TW525347B - DC offset cancellation circuit, differential amplification circuit with DC offset cancellation circuit, photo-electric pulse conversion circuit, pulse shaping circuit, and pulse generation circuit - Google Patents

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Description

五、發明說明（1 ) 本發明係有關於-DC偏差消除電路 放大電路被輸出之一對互補#八& b 、肖丨示由至刀 對互補i分輸出信號間發生之DC偏 圭電壓、具有DC偏差消除電路之一差分放大電路、及 =電脈衝轉換電路，其使用能消除DC偏差之該差分放大 電路以轉換光脈衝信號為對應的電氣脈衝。 或者，其係有關於一脈衝整形電路，產生經整形之_ 騎信I其邏輯以類似於_基底方波脈衝信號之上揚與 “式艾化及光电脈衝轉換電路，使用該脈衝整形 電路以轉換光脈衝信號為對應的電氣脈衝。 在放大-輸入信號且輸出一對差分輸出信號之一差分 放大電財’在由該差分放大電路被輸出之一對互補差分 輸出信號間，即在-非反相輸出信號與一反相輸出信號間 發生之基準電屢的差（此後亦被稱為_ dc偏差電壓）經常 出見門題戶斤以’被提供有能消除該Dc偏差電壓之DC 偏差消除電路的一差分放大電路被提出。 —在第35圖顯示之光電脈衝轉換電路1〇將被解釋做為 =例子。該光電脈衝轉換電路1〇變換一光脈衝信號為 —電氣脈衝信號xRX。例如，其在IrDA通訊中被使用作 為-接收電路’並在稍後的階段傳輸一反相電氣脈衝信號 XRX至一解調器。
當其在此光通訊中被使用時，由一發射器電路（光源） 至一接收電路（光二極體PD)之距離非為常數，所以有各種 狀況。在某些情形中，被接收之光脈衝信號LT因長距離 而非^微弱，在某些情形中，被接收之光脈衝信號LT (525347 五、發明說明（2 短距喊而非$強。其結果為電流輸入信號由na至數m a 之範圍波動，其為nA之好幾百倍。就算在這類情形中還 是有必要可靠地接收該光脈衝信號、在精確地維持其脈衝 寬下將波形整形、及送出結果的信號至在較後級之解調電 路。 在光電脈衝轉換電路1 〇中，當該光二極體接收在一第 二時間t2上揚且在一第一時間tl落下之光脈衝信號乙丁 時’一脈衝電流信號Iin依據光之強度而流動。一 轉 換電路IV轉換此電流信號Iin為一對互補差分電壓信號， 即一非反相電壓信號V1P(其與該光脈衝信號lt及該電流 信號Πη相位相同）與一互補的反相電壓信號V1M，並輸 出這些信號。差分電壓信號之波形在被輸入之大信號稍微 與被輸入之小信號不同在第36圖被顯示。當小的信號被輸 入時，具有脈衝寬tpw幾乎對應於光脈衝信號LT之光二 極體PD的電流^號πη被獲得。然而當大的信號被輸入 ^雖然其波形具有大致方形，但具有鈍的揚起邊緣與鈍 的落下邊緣。此乃因該電氣輸入未能精準地追隨光輸入變 特別疋，由於在该苐一時間後之落下邊緣緩慢地落下， 該非反相電壓信號亦如第36圖顯示地緩慢地落下。 涼後差分電壓k號VIP，V1M被提供有第35圖之虛 線表示的DC偏差消除電路0FC之一第一差分放大電路 AMP1與一第二差分放大電路AMp2放大。然後如第巧圖 、、、、示者，依據3亥放大态之輸出V〇的基準電壓vref被 土準兒壓產生電路REFG產生，且此二種信號被比較電 五、發明說明（3) 路CMP彼此比較以獲得一反相電氣脈衝信號xRX其具有 對應於光脈衝信號LT之脈衝寬tpw，且其在該第一時間落 下及在該第二時間上揚。
文啊確地况，一偏差添加電路（混合電路）〇Fp被用c 混合該偏差消除電壓為差分電壓信號Vlp，V1M，使得一 負回饋被實施而產生第二差分信號V2p，V2M，其被該第 一差分放大電路AMP1放大以輸出第三差分信號V3p， V3M。在DC偏差消除電路〇FC中，該等第三差分信號 V3P，V3M被一低通濾波器LpF濾波，具有截止頻率如 與通過速率SR1之特徵以獲得偏差消除電壓VQc。由於在 第三差分信號V3p肖V3M間發生之dc偏差電麼以此方 式負地被回H，DC偏差消除電路ΑΜρι之差分輸出接頭 間的DC偏差電壓可被消除。若一 dc偏差電壓存在，則 由第二差分放大電路AMP2來之輸出V0波動造成在比較 二路。中破獲侍之脈衝寬波動。因而，所獲得之反相電氣脈 衝U虎xRX |變成與光脈衝信號不同。然而藉由消除該 DC偏差電壓’具有精準地對應於光脈衝信號之脈 的反相電氣脈衝信號xRx可被獲得。 見P 獻為有精準的脈衝寬tpw之該反相電氣脈衝信號 vREF :右 0之量給予適當的時間常數至基準電壓 為有必要的。 了成與亦在呈古2 2。(見第-圖)中：⑽方 配之光電脈衝轉換電路 的方式運用提供有DC偏差消除電路 是刀放大電路。 625347 五、發明說明（Ο 光二極體PD接收在該第二時間t2及在該第一時間tl 落下之光脈衝信號LT以亦在此光電脈衝轉換電路20中提 供該電流信號Iin。然而光電脈衝轉換電路20使用差分I — V 轉換電路DIV而非I-V轉換電路IV以變換電流信號lin之 波形為一對互補差分電壓信號VD1P，VD1M，其波形類似 於該電流信號Iin之差分波形。然後該等差分電壓信號 VD1P ’ VD1M被提供有該偏差消除電路〇FC之差分放大 電路AMP放大以輸出第三差分信號VD3P，VD3M。該等 第三差分信號VD3P與VD3M被比較電路CMP彼此比較， 且該反相電氣脈衝信號XRX被獲得。 在光電脈衝轉換電路20中，差分電壓信號VD1P， VD1M之波形類於電流信號Iin之差分後波形，其被獲得 並再被放大。在該第一或第二時間u，t2尖銳地落下或上 揚之一第三差分信號VD3P與一第三差分信號VD3M被比 較。因而其便可能在所獲得之反相電氣脈衝信號xRx中精 確地再生光脈衝信號LT之脈衝寬tpw。此外，該電路具有 之盈處為不須分開地使用基準電壓產生電路refg以如相 關技藝（第35圖）中地依據輸出v〇產生該基準電壓vref。 ’、有J的值之DC偏差電壓v〇S可被力口到比較電路 CMP以防止被雜訊造成之故障。 在第39圖之相關技*顯示的電路中，該脈衝信號被差 分一次獲得該等差分信號，且使用這些差分信號，具有與 原始脈衝信號相同脈衝寬之—脈衝信號被獲得。由於相同 恪式之电路’第41圖顯示之光電脈衝轉換電路可被獲 625347
五、發明說明（5) 得0
即在光電脈衝轉換電路30中，在第二時間t2上揚及 在第-時間tl落下之光脈衝信號LT被光二極體pD接收， 且電流信號lin被獲得。然後該電流信號Iin被轉換為對應 的電壓信號vi，且結果之電壓信號被I-v轉換電路…輸 出。然後電壓信號vi被光電脈衝轉換電路AMp放大。此 後一分化差分放大電路DAMP被用以分化及放大該等第二 差分信號V2P，V2M以輸出第三差分信號vmp，VD3m。 此外，具有小值之偏差電壓V0S被加入，使得第三非反相 信號VD3P相對地比第三反相信號VD3M低。然後這些第 二差分信號VD3P，VD3M被比較電路CMp彼此比較以獲 得該反相電氣脈衝信號XRX，其在第二時間t2上揚及在第 日守間11落下。如上面提及者，加入偏差電壓v〇s之目 的為要防止因雜訊造成之故障。
该電流信號Iin與該電壓信號V1具有稍微鈍的波形， 其亦在光電脈衝轉換電路30中之第一時間tl(見第3〇圖） 後逐漸地落下。然而，由於在第一或第二時間u，t2尖銳 地上揚或下落之第三差分信號VD3P，VD3M被比較以獲 得反相電氣脈衝信號xRX，其可能精準地再生在反相電氣 脈衝信號xRX中之光脈衝信號LT的脈衝寬tpw。此外， 该電路具有之益處為不須分開地使用基準電壓產生電路 REFG以如相關技藝（第35圖）中之電路1〇地依據輸出v〇 產生該基準電壓VREF。 不過在第35圖之相關技藝的光電脈衝轉換電路ι〇 五、發明說明（6) 通過低通濾波器LPF， 示地被疊於偏差消除電 中，具有戴止頻率fcl之低通濾波器LPF被用以提供Dc 偏差電壓之負回镇控制。所以’不僅Dc成份，而且包含 於脈衝信號波形内之AC成份的㈣率分量也被回饋。即 如第38⑷圖顯示地，若DC偏差電壓DC〇存在於第一差 分放大電路AMP1之第三差分信號間且負地被回饋’ DC 消除分量被包含於如第38⑻圖顯示地由低通渡波器— 被輸出之偏差消除電壓電中，且其作用以消除DC偏差 電壓则。然而，由於該低頻率Ac分量亦如上面提及地 該低頻率AC分量亦如第38(b)圖顯 壓VOC上。 包含於偏差消除電壓V〇C内之這些AC分量的大小在 由β第一 4間t2至该第_時間t i的_第二期間们之際逐 漸地增加。在該第_時間u至該第二時間。的一第一期 間dl之際，其逐漸地被減少以回復到被維持之原始的零位 準此乃口 AC成份如在第38⑷圖可容易被了解地被包含 於.亥第_期間内。顯示偏差消除㈣之梯度圖對應於 /低t濾波σσ LPF之特徵（其截止頻率與通過速率），且增 加中之梯度與減少中之梯度變得幾乎相同。 若該第二期間d2如第38(c)圖顯示般地比該第一期間 dl長包各於偏差消除電壓v〇c内之AC分量不可在該 第、J門内以在5亥第二期間内被增加的數量被減少。其結 果為包3於偏差消除電壓V〇C内之AC分量如第38(d) 圖』7Γ地逐漸地累積（在此例中，其逐漸地增加）。所以， 由於累積AC分量被負地回饋之結果，作為由該第一差分 五、發明說明（7) 放大電路AMP1之輸出的第三差分信號V3p與V3M波形 被扭曲。此可能形成當反相電氣脈衝信號xRX在比較電路 CMP中被獲得時有故障或其他問題之結果。此外，當ac 刀里累積，該等波形被扭曲而逐漸地向下平移並趨近於該 等第三差分信號V3P，V3M之上限值或下限值。結果為， 其動態範圍會變小且信號振幅會變小，在極端之情形中該 等第三差分信號V3P ’ V3M甚至可能消失。 另方面，在依據第39圖之相關技藝的光電脈衝轉換 電路20中，電流信號Iin在接收如第4〇(a)圖顯示地具有 脈衝寬tpw之光脈衝信號！^!^時如第4〇〇))圖顯示地流過光 二極體PD。第40(b)圖顯示具有高強度之大光脈衝信號lT 被輸入之情形。在該第一期間dl中，電流信號Iin形成逐 漸降低之長尾。然後該信號受到差分轉換電路Div之 差分與I-V轉換以獲得在第40(c)圖中被顯示之非反相電壓 信號VD1P與反相電壓信號VD1M。然後這些信號被差分 放大電路AMP放大以獲得該第三差分信號vmp， VD3M(見第40(d)圖）。在此例中，被放大之第三差分信號 VD3P，VD3M被第二期間d2或第一期間dl之前半段的上 限值或下限值限制。結果為其波形不像第4〇(c)圖顯示之非 反相電壓信號VD1P之波形。不像光電脈衝轉換電路1〇(見 第37(a)圖與（c)圖）地，此電路運用一差分波形且該非反相 電壓信號VD1P因而針對該基準電壓搖擺至正與負方向（向 上及向下）。
具有截止頻率fcl(通過速率SR1)之低通濾波器LpF 625347 五、發明說明（8) 依據第39圖之相關技藝在光電脈衝轉換電路2〇中被使 用。所以不僅是Dc分量，AC分量之低頻率成份亦被回饋。 此即該AC分量被疊於偏差消除電壓v〇c上。 包含於偏差消除電壓VOC内之這些AC分量的大小如 第40(e)圖顯示地在由該第二時間t2至該第一時間ti的一 第二期間d2之際逐漸地增加，並在該第一時間u至該第 二時間t2的一第一期間di之際，其逐漸地被減少。然而 不像光電脈衝轉換電路10(見第38(b)圖）地，其持續在第一 期間dl減少。顯示偏差消除電壓v〇c之梯度圖對應於該 低通;慮波為LPF之特徵（其截止頻率與通過速率），且增加 中之梯度與減少中之梯度變得幾乎相同。 若該第一期間dl不等於該第二期間d2(若該脈衝之工 作比不是50%)，偏差消除電壓v〇c逐漸地波動。例如若 第40圖顯示地d 1 > d2 ’包含於偏差消除電壓v〇c中之 AC分量逐漸地累積，造成偏差消除電壓v〇c如第40(e) 圖顯示逐漸地被消失。 其結果為差分放大電路AMP之第三差分信號VD3P， VD3M被扭曲且該第三非反相信號VD3P例如像第40(f)圖 顯示地趨近上限值。所以在比較電路CMP中獲得該反相電 氣脈衝信號xRX時會發生故障。此外，該等波形趨近於該 等第三差分信號V3P ’ V3M之上限值或下限值。結果為， 其動態範圍會變小且信號振幅會變小，在極端之情形中該 等第三差分信號V3P，V3M甚至可能消失。 在依據第41圖之相關技藝的光電脈衝轉換電路3〇 11 525347 五、發明說明（9)
中，當基底脈衝信號（即光脈衝信號LT)之脈衝寬tpw變長 時，逐漸地向下走之第三非反相信號VD3P與逐漸地向下 走之第二反相k號VD3M可如第42圖所顯示地在第二時 間t2後於時間tx相交。然後比較電路CMp之輪出（即反相 電氣脈衝信號xRX)被轉換。所以如第42圖下面部分顯示 地，其產生之問題為應在第一時間t丨上揚的反相電氣脈衝 k號xRX的脈衝寬變得更短。特別是偏差電壓v〇s在企 圖防止被雜訊造成故障被做得較大時，該脈衝寬傾向於變 得更短。 若該比較電路CMP被給予滯後特徵（滯後電壓Vh)以 滿足第43圖顯示之Vh>V0S，第三非反相信號VD3p與 第三非反相信號VD3M在第二時間t2與第一時間U間未 相父，因而正確的脈衝寬tpw在反相電氣脈衝信號xRx中 被獲得。
在一配置被做成以滿足上述的Vh>V0S且在該電路 被啟動或雜訊侵入時第三反相信號VD3M變成比第三非反 相信號VD3P小的情形中，比較電路CMp之輸出（即反相 電氣脈衝信號XRX)被轉換，即反相電氣脈衝信號xRx如 第44圖顯示變成低位準。此亦造成與以等於滯後電壓 之數量相對地減少第三非反相信號VD3P相同效果。由於 第三反相信號VD3M變得比第三非反相信號VEl3P小，反 相電氣脈衝信號xRX被固定於低位準，就算該雜訊已消 失且反相電氣脈衝信號xRX未在第二時間t2落下亦然。 其此後在第一時間tl回復為高位準。所以該光脈衝信號在
12 五、發明說明（10) 此情形未曾被適當地被接收。 因而在依據第39圖與第41圖之相關技藝的光電脈衝 I換黾路20，30中，其難以藉由同步地設定偏差電壓v〇s 與滯後電壓Vh為適當值來防止因雜訊之類所致的故障。 基於第35圖與第39圖之相關技藝所產生之問題，本 發明之一目標為要提供一 Dc偏差消除電路能消除在一差 分放大電路之一對差分輸出信號間的一 DC偏差電壓，而 防止一 #唬波形因AC成份之累積所致的扭曲，及一光電 脈衝轉換電路能產生—電氣脈衝信號藉由消除在該差分放 大電路之差分輸出信號間發生的DC偏差電壓精準地再生 光脈衝信號之上揚時機與落下時機被提供。 3此外，基於第39圖與第41圖之相關技藝所產生之問 題本务明之-目標為要提供一脈衝整形電路能獲得一非 形脈衝㈣或—反相整形脈衝信號，其在_基底脈 丄4之场時間（一第二時間）或落下時間（一第一時間） :叙:::或落下並精準地再生該基底光脈衝信號之脈衝 見，、中較少故障因雜訊之類造成，與 電路能產生一電氣脈衡广哚#、住 电脈衝轉換 衝寬。^脈制“精準地再生—光脈衝信號之脈 一 Γ)Γ低兰、h入； 、吻寺问靖的設w 八放= 插入一對差分輪出接頭間，-- '在’對差分輸入接頭放大被輪入至該等差八 入接頭的差分輪入信號 。亥“刀 分輸出信號，且其消除”二刀輪出接頭輸出-對 除〜分輸出信號間之DC偏差 525347 五、發明說明（11 壓。其被提供一低通慮波器對被輸入之差分輸出作號實施 低通濾波以輸出濾波後之一信號、一維持電路輪出一維持 濾、波後彳吕^虎而非低通慮波器之慮波後信號，且其在改變兮 濾波後信號為該維持濾波後信號之時輸出對應於該低通漁 波器之濾波後信號的維持濾波後信號、一混合電路輸出一 對此合後差分輸入#號（其藉由混合該濾波後信號或維持 濾波後信號成為差分輸入信號而被產生使得一負回饋被實 施）至該差分放大電路之差分輸入信號、及一換向電路交替 地對-渡波狀態實施換向，其中該等差分輸出信號被輸入 至該低通濾波器及該濾波後信號被輸出至該混合電路，且 換向至-維持狀態，其中輸入至低通遽波器的差分輸入信 號被切斷，且該維持濾波後信號被輸出至該混合電路。 如在第35圖與第39圖之相關技藝被解釋者，當一組 配被做成使得該DC偏差電壓使用低通被負地回饋:不僅 DC偏差電壓，而且包含於差分輸出信號内之ac分量，特 別是低頻率分量通過低通渡波器LpF且負地被回饋至該等 f分輸入接頭。結果為可能產生AC分量逐漸累積之問 題、其輸出信號被扭曲、及1翻能騎 及，、動恶乾圍會變小且信號振幅 运文小’在極端之情形中該等第三差分信號V3P，V3M甚 至可能消失，視該輸入信號之波形與工作比而定。 依據本發明，該維持電 冰m e人 t电叫錢向電路除了該低通濾 波cm與5亥混合電路外赫六 ^ 34 Μ * ^ , 。猎由依據該信號波形在一預 口又％間措由该低通濾波器與 ^ ηΓ ^ , 再符包路間之換向，其可能 沟除DC偏差而防止Ac 里累矛貝。明確地說，就很少或 14 525347 五、發明說明（12 沒有AC分量包含於該信號内的期間之際，該低通渡波器 被選擇以實施DC偏差消除。另一方面，在很多AC分量 包含於該信號内的期間之際，低通渡波器之輸入被切斷以 降低AC分置對低通濾波器之影響，低通遽波器之負回饋 被h止& .亥維持電路被選擇以與前面該低通渡波器被選 擇之相同的位準來貫施消除偏差而防止AC分量累 積。更明讀地說，就被輸入差分放大電路之非反相輸入接 頭而言，若交替地具有高位準與低位準之脈衝信號或包括 列在，、間有中間無信號（低位準）期間之信號被輸入時， 該低通遽波器就該期間被選擇，此際具有低位準之信號或 無信號存在，且該維持電路被選擇，此際具有高位準之信 號或一列信號存在。因而，AC分量有效地被防止累積。 、，較佳的是依據本發明第一層面之DC偏差消除電路為 -是分放大電路被提供有_ Dc偏差消除電路被插入於差 分放大電路之該差分輸出接頭與該差分輸入接頭間。 依據被提供有DC偏差消除電路之該差分放大電路， 由於該DC偏差消除電路被插入，DC偏差電壓被消除，且 ，於因AC分量累積所致之扭曲的一差分輸入信號可被獲 得。 此外，轉換光脈衝信號為對應的電氣 脈衝轉換電路較佳地被提# # φ々 &之光电 ^供先電流轉換電路’其轉換光脈 魅號為對應的電流信號並輸出該電流信號、一 π样換 戶電路轉換該電流信號為對應的—對差分電屢信號並輸㈣ 寺差分電屢信號、該差分放大電路依據本發明之第一声面 15 五、發明說明（13) 路並輸出該等差分輸 差分輸出信號輸出該 的另^一形式被k供该D C偏差消除| 出信號、及一脈衝產生電路根據該等 電氣脈衝信號。 雜ww秧電路所使用之差分 放大電路中發生，被脈衝產生電路產生之電氣脈衝传號不 會與對應的光脈衝信號之上揚及落下時間相符，其可财 故障通訊或其他問題之結果。 i 另-方面，依據本發明之光電脈衝轉換電路運用被提 供DC偏是消除電路之差分放大電路。更明確地說，其使 用有DC偏差消除電路被插入於差分輪出接頭與該差分輸 入接頭間之差分放大電路。此確保Dc偏差電壓適當= 消除以貫施差分消除、消除電氣脈衝信號之上揚與落下時 間因AC分量累積所致而與光脈衝信號者不符的可能性。 依據本發明之-第二層面用於解決問題的另—設施為 -光電脈衝轉換電路轉換大致為方形波之—光脈衝 至少-非反相電氣脈衝信號在該光脈衝信號落下之一第一 時間落下且在該光脈衝信號上揚之一第二時間上揚或一反 相電氣脈衝信號在該第—時間上揚且在該第二時間落下。 ^被提供—光電流轉換電路轉換該光脈衝信號為制的一 二^號亚輸出該電流信號、一 Η轉換電路轉換該電流 :對應的—對差分電壓錢並輸出該等差分電㈣ ^、―差分放大電路放大該等差分電壓信號並輪出一對差 號、以及-脈衝產生電路根據該等差分輸出信號 μ ^纽相電氣_信號或該反相電氣脈衝信號。 525347 五、發明說明（μ) 該差分放大電路被提供一低通濾、波器對被輸入之差分輪出 信號實施低通濾波以輸出濾波後之一信號、一維持電路輪 出一維持濾波後信號而非低通濾波器之濾波後信號，且其 在改變該濾波後信號為該維持濾波後信號之時輸出對應於 该低通滤波器之濾波後信號的維持濾、波後信號、一混合電 路輸出一對混合後差分輸入信號（其藉由混合該濾波後信 號或維持濾、波後#號成為差分輸入信號而被產生使得一負 回饋被實施）至該差分放大電路之差分輸入信號、及一換向 電路交替地對一濾波狀態實施換向，其中該等差分輸出信 號被輸入至該低通濾波器及該濾波後信號被輸出至該混合 電路，且換向至一維持狀態，其中輸入至低通濾波器的差 分輸入信號被切斷，且該維持濾波後信號依據該被輸入之 非反相電氣脈衝信號或反相電氣脈衝信號在該第二時間被 輸出至該混合電路。 此光電脈衝轉換電路被提供該光電流轉換電路、該ι_ν 轉換電路、該差分放大電路與該脈衝產生電路。該差分放 大黾路被^供该低通濾、波器，其輸出濾波後之信號、該維 持黾路，其維持濾波後之信號、該混合電路，其輸出混合 後之至分輸入信號至該差分放大電路，其係藉由混合該濾 波後信號或該維持濾波後信號成為該等差分輸入信號而被 產生、及該換向電路，其依據該非反相電氣脈衝信號或該 反相電氣脈衝信號在該濾波狀態與該維持狀態間換向。 所以在此差分放大電路中，該Dc偏差電壓被消除且 AC 7刀里不會累積。因此，精準地再生該光脈衝信號之非 五、發明說明（15 ) 反相電氣脈衝信號或反相電氣脈衝信號可被產 作為該I-V轉換電路，任何電路可被運用，〇、要其實 施-電流信號之電流對電壓轉換並輸出對應的的二對差: 電壓信號即可。可能的電路因而包括同時實施放大與電流 對電壓轉換之電路及在電流對電壓轉換後實施放大之電 路。 依據本發明一第三層面解決問日g、m 士 浒，天問碭逖有之另一設施為一 DC偏差消除電路㈣人於差分放大電路之—對差分輸入 接頭與-對差分輸出接頭間，其放大被輸人其差分輸入接 頭之-對差分輸入信號並由其差分輸出接頭輸出一對差分 輸出信號，且其消除該等差分輸出信號間之一 dc偏差電 壓。其被提供-低通濾波器對差分輸出信號實施低通渡波 以輸出-濾、波後信號、-混合電路輸出—對混合後差分輸 入信號至該差分放大電路之差分輸人接頭，其藉由混合該 滤波後信號為該等差分輸人信號被產生，使得負回饋被實 施、及一特徵改變電路改變純通據波器之一切斷斑 一通過速率。 、^ 由於此DC偏差消除電路被提供低通濾波器、混合電 路：故除了 DC分量外還有低頻率AC分量經由該低：濾、 波為被負地回饋。然而因特徵改變電路被提供於其中，該 DC偏差消除電路可利用該特徵改變電路改變該切斷頻率 與该通過速率。因此藉由依據該輸入信號之波形改變該切 斷頻率與該通過速率，其可能調整AC分量之增加或減少 速度及消除或控制AC分量之累積，而防止因Ac分量 五、發明說明（l6) 積所致之該等差分輸出信號被扭曲之問題或其他問題。 該特徵改變電路可依逐步之方式由一值至另一值改變 °亥切断頻率與該通過速率，或連續地改變它們。 其較佳地組配該差分放大電路而依據本發明之一第三 層面提供該差分放大電路被插入於該差分放大電路之差分 輸入接頭與差分輸出接頭間。 依據被提供DC偏差消除電路之差分放大電路，由於 X DC偏差消除電路被插入，該Dc偏差電壓可被消除且 其中因AC分量累積之扭曲被防止的一對差分輸出信號可 被獲得。 “ 而D之，轉換光脈衝信號為對應的電氣脈衝信號之 光電脈衝轉換電路較佳地被提供光電轉換電路，其轉換該 電氣脈衝信號為對應的電流信號並輸出該電流信號、一高 通1-V轉換電路，其轉換該電流信號為對應的-對差分ί 壓信號並透過一電容輕合電容器輸出該等差分電壓信號或 -分化轉換電路’其轉換該電流信號為具有波形類似 於被該電流信號之分化所獲得的信號者之—縣分電紗 號，-差分放大電路依據本發明之三層面被提供該DC 偏差祕電路’其放大”差分電㈣號作為該等差分輸 =號並輸出該等差分輪出信號、及一脈衝產生電路根據 孩等差分輸出信號輸出該電氣脈衝信號。 若一 DC偏差電麼在光電脈衝轉換電路所使用之差分 =電路中發生’被脈衝產生電路產生之電氣脈衝信號不 曰吳對應的先脈衝信號之上揚及落下時間相符，其不可能 五、發明說明（l7 ) 獲得具有脈衝寬對應於該光脈衝信號之脈衝寬的電氣脈衝 #號，其可能有故障通訊或其他問題之結果。 方面依據本發明之光電脈衝轉換電路運用被提 供DC偏差消除電路之差分放大電路。更明確地說，立使 用有DC偏差消除電路被插入於差分輸出接頭與該差分輸 入接頭間之差分放大電路。此確保Dc偏差電壓可靠地被 祕以實施差分消除，並防止Ac分量累積而禁止該電氣
脈衝信號之上揚及落下時間與該等光脈衝信號者間因AC 分量累積所致之不相符。 依據本發明一第四層面解決問題之一進一步設施為一 光電脈衝轉換電路轉換大致為方形波之一光脈衝信號為至 少一非反相電氣脈衝信號在該光脈衝信號落下之_第一時 間落下且在該光脈衝信號上揚之—第二時間上揚或一反相 電氣脈衝信號在該第—時間上揚且在該第二時間落下。里 被提供-光電流轉換電路轉換該光脈衝信號為對應的一電 流信號=輸出該電流信號、一高通[V轉換電路，其轉換 4電流#號為對應的一對差分電壓信號並透過一電容耦合 電容器輸出該^分電壓信號或在該等差分電壓信號料 :電！器後將之輸出’或一分化ι-ν轉換電路，其轉換該 電流信號為具有波形類似於被該電流信號之分化所獲得的 信號者之—對差分電壓信號並輸出該等差分電壓信號、_ 羞分放大電路放大該等差分電壓信號並輸出—對差分輪出 信號、以及-脈衝產生電路根據該等差分輪出信號輸出至 少該非反相電氣脈衝信號或該反相電氣脈衝信號。而且 五、發明說明（18 ) 差分放大電路被提供一低通濾波器對差分輸出信號實施低 通濾波以輸出一濾波後信號、一混合電路輸出一對混合後 差分輸入信號至該差分放大電路之一對差分輸入接頭，其 藉由混合該濾波後信號為該等差分電壓信號被產生，使得 負回饋被實施、及一特徵換向電路根據所輸入之非反相電 氣脈衝信號或反相電氣脈衝信號實施換向為一第一狀態， 其中該切斷頻率為一第一切斷頻率fcl且該通過速率為在 該第-時間之通過速率SR1，及換向為―第二狀態，其中 該切斷頻率為-第二切斷頻率fc2且該通過速率為在該第 二時間之通過速率SR2 〇 人 此光電脈衝轉換電路被提供該光電流轉換電路、該高 通I-V轉換電路或分化[V轉換電路、該差分放大電路盘 ，脈衝產生電路。而且該差分放大電路被提供該低通渡波 器輸出濾波後之信號、該混合電路輸出混合後之差分輪入 信號至該差分放大電路、及該特徵換向電路依據非反:電 乳脈衝k號或反相f氣脈衝信號改變該低通滤波器之特 所以在該差分放大電路中，DC偏差電壓被消除且精 地再生光脈衝信號之上揚與落下時間的—非反相電氣脈 信號或一反相電氣脈衝信號可被產生。 該高通I-V轉換電路之例子包括一電路對一電治疒 實施電流對電壓轉換以產生_對差分電壓信號並透2 容叙合電容器輸出該等信號，及一電路透過該電容器輪 该信號並進-步放大。亦被包括的為—電路被組配以同 525347
五、發明說明（19) 實施放大與轉換，或在轉換該電流信號為差分電壓信號後 實施放大用於透過該電容耗合電容器輸出被放大之差分電 壓信號。 作為該分化Ι-V轉換電路下，任何的電路可被運用， 只要其能以藉由分化該電流信號所獲得的信號類似之波形 轉換該電流信號為一對差分電壓信號並輸出該等差分電壓
信號即可。同時實施放大與轉換，或在轉換後實施放大之 電路亦被包括。
依據本發明第五層面解決問題之還有的進一步設施為 -脈衝整形電路對藉由使具有大致方形波之基底脈衝信號 受到分化或高通濾波所獲得之一對互補脈衝分化差分輸入 ^號實施邏輯處理，並獲得至少一非反相整形後脈衝信號 在该基底脈衝信號落下之一第一時間落下及在該基底脈衝 信號上揚之一第二時間上揚，或一反相整形後脈衝信號在 及第一日守間上揚及在该第二時間落下。該脈衝整形電路被 提供一偏差添加化號產生電路使用一對脈衝互補分化差分 輸入k號，即非反相第一信號與反相第二信號，以產生對 應於非反相第一信號之一非反相第五信號與對應於反相第 二信號之一反相第四信號，此所藉由的是添加一偏差電壓 使得反相第四信號之一第四基準電壓以一第一偏差電壓相 對地高於該非反相第五信號之一第五基準電壓，及以產生 對應於非反相第一信號之一非反相第三信號與對應於反相 第二信號之一反相第六信號，此所藉由的是添加一偏差電 壓使彳于反相第六倌號之一第六基準電壓以一第二偏差電壓 22 525347 五、發明說明（2〇 ) 相對地低於該非反相第三信號之一第三基準電壓。該脈衝 整形電路亦被提供一第一比較電路比較該非反相第五信號 與該反相第四信號以獲得在該第二時間上揚之一第七信號 或落下之一反相第七信號、一第二比較電路比較該非反相 第二信號與該反相第六信號以獲得在該第一時間上揚之一 第八信號或落下之一反相第八信號、及一邏輯處理電路根 據該第七信號與該第八信號或該反相第七信號與該反相第 \ L號獲得至少该非反相整形後脈衝信號或反相整形後脈 衝信號。 依據本發明之脈衝整形電路被提供一偏差添加信號產 生電路使用一對脈衝分化差分輸入信號，即非反相第一信 號與反相第二信號，藉由添加等於第一與第二偏差電壓 (△Vof 1，AVof2)以產生非反相第三信號、非反相第五信號、 反相第四信號與反相第六信號。依據本發明之脈衝整形電 路亦被提供該第一比較電路獲得該第七信號或該反相第七 信號、該第二比較電路獲得該第八信號或該反相第八信 號、及該邏輯處理電路獲得至少該非反相整形後脈衝信號 或该反相整形後脈衝信號。由於該第七信號在基底脈衝信 唬之上揚時間上揚與該第八信號在基底脈衝信號之落下時 間洛下，二者係如上述分別地被獲得，其可能獲得在該基 底脈衝仏號上揚時間（該第二時間）或落下時間（該第一時 間）尖銳地上揚或落下之非反相整形後脈衝信號或反相整 形後脈衝k號，並精準地再生該基底脈衝信號之脈衝寬。 進而言之，由於該信號處理可藉由添加適當的第一與第二 525347 五、發明說明（21 ) 偏差電壓AVofl，AVof2被轉換而不管第一與第二比較電 路之滯後電壓，故因雜訊之類所致的故障可被降低。 此外較佳的是用於由大致為方形波之基底脈衝信號之 至少非反相整形後脈衝信號或反相整形後脈衝信號之脈衝 產生電路被提供分化差分信號產生電路對該大致為方形波 之基底脈衝信號實施分化或高通濾波以產生該對互補脈衝 分化差分輸入信號，及依據本發明之一第五層面使用被輸 入於此之该等脈衝分化差分輸入信號以獲得該非反相整形 後脈衝h號或反相整形後脈衝信號。 由於此脈衝產生電路被提供分化差分信號產生電路與 該脈衝整形電路，精準地再生大致為方形波之基底脈衝信 號之一非反相整形後脈衝信號或一反相整形㈣衝信號可 被獲得。此外，因雜訊之類所致的故障可被降低。 此外，較佳的是轉換光脈衝信號為對應的電氣脈衝信 唬之一光電脈衝轉換電路被提供一光電流轉換電路轉換該 光脈衝信號為對應的電流信號並輸出該電流信號、一 pv 轉換電路轉換該電流信號為對應的大致方形波之脈衝電壓 k唬，且依據本發明第五層面另一形式之脈衝產生電路使 用该脈衝電壓信號作為其基底脈衝信號以獲得至少該非反 相整形後脈衝信號或該整形後脈衝信號。 該光電脈衝轉換電路除了該光電流轉換電路與該 轉換電路外被提供脈衝產生電路。所以其可能獲得一非反 相整形後脈衝信號或一反相整形後脈衝信號精準地再生該 光脈衝信號之脈衝寬。 525347 五、發明說明（22) 依據本發明之第六層面用於解決問題之還有的進一步 設施為一光電脈衝轉換電路轉換大致為方形波之一光脈衝 信唬為至少一非反相電氣脈衝信號在該光脈衝信號落下之 一第一時間落下並在該第光脈衝信號上揚之一第二時間上 揚或一反相電氣脈衝信號在該第一時間上揚並在該第二時 間洛下。其被提供一光電流轉換電路轉換該光脈衝信號為 對應的電流信號並輸出該電流信號、一 Ι-ν轉換電路轉換 該電流信號為對應的大致方形波之脈衝電壓信號、一分化 差分信號產生電路對該脈衝電壓信號實施分化或高通濾波 以產生一對互補脈衝差分輸入信號、及一脈衝整形電路使 用被對應於此之該等脈衝差分輸入信號以獲得至少非反相 整形後脈衝信號或該反相整形後脈衝信號。該脈衝整形電 路被提供一偏差添加信號產生電路使用一對脈衝互補分化 差分輸入信號，即非反相第一信號與反相第二信號，以產 生對應於非反相第一信號之一非反相第五信號與對應於反 相第二信號之一反相第四信號，此所藉由的是添加一偏差 電壓使得反相第四信號之一第四基準電壓以一第一偏差電 壓相對地高於該非反相第五信號之一第五基準電壓，及以 產生對應於非反相第-信號之-非反相第三信?虎與對應於 反相第二信號之一反相第六信號，此所藉由的是添加一偏 差黾壓使付反相弟六^號之一弟六基準電壓以一第—偏差 電壓相對地低於該非反相第三信號之一第三基準電芦。士 脈衝整形電路亦被提供一第一比較電路比較該非反相 信 第五 號與該反相第四信號以獲得在該第二時間上揚之—# 弟七
525347 五、發明說明（23) 仏號或落下之一反相第七信號、一第二比較電路比較該非 反相第三信號與該反相第六信號以獲得在該第一時間上揚 之一第八信號或落下之一反相第八信號、及一邏輯處理電 路根據該第七信號與該第八信號或該反相第七信號與該反 相第八信號獲得至少該非反相整形後脈衝信號或反相整形 後脈衝信號。 該光電脈衝轉換電路依據本發明被提供該光電流轉換 電路、該i-v轉換電路、該分化差分信號產生電路、及該 脈衝整形電路。該脈衝整形電路被提供一偏差添加信號產 生電路使用一對脈衝分化差分輸入信號，即非反相第一信 唬與反相第二信號，藉由添加等於第一與第二偏差電壓 (△Von，AVof2)以產生非反相第三信號、非反相第五信號、 反相第四信號與反相第六信號。該脈衝整形電路亦被提供 口亥第比較電路獲得該第七信號或該反相第七信號、該第 一比較電路獲得該第八信號或該反相第八信號、及該邏輯
處理電路獲得至少該非反相整形後脈衝信號或該反相整形 後脈衝信號。 V 由於該第七信號在基底脈衝信號之上揚時間上揚與該 第八信號在基底脈衝信號之落下時間落下，二者係如上述 分別地被獲得，其可能獲得在該基底脈衝信號上揚時間（該 第二時間）或落下時間（該第一時間）尖銳地上揚或落下之 非反相整形後脈衝信號或反相整形後脈衝信號，此外並精 準地再生該基底脈衝信號之脈衝寬。進而言之，由於节二 路允許信號處理可藉由添加適當的第一與第二偏差電壓 525347 五、發明說明（24 △Vofl，Δν〇ί2被轉換而不管第_盥篦 ^ 興弟一比較電路之滯後電 壓，故因雜訊之類所致的故障可被降低。 本發明之上面與進一步目標及嶄新的特色在其下列詳 細的描述配合相關附圖被讀取時將更完整地出現。然而其 將明白地被了解該等圖僅為朗之㈣’而非欲於料: 發明之限制的定義。 顯示之本發明第一實施例之光電 第1圖為一電路圖 脈衝轉換電路； 、。第2圖為-電路圖’顯示具有低通特徵之功能換向滤 波器LPHS之電路組配’其具有一低通滤波器，有一維持 力月b之一維持功能LPH與一換向電路s w ; 第3⑷〜⑷圖為一示意圖，顯示一非反相輸出信號 -反相電氣脈衝信號χΚχ與—偏差消除信號間依據 该第一實施例之關係； 、、第4圖為-電路圖顯示_混合電路，其藉由混合一偏 是消除信號成為一對差分輸入信號而產生一對混合 分輸入信號； 一邏輯處理電路HR之一邏輯電路 第5(a)〜（c)圖顯示 與其作業； 第6圖為不思圖，顯示該反相電氣脈衝信號在提供 該邏輯處理電路HR之電路内被雜訊之類轉換時_光脈衝 H LT、該反相電氣脈衝信號χκχ、該換向脈衝信號 XVC、與具有—維持功能LPHS之低通濾波器的作業狀態； 第7圖為-電路圖，顯示依據本發明之一第二實_ 525347
五、發明說明（25) 的光電脈衝轉換電路； 第8圖為一電路圖，顯示具有特徵換向功能[pc之低 通濾波器的電路組配，具有低通特徵且能改變該低通特徵 之切斷頻率與通過速率； 第9圖為一示意圖，顯示具有該特徵換向功能LPc之 低通特徵；
第10(a)〜（f)圖為示意圖顯示依據本發明第二實施例 在不同部分中之信號間的關係。 第11圖為一示意圖，顯示該反相電氣脈衝信號在提供 該邏輯處理電路LG1i電路内被雜訊之類轉換時一光脈衝 信號LT、該反相電氣脈衝信號xRX、該換向脈衝信號 XVC、與具有特徵換向功能LPC之低通濾波器的作業狀離； 第12圖為一電路圖，顯示運用高通L·V轉換電路之一 光電脈衝轉換電路； 第13圖為一電路圖，顯示依據一第三實施例之一光電 脈衝轉換電路； ％
第14圖為一電路圖，顯示依據該第三實施例之偏差g 加信號產生電路OFS的電路組配； " 第15圖為一電路圖，顯示依據該第三實施例之分化^ 分放大電路DAMP電路組配； 第16圖為一電路圖，顯示依據該第三實施例之一第一 與一第二比較電路的電路組配； 第Π⑷〜(b)圖為一示意圖’顯示當—小的信號被輪 入時一非反相第三信號、一反相第四信號、—非反相第五 28 525347
525347 五、發明說明（27) 第28圖為一電路圖，顯示一偏差添加信號產生電路 0FS2之電路組配，其允許電阻值被改變。 第29圖為一電路圖，顯示一偏差添加信號產生電路 0FS3之電路組配，其允許電阻值被選擇。 第30圖為一電路圖，顯示依據運用電容耦合之一第四 修改例的光電脈衝轉換電路。
第31圖為一電路圖，顯示一邏輯處理電路之一 邏輯電路，其對該反相第七信號與該反相第八信號實施邏 輯處理。 第32圖為一電路圖，顯示一邏輯處理電路xLgC1之 一邏輯電路，其中該xSxR閂（正反）禁止邏輯之措施已被採 取。 第33圖為一電路圖，顯示一邏輯處理電路xLgC2之 一遴輯電路，其中針對該該反相第七信號故障之措施已被 採取。
第34圖為一電路圖，顯示一邏輯處理電路xLgC3之 一遴輯電路，其允許一 XSXR閂（正反）電路被重置。 第35圖為一電路圖，顯示依據第一相關技藝之一光電 脈衝轉換電路。 第36圖為一示意圖，顯示在一 轉換電路之一非反 相電壓信號VIP中之變化。 苐3 7圖為一示思圖，絲員示一弟二差分放大電路amp2 之一輪出V0、一基準電壓REF、與一反相電氣脈衝信號 xRX間之關係。 30 五、發明說明（28 ) 第38⑷〜⑷圖為一示意圖，顯示一第一差分放大電路 AMP1之輸出，或第三差分信號V3p，V3m、與一偏差消 除電壓VOC間之關係。 第39圖為一電路圖，顯示依據第二相關技藝之一 偏差消除電路。 a 第40⑷〜⑴圖為一示意圖，顯示一光脈衝信號乙丁、 一電流信號Iin、一分化轉換電路mv之一輸出或一 非反㈣壓信號vmp、差分放大電路AMPq:或^三 差分仏號V3P，V3M、與-偏差消除電壓v〇c之變化。 第41圖為一電路圖，顯示依據第三相關技藝之一光電 脈衝轉換電路。 ,第42圖為一示意圖，顯示偏差電壓v〇s已被加入之 差分信號VD3P，VD3M與反相電氣脈衝信號xRx間之關 係。 第43圖為一示意圖，顯示滯後電壓Vh已被一比較電 路CMP加入之差分信?虎彻卜VD3M與反相電氣脈衝信 號xRX間之關係。 第44圖為一示意圖，顯示當反相電氣脈衝信號xRX 由—開始已被反相（低位準）時差分信號VD3P，VD3m與反 相電氣脈衝信號xRX間之關係。 本毛明之第一貫施例將參照第1至6圖被解釋。依 據第1圖顯示之第-實施例的光電脈衝轉換t路1⑼在μ 或其他光學通訊中之一接收電路内被使用。即該光電脈衝 轉換電路轉換進人光二極體扣之—光脈衝信號 525347 五、發明說明（29 的反相電氣脈衝信號XRX而保留一脈衝寬tpw。此後盆垂 施在稱後級之-解調電路或其他電路中其他型式之必要二 處理。 光電脈衝轉換電路100具有與上述光電脈衝轉換電路 10幾乎相同的組配1了用於消除在第-差分放大電路 AMPi發生之DC偏差電壓的Dc偏差消除電路不同地被組 酉己^ 所以如光電脈衝轉換電路1〇相同的方式，當光二極體 PD接收光脈衝信號LT時，一脈衝電流信號⑽依據光之 強度而流動。然後-IV轉換電路轉換此電流信號加成為 一對互補的差分電壓信號Vlp，V1M，並輸出這些信號。 差分電壓信號V1P，V1M之波形在一大信號被輸入時與在 一小信號被輸入者稍微不同（見第36圖）。即當一小信號被 輸入時，具有脈衝寬tpw之正方波形被獲得。然而當一大 信號被輸入時，其波形雖然具有大致正方波形，但其具有 鈍的上揚邊緣與鈍的落下邊緣。特別是，由於在一第一時 間11後之洛下邊緣緩慢地落下，該非反相電壓信號v i p 亦如第3 6圖顯示地緩慢下降。 然後4專差分電壓信號V1P，V1Μ被提供有以虛線表 不之一 DC偏差消除電路11〇之一第一差分放大電路AMPi 放大’再進一步被一第二差分放大電路AMp2放大。接著 由其而來之一輸出V〇被使用以產生一基準電壓VREF(由 第37圖顯示），且該輸出v〇與該基準電壓VREF比較以 獲得具有脈衝寬tpw對應於光脈衝信號LT之反相電氣脈 32 525347 五、發明說明（3〇) 衝信號xRX。 在光電脈衝轉換電路中，反相電氣脈衝信號xRX被用 以消除稍後被描述之該第一差分放大電路AMP1的一 DC 偏差電壓。即如破折線顯不者’ 一弟二差分放大電路 AMP2、一基準電壓產生電路REFG、與一比較電路CMP 構成DC偏差消除電路110之部分，且其亦被用以構成一 換向指示電路，其產生用於消除DC偏差電壓之一換向脈 衝信號xVC。 DC偏差消除電路110被提供一功能換向濾波器 LPHS，且第三差分信號V3P，V3M透過一具有開關SW1， SW2之一換向電路被輸入至具有維持功能之一低通濾、波 器。該功能換向濾波器LPHS可透過被輸入之換向脈衝信 號xVC(或更明確地說為反相電氣脈衝信號xRX)接通或切 斷換向電路SW。第三差分信號V3P，V3M之輸入被換向 電路SW之切換接通或切斷，且在該等第三差分信號V3P， V3M被輸入的期間之際，具有維持功能LPH之低通濾波 器輸出藉由使該等第三差分信號V3P，V3M受到低通濾波 而被產生之一濾波後信號作為一偏差消除信號VOC。另一 方面，當該等第三差分信號V3P，V3M之輸入被換向電路 SW切斷時，具有維持功能LPH之低通濾波器維持該偏差 消除信號VOC之輸出，其在換向（切斷）前，甚至是換向完 成後已被輸出。 該功能換向濾波器LPHS之電路組配將參照第2圖詳 細地被描述。具有維持功能之低通濾波器（以破折線圍住者） 33 525347 五、發明說明（3i) 為一 OP-amp電路’包括電晶體]VI1至M6與一電容器C1。 在以電容器C1給予低通特徵後，該電路對輸入於此之第 二差分信號V3P，V3Μ實施低通濾波並透過電晶體M6輸 出結果的信號。另一方面，被破折線圍住之換向電路sw 为別使用電晶體M7 ’ M8作為換向開關SW1，SW2。當一 低位準信號被輸入作為反相器1〇1之換向脈衝信號xVC 時，該等電晶體M7，M8透過該反相器101被接通。此切 fet弟二差分化说V3P ’ V3M至電晶體]VII，M2之輸入、關 閉電晶體Ml ’ M2、並切斷電流1〇。其結果為，充電在電 谷為C1内被保留，因而透過電晶體]y[6在電容器ci内生 成電壓。 由於換向電路SW以此方式依據換向脈衝信號xvc實 施開關SW1與SW2間之換向，其可能在第三差分信號 V3P ’ V3M受到低通濾波且濾波後結果的信號被輸出作為 該偏差消除信號VOC之濾波狀態與對應於一濾波後信號 之一維持濾波後信號在一切斷狀態被輸出作為該偏差消除 k號VOC的狀態間實施換向。此外，由於具有維持功能 LPH之低通濾波器被組配作為〇p_anip電路且換向電路sψ 之換向開關SW1，SW2係以電晶體M7, M8被组配，低通 4寸被與維持功能可容易被設計，且具有維持功能l ρ η作用 成一低通濾波器與一維持電路之低通濾波器及該換向電路 SW可容易地被做成積體電路。 參照第3(a)圖，在一第一期間dl(由一第一時間u至 一第二時間t2)之際，一第三非反相信號V3P維持於低位 525347
五、發明說明（32) 準’且該反相電氣脈衝信號xRX(即換向脈衝信號xVC)維 持於高位準（見第3(1))圖）。在該第一期間dl之際，該功能 換向濾波器LPHS為在濾波狀態。另一方面，在一第二期 間d2(由一第二時間t2至一第一時間u)之際，該第三非反 相信號V3P維持於高位準，且該反相電氣脈衝信號xRX 維持於低位準（見第3〇))圖）。在該第二期間d2之際，該功 能換向濾波器LPHS為在維持狀態。 如由第3(a)圖可容易了解地，該第一期間dl對應的期 間為其間沒有光脈衝信號LT與一 DC偏差電壓主要地在由 第一差分放大電路AMP1被輸出之第三差分信號v3p， V3M間發生。另一方面該第二期間d2對應的期間為其間 一脈衝信號被輸入，且一放大後之脈衝信號（即Ac分量） 加上該DC偏差電壓在由第一差分放大電路ΑΜρι輸出之 第三差分信號間被輸出。 功能換向濾波器LPHS之狀態如上述地被反相電氣脈 衝信號xRX等時化地被改變。在該第一期間di之際，其 為在濾波狀態且藉由將第三差分信號V3p，V3M濾波被產 生之一濾波後信號被負地回饋作為該偏差消除信號 VOC，分量在該第—期間之際主要被包含於該偏差消 除信號VOC内。因而，DC偏差電壓透過該負回饋可靠地 被消除。另一方面，在該第二期間d2之際，該等第三差分 信號V3P，V3M被切斷，且換向前之維持濾波後信號（即 對應於主要包含DC分量之濾波後信號）負地被回饋作為偏 差消除信號voc。所以偏差消除信號v〇c在該第二期間 35 525347 五、發明說明（33) d2之際的主要分量為DC分量，且AC分量因而未被負地 回饋。 由於此處理，不像在稍早描述之光電脈衝轉換電路10 的情形（見第38圖），只有非常少的AC分量被包括於偏差 消除信號VOC ，且AC分量不會如第3(c)圖顯示地被累 積。此防止第三差分信號V3P，V3M會因AC分量之負回 饋而失真或漏失。其被認為第3(c)圖顯示之輕微波動在換 向之際因負回饋被該低通濾波器實施而為回饋延遲之成 因。 置於I-V轉換電路與第一差分放大電路AMP1間之一 混合電路（一偏差添加電路）OFP被用以藉由混合此一偏差 消除電壓VOC成為差分電壓信號VIP，V1M而產生第二 差分信號V2P，V2M使得負回饋被實施。更明確地說，如 第4圖顯示者，具有其中有一電晶體MCI、一電阻器RC1 與一電晶體MC3以串聯被連接之電路與其中一電晶體 MC2、一電阻器RC2與一電晶體MC4以串聯被連接之電 路之該混合電路OFP被使用。在混合電路OFP中，被輸 入至電晶體MC2之一閘的偏差消除信號VOC被用以調變 被輸入電晶體MCI之非反相電壓信號V1P。相反相位之一 偏差因此在第二差分信號V2P，V2M間被產生，而消除在 第一差分放大電路AMP1之第三差分信號V3P，V3M間發 生的DC偏差電壓。 此外，由於AC分量如上述地不會在偏差消除信號 VOC内累積，第一差分放大電路AMP1之第三差分信號 36 525347 五、發明說明（34) V3P，V3M不會被扭曲（見第3(a)圖）。
然後信號V3P，V3M被第二差分放大電路AMp2放 大。依據由此之輸出V0,基準電壓VREF被基準電壓產 生電路REFG產生（見第37圖）。然後此二信號被比較電路 CMP比較以產生反相電氣脈衝信號xRX。依據本發明之此 實施例，免於失真之第三差分信號V3p，V3M可被獲得。 所以其可能獲得該反相電氣脈衝信號χΚχ，其脈衝寬卬w 精準地對應於光脈衝信號LT之脈衝寬，且其在該第二時 間t2落下及在該第一時間tl上揚。 由於DC偏差消除電路11〇依據本實施例被插入第一 差分放大電路AMP1之差分輸入接頭與差分輸出接頭間， 弟一差分放大電路AMP1之DC偏差電壓被消除。此免於 因AC分量累積所致的失真之第三差分信號w，讀可 被獲得。所以光電脈衝轉換電路1〇〇可產生反相電氣脈衝 信號xRX，其精準地再生該光脈衝信號之上揚與落下時間。
在該第一實施例中，於比較電路CMp被獲得之反相電 氣脈衝信號xRX被用作為該換向脈衝信號—。然而較佳 的是提供一維持重置電路冊，其如第1圖之虛線顯示地 對反相電氣脈衝信號xRX施用邏輯處理。例如，此維持重 置:路HR具有如第5⑷圖顯示之邏輯電路組配。更明確 / j σ。亥、隹持重置電路HR具有之組配為其中反相電氣脈 衝信號xRX被輸入一反相器121與一延遲電路in，其彼 乂卫馬”被連接’且：者之輸出被輸人至—N频D電路。
在遺維持重置電路HR中，當反相電氣脈衝信號xRX 37 525347 五、發明說明（35) 之位準在時間t0變成低位準時，換向脈衝信號xVC之位 準類似地變成低位準。當反相電氣脈衝信號XRX之位準於 此後恢復為高位準時，換向脈衝信號xVC之位準亦恢復為 高位準（見第5(b)圖）。然而若反相電氣脈衝信號xRx維持 於低位準時，換向脈衝信號之位準在經歷一段預設期間丁 後被設定為高位準。 該維持重置電路HR之優點將參照第6圖被解釋。在 依據第一實施例之光電脈衝轉換電路1〇〇中，對應於光脈 衝信號LT之反相電氣脈衝信號xRX可被獲得。然而若反 相電氣脈衝信號XRX在時間t〇因電路中雜訊之干擾或其 他原因被反相為低位準時，換向脈衝信號xVC之位準變成 低位準，而將該功能換向濾波器LPHS設定為維持狀態。 在此情形中，若此故障在整個光電脈衝轉換電路1〇〇尚未 被穩定化，即在包括偏差消除電路n〇不穩定或其他場合 時發生，反相電氣脈衝信號x R χ可如第6圖之破折線顯示 地永遠維持被固定於低位準，視保留於該維持狀態之偏差 消除電壓VOC與偏差電壓信號V1P，V1M之量而定而不 管光脈衝信號LT。 若另一方面該維持重置電路HR被提供，換向脈衝信 唬xVC之位準在經歷一段預設期間τ後如第6圖之實線顯 示變成高位準，就算反相電氣脈衝信號xRX若如上述地維 持於低位準亦然。所以該功能換向濾波器LpHS被設定為 在濾波狀態而使反相電氣脈衝信號xRX之位準恢復為高 位準。所以，讓反相電氣脈衝信號xRX依據光脈衝信號 525347 五、發明說明（36 LT適當地被輸出變成可能的。 在該第一實施例中，Η轉換電路⑺與偏差添加電路 OFP彼此直接被連接。然而如第i圖之虛線顯示者，其組 配可為使得一電流^號Iin被μv轉換電路〗V轉換為對應 的電壓信號，且結果的電壓信號被—差分放大電路ΑΜρ〇 放大以產生一非反相電壓信號Vlp與一反相電壓信號 V1M，其被輸入至該偏差添加電路〇Fp。此即，該轉 換電路為可接受的，只要其對_電流信號實施電流對電壓 轉換並輸出對應於該電流信號之一電壓信號即可。可被用 作為I-V轉換電路之可能的電路包括同時實施放大與電流 對電壓轉換者及在電流對電壓轉換後實施放大者。 本發明之第二貫施例將參照第7至9圖被解釋。顯示 於第7圖之依據该第一貫施例之光電脈衝轉換電路2⑻除 了用於消除在差分放大電路AMP發生之DC偏差電壓的 DC偏差消除電路210之組配外具有幾乎與上述光電脈衝 轉換電路200相同的組配。 所以，在一第二時間t2上揚及在一第一時間丨1落下 之光脈衝^號被一光二極體PD接收以亦在光電脈衝 轉換黾路2⑼内獲得一電流信號Iin。然後一分化I-v轉換 電路被使用以轉換該電流信號Iin為具有波形類似於電流 ^就Iln之分化後波形的一對互補差分電壓信號VD1P， VD1M。該等差分電壓信號vdip，VD1M透過一混合電路 (偏差添加電路）〇FP被轉換為第二差分信號VD2P， VD2M ’且該等第二差分信號vD2p，VD2M被差分放大電 39 525347 五、發明說明（S7 路AMP放大以輸出第三差分信號V3p，V3M。該差分放 大電路被提供一 DC偏差消除電路210。而且第三差分信 號V3P，V3M被一比較電路CMp比較以獲得一反相電氣 脈衝信號xRX。 具有波形類似於電流信號Iin之分化後波形的一對差 分電壓信號VD1P，VD1M被獲得然後被放大，且在第一 與第二時間ti ’ t2尖銳地變化的第三差分信號V3p，v3m 亦在此光電脈衝轉換電路2〇〇内彼此被比較。其結果為所 獲得之反相電氣脈衝信號xRX在第一或第二時間u，U 尖銳地落下或上揚，並可精準地再生光脈衝信號lt之脈 衝寬tpw。此外，該電路具有之優點為不需如第一相關技 蟄（見第35圖）般地依據一輸出v〇使用一基準電壓產生電 路REFG分別產生基準電壓vref。 如稍後被描述者，反相電氣脈衝信號xRX被用以消除 光包脈衝轉換電路200之差分放大電路AMp的Dc偏差電 壓。即如破折線圍住所示地，比較電路CMp亦構成DC偏 I消除電4 210之部分’ i亦被用作為特徵換向指示電 路，其產生一特徵換向脈衝信號xVc用於消除該Dc偏差 電壓。所以，比較電路CMp輸出該特徵換向脈衝信號 XVC(XRX)在該第一時間u上揚以使其邏輯狀態反相及在 該第二時間t2再次落下以使其邏輯狀態反相。作為該混合 電路OFP下，具有與第一實施例(見第4圖)被具有之相同 電路組配者可被使用。 DC偏差消除電路21〇被提供低通濾波器具有一特徵 525347 五、發明說明（38) 換向功能LPC，其接收第三差分信號V3P，V3M。具有該 特徵換向功能LPC之低通濾波器與被輸入之特徵脈衝信號 xVC等時化，或更明確地說，反相電氣脈衝信號xRX以二 步驟分別改變其低通特徵之一切斷頻率fc與一通過速率 SR(fcl < fc2，SRI < SR2) ° 具有特徵換向功能LPC之低通濾波器的電路組配將參 照第8圖詳細地被解釋。具有特徵換向功能LPC之低通濾 波器為一 ΟΡ-amp電路，包括電晶體Ml至M6與一電容器 C1。在被電容器C1給予低通特徵下，該電路對輸入於此 之第三差分信號V3P，V3M實施低通濾波並透過電晶體 M6輸出結果之信號。被虛線圍住之特徵換向電路CH被提 供一反相器201與一電晶體M9。當低位準被輸入至電路 作為一換向脈衝信號xVC時，電晶體M9被反相器201接 通。然後當一電流通過ΟΡ-amp電路時，流過電晶體M9 之電流II被添加至電晶體M5所定義之電流10。其結果為 包括有電晶體M9之OP-amp電路之通過速率SR由SR1( = I0/C1)被增加至 SR2(=(I0/I1)/C1)。 低通特徵之切斷頻率亦由fcl變為fc2。假設當電晶體 M9被關閉時，於差分輸入階段中電晶體Ml至M4之轉移 電導為 gm(gml，gm2)，增益 G=Z\Vo/Z\Vi = gml .(1/2π fcl)。若在G = 1的情形中頻率（增益帶寬）f =fbl，2πίΜ = gml/Cl。然而此係被轉移電導gml = /~(I0 +，Cox，W/L)給 予，其中μ為移動性、Cox為閘電容、W為閘寬度、及L 為閘長度。 41 525347
五、發明說明（39) 類似地，當電晶體M9為接通時，增益Δν〇/Δνί = §Γη2·(1/2π_。若在G=1的情形中頻率f=脱，2咖 =gm2/C1。然而此係被轉移電導碑2 = / ((ι〇 + Il)pCox.W/L)給予。
參照第9圖，若具有特徵換向功能Lpc之低通遽波器 具有-第-階延遲特徵作為低通特徵，增益⑴，G2在高 頻率範圍具有-20dB/dec之梯度。所以，若f〇1為一增益下 降開始頻率’⑽⑽卜log(felH.15之等式被獲得。因 此，（log(fM)-log(fcl)+0.15)x 2〇=G 之等式被獲得。據 此，等式 fcl 二 fblx 10(3__&fc2==fb2x i〇(3_G)/2〇 被獲得。 根據上面之基礎，其被發現fclocIO&fc2oc(I0+I1)。
當特徵換向電路CH之電晶體M9被接通以允許電流 II於此方式特徵換向脈衝信？虎xVC在低位準下流動時，該 低通特徵被置於一第二狀態，其中該切斷頻率與該通過速 2刀別被增加至fc2與SR2。另一方面，當特徵換向脈衝 乜唬xVC被設定為高位準時，該低通特徵被回復為一第一 狀悲、，其中该切斷頻率與該通過速率分別被減少至， SR1。依據此第二實施例，反相電氣脈衝信號xRx被反相 以在第一日守間上揚及再被反相以在第二時間落下，此被用 2該特徵換向脈衝信號XVCD所以，包括有反相器201 與電晶體M9之特徵換向電路CH之組配可被做得很簡單。 第10圖顯示在光電脈衝轉換電路200不同部分之信 唬。其將被注意由第10((1)圖顯示之差分放大電路AMP被 輪出的第二是分信號V3P，V3M與放大前（顯示於第10⑷ 42 525347 、發明說明（40) 圖）的波形不同，原因在於該等波形之上面與下面部分被此 例中之振幅的上限與下限剪掉。
進入光電脈衝轉換電路2〇〇之光脈衝信號LT如第i〇(a) 圖顯示地在第二時間^上揚及在第一時間落下。當其間光 脈衝信號LT維持於低位準之期間為_第—期間叫由時間 tl至t2)及其間光脈衝信號LT維持於高位準之期間為一第 一期間d2(由時間t2至tl)，光脈衝信號LT之工作比d根 據D二d2/(dl + d2)之公式被獲得。由於光脈衝信號lt之 工作比的平均值為已知，上述〇p_amp電路（見第8圖）之電 机值ίο，11被凋整，使得在具有特徵換向功能LPC之低通 遽波器中通過速率SR1與SR2間之關係在依據該第二實施 例之光電脈衝轉換電路200中滿足SR2/SR1二（1 —Da)/Da 之等式。
由於從具有特徵換向功能L P C之低通濾波器被輸出之 偏差消除電壓VOC藉由對由差分放大電路AMP被輸出之 第三差分信號VD3P，VD3M(見第10(d)圖）實施低通濾波 而被產生’其除了 DC分量外包含低頻率ac分量。此外， 如第10(a)至（d)圖顯示者，若進入光二極體PD之光脈衝信 號LT的強度高（為一大信號），偏差消除電壓v〇c中之改 變被具有特徵換向功能LPC之低通濾波器（即第8圖顯示 之OP-amp電路）的通過速率限制。 所以如第10(e)圖顯示者，偏差消除電壓v〇C之AC 刀里被该第一期間d 1之際所定義的通過速率SR 1與該第 二期間d2之際所定義的通過速率SR2的梯度所代表。此 43 五、發明說明（41 ) 二期間d2之際通過速率 期間dl之際通過速率 SR2 SR1 即，偏差消除電壓VOC以在第 所定義的梯度增加，而在第一 所定義的梯度減少。 由於其有以上述SR2/SRl = n〜n^/n v ^ 從如一一 a)/Da公式表示之關 ” ’在弟二期間d2之際增加的从分量平均等於在第一期 間cU減少的偏差消除電壓。此即如第ι〇⑷圖顯示者，偏 差消除電壓霞維持於幾乎相同的位準，而因AC分量重 複地增加及減少。所以，AC分量未被累積。 就算此-偏差消除電壓V〇c被混合成為差分電壓作 號vmP，VD1M且被混合電路⑽負地回饋時，由0 放大電路AMP被輸出之第三差分信號vD3p’ ν〇3Μ如第 剛圖顯示地僅具有輕微的扭曲。即不像依據上述第二相 關技藝之光電脈衝轉換電路2G，該電路不會有動態範圍降 低、信號振幅減小、及在極端情形有第三差分信號彻p , VD3M 4失之危險。所以獲得精準地對應於光脈衝信號u 之反相電氣脈衝信號XRX為可能的。 在上述的情形中，偏差消除電壓v〇c之Ac分量中的 波動被通過速SR限制，原因在於-大信號被輸入具有 特徵換向功能LPC之低通濾波器。另一方面，當比較小的 4口號被輸入且AC分量中的波動未被通過速率限制時，實 施下列的程序是較佳的。即比較小的信號被輸人時，Μ 分量中之波動被具有特徵換向功能Lpc之低通濾波器的頻 率特徵尤其疋被切斷頻率fc(fci，fc2)限制。 若平均工作比〇a為事先已知的，上述〇p_am電路 五、發明說明（42) (見弟8圖）之電流值1〇，η姑上田針 ..θ .., ^ U破凋整，使得具有特徵換向功 月匕LPC之低通濾波裔的切斷頻帛& i與間的關係滿足 么式 fc2/fcl = (1 — Da)/Da。 偏是消除電壓voc以切斷頻率fc2在第二期間之際所 決定之梯度增加並以切斷頻率fcl在第一期間之際所2定 之梯度減少。 /x ，由於其有以上it fc2/fc1 = (1 —Da)/Da公式表示之關 係，在第二期間d2之際增加的AC分量平均等於在第一期 間dl減少的偏差消除電壓。就算小的信號被輸入，則如第 i^Ke)圖顯示者，偏差消除電壓v〇c維持於幾乎相同的位 準，而因AC分量重複地增加及減少。所以，Ac分量未被 累積。 所以第二差分信號VD3P，VD3M僅具有輕微的扭曲。 即不像依據上述第二相關技藝之光電脈衝轉換電路2〇，該 電路不會有動態範圍降低、信號振幅減小、及在極端情形 有第二差分信號VD3p，VD3M消失之危險。所以獲得精 準地對應於光脈衝信號LT之反相電氣脈衝信號xRX為可 能的。 σ可谷易地被了解者，當光脈衝信號LT之工作比d 維持於常數時（D=Da)，相同的結果可被獲得。 依據该第二實施例，由於DC偏差消除電路21 〇如上 述地被插入差分放大電路AMP之差分輸入接頭與差分輪 出接頭間，差分放大電路AMP1之DC偏差電壓的DC偏 差甩壓被消除，且其可能獲得具有小的扭曲之第三差分传 525347 五、發明說明（43) 號V3P，V3M，其振幅未減小且其未消失。所以光電脈衝 轉換電路200可產生反相電氣脈衝信號xRx，其精準地再 生該脈衝信號之上揚與落下時間。 進而言之，如第一實施例之維持重置電路HR中者， 其較佳地提供一特徵重置電路LG1(見第5與u圖）如第7 圖之虛線顯示地實施邏輯處理與輸出反相電氣脈衝信號 xRX右反相電氣脈衝信號xRX因電路中之雜訊的干擾或 其他理由被反相為低位準，反相電氣脈衝信號xRx可如第 η圖之破折線顯示地永遠被固定於低位準，造成具有特徵 換向功％ L P C之低通濾波器的通過速率與切斷頻率分別被 固定於SR2與fc2。然而藉由提供特徵重置電路⑹，換 向脈衝信號XVC在經歷第"圖之實線顯示之一預定期間T 後被迫設定為高位準而恢復反相電氣脈衝信號戲之位 準為高位準。此後該電路可依據光脈衝信號LT適當地輸 出反㈣氣脈衝信號xRX，且具有特徵換向功能Μ之低 通遽波器的通過速率與切斷頻率再次變得可改變的。 依據β第—貫施例’其被提供該比較電路⑽p作為特 徵換向指示電路且特徵換向電路⑶依據特徵換向指示電 路所提供之指示在_第_狀態H狀。 由於低通濾波器之特徵分別在對應於光脈衝信號之一落下 邊緣與-上揚邊緣的一第_時間與一第二時間被改變，換 向備特徵換向電路CH以簡單的組配實施。依據該第 一貝施例’低通遽波器之特徵換向電路CH以二步驟被改 變。然而-特徵改變電路可依逐步的方式將通過速率與切 46 525347 五、發明說明（44) 斷頻率由一值改變為另一個，或連續地將之改變。 在該第二實施例中，分化I-V轉換電路D IV與偏差添 加電路OFP彼此直接被連接。然而如第7圖之虛線顯示 者’其組配可為使得一電流信號Πη被分化ι_ν轉換電路 DIV轉換為對應的電壓信號，且結果的電壓信號進一步被 一差分放大電路ΑΜΡΟ放大以產生差分放大電路vdip， VD1M，其再被輸入至該偏差添加電路〇Fp。如上述者， 任何分化I-V轉換電路div為可接受的，只要其轉換具有 波形類似於該電流信號之分化後波形的一對對應的差分電 壓信號並輸出這些差分電壓信號即可。因而同時實施放大 與轉換之電路或在轉換後實施放大的電路亦被包括。 進一步參照第12圖，用於第一實施例之ϊ_ν轉換電路 IV與被提供電容耦合電容器202，203之高通I-V轉換電 路HIV可取代分化i-V轉換電路div被使用。即其組配可 為使得由I_V轉換電路被輸出之差分電壓信號vip，V1M 透過電容器202，203受到高通濾波以在該第二實施例中產 生具有波形幾乎類似於差分電壓信號VD1P，VD1M者之 差分電壓信號VH1P，VH1M，且結果的信號被輸入至該混 合電路OFP。 後果如第二實施例中者，該等信號與偏差消除信號 VOC被偏差添加信號產生電路〇FS混合並被輸入至差分 放大電路AMP。由此被輸出之第三差分信號VH3P，VH3M 被負地回饋至具有特徵換向功能Lpc之低通濾波器，而被 比較電路CMP比較以產生反相電氣脈衝信號xRX。 47 525347 五、發明說明（45) 當高通濾波利用電容耦合被實施而取代實施信號波形 之分化時，其仍可能以此方式產生具有光脈衝信號之脈衝 寬tpw的電氣脈衝信號RX，xRX。 進一步如第12圖之虛線顯示者，一差分放大電路 AMPO可被配置於電容器202，203之後級，使得由電容器 202，203之輸出可在被輸入至混合電路OFP前被放大。 相反地，取代電容器202，203的是以虛線顯示的電容 耦合電容器204，205可被配置於差分放大電路ΑΡΜΟ之 後級以放大差分電壓信號VIΡ，V1M，且這些放大後的信 號便可透過電容器204，205被輸入至混合電路OFP。 如上述者，可能的高通I-V轉換電路包括對一電流信 號實施電流對電壓轉換以產生一差分電壓信號並透過電容 耦合電容器輸出該差分電壓信號之電路，及在透過電容器 傳送該等信號後實施進一步放大再輸出該等信號之電路。 亦包括的是一電路被組配以在轉換該電流信號為差分電壓 信號用於透過電容耦合電容器輸出該放大後差分電壓信號 時同時實施放大與轉換，或在轉換後實施放大。 本發明之一第三實施例將參照第13至18圖被解釋。 顯示於第13圖之依據該第三實施例的光電脈衝轉換電路 300具有幾乎與上述光電脈衝轉換電路30前半部相同的組 配。然而，該電路不同之處在於一脈衝整形電路310包括 一偏差添加信號產生電路OF S產生偏差電壓已被添加於此 之信號、二比較電路CMP1，CMP2、及在一分化差分放大 電路DAMP之後級的一邏輯處理電路LGC。 48 525347 五、發明說明（46) 所以，在一第二時間t2上揚及在一第一時間tl落下 的光脈衝L號LT被-光二極體pD接收以獲得亦在此光電 脈衝轉換電路300中之一電流信號如。此後該電流信號加 被轉換為對應的電壓信號Vl，且結果的電壓信號被π 轉換電路iv輸出。然後電壓㈣V1被_差分放大電路 AMP放大。分化差分放大電路DAMp進一步分化及放大
第二差分信號V2P，V2M，然後輸出—對互補分化後差分 信號VD卜VD2(-非反相第—信號彻，—非反相第二信 號 VD2)。 然後光電脈衝轉換電路300使用偏差添加信號產生電 路OFS藉由添加一第一與一第二偏差電壓△ v〇f卜至
分化後差分信號VD1，VD2而產生一非反相第三信號 VD3、一非反相第四k號vD4、一非反相第五信號、 及一反相第六信號VD6。更明確地說，每一偏差電壓被相 加使得該非反相第五信號針對非反相第三信號VD3以等 於第一偏差電壓△ Vofl相對地被減少，且該非反相第六信 5虎針對非反相弟四#號VD4以等於第一偏差電壓△ v〇f2 相對地被減少。 若在分化後差分信號VD1與VD2間發生的DC偏差電 壓被忽略，非反相第一信號VD1之一第一基準電壓VD1B 等於非反相第二信號VD2之一第二基準電壓VD2B。因 而，偏差電壓如上述地被添加，使得反相第四信號VD4之 一第四基準電壓VD4B變成以等於該第一偏差電壓△ v〇fi 之量相對地高於非反相第三信號VD3之一第三基準電壓 49 五、發明說明（47) VD3B(見第17，18圖）。同樣的，該偏差電壓被添加使得 反相第六信號VD6之一第六基準電壓VD6B變成以等於該 第一偏差電壓△ Vof2之量相對地南於非反相第五传號 VD5之一第五基準電壓VD5B。第17圖顯示小信號被輸入 之情形，而第18圖顯示大信號被輸入為光脈衝信號LT的 情形。 第14圖為一電路圖，顯示該偏差添加信號產生電路 OFS之一典型電路組配。該偏差添加信號產生電路包 括一電路、其中一電晶體MI 1、一電阻器RI丨、及一電晶 體MI3以串聯被連接，及一電路，其中一電晶體mi2、一 電阻器RI2、及一電晶體MI4以串聯被連接。由於固定電 流Π1，Π2分別流過電晶體MI3，MI4，該固定第一偏差 電壓ΔΥοΠ與該固定第二偏差電壓Δν〇；Γ2分別在電阻器 RI1 ， RI2
VD5、反相第四信號ν〇4、 7三信號VD3、非反相第五信號 反相第六信號VD6)。 525347 五、發明說明（48) 因此被獲得之非反相第五信號VD 5與反相第四信號 VD4藉由該第一比較電路CMP1彼此比較以獲得一第七信 號或如稍後被描述一反相第七信號。此外，被獲得之非反 相第三信號VD3與反相第六信號VD6藉由該第二比較電 路CMP2彼此比較以獲得一第八信號或如稍後被描述一反 相第八信號。 第15圖為一電路圖，顯示該分化差分放大電路DAMp 之一典型電路組配。其在其中有一電阻器RD1與電晶體 MD1，MD3以串聯被連接之一電路與在其中有一電阻器 RD2與電晶體MD2，MD4以串聯被連接之一電路間被插 入一電容器cdl。所以，當一對互補第二差分信號V2p， V2M被輸入至輸入接頭時，藉由分化被輸入之信號所產生 的一對互補分化差分信號VD1，VD2分別由輸出接頭被輸 出。 第16圖為一電路圖，顯示該等第一與第二比較電路 CMP1，CMP2之典型組配。其為具有滯後之比較電路，包 括電晶體MH1至MH7與電阻器RH1至RH3。 偏差添加信號產生電路0FS與該等第一及第二比較電 路CMP卜CMP2之操作將被解釋。其中光脈衝信號為比較 小的佗號之操作情形將先被解釋。由於該等第二差分信號 V2P ’ V2M在此情形亦具有比較小之振幅，藉由分化這些 信號所獲得之分化後差分信號VD1，VD2具有的波形在第 一與第二時間tl，t2尖銳地上揚（落下）然後逐漸地衰減。 所以偏差電壓被加入之非反相第三信號VD3、反相第四信 525347 五、發明說明（49) 號VD4、非反相第五信號VD5、與反相第六信號VD6如 第17(a)圖顯不地在第二時間t2尖銳地上揚（落下）然後逐 漸地衰減，且在相反方向於第一時間u尖銳地落下（上揚） 然後逐漸地衰減。 當非反相第五信號VD5被疊於反相第四信號VD4且 非反相第二信號VD3被疊於反相第六信號時（如第丨7(a)圖 顯不者），分別在這些信號之基準電壓VD3B間有等於第一 偏差電壓Avofl與第二偏差電壓Δν〇;Γ2之電位差，原因在 於第一偏差電壓ΔνοΠ與第二偏差電壓Av〇f2已如上述地 被添加。 茶照第13與14圖，當非反相第五信號VD5被輸入第 一比較電路CMP1之一非反相輸入接頭cip及反相第四信 號VD4被輸入第一比較電路ΑΜρι之一反相輸入接頭C1M 時，在時間t2上揚之第七信號VR可被獲得（見第（17)圖）。 當非反相第三信號VD3被輸入第二比較電路CMP2之一反 相輸入接頭C2M及反相第六信號VD6被輸入第二比較電 路AMP2之一非反相輸入接頭C2P時，在時間ti上揚之 第八信號VF可被獲。得即在上述的光電脈衝轉換電路3〇 中’僅有一比較電路CMP被用於產生在時間t2落下及在 日守間tl上揚之反相電氣脈衝信號xRX。另一方面，依據該 第三實施例，時間t2被該第一比較電路偵測及時間tl被 σ亥弟一比較電路偵測。 此後该第七信號VR與該第八信號VF如第13圖顯示 地被邏輯處理電路LGC處理以獲得非反相電氣脈衝信號 52 五、發明說明（50) RX與反相電氣脈衝信號xRX。作為該_處理電路哪 下^壬何邏輯為可接受的，只要其能藉由使用第七信號vr 與弟八信號VF之各別上揚邊緣實施邏輯反相即可。例如， 為了容易組配或其他理由，運用如第19圖顯示之反相器裝 置32i ’ 322與NAND裝置323，似之習知的sr叫正反） 電路為適當的。藉由使用此邏輯處理電路⑽問電路凡沉 輸入第七信號VRS - S接頭及第八信號VF之—r接頭， 獲得在時間t2落下、在時間tl上揚、且具有脈衝寬tpw 幾乎等於光脈衝信號者之反相電氣脈衝信號戲為可能 的。 接著，光脈衝信號LT為較大信號之作業情形將被解 釋。由於第二差分信號V2p，V2M在此情形中具有較大的 振幅，藉由將這些信號所獲得之信號，即該等分化後差分 信號VD卜VD2搖擺至上限與下限值，展現的波形在時間 t2與tl尖銳地上揚（落下），且在頂端尾部（底端尾部）被剪 掉而成為扁平的。偏差電壓所被添加之非反相第三信號 VD3、反相第四信號VD4、非反相第五信號vd5、與反^ 第六信號VD6所展現的波形亦在時間t2尖銳地上揚（落 下）、具有頂端尾部（底端尾部）被剪掉、在相反方向之時間 tl尖銳地落下（上揚）、具有底端尾部（頂端尾部）被剪掉而 如第1 8(a)圖顯示地為扁平的。 當非反相第五信號VD5被疊於反相第四信號VD4且 非反相第三信號VD3被疊於反相第六信號時（如第18(勾圖 顯不者）’分別在這些信號之基準電壓VD3B間有等於第一 525347
五、發明說明（51 ) 偏差電壓AVofl與第二偏差電壓AV〇f2之電位差，原因在 於第一偏差電壓△ Vofl與第二偏差電壓已如上述地 被添加。 所以在時間t2上揚之第七信號VR可由第一比較電路 CMP 1被獲知（見第1 8(b)圖）。此外，在時間11上揚之第八 信號VF可由第二比較電路CMp2被獲得。然後當第七信
號VR與第八信號VF被SR閂（正反）電路LGC處理時，在 大信號之情形中具有幾乎與光脈衝信號LT相同脈衝寬 之反相電氣脈衝信號XRX如小信號般地被獲得。 如上述者，依據第三實施例之光電脈衝轉換電路3⑻ 可產生電氣脈衝信號RX，XRX精準地再生光脈衝信號 之脈衝寬tPW，而毫不例外地不管是大信號或小信號被輸 入於此。
此外，第一偏差電壓ΔΥοΠ與第二偏差電壓Δν〇；β可 在考慮因雜訊所致之故障下不管第一與第二比較電路 CMP1，CMP2之滯後電壓被設定為適當之值。而且，被設 定為相當小值而可防止該等比較電路中之震動聲為足夠 的。 較佳旳是該第二偏差電壓Δνοί·2被設定為小於或等於 第一偏差電壓ΔνοΠ之值。該第二偏差電壓△…乜被加到 非反相第三信號VD3之基準電愿VD3B與反相第六信號 VD6之基準電壓VD6B間。被用於重置電路Lgc之第八信 號VF由非反相第三信號VD3與反相第六信號vD6被產 生。由於能可靠地重置SR閃（正反）電路LGC具有優先性，
525347 五、發明說明（52) 而非防止因雜訊所致之故障，所以維持Avof 1 > Avof2之關 係為較佳的。 雖然SR閂（正反）電路依據第三實施例被用作為邏輯 處理電路LGC(見第19圖），功能可被添加。例如第20圖 顯示之一邏輯處理電路LGC2運用一重置信號RE，其重置 該邏輯處理電路LGC2、設定非反相電氣脈衝信號RX為低 位準、並設定反相電氣脈衝信號xRX為高位準，此外該第 七信號VR定出該第二時間及該第八信號VF定出該第一 時間。在一邏輯處理電路LGC2中，一 NOR裝置327對藉 由使用一延遲電路328延遲該第七信號所產生之延遲後第 七信號SDL1、該第八信號與該重置信號RE實施NOR處 理。結果之輸出被輸入至包括有NAND裝置324，325之 一 xSxR閂（正反）電路之一 xR接頭。另一方面，一 NAND 裝置326對第七信號與NOR裝置327之輸出實施NAND 處理，且結果之輸出被輸入至該xSxR閂（正反）電路323之 一 xS接頭。 作為該延遲電路328下，例如第21圖顯示之電路組配 可被運用。即在延遲電路328中，一電晶體ML1與一電容 器CL 1以並聯被連接。一電流源頭以串聯被連接至由一電 晶體ML1與一電容器CL1所構成之一並聯電路。當第七 信號VR被輸入電晶體ML1之閘且第七信號VR之位準變 成高位準時，電晶體ML1被接通以造成電容器CL1放電。 然後當第七信號之位準恢復為低位準時，電晶體ML1被關 閉且充電逐漸被儲存於電容器CL1内造成其一接頭電壓線 525347 五、發明說明（53) 性地增加。一第九信號SDL1藉由透過一緩衝器電路BUF 來輸出電容器CL1之接頭電壓而被產生，且當該第七信號 VR上揚至高位準時，該第九信號SDL1之位準被反相為低 位準。然後該第九信號SDL1在經歷一期間T2後上揚。 或者如第22圖顯示之一電路組配可被運用作為延遲 電路328。即在一電晶體ML1與一電容器CL1以並聯被連 接且一電流源頭以串聯被連接之一電路中，一 NAND裝置 G2對該電容器CL1之接頭電壓與對藉由使用一反相器裝 置G1將該第七信號VR反相所產生反相第七信號xVR實 施NAND處理以產生延遲後之第七信號SDL2。該延遲後 之第七信號SDL2產生一脈衝在該第七信號VR後以一預 設期間T2延遲。 在具有此組配之邏輯處理電路LGC2中，反相電氣脈 衝信號RX與反相電氣脈衝信號xRX如上述地由SR閂（正 反）電路LGC(見第19圖）中之第七信號VR與第八信號VF 被獲得。 此外，就算SR閂（正反）電路之禁止邏輯因某些理由發 生時邏輯處理電路LGC2仍適當地操作，即第七信號VR 與第八信號VF二者之位準顯示變成高位準。此乃因藉由 使用NOR裝置327將第八信號VF反相所產生之信號被輸 入xSxR閂（正反）電路323之xR接頭，且同時與第七信號 VR —起受到NAND裝置326所實施之NAND處理之第八 信號VF將被輸入至xS接頭。所以若禁止邏輯發生時，xSxR 閂（正反）電路323被重置，且反相電氣脈衝信號xRX之位 56 525347 五、發明說明（54) 準如第23圖顯示地變成高位準（見23圖）。 第24圖中顯示之一邏輯處理電路lgc3可被運用以實 現此功能。即第八信號VF透過一反相器裝置331被反相 以產生一反相第八信號XVF。然後該反相第八信號XVF被 輸入xSxR閃（正反）電路323之xR接頭，且與該第七信號 VR —起受到NAND裝置326所實施之NAND處理將被輸 入至xS接頭。 麥照第25圖，在SR閂（正反）電路Lgc中，在正常狀 況下經歷脈衝寬tpw後第八信號VF如虛線顯示地被產 生，即此時光脈衝信號LT進入且第七信號VR之位準變成 南位準。然而，若第七信號VR之位準因第一比較電路 CMP1之故障變成高位準，對應的第八信號VF脈衝不會被 產生。或者該第八信號VF可因第二比較電路CMP2之故 障維持於低位準。在此情形SR閂（正反）電路LGC不被重 置因而就异真的第七信號VR此後被輸入，該電路可能 然法決定其是真的第七信號VR。 另一方面，由於邏輯處理電路LGC2被提供延遲電路 328，一第九信號SDL1或一延遲後第七信號SDL2在該第 七信號變低且一預設期間T2過去後被輸入至N〇R閘 327。因而，xSxR閂（正反）電路323被迫重置。所以反相 甩氣脈衝^號XRX之位準被回復為高位準而允許該電路 此後正常地操作。 …忒預没期間T2須被設定為大於光脈衝信號LT之脈衝 寬tpw的值。 57 525347 五、發明說明（55) 顯示於第26圖之一邏輯處理電路LGC4可被運用以實 現此功能。即第七信號VR透過一反相器裝置333被反相 且被輸入xSxR閂（正反）電路323之xS接頭。此外，該第 七信號VR被延遲電路328處理以產生一第九信號SDL1 或該延遲後第七信號SDL2，其與第八信號VF —起受到 NOR裝置334所實施之NOR處理以包括輸入至xR接頭。 此外在第20圖顯示之上述邏輯處理電路LGC2中， xSxR閂（正反）電路323可藉由設定重置信號RE為高位準 而被重置。例如，xSxR閂（正反）電路323可在該電路被開 始時被重置以防止其故障。 第27圖顯示之一邏輯處理電路LGC5可被運用以實現 此功能。即在邏輯處理電路LGC5中，第七信號VR使用 反相器335被反相並被輸入xSxR閂（正反）電路323之xS 接頭，而第八信號VF與重置信號RE受到NOR裝置336 所實施之NOR處理以包括輸入至xR接頭。 依據該第三實施例，被偏差添加信號產生電路OFS(見 第14圖）添加之該等第一與第二偏差電壓AVofl，AVof2 被固定。該等偏差電壓被添加以防止因雜訊之類所致的故 障，且雜訊之振幅大大地視該光電脈衝轉換電路300被安 裝之環境或其他因素而定。所以，讓該等第一與第二偏差 電壓AVofl，AVof2如必要地變化的配置被提供是較佳的。 在依據一第二實施例之一偏差添加信號產生電路 OFS2中，可變的電阻器取代偏差添加信號產生電路 OFS(見第14圖）所運用的電阻器RI1，RI2如第28圖顯示 525347 五、發明說明（56) 地被使用。更明確地說，MOS型之電晶體MI5，MI6被使 用，且其閘電壓VG1，VG2被控制以改變MOS型電晶體 MI5，MI6 之 ON 電阻器 RVI1，VRI2。 此讓因流過ON電阻器RVI1，VRI2之固定電流所致 的在MOS型電晶體MI5，MI6之源極與排極間之一電位差 分別使用閘電壓VG1與VG2連續地被控制。如上述者， 維持AVofl> AVof2之關係為較佳的。 第29圖顯示依據一第三修改之偏差添加信號產生電 路OFS3的電路組配。依據該第三實施例，一個N位元D/A 轉換器取代偏差添加信號產生電路OFS(見第14圖）中之電 阻器RI1，RI2被使用作為換向可變電阻器VRI3，VRI4。 即D/A轉換器VRI3中内建的電阻器間適當之換向藉由發 送數位信號通過N單元之控制接頭VOF31至VOF3N被實 施。類似地，D/A轉換器VRI4中内建的電阻器間適當之 換向藉由發送數位信號通過N單元之控制接頭VOF41至 VOF4N被實施。 因而，分別使用控制接頭VOF31至VOF3N與VOF41 至VOF4N逐步地改變在因固定電流III，112流過D/A轉 換器VRI3，VRI4二端部所致之於其間發生的電位差（該等 第一與第二偏差電壓AVofl，AVof2)為可能的。 類似地，維持Δν〇Π> AVof2之關係為較佳的。 一第四修改將參照第30圖被解釋。在上述依據第三實 施例之光電脈衝轉換電路300中，該電壓信號VI被差分 放大電路AMP放大，且該分化差分放大電路DAMP被用 59 525347 五、發明說明（57) 以分化及放大第二差分信號V2P，V2M，而輸出分化後之 差分信號VD1，VD2。另一方面，在依據一第四修改之光 電脈衝轉換電路400中，一差分放大電路AMP3取代分化 差分放大電路DAMP被使用以產生第三差分信號V3P， V3M。然後這些信號透過電容耦合電容器401，402以產生 差分信號VH1，VH2(—非反相第一信號VH1，一反相第二 信號VH2)，具有幾乎類似於第三實施例之差分信號VD1， VD2的波形，且差分信號VH1，VH2被輸入至偏差添加信 號產生電路OFS。 隨後如在第三實施例中者，該等第一與第二偏差電壓 AVofl，AVof2被偏差添加信號產生電路OFS添加，以產 生一非反相第三信號VH3、一反相第四信號VH4、一非反 相第五信號VH5、及一反相第六信號VH6。此後，該非反 相第五信號VH5與反相第四信號VH4被第一比較電路 CMP1彼此比較及該非反相第三信號VH3與反相第六信號 VH6被偏差電壓CMP2彼此比較以產生一第七信號VR與 一第八信號VF，其再受到被邏輯處理電路LGC實施之邏 輯處理，而獲得非反相電氣脈衝信號RX與反相電氣脈衝 信號xRX。 就算利用電容耦合之高通濾波如上述地取代分化信號 波形被使用，產生具有光脈衝信號LT之脈衝寬tpw之電 氣脈衝信號RX，xRX仍為可能的。 在該第三實施例與該第一修改中，該等第一與第二比 較電路CMP1，CMP2被使用以獲得第七信號VR與第八信 60 525347 五、發明說明（58) 號VF，且SR閂（正反）電路LGC被使用以實施邏輯處理， 而獲得非反相電氣脈衝信號RX與反相電氣脈衝信號 xRX。然而第一與第二比較電路CMP1，CMP2之非反相輸 入接頭C1P，C2P與反相輸入接頭C1M，C2M可彼此被交 換以獲得一反相第七信號xVR與一反相第八信號xVF，此 後一邏輯處理電路xLGC可被使用以實施邏輯處理。 包括NAND裝置324，325之一 xSxR閂（正反）電路 323(見第31圖）為被用作為邏輯處理電路xLGC之電路例 子。藉由使用此電路，該邏輯處理電路之電路組配可被做 得簡單。 另一例為邏輯處理電路xLGC 1。在該邏輯處理電路 xLGCl中，為了防止因xSxR閂（正反）電路之禁止邏輯（即 反相第七信號xVR與反相第八信號xVF二者均為低位準） 所致之故障狀況，及為了確保非反相電氣脈衝信號RX與 反相電氣脈衝信號xRX被正確地輸出，反相第八信號xVF 被輸入xSxR閂（正反）電路323之xR接頭，且藉由使用一 反相器裝置341使反相第八信號xVF反相被產生之第八信 號VF與反相第七信號xVR受到被一 OR裝置342實施之 OR處理而如第32圖顯示地將被輸入至xS接頭。 還有之另一例為一邏輯處理電路xLGC2。在邏輯處理 電路xLGC2中，反相第七信號xVR被輸入至xSxR閂（正 反）電路323之xS接頭，且該反相第七信號xVR被一延遲 電路344處理以產生一延遲後之反相第七信號xSDL，其 再與反相第八信號xVF —起受到被一 AND裝置345實施 61 525347 五、發明說明（59) 之AND處理以如第3 3圖顯示地被輸入至xR接頭。因而， 就算反相第七信號xVR之位準因雜訊或其他理由變成低 位準，設定xSxR閂（正反）電路323，該xSxR閂（正反）電 路323可在歷經一預設期間後被強迫重置。所以，由於對 反相第七信號xVR與反相第八信號xVF之邏輯處理於此 後正確地被實施，獲得正確的反相電氣脈衝信號RX與反 相電氣脈衝信號xRX是可能的。 進一步的例子為一邏輯處理電路xLGC3。在該邏輯處 理電路XLGC3中，反相第七信號xVR被輸入xSxR閂（正 反）電路323之xS接頭，且同時反相第八信號xVF與反相 重置信號xRE受到OR裝置344所實施之OR處理以如第 34圖被輸入至xR接頭。因而，該邏輯處理電路xLGC可 藉由輸入重置信號xRE於啟動該電路之際被強迫地重置。 雖然本發明已參照其實施例與修改被描述，其將被了 解本發明不受限於此處的實施例之類，且修改與變化可在 本發明之精神與領域内被做成。 例如，在該等第一與第二實施例中，DC偏差消除電路 110，210被施用至該第一差分放大電路AMP1以獲得反相 電氣脈衝信號xRX作為由比較電路CMP之輸出。然而， 依據本發明之DC偏差消除電路的目的並不受限於透過一 比較電路CMP之類產生一脈衝信號。即，由第一差分放大 電路AMP1被輸出之第三差分信號V3P，V3M或由第二差 分信號AMP2被輸出之信號VO可被用於其他處理。 在該等第一與第二實施例中，被第二差分放大電路 62 525347 五、發明說明（6〇) AMP2產生之反相電氣脈衝信號xRX、基準電壓產生電路 REFG、或比較電路CMP被用以實施功能換向濾波器lPHS 之濾波狀態與維持狀態間的換向，或實施該具有特徵換向 功能LPS之低通濾波器的特徵間之換向。此即，該換向時 間以與藉由使用比較電路之類被輸出之差分信號V3D， V3M或差分信號VD3P，ν〇3Μ的二位元化所產生之二元 信號（該反相電氣脈衝信號XRX或非反相電氣脈衝信號Rx) 等時化地被控制。所以，該換向時間可精準地與基底脈衝 號（光脈衝k號LT、電流信號I in之類）之上揚與落下等 時化地。 然而，其不須由使用第二差分放大電路AMP2、該基 準電壓產生電路REFG、或比較電路CMP由已實施DC偏 差消除之差分放大電路的輸出來產生換向脈衝信號xVc。 一換向指示信號可由一被輸入信號之類分別地被獲得。 在該第二實施例，分化I-V轉換電路DIV被使用以輸 出該對互補差分電壓信號VD1P，VD1M，其具有波形類似 於電流信號Iin之分化後波形。然而，該電流信號Πη可使 用I-V轉換電路一次被轉換為一電壓波形，且一分化後波 形可於此後使用一分化電路或一分化放大器被獲得。同樣 地’由Ι-V轉換電路之輸出可透過電容耦合或透過一高通 濾波器被輸出，以產生一高通波形大致類似於將再被處理 之一分化後波形。 進而言之，依據第一與第二實施例，單級第一差分放 大電路AMP1(第一實施例）或差分放大電路AMP(第二實施 63 525347 五、發明說明（61) 例）之DC /偏差電壓被消除 。然而， 多級差分放大電路之 DC偏差電壓亦可被消除。 元件標； 號對照 表 元件編號 譯 名 元件編號 譯 名 10 光電脈衝轉換電路 323 NAND裝置 20 光電脈衝轉換電路 324 NAND裝置 30 光電脈衝轉換電路 325 NAND裝置 100 光電脈衝轉換電路 326 NAND裝置 101 反相器 327 NOR裝置 110 DC偏差消除電路 328 延遲電路 121 反相器 331 反相器裝置 122 延遲電路 332 NAND裝置 200 光電脈衝轉換電路 333 反相器裝置 201 反相器 334 NOR裝置 202 電容耦合電容器 335 反相器裝置 203 電容耦合電容器 336 NOR裝置 204 電容耦合電容器 341 反相器裝置 205 電容耦合電容器 342 OR裝置 210 DC偏差消除電路 343 OR裝置 300 光電脈衝轉換電路 344 延遲電路 310 脈衝整形電路 345 AND電路 321 反相器裝置 400 光電脈衝轉換電路 322 反相器裝置 401 電容耦合電容器 元件標 號對照 表
64 525347 五、發明說明（62) 元件編號 譯 名 402 電容耦合電容器 元件編號 譯 名 65

Claims (1)

  1. 六、申請專利範圍 DC偏差電壓 ，被插人—對差分輸出接頭間，虚 電路之一對差分輸入接頭放大被輸入至兮等 呈分輸入接頭的差分輸人信號並由該等差分輸出接頭輪 出-對是分輸出信號，且其消除該等差分輸出： 包含： -低通渡波器對被輸入之差分輸出信號實施低通濾 波以輸出濾、波後之一信號； -維持電路輸出—維制波後信號㈣低通渡波器 之濾、波後信號’且其在改變該驗後信號為該維持渡波 後信號之時輸出對應於該低通濾波器之濾波後信號的維 持濾波後信號； 此合電路輸出一對混合後差分輸入信號(其藉由 混合該濾波後信號或維持濾波後信號成為差分輸入信號 而被產生使得一負回饋被實施）至該差分放大電路之差 分輸入信號；以及 > 一換向電路交替地對一濾波狀態實施換向，其中該 寻至分輸出信號被輸人至該低通濾波器及該濾波後信號 被輸出至该混合電路，且換向至一維持狀態，其中輸入 至低通濾波器的差分輸入信號被切斷，且該維持濾波後 信號被輸出至該混合電路。 2·如申請專利範圍第丨項所述之DC偏差消除電路，進一步 包含： 一換向指示電路，其輸出一換向脈衝信號，當該等 差为輸入化號為大致方形波之脈衝信號時，被輸入該 六、申請專利範圍 差分放大電路之非反相輸入接頭之差分輸入信號的非反 相脈衝信號落下之一第一時間上揚或落下以使其邏輯狀 心反相及在被輸入該非反相輸入接頭之非反相脈衝信 號上揚的-第m下或±揚以使其邏輯狀態反相， 其中該換向電路被組配以依據被輸入至該換向電路之換 向脈，信號在該第-時間改變該維持狀態為濾波狀態及 在該第二時間改變該維持狀態為維持狀態。 3·如申請專利範圍第i項所述之沉偏差消除電路，苴中该 低通濾波器與該維持電路為QP.amp電路，其具有低通特 徵二包括定魏低通㈣、該較後㈣與該維持遽波 後仏唬之一電谷态，且具有一維持功能用於透過切斷至 一輸入級之輸入在該切斷之際保留儲存於該電容器内之 電荷量、保留及輸出該輪出電壓；且該換向電路為一切 換電路，其貫施該等op-amp之輸入級的一輸入與該等差 分輸出信號之一切斷間的換向。 4·如申請專利範圍第i項所述之沉偏差消除電路，進一 + 包含： ^ -維持重置電路，若該維持狀態在被設定後經歷— 段預設期間後’其控制該換向電路以改變該維持狀 該濾波狀態。 '' 〜及：刀力人八电塔，其藉 該差分放大電路之該等差公私山 寸左刀輸出接頭與該等差分輪 頭間插入如申請專利蘇If]楚^ 5 月寸〜季已固弟1項所述之該DC偏差消 路而被形成。 六、申請專利範圍 6. -種光電脈衝轉換電路’其轉換—光脈衝信號為對應的 電氣脈衝信號，包含： 一光電流轉換電路轉換該光脈衝信號為對應的一電 流信號並輸出該電流信號； - ι·ν㈣電路轉換該電流信號為對應的_對差分 電壓信號並輸出該等差分電壓信號； 一差分放大電路被提供如申請專利範圍第5項所述 之DC @差消除電路而放大該等差分電壓信號並輸出一 對差分輸出信號；以及 一脈衝產生電路根據該等差分輸出信號輸出該電氣 脈衝信號。 7. -種光電脈衝轉換電路，其轉換域為方形波之一光脈 衝信號^至少-非反相電氣脈衝信號在該光脈衝信號落 下之-第一時間落下且在該光脈衝信號上揚之一第二時 間上揚或-反相電氣脈衝信號在該第―時間上揚且在該 第二時間落下，包含·· -光電流轉換電路轉換該光脈衝信號為對應的一電 流信號並輸出該電流信號； 二I_V轉換電路轉換該電流信號為對應的—對差分 電壓k號並輸出該等差分電壓信號； 、，八:差分放大電路放大該等差分電壓信號並輸出一對 至分輸出信號；以及 ^脈衝產生電路根據該等差分輪出信號輸出至少該 非相電乳脈衝信號或該反相電氣脈衝信號；該 、申請專利範圍 大電路包含： 、、—低通濾波11對被輸人之差分輸awt號實施低 通〉慮波以輸出濾、波後之一信號； 一維持電路輸出一維持濾波後信號而非低 波器之濾波後信號，且其在改變該濾波後信號為該維持 濾波後信號之時輸出對應於該低通濾波器之濾波後信號 的維持濾波後信號； 一混合電路輸出一對混合後差分輪入信號（其 藉由混合該濾波後錢或維持渡波後信號成為差分輸二 信號而被產生使得一負回饋被實施）至該差分放大電路 之差分輸入信號；以及 一換向電路交替地對一濾波狀態實施換向，其 中該等差分輸出信號被輸人至該低通濾波器及該遽波後 信號被輸出至該混合電路，且換向至一維持狀態，其中 輸入至低通濾波器的差分輸入信號被切斷，且該維持濾 波後信號依據該被輸入之非反相電氣脈衝信號或反相電 氣脈衝信號在該第二時間被輸出至該混合電路。 8.如申請專利範圍第7項所述之光電脈衝轉換電路，進一步 包含： 維持重置電路被插入該脈衝產生電路與該換向電 义身‘\間，且若该維持狀態在被設定後經歷一段預設期間 售其控制該㈣電路以改變該維持狀態為該濾波狀態。 9·偏差消除電路，被插入於差分放大電路之一對差分 輸八i頭與一對差分輸出接頭間，其放大被輸入其差分 525347 六、申請專利範圍 輸入接頭之-對差分輸人信號並由其差分輸出接頭輸出 一對差分輸出信號，且其消除該等差分輸出信號間之一 DC偏差電壓，包含： -低通濾、波器對差分輸出信號實施低通渡波以輸出 一濾波後信號； 一混合電路輸出一對混合後差分輸入信號至該差分 放大電路之差分輸入接頭，其藉由混合該濾波後信號為 該等差分輸入信號被產生，使得負回饋被實施；以及 一特徵改變電路改變該低通濾波器之一切斷頻率與 -^通過速率。 10·如申請專利範圍第9項所述之DC偏差消除電路，其中該 特徵改變電路為一特徵換向電路實施換向為該低通濾波 為之切斷頻率為一第一切斷頻率fcl且其通過速率為一 第一通過速率SR1之一第一狀態；或該低通濾波器之切斷 頻率為一第二切斷頻率fc 2且其通過速率為一第二通過 速率SR2之一第二狀態；該dc偏差消除電路包含一特徵 換向指不電路，其在該等差分輸入信號為藉由使大致為 方形波之一基底脈衝信號受到分化或高通濾波所獲得之 一對脈衝分化差分輸入信號時，輸出一特徵換向脈衝信 號給予一指示用於在該基底脈衝信號落下之一第一時間 換向為該第一狀態及一特徵換向脈衝信號給予一指示用 於在該基底脈衝信號落下之一第二時間換向為該第二狀 恶以及該特徵換向電路被組配以依據被輸入之特徵換向 脈衝彳5號於該第一時間將該低通濾波器之狀態由該第二 525347 六、申請專利範圍 狀恶改變為該第一狀態，及於該第二時間將該低通濾波 為之狀態由該第一狀態改變為該第二狀態。 η·如申請專利範圍第ίο項所述之Dc偏差消除電路，其中該 特徵換向指示電路輸出該特徵換向脈衝信號，其在該第 一時間上揚或落下以使其邏輯狀態反相或在該第二時間 落下或上揚以使其邏輯狀態再反相。 12.如申請專利範圍第10項所述之Dc偏差消除電路，其中當 ，基=脈衝信號具有Da之平均工作比時，低通渡波器二 徵之第一切斷頻率fcl與第二切斷頻率fc2滿足以等式 fc2/fc 1 = (1 一 Da)/Da所表達之關係。 13_如申請專利範圍第10項所述之DC偏差消除電路，其中當 該基底脈衝信號具有Da之平均工作比時，低通濾波哭^ 徵之第一通過速率SR1與第二通過速率SR2滿足以等式 SR2/SR1==(1 —Da)/Da所表達之關係。 14. 一種具有—Dc偏差消除電路之差分放大電路，其藉由在 該差分放大電路之該等差分輸出接頭與該等差分^入接 頭間插入如申請專利範圍第9項所述之該沉偏 路而被形成。 $ 的 15.-種光f脈衝轉換電路，其轉換—光脈衝信號為對應 電氣脈衝信號，包含： 一光電流轉換電路，其㈣該光脈衝信號為對應的 一電流信號並輸出該電流信號； 抑為-咼通Ι-V轉換電路，其轉換該電流信號為對應 的對差分電壓信號並透過一電容福合電容器輸出該等 N申請專利範圍 差分電壓信號，或 一分化I-V轉換電路，其轉換該電流信號為一對差分 電壓信號，具有之波形類似於藉由該電流信號之分化所 獲得之信號者； 具有如申請專利範圍第14項所述之Dc偏差消除電 路的差分放大電路’其放大該等差分電壓信號作為該等 差分輸入信號並輸出該等差分輸出信號；以及 -脈衝產生電路，其依據該等差分輪出信號輸出該 專電氣脈衝信號。 16. —種光電脈衝轉換電路，其轉換大致為方形波之一光脈 衝信號^至少-非反相電氣脈衝信號在該光脈衝信號落 下之一第一時間落下且在該光脈衝信號上揚之一第二時 間上揚或-反相電氣脈衝信號在該第—時間上揚且在該 第二時間落下，包含： 一光電流轉換電路轉換該光脈衝信號為對應的一電 流信號並輸出該電流信號； -光電流轉換電路，其轉換該錢衝信號為對應的 一電流信號並輸出該電流信號； 抑為一高通I-V轉換電路，1赭你兮 、， /、轉換该電流信號為對應 的一對差分電壓信號並在該箄罢 寻差分電壓信號通過電容器 前透過一電容耦合電容器將之輪出，或 一分化Ι-V轉換電路，其榦拖帝、六 、轉換5亥迅流k號為一對差分 電壓信號，具有之波形類似於胃 為私飢k波之分化後波形 並輸出该專差分電壓信號； 、申請專利範圍 一差分放大電路放大該辈#八+ P 、， 又人及寺差分電壓信號並輸出一對 差分輸出信號；以及 一脈衝產生電路根據該等差分輪“號輸出至少該 非反相電氣脈衝信號或反相電氣脈衝信號； 該差分放大電路包含·· 低通;慮波為對差分輪出信號實施低通遽波以 輸出一濾波後信號； -混合電路輸出—對混合後差分輸人信號至該 差分放大電路之i差分輸人接頭，其藉由混合該滤波 後信號為該等差分電壓信號棱產生，使得負回饋被實 施；以及 ^ 一特徵換向電路，依據被輸入之非反相電氣脈 衝L號或反相a氣脈衝信號在第_時間實施換向該低通 濾波器之切斷頻率為一第一切斷頻率fcl且其通過速率 為一第一通過速率SR1之一第一狀態，及在第二時間實施 換向該低通濾波器之切斷頻率為一第二切斷頻率化2且 其通過速率為-第二通過速率二狀態。 17如申請專利範圍第16項所述之其中當 該基底脈衝信號具有Da之平均工作低通遽波器特 铋之第一切斷頻率fc丨與第二切斷頻率fc2滿足以等式 fc2/fc 1 二（1 — Da)/Da所表達之購係:乂 队如申請料 1範圍第16賴料，其中當 该基底脈衝信號具有Da之平均工作低通濾波器特 欲之第一通過速率SR1與第二通過速率SR2滿足以等式 525347 六、申請專利範圍 、/R2/SRl 二（1 — Da)/Da所表達之關係。 ί%^脈衝整形電路，對藉由使具有大致方形波之基底脈衝 信、Γ衆^到分化或高通濾波所獲得之一對互補脈衝分化差 分信號實施邏輯處理，並獲得至少一非反相整形後 脈衝信號在該基底脈衝信號落下之一第一時間落下及在 該基底脈衝信號上揚之一第二時間落下，或一反相整形 後脈衝k號在該第一時間上揚及在該第二時間落下，該 脈衝整形電路包含： 一偏差添加信號產生電路使用一對脈衝互補分化差 分輸入信號，即非反相第一信號與反相第二信號，以產 生對應於非反相第一信號之一非反相第五信號與對應於 反相第二信號之一反相第四信號，此所藉由的是添加一 偏差電壓使得反相第四信號之一第四基準電壓以一第一 偏差電壓相對地高於該非反相第五信號之一第五基準電 壓，及以產生對應於非反相第一信號之一非反相第三信 號與對應於反相第二信號之一反相第六信號，此所藉由 的是添加一偏差電壓使得反相第六信號之一第六基準電 壓以一第二偏差電壓相對地低於該非反相第三信號之一 第三基準電壓； -第-比較電路比較該非反相第五信號與該反相第 四信號以獲得在該第二時間上揚之—第七信號或落下之 一反相第七信號； -第二比較電路比較該非反相第三信號與該反相第 六信號以獲得在該第-時間上揚之一第八信號或落下之 六、申請專利範圍 一反相第八信號；以及 一邏輯處理電路根據該第七信號與該第八信號或該 反相弟七彳S 3虎與该反相弟八# 3虎獲得至少該非反相整形 後脈衝信號或反相整形後脈衝信號。 20·如申請專利範圍第19項所述之脈衝整形電路，其中該偏 差添加信號產生電路產生該非反相第三信號、針對該非 反相第三信號以等值於該第一偏差電壓相對地被減少之 該非反相第五信號、反相第四信號、及針對該非反相第 四仏唬以等值於該第二偏差電壓相對地被減少之該非反 相第六信號。 21·如申請專利範圍第19項所述之脈衝整形電路，其中該偏 差添加信號轉換電路允許該第一偏差電壓與該第二偏差 電壓被變化。 22.如申請專利範圍第21項所述之脈衝整形電路，其中該偏 差添加信號產生電路被提供一固定電流通過之—第％ 阻器與-固定電流通過之-第二電阻器，所使用的為該 第-電阻器之二端部間被產生之—電位差作為該第一 差電壓及該第二電阻器之二端部間被產生之一電位差 為該第二偏差電壓；且該第一電阻器與該第二電阻器 電阻值可被改變。 ^ 電 作 之 23. 如申請專㈣圍第22項所述之脈衝整形電路，其中該偏 差添加信號產生電路之該第—電阻器與該第二電阻器為 使用MOSFET之⑽電阻的可變電阻器。 24. 如申明專利粑圍第22項所述之脈衝整形電路，其令該偏 525347 ’、、申明專利範圍 =加信號產生電路之該第一電阻器與該第二電阻器為 數個電阻器裝置，其内建於一 D/A轉換器，且其之連接可 用一數位控制信號被改變。 25. 如申請專利範圍第19項所述之脈衝整形電路，其中該邏 輯處理電路為一 SRm正反）電路，其s接頭接收該第:信 號及其R接頭接收該第八信號。 26. 如申請專利範圍第25項所述之脈衝整形電路，其中該张 閂（正反）電路包含一 “\11閂（正反）電路；一反相器電路輸 出一反相第八信號（其藉由使被輸入之一第八信號受到 反相邏輯處理而被產生）至該以乂11閂（正反）電路之—xR 接頭；以及一NAND電路對被輸入之第七信號與該反相第 八信號實施NAND邏輯處理並輸出結果的信號至該xSxR 閂（正反）電路之一 xS接頭。 27. 如申請專利範圍第25項所述之脈衝整形電路，其中該 閂（正反）電路包含一 xSxR^ (正反）電路；一反相器電路輸 出一反相第七信號（其藉由使被輸入之一第七信號受到 反相邏輯處理而被產生）至該xSxr閂（正反）電路之一 xS 接頭；以及一 NOR電路對被輸入之第八信號與在一重置 時間上揚之一重置信號實施邏輯處理並輸出結果的信號 至该xSxR閃（正反）電路之—xr接頭。 28·如申請專利範圍第25項所述之脈衝整形電路，其中該sr 閂（正反）電路包含一 xSxRj4 (正反）電路；一反相器電路輪 出一反相第七信號（其藉由使被輸入之一第七信號受到 反相邏輯處理而被產生）至該xSxR閂（正反）電路之一 xS 525347 六、申請專利範圍 接頭；及一延遲電路藉由延遲被輸入之該第七信號一段 預設期間而產生一延遲後第七信號或一第九信號在該第 七信號上揚時落下及以延遲一段預設期間後上揚；以及 一 NOR電路對被輸入之第八信號與被輸入之第七信號或 该第九信號實施NOR邏輯處理並輸出結果的信號至該 xSxR閂（正反）電路之一 xr接頭。 29. 如申請專利範圍第19項所述之脈衝整形電路，其中該邏 輯處理電路為一XSXR閂（正反）電路，其xs接頭接收該反 相第七信號及其xr接頭接收該反相第八信號。 30. 如申請專利範圍第29項所述之脈衝整形電路，其中該 xSxR閂（正反）電路包含一反相器電路對被輸入之一第八 信號實施反相邏輯處理；以及一OR電路對被輸入之第七 信號與該反相第八信號實施OR邏輯處理並輸出結果的 信號至該xSxR閂（正反）電路之一 xs接頭。 31. 如申請專利範圍第29項所述之脈衝整形電路，其中該 xSxR閂（正反）電路包含一 and電路對被輸入之反相第八 信號與在一重置時間落下之一反相重置信號實施AND邏 輯處理並輸出結果的信號至該xSxR閂（正反）電路之一 XR 接頭。 32. 如申請專利範圍第29項所述之脈衝整形電路，其中一 xSxR閂（正反）電路包含一延遲電路藉由延遲被輸入之該 反相第七信號一段預設期間而產生一延遲後反相第七信 號或一反相第九信號在該反相第七信號落下時上揚及以 延遲一段預設期間後落下；以及一 AND電路對被輸入之 -77 - 525347 六、申請專利範圍 反相第八信號與被輸入之反相第七信號或該反相第九信 號實施AND邏輯處理並輸出結果的信號至該xSxr閂（正 反）電路之一 xR接頭。 33. 如申请專利範圍第2 5項所述之脈衝整形電路，其中該第 一偏差電壓大於該第二偏差電壓。 34. —種脈衝整形電路，其由大致為方形波形之基底脈衝信 號獲得至少該非反相整形後脈衝信號或該反相整形後脈 衝信號之一，包含： 为化差分k號產生電路對該大致為方形波形之基 底脈衝信號獲得實施分化或高通濾波以產生該對互補脈 衝分化差分輸入信號；以及 如申睛專利範圍第19項所述之脈衝整形電路，其中 被輸入於此之該等互補脈衝分化差分輸入信號以獲得至 >忒非反相整形後脈衝信號或該反相整形後脈衝信號之 —— 〇 35· —種光電脈衝轉換電路，其轉換一光脈衝信號為對應的 一電氣脈衝信號，包含·· 一光電轉換電路轉換該光脈衝信號為對應的一電流 ^號並輸出該電流信號； ι-v轉換電路轉換該電流信號為對應的一脈衝電 壓信號具有類似於該電流信號之大致方形波形；以及 女申明專利範圍第34項所述之脈衝整形電路，其使 用該等脈衝電壓信號作為基底脈衝信號以獲得至少該非 反相整形後脈衝信號或該反相整形後脈衝信號之一。 參' 第-時間落下並在該第光脈衝信號上揚 衝轉換電路，其轉換大致為方形波之—光脈衝 ㈣'綠少-非反相電氣脈衝信號在該光脈衝信號落下 之 R主 甘一Γ- 、,一 》 ….· 第二時 間上揚或-反相電氣脈衝信號在該第—時間上揚並在該 弟二時間落下，包含： 光％ /爪轉換電路轉換該光脈衝信號為對應的電流 信號並輸出該電流信號； 一 ί-ν轉換電路轉換該電流信號為對應的大致方形 波之脈衝電壓信號； 一分化差分信號產生電路對該脈衝電壓信號實施分 化或高通濾、波以產生-對互補脈衝差分輸人信號；以及 一脈衝整形電路使用被對應於此之該等脈衝差分輸 入信號以獲得至少#反相整形後脈衝信?虎或該反相整形 後脈衝信號之一，該脈衝整形電路包含·· 一偏差添加信號產生電路使用一對脈衝互補分化差 分輸入信號，即非反相第一信號與反相第二信號，以產 生對應於非反相第—信號之—非反相第五信號與對應於 反相第二信號之一反相第四信號，此所藉由的是添加一 偏差電壓使得反相第四信號之一第四基準電壓以一第一 偏差電壓相對地高於該非反相第五信號之一第五基準電 C及以產生對應於非反相第一信號之一非反相第三传 唬與對應於反相第二信號之一反相第六信號，此所藉由 的是添加一偏差電壓使得反相第六信號之一第六基準電 壓以一第二偏差電壓相對地低於該非反相第三信號 525347 __ 專利範圍 第彡基準電壓； 一第一比較電路比較該非反相第五信號與該反 才目第四信號以獲得在該第二時間上揚之一第七信號或落 卞之一反相第七信號；
    一第二比較電路比較該非反相第三信號與該反 相第六信號以獲得在該第一時間上揚之一第八信號或落 下之一反相第八信號；以及 一邏輯處理電路根據該第七信號與該第八信號 或該反相第七信號與該反相第八信號獲得至少該非反相 整形後脈衝信號或反相整形後脈衝信號。 37·如申請專利範圍第36項所述之脈衝整形電路，其中該邏 輯處理電路為一 SR閂（正反）電路，其S接頭接收該第七信 號及其r接頭接收該第八信號。
    38_如申晴專利範圍第36項所述之脈衝整形電路，其中該邏 輯處理電路為一 xSxR閂（正反）電路，其xS接頭接收該反 相第七信號及其乂尺接頭接收該反相第八信號。 -80 -
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