JPS63146505A - バイアス増幅器 - Google Patents
バイアス増幅器Info
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- JPS63146505A JPS63146505A JP62293880A JP29388087A JPS63146505A JP S63146505 A JPS63146505 A JP S63146505A JP 62293880 A JP62293880 A JP 62293880A JP 29388087 A JP29388087 A JP 29388087A JP S63146505 A JPS63146505 A JP S63146505A
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- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims 1
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/04—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only
- H03F3/08—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements with semiconductor devices only controlled by light
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、光検出器への入射光線の強さに伴っ〔従来技
術とその問題点〕 光導電体のコンダクタンスは光導電体への入射光線の強
さに伴って線形に変化する。このコンダクタンス変化は
、この入射光線を測定するために増幅される電流の変化
を生じるために用いられる。
術とその問題点〕 光導電体のコンダクタンスは光導電体への入射光線の強
さに伴って線形に変化する。このコンダクタンス変化は
、この入射光線を測定するために増幅される電流の変化
を生じるために用いられる。
光導電体はその線形領域で作動するために所定のバイア
電流と電流を必要とする。理想的には、光導電体におけ
る定電圧を固定して、コンダクタンスの何らかの変化が
、光導電体を通る電流に対応する線形変化を生じるよう
にするのがよい。
電流と電流を必要とする。理想的には、光導電体におけ
る定電圧を固定して、コンダクタンスの何らかの変化が
、光導電体を通る電流に対応する線形変化を生じるよう
にするのがよい。
第２図は光導電体１０３をバイアスし、その信号を増幅
する従来のやり方を示す。この回路では、光導電体１０
３と直列に接続した２つの抵抗１０１．１０２を介して
電圧１００が与えられる。光導電体１０３の和は光導電
体１０３の抵抗に比べて大きいので、光導電体のコンダ
クタンスの変化によりこれを通るバイアス電流はそれ程
大きく変化しない。
する従来のやり方を示す。この回路では、光導電体１０
３と直列に接続した２つの抵抗１０１．１０２を介して
電圧１００が与えられる。光導電体１０３の和は光導電
体１０３の抵抗に比べて大きいので、光導電体のコンダ
クタンスの変化によりこれを通るバイアス電流はそれ程
大きく変化しない。
直列抵抗１０１．１０２間の節点に接続されたコンデン
サ１０４は電源ノイズを減結合するためのものであるが
、°電源からの電圧変動が増幅器１１０に結合するので
相当大きくなければならない。
サ１０４は電源ノイズを減結合するためのものであるが
、°電源からの電圧変動が増幅器１１０に結合するので
相当大きくなければならない。
コンデンサ１０５は、光導電体１０３からの交流信号を
低インピーダンス増幅器１１０に結°合するのに用いら
れる。このコンデンサ１０５もやはり、直流をフィルタ
してなおかつ、低周波信号をあまり減衰させずに増幅器
１１０に通すために十分太き（なければならない。
低インピーダンス増幅器１１０に結°合するのに用いら
れる。このコンデンサ１０５もやはり、直流をフィルタ
してなおかつ、低周波信号をあまり減衰させずに増幅器
１１０に通すために十分太き（なければならない。
この従来のバイアス増幅回路の欠点は、（１１回路中の
コンデンサ１０４．１０５に高キャパシタンスをもたせ
なければならず、従って高価でかさばるものになる。（
２）低周波数では、低インピーダンス増幅器は、結合コ
ンデンサ１０５の減衰のために最早光導電体と並列とな
らないので、バイアス電圧が低周波信号と共に変化する
、（３）光導電体が除かれると減結合および結合コンデ
ンサ１０４．１０５が電源電圧１００にまで充電するた
め、光導電体を回路に挿入した時、危険なサージ電流を
光導電体に流罪線形増分応答を生、しる。
コンデンサ１０４．１０５に高キャパシタンスをもたせ
なければならず、従って高価でかさばるものになる。（
２）低周波数では、低インピーダンス増幅器は、結合コ
ンデンサ１０５の減衰のために最早光導電体と並列とな
らないので、バイアス電圧が低周波信号と共に変化する
、（３）光導電体が除かれると減結合および結合コンデ
ンサ１０４．１０５が電源電圧１００にまで充電するた
め、光導電体を回路に挿入した時、危険なサージ電流を
光導電体に流罪線形増分応答を生、しる。
本発明の目的は、能動素子を用いて光検出器に対して安
定したバイアス状態を提供し、光検出器より広帯域に渉
り線形出力信号を得るためのバイアス増幅器を提供する
ことである。
定したバイアス状態を提供し、光検出器より広帯域に渉
り線形出力信号を得るためのバイアス増幅器を提供する
ことである。
本発明の図示実施例においては、大型コンデンサを用い
ることなく、全ての信号周波数に対して光導電体介の安
定したバイアス電圧が得られる。
ることなく、全ての信号周波数に対して光導電体介の安
定したバイアス電圧が得られる。
第２図の従来のバイアス増幅回路に伴う欠点がほぼ全て
除去または解決されるものである。
除去または解決されるものである。
本発明の図示実施例において、差動増幅器が低ノイズ前
置増幅器として用いられ、その出力は演算増幅器に加え
られる。固定小電圧が、差動増幅器Ｘ）ランジスタ対の
一方のトランジスタのベース・エミッタ結合部を順方向
にバイアスする。もう一方のトランジスタは、そのベー
ス・エミッタ接合部が帰還ループを介してバイアスされ
る。
置増幅器として用いられ、その出力は演算増幅器に加え
られる。固定小電圧が、差動増幅器Ｘ）ランジスタ対の
一方のトランジスタのベース・エミッタ結合部を順方向
にバイアスする。もう一方のトランジスタは、そのベー
ス・エミッタ接合部が帰還ループを介してバイアスされ
る。
帰還ループは演算増幅器出力とアース電位の間に直列に
接続された抵抗および光導電体より成る。
接続された抵抗および光導電体より成る。
光導電体の非接地側は、このもう一方のトランジスタの
ベースに接続される。光導電体の代りに光抵抗を光検出
素子として用いる場合は、上述の帰還ループにおける抵
抗と光検出素子の位置を入れ替えればよい。この方法に
より、光抵抗に与えられる一定のバイアス状態は定電流
の形をとる。
ベースに接続される。光導電体の代りに光抵抗を光検出
素子として用いる場合は、上述の帰還ループにおける抵
抗と光検出素子の位置を入れ替えればよい。この方法に
より、光抵抗に与えられる一定のバイアス状態は定電流
の形をとる。
本発明の図示実施例において、光導電体はより多くの電
流を導き入れるので、差動アンプにかかる電圧は低下傾
向となる。その結果、演算増幅器出力の電圧は増加して
、光導体には一定の電圧が維持される。
流を導き入れるので、差動アンプにかかる電圧は低下傾
向となる。その結果、演算増幅器出力の電圧は増加して
、光導体には一定の電圧が維持される。
第１図に示した本発明の所望実施例において、差動増幅
器２０１は、その出力２０４が演算増幅器２０６に与え
られる低ノイズ前置増幅器として作用する。
器２０１は、その出力２０４が演算増幅器２０６に与え
られる低ノイズ前置増幅器として作用する。
演算増幅器２０６の出力を差動増幅器２０１への入力に
接続する帰還ループは、光導電体２４０に一定のバイア
ス状態、すなわち固定電圧を維持するように働らく。光
導電体２４０のコンダクタンス変化により、これを通る
電流の変化が生じる。この電流は、差動増幅器２０１の
バイアス脚でトランジスタ２０８のベースに加えられる
。この電流変化は増幅されて、光導電体２４０への入射
光線を測定するのに用いられる。この方法により、本発
明によるバイアス増幅回路は、光導電体に対して安定し
たバイアス状態を形成する。またこの回路は安価で小型
のパンケージに実装することができる。この回路はまた
、公知技術のように光導電体の挿入によりサージ電流を
生じないという長所をも有する。
接続する帰還ループは、光導電体２４０に一定のバイア
ス状態、すなわち固定電圧を維持するように働らく。光
導電体２４０のコンダクタンス変化により、これを通る
電流の変化が生じる。この電流は、差動増幅器２０１の
バイアス脚でトランジスタ２０８のベースに加えられる
。この電流変化は増幅されて、光導電体２４０への入射
光線を測定するのに用いられる。この方法により、本発
明によるバイアス増幅回路は、光導電体に対して安定し
たバイアス状態を形成する。またこの回路は安価で小型
のパンケージに実装することができる。この回路はまた
、公知技術のように光導電体の挿入によりサージ電流を
生じないという長所をも有する。
電流電圧２１２は差動増幅器２０１にコレクタ電圧を供
給するとともに、差動増幅器２０１のトランジスタ２１
０のベース２１４に小電圧を供給する。この電圧はベー
ス・エミッタ接合部を順方向にバイアスしてトランジス
タ２１０をオンにするのに十分である。抵抗２２０．２
２２はトランジスタ２１０のベース２１４へバイアス電
圧を供給する分圧器として機能する。コンデンサ２１８
は電圧２１２からのノイズをフィルタするのに用いられ
る。バイアス抵抗２２０゜２２２の値が高く、差動増幅
器トランジスタ２１０の入力インピーダンスが高いので
、このフィルタ・コンデンサ２１８は小さくてもよい。
給するとともに、差動増幅器２０１のトランジスタ２１
０のベース２１４に小電圧を供給する。この電圧はベー
ス・エミッタ接合部を順方向にバイアスしてトランジス
タ２１０をオンにするのに十分である。抵抗２２０．２
２２はトランジスタ２１０のベース２１４へバイアス電
圧を供給する分圧器として機能する。コンデンサ２１８
は電圧２１２からのノイズをフィルタするのに用いられ
る。バイアス抵抗２２０゜２２２の値が高く、差動増幅
器トランジスタ２１０の入力インピーダンスが高いので
、このフィルタ・コンデンサ２１８は小さくてもよい。
トランジスタ２１０がオンになるので、電源２１２から
電流がコレスタ２１０のコレクタに生じ、こうして得ら
れた電圧が演算増幅器２１６の反転入力２３０に結合さ
れる。
電流がコレスタ２１０のコレクタに生じ、こうして得ら
れた電圧が演算増幅器２１６の反転入力２３０に結合さ
れる。
トランジスタ２１０（シリコン・トランジスタと想定し
て）のベース・エミッタ接合において約０．７ボルトの
電圧降下が、トランジスタ２１０のエミッタ電圧をＶｇ
＋ ０．７Ｖ、に設定する。ここでＶｌｌ＋はベース
の電圧である。共通のエミック抵抗２３２は、トランジ
スタ２１０に設定したエミッタ電圧から適当なコレクタ
電流が生じるように適宜選定する。
て）のベース・エミッタ接合において約０．７ボルトの
電圧降下が、トランジスタ２１０のエミッタ電圧をＶｇ
＋ ０．７Ｖ、に設定する。ここでＶｌｌ＋はベース
の電圧である。共通のエミック抵抗２３２は、トランジ
スタ２１０に設定したエミッタ電圧から適当なコレクタ
電流が生じるように適宜選定する。
トランジスタ２０８のベースへの電圧入力は、光導電体
２４０の非接地側にある電圧ＶＢ２により与えられる。
２４０の非接地側にある電圧ＶＢ２により与えられる。
トランジスタ２０８のコレクタ抵抗２２８のコレクタ電
圧は演算増幅器２０６の非反転ボートに結合される。次
に、演算増幅器２０６の出力は、トランジスタ２０８と
２１０の各コレクタ間の電圧差とともに変化する。一方
ベース電圧ＶＢ□は、出力２４４を介して直列に接続す
る電流リミッタ抵抗２４２と光導電体２４０の分圧回路
網の結果として生じるため、演算増幅器２０６の出力２
４４とともに変化して、これにより差動増幅器トランジ
スタ２０８を介して演算増幅器２０６への帰還ループを
形成する。差動増幅器トランジスタ２０８のベースへの
電流帰還入力は、光導電体２４０を通過する電流により
定められる。
圧は演算増幅器２０６の非反転ボートに結合される。次
に、演算増幅器２０６の出力は、トランジスタ２０８と
２１０の各コレクタ間の電圧差とともに変化する。一方
ベース電圧ＶＢ□は、出力２４４を介して直列に接続す
る電流リミッタ抵抗２４２と光導電体２４０の分圧回路
網の結果として生じるため、演算増幅器２０６の出力２
４４とともに変化して、これにより差動増幅器トランジ
スタ２０８を介して演算増幅器２０６への帰還ループを
形成する。差動増幅器トランジスタ２０８のベースへの
電流帰還入力は、光導電体２４０を通過する電流により
定められる。
光線が光導電体２４０に当ると、その導電率が増して、
光導電体にはさらに多くの電流が流れる。
光導電体にはさらに多くの電流が流れる。
この電流増加により、光導電体抵抗２４２の電圧降下は
さらに大きくなり、従って差動増幅器トランジスタ２０
８のベース電圧ＶＢ□も大きくなる。トランジスタ２０
８はベース電圧■８□降下とともにカットオフに向かっ
てバイアスされ、そのコレクタ電圧は増加するので演算
増幅器２０６の非反転入力への電圧が増加する。この結
果演算増幅器２０６から生じた電圧信号も増加して、抵
抗２４２でさらに生じた電圧降下を補償し、帰還ループ
を介して、光導電体２４０を通る上昇電流による生じた
電圧ＶＢ２の低下を相殺する。この相殺作用は、負帰還
のため光導体２４０の電圧を一定に保つ働きをする。こ
れにより光検出器、すなわちこの場合光導電体２４０の
バイアス電圧は光検出器に入射する光線の強さ他のコン
デンサ２４６．２４８は高周波で［１増幅器２０６の利
得を低下させるよう機能し、回路の安定性を向上させる
。
さらに大きくなり、従って差動増幅器トランジスタ２０
８のベース電圧ＶＢ□も大きくなる。トランジスタ２０
８はベース電圧■８□降下とともにカットオフに向かっ
てバイアスされ、そのコレクタ電圧は増加するので演算
増幅器２０６の非反転入力への電圧が増加する。この結
果演算増幅器２０６から生じた電圧信号も増加して、抵
抗２４２でさらに生じた電圧降下を補償し、帰還ループ
を介して、光導電体２４０を通る上昇電流による生じた
電圧ＶＢ２の低下を相殺する。この相殺作用は、負帰還
のため光導体２４０の電圧を一定に保つ働きをする。こ
れにより光検出器、すなわちこの場合光導電体２４０の
バイアス電圧は光検出器に入射する光線の強さ他のコン
デンサ２４６．２４８は高周波で［１増幅器２０６の利
得を低下させるよう機能し、回路の安定性を向上させる
。
光導電素子の代りに光抵抗素子を使用する場合には、光
導電体２４０とその抵抗２４２の位置を入れ替えて、一
定のバイアス状態を形成するものとして一定の電流バイ
アスを生ずるようにする。
導電体２４０とその抵抗２４２の位置を入れ替えて、一
定のバイアス状態を形成するものとして一定の電流バイ
アスを生ずるようにする。
上述の本発明の一実施例からも明らかなように、本発明
の実施により、光導電体や光抵抗素子を用いる光検出回
路において、（１１広帯域に渉り直線性の良い出力が得
られ、（２）小型であり、（３）光ヰ食出器の破損の恐
れが少いという効果が得られる。
の実施により、光導電体や光抵抗素子を用いる光検出回
路において、（１１広帯域に渉り直線性の良い出力が得
られ、（２）小型であり、（３）光ヰ食出器の破損の恐
れが少いという効果が得られる。
従って実用に供して至便である。
第１図は本発明の一実施例のバイアス増幅器を含む光検
出回路の回路図、第２図は従来例の光検出回路の回路図
である。 １０３、２４０：光導電体、 １０４．１０５ ：高キ
ャパシタンス・コンデンサ；１１０：増幅器；２０１：
差動増幅器；２０６：演算増幅器。
出回路の回路図、第２図は従来例の光検出回路の回路図
である。 １０３、２４０：光導電体、 １０４．１０５ ：高キ
ャパシタンス・コンデンサ；１１０：増幅器；２０１：
差動増幅器；２０６：演算増幅器。
Claims (1)
- 光検出器の抵抗率あるいは導電率の変化に比例する信号
を増幅するために光検出器に接続される増幅手段と、前
記増幅手段の出力と入力の間に接続され前記検出器に所
定の実質的に一定のバイアス条件を与え前記比例する信
号を出力するための帰還ループとから成るバイアス増幅
器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/934,287 US4761549A (en) | 1986-11-21 | 1986-11-21 | A linear photo-responsive circuit |
| US934287 | 1986-11-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63146505A true JPS63146505A (ja) | 1988-06-18 |
Family
ID=25465306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62293880A Pending JPS63146505A (ja) | 1986-11-21 | 1987-11-19 | バイアス増幅器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4761549A (ja) |
| JP (1) | JPS63146505A (ja) |
Families Citing this family (10)
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| US5347388A (en) * | 1989-12-01 | 1994-09-13 | Scientific-Atlanta, Inc. | Push-pull optical receiver having gain control |
| US5239402A (en) * | 1989-12-01 | 1993-08-24 | Scientific-Atlanta, Inc. | Push-pull optical receiver |
| US5267071A (en) * | 1991-09-03 | 1993-11-30 | Scientific-Atlanta, Inc. | Signal level control circuitry for a fiber communications system |
| US5347389A (en) * | 1993-05-27 | 1994-09-13 | Scientific-Atlanta, Inc. | Push-pull optical receiver with cascode amplifiers |
| US5504456A (en) * | 1994-02-09 | 1996-04-02 | Psc, Inc. | Low noise wide band amplifier |
| US5521555A (en) * | 1994-07-25 | 1996-05-28 | Litton Systems, Inc. | Ultra low noise optical receiver |
| US5592124A (en) * | 1995-06-26 | 1997-01-07 | Burr-Brown Corporation | Integrated photodiode/transimpedance amplifier |
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- 1986-11-21 US US06/934,287 patent/US4761549A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1987-11-19 JP JP62293880A patent/JPS63146505A/ja active Pending
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| JPS6276329A (ja) * | 1985-09-28 | 1987-04-08 | Toshiba Corp | 光受信回路 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4761549A (en) | 1988-08-02 |
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