JPS60149929A - アバランシエ.ダイオードの温度補償装置 - Google Patents

アバランシエ.ダイオードの温度補償装置

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JPS60149929A
JPS60149929A JP24916084A JP24916084A JPS60149929A JP S60149929 A JPS60149929 A JP S60149929A JP 24916084 A JP24916084 A JP 24916084A JP 24916084 A JP24916084 A JP 24916084A JP S60149929 A JPS60149929 A JP S60149929A
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avalanche diode
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bias
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Fumio Otomo
文夫 大友
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Tokyo Optical Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44Electric circuits

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は光波距離計等に用いられるアバランシェ・ダ
イオードの温度補償装置に関する。
光検知素子としてのアバランシェ、ダイオードは温度に
よりその増倍率が変化する。このためアバランシェ・ダ
イオードを光波距離計等に組込む場合、バイアスを制御
して増倍率を一定′に保つことが必要となる。
第1図は従来のアバランシェ・ダイオードの温度補償方
式を示すものである。図において、PDがアバランシェ
・ダイオード、Rが負荷抵抗であり、これに眠圧制御回
路Iから所定のバイアス電圧を印加して、測定信号光が
入ったときの出力を出力増幅器2、測定信号用フィルタ
3を介して取出すようになっている。4は参照信号源で
、参照用発光ダイオードIJDを測定信号と異なる周波
数の参照信号で変調し7、得られる参照信号光をアバラ
ンシェ・ダイオードPDに照射する。そして、この参照
信号光による出力成分を参照信号用フィルタ5により取
出し、検波器6で直流にf−換し、差動増幅器7により
基準電圧源8の出力と比−較して、この差動増幅器7の
出力により・電圧制御回路lの出方電圧、つまりアバラ
ンシェ・ダイオードPDへのバイアス電圧を制御するよ
うにしている。
いま、参照信号を受信する系を負帰還系に構成すれは、
検波器6の出力は基準電圧源8で設定された基準電圧と
等しくなるように動作する。
これにより、アバランシェ・ダイオードPDの増倍率が
周囲1局度の変化により変化したとしても、上記負帰償
糸の働きにより屑に一定の増倍率となるようにアバラン
シェ・ダイオードPDのバイアス電圧が制御されること
になる。
しかしながら、第1図に示した従来の方式には次のよう
な欠点がある。第1に、参擲用発光ダイオードLEDの
出方Cども温度特性がチるため、アバランシェ・ダイオ
ードPDO)温度補償を正確に行うにはこの発光ダイオ
ードLEDの温度補償も行わなければならない。第2に
、測定を行っている実時間にアバランシェ・ダイオード
PDに撃照信号元を照射するため、測定信号′のS/N
が悪くなる。即ち、アバランシェ・ダイオードPDは入
射光が大きけわばそれだけ雑廿が大きくなる性質を持つ
。一方、通常の光波距離計等では測定信号は微小なもの
であるが、第1図の構成で負帰還系の利得は安定性の点
から余り大きくできないから、演11定信号元に比べて
大きな参が信号光を照射しなけnばならず、これが測定
信号の雑音を大きいものにしてしすう。
この発明は上記の点に鑑み、参照信号光を用いることな
く、従って測定信号のS/N劣化をもたらすことなく、
アバランシェ・ダイオ−トノ増倍率を温度変動に拘りな
く一定に保つようにシタアバランシェ・ダイオードの温
度補償装置を提供するものである。
この発明によるアバランシェ・ダイオードの温度補償装
置は、アバランシェ−ダイオ−トノバイアス電圧調整期
間及び適正バイアス印加期間を示すタイミング信号を有
し、上記バイアス電圧調整期間を示すタイミング16号
に従いアバランシェ・ダイオードの降伏時に印〃口され
たバイアス電圧に対応する電圧をサンプリングし、適正
バイアス印7JO期間を示すタイミング信号に従いサン
プリングした電圧を保持する保持部と、上記バイアス電
圧期間を示すタイミング信号ζこ従いアバランシェ・ダ
イオードヘアバランシエ・ダイオードを降伏状態にする
バイアス電圧を印加し、また上記適正バイアス印加期間
を示すタイミング信号に従い上記保持部が保持した電圧
に基づき、降伏電圧より所定電圧たけ少ないバイアス穎
:圧を印加する′電圧制御部と、から成ることを特徴と
する。
この発明によれは、周囲温度の変動によるアバランシェ
・り゛イオードの降伏電圧の変動を監視して、格にその
時の降伏電圧より所定値だけ低いバイアス電圧を与える
ことで、アバランシェ・ダイオードの増倍駆を一定に保
つことができる。なお上述での所定値とは、降伏電圧の
変動に関係しない一定値だけを意味するものでなく、降
伏電圧と一定比率の関係をもつ値をも含むものとする。
この発明の一実施例において、電圧制御部は主として電
圧発生器11及び利得設定回路12として、また保持部
は主として電流検出回路13及びサンプルホールド回路
14として岩わされ、その一実施例を第2図に示す。I
Iは電圧発生回路であり、トランジスタQ+、Qt、定
電流源用抵抗R1、負荷抵抗R2からなる差動増幅器と
その出力により制御されるトランジスタQ3とから構成
される。差動増幅器の一方の入力端、即ちトランジスタ
Q、のペースは抵抗Rsを介L7て直流電源VAに接続
され、またツェナーダイオードZD+を介して利得設定
回路12の出力端に接続されている。即ち電圧発生回路
11は利得設定回路12の出力電圧を基準電圧として、
その出力端、つまりトランジスタQ、のエミッタζこ所
定の出力電圧を出す。利得設定回路I2は通常は革命電
圧V、を出力しており、制御端子15にタイミングパル
ス(通常の論理レベル5v)が入ると、これを抵抗R4
、ダイオードDの直列回路で0.7 V iこ落とし、
更に可変抵抗R1で所定の1)こ設定して演算増幅器o
pに入力し、基皐胤圧V、(>Vt)を出力するように
なっている。基準電圧VI + ” 2の大きさについ
ては後述する。
電圧発生回路IIの出力は、抵1冗R8、トランジスタ
Q4、抵抗R0からなる゛域流検出回路13を介してア
バランシェ・ダイオードPD、負荷抵抗Rの直列回路に
バイアスとしC与えられる。なお、コンデンサCは1l
llt足信号のバイパスのため設けたものである。14
はサンプルホールド回路であり、制御塵子15に夕、イ
ミンクパルスが入るとサンプリング状幅となって電流検
出回路13の出力をサンプリングし1、タイミングパル
スがなくなるとホールド状態に保たれるものである。K
A検出回路I3の出力端とサンプルホールド回路14の
入力端の間をこはツェナーダイオードZD、、抵抗RI
 Oが接続さtl、またサンプルホールド回路I4の入
力端は抵抗Ruを介して負電源−VCGこ#続されてい
る。これらのツェナーダイオードZD2、抵抗R,o、
 R,、および負電源−vcは、正から負にまたがる入
力に対して動作するサンプルホールド回路I4ζこ合わ
せて入力レベルをシフトyるために設けている。才た直
列接続したツェナーダイオードZD、。
ZD、は、サンプルホールド回路14への最大入力振幅
を規制するために設けたものである。
サンプルホールド回路14の出力1圧と電圧発生回路1
1の出力電圧とは抵抗Jt + RI3を介して加算さ
れて、電圧発生回路11の差動増幅器の他方の入力端、
つまりトランジスタQ2のペースに入力さfLるように
なっている。
このように構成された回路の動作を説明し、アバランシ
ェ・ダイオードpDo)aw袖償が自動的に行われるこ
とを説明する。
まず、測距時間内の始めにバイアス調整期間を設け、制
御端子15にタイミングパルスを入力する。これにより
利得設定回路12の出力電圧はV、となる。この電圧V
、はサンプルホールド回路14の出力がOvのとき、電
圧発生回路IIの出力電圧がアバランシェ・ダイオード
PDの降伏電圧より高くなるように設定されている。即
ち、サンプルホールド回路I4の出力がOvであれば、
電圧発生回路IIの出力は利得設定回路12の用力礁圧
V、を基準とする定′亀圧出力であり、これにより、ア
バランシェ・ダイオードPDが降伏をおこす。ところが
、アバランシェ・ダイオードPDが降伏すると電流検出
回路I3が動作し、その出力はサンプルボールド回路1
4を通して電圧発生回路lIの出力電圧を減じる方向に
作用する。この結果、電流検出回路13は定蛾流源とな
り、電圧発生回路11の出力電圧が例えばV 3 、サ
ンプルホールド回路I4の出力電圧が例えばV、とfl
って平衡する。
このときのサンプルホールド回路14の出力電圧はアバ
ランシェ・ダイオードPDO)降伏電圧に対応した霊、
圧に相当する。タイミングパルスがなくなると、サンプ
ルホールド回路14はホールド状態となって出力電圧V
、を保持し、利得設定回路12の出力電圧はV、からV
、に低下する。そして、電圧発生回路11の出力電圧は
入力する基準電圧が低下した結果、v3からv4に低下
する。いま、(vl−■、)を適当な値に設定しておけ
ば、出力電圧V、はアバランシェ・ダイオードFDの降
伏電圧より小さい値とすることができ、この出力電圧V
、が−rアバランシェダイオードPDtこバイアス電、
圧として与えられることになる。この実施例に2いては
、(V。
Vt )は降伏電圧の変動に関係しない一定値であるが
、降伏電圧に対して一定比率の値にすることも可能であ
る。
こうしてアバランシェ・ダイオードPDIζバイアス電
圧として与えられる出力電圧v4はアバランシェ・ダイ
オードPDの増倍率を一定に保つ値となる。即ち、雷、
圧発生回路11の出力電圧の変化(V3−Vt )は、
サンプルホールド回路14の出力電圧力5V、に保持さ
れる結果、利得設定回路I2からの基準電圧の変化(v
+ −vz)に対応する。一方、出力電圧V、はアバラ
ンシェ・ダイオードPDの降伏電圧が周囲温度により変
動すると、それに応じて変化するものである。
従って(V+ Vt )を設定しておくことによって、
アバランシェ・ダイオードPDの降伏電圧が変動してい
てもバイアスとして与えられる出力電圧■4はその降伏
電圧より所定値だけ低い処に自動的に設定され、アバラ
ンシェ・ダイオードPDの増倍率は一定に保たれること
になる。
以上のようにこの発明では、参照信号光を用いることな
く、測定開始前に降伏電圧を検知し、その降伏電圧より
所定の値たけ低いバイアス電圧を与えることによってア
バランシェ・タイオードの温度補償を行う。従ってこの
発明によれば、参照信号光を用いた従来の方式に比べて
S/Nのよい測定信号を得ることができ、また参照信号
元湯の温度変動に対する考慮も必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のアバランシェ・多゛イオードの温度補償
方式を示す図、第2図はこの発明の一実施例の回路を示
す図である。 11・・・電圧発生回蕗、I2・・・利得設定回路、1
3・・・電流検出回路、14・・・廿ンプルホールド回
路、PD・・アバランシェ・ダイオード、R・・・負荷
抵抗。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. アバランシェ・ダイオードのバイアス電圧調整期間尺°
    び適正バイアス印加期間を示すタイミング信号を有し、
    上記バイアス亀圧調整期間を示すタイミング信号に従い
    アバランシェ・、ダイオードの降伏時に印加されたバイ
    アス電圧に対応する電圧をサンプリングし、適正バイア
    ス印加期間を示すタイミング信号に従いサンプリングし
    た電圧を保持する保持部と、上記バイアス電圧期間を示
    すタイミング信号に従いアバランシェ・ダイオードヘア
    バランシェ・ダイオードを降伏状態にするバイアス電圧
    を印加し、また上記適正バイアス印加期間を示すタイミ
    ング信号に従い上記保持部が保持した電圧に基づき、降
    伏電圧より所定電圧だけ少ないバイアス電圧を印加する
    電圧制御部と、から成ることを特徴とするアバランシェ
    ・ダイオードの温度補償装置。
JP24916084A 1984-11-26 1984-11-26 アバランシエ.ダイオードの温度補償装置 Granted JPS60149929A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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