JPH02151118A - パルス波形整形回路 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パルス波形整形回路に関し、特に光受信器に
用いて好適なパルス波形整形回路に関する。

［発明の概要］ 本発明のパルス波形整形回路は、第１及び第２のトラン
ジスタを有し、波形整形すべき入力パルス信号が供給さ
れ、互いに逆相及び同相の第１及び第２の出力信号をそ
れぞれ出力する差動増幅器と、前記第１及び第２の出力
信号が供給され、方を基準信号として他方と比較するこ
とにより方形波パルス信号を発生する第１のコンパレー
タとを有し、さらに前記第２のトランジスタから出力さ
れる第２の出力信号のピークレベルを前記第１のトラン
ジスタの動作電圧に略一致させるためにピークホールド
回路、基準電圧源、第２のコンパレータ及び可変電流源
が設けられ、例えば光受信器に用いた場合、入力信号レ
ベルが小さくても安定な方形波パルス信号を発生するこ
とができると共に回路構成の簡易化を計ることができる
。

〔従来の技術〕

従来、コンパレータとピーク値検出回路を用いて、光受
信器に適用したパルス波形整形回路の一例が、特開昭５
７−１９２１５５号公報に記載されている。

すなわち、第６図の従来の光受信器の一例を示すブロッ
ク図及び第７図の従来の光受信器の説明に用いる波形図
を参照して説明すると、光信号が受光素子１に人力され
、増幅器２により増幅される。この増幅器２の出力は、
コンパレータ３の同相入力端子３ａに第７図ＡのＥ、で
示す入力信号として供給されると共に、入力信号Ｅ、の
ピーク電圧■ｐ　（第７図Ａ参照）が差動増幅器４ａ、
ダイオード４ｂ及びコンデンサ４Ｃとからなるピーク値
検出回路４により検出される。前記ピーク値検出回路４
のピーク電圧■２は、互いに抵抗値の等しい抵抗器５及
び抵抗器６を通じて基準電圧■。（第７図Ａ参照）を出
力する基準電圧源７に供給され、抵抗器５と抵抗器６の
接続点に生じる識別電圧ｖｔｈは、ｖｔｈ＝ｖ。＋■／
２（但し、■は第７図Ａに示すコンパレータ３の入力信
号Ｅ、の振幅）となり、コンパレータ３の出力端子３Ｃ
に第７図ＢのＥｏで示すパルス信号を再生することがで
きる。

なお、８は、第７図Ａの■９で示すガード電圧を抵抗器
５と抵抗器６の接続点に発生させる電流源であり、ガー
ド電圧■９は無信号時にコンパレータ３の逆相入力端子
３ｂに供給される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、第６図に示す従来のパルス波形整形回路
は、識別電圧ｖｔｈをコンパレーク３の入力信号Ｅ、の
振幅■の１／２に自動的に設定するので、振幅Ｖを有効
に利用できない欠点があった。

すなわち、入力信号Ｅ１の振幅■が小さい時、そのピー
ク値がガード電圧■９に接近し、安定なパルス信号Ｅ０
を再生できないおそれがあった。

また、基準電圧源７の基準電圧■。により識別電圧Ｖｔ
ｈ　（Ｖｔｈ＝Ｖ０＋Ｖ／２）を設定しているので、温
度変化または電源電圧変動に対してて基準電圧■。を安
定化するために基準電圧源７の回路構成が複雑になる欠
点があった。

従って、本発明の目的は、前記欠点を改良したパルス波
形整形回路を提供することにある。

（課題を解決するための手段〕 本発明のパルス波形整形回路は、差動増幅用の第１及び
第２のトランジスタを有し、前記第１のトランジスタの
入力に波形整形すべき入力パルス信号が供給され、前記
第１及び第２のトランジスタの出力から前記入力パルス
信号に対してそれぞれ逆相及び同相の第１及び第２の出
力信号を出力する差動増幅器と、この差動増幅器の第１
及び第２の出力信号がそれぞれ供給され、一方を基準信
号として他方と比較することにより方形波パルス信号を
発生する第１のコンパレータと、前記差動増幅器の第２
の出力信号のピークレベルをホールドするピークホール
ド回路と、前記差動増幅器の第１のトランジスタの動作
電圧に略等しい基準電圧を出力する基準電圧源と、この
基準電圧源の基準電圧と前記ピークホールド回路の出力
とを比較する第２のコンパレータと、この第２のコンパ
レータの出力に応じて前記差動増幅器の第２のｌ・ラン
ジスタの動作電流を可変する可変電流源とから構成され
る。

また、前記差動増幅器の第１のトランジスタの動作電圧
に略等しい基準電圧を出力する基小電圧源は、差動増幅
器の第１のトランジスタの出力信号のピークレベルをホ
ールドする基準電圧用ピークホールド回路により構成す
ることができる。

〔作用］ 本発明のパルス波形整形回路は、前記第２のコンパレー
タの出力に応じて差動増幅器の第２のトランジスタの動
作電流を可変することにより、第２のトランジスタから
出力される第２の出力信号のピークレベルを第１のトラ
ンジスタの動作電圧に一致させると共に、第２の出力信
号の振幅は第１のトランジスタから出力される第１の出
力信号と対称的に変化する。従って、前記第１のコンパ
レータは、差動増幅器の出力の一方（例えば第２の出力
信号）を基準信号として他方（例えば第１の出力信号）
と比較することにより、方形波パルス信号を発生するの
で第１のコンパレータの人力振幅は第１の出力信号の実
質的に２倍になり、入力パルス信号の振幅が小さい場合
でも方形波パルス信号を安定に再生することができ、感
度が向上する。

また、差動増幅器を用いているため、電源電圧の変動を
受けにくいと共に、第１のコンパレータの基準信号は差
動増幅器の一方の出力信号になるため、基準電圧源の基
？＄雷電圧識別レベルに用いるものに比べて温度変化に
対する安定回路の設計が容易になる。

さらに、前記差動増幅器の人力パルス信号と逆相の第１
の出力信号のピークレベルをホールドする）、％　ｉｐ
ルミ圧用ピークホールド路により基準電圧源を構゛成す
る場合には、更に回路構成の節易化を計ることができる
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の基本構成を示すブロックであり、１０
は波形整形すべき入力パルス信号Ｓ、を出力する信号源
である。１１は差動増幅器を示し、信号源１０からの入
力パルス信号Ｓｔが入力（ベース）に供給される第１の
トランジスタｌｌａと、この第１のトランジスタｌｌａ
と差動的に接続された第２のトランジスタＩｌｂと電流
源１１ｃとがらなり、第１のトランジスタＩｌａの出力
（コレクタ）から前記入力パルス信号Ｓｉに対して逆相
の増幅された第１の出力信号Ｓ、を出力し、第２のトラ
ンジスタｌｌｂの出力（コレクタ）から前記人力パルス
信号Ｓ、に対して同相の第２の出力信号Ｓ、を出力する
。なお、１１ｄ及びｌｉｅは、それぞれ第１のトランジ
スタｌｌａ及び第２のトランジスタｌｌｂの負荷抵抗器
を示し、Ｉｆｆは第２のトランジスタ１１ｂのバイアス
電圧源を示す。１２は第１のコンパレータを示し、一方
の入力（反転入力端子）には差動増幅器１１の第１のト
ランジスタｌｌａの出力から第１の出力信号Ｓ、が供給
され、他方の入力端子（非反転入力端子）には第２のト
ランジスタｌｌｂの出力から前記第２の出力信号Ｓｂが
供給される。

１３は前記第２の出力信号Ｓ、のピークレベルをホール
ドするピークホールド回路、１４は差動増幅器１１の第
１のトランジスタｌｌａの動作電圧に略等しい基準電圧
Ｖｒｅｆを出力する基準電圧源、１５は基準電圧Ｖｒｅ
ｆとピークホールド回路１３の出力とを比較する第２の
コンパレータである。１６は第２のコンパレータ１５の
出力に応じて第２のトランジスタ１１ｂの動作電流を可
変する可変電流源であり、前記差動増幅器１１の電流源
１１ｃを兼用することができる。

以上の構成における動作について、第２図Ａ乃至第２図
りの本発明の動作説明に用いる波形図を用いて説明する
。

第１図において、可変電流源１６が無いと仮定すると、
第２のトランジスタｌｌｂから出力される第２の出力信
号Ｓ、は、第２図Ａの点線Ｓｂｂで示す如く、入力パル
ス信号と同相でかつ第１のトランジスタの動作電圧（基
準電圧源１４の基準電圧Ｖｒｅｆに略等しい）を中心と
してピークレベル■１の上に凸の波形になる。一方、可
変電流源１６がある場合には、ピークホールド回路１３
、第２のコンパレータ１５及び可変電流源１６の帰還作
用により、第２の出力信号Ｓ、は、第２図Ａの実線Ｓｂ
ｌで示す如く、そのピークレベル■ｐ□は、第１のトラ
ンジスタｌｌａの動作電圧すなわち、基準電圧源１４の
基準電圧Ｖｒｅｆに一致する。

そして、この場合における第２の出力信号Ｓ。

の波形は、電圧■□を中心として、第２図Ａに示す第１
の出力信号Ｓ　Ｍｌに対して対称的に変化する。

従って、前記第１のコンパレータ１２は、差動増幅器１
１の第２の出力信号Ｓｂｌを基準信号として第１の出力
信号３ｍ＋と比較することにより、第２図Ｂに示すよう
な方形波パルス信号Ｓａｔを発生し、この場合筒１のコ
ンパレータ１２の入力振幅（反転入力端子と非反転入力
端子間の電位差）は、第１の出力信号Ｓ１の実質的に２
倍となり、感度を向上することができる。

すなわち、小レベルの入力パルス信号Ｓ、が差動増幅器
１１の第１のトランジスタｌｌａに供給された場合、第
１の出力信号Ｓ１は第２図ＣのＳ１□に示す如く、振幅
が小さくなり、同様に第２の出力信号Ｓ、も第２図Ｃ０
３ｂ２に示す如く、振幅は小さくなり、電圧■１□を中
心として第１の出力信号Ｓ０に対して対称的に変化する
。従って、第１のコンパレータ１２は差動増幅器１１の
第２の出力信号Ｓｂ２を基準信号として第１の出力信号
Ｓａ２と比較することにより、第２図りに示すような方
形波パルス信号Ｓ　ｏｚを発生ずることができる。

次に、第３図の本発明を光受信器に適用した第１の実施
例を示すブロック図について説明する。

第１図において、信号源１０は光入力信号が照射される
受光素子（例えばフォトダイオード）２０と、この受光
素子２０のパルス電流ｆｉｎが非反転入力端子に供給さ
れ、基準電圧源１４の基準電圧Ｖｒｅｆが反転入力端子
に供給されるオペレーショナルアンプ２１と、前記受光
素子２０にバイアス電圧を供給するバイアス電圧源２２
とから構成され、オペレーショナルアンプ２１の非反転
出力端子は第１のトランジスタｌｌａの入力（ベース）
に接続され、反転出力端子は第２のトランジスタｌｌｂ
の入力（ベース）に接続される。なお、２３は差動増幅
器１１の第１のトランジスタｌｌａの出力（コレクタ）
と前記オペレーショナルアンプ２１の非反転入力端子と
の間に接続された帰還抵抗器、Ｃ４は可変電流源１６に
設けたカレントミラーであり、その他の構成は第１図と
同様に構成される。

前記第１の実施例の動作について説明すると、例えばコ
ンパクトディスクまたはデジタルオーディオテープレコ
ーダ等のデジタル信号源から光ファイバを介して伝送さ
れた光入力信号は、受光素子２０により光電変換され、
オペレーショナルアンプ２１の非反転入力端子にパルス
電流１ｉｎとして供給され、オペレーショナルアンプ２
１により増幅され、その非反転出力端子及び反転出力端
子にそれぞれ人力パルス信号Ｓ、及び位相反転した人力
パルス信号Ｓ　ｉ　７１８０°を出力する。前記入力パ
ルス信号Ｓ、及び位相反転した入力パルス信号Ｓｔ／１
８０°は、差動増幅器１１により増幅され、人力パルス
信号Ｓ、と逆相の第１の出力信号Ｓ、が第１のコンパレ
ータ１２の反転入力端子に供給されると共に入力パルス
信号Ｓ、と同相の第２の出力信号が第１のコンパレータ
１２の非反転入力端子に供給される。また、差動増幅器
１１の第２の出力信号Ｓ、は、ピークホールド回路１３
、第２のコンパレータ１５及び可変電流源１６の前述し
た帰還作用により、そのピークレベルが第１のトランジ
スタｌｌｂの動作電圧Ｖｒｅｆに略一致する。従って、
この第１のコンパレータ１２は差動増幅器１１の第２の
出力信号Ｓ、をＪｆ、　＜ｊＢ倍信号して第１の出力信
号Ｓ、と比較することにより方形波パルス信号Ｓ０を発
生することができ、光入力信号のレベルが小さい場合で
も方形波パルス信号Ｓ０を安定に再生することができる
。

また、第１の実施例の回路は、基準電圧源１４を基準と
して回路全体の動作点が一義的に決まるようになってお
り、温度変動または電源電圧変動によるバイアス変化の
影響を受けにくい利点がある。

さらに、従来回路と比較して、基準電圧源１４の回路を
簡略化できる利点がある。

次に、第４図の本発明を光受信用に適用した第２の実施
例を示すブロック図について説明する。

第４図において、２５は基準電圧用ピークホールド回路
を示し、差動増幅器１１の第１の出力信号Ｓ１のピーク
レベルをホールドし、第１のトランジスタｌｌａの動作
電圧に略等しい基準電圧Ｖｒｅｆを発生し、この基準電
圧Ｖｒｅｆを第２のコンパレータ１５の非反転入力端子
に基準信号として供給する。その他の構成については第
４図に示す第２の実施例と同一であり、同様の作用効果
が期待できる。なお、前記第２の実施例では、第３図に
示す基準電圧源１４が不要となり、オペレーショナルア
ンプ２１の反転入力端子にバイアスを供給するバイアス
電圧源２６（例えば第２のトランジスタｌｌｂのコレク
タからバイアス抵抗器を介してバイアス電圧を与える）
を設けるだけで良いので、回路構成が簡易化できる。

さらに、第５図の本発明を光受信器に適用した第３の実
施例を示すブロック図について説明する。

第５図において、２７は基準電圧源１４と第２のコンパ
レータ１５の非反転入力端子との間に接続されたオフセ
ット電圧補正回路である。前述の第３図に示す第１の実
施例及び第４図に示す第２の実施例では、無信号時にオ
ペレーショナルアンプ２１の非反転入力端子に流入する
バイアス電流１ｔｒと帰遷抵抗器２３の抵抗値Ｒ２３と
の積による電圧降下（オフセット電圧）を無視して説明
したが、このオフセット電圧１ａ’Ｒｚ３をオフセット
電圧補正回路２７で発生し、基準電圧νｒｅｆとオフセ
ット電圧Ｉ、・Ｒ２’Ｊの和ヲ第２のコンパレータ１５
のｌＮ圧として供給することにより、差動増幅器１１の
第１のトランジスタｌｌａの動作電圧を差動増幅器１１
の第２の出力信号Ｓ、のピークレベルに完全に一敢する
ことができる。従って、この第３の実施例によれば、第
２図Ａに示す第１の出力信号Ｓ０と第２の出力信号Ｓｂ
ｌの波形を完全に対称として、正確な方形波パルス信号
Ｓ。Ｉを発生することができる。なお、第３図乃至第５
図において、可変電流源１６を第２のコンパレータ１５
の出力により制御するように構成したが、この可変電流
源１６を定電流源にすると共に、差動増幅器１１のトラ
ンジスタ１１ｂのコレクタと基準電位点間に可変電流源
１６を設け、第２のコンパレータ１５の出力により制御
するように構成してもよい。

〔発明の効果］ 本発明のパルス波形整形回路は、第１のコンバレ〜りの
入力振幅は第１の出力信号の実質的に２倍になり、入力
パルス信号の振幅が小さい場合でも方形波パルス信号を
安定に再生することができ、感度が向上する。

また、差動増幅器を用いているため、電源電圧の変動を
受けにくいと共に、第１のコンパレータの基準信号は差
動増幅器の一方の出力信号になるため、基準電圧源の基
準電圧を識別レベルに用いるものに比べて温度変化に対
する安定回路の設計が容易になる。

さらに、差動増幅器の入力パルス信号と逆相の第１の出
力信号のピークレベルをホールドする基準電圧用ピーク
ホールド回路により基準電圧源を構成する場合には、更
に回路構成の簡易化を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を示すブロック図、第２図Ａ
乃至第２図りは本発明の動作説明に用いる波形図、第３
図は本発明を光受信器に通用した第１の実施例を示すブ
ロック図、第４図は本発明を光受信器に適用した第２の
実施例を示すブロック図、第５図は本発明を光受信器に
適用した第３の実施例を示すブロック図、第６図は従来
の光受信器の一例を示すブロック図、第７図は従来の光
受信器の説明に用いる波形図である。 ２−−−一−〜−−−−−−一−・増幅器３−−−ｍ−
・・−・−・・・・コンパレータ４−・−−一−−−−
−−−・ピーク値検出回路７・−・−・・−・・・−・
・基準電圧源１０−・−・・・−・・・−・−・−信号
源１１−・−・・−−−−一一−−−差動増幅器１１ａ
−・−一−−−−・第１のトランジスタ１１ｂ−・・−
・・・−・第２のトランジスタ１２−一・・−・−・−
・・第１のコンパレータ１３・−−−−ｍ−−−−・−
ピークホールド回路１４−・・−−〜−−−・−・−・
基準電圧源１５−−−−一・−・−・・第２のコンパレ
ータ１６−−・・−・−・−可変電流源 ２０−・・−−−−−・−・−受光素子２１・−・−・
・・・・−オペレーショナルアンプ２５−・−−−一一
一・・・−基準電圧用ピークホールド回路２７・・・・
−ｍ−−−・・−オフセット電圧補正回路第２図 本会朝の基本溝底を示すブロック図 第１固 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、差動増幅用の第１及び第２のトランジスタを有し、
   前記第１のトランジスタの入力に波形整形すべき入力パ
   ルス信号が供給され、前記第１及び第２のトランジスタ
   の出力から前記入力パルス信号に対してそれぞれ逆相及
   び同相の第１及び第２の出力信号を出力する差動増幅器
   と、該差動増幅器の第１及び第２の出力信号がそれぞれ
   供給され、一方を基準信号として他方と比較することに
   より方形波パルス信号を発生する第１のコンパレータと
   、前記差動増幅器の第２の出力信号のピークレベルをホ
   ールドするピークホールド回路と、前記差動増幅器の第
   １のトランジスタの動作電圧に略等しい基準電圧を出力
   する基準電圧源と、該基準電圧源の基準電圧と前記ピー
   クホールド回路の出力とを比較する第２のコンパレータ
   と、該第２のコンパレータの出力に応じて前記差動増幅
   器の第２のトランジスタの動作電流を可変する可変電流
   源とを備えたことを特徴とするパルス波形整形回路。 ２、基準電圧源は、差動増幅器の第１のトランジスタか
   ら出力される第１の出力信号のピークレベルをホールド
   する基準電圧用ピークホールド回路により構成されるこ
   とを特徴とする請求項１記載のパルス波形整形回路。