JPH04252923A - 光検波回路 - 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】

【０００１】［発明の目的］

【０００２】

【産業上の利用分野】この発明は、温度特性を補償した
光検波回路に関する。

【０００３】

【従来の技術】被検出光を受光し、受光した被検出光を
光電変換して電気信号を得る従来の光検波回路としては
、例えば図３に示すように構成されたものがある。

【０００４】図３において、光検波回路は、同一のプロ
セスにより形成されて特性が同等の例えばホトダイオー
ドからなる１対の光検波器１，２を備えている。一方の
光検波器１は、逆バイアスされた状態で被検出光を受光
し、受光した被検出光に応じた光電流を生成する。他方
の光検波器２は、逆バイアスされた状態で外部からの光
が遮光されており、検波器自身の特性で決まる暗電流が
常時流れている。この光検波器２の暗電流は、両光検波
器１，２が同一のプロセスにより形成されているので、
光検波器１の暗電流とほぼ同程度となる。

【０００５】光検波器１で得られる電流は、被検出光に
対応した光電流と暗電流との和となり、これらの電流が
増幅器３に与えられて電圧増幅される。一方、光検波器
２の暗電流は増幅器３と同等の増幅能力を有する増幅器
４に与えられて電圧増幅される。

【０００６】それぞれの増幅器３，４の増幅出力信号は
、差動増幅器５に与えられて両者の差がとられる。すな
わち、光検波器１における光電流と暗電流の増幅信号か
ら光検波器２における暗電流の増幅信号が差し引かれる
ことになる。これにより、両光検波器１，２の暗電流及
び両増幅器３，４の増幅能力が同等であることから、光
検波器１の出力電流から暗電流を除いた被検出光のみに
対応した出力信号が差動増幅器５の出力として得られる
。

【０００７】したがって、このような構成にあっては、
温度変化とともに変動する光検波器の暗電流を除去して
、被検出光のみに対応した正確な電気信号を得ることが
できるので、使用可能温度範囲の広い光検波回路を実現
している。

【０００８】上記構成において、暗電流が小さい場合に
は、図４に示すように、被検出光がない場合の暗電流の
みの増幅出力となるバスアス値は基底レベルよりもわず
かに高く設定されて、光検出器１の最大出力が増幅器３
の飽和レベル以下となるように設定される。

【０００９】しかしながら、動作温度の上昇により光検
波器１，２の暗電流が増大すると、光検波器１のバイア
ス値は、図５に示すように、図４に示した値に比して増
加することになる。このため、増幅器３の増幅出力信号
が、図５に示すように飽和レベルに達し、光検波器１の
出力電流を正確に増幅することができなくなり、被検出
光に対応した電気信号を得ることができなくなる。

【００１０】このような不具合を招く光検波器の暗電流
は、温度上昇により等比級数的に増大するため、特に広
い温度範囲で使用する場合には、大きな障害となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の光検波回路にあっては、温度上昇による暗電流の
増加により被検出光を受光する光検波器の出力電流の増
幅出力が飽和してしまい、ダイナミックレンジが狭めら
れていた。また、温度上昇は暗電流を増大させて光検波
器における出力電流の正確な増幅出力を困難にさせるの
で、使用温度範囲が狭められて制約を受けるといった問
題を招いていた。

【００１２】そこで、本発明は、上記に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、簡単な構成によ
り、ダイナミックレンジを狭めることなく、使用温度範
囲の広い光検波回路を提供することにある。

【００１３】［発明の構成］

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、被検出光を受光し、受光した被検出光を
光電変換して光電流を得る第１の光検波手段と、前記第
１の光検波手段と同程度の暗電流を有する遮光された第
２の光検波手段とが、ともに逆バイアス状態となるよう
に高位電源と低位電源との間に直列接続されて、直列接
続点から光検波出力を得るように構成されてなる。

【００１５】

【作用】上記構成において、本発明は、第１の光検波手
段の暗電流を第２の光検波手段の暗電流として第２の光
検波手段に流すことによって、第１の光検波手段の出力
電流から暗電流を除去した被検出光に対応した光電流の
みを光検波出力とするようにしている。

【００１６】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【００１７】図１は本発明に係る光検波回路の一実施例
における構成を示す図である。図１に示す実施例の光検
波回路は、暗電流に対する温度補償を施すようにしたも
のである。

【００１８】図１において、光検波回路は、同一のプロ
セスにより形成することによって同等の暗電流特性を有
する１対の例えばホトダイオードからなる光検波器１１
，１２を備えている。

【００１９】光検波器１１は被検出光を受光し、受光し
た被検出光に対応した光電流を生成し、この光電流と検
波器自身の暗電流の和が出力される。

【００２０】光検波器１２は外部からの光が遮光されて
おり、検波器１１と同程度の暗電流が常時流れている。

【００２１】このような１対の光検波器１１，１２は、
高位電源と低位電源との間で逆バイアス状態となるよう
に直列接続されている。すなわち、光検波器１１のカソ
ード端子は高位電圧源に接続され、アノード端子は光検
波器１２のカソード端子に接続されており、光検波器１
２のアノード端子はグランドに接続されている。両光検
波器１１，１２の直列接続点１３は増幅器１４の入力端
に接続されている。

【００２２】増幅器１４は、両光検波器１１，１２の直
列接続点１３から与えられる電流を電圧増幅し、増幅出
力信号を差動増幅器１５に与える。

【００２３】差動増幅器１５は、増幅器１４から与えら
れる増幅出力と基準電位とを比較し、増幅出力をデジタ
ル化して出力している。

【００２４】このような構成において、被検出光が光検
波器１１で受光されると、受光された被検出光に対応し
た光電流が光検波器１１で生成される。この光電流は光
検波器１１の暗電流とともに光検波器１１の出力電流と
なる。すなわち、光検波器１１の出力電流は、光電流と
暗電流の和となる。

【００２５】このような出力電流のうち暗電流は、直列
接続点１３に接続された光検波器１２の暗電流として光
検波器１２を流れることになる。これにより、光検波器
１１の出力電流のうち被検出光に対応した光電流のみが
増幅器１４の入力端に与えられることになる。したがっ
て、動作温度が上昇して、被検出光を受光する光検波器
１１の暗電流が増大しても、これと同様にして遮光され
た光検波器１２の暗電流も増大するため、動作温度が上
昇しても、光検波器１１の暗電流はすべて光検波器１２
を流れることになる。

【００２６】しかるに、被検出光に対応して光検波器１
１で生成された光電流だけが増幅器１４に与えられて増
幅される。これにより、増幅器１４の増幅出力信号は、
図２に示すようになり、暗電流の大小に関係なくバイア
ス値の変動は抑えられ、増幅器１４の増幅出力は飽和レ
ベルに達することはなくなる。

【００２７】したがって、温度上昇等により暗電流が増
大しても、被検出光に対応した正確な電気信号が得られ
、ダイナミックレンジが狭められることはなくなり、か
つ使用温度範囲が広がることになる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被検出光に対応して生成された光電流のみを次段以降の
処理に供するようにしたので、暗電流の大小に依存する
ことなく光検波出力を得ることができるようになる。こ
れにより、簡単な構成により、ダイナミックレンジを狭
めることなく、かつ使用温度範囲の広い光検波回路を提
供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光検波回路の一実施例における構
成を示す図である。

【図２】図１に示す回路の動作波形を示す図である。

【図３】従来の光検波回路の一構成例を示す図である。

【図４】図３に示す回路の動作波形を示す図である。

【図５】図３における回路の動作波形を示す図である。

【符号の説明】

１，２，１１，１２　　光検波器 ３，４，１４　　増幅器 ５，１５　　差動増幅器 １３　　直列接続点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被検出光を受光し、受光した被検出光
   を光電変換して光電流を得る第１の光検波手段と、前記
   第１の光検波手段と同程度の暗電流を有する遮光された
   第２の光検波手段とが、ともに逆バイアス状態となるよ
   うに高位電源と低位電源との間に直列接続されてなり、
   直列接続点から光検波出力を得ることを特徴とする光検
   波回路。