抵抗80k, 80mは、他端側が共
通に定電流源80n と接続している。入力バッファ180c
は、抵抗80i, 80jとトランジスタTA1, TA2のコレクタ側
の間から信号を差動増幅部186 に出力する。入力バッフ
ァ180cは、利得1以下で波形整形を行う入力バッファ180
aに比べて高利得の増幅器である。
【００５５】入力信号が過大な場合には、入力信号VIN
が利得1 以下の任意の利得に設定された入力バッファ18
0aを通ることにより線形領域内で動作するようにレベル
調整されて出力される。また、入力信号が微小な場合に
は、入力バッファ180cを動作させて充分な利得が確保さ
れるように設定されている。入力バッファ180aは、得ら
れた差動出力を差動増幅部184 に供給し、入力バッファ
180cは、得られた差動出力を差動増幅部186 に供給して
いる。これにより、利得可変は、実質的に、入力バッフ
ァ180cから供給される信号に基づきで行われる。利得可
変制御部182 は、差動増幅部184, 186を流れる電流の総
量I0をそれぞれ配分することによって利得が可変制御し
ている。
【００５６】たとえば、微小な入力信号が入力された場
合、前述したように差動増幅部184,186には均等に電
流、すなわち電流I0/2が流れる。定電流源82には常に電
流I0が流れる。これにより、入力バッファ180cと差動増
幅部186 で高利得増幅器を構成し、この場合、利得可変
増幅部18は、信号に対して正利得となるように設定す
る。また、過大な信号の入力時に、電流は差動増幅部18
4 だけを流れる。差動増幅部184 は、前述した入力バッ
ファ180aと同様にたとえば、利得を1 以下に設定してこ
れらで低利得増幅器を構成し、さらに、低利得増幅器が
負利得となるように設定しておくと、この入力信号は、
適切な振幅に減衰させることができる。この結果、光受
信器10は、出力信号のダイナミックレンジをより一層広
くすることができる。
【００５７】次に第２の実施例における第３の変形例に
ついて図10のより具体的なブロック図を参照しながら簡
単に説明する。本実施例は、前述した第２の変形例の構
成の一部を変更した構成になっている。変更した部分
は、入力バッファ部180 の入力バッファ180cである。
【００５８】入力バッファ180cは、図９に示したトラン
ジスタTA1, TA2のエミッタ側の抵抗80k, 80mを除いて、
図10に示すように、振幅制限部80D を電源ラインとトラ
ンジスタTA1, TA2のコレクタの間に設ける。振幅制限部
80D は、抵抗80p, 80q, 80rで構成される。これらの抵
抗80p, 80q, 80r は、図９に示したように、たとえば、
電源ラインに抵抗80p の一端側を接続させ、抵抗80p の
他端側を抵抗80q, 80rの一端側と共通接続させて、そし
て抵抗80q, 80rの他端側をトランジスタTA1, TA2のコレ
クタと接続させた関係にしている。この簡単な構成によ
り、電源ラインから供給される電圧を上述した接続関係
により低下させて、それぞれのトランジスタTA1, TA2に
印加させている。この電圧低下により、全体的に振幅を
抑圧させ、不要な信号を増幅しないようにしている。
【００５９】たとえば、この光受信器10の受光素子12に
過大な信号が入った際に、トランスインピーダンス増幅
部14からの出力にリンギングが生じることがある。リン
ギングを含んだ入力信号は、入力バッファ180cにも供給
される。入力バッファ180cは、たとえば信号が"1" の場
合、負利得となり、信号が"0" の場合、正利得となるよ
うに設定されていると、信号が"0" にも関わらず、エッ
ジ部分に生まれるリンギング成分を増幅してしまう。こ
の結果、光受信器10からの出力信号を基に信号の再生を
行うと、リンギングを増幅すると信号が本来ないにも関
わらず擬似信号が生成される虞れがある。この信号を検
出すると、たとえば供給されるバースト信号にビット誤
りを発生させてしまう虞れがある。
【００６０】ところで、入力バッファ180cは、高利得に
設定されているが、振幅制限部80Dを設けることによっ
て前段で発生したリンギング成分の振幅を制限すること
ができる。これによって、この出力を用いてもビット誤
りの発生を防止することができるようになる。したがっ
て、安定した信号の出力が可能になる。
【００６１】次に第２の実施例の第４の変形例について
図11を参照しながら説明する。本実施例の光受信器10
は、図11に示すように、利得可変増幅部18を多段構成に
する。すなわち、利得可変増幅部18が複数の利得可変増
幅部18a, 18bにより構成されるとともに、その利得可変
増幅部18a と利得可変増幅部18b とをカスケード接続し
ている。信号に対する各段の利得を抑えて線形領域内で
の増幅を行うようにして得られる信号波形に歪みを発生
させないようにして徐々に増幅させることができる。こ
れにより、信号の品質を高いものにするとともに、信号
のダイナミックレンジを一層広くすることができる。
【００６２】なお、利得可変増幅部18a、 18bは、前述し
た第１の実施例および第２の実施例の構成を用いること
ができる。
【００６３】次に光受信器10における第３の実施例につ
いて図12および図13を参照しながら説明する。本実施例
では、供給される入力信号の有無に応じてそれぞれその
際に得られる光信号出力Ps, Pbの比で表す消光比に着目
する。光受信器10は、このような特性を有する光信号を
受信している。結果として、この特性の反映された電気
信号の出力が得られる。一般に、消光比は、伝送品質に
影響しないように設定しているが、たとえば、低コスト
による簡易的な光伝送システムでは光信号に影響を受け
ることがある。この影響としては、たとえば、信号のダ
イナミックレンジの劣化等に現れる。本実施例の光受信
器10は、この点の改善を図るように構成されている。こ
こで、前述した実施例と共通する部分に対して同じ参照
番号を付して説明を省略する。
【００６４】光受信器10は、第２の実施例の図４に示し
た受光素子12、トランスインピーダンス増幅部14、およ
び基準電圧発生部16を用いるとともに、図12に示すよう
に、利得可変増幅部18を消光比補償部20として用いる。
【００６５】消光比補償部20には、入力バッファ部200
、レベルシフト部201 、電流バイパス部202 および差
動増幅部204 が備えられている。入力バッファ部200
は、入力信号VIN, VREF を入力して差動信号を生成す
る。この場合、入力バッファ部200には、入力バッファ2
00a, 200bが備えられている。入力バッファ部200 は、
前述した入力バッファ180aと同様の機能、すなわち利得
1 以下の増幅を行う。これにより、入力バッファ部200
は、過大な信号レベルの入力があっても線形動作を可能
にする。入力バッファ部200 に供給される入力信号VIN,
VREF 間の電位差、すなわち入力オフセットは、入力信
号が含む消光比を反映したものである。入力バッファ20
0aは、増幅された信号を差動増幅部204 に出力する。ま
た、入力バッファ200bは、増幅された信号を電流バイパ
ス部202 に出力する。
【００６６】電流バイパス部202 には、トランジスタTr
20, Tr22および定電流源22が備えられている。トランジ
スタTr22, Tr20のコレクタは、入力バッファ200aから入
力信号に対して正相の信号が供給される信号ラインと入
力信号に対して逆相の信号が供給される信号ラインにそ
れぞれ接続されている。トランジスタTr20, Tr22のエミ
ッタは、定電流源22に共通して接続されている。また、
トランジスタTr20, Tr22のベースには、入力バッファ20
0bから逆相と正相の信号がバイパス信号として供給され
ている。電流バイパス部202 は、入力信号の大きさに応
じて入力バッファ200aの出力がトランジスタTr20, Tr22
に引き込まれる、すなわちトランジスタTr20, Tr22を流
れる電流量を可変する。これにより、電流バイパス部20
2 は、入力バッファ部200 からの信号の直流（電圧）レ
ベルをシフトさせる。このシフトは、信号のダイナミッ
クレンジを広げるように作用する。このシフトに関して
は後段でさらに説明する。差動増幅部204 は、供給され
る信号を増幅して出力する差動増幅器で構成される。
【００６７】次に光受信器10の動作を簡単に説明する。
消光比補償部20には、受光素子12で得られた電流をトラ
ンスインピーダンス増幅部14で電圧に変換された入力信
号VIN と基準電圧発生部16から供給される入力信号VREF
が供給されている。これら入力信号VIN, VREF は、入力
バッファ部200 の入力バッファ200a, 200bにそれぞれ供
給される。入力バッファ200a, 200bは、入力信号VIN に
対する利得を1 以下で同程度にすることが好ましい。こ
の利得の一方を大幅に大きくすると、正相と逆相の振幅
が対称でなくなり、得られる信号のレベルに歪みとして
現れ、後段での処理に問題を来す虞れがあるからであ
る。このように入力バッファの利得は、用途に応じて設
定することが望まれる。
【００６８】入力バッファ200aは、差動信号を差動増幅
部204 に供給するとともに、電流バイパス部202 にも供
給している。電流バイパス部202 は、入力信号VIN が微
小な信号の場合、あるいは無入力の場合、入力バッファ
200a, 200bは、その出力をほぼバランスさせて各部に供
給される。電流バイパス部202 のトランジスタTr20、Tr2
2は、入力バッファ200bから各ベースに供給される信号
で駆動される。このとき、トランジスタTr20、 Tr22は、
入力バッファ200aから流れる電流を均等にバランスよく
流す。これにより、正相側の信号と逆相側の信号の直流
オフセット分を適切に抑えて差動増幅部204 に供給され
る（消光比補償）。差動増幅部204 は、供給される差動
信号を増幅して出力する。このように信号の直流オフセ
ット分を抑圧してレベル増幅することによって、信号の
消光比を補償して微小な入力信号のダイナミックレンジ
を広くできる。
【００６９】また、入力信号VIN が過大な信号の場合、
あるいは消光比の大きな信号が入力された場合、入力バ
ッファ200a, 200bの入力端にそれぞれ供給される電圧間
の差が大きなオフセット電圧を示している。入力バッフ
ァ200a, 200bにより、この場合、過大なオフセット成分
を含む信号が供給されると、入力バッファ200a, 200b
は、逆相側の信号電圧を高く、正相側の信号電圧を低く
出力することになる。このとき、電流バイパス部202
は、入力バッファ200aの逆相側、すなわち反転出力だけ
から電流をトランジスタTr20に流して電流の流路をバイ
パスする。このように動作すると、 逆相側の直流電圧は
抑圧される方向にシフトされる。結果としてオフセット
電圧が抑圧される。差動増幅部204 には、非対称な正相
および逆相の差動信号が供給される。差動増幅部204
は、この差動信号を増幅して出力する。これにより、入
力信号VIN は、大きさに依らず線形増幅するとともに、
その信号のダイナミックレンジを広くすることができ
る。
【００７０】なお、上述した消光比補償部20は、前述の
実施例と同様にカスケード接続（継続接続）させると、
信号波形が良好で、かつ広いダイナミックレンジの採れ
る信号を安定に得ることができる。
【００７１】また、図13に示すように、第２の実施例の
第２の変形例における利得可変増幅部18の入力バッファ
180aの代わりにこの第３の実施例の消光比補償部20を配
設させる。ここで、前述した実施例の各部と共通する部
分には、これまでに用いたと同じ参照番号を付してい
る。この構成に基づく動作について簡単に説明する。
【００７２】利得可変増幅部18には、入力信号VIN, V
REF が入力バッファ部180 に供給される。入力バッファ
部180 では、この入力信号VIN, VREF が消光比補償部20
および入力バッファ180b, 180cの入力端子（図示せず）
それぞれに供給されている。消光比補償部20は、前述し
た動作と同様に動作する。すなわち、微小な入力信号V
IN には線形増幅し、特に過大な入力信号VIN でも線形
増幅を行うとともに、内蔵する電流バイパス部202 によ
りこの際に問題となる直流電圧の上昇を抑えるようにこ
の直流電圧をシフト動作させ、消光比を改善させてい
る。これにより、入力信号の大きさに関わらず、線形増
幅された信号を差動増幅部184 に出力する。
【００７３】図13の入力バッファ180cは、入力信号VIN
に対し高利得な増幅を行って差動信号を生成している。
この出力信号が差動増幅部186 に供給される。また、入
力バッファ180bは、任意の利得で入力信号VIN を増幅し
て得られた差動信号を利得可変制御部182 に供給する。
この差動信号は、バイアスとして供給される。利得可変
制御部182 は、元々の入力信号VIN の大きさに応じてト
ランジスタTr82, Tr83を流れる電流量の制御する。利得
可変制御部182 は、電流量の制御によりたとえば、差動
増幅部184, 186の電流配分が均等なとき正利得に作用さ
せ、差動増幅部184 のみに電流を流して負利得に作用さ
せる。
【００７４】結果として、微小な信号、あるいは過大な
信号および消光比を含む信号が供給されても、入力信号
を適切に増幅することができる。これにより、扱い易い
信号になるので、接続のために余計な構成を設けること
なく、次段とのインターフェースを容易にできる。ま
た、この構成をカスケード接続するようにしてより一層
出力信号の品質も確保することができる。
【００７５】さらに、光受信器10からの出力信号を良好
な信号にする構成について図14の第４の実施例を参照し
ながら説明する。光受信器10には、これまでの実施例で
用いた受光素子12、トランスインピーダンス増幅部14、
基準電圧発生部16および利得可変増幅部18に加えて、ト
ランスインピーダンス増幅部14と利得可変増幅部18との
間に抵抗40および基準電圧発生部16と利得可変増幅部18
との間にローパスフィルタ部（以下、単にLPF 部とい
う）42を配設する。抵抗40は、LPF 部42の抵抗44と利得
可変増幅部18に供給される入力電流によって入力信号V
REFに生じる電圧降下分を補償するように設けられてい
る。
【００７６】ここで、LPF 部42は、最も簡単な構成とし
て抵抗44とコンデンサC40 でフィルタを構成する。
【００７７】本実施例の動作について説明する。一般
に、光受信器10は、受光した信号を電圧の信号に変換し
た後、利得可変増幅部18に供給された信号を増幅して出
力している。一般に、この光受信器10の感度は、入力換
算雑音電流によって決まる。この入力換算雑音電流は、
光受信器10において同一構成を含むトランスインピーダ
ンス増幅部14と基準電圧発生部16が利得可変増幅部18に
供給する入力電流に含まれる雑音成分量を換算する際に
各雑音電流を２乗平均し、かつその和をとった、２乗平
均和として現れる。
【００７８】光受信器10の感度特性を改善させるために
は、入力信号VREFが含む高周波の雑音電流を抑圧しなけ
ればならない。基準電圧発生部16からの出力信号がLPF
部42を介して利得可変増幅部18に供給すると、利得可変
増幅部18への入力信号VREFは、帯域制限によって高周波
数域の雑音成分が減少する。このように入力信号VREFの
雑音を低下させることにより、各部からの出力信号に含
まれる雑音成分の２乗平均和で換算される入力換算雑音
電流を抑圧させることができる。特に、この場合、２入
力の内の一方を抑圧することによって、その入力換算雑
音電流の低減効果を高いものにできる。したがって、光
受信器10を高感度な受信器にすることができる。 以上
のように構成することにより、光受信器は信号のダイナ
ミックレンジを確保するとともに、バースト信号にも対
応でき、かつ信号の品質も保つことができる。また、受
信感度も従来よりも高くすることができる。
【００７９】なお、本発明の実施例は、光受信器に適用
した場合について説明したが、この実施例に限定される
ものでなく、電気信号を受信する受信機に適用してもバ
ースト信号に対応するとともに、前述の実施例の場合と
同様にダイナミックレンジを広く、伝送品質を上げ、感
度の高いものにすることができる。
【００８０】
【発明の効果】このように本発明の光受信装置によれ
ば、光電変換手段で光／電流変換し、第１の増幅手段で
の電流／電圧変換を行い、この第１の増幅手段の出力と
この出力に対する基準電圧出力手段からの基準電圧の信
号の出力とを利得可変増幅手段で増幅する際に、利得可
変増幅手段内の第２の増幅手段で供給される信号に波形
整形を施して第１および第２の差動増幅手段、または第
１および第２の差動増幅手段ならびに直流レベル変位手
段に出力する。特に直流レベル変位手段は、第１の差動
信号を基に第１および第２の差動増幅手段から出力され
る出力信号の基準（直流）レベルを設定して生成される
第２の差動信号を利得可変制御手段に駆動信号として供
給する。また、利得可変制御手段は、第２の差動増幅手
段または直流レベル変位手段からの第２の差動信号を基
に利得配分を調整することによりそれぞれ第１および第
２の差動増幅手段に供給される信号の利得を制御する。
この結果、第１および第２の差動増幅手段は、入力信号
の大きさに応じて利得可変制御手段を介して第１および
第２の差動増幅手段に流れる電流量を可変して利得が調
整されることから、たとえば、第２の差動信号が微小な
場合、バランスよく正利得の増幅を行わせ、第２の差動
信号が過大な入力信号では負利得の増幅を行って信号を
減衰させる。このように入力信号のダイナミックレンジ
をレベルに関わらず広く確保するとともに、バースト信
号の受信でも信号の品質を維持できる。また、その際の
信号品質も高くすることができ、雑音成分を除くことに
よりこの装置の受信感度を高めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光受信装置を光受信器に適用した
際の第１の実施例の概略的なブロック図である。
【図２】図１に示した光受信器のより具体的な構成のブ
ロック図である。
【図３】図１の利得可変増幅部での入力信号に対する出
力応答の関係を示し、利得の制御の説明に用いる模式図
である。
【図４】本発明に係る光受信装置を光受信器に適用した
際の第２の実施例の概略的なブロック図である。
【図５】図４に示した光受信器のより具体的な構成のブ
ロック図である。
【図６】図４に示した第２の実施例における第１の変形
例の概略的なブロック図である。
【図７】図６に示した光受信器のより具体的な構成のブ
ロック図である。
【図８】図４に示した第２の実施例における第２の変形
例の概略的なブロック図である。
【図９】図８に示した第２の実施例における第２の変形
例の概略的なブロック図である。
【図１０】図８に示した第２の実施例における第３の変
形例の概略的なブロック図である。
【図１１】図８に示した第２の実施例における第４の変
形例の概略的なブロック図である。
【図１２】本発明に係る光受信装置を光受信器に適用し
た際の第３の実施例の概略的なブロック図である。
【図１３】図８に示した第２の実施例における第２の変
形例の構成の一部を第３の実施例の構成の一部で置き換
えた際の構成のブロック図である。
【図１４】本発明に係る光受信装置を光受信器に適用し
た際の第３の実施例の概略的なブロック図である。
【符号の説明】 10 光受信器 12 受光素子 14 トランスインピーダンス増幅部 16 基準電圧発生部 18 利得可変増幅部 20 消光比補償部 42 ローパスフィルタ部 180, 200 入力バッファ部 181 レベルシフト部 182 利得可変制御部 184, 186 差動増幅部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/26 10/14 10/04 10/06

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 供給される信号を増幅して出力する第１
    の増幅手段と、 該第１の増幅手段と同一構成を含んで前記第１の増幅手
    段の出力に対する基準電圧の信号を出力する基準電圧出
    力手段と、 前記第１の増幅手段と前記基準電圧出力手段とからそれ
    ぞれ供給される出力を基に得られる信号のレベルの利得
    を可変的に調整して出力する利得可変増幅手段とを含
    み、 前記利得可変増幅手段は、前記第１の増幅手段と前記基
    準電圧出力手段とからの信号の線形性を保つレベル増幅
    を行って一対の出力である第１の差動信号および一対の
    レベルシフトを伴う差動出力を出力する第２の増幅手段
    と、 該第１の差動信号を基に差動増幅する第１の差動増幅手
    段と、 前記第１の差動信号を基に前記第１の差動増幅手段に比
    べて大きな利得で差動増幅する第２の差動増幅手段と、 前記第２の差動出力を基に前記第１および前記第２の差
    動増幅手段の利得配分を可変する制御信号により利得制
    御する利得可変制御手段とを含み、さらに、 前記利得可変制御手段は、前記第１の増幅手段から供給
    される信号が前記基準電圧出力手段からの信号に比べて
    過大な振幅の信号の場合、前記第１または前記第２の差
    動増幅手段の一方だけ電流を流し、 前記第１の増幅手段から供給される信号が前記基準電圧
    出力手段からの信号より小さい振幅の場合、前記第１お
    よび前記第２の差動増幅手段を同時に動作させる制御を
    行うことを特徴とする受信装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の装置において、前記供
    給される信号が光信号の場合、前記第１の増幅手段の前
    段には、該光信号を電気信号に変換する光電変換手段を
    配し、 前記第１の増幅手段は、前記光電変換手段により得られ
    た信号を電圧信号に変換する機能を有することを特徴と
    する光受信装置。
  3. 【請求項３】 供給される信号を増幅して出力する第１
    の増幅手段と、 該第１の増幅手段と同一構成を含んで前記第１の増幅手
    段の出力に対する基準電圧の信号を出力する基準電圧出
    力手段と、 前記第１の増幅手段と前記基準電圧出力手段とからそれ
    ぞれ供給される出力を基に得られる信号のレベルの利得
    を可変的に調整して出力する利得可変増幅手段とを含
    み、 前記利得可変増幅手段は、前記第１の増幅手段と前記基
    準電圧出力手段とからの信号の線形性を保つレベル増幅
    を行う第２の増幅手段と、 該第２の増幅手段から供給される一対の第１の差動信号
    を基に差動増幅する第１の差動増幅手段と、 前記第２の増幅手段から供給される前記第１の差動信号
    を基に前記第１の差動増幅手段に比べて大きな利得で差
    動増幅する第２の差動増幅手段と、 前記第２の増幅手段の前記第１の差動信号を用いて直流
    レベルの変位を設定する直流レベル変位手段と、 該直流レベル変位手段から出力される第２の差動信号を
    基に前記第１および前記第２の差動増幅手段の利得配分
    を可変する制御信号により利得制御する利得可変制御手
    段とを含み、さらに、 前記利得可変制御手段は、前記第１の増幅手段から供給
    される信号が前記基準電圧出力手段からの信号に比べて
    過大な振幅の信号の場合、前記第１または前記第２の差
    動増幅手段の一方だけ電流を流し、 前記第１の増幅手段から供給される信号が前記基準電圧
    出力手段からの信号より小さい振幅の場合、前記第１お
    よび前記第２の差動増幅手段を同時に動作させる制御を
    行うことを特徴とする受信装置。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の装置において、前記利
    得可変制御手段は、前記第１および第２の差動増幅手段
    とそれぞれ接続した第３の差動増幅手段を含み、 前記第３の差動増幅手段のエミッタ同士を接続すること
    を特徴とする受信装置。
  5. 【請求項５】 請求項３または４に記載の装置におい
    て、前記直流レベル変位手段は、前記第２の増幅手段か
    らの信号をエミッタフォロワで出力することを特徴とす
    る受信装置。
  6. 【請求項６】 請求項３に記載の装置において、前記利
    得可変増幅手段が継続接続されることを特徴とする受信
    装置。
  7. 【請求項７】 請求項３に記載の装置において、前記第
    ２の増幅手段は、該第２の増幅手段に供給される複数の
    入力信号を出力先毎にレベル増幅してそれぞれ一対の正
    負利得の差動信号として出力する複数の増幅手段を含
    み、さらに、 前記複数の増幅手段は、前記第１および／または前記第
    ２の差動増幅手段に供給する信号のレベル増幅を行う前
    置増幅手段と、 前記直流レベル変位手段を前記利得可変制御手段内に移
    し供給される差動信号を基に利得可変の駆動信号を生成
    する駆動信号生成手段とを含むことを特徴とする受信装
    置。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の装置において、前記前
    置増幅手段は、前記第１の差動増幅手段に供給する信号
    のレベル増幅を行う第１の前置増幅手段と、 前記第第２の差動増幅手段に供給する信号のレベル増幅
    を行う第２の前置増幅手段とを含むことを特徴とする受
    信装置。
  9. 【請求項９】 請求項３、６または７のいずれか一項に
    記載の装置において、前記利得可変増幅手段は、前記第
    １および／または前記第２の差動増幅手段に供給する信
    号のレベル増幅を行う前置増幅手段と、 前記直流レベル変位手段を前記利得可変制御手段内に移
    し供給される差動信号を基に利得可変の駆動信号を生成
    する駆動信号生成手段とを含み、さらに、該装置は、 前記利得可変増幅手段が継続接続されることを特徴とす
    る受信装置。
  10. 【請求項１０】 請求項７に記載の装置において、前記
    第２の増幅手段は、前記第２の差動増幅手段に供給する
    信号のレベル増幅を行う増幅手段に出力信号に含まれる
    リンギングを抑圧する振幅制限手段を含むことを特徴と
    する受信装置。
  11. 【請求項１１】 請求項３ないし１０のいずれか一項に
    記載の装置において、前記利得可変増幅手段は、受光し
    た光信号の強度に応じて得られる信号のレベル比で表さ
    れる消光比を補償する際に、、前記第２の増幅手段内の
    前記駆動信号増幅手段から供給される差動入力信号に現
    れる直流レベル変位を示す駆動信号のレベル差に応じて
    前記前置増幅手段から供給される電流を引き込む電流バ
    イパス手段と、 前記前置増幅手段からの出力を増幅する差動増幅手段と
    を含み、 前記電流バイパス手段は、前記第１の増幅手段から供給
    される信号が前記基準電圧出力手段からの信号に比べて
    過大な振幅の信号の場合、前記第１または前記第２の差
    動増幅手段の一方だけ電流を流し、 前記第１の増幅手段から供給される信号が前記基準電圧
    出力手段からの信号より小さい振幅の場合、前記第１お
    よび前記第２の差動増幅手段を同時に動作させる制御を
    行うことを特徴とする受信装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の装置において、前
    記利得可変増幅手段は、前記第１の差動増幅手段の前段
    に消光比を補償する手段を配設することを特徴とする受
    信装置。
  13. 【請求項１３】 請求項３に記載の装置において、前記
    供給される信号が光信号の場合、前記第１の増幅手段の
    前段には、該光信号を電気信号に変換する光電変換手段
    を配し、 前記第１の増幅手段は、前記光電変換手段により得られ
    た信号を電圧信号に変換する機能を有することを特徴と
    する光受信装置。
JP16189298A 1998-06-10 1998-06-10 受信装置 Expired - Fee Related JP3502264B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16189298A JP3502264B2 (ja) 1998-06-10 1998-06-10 受信装置
EP99109620A EP0964539A3 (en) 1998-06-10 1999-05-14 Receiver capable of outputting a high quality signal without regard to an input signal level
US09/325,646 US6072366A (en) 1998-06-10 1999-06-04 Receiver capable of outputting a high quality signal without regard to an input signal level

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16189298A JP3502264B2 (ja) 1998-06-10 1998-06-10 受信装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11355080A true JPH11355080A (ja) 1999-12-24
JP3502264B2 JP3502264B2 (ja) 2004-03-02

Family

ID=15743997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16189298A Expired - Fee Related JP3502264B2 (ja) 1998-06-10 1998-06-10 受信装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6072366A (ja)
EP (1) EP0964539A3 (ja)
JP (1) JP3502264B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004179998A (ja) * 2002-11-27 2004-06-24 Mitsubishi Electric Corp 前置増幅器
JP2008193573A (ja) * 2007-02-07 2008-08-21 Tdk Corp 光電流・電圧変換回路
JP2008306615A (ja) * 2007-06-11 2008-12-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 利得調整用制御電圧供給回路および利得調整用制御電圧供給方法
JP2009246535A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 増幅回路
US7868701B2 (en) 2004-08-03 2011-01-11 Nippon Telephone And Telegraph Corporation Transimpedance amplifier
KR20190069706A (ko) * 2017-12-12 2019-06-20 서무교 신호 검출을 위한 비선형 증폭회로

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000216733A (ja) * 1997-11-28 2000-08-04 Kokusai Electric Co Ltd 光電気変換方法及び受光回路及び光通信システム
US6985035B1 (en) 1998-11-12 2006-01-10 Broadcom Corporation System and method for linearizing a CMOS differential pair
US6525609B1 (en) * 1998-11-12 2003-02-25 Broadcom Corporation Large gain range, high linearity, low noise MOS VGA
US7276970B2 (en) * 1998-11-12 2007-10-02 Broadcom Corporation System and method for linearizing a CMOS differential pair
JP2000232328A (ja) * 1999-02-09 2000-08-22 Nec Ic Microcomput Syst Ltd 可変利得増幅器の利得制御回路
US7696823B2 (en) 1999-05-26 2010-04-13 Broadcom Corporation System and method for linearizing a CMOS differential pair
US6369652B1 (en) * 2000-05-15 2002-04-09 Rambus Inc. Differential amplifiers with current and resistance compensation elements for balanced output
JP4073152B2 (ja) 2000-06-30 2008-04-09 富士通株式会社 利得可変増幅器
US6480067B1 (en) 2000-11-27 2002-11-12 Sirenza Microdevices, Inc. Peaking control for wideband laser driver applications
KR100425466B1 (ko) * 2001-09-27 2004-03-30 삼성전자주식회사 폴디드 차동 전압 샘플러를 이용하는 데이터 리시버 및데이터 수신 방법
JP4404241B2 (ja) * 2002-02-12 2010-01-27 ソニー株式会社 固体撮像装置およびその出力方法
KR100640413B1 (ko) * 2002-04-16 2006-10-30 삼성전자주식회사 버스트모드 광 수신기
JP3665635B2 (ja) * 2002-11-27 2005-06-29 株式会社東芝 光信号受信回路、及び、光信号受信半導体装置
EP1630951B1 (en) * 2004-08-26 2008-03-05 STMicroelectronics S.r.l. Low noise amplifier
US20060181320A1 (en) * 2005-02-11 2006-08-17 International Business Machines Corporation Circuit for optimizing the duty cycle of a received clock transmitted over a transmission line
JP4928743B2 (ja) * 2005-06-02 2012-05-09 株式会社東芝 光信号受信回路
US20070071455A1 (en) * 2005-07-25 2007-03-29 Near Margalit Automatic gain control
JP4568205B2 (ja) * 2005-10-14 2010-10-27 株式会社東芝 受信装置
US8126334B2 (en) * 2007-11-29 2012-02-28 Oplink Communications, Inc. a Delaware corporation Method for detecting a signal on a passive optical network
JP5280256B2 (ja) * 2009-03-12 2013-09-04 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 電子回路
US8513976B2 (en) 2009-10-20 2013-08-20 Rambus Inc. Single-ended signaling with parallel transmit and return current flow
US8395372B2 (en) * 2009-10-28 2013-03-12 Optisense Network, Llc Method for measuring current in an electric power distribution system
US8076925B2 (en) * 2009-10-28 2011-12-13 Optisense Network, Inc. Optical sensor assembly for installation on a current carrying cable
US9134344B2 (en) 2009-10-28 2015-09-15 Gridview Optical Solutions, Llc. Optical sensor assembly for installation on a current carrying cable
JP5337726B2 (ja) * 2010-01-27 2013-11-06 株式会社日立製作所 光信号受信回路
US8705985B2 (en) 2010-06-02 2014-04-22 Mellanox Technologies Denmark Aps Fast optical receiver for unencoded data
US9535097B2 (en) 2012-07-19 2017-01-03 Gridview Optical Solutions, Llc. Electro-optic current sensor with high dynamic range and accuracy
US9146358B2 (en) 2013-07-16 2015-09-29 Gridview Optical Solutions, Llc Collimator holder for electro-optical sensor
US9491008B2 (en) 2014-07-11 2016-11-08 Rambus Inc. On-chip AC coupled receiver with real-time linear baseline-wander compensation
WO2016103845A1 (ja) * 2014-12-22 2016-06-30 ソニー株式会社 信号検出器、電子装置、および、信号検出器の制御方法
JP6823454B2 (ja) * 2016-12-28 2021-02-03 株式会社アドバンテスト デバイス測定用治具
CN113131883B (zh) * 2019-12-30 2022-10-28 澜至电子科技（成都）有限公司 低噪声放大器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4027152A (en) * 1975-11-28 1977-05-31 Hewlett-Packard Company Apparatus and method for transmitting binary-coded information
CA1175919A (en) * 1980-02-20 1984-10-09 Toshitaka Tsuda Device for discriminating between two values of a signal with dc offset compensation
JPS61200709A (ja) * 1985-03-04 1986-09-05 Oki Electric Ind Co Ltd 光通信用前置増幅器
JP2503837B2 (ja) * 1992-07-16 1996-06-05 日本電気株式会社 ディジタル光受信回路とディジタル光受信回路におけるプリアンプ回路
US5646560A (en) * 1994-09-30 1997-07-08 National Semiconductor Corporation Integrated low-power driver for a high-current laser diode
US5907261A (en) * 1997-09-05 1999-05-25 Ericsson Inc. Method and apparatus for controlling signal amplitude level

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004179998A (ja) * 2002-11-27 2004-06-24 Mitsubishi Electric Corp 前置増幅器
US7868701B2 (en) 2004-08-03 2011-01-11 Nippon Telephone And Telegraph Corporation Transimpedance amplifier
JP2008193573A (ja) * 2007-02-07 2008-08-21 Tdk Corp 光電流・電圧変換回路
JP2008306615A (ja) * 2007-06-11 2008-12-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 利得調整用制御電圧供給回路および利得調整用制御電圧供給方法
JP2009246535A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 増幅回路
JP4691127B2 (ja) * 2008-03-28 2011-06-01 日本電信電話株式会社 増幅回路
KR20190069706A (ko) * 2017-12-12 2019-06-20 서무교 신호 검출을 위한 비선형 증폭회로

Also Published As

Publication number Publication date
JP3502264B2 (ja) 2004-03-02
US6072366A (en) 2000-06-06
EP0964539A3 (en) 2001-01-17
EP0964539A2 (en) 1999-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3502264B2 (ja) 受信装置
US7525391B2 (en) Linear transimpedance amplifier with multiplexed gain stage
US6275114B1 (en) Impedance matched CMOS transimpedance amplifier for high-speed fiber optic communications
US5565672A (en) Optical transimpedance receiver with compensation network
JP4032720B2 (ja) 自動利得制御回路
EP1011194B1 (en) High speed differential optoelectronic receiver
US6847263B2 (en) Optical receiver with wide dynamic range transimpedance amplifier
US5844445A (en) Feedback type pre-amplifier
JP5630325B2 (ja) 利得可変差動増幅回路
JPH05304422A (ja) 光通信用前置増幅器
JP2011525777A (ja) 高利得増幅器と等化回路とを用いた高感度光受信機
US20050200421A1 (en) Transimpedance amplifier with differential peak detector
JP3541750B2 (ja) 光受信前置増幅器
CN101807885A (zh) 跨阻放大器的输出信号控制方法及电路
WO2009055035A2 (en) High sensitivity two-stage amplifier
US6879217B2 (en) Triode region MOSFET current source to bias a transimpedance amplifier
EP0868038B1 (en) Burst mode digital optical receiver
WO2020174628A1 (ja) リミッティング増幅回路
US7305190B2 (en) Optical dispersion correction in transimpedance amplifiers
JP2006261866A (ja) 前置増幅器
US6876260B2 (en) Elevated front-end transimpedance amplifier
US6844784B1 (en) Wide dynamic range transimpedance amplifier
US7088174B2 (en) Offset cancellation and slice adjust amplifier circuit
JPH05227104A (ja) 光受信装置
JP3400286B2 (ja) 受信回路

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20031111

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20031204

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081212

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081212

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091212

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091212

Year of fee payment: 6

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091212

Year of fee payment: 6

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101212

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees