JPS5912836Y2 - 受光素子の広帯域信号出力回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、例えばフォトダイオード等受光素子を使用し
て光信号から電気信号を得る信号出力回路に係り、特に
外部からの随喜に強く、且つ広帯域化を図った受光素子
の広帯域信号出力回路に関する。

一般に、信号を雑音等から保護する場合、及び信号源と
負荷とを電気的に分離したい場合等は、信号源の電気信
号を発光ダイオード等を利用して光信号に変換し、この
光信号を受光素子に受光して再び電気信号に変換し、こ
れを増幅して出力する光結合回路が使用されることが多
い。

第１図は、前述した従来の回路例を示したものである。

図中符号１は、信号源であり、この信号源１の電気信号
は、増幅回路２の信号入力端子Ｉｎに供給されるように
なっている。

そして、この電気信号は、増幅回路２によグ増幅され、
・こめ増幅回路２の出力端子Ｐ１．Ｐ２に接続されだ発
光ダイオード３を駆動するように構成されている。

而して、この発光ダイオード３から発光された光信号は
、フォトダイオード４に供給され、光信号レベルに応じ
た電気信号を抵抗５から得られるようにしである。

すなわち、発光ダイオード４と抵抗５とからなる直列回
路は、電源＋８２とアースとの間に配接されている。

この抵抗５かち得られた信号は、コンデンサ６を介して
、信号の交流成分のみをトランジスタ７のベースに供給
するように構成されている。

そして、その信号は、このトランジスタ７により増幅さ
れ、そのコレクタから出力されるように構成しである。

このコレクタには、抵抗８を介して電源十Ｂ２から直流
電圧が供給され、且つその主ミッタは、抵抗９及びコン
デンサ１０からなる並列回路を介して接地されている。

又、電源＋８２とアースとの間に配設された直列抵抗１
１．１２は、その接続点をトランジスタ７のベースに接
続してそのベースにバイアス電圧を与えるようにしであ
る゛。

増幅回路２は、次の構成からなっている。

すなわち、入力端子Ｉｎに供給された信号をコンデンサ
２１を介してトランジスタ２２のベースに供給し、この
トランジスタ２２で増幅されるようにしである。

そして、そのコレクタは、出力端子Ｐ２に接続され、且
う発光ダイオード３を介じて出力端子Ｐ１に接続された
構成としてあり、加えてこの出力端子Ｐ１は、電源端子
Ｖｃに接続されている。

前記トランジスタ２２のエミッタは、抵抗２３及びコン
デンサ２４からなる並列回路を介してアース端子Ｅに接
続された構成となっている。

さらに、バイアス電圧直列抵抗２５．２６は、電源端子
Ｖｃとアース端子Ｅとの間に配設され、その接続点をベ
ニズに接続している。

この増幅回路２の電源端子Ｖｃは、電源十Ｂ、に接続し
、アニス端子Ｅは接地しである。

以上のように構成された従来の回路の動作は、以下の通
りである。

信号源１の信号は、増幅回路２のトランジスタ２２によ
り増幅され、発光ダイオード３をその信号レベルに応じ
て駆動し発光させる。

この光信号は、当然信号源１の信号レベルに対応した発
光レベルとなっている。

この光信号をフォトダイオード４で受光し、その光信号
レベルに応じた電気信号として抵抗５から取り出す。

この電気信号は、トランジスタ７により増幅され、その
コレクタより信号が出力される。

このように動作するが、この場合発光ダイオード３とフ
ォトダイオード４とで構成される光結合部の電流の変換
効率は、０．１５％程度が普通である。

このように変換効率が小さい理由は、高域周波数成分を
もつ信号に使用されるためである。

このため、変換電流からできるだけ大きな信号を取り出
す必要があることから抵抗５の値を大きなものとしなけ
ればならなかった。

同様に抵抗１１、１２の値も大きくする必要があり、ト
ランジスタ７の増幅度も大きくしてやる必要があった。

すなわち、フ■。

Ｆを打ち消３に例えば４０ ［ｍＡ］の電流を流したと
すれば、変換効率が０．１５％であるからフオトダの出
力信号■５得られる電流は、０゜０６ （ｍＡ） と
なる。

以上のことから、信号は非常に小さく、又フォトダイオ
ード４を含む回路のインピーダンスは高いインピーダン
スとなっている。

このように、信号レベルが小さく、高インピーダンスの
回路は、外部雑音に弱く、妨害を受けやすいという欠点
があった。

本考案は、上述した点に鑑みてなされたもので、受光素
子の負荷と、この負荷に直列接続したダイオードと、こ
のダイオードに電流を供給する手段と、前記負荷から信
号を入力するトランジスタとからなり、受光素子を含む
回路のインピーダンスを小さくして、外部雑音・外部妨
害に強く、しかも広帯域にわたり安定した動作をする受
光素子の広帯域信号出力回路を提供することを目的とす
る。

以下、本考案の一実施例を第２図を参照して説明する。

第２図において、第１図と同一部材については同一符号
を付し、その説明を省略する。

第２図において、信号源１の信号は、発光ダイオード３
によりその信号に対応した光信号に変換され送出される
ようになっている。

この光信号は、フォトダイオード４において、光信号に
応じた電流に変換され、抵抗５によって電圧換算される
ようになっている。

そして、この電圧はトランジスタ７のベースに供給され
るように構成されている。

さらに、本考案では、抵抗５とアースとの間に図示のよ
うにダイオード３１を配設し、この抵抗５及びダイオー
ド３１の接続点と電源子Ｂ２との間に抵抗３２を配設し
た構成としである。

このようにダイオード３１と抵抗３２とを配設したこと
により、トランジスタ７は、カットオフすることなく、
その出力信号を取り出すことかで゛きるようになってい
る。

このように構成された本考案実施例は、電源子Ｂ２から
抵抗３２を介してダイオード３１に電流を流しておき、
このダイオード３１の両端電圧を定電圧化している。

このとき、このダイオード３１に流す電流は、トランジ
スタ７のベース電流より十分大きなものとなるように抵
抗３２の値を決めておく。

上述のことから、フォトダイオード４に流れる電流値を
トランジスタ７のエミッタ電流値と同一にすることがで
きる。

従って、安定した動作をする信号出力回路となる。

而して、フォトダイオード４が光信号を受光すると、こ
れに流れる電流変化がトランジスタ７のベース電流とし
て流れて、トランジスタ７により増幅され、そのコレク
タから電気信号として出力されることになる。

このフォトダイオード４を含む回路のインピーダンスは
、抵抗５によって定まるが、前述したようにダイオード
３１に電流を流したことがら、その抵抗５の値を小さく
して良いため外部雑音に強くなる。

さらに、本考案では、第１図のような結合用コンデンサ
６やバイアス用高抵抗１１，１２を省略できたため外部
雑音の影響を著しく小さくすることができる。

第３図は、トランジスタ７をＰＮＰ型トランジスタによ
り構成しただけであり、その結果、その電源極性を第２
図とは逆にした構成としである。

従って、その出力信号極性は、反転したものとなる。

又、回路中のフォトダイオード４とトランジスタ７との
特性を合せることにより温度ドリフトが良く、しかも集
積回路化に適した回路とすることができる。

尚、フォトダイオードは、その他の受光素子でも良いこ
とは言うまでもない。

以上述べたように本考案によれば、受光素子を備えた信
号出力回路であって、受光素子に直列に定電流源を接続
して回路インピーダンスを小さくしてなるので、外部雑
音・外部妨害に強く、且つ広帯域にわたって動作が安定
しているという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示した回路図、第２図は本考案実施例
を示した回路図、第３図は本考案の他の実施例を示した
回路図である。 ３・・・・・・発光ダイオード、４・・・・・・フォト
ダイオード、５，３２・・・・・・抵抗、７・・・・・
・トランジスタ、３１・・・・・・ダイオード。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 受光素子の負荷と、この負荷に直列接続したタイオード
   と、このダイオードに電流を供給する手段と、前記負荷
   から信号を入力するトランジスタとからなることを特徴
   とする受光素子の広帯域（ｍ号出力回路。