JPH03216032A - Amplifier - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光通信用前置増幅装置として用いられる増幅
装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an amplifier device used as a preamplifier device for optical communications.
従来、光通信においては第４図に示すようにフォトダイ
オードで光信号を受信し、これによって得られる信号を
増幅率（一Ａ）の増幅器２に導き増幅して出力端子３か
ら信号電圧Ｖ を得ていｏｕｔ
る。増幅器２は帰還抵抗Ｒｒが外付けあるいは集積化さ
れたシングルエンドのトランスインピーダンス型と称さ
れるもので、例えば、富士通株式会社の製品であるＦＭ
Ｍ３２１ＣＰとして知られ、第５図に図示の回路と等価
なものである。Conventionally, in optical communication, an optical signal is received by a photodiode as shown in FIG. I'm out. The amplifier 2 is a single-ended transimpedance type in which a feedback resistor Rr is externally attached or integrated.
It is known as M321CP and is equivalent to the circuit shown in FIG.
この第５図の回路では、ＦＥＴＱ と抵抗Ｒ１１ｌ
とからなる増幅段と、Ｆ ＥＴＱ とＦ Ｅ Ｔ Ｑ
１４か１２
らなるレベルシフト段と、ＦＥＴＱ１３とＦＥＴＱ か
らなる出力バツファ段とが同一電源ｖｓｓに１５
より駆動されている。また、Ｆ Ｅ Ｔ Ｑ １２，Ｑ
１３のドレイン側は接地されている。ＦＥＴＱ１１の
ドレインとグランドとの間には負荷抵抗Ｒ１が接続され
ている。ＦＥＴＱ．Ｑ のソースに接続され１ｌ
１２
ているダイオードＤＤ はレベルシフト用で１１″
１２
あって、所定のバイアス点を決定する機能を有する。ま
た、ＦＥＴＱ Ｑ はゲート・ソース間１４゜
ｌ５
が短絡されて定電流負荷として機能する。かかる構成の
回路によれば、入力信号を増幅率（Ａ）で増幅し反転し
た出力信号Ｖ を得ることができｏｕｔ
る。The circuit of FIG. 5 includes an amplification stage consisting of FETQ and resistor R11l, and
A level shift stage consisting of 14 or 12 and an output buffer stage consisting of FETQ13 and FETQ are driven by the same power supply vss. Also, F E T Q 12,Q
The drain side of 13 is grounded. A load resistor R1 is connected between the drain of FETQ11 and ground. FETQ. Q connected to the source of 1l
12 The diode DD is for level shifting and is 11"
12, and has a function of determining a predetermined bias point. Also, FET Q Q has a gate-source distance of 14°.
l5 is short-circuited and functions as a constant current load. According to a circuit having such a configuration, an input signal can be amplified by an amplification factor (A) and an inverted output signal V can be obtained.
しかしながら、上記のような増幅装置によると、この装
置のトランスインピーダンス一周波数特性等の諸特性は
一義的に決まってしまい、同一の増幅装置を異なる用途
に用いることはできない。例えば、光受信器の広帯域用
増幅には帯域の広い増幅装置が必要となり、低雑音用前
置増幅装置には帯域幅は狭くとも低雑音となる増幅装置
が必要となる。しかし、従来の上記増幅装置では、一つ
の装置でこのように異なる特性を実現することができな
かったのである。However, with the above-described amplifier device, various characteristics such as transimpedance-frequency characteristics of the device are uniquely determined, and the same amplifier device cannot be used for different purposes. For example, wideband amplification of an optical receiver requires an amplification device with a wide band, and a low-noise preamplifier requires an amplification device with a narrow bandwidth but with low noise. However, with the conventional amplifying device described above, it has not been possible to realize such different characteristics with a single device.
そこで本発明は、同一構成の増幅装置でありながら異な
る特性を実現し、これによって異なる用途の増幅に用い
ることのできる増幅装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an amplifying device that realizes different characteristics even though the amplifying device has the same configuration, and can thereby be used for amplifying different purposes.
本発明に係る増幅装置は、２つの入出力端子対を有した
差動増幅器と、上記出力端子と上記入力端子のうちの一
方との間に接続された第１の帰還抵抗と、この第１の帰
還抵抗とは異なる抵抗値を有し、上記出力端子と上記入
力端子のうちの他方との間に接続された第２の帰還抵抗
とを備えたことを特徴とする。The amplifier device according to the present invention includes: a differential amplifier having two input/output terminal pairs; a first feedback resistor connected between the output terminal and one of the input terminals; The second feedback resistor has a resistance value different from that of the feedback resistor, and is connected between the output terminal and the other of the input terminals.
本発明に係る増幅装置は、上記のように構成されるので
、差動増幅器の一方の入力端子へ入力信号を与えて他方
の入力端子をリファレンスとする場合における増幅装置
と、これとは逆に、差動増幅器の一方の入力端子をリフ
ァレンスとし、他方の入力端子へ入力信号を与える場合
における増幅装置とでは、帰還抵抗の抵抗値が異なる増
幅装置となるため、帰還量が異なりそれぞれ特性の異な
る２つの増幅装置として作用することになる。Since the amplifier device according to the present invention is configured as described above, it can be used as an amplifier device when an input signal is given to one input terminal of a differential amplifier and the other input terminal is used as a reference, and vice versa. , an amplifier device in which one input terminal of a differential amplifier is used as a reference and an input signal is given to the other input terminal is an amplifier device with a different resistance value of the feedback resistor, so the amount of feedback is different and the characteristics are different. It will act as two amplifiers.
以下、添付図面の第１図ないし第３図を参照して本発明
の一実施例に係る増幅装置を説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An amplifier device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 3 of the accompanying drawings.
第１図は本発明の一実施例に係る増幅装置の構成図を示
す。この実施例では、人力端子が１０１Ａ，ＩＯＩＢで
あり、出力端子が１０２Ａ，１０２Ｂである差動増幅器
を含むアンプ１００において、人力端子１０１Ａと出力
端子１０２Ａとの間を帰還抵抗Ｒ，１で接続する。また
、入力端子１０１Ｂと出力端子１０２Ｂとの間を帰還抵
抗Ｒ で接続する。ここに帰還抵抗Ｒ ，Ｒ の抵
ｒ２ ｆｌ ｆ２抗
値は異なり、例えば、Ｒｆ１〉Ｒｆ２とする。このよう
にして、トランスインピーダンス型の増幅装置が構成さ
れる。FIG. 1 shows a configuration diagram of an amplifier device according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, in an amplifier 100 including a differential amplifier whose human power terminals are 101A and IOIB and whose output terminals are 102A and 102B, the human power terminal 101A and the output terminal 102A are connected by a feedback resistor R,1. . Further, a feedback resistor R is connected between the input terminal 101B and the output terminal 102B. Here, the resistance values of the feedback resistors R and R are different, for example, Rf1>Rf2. In this way, a transimpedance type amplifier is constructed.
かかる構成の増幅装置においては、人力端子１０１Ａに
入力信号を与え人力端子１０１Ｂをリファレンスとする
か、または、入力端子１０１Ｂに人力信号を与えて人力
端子１０１Ａをリファレンスとする。いずれの場合にも
、例えば出力端子１０２Ａから出力信号を得るようにす
る。差動増幅器は２つの増幅回路が一対とされているの
であり、上記帰還抵抗Ｒ ，Ｈ の抵抗値が異なる
二ｆｌ ｆ２
とから当然に帰還量が異なり、一対とされた２つの増幅
回路は独立し、それぞれの特性が異なることになる。In an amplifying device having such a configuration, an input signal is applied to the human power terminal 101A and the human power terminal 101B is used as a reference, or a human power signal is applied to the input terminal 101B and the human power terminal 101A is used as a reference. In either case, the output signal is obtained from the output terminal 102A, for example. A differential amplifier is a pair of two amplifier circuits, and since the feedback resistors R and H have different resistance values, the amount of feedback naturally differs, and the two amplifier circuits that are paired are independent. However, each has different characteristics.
第２図にはＩＣ化に好適な本発明の一実施例に係る回路
図が示されている。この第２図では、ＦＥＴＱ，Ｑ３が
一対の増幅回路であり差動増■
幅器を構成する。ＦＥＴＱ，Ｑ３のドレインに１
はそれぞれゲートφソース間が短絡されたＦＥＴＱ２，
Ｑ４が接続されており、定電流負荷を構成している。Ｆ
ＥＴＱ，Ｑ のソースにはゲート１３
・ソース間が短絡された定電流源であるＦＥＴＱ が接
続されている。以上のＦＥＴＱ１〜Ｑ５５
で差動的に動作する差動増幅器が構成される。つまり、
ＦＥＴＱ ，Ｑ３のゲートに入力された信１
号の差に対応した信号の増幅が行われる。FIG. 2 shows a circuit diagram according to an embodiment of the present invention suitable for IC implementation. In FIG. 2, FETQ and Q3 are a pair of amplifier circuits and constitute a differential amplifier. 1 at the drains of FETQ and Q3 are FETQ2 and FETQ2, respectively, whose gates and sources are short-circuited.
Q4 is connected and constitutes a constant current load. F
FETQ, which is a constant current source whose gate 13 and source are short-circuited, is connected to the sources of ETQ and Q. The above FETs Q1 to Q55 constitute a differential amplifier that operates differentially. In other words,
A signal corresponding to the difference between signal 1 input to the gates of FETQ and Q3 is amplified.
ＦＥＴＱ ．ＱＢは差動増幅器の各出力信号の６
バッファ段を構成する。つまり、差動増幅器の一方の出
力点から信号をＦＥＴＱ６のゲートへ導き、ソースから
出力して低出力インピーダンスを実現し、レベルシフト
ダイオードＤ１で所要の電圧までレベルシフトを行って
、ゲート・ソース間が短絡されたＦＥＴＱ７からなる定
電流負荷へ上記信号を送出する。ここで、ＦＥＴＱ７の
ドレインを出力端子１０２Ａと接続する。また、差動増
幅器の他方の出力点の信号についても同様に、ＦＥＴＱ
からレベルシフトダイオードＤ２を介してＦ８
ＥＴＱ へ導く。ＦＥＴＱ９のドレインを出力端９
子１０２Ｂと接続する。ＦＥＴＱ ，Ｑ ，Ｑ６，
２４
Ｑ のドレインには電圧ｖＤＤの電源が接続され、８
ＦＥＴＱ ，Ｑ ，Ｑ のソースには電圧Ｖｓｓ
の５ ７ ９
電源が接続され、増幅装置の駆動電力が与えられている
。帰還抵抗Ｒ ，Ｒ はそれぞれ入力端子『１ｆ２
１０１Ａと出力端子１０２Ａとの間、入力端子１０１Ｂ
と出力端，子１０２Ｂとの間に接続されている。即ち、
差動増幅器の各増幅回路毎に帰還を独立にかけるように
する。FETQ. QB constitutes 6 buffer stages for each output signal of the differential amplifier. In other words, the signal is guided from one output point of the differential amplifier to the gate of FET Q6, outputted from the source to achieve low output impedance, level-shifted to the required voltage by level shift diode D1, and then transferred between the gate and source. The above signal is sent to a constant current load consisting of FET Q7 which is short-circuited. Here, the drain of FETQ7 is connected to the output terminal 102A. Similarly, regarding the signal at the other output point of the differential amplifier,
to F8 ETQ via level shift diode D2. Connect the drain of FETQ9 to the output terminal 102B. FETQ,Q,Q6,
A power supply with a voltage vDD is connected to the drain of 24 Q, and a voltage Vss is connected to the sources of 8 FETQ, Q, and Q.
The 5 7 9 power supply is connected, and driving power for the amplifier device is provided. The feedback resistors R and R are connected between the input terminal ``1f2 101A and the output terminal 102A, and between the input terminal 101B
and the output terminal, terminal 102B. That is,
Feedback is applied independently to each amplifier circuit of the differential amplifier.
この実施例において、ＦＥＴＱ −Ｑ９のスレ１
ショールド電圧はいずれも−１ｖとし、それぞれのゲー
ト幅を順に、１５０μｍ１７５μｍｓ１５０μｍ１７５
μｍ ｓ １ ５ ０μｍ，１５０μｍ１１５０μｍ，
１５０μｍ，１５０μｍ，１５０μｍとした帰還抵抗Ｒ
，Ｈ の抵抗値はそれぞｆ’ｌ ｒ２
れ２ＫΩ，ＩＫΩである。In this example, the thread 1 short voltage of FETQ-Q9 is set to -1V, and the respective gate widths are set to 150μm175μms150μm175
μm s 150μm, 150μm1150μm,
Feedback resistance R of 150μm, 150μm, 150μm
, H are 2KΩ and IKΩ, respectively.
このような構成の増幅装置の入力端子１０１Ａ，１０１
Ｂをそれぞれ入力端子とし、フォトダイオード（容量０
．６５ｐＦ）を第５図に示した如く、入力端子１０１Ａ
（ＩＯＩＢ）とｖＤＤとの間に接続した場合のＡＣ（
交流）解析結果を、第３図に示す。いずれの場合でも、
出力端子１０２Ａを用いている。第３図において、■は
入力端子１０１Ａヘフォトダイオードを接続した場合の
トランスインピーダンス一周波数応答特性を示し、■は
入力端子１０１Ｂへフォトダイオードを接続した場合の
トランスインピーダンス一周波数応答特性をとなる。Input terminals 101A, 101 of the amplifier device having such a configuration
B is the input terminal, and the photodiode (capacity 0
．． 65pF) at the input terminal 101A as shown in FIG.
AC when connected between (IOIB) and vDD (
Figure 3 shows the analysis results. In any case,
Output terminal 102A is used. In FIG. 3, ■ indicates the transimpedance-frequency response characteristic when a photodiode is connected to the input terminal 101A, and ■ indicates the transimpedance-frequency response characteristic when the photodiode is connected to the input terminal 101B.
これらから、抵抗値のより大きな帰還抵抗Ｒｆｌ（−２
ＫΩ）により、トランスインピーダンスが？きく帯域の
狭い増幅装置を実現でき、抵抗値のより小さな帰還抵抗
Ｒｒ２（−１ＫΩ）により、トランスインピーダンスが
小さいが帯域の広い増幅装置を実現することができる。From these, the feedback resistor Rfl(-2
KΩ), the transimpedance? By using the feedback resistor Rr2 (-1KΩ) with a smaller resistance value, it is possible to realize an amplifier device with a narrow transimpedance but a wide band.
従って、光受信器用の前置増幅器のうち、例えば広帯域
用前置増幅器としては、入力端子１０１Ｂを入力端子と
して帰還抵抗Ｒｆ２により小さな帰還抵抗を有する増幅
装置を構成して、広帯域な特性を得るようにすればよい
。また、低雑音用前置増幅器としては、入力端子１０１
Ａを入力端子として帰還抵抗Ｒｆ■により大きな帰還抵
抗を有する増幅装置を構成して、帯域は狭いが低雑音な
特性を得るようにすればよい。Therefore, among preamplifiers for optical receivers, for example, as a wideband preamplifier, an amplifier device having a small feedback resistance is constructed by using the input terminal 101B as an input terminal and the feedback resistor Rf2 to obtain broadband characteristics. Just do it. In addition, as a low-noise preamplifier, the input terminal 101
By using A as an input terminal and constructing an amplifier having a larger feedback resistance than the feedback resistance Rf2, it is possible to obtain characteristics with a narrow band but low noise.
なお、帰還抵抗Ｒ ，Ｒ は外付けすると様々ｆｌ
ｆ２
な回路にフレキシブルに対応できる。Note that the feedback resistors R and R can be used for various fl
It can be flexibly adapted to f2 circuits.
以上、詳細に説明したように本発明によれば、差動増幅
器の２つの増幅回路における帰還抵抗の抵抗値を異なら
せるようにしたので、それぞれの増幅回路における帰還
量か異なり、それぞれの特性が異なるものが実現できる
から、一つの増幅装置にもかかわらず異なる用途の増幅
に用いることができる。As described above in detail, according to the present invention, the resistance values of the feedback resistors in the two amplifier circuits of the differential amplifier are made to be different, so that the amount of feedback in each amplifier circuit is different, and the characteristics of each are different. Since different things can be realized, one amplification device can be used for amplification of different purposes.
第１図は本発明の一実施例に係る増幅装置の構成図、第
２図はＦＥＴを用いて構成したー実施例に係る増幅装置
の回路図、第３図は第２図の増幅装置の周波数応答特性
を示す図、第４図および第５図は従来の増幅装置の構成
図である。
１００・・・アンプ、１０．ＬＡ，ＩＯＩＢ・・・人力
端子、１０２Ａ．１０２Ｂ・・・出力端子、Ｑ −Ｑ
・・・ＦＥＴＳＲ，Ｒ ・・・帰還抵抗、１
９ ｆｌ ｆ２Ｄ ，Ｄ ・・
・レベルシフトダイオード。
１２FIG. 1 is a block diagram of an amplifier according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of an amplifier according to an embodiment constructed using FETs, and FIG. 3 is a circuit diagram of an amplifier according to an embodiment of the present invention. Figures 4 and 5 showing frequency response characteristics are block diagrams of conventional amplifier devices. 100...Amplifier, 10. LA, IOIB...manual terminal, 102A. 102B...Output terminal, Q-Q
...FETSR,R ...Feedback resistance, 1
9 fl f2D ,D...
・Level shift diode. 12
Claims (1)
子と前記入力端子のうちの一方との間に接続された第１
の帰還抵抗と、 この第１の帰還抵抗とは異なる抵抗値を有し、前記出力
端子と前記入力端子のうちの他方との間に接続された第
２の帰還抵抗とを備えたことを特徴とする増幅装置。[Claims] A differential amplifier having two input/output terminal pairs, and a first differential amplifier connected between the output terminal and one of the input terminals.
and a second feedback resistor having a different resistance value from the first feedback resistor and connected between the output terminal and the other of the input terminals. Amplifying device for
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012253A JPH03216032A (en) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | Amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012253A JPH03216032A (en) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | Amplifier |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03216032A true JPH03216032A (en) | 1991-09-24 |
Family
ID=11800203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012253A Pending JPH03216032A (en) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | Amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03216032A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006166387A (en) * | 2004-12-02 | 2006-06-22 | Korea Electronics Telecommun | Ultrafast optical receiver using optical limiting amplification |
-
1990
- 1990-01-22 JP JP2012253A patent/JPH03216032A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006166387A (en) * | 2004-12-02 | 2006-06-22 | Korea Electronics Telecommun | Ultrafast optical receiver using optical limiting amplification |
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