JPS6085649A - Optical reception circuit - Google Patents
Optical reception circuitInfo
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- JPS6085649A JPS6085649A JP58194709A JP19470983A JPS6085649A JP S6085649 A JPS6085649 A JP S6085649A JP 58194709 A JP58194709 A JP 58194709A JP 19470983 A JP19470983 A JP 19470983A JP S6085649 A JPS6085649 A JP S6085649A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
げ)技術分野
この発明は、光通信システムに於ける光受信回路に関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION G) Technical Field The present invention relates to an optical receiving circuit in an optical communication system.
光通信号を光信号に変換して、光ファイバの中を伝送し
、光信号を逆に電気信号に戻すことによってなされる。This is done by converting an optical communication signal into an optical signal, transmitting it through an optical fiber, and then converting the optical signal back into an electrical signal.
受信回路は、ホトタイオード、アバランシェホトダイオ
ードなどの光電変換素子と、この素子に流れる電流を増
幅し、信号を復元する回路を備えている。The receiving circuit includes a photoelectric conversion element such as a photodiode or an avalanche photodiode, and a circuit that amplifies the current flowing through the element and restores the signal.
送られる信号はデジタル信号であることもあり、アナロ
ク信号であることもある。ここでは、デジタル信号を対
象とする光受信回路を扱う。The signal sent may be a digital signal or an analog signal. Here, we will deal with optical receiver circuits that target digital signals.
デジタル信号であるから、受信回路に於ては微小な光電
流を増幅し、これをコンパレータを含ム二値化回路を通
して波形整形すれば、もとのデジタル信号と同一の信号
を復元できる。Since it is a digital signal, a signal identical to the original digital signal can be restored by amplifying the minute photocurrent in the receiving circuit and shaping the waveform through a binarization circuit including a comparator.
(イ)従来技術とその問題点 第4図は従来例に係る光受信回路を示す。(b) Conventional technology and its problems FIG. 4 shows a conventional optical receiving circuit.
電源Vccにホトダイオード20のカソードが接続され
、アノードは演算増幅器21の反転入力に接続しである
。演算増幅器21の反転入力は電池22によって、接地
電位より上へ引上げである。The cathode of the photodiode 20 is connected to the power supply Vcc, and the anode is connected to the inverting input of the operational amplifier 21. The inverting input of operational amplifier 21 is pulled above ground potential by battery 22.
抵抗23は演算増幅器21の出力を反転入力へ帰還する
ものである。The resistor 23 feeds back the output of the operational amplifier 21 to the inverting input.
出力電圧Vdは、電池22の直流電圧Voと、光電流I
pと抵抗に「の積(−Rf IP)−の和になる。ホト
ダイオード電流が抵抗R,fと増幅器によって、電流−
電圧変換されている。The output voltage Vd is the DC voltage Vo of the battery 22 and the photocurrent I.
It becomes the sum of the product of p and the resistance (-Rf IP)-.The photodiode current is increased by the resistors R, f and the amplifier to
The voltage has been converted.
直流電圧Voを加えるのは、■0を中心として出力電圧
■dが、0〜′とVccの間で、飽和せずに、上下に変
動できるためである。The reason for adding the DC voltage Vo is that the output voltage (2) d can fluctuate upward and downward between 0 to '' and Vcc, centering on (1)0, without becoming saturated.
出力電圧Vdの交流成分は、ホトダイオード電流I +
)と抵抗に「の積によって与えられる。The AC component of the output voltage Vd is the photodiode current I +
) and the resistance is given by the product of '.
Rfは増幅率を決める。k「か小さすきると、ホトダイ
オードに入射する光量が小さい場合、出力電圧Vdの交
流分か小さくなりすぎて、次段のコンパレータのスレッ
シュホルドレベル以下になり、コンパレータによって正
しく二値化することができない。Rf determines the amplification factor. If the amount of light incident on the photodiode is small, the alternating current portion of the output voltage Vd will become too small and fall below the threshold level of the next-stage comparator, making it impossible for the comparator to properly binarize it. .
Rfを大きくすると、微弱光信号に対するこのような雑
煮を緩和することができる。しかし、逆に、ホトダイオ
ードに入射する光パワーが大きい場合、増幅部のトラン
ジスタが飽和してしまう。Increasing Rf can alleviate such a problem with weak optical signals. However, conversely, when the optical power incident on the photodiode is large, the transistor in the amplification section becomes saturated.
このため、応答速度が低下し、波形が歪む。This reduces the response speed and distorts the waveform.
従って、このような回路構成では、例えば単一5v電源
使用の場合、大きいダイナミックレンジ(例えば30d
B)を得ることは極めて困離であった。Therefore, in such a circuit configuration, for example, when using a single 5V power supply, a large dynamic range (for example, 30d
Obtaining B) was extremely difficult.
さらに、全回路をモノリシックICにしようとする場合
、高い抵抗を作るのがN2シい。100 KΩの抵抗を
作るのは困離である。ホトダイオードの光電流が0.1
μ八〜100μAであるとすれば、この抵抗を使うと、
出力の交流分は、lQmV〜IOVになる。5■の電源
を使う場合、大きい光パワーに対して飽和してしまう。Furthermore, if the entire circuit is to be made into a monolithic IC, it is difficult to create a high resistance. It is difficult to create a resistance of 100 KΩ. The photocurrent of the photodiode is 0.1
If it is μ8~100μA, using this resistor,
The alternating current portion of the output is 1QmV to IOV. When using a power supply of 5■, it will become saturated with large optical power.
抵抗は、モノリシックICにする場合、20にΩ〜30
にΩ以、下の値が選ばれる。このように低い値のものが
作り易いからである。しかし、こうすると、微弱な信号
を十分増幅することができない。When making a monolithic IC, the resistance should be between 20Ω and 30Ω.
A value less than or equal to Ω is selected. This is because it is easy to make products with such low values. However, in this case, weak signals cannot be sufficiently amplified.
大きいダイナミックレンジを必要としない場合、負帰還
抵抗Rfの値を適当に選1べば、飽和を防ぐことができ
る。しかし、この場合でも、出力電圧は受光素子に入射
する光パワーに比例するため、コンパレータの基準電圧
の設定が難しくなる。If a large dynamic range is not required, saturation can be prevented by appropriately selecting the value of the negative feedback resistor Rf. However, even in this case, since the output voltage is proportional to the optical power incident on the light receiving element, it becomes difficult to set the reference voltage of the comparator.
第5図によって説明する。パワーの異なる3種の信号が
入ってきたとする。これを大きいものから、Sl、 5
2 、 S3 とする。光信号の強さに比例して、増幅
後の出力が第5図fa)のように現われたとする。いず
れも、パルス幅は同じであるが、SL 、 S2 、
S3 の1+Hに高いパルス波高になっている。This will be explained with reference to FIG. Suppose that three types of signals with different powers come in. From largest to largest, Sl, 5
2, S3. Suppose that the output after amplification appears as shown in FIG. 5 fa) in proportion to the intensity of the optical signal. The pulse width is the same in all cases, but SL, S2,
The pulse height is high at 1+H of S3.
もともとデジタル信号であって、パルス幅か同じなので
あるから、これは等しいパルス幅へと波形整形されなけ
ればならない。しかし、コンパレータの基準電圧Vcを
一定値に固定すると、そのようにはならない。Since they are originally digital signals and have the same pulse width, they must be waveform-shaped to have equal pulse widths. However, if the reference voltage Vc of the comparator is fixed to a constant value, this will not happen.
例えば、最小受信レベルに相当する信号S3の出力のピ
ーク値の1/2を基準電位″vcに設定したとする。コ
ンパレータを通過した後の波形を、S3゜S2 、 S
lについて(1)) 、 (C) 、 fd)に示ず。For example, suppose that 1/2 of the peak value of the output of the signal S3 corresponding to the minimum reception level is set as the reference potential "vc.The waveform after passing through the comparator is S3゜S2,S
Regarding l, it is not shown in (1)), (C), fd).
光パワーが大きいSlに於ては、立上りの早い時期にV
cを越え、立下りの遅い時期にVc以下に戻る。(d)
に示すようこれは、最も長いパルス幅W1を持つ。In SL with large optical power, V
c and returns to below Vc at a slow falling stage. (d)
This has the longest pulse width W1 as shown in FIG.
光パワーが小さいS3 については、Vcを越えるのが
遅く、またVc以下に戻るのは早い。(1))に示すよ
うに、最も短いパルス幅W3を持つ。For S3, where the optical power is small, it is slow to exceed Vc and quick to return below Vc. As shown in (1)), it has the shortest pulse width W3.
このように、光のパワーが強ければ、長いパルス幅にな
り、弱ければ短いパルス幅になる。In this way, if the power of the light is strong, the pulse width will be long, and if the power of the light is weak, the pulse width will be short.
しかし、もともとのパルス幅が等しいのであるから、こ
のように、異なるパルス幅に変化してはいけないのであ
る。However, since the original pulse widths are the same, they should not change to different pulse widths like this.
これは、パルス信号の大小に拘わらず比較回路のコンパ
レータ基準電圧Vcを固定しているからである。This is because the comparator reference voltage Vc of the comparison circuit is fixed regardless of the magnitude of the pulse signal.
基準電圧Vcを、増幅出力に応じて変化させれば良いは
ずである。このような目的で、増幅部出力の最大値、最
小値を検出し、コンパレータの基準電位Vcを常に増幅
部出力の172になる様に設定するA T C(Aut
o Tl1reshold Level Contro
l )方式が既に案出されている。しかし、この回路を
モノリシックICで実現しようとすると、(1)回路が
複雑になる
(11)最大値、最小値記憶用外付コンデンサが必要に
なる、
などの問題点があった。It would be sufficient to change the reference voltage Vc according to the amplified output. For this purpose, ATC (Aut
o Tl1reshold Level Control
l) A method has already been devised. However, when trying to realize this circuit using a monolithic IC, there were problems such as (1) the circuit became complicated, and (11) external capacitors for storing maximum and minimum values were required.
最大値、最小値を記憶するためのコンデンサは、例えば
帆1μF〜1μFの容量のものが必要である。The capacitor for storing the maximum value and minimum value must have a capacitance of, for example, 1 μF to 1 μF.
シカし、現在のところ、モノリシックICの技術によっ
てウェハ上に作製することのできるコンデンサは10
PF〜20 PF以下である。Currently, only 10 capacitors can be fabricated on a wafer using monolithic IC technology.
PF~20 PF or less.
(つ)本発明の目的
本発明は、ダイナミックレンジの広い、パルス歪の小さ
い、モノリシック光受信回路を与えることを目的とする
。(1) Purpose of the Invention The object of the present invention is to provide a monolithic optical receiver circuit with a wide dynamic range and low pulse distortion.
(1)実施例 第1図は本発明の実施例に係る光受信回路図である。(1) Examples FIG. 1 is a diagram of an optical receiving circuit according to an embodiment of the present invention.
この回路は、電流−電圧変換回路A、微分回路B、基準
電圧発生回路C1比較回路D、出力段Eとよりなってい
る。This circuit consists of a current-voltage conversion circuit A, a differentiation circuit B, a reference voltage generation circuit C1, a comparison circuit D, and an output stage E.
k1〜R13は抵抗である。Tri〜T r 24はト
ランジスタ、cl 、C2はコンデンサである。■1〜
113は定電流回路を示す。k1 to R13 are resistors. Tri to Tr 24 are transistors, and cl and C2 are capacitors. ■1~
113 indicates a constant current circuit.
これら全ては、モノリシックICの回路素子である。半
導体単結晶基板の上にウェハプロセスによって作られる
。プリント基板の上に個別部品を組立てて作るものでは
ない。All of these are monolithic IC circuit elements. Manufactured using a wafer process on a semiconductor single crystal substrate. It is not made by assembling individual parts on a printed circuit board.
コンデンサc1.c2は小容量のコンデンサで、例えば
C1は5PF、C2は10 pF程度とするが、これら
はウェハプロセスで作ることができる。Capacitor c1. C2 is a small capacitor, for example, C1 is about 5PF and C2 is about 10 pF, but these can be manufactured by a wafer process.
定電流回路はトランジスタ、抵抗をいくつか組合わせた
もので、モノリシックICの中には、既に広く使用され
ている。周知の回路によって構成できるので、内部回路
の図示を省略した。A constant current circuit is a combination of several transistors and resistors, and is already widely used in monolithic ICs. Since it can be configured using a well-known circuit, illustration of the internal circuit is omitted.
電源電圧は5■としているが、この回路は電源電圧がい
くらであっても、定数を適当に変更すれば、常に良好に
機能する。Although the power supply voltage is assumed to be 5■, this circuit always functions well no matter what the power supply voltage is, as long as the constants are changed appropriately.
電流−電圧変換回路Aから順に説明する。The current-voltage conversion circuit A will be explained in order.
A、電流−電圧変換回路 ゛
電源V c c とアースの間に、定電流回路11、ト
ランジスタTriのコレクタ、エミッタ、順方向のダイ
オードDi、D、2を接続する。A. Current-Voltage Conversion Circuit ``A constant current circuit 11, the collector and emitter of the transistor Tri, and forward diodes Di, D, and 2 are connected between the power source Vcc and the ground.
電源とアースの間には、トランジスタ゛rr2と定電流
回路I2が直列に接続されている。A transistor rr2 and a constant current circuit I2 are connected in series between the power supply and the ground.
トランジスタTr)2のベースは、トランジスタTrl
のコレクタ及び定電流回路■1に接続しである。トラン
ジスタTriのベースとアースの間には、ホトダイオー
ドPDが逆方向に接続しである。The base of the transistor Tr)2 is the transistor Trl
It is connected to the collector and constant current circuit (1). A photodiode PD is connected in the opposite direction between the base of the transistor Tri and the ground.
ホトダイオードPDにはトランジスタTriのベースエ
ミッタ電圧降下、ダイオードのpn接合の(Dl、D2
)電圧降下の分の電圧がかかる。例えば、約1.8■
程度である。The photodiode PD includes the base-emitter voltage drop of the transistor Tri and the diode's pn junction (Dl, D2
) A voltage equal to the voltage drop is applied. For example, about 1.8■
That's about it.
トランジスタTriのベースと、トランジスタTr2、
定電流回路■2の接続点の間には、コンデンサC1と、
抵抗に1が接続しである。the base of the transistor Tri, the transistor Tr2,
Between the connection points of constant current circuit ■2, there is a capacitor C1,
1 is connected to the resistor.
コンデンサC1は発振防止用で、例えば5 pF程度で
ある。The capacitor C1 is for preventing oscillation and has a value of about 5 pF, for example.
抵抗に1は電流−電圧変換のための抵抗である。The resistor 1 is a resistor for current-voltage conversion.
大きい値の方が増幅率が大きいが、モノリシック ゛回
路の一要素であるから、20にΩ〜30I(Ωに制限さ
れる。The larger the value, the higher the amplification factor, but since it is an element of a monolithic circuit, it is limited to 20Ω to 30I (Ω).
光電流1pがOの時、トランジスタTri、Tr2とも
に、定電流II 、I2が流れている。トランジスタT
rlのベース電流の値は、工1によって一定値に固定さ
れる。抵抗R1には、このベース電流が流れるだけであ
る。トランジスタT r 2のエミッタ電位は、Trl
のベース・エミッタ、Dl。When the photocurrent 1p is O, constant currents II and I2 are flowing through both the transistors Tri and Tr2. transistor T
The value of the base current of rl is fixed to a constant value by step 1. Only this base current flows through the resistor R1. The emitter potential of the transistor Tr2 is Trl
The base emitter of Dl.
D2の順方向電圧降下と、R1×(ベース電流)の和に
よって与えられる。It is given by the sum of the forward voltage drop of D2 and R1×(base current).
光信号がホトダイオードPDに入ったとする。Assume that an optical signal enters a photodiode PD.
光電流Ipが流れる。そうすると、IpとR1の積の分
だけ、トランジスタTr2のエミッタ電圧が高くなる。A photocurrent Ip flows. Then, the emitter voltage of the transistor Tr2 increases by the product of Ip and R1.
これが電圧信号である。トランジスタTr2と定電流回
路I2の接続点の電位はそれら自身の状態によって決ま
らないので、IpRlによって決めることができる。This is the voltage signal. Since the potential at the connection point between the transistor Tr2 and the constant current circuit I2 is not determined by their own states, it can be determined by IpRl.
B、微分回路
本発明に於て、光電流を増幅した後、すぐに比較回路に
入れて二値化するのではなく、微分回路を通している。B. Differentiating circuit In the present invention, after the photocurrent is amplified, it is passed through a differentiating circuit instead of immediately entering a comparator circuit for binarization.
微分回路によって、信号の立上りの部分を上向きのパル
スに、信号の立下りの部分を下向きのパルスに変換して
いる。A differentiation circuit converts the rising edge of the signal into an upward pulse, and the falling edge of the signal into a downward pulse.
しかし、これは全く新規というわけではなく、増幅後、
微分回路を通すようにした光受信回路も既に提案されて
いる。However, this is not entirely new; after amplification,
An optical receiving circuit that passes through a differential circuit has also been proposed.
2つのトランジスタTr3.Tr4を、平衡させ、差動
増幅器として用いる。2つのトランジスタのエミッタは
共通で、定電流回路I3を介してアースにつながってい
る。トランジスタTr 30:) ベースは、先はどの
電流−電圧変換回路Aの出力と抵抗R2を介して接続さ
れる。トランジスタT r 4のベースも、抵抗R3を
介して、電流−電圧変換回路Aの出力と接続される。Two transistors Tr3. Tr4 is balanced and used as a differential amplifier. The emitters of the two transistors are common and connected to ground via a constant current circuit I3. Transistor Tr 30:) The base is connected to the output of any current-voltage conversion circuit A via a resistor R2. The base of the transistor T r 4 is also connected to the output of the current-voltage conversion circuit A via the resistor R3.
しかし、トランジスタTr4のベースはさらにコンデン
サC2を介し、アースと接続される。抵抗R3とコンデ
ンサC2は遅延回路を構成する。However, the base of transistor Tr4 is further connected to ground via capacitor C2. Resistor R3 and capacitor C2 constitute a delay circuit.
トランジスタT r 3のコレクタは電源Vccに接続
しである。トランジスタTr4のコレクタは、抵抗R4
を介して、Vccにつながっている。The collector of the transistor T r 3 is connected to the power supply Vcc. The collector of the transistor Tr4 is a resistor R4.
It is connected to Vcc via.
第2図(a)の実線は、電流−電圧変換回路Aの出力信
号を示す。これはトランジスタT r 3のベース電圧
に等しい。The solid line in FIG. 2(a) shows the output signal of the current-voltage conversion circuit A. This is equal to the base voltage of transistor T r 3.
トランジスタT r 4のベース電圧の変化は、R3,
C2のために遅れるので、ia+の破線のように変化す
る。The change in the base voltage of transistor T r 4 is R3,
Since it is delayed due to C2, it changes as shown by the broken line of ia+.
そうすると、実線Sと破線りか、パルスの立上り、立下
りに於て喰い違う。この時、2つのトランジスタTr3
.Tr4は非平衡になる。平衡時に両トランジスタには
ほぼ等しい電流が流れているが、第2図(a)の斜線(
sL間)を施した部分に於て、非平衡になり、抵抗R4
を流れる電流が変化する。Then, the solid line S and the broken line differ in the rising and falling edges of the pulse. At this time, two transistors Tr3
.. Tr4 becomes unbalanced. At equilibrium, approximately the same current flows through both transistors, but the diagonal line (
sL), the area becomes unbalanced and the resistance R4
The current flowing through changes.
このためT r 4のコレクタ電圧か変化する。これは
第2図(bl 、 (C1に示すような微分波形である
。Therefore, the collector voltage of T r 4 changes. This is a differential waveform as shown in FIG. 2 (bl, (C1).
微分波形の時間的な減衰の早さはR3C2によってきま
る。−例ではR3が3QKΩ、C2が10 pFである
。The speed of temporal decay of the differential waveform is determined by R3C2. - In the example R3 is 3QKΩ and C2 is 10 pF.
入力の光信号のパワーか小さければ、微分波形はfb)
のようになり、パワーが大きければ微分波形(C)は上
下で飽和することもありうる。しかし、R3,C2の積
はパルス幅より狭いから、ひとつのパルスの終らないう
ちに、微分波形は必ずもとのレベルに戻っている。この
ため飽和による動作時間の遅れ、という問題は存在しな
い。If the power of the input optical signal is small, the differential waveform is fb)
If the power is large, the differential waveform (C) may be saturated at the top and bottom. However, since the product of R3 and C2 is narrower than the pulse width, the differential waveform always returns to its original level before one pulse ends. Therefore, there is no problem of delay in operation time due to saturation.
このようにして、トランジスタT r 4のコレクタu
jこは、増幅された信号の微分波形が現われる。In this way, the collector u of transistor T r 4
Here, a differential waveform of the amplified signal appears.
C9基準電圧発生回路
これは、微分信号Uを次段のコンパ・レークに於てtT
HI+と′L″に分けるための基準になる電圧Vcを
発生するための回路である。C9 reference voltage generation circuit This converts the differential signal U to the next stage comparator rake at tT.
This is a circuit for generating a voltage Vc which becomes a reference for dividing into HI+ and 'L'.
微分信号の平均値をめて、これを基準電圧とすれば、パ
ルス幅がパルス高に関係なく一定値になりうる。微分信
号の平均値をめるには、抵抗とコンデンサの直列体を作
り、微分信号をこれによって平均化すれば良い。こうし
て得られた値は厳密な平均値である。If the average value of the differential signal is determined and used as a reference voltage, the pulse width can be a constant value regardless of the pulse height. In order to calculate the average value of the differential signal, it is sufficient to create a series body of a resistor and a capacitor, and use this to average the differential signal. The values thus obtained are exact average values.
こうするには、抵抗とコンデンサの平均値(平滑)回路
の時定数が、パルスの繰り返し時間よりずっと長くなけ
ればならない。このためコンデンサが大きくなりすきる
。To do this, the time constant of the resistor-capacitor averaging (smoothing) circuit must be much longer than the pulse repetition time. Therefore, the capacitor becomes too large.
全回路をモノリシック化したいのであるが、大きいコン
デンサをつける、という事になれば、モノリシック回路
素子では間に合イつす、外付はコンデンサになってしま
う。I want to make the entire circuit monolithic, but if I have to attach a large capacitor, a monolithic circuit element will suffice, but I will have to use a capacitor externally.
外付はコンデンサを付けると、回路の体積が増え、信頼
性も低下することがありうる。Attaching an external capacitor increases the volume of the circuit and may reduce reliability.
そこで、微分信号を直接平均化するのではなく、予め平
均値を決めておくことにする。Therefore, instead of directly averaging the differential signals, the average value is determined in advance.
トランジスタT r 5 と定電流回路I5とを電源V
ccとアースの間に直列に接続する。Transistor T r 5 and constant current circuit I5 are connected to power supply V
Connect in series between cc and ground.
抵抗R7と定電流回路■6とを直列にして、Vccとア
ースの間に接続する。Resistor R7 and constant current circuit 6 are connected in series between Vcc and ground.
抵抗R7、定電流回路16と、−1−r 60:) ヘ
ー スを接続する。この接続点Wの電位が、微分回路の
出力Uの平均値<u>に等しくなるようにする。Connect resistor R7, constant current circuit 16, and -1-r 60:) heath. The potential of this connection point W is made equal to the average value <u> of the output U of the differentiating circuit.
このようにするには、微分回路lこおける、抵抗R4に
かかる平均電圧と、R7にかかる電圧が等しければよい
から、
4I3
=R715
とすればよい。右辺はW点の電位(Vccから)で、左
辺はU点の平衡時の電位である。平衡時にTr3.Tr
4はI3/2だけ電流が流れる。To do this, it is sufficient that the average voltage applied to the resistor R4 and the voltage applied to R7 in the differentiator circuit l are equal, so 4I3 = R715. The right side is the potential at point W (from Vcc), and the left side is the potential at point U at equilibrium. At equilibrium, Tr3. Tr
4, the current flows by I3/2.
たとえば、工3−■6として、R7がR4の1/2の値
になるようにする。For example, in case of 3-6, R7 is set to 1/2 of R4.
W点の電位はこのようにして決定される。トランジスタ
Tr5.Tr7はエミッタフォロワーの形で、この電位
より、ベース・エミッタ降下分を2回差引いた基準電圧
Vcを与えて比較回路りのコンパレータに入力する。The potential at point W is determined in this way. Transistor Tr5. Tr7 is in the form of an emitter follower, and provides a reference voltage Vc obtained by subtracting the base-emitter drop twice from this potential and inputs it to the comparator of the comparison circuit.
温度変化などによって、電圧の関係がズしてはいけない
ので、Tr5とT r 6、T r 3とTr7、抵抗
R5,R5は同じ特性のものを作るようにする。Since the voltage relationship must not change due to temperature changes, Tr5 and Tr6, Tr3 and Tr7, and resistors R5 and R5 are made to have the same characteristics.
予め与えたW点の電圧と、微分信号Uの平均<u>とが
喰い違ってくZかもしれない、という可能性がありうる
。しかし、微分の平均は常に0であるから、ドリフトす
るとすれば直流分がドリフトするのである。There is a possibility that the voltage at point W given in advance and the average <u> of the differential signal U may be different. However, since the average of the differential is always 0, if there is a drift, it is the DC component that drifts.
直流分は、Tr3.Tr4かバランスしている限り一定
値であってドリフトしない。The DC component is Tr3. As long as Tr4 is balanced, it will be a constant value and will not drift.
従って、W点の電圧は常に微分信号Uの平均値<u>を
与えることができる。Therefore, the voltage at point W can always give the average value <u> of the differential signal U.
D、比較回路
これは微分回路で得られた微分信号を、基準電圧と比較
し、二値化(HとL)する回路である。D. Comparison circuit This is a circuit that compares the differential signal obtained by the differential circuit with a reference voltage and converts it into two values (H and L).
第28ib) 、 fc)に示すような微分波形をその
ままコンバレ一つて基準電圧と比較すると、単にパルス
が角形に整形されるだけであC0第2図(a)のSに示
すように、パルス幅かもとのパルスに等しくなるよう、
復元されない。If the differential waveforms shown in 28 ib) and fc) are directly compared with the reference voltage using a converter, the pulses will simply be shaped into a rectangular shape, and the pulse width will be so that it is equal to the original pulse,
Not restored.
上向きパルスから下向きパルスの間はII H11に、
下向きパルスから上向きパルスの間はL″に変換されな
ければならない。Between the upward pulse and the downward pulse, II H11,
Between the downward pulse and the upward pulse, it must be converted to L''.
そこで、微分信号にヒステリシスを与えることにする。Therefore, we decided to give hysteresis to the differential signal.
ヒステリシスがあれば、上向きパルスがコンパレータに
入り、出力がjl [(IIになった後、入力がOに戻
っても出力のH′′は維持される。With hysteresis, the upward pulse enters the comparator and the output remains H'' even if the input returns to O after it becomes jl [(II).
次に下向きのパルスがコンパレータに入力された時には
じめて、出力は“L″に変化する。The output changes to "L" only when a downward pulse is input to the comparator.
ヒステリシスを与えるには次のようにする。微分された
信号をUとする。T r 8のエミッタの電位で、微分
回路の出力Uから、一定電圧を差引いたものである。To provide hysteresis, do the following: Let the differentiated signal be U. The potential of the emitter of T r 8 is the output U of the differentiator circuit minus a constant voltage.
基準電圧をVcとする。これは基準電圧発生回路CのW
点の電位から、一定電圧を差引いたものである。Let the reference voltage be Vc. This is the W of the reference voltage generation circuit C.
It is the potential of a point minus a constant voltage.
比較回路の出力をDとすると、単に、信号Uと基準Vc
とを比較して、DがL又はI(とするのではない。If the output of the comparator circuit is D, then simply the signal U and the reference Vc
It does not mean that D is L or I (by comparing .
ヒステリシスをΔ■として
(i) D−1−Iの時、Vcと(U+八へ)とを比較
する。Assuming the hysteresis as Δ■, (i) When D-1-I, compare Vc and (toward U+8).
後者が大きければD == I−Iのままとし、後者が
小さくなれば1)をLに変化させる。If the latter is large, D==I-I is left as is, and if the latter is small, 1) is changed to L.
till D = Lのとき、Vcと(U−Δ■)とを
比較する。When till D=L, compare Vc and (U-Δ■).
後者が小さければD−Lのままとし、後者が大きくなれ
ばDをHに変化させる。If the latter is small, D-L is left as is, and if the latter is large, D is changed to H.
基や電圧発生回路Cて得られた基準電圧VCは、トラン
ジスタTrllのベースに与えられる。微分回路か5の
信号電圧は抵抗R5、トランジスタTr8、抵抗R8を
通じてトランジスタTr12のベースに与えられる。The reference voltage VC obtained by the base voltage generating circuit C is applied to the base of the transistor Trll. The signal voltage of the differentiating circuit 5 is applied to the base of the transistor Tr12 through a resistor R5, a transistor Tr8, and a resistor R8.
コンパレータ(比較器)は、トランジスタTrll。The comparator is a transistor Trll.
T r l 2 と、エミッタ同士がつなかっているト
ランジスタTr l 3 、Tr l 4と、これらと
コレクタ同士でつながっているT r l 5 、 T
r l 5などよりなる。Tr l 2 , transistors Tr l 3 and Tr l 4 whose emitters are connected to each other, and transistors Tr l 5 and T whose collectors are connected to each other.
It consists of r l 5, etc.
トランジスタTr9.TrlQ は、これら対称形のコ
ンパレータに一定電流を供給するためのものである。Transistor Tr9. TrlQ is for supplying constant current to these symmetrical comparators.
pnp型の1−ランジスタTr9.TrlQはエミッタ
がVcc に接続され、ベースは互につながっている。pnp type 1-transistor Tr9. The emitter of TrlQ is connected to Vcc, and the bases are connected to each other.
トランジスタT r 9のコレクタは、定電流回路19
を通じてアースにつながっている。対称なコンパレータ
中のトランジスタTr l 3 、Tr l 4のベー
スも、T r 9のコレクタに接続しである。The collector of the transistor T r 9 is a constant current circuit 19
connected to earth through. The bases of transistors Tr l 3 and Tr l 4 in the symmetrical comparator are also connected to the collector of Tr 9.
トランジスタT r l Qのベース、コレクタはつな
がっている。コレクタはさらに、コンパレータの2つの
トランジスタTr l l 、Tr 12のコレクタと
接続されている。The base and collector of the transistor T r l Q are connected. The collector is further connected to the collectors of two transistors Tr l l and Tr 12 of the comparator.
トランジスタTr 15 、Tr l 5のエミッタは
接地され、トランジスタTr15のベース、コレクタは
接続されている。The emitters of the transistors Tr 15 and Tr l 5 are grounded, and the base and collector of the transistor Tr 15 are connected.
トランジスタT r 9〜T r l 5はコンパレー
タを構成し、出力は、トランジスタTrl’5のコレク
タになる。The transistors T r 9 to T r l 5 constitute a comparator, and the output becomes the collector of the transistor Trl'5.
トランジスタTr l l 、Tr l 2のベース電
圧が比較される。Trllのベース電圧はVc、Tr1
2のベース電圧は(U±Δ■)である。The base voltages of transistors Tr l l and Tr l 2 are compared. The base voltage of Trll is Vc, Tr1
The base voltage of 2 is (U±Δ■).
Trllのベース電圧が、T r 12のそれより低け
れば、Tr 12 、Tr l 4のベース電流がTr
ll。If the base voltage of Trll is lower than that of Tr 12, the base currents of Tr 12 and Tr l 4 become Tr
ll.
Tr13のベース電流より大きくなる。T r l 3
のベース電流が減少するので、T r l 3のコレク
タ電流が減少し、コレクタ電圧か下る。つまり、トラン
ジスタT r l 5のコレクタXの電圧が下る。It becomes larger than the base current of Tr13. T r l 3
Since the base current of T r l 3 decreases, the collector current of T r l 3 decreases and the collector voltage decreases. In other words, the voltage at the collector X of the transistor T r l 5 decreases.
Trllのベース電圧が、T r 12のそれより高け
れば、Xの電圧が上る。If the base voltage of Trll is higher than that of T r 12, the voltage of X increases.
電源Vcc とアースの間に、定電流回路110とトラ
ンジスタ]”r17の直列体か接続される。トランジス
タTr17のベースがX点に接続される。A constant current circuit 110 and a series transistor Tr17 are connected between the power supply Vcc and the ground.The base of the transistor Tr17 is connected to the X point.
トランジスタ1r17のコレクタは抵抗R9。The collector of transistor 1r17 is resistor R9.
R10を介して、トランジスタTr18.Tr21(D
ベースにつなかつている。Through R10, transistor Tr18. Tr21(D
connected to the base.
X点の電圧が低い時、トランジスタTr17は、ベース
電流が流れないのでオフである。When the voltage at point X is low, the transistor Tr17 is off because no base current flows.
X点の電圧か高い時、トランジスタTr17は導通する
。これに応じ、トランジスタTr l 8.Tr 21
もそれに応じて、オン、オフ動作する。When the voltage at the X point is high, the transistor Tr17 is conductive. Accordingly, the transistor Tr l8. Tr21
Also works on and off accordingly.
比較回路りの中に含まれるヒステリシス回路は、定電流
回路111,112 、hランジスタTr18゜Tr
l 9 、Tr 2Q及び抵抗R8よりなる。The hysteresis circuit included in the comparison circuit includes constant current circuits 111 and 112, and an h transistor Tr18°Tr.
It consists of l 9 , Tr 2Q, and resistor R8.
トランジスタTr18のエミッタは接地され、コレクタ
は定電流回路Illを介して電源Vccに接続される。The emitter of the transistor Tr18 is grounded, and the collector is connected to the power supply Vcc via a constant current circuit Ill.
トランジスタTr19のエミッタは接地され、ベースと
コレクタは互に接続される。コレクタは、定電流回路■
11にもつなかっている。The emitter of the transistor Tr19 is grounded, and the base and collector are connected to each other. The collector is a constant current circuit■
It is also connected to 11.
トランジスタTr20のエミッタは接地される。The emitter of the transistor Tr20 is grounded.
コレクタは、定電流回路112を介してVcc lこつ
なかっている。コレクタ同時ニ、:] ンi< し7り
をなすトランジスタTr12のベースにつながっている
。The collector is connected to Vcc l via a constant current circuit 112. The collector is connected to the base of the transistor Tr12 whose collector is simultaneously d, :] and i<.
定電流回路から、Tr12のベース、抵抗R8へと流れ
る電流をe、Tr2Qのコレクタ、エミッタへ流れる電
流をfとする。e、E、1.12はe + f = I
12 (1)
である。Let e be the current flowing from the constant current circuit to the base of Tr12 and the resistor R8, and f be the current flowing to the collector and emitter of Tr2Q. e, E, 1.12 is e + f = I
12 (1).
定電流回路Illから、Tr13へ流れる電流をg、T
r19へ流れる電流をhとする。g、h。The current flowing from constant current circuit Ill to Tr13 is g, T
Let h be the current flowing to r19. g, h.
Illの間に g + h = I 11 (2) が成りたつ。Ill between g + h = I 11 (2) becomes true.
Tr19.Tr20のエミッタは接地され、ベース電圧
は常に等しい。同等のトランジスタとして作られている
ので、常に、電流は等しく、b = f’ (3)
という関係がある。Tr19. The emitter of Tr20 is grounded, and the base voltage is always equal. Since they are made as equivalent transistors, the currents are always equal and there is a relationship of b = f' (3).
Tr17がオフノ時、Tr18は飽和する。Tr18に
全てのIllが流れるから、r、11はOとなる。When Tr17 is off, Tr18 is saturated. Since all Ill flows through Tr18, r, 11 becomes O.
つまりe、=112 となり、これだけの電流がR8を
通じて流れる。In other words, e=112, and this much current flows through R8.
そうすると、トランジスタTr12のベースがR811
またけ上昇する。これが上向きのヒステリシスである。Then, the base of transistor Tr12 becomes R811.
Rise astride. This is upward hysteresis.
T r l 2のベース電圧が、Trllのそれより高
い時、X点の電圧が下り、1”r17がオフになる。こ
の時、帰還電流Cは正で、このため、Tr12のベース
は、T r 3のエミッタUよりR8112だけ高くな
り、上向きヒステリ、シス
十ΔV=R8112(4)
を与える。When the base voltage of T r l 2 is higher than that of Trll, the voltage at point It is higher than the emitter U of r3 by R8112, giving upward hysteresis, cis+ΔV=R8112(4).
Tr12のベース電圧が、Trllのそれより低い時、
X点の電圧が上り、Tr17がオンになる。When the base voltage of Tr12 is lower than that of Trll,
The voltage at point X increases and Tr17 is turned on.
Tr18はオフとなるので、Illは全てT r l
9を流れる。hがIllに等しくなり、(1) 、 (
3)式から、帰還電流eは
e = I 12− I 11 (5) ・となる。こ
れを、負となるように設定しておく。Since Tr18 is off, Ill is all T r l
Flows through 9. h becomes equal to Ill, (1), (
From equation 3), the feedback current e is e = I 12 - I 11 (5) . Set this so that it is negative.
負の帰還電流のため、Tr12のベースは、T r 8
のエミッタ電圧Uよりも、下向きヒステリシス−ΔV=
(112−Ill)R8(6)だけ下降することになる
。Due to the negative feedback current, the base of Tr12
The downward hysteresis -ΔV= than the emitter voltage U of
It will descend by (112-Ill)R8(6).
112 = I 11 / 2 (7)となるように選
べば、上向き、下向きヒステリシスの絶対値が等しくな
る。112 = I 11 / 2 (7) If the equation is selected, the absolute values of the upward and downward hysteresis will be equal.
一例を述べる。I 11 = 20μA、112=10
μA、R8=lKΩ とすると、ヒステリシスは±Δ■
=± lQ mV
となる。Let me give an example. I 11 = 20 μA, 112 = 10
When μA and R8=lKΩ, the hysteresis is ±Δ■
= ± lQ mV.
第3図(a)はトランジスタT r 12のベースの電
圧波形を示す。Vcより上では、U十Δ■となり、Vc
より下ではU−ΔVとなっている。このようにヒステリ
シスがあるので、微分回路の出力U(或はU)が、上向
きパルスから下向きパルスまでの間は、Vcより上、U
が下向きパルスから上向きパルスの間はVcより下とな
るようにできる。FIG. 3(a) shows the voltage waveform at the base of transistor T r 12. Above Vc, U+Δ■, and Vc
Below, it becomes U-ΔV. Since there is hysteresis in this way, the output U (or U) of the differentiating circuit is above Vc and U from the upward pulse to the downward pulse.
can be made to be lower than Vc between the downward pulse and the upward pulse.
E、出力段
これは、コンパレータの出力を増幅するものである。コ
ンパレータのTr12のベース(U+△V)がVcより
高い場合、T r l 7はオフである。逆に(U−Δ
■)がVcより低い時T r l 7はオンである。E. Output stage This amplifies the output of the comparator. If the base of comparator Tr12 (U+ΔV) is higher than Vc, T r l 7 is off. On the contrary, (U−Δ
(2) is lower than Vc, T r l 7 is on.
出力段Eは、Tr21〜−r r 24のトランジスタ
、R11〜R13の抵抗、ダイオードD3を含む。The output stage E includes transistors Tr21 to -r r24, resistors R11 to R13, and a diode D3.
定電流回路113、)ランジスタT r 21の直列体
が、V c c とアースの間に接続される。A constant current circuit 113)) A series body of transistors T r 21 is connected between V c c and ground.
T r 22のコレクタは抵抗R11を介してVccに
つながり、エミッタはR12を介してアースにつながっ
ている。T r 22のベースはT r 21のコレク
タに接続しである。The collector of T r 22 is connected to Vcc via resistor R11, and the emitter is connected to ground via R12. The base of T r 22 is connected to the collector of T r 21.
最終段では、Vcc とアースの間に、抵抗R13、T
r23、ダイオードD3、Tr24の直列体が接続しで
ある。出力トランジスタTr23のベースは、Tr22
のコレクタに、T r 24のベースはTr22のエミ
ッタに接続しである。In the final stage, resistors R13 and T
A series body of r23, diode D3, and Tr24 is connected. The base of the output transistor Tr23 is connected to the base of the output transistor Tr22.
The base of Tr 24 is connected to the collector of Tr 24 and the emitter of Tr 22.
ダイオードD3は、T r 23のエミッタ、ベースに
逆電圧が州かるのを防止する。出力EはD3とトランジ
スタT r 24のコレクタの接続点よりとり出す。Diode D3 prevents reverse voltage from being present at the emitter and base of T r 23. The output E is taken out from the connection point between D3 and the collector of the transistor T r 24.
(i)、U十Δv>VCの場合、
Tr17のコレクタ電圧が上る。Tr21がオンになる
。Tr22がオフになる。T r 23のベース電圧か
上り、Tr24のベース電圧が下る。T r 23は導
通し、T r 24は非導通になる。出力Eは1′H”
になる。(i) When U+Δv>VC, the collector voltage of Tr17 increases. Tr21 is turned on. Tr22 is turned off. The base voltage of Tr 23 increases and the base voltage of Tr 24 decreases. T r 23 becomes conductive and T r 24 becomes non-conductive. Output E is 1'H"
become.
叫 U−ΔV (V cの場合、
T r l 7のコレクタ電圧が下る。Tr21がオフ
になる。T r 224iオンになる。−r r 23
はオフになり、Tr24はオンになる。出力Eはtl
L″′となる。Scream U-ΔV (In the case of V c, the collector voltage of T r l 7 decreases. Tr21 turns off. T r 224i turns on. - r r 23
is turned off and Tr24 is turned on. The output E is tl
It becomes L″′.
ダイオードD3は、T r 24のコレクタ電圧を、T
r23のエミッタ電圧より、pn接合電圧降下分(0,
6V程度)だけ下ることにより、Tr22が飽和した時
に、T r 23が半ば導通するのを防止する′。Diode D3 reduces the collector voltage of T r 24 to T
From the emitter voltage of r23, the pn junction voltage drop (0,
By lowering the voltage by about 6 V), T r 23 is prevented from becoming partially conductive when Tr 22 is saturated.
D3によってT r 23はより完全にオフとなること
ができる。D3 allows T r 23 to be turned off more completely.
第3図(blは出力Eの波形を示すグラフである。FIG. 3 (bl is a graph showing the waveform of the output E.
、これは、光信号を復元している(第2図(als)こ
とが分る。光信号の強弱にかかわらず、復元されたパル
スの幅はもとのパルスの幅に等しい。微分回路に於て、
微分パルス(上向き、下向き)を出す部分は、光信号の
強弱にかがわらないがらである。, it can be seen that this restores the optical signal (see Figure 2 (als). Regardless of the strength of the optical signal, the width of the restored pulse is equal to the original pulse width. At that,
The part that emits differential pulses (upward and downward) is independent of the strength of the optical signal.
微分してしまうので、もとの光信号の強弱は直接、以後
の信号にあられれない。光パワーが大きすぎても鋭いパ
ルスが出た後、すぐに平衡状態(Tr3 、Tr4)に
戻るので、大信号であるからトランジスタが飽和し、動
作が遅くなる、ということもない。Since the signal is differentiated, the strength of the original optical signal cannot be directly reflected in the subsequent signal. Even if the optical power is too large, the equilibrium state (Tr3, Tr4) is quickly returned after a sharp pulse is output, so that the transistor does not become saturated due to a large signal and the operation becomes slow.
オ)本発明の構成
本発明の光受信回路は、
(1)トランジスタTrlのエミッタに1個以上のダイ
オードDI 、・・・・・・を順方向に接続しベースに
は受光素子を逆バイアス接続し増幅用トランジスタTr
2の出力とトランジスタTrlのベースを接続する抵抗
に1とにより光電流を電圧に変換する電流−電圧変換回
路Aと、
(2)電流−電圧変換された信号Sとその信号を遅延回
路に通した信号【とを差動増幅することにより微分信号
を得る微分回路Bと、(3)微分信号の平均電圧に等し
くなるように予め定められた一定の基準電圧Vcを発生
する基準電圧発生回路Cと、
(4)微分信号に一定のヒステリシス電圧±Δ■を加え
たものと、基準電圧Vcとを比較する比較器と、微分信
号が基準電圧Vcより高い時に微分信号に正の一定電圧
(十ΔV)を加え、微分信号が基準電圧V・cより低い
時に微分信号に負の一定電圧(−Δ■)を加えるヒステ
リシス付与回路とを含む比較回路りと、(5) 比較回
路りの出力を増幅する出力段Eとによって構成される。E) Structure of the present invention The optical receiver circuit of the present invention has the following features: (1) One or more diodes DI, . amplification transistor Tr
(2) a current-voltage conversion circuit A that converts a photocurrent into a voltage using a resistor 1 connected to the output of 2 and the base of the transistor Trl; (2) a current-voltage converted signal S and passing the signal to a delay circuit; and (3) a reference voltage generation circuit C that generates a constant reference voltage Vc predetermined to be equal to the average voltage of the differential signal. (4) A comparator that compares the differential signal plus a constant hysteresis voltage ±Δ■ with the reference voltage Vc, and a constant positive voltage (sufficient) added to the differential signal when the differential signal is higher than the reference voltage Vc. ΔV) and a hysteresis adding circuit that adds a constant negative voltage (-Δ■) to the differential signal when the differential signal is lower than the reference voltage V・c; and (5) the output of the comparison circuit. and an output stage E for amplification.
(力)効 果
本発明の光受信回路は次のような優れた効果を収めるこ
とができる。(Power) Effects The optical receiving circuit of the present invention can achieve the following excellent effects.
(1) ダイナミックレンジを大きくとれる。(1) A large dynamic range can be achieved.
増幅部に微分回路を用いたためである。This is because a differentiating circuit is used in the amplification section.
(2) パルス歪を小さくできる。(2) Pulse distortion can be reduced.
微分回路によって入力パルスの変化点(立上り、立下り
)を正しく検出できるからである。光パワーの大小によ
ってパルス幅が変動するということはない。This is because the differentiating circuit can accurately detect the changing points (rising, falling) of the input pulse. The pulse width does not vary depending on the magnitude of the optical power.
(3)受光素子の暗電流の影響をキャンセルできる。(3) The influence of dark current of the light receiving element can be canceled.
受光素子の暗電流は温度により変動するので、従来の光
受信回路のように直流増幅するもので、は、暗電流の影
響を除くのが難かしかった。本発明に於ては、微分回路
を通すので、暗電流のような直流分は全てカットされる
。Since the dark current of a light-receiving element changes with temperature, it is difficult to eliminate the influence of dark current in conventional optical receiver circuits that perform DC amplification. In the present invention, since the signal passes through a differentiating circuit, all DC components such as dark current are cut off.
(4)受光素子の接合容量に起因する周波数特性の低下
をある程度改善できる。(4) Decrease in frequency characteristics caused by junction capacitance of the light-receiving element can be improved to some extent.
トランジスタのベースに受光素子を逆バイアス接続し、
このトランジスタのエミッタにはダイオードを1個以上
(この例では2個)順方向に接続しているからである。Connect the light receiving element to the base of the transistor in reverse bias,
This is because one or more (two in this example) diodes are connected to the emitter of this transistor in the forward direction.
このため、受光素子に加わる逆電圧が大きくなり、周波
数特性が改善される。Therefore, the reverse voltage applied to the light receiving element increases, and the frequency characteristics are improved.
第4図に示す従来例の回路では、出力Vdは必ず電池電
位Voより低くなる。出力の範囲を広くとるため、■0
を高くしなければならず、受光素子には十分な逆電圧を
加えることができなかった。In the conventional circuit shown in FIG. 4, the output Vd is always lower than the battery potential Vo. ■0 to widen the output range
Therefore, it was not possible to apply a sufficient reverse voltage to the light receiving element.
(5) 容量の大きいコンデンサを必要としないので、
完全にモノリシックICの形にすることができる。そう
すれば、小型で信頼性が高く、使いやすい素子となる。(5) Since a large capacitor is not required,
It can be in the form of a completely monolithic IC. This results in a small, reliable, and easy-to-use element.
第1図は本発明の実施例に係る光受信回路図。
第2図は光受信回路の中での各回路の波形側図。
fa)の実線Sは電流−電圧変換回路の出力Sを示し、
破線【は遅延回路の出力(を示している。+b)は光パ
ワーが小さい場合の微分回路の出力U(又はU)を示す
。(C)は光パワーか大きい場合の微分回路の出力U(
又はU)を示す。
第3図(atは比較回路りのコンパレータを構成する一
方のトランジスタのベース電圧波形を示し、(blは出
力段の出力Eの電圧波形図である。
第4図は従来例に係る光受信回路の増幅部回路図。
第5図は増幅された信号の大小によってパルス幅が変動
することを説明するための波形図。(a)は増幅された
信号S1. S2 、 S3の波形を示す。パルス幅は
同じである。コンパレータの基準電圧を一定値Vcに固
定しである。(bl 、 (C1、fdlは信号Sa
、 52 、 Stがコンパレータで二値化された場れ
の二値化パルスの幅である。 −
A・・・・・・電流−電圧変換回路
B・・・・・・微分回路
C・・・・・・基準電圧発生回路
D・・・・・比較回路
E・・・・・出・力 段
i1〜113・・・・・・定電流回路 ′に1〜R13
・・・・・・抵 抗
Tri〜T r 24・・・・・トランジスタイ
cl、c2・・・・コンデンサ
D1〜D3・・・・・ダイオード
PD ・・・・・ホトダイオード
U・・・・・微分回路からの信号
VC・・・・・比較回路のコンパレータの基準電圧、±
ΔV・・・・・・正負のヒステリシス電圧発 明 者
沢 井 孝 典
−色功雄
小林祥延
第2図
第3図
U±/■
第4図
cc
第5図FIG. 1 is an optical receiving circuit diagram according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a waveform side diagram of each circuit in the optical receiving circuit. The solid line S in fa) indicates the output S of the current-voltage conversion circuit,
The broken line [indicates the output of the delay circuit. +b) indicates the output U (or U) of the differentiating circuit when the optical power is small. (C) is the output U of the differentiator circuit when the optical power is large (
or U). FIG. 3 (at shows the base voltage waveform of one transistor constituting the comparator of the comparison circuit, and (bl shows the voltage waveform of the output E of the output stage.) FIG. 4 shows a conventional optical receiver circuit. 5 is a waveform diagram for explaining that the pulse width varies depending on the magnitude of the amplified signal. (a) shows the waveform of the amplified signals S1, S2, and S3. Pulse The width is the same.The reference voltage of the comparator is fixed at a constant value Vc. (bl, (C1, fdl are the signal Sa
, 52, St is the width of the actual binarized pulse binarized by the comparator. - A...Current-voltage conversion circuit B...Differentiating circuit C...Reference voltage generation circuit D...Comparison circuit E...Output Stage i1~113... Constant current circuit '1~R13
...Resistance Tri~Tr 24...Transistor I cl, c2...Capacitor D1-D3...Diode PD...Photodiode U... Signal VC from the differentiator circuit...Reference voltage of the comparator of the comparison circuit, ±
ΔV・・・Positive and negative hysteresis voltage Inventor
Takanori Sawai - Yoshinori Kobayashi Figure 2 Figure 3 U±/■ Figure 4 cc Figure 5
Claims (2)
オードDl 、・・・・・・を順方向に接続しベースに
は受光素子を逆バイアス接続しTr2のエミッタとトラ
ンジスタTrlのベースとを抵抗R1を介して接続する
ことにより光電流を電圧に変換する電流−電圧変換回路
Aと、I電流−電圧変換された信号Sとその信号を遅延
回路に通した信号りとを差動増幅することにより微分信
号を得る微分回路Bと、微分信号の平均電圧に等しくな
るよう予め定められた一定の基準電圧を発生する基準電
圧発生回路Cと、微分信号に一定のヒステリシス電圧±
Δ■を加えたものと基準電位Vcとを比較する比較器と
微分信号が基準電圧Vcより高い時に微分信号に正の一
定電圧(+ΔV)を加え微分信号が基準電圧Vcより低
い時に微分信号に負の一定電圧(−ΔV)を加えるヒス
テリシス付与回路とを含む比較回路りと、比較回路りの
出力を増幅する出力段Eとより構成される事を特徴とす
る光受信回路。(1) One or more diodes Dl, . A current-to-voltage conversion circuit A converts photocurrent into voltage by connecting the current-to-voltage conversion circuit A, and differential amplification is performed by differentially amplifying the current-to-voltage converted signal S and the signal passed through a delay circuit. A differentiation circuit B that obtains a signal, a reference voltage generation circuit C that generates a constant reference voltage predetermined to be equal to the average voltage of the differential signal, and a constant hysteresis voltage ± of the differential signal.
A comparator that compares the sum of Δ■ and the reference potential Vc, and when the differential signal is higher than the reference voltage Vc, a constant positive voltage (+ΔV) is added to the differential signal, and when the differential signal is lower than the reference voltage Vc, the differential signal is An optical receiving circuit comprising a comparator circuit including a hysteresis applying circuit that applies a constant negative voltage (-ΔV), and an output stage E that amplifies the output of the comparator circuit.
、l!:、比較器の大刀との間に接続された抵抗1(8
と、定電流回路111 .112と、これらにコレクタ
が接続されエミッタか接地されたトランジスタTr19
.Tr20と、コレクタが定電流回路1.11に接続さ
れ比較器の出力によってON、OFFするトランジスタ
Tr18とよりなり、トランジスタTr19のベース、
コレクタは互に接続されており、トランジスタT r
20のコレクタと比較器の大刀及び抵抗R8の一端とを
接続してあり、トランジスタT r l 8に111の
全電流が流れる時に定電流回路112から一定電流11
2が微分回路の出力の方向へと抵抗R3を通って流れ、
トランジスタTr18がオフの時抵抗R8にはトランジ
スタT r 20に向う方向へ(111−112 )の
電流が流れるようにした特許請求の範囲第(1)項記載
の光受信回路。(2) The hysteresis adding circuit is the output U of the differentiating circuit B.
,l! :, resistor 1 (8
and a constant current circuit 111. 112, and a transistor Tr19 whose collector is connected to these and whose emitter is grounded.
.. Tr20, a transistor Tr18 whose collector is connected to the constant current circuit 1.11 and is turned on and off by the output of the comparator, and a base of the transistor Tr19,
The collectors are connected to each other, and the transistor T r
20 is connected to the long sword of the comparator and one end of the resistor R8, and when a total current of 111 flows through the transistor T r l 8, a constant current of 11 is generated from the constant current circuit 112.
2 flows through resistor R3 in the direction of the output of the differentiator circuit,
The optical receiver circuit according to claim 1, wherein a current (111-112) flows in the direction toward the transistor Tr20 through the resistor R8 when the transistor Tr18 is off.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58194709A JPS6085649A (en) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | Optical reception circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58194709A JPS6085649A (en) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | Optical reception circuit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6085649A true JPS6085649A (en) | 1985-05-15 |
JPH0422057B2 JPH0422057B2 (en) | 1992-04-15 |
Family
ID=16328945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58194709A Granted JPS6085649A (en) | 1983-10-17 | 1983-10-17 | Optical reception circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6085649A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013135376A (en) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Toshiba Corp | Optical transceiver circuit device and receiver circuit |
-
1983
- 1983-10-17 JP JP58194709A patent/JPS6085649A/en active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013135376A (en) * | 2011-12-27 | 2013-07-08 | Toshiba Corp | Optical transceiver circuit device and receiver circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0422057B2 (en) | 1992-04-15 |
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