JPS5929013B2 - 光ａｇｃ回路 - Google Patents
光ａｇｃ回路Info
- Publication number
- JPS5929013B2 JPS5929013B2 JP55122551A JP12255180A JPS5929013B2 JP S5929013 B2 JPS5929013 B2 JP S5929013B2 JP 55122551 A JP55122551 A JP 55122551A JP 12255180 A JP12255180 A JP 12255180A JP S5929013 B2 JPS5929013 B2 JP S5929013B2
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- Japan
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- preamplifier
- resistor
- photodetector
- circuit
- optical
- Prior art date
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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
- H04B10/691—Arrangements for optimizing the photodetector in the receiver
- H04B10/6911—Photodiode bias control, e.g. for compensating temperature variations
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Signal Processing (AREA)
- Control Of Amplification And Gain Control (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光受信回路に於ける光ＡＧＣ回路に関するも
のである。
のである。
光受信回路に於いては、光信号の入力レベルの変化に拘
らず出力信号レベルが一定になるようにＡＧＣ（自動利
得制御）回路が用いられる。
らず出力信号レベルが一定になるようにＡＧＣ（自動利
得制御）回路が用いられる。
例えば受光素子としてアバランシエフオトダイオード（
ＡＰＤ）を用いた場合は、そのバイアスを制御すること
により増倍率が変化し、又前置増幅器或は後段の増幅器
の利得制御を行なうことが一般的である。又Ｓ／Ｎを改
善する為に、高入力インピーダンスの前置増幅器を用い
、且つ受光素子の負荷抵抗を大きくしている。この場合
、光信号の入力レベルの増加に伴なつて前置増幅器の利
得を小さくすることにより、出力信号レベルを一定にす
ることができるが、受光素子の負荷抵抗が大きい場合光
入力レベルの増加に伴い、光電流が増加するとともに直
流電流分が増加する。従つて更に入力レベルが増加する
と、前置増幅器が飽和することになる。この為、光ダイ
ナミックレンジを大きくすることができなかつた。本発
明は、前述の如き従来の欠点を改善したもので、前置増
幅器の飽和を防止し、且つ周波数特性を改善して光ダイ
ナミックレンジを拡大することを目的とするものである
。
ＡＰＤ）を用いた場合は、そのバイアスを制御すること
により増倍率が変化し、又前置増幅器或は後段の増幅器
の利得制御を行なうことが一般的である。又Ｓ／Ｎを改
善する為に、高入力インピーダンスの前置増幅器を用い
、且つ受光素子の負荷抵抗を大きくしている。この場合
、光信号の入力レベルの増加に伴なつて前置増幅器の利
得を小さくすることにより、出力信号レベルを一定にす
ることができるが、受光素子の負荷抵抗が大きい場合光
入力レベルの増加に伴い、光電流が増加するとともに直
流電流分が増加する。従つて更に入力レベルが増加する
と、前置増幅器が飽和することになる。この為、光ダイ
ナミックレンジを大きくすることができなかつた。本発
明は、前述の如き従来の欠点を改善したもので、前置増
幅器の飽和を防止し、且つ周波数特性を改善して光ダイ
ナミックレンジを拡大することを目的とするものである
。
以下実施例について詳細に説明する。第１図は本発明の
実施例のブロック線図であり、Ｄは光信号Ｐｉｎが入力
されるピンフォトダイオード（ＰＩＮ）やアバランシエ
フオトダイオード（ＡＰＤ）等の受光素子、ＦＥＴは接
合型電界効果トランジスタ、Ｒ１ 、Ｒ３〜Ｒ５は抵抗
、Ｒ２は非線形抵抗、Ｃｌ、Ｃ２はコンデンサ、ＯＵＴ
は出力端子である。
実施例のブロック線図であり、Ｄは光信号Ｐｉｎが入力
されるピンフォトダイオード（ＰＩＮ）やアバランシエ
フオトダイオード（ＡＰＤ）等の受光素子、ＦＥＴは接
合型電界効果トランジスタ、Ｒ１ 、Ｒ３〜Ｒ５は抵抗
、Ｒ２は非線形抵抗、Ｃｌ、Ｃ２はコンデンサ、ＯＵＴ
は出力端子である。
抵抗Ｒ１、Ｒ２が受光素子Ｄの負荷抵抗となると同時に
電界効果トランジスタＦＥＴのゲート抵抗となり、抵抗
Ｒ５と共に自己バイアス回路を形成している。又抵抗Ｒ
３とコンデンサＣｌとにより負帰還回路を形成し、コン
デンサＣ２はバイパス用であつて省略し得る為点線で示
してある。非線形抵抗Ｒ２はピンフォトダイオード等の
電流により抵抗値が変化するもので、例えば第２図に示
す特性を有するものであり、光信号Ｐｉｎの入力レベル
が小さい場合は、受光素子Ｄに流れる光電流の直流成分
ｉは小さく、従つて非線形抵抗Ｒ２のインピーダンスは
非常に大きく、負荷抵抗Ｒ１と並列合成抵抗Ｒ１／Ｒ２
、即ち合成負荷抵抗はほぼ負荷抵抗Ｒ１のみによるもの
となる。
電界効果トランジスタＦＥＴのゲート抵抗となり、抵抗
Ｒ５と共に自己バイアス回路を形成している。又抵抗Ｒ
３とコンデンサＣｌとにより負帰還回路を形成し、コン
デンサＣ２はバイパス用であつて省略し得る為点線で示
してある。非線形抵抗Ｒ２はピンフォトダイオード等の
電流により抵抗値が変化するもので、例えば第２図に示
す特性を有するものであり、光信号Ｐｉｎの入力レベル
が小さい場合は、受光素子Ｄに流れる光電流の直流成分
ｉは小さく、従つて非線形抵抗Ｒ２のインピーダンスは
非常に大きく、負荷抵抗Ｒ１と並列合成抵抗Ｒ１／Ｒ２
、即ち合成負荷抵抗はほぼ負荷抵抗Ｒ１のみによるもの
となる。
又電界効果トランジスタＦＥＴのゲート・ソース間の電
圧ＶＧＳは、抵抗Ｒ５に流れる直流成分による電圧と負
荷抵抗に流れる光電流の直流成分によるＡ点の電圧ＶＧ
との差となる。従つて光信号Ｐｉｎの入力レベルが大き
くなると、光電流の直流成分１も大きくなり、電圧ＶＧ
は増大し、ゲートソース間の電圧ＶＧ８は零に近づくこ
とになる。非線形抵抗Ｒ２を接続していない構成に於い
ては、負荷抵抗は抵抗Ｒ１のみであるから、光信号Ｐｉ
ｎの入力レベルが増大したとき、ＶＯ８〉Ｏとなり、電
界効果トランジスタＦＥＴのバイアス電圧の極性が反転
するので飽和することになる。しかし、非線形抵抗Ｒ２
を負荷抵抗Ｒ１に並列に接続しているので、光電流の増
大に伴つて合成負荷抵抗が減少することになり、Ａ点の
電圧Ｖ。を、非線形抵抗Ｒ２がダイオードの場合は、Ｖ
Ｇ＜０．７（ｖ）とすることができ、且つ振幅の増大を
抑制できるので、電界効果トランジスタＦＥＴの飽和を
防止することができる。従つて光ダイナミツクレンジを
拡大することができることになる。又負荷抵抗Ｒ１の値
を大きくして光信号Ｐｉｎの入力レベルの小さいときの
感度を大きくしているので、前置増幅器を構成する電界
効果トランジスタＦＥＴの入力部の容量Ｃｓが周波数特
性に影響を及ぼすことになり、負帰還回路を設けない場
合の周波数特性の帯域Ｆ。
圧ＶＧＳは、抵抗Ｒ５に流れる直流成分による電圧と負
荷抵抗に流れる光電流の直流成分によるＡ点の電圧ＶＧ
との差となる。従つて光信号Ｐｉｎの入力レベルが大き
くなると、光電流の直流成分１も大きくなり、電圧ＶＧ
は増大し、ゲートソース間の電圧ＶＧ８は零に近づくこ
とになる。非線形抵抗Ｒ２を接続していない構成に於い
ては、負荷抵抗は抵抗Ｒ１のみであるから、光信号Ｐｉ
ｎの入力レベルが増大したとき、ＶＯ８〉Ｏとなり、電
界効果トランジスタＦＥＴのバイアス電圧の極性が反転
するので飽和することになる。しかし、非線形抵抗Ｒ２
を負荷抵抗Ｒ１に並列に接続しているので、光電流の増
大に伴つて合成負荷抵抗が減少することになり、Ａ点の
電圧Ｖ。を、非線形抵抗Ｒ２がダイオードの場合は、Ｖ
Ｇ＜０．７（ｖ）とすることができ、且つ振幅の増大を
抑制できるので、電界効果トランジスタＦＥＴの飽和を
防止することができる。従つて光ダイナミツクレンジを
拡大することができることになる。又負荷抵抗Ｒ１の値
を大きくして光信号Ｐｉｎの入力レベルの小さいときの
感度を大きくしているので、前置増幅器を構成する電界
効果トランジスタＦＥＴの入力部の容量Ｃｓが周波数特
性に影響を及ぼすことになり、負帰還回路を設けない場
合の周波数特性の帯域Ｆ。
はとなる。
この帯域Ｆ。は合成負荷抵抗Ｒ１／Ｒ２が変化すること
により変化する。即ち、光信号Ｐｉｎの入力レベルが大
きくなると、合成負荷抵抗Ｒ１／Ｒ２が前述の如く小さ
くなつて、帯域Ｆ。は大きくなる。第３図は前置増幅器
の周波数特性の説明図であり、曲線Ａ，Ｎは負帰還回路
を設けない場合の特性曲線を示し、光信号Ｐｉｎの入力
レベルが大きくなることによつて実線の特性曲線Ａが点
線の特性曲線Ｎのように変化し、光受信回路として必要
な帯域をｆとした場合、実線の特性曲線Ａで動作すると
きは、後段の高域補償回路により周波数特性を補償する
必要があるが、点線の特性曲線Ｎで動作するときは高域
の補償は必要でないものとなる。
により変化する。即ち、光信号Ｐｉｎの入力レベルが大
きくなると、合成負荷抵抗Ｒ１／Ｒ２が前述の如く小さ
くなつて、帯域Ｆ。は大きくなる。第３図は前置増幅器
の周波数特性の説明図であり、曲線Ａ，Ｎは負帰還回路
を設けない場合の特性曲線を示し、光信号Ｐｉｎの入力
レベルが大きくなることによつて実線の特性曲線Ａが点
線の特性曲線Ｎのように変化し、光受信回路として必要
な帯域をｆとした場合、実線の特性曲線Ａで動作すると
きは、後段の高域補償回路により周波数特性を補償する
必要があるが、点線の特性曲線Ｎで動作するときは高域
の補償は必要でないものとなる。
即ち光信号Ｐｉｎの入力レベルの変化により周波数特性
が変化し、高域補償回路を設けた場合には、入力レベル
が大きいときに波形劣化を生じることになる。そこで本
発明では、電界効果トランジスタＦＥＴのドレインとゲ
ートとの間にコンデンサＣ１と抵抗Ｒ３との負帰還回路
を設けたもので、それにより周波数特性は第３図の曲線
Ｂに示すものとなるから、帯域を拡大することができ、
高域補償回路の完全な省略又は僅かの補償特性の構成で
済むことができるので、波形劣化を防止することができ
る。
が変化し、高域補償回路を設けた場合には、入力レベル
が大きいときに波形劣化を生じることになる。そこで本
発明では、電界効果トランジスタＦＥＴのドレインとゲ
ートとの間にコンデンサＣ１と抵抗Ｒ３との負帰還回路
を設けたもので、それにより周波数特性は第３図の曲線
Ｂに示すものとなるから、帯域を拡大することができ、
高域補償回路の完全な省略又は僅かの補償特性の構成で
済むことができるので、波形劣化を防止することができ
る。
従つて光ダイナミツクレンジを拡大することができる。
前述の実施例に於いて、非線形抵抗Ｒ２は通常のダイオ
ードを用いることもでき、又前置増幅器を構成するトラ
ンジスタは、接合型電界効果がノイズが小さい点で好適
であるが、絶縁ゲート型（ＭＯＳ）を用いることもでき
る。
前述の実施例に於いて、非線形抵抗Ｒ２は通常のダイオ
ードを用いることもでき、又前置増幅器を構成するトラ
ンジスタは、接合型電界効果がノイズが小さい点で好適
であるが、絶縁ゲート型（ＭＯＳ）を用いることもでき
る。
以上説明したように、本発明は、受光素子Ｄの負荷抵抗
Ｒ１に非線形抵抗Ｒ２を並列に接続し、光信号Ｐｉｎの
入力レベルの増大による非線形抵抗Ｒ２のインピーダン
スが小さくなることを利用して、前置増幅器の入力部に
於ける飽和を防止し、且つ前置増幅器に負帰還回路を設
けることにより、受光素子Ｄの合成負荷抵抗Ｒ１／Ｒ２
が変化することによる周波数特性の変化による波形劣化
を防止することができ、それによつて光ダイナミツクレ
ンジを著しく拡大することができるものである。
Ｒ１に非線形抵抗Ｒ２を並列に接続し、光信号Ｐｉｎの
入力レベルの増大による非線形抵抗Ｒ２のインピーダン
スが小さくなることを利用して、前置増幅器の入力部に
於ける飽和を防止し、且つ前置増幅器に負帰還回路を設
けることにより、受光素子Ｄの合成負荷抵抗Ｒ１／Ｒ２
が変化することによる周波数特性の変化による波形劣化
を防止することができ、それによつて光ダイナミツクレ
ンジを著しく拡大することができるものである。
第１図は本発明の実施例の回路図、第２図は非線形抵抗
の一例の特性曲線図、第３図は周波数特性の説明用曲線
図である。 Ｄは受光素子、Ｒｌ，Ｒ３〜Ｒ５は抵抗、Ｒ２は非線形
抵抗、Ｃｌ，Ｃ２はコンデンサ、ＦＥＴは接合型電界効
果トランジスタである。
の一例の特性曲線図、第３図は周波数特性の説明用曲線
図である。 Ｄは受光素子、Ｒｌ，Ｒ３〜Ｒ５は抵抗、Ｒ２は非線形
抵抗、Ｃｌ，Ｃ２はコンデンサ、ＦＥＴは接合型電界効
果トランジスタである。
Claims (1)
- １ 受光素子に負荷抵抗を接続し、該受光素子の出力信
号を増幅する高入力インピーダンスの前置増幅器を有す
る光受信回路に於いて、前記受光素子の負荷抵抗に該受
光素子の光電流の増大によりインピーダンスが低下する
非線形抵抗を並列に接続し、前記前置増幅器に前記非線
形抵抗のインピーダンス変化に伴なう周波数特性の変化
による波形劣化を防止する負帰還回路を設けたことを特
徴とする光ＡＧＣ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55122551A JPS5929013B2 (ja) | 1980-09-04 | 1980-09-04 | 光ａｇｃ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55122551A JPS5929013B2 (ja) | 1980-09-04 | 1980-09-04 | 光ａｇｃ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5746544A JPS5746544A (en) | 1982-03-17 |
| JPS5929013B2 true JPS5929013B2 (ja) | 1984-07-17 |
Family
ID=14838668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55122551A Expired JPS5929013B2 (ja) | 1980-09-04 | 1980-09-04 | 光ａｇｃ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5929013B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9954622B2 (en) | 2015-12-02 | 2018-04-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Trans-impedance amplifier and optical receiver including the same |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58168343A (ja) * | 1982-03-29 | 1983-10-04 | Fujitsu Ltd | 光ａｇｃ回路 |
| DE3218439A1 (de) * | 1982-05-15 | 1983-12-01 | kabelmetal electro GmbH, 3000 Hannover | Schaltungsanordnung fuer einen opto/elektrischen wandler |
| JPS6079840A (ja) * | 1983-10-06 | 1985-05-07 | Fujitsu Ltd | 光受信回路 |
| JPS61162125U (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-07 | ||
| JPH0411394Y2 (ja) * | 1985-04-02 | 1992-03-23 | ||
| JPS61187112U (ja) * | 1985-05-13 | 1986-11-21 | ||
| JPS6489632A (en) * | 1987-09-29 | 1989-04-04 | Nec Corp | Optical receiving circuit |
| DE3832857A1 (de) * | 1988-09-28 | 1990-03-29 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Optischer empfaenger mit erweitertem dynamikbereich |
| JP7115065B2 (ja) | 2018-06-28 | 2022-08-09 | 住友電気工業株式会社 | トランスインピーダンスアンプ |
| JP7334576B2 (ja) | 2019-10-24 | 2023-08-29 | 住友電気工業株式会社 | トランスインピーダンス増幅回路 |
| JP7419770B2 (ja) | 2019-11-29 | 2024-01-23 | 住友電気工業株式会社 | 光受信用回路および光受信器 |
-
1980
- 1980-09-04 JP JP55122551A patent/JPS5929013B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9954622B2 (en) | 2015-12-02 | 2018-04-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Trans-impedance amplifier and optical receiver including the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5746544A (en) | 1982-03-17 |
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