JPH0432307A - 交流増幅器 - Google Patents
交流増幅器Info
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- JPH0432307A JPH0432307A JP2139462A JP13946290A JPH0432307A JP H0432307 A JPH0432307 A JP H0432307A JP 2139462 A JP2139462 A JP 2139462A JP 13946290 A JP13946290 A JP 13946290A JP H0432307 A JPH0432307 A JP H0432307A
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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】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、例えば光結合回路における受光回路の交流成
分信号の増幅用に用いられる交流増幅器に関するもので
ある。
分信号の増幅用に用いられる交流増幅器に関するもので
ある。
〈従来の技術〉
この種の従来の一般的な交流増幅器は、第3図に示すよ
うな構成になっている。即ち、例えば直流成分に交流成
分が重畳した光信号をフォトダイオードFDにより受光
して光電変化し、この光電変換した電流信号を負荷抵抗
R1により電圧に変換した後に、コンデンサC1と抵抗
R2からなる微分回路DCにより直流成分を分離して交
流成分のみを抽出し、出力電圧Voとして出力するよう
になっている。尚、直流駆動電源VCCと接地端との間
に接続された2個のトランジスタQ、1.Q2および抵
抗R3,R4は、フォトダイオードFDにバイアスをか
け且つ該ダイオードF Dに流れる光電流を増幅するよ
う機能する。
うな構成になっている。即ち、例えば直流成分に交流成
分が重畳した光信号をフォトダイオードFDにより受光
して光電変化し、この光電変換した電流信号を負荷抵抗
R1により電圧に変換した後に、コンデンサC1と抵抗
R2からなる微分回路DCにより直流成分を分離して交
流成分のみを抽出し、出力電圧Voとして出力するよう
になっている。尚、直流駆動電源VCCと接地端との間
に接続された2個のトランジスタQ、1.Q2および抵
抗R3,R4は、フォトダイオードFDにバイアスをか
け且つ該ダイオードF Dに流れる光電流を増幅するよ
う機能する。
〈発明が解決しようとする課題〉
ところで、前述の交流増幅器において、感度を上げる場
合の手段としては、負荷抵抗R1の抵抗値を大きくする
ことが一般に行われる。然し乍ら、負荷抵抗R1におけ
る電圧変動範囲(電圧振幅)は、この増幅器自体の出力
電圧Voの変動範囲に限られるため、負荷抵抗R1の抵
抗値を大きくした場合には、フォトダイオードFDつま
り負荷抵抗R1に流れる入力光電流のグイナミソクレン
ジが小さくなる不都合が生じる。例えば、負荷抵抗R1
に流し得る最大の光電流1.4AXは、負荷抵抗R1の
抵抗値を500にΩ、NPN l−ランジスタQl。
合の手段としては、負荷抵抗R1の抵抗値を大きくする
ことが一般に行われる。然し乍ら、負荷抵抗R1におけ
る電圧変動範囲(電圧振幅)は、この増幅器自体の出力
電圧Voの変動範囲に限られるため、負荷抵抗R1の抵
抗値を大きくした場合には、フォトダイオードFDつま
り負荷抵抗R1に流れる入力光電流のグイナミソクレン
ジが小さくなる不都合が生じる。例えば、負荷抵抗R1
に流し得る最大の光電流1.4AXは、負荷抵抗R1の
抵抗値を500にΩ、NPN l−ランジスタQl。
Q2の順方向電圧■1を0,7V、直流駆動電源VCC
の直流電圧を5■とすると、 INAX =(52Xo、7)15000=7.2μA
と極めて小さくなる。
の直流電圧を5■とすると、 INAX =(52Xo、7)15000=7.2μA
と極めて小さくなる。
また、前記交流増幅器をモノリシック集積回路化する場
合において、光信号の入力可能な交流成分周波数を微分
回路DCのカットオフ周波数fcを低く設定しようとす
ると、微分回路DCのコンデンサC1の容量を大きく、
従って該コンデンサC1の形状を大きくするしかなく、
小型化できない問題がある。例えば、微分回路DCのカ
ットオフ周波数ftを160kHzに設定する場合に必
要なコンデンサC1の容量Cは、微分回路DCの抵抗R
2の抵抗値を10にΩとすると、 160000= 1 / 2π’X CX 10000
からc=100pFと比較的大きくなる。
合において、光信号の入力可能な交流成分周波数を微分
回路DCのカットオフ周波数fcを低く設定しようとす
ると、微分回路DCのコンデンサC1の容量を大きく、
従って該コンデンサC1の形状を大きくするしかなく、
小型化できない問題がある。例えば、微分回路DCのカ
ットオフ周波数ftを160kHzに設定する場合に必
要なコンデンサC1の容量Cは、微分回路DCの抵抗R
2の抵抗値を10にΩとすると、 160000= 1 / 2π’X CX 10000
からc=100pFと比較的大きくなる。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、高感度とした場合にも入力光電流のダイナミ
ックレンジを太き(保ち、モノリシック集積回路化に際
し小型化できるような交流増幅器を提供することを技術
的課題とするものである。
のであり、高感度とした場合にも入力光電流のダイナミ
ックレンジを太き(保ち、モノリシック集積回路化に際
し小型化できるような交流増幅器を提供することを技術
的課題とするものである。
く課題を解決するための手段〉
本発明は、上記した課題を達成するための技術的手段と
して、交流増幅器を次のように構成した。
して、交流増幅器を次のように構成した。
即ち、交流成分と直流成分が混在した光信号を光電変換
した後に、この電気信号から交流成分のみを抽出して増
幅する交流増幅器において、光信号を受光して電気信号
に変換する充電変換素子と、該電気信号から交流成分の
みを抽出する積分機能を備えたカレントミラー回路と、
このカレントミラー回路の出力電流を電圧に変換する電
圧変換回路とを備えたことを特徴として構成されている
。
した後に、この電気信号から交流成分のみを抽出して増
幅する交流増幅器において、光信号を受光して電気信号
に変換する充電変換素子と、該電気信号から交流成分の
みを抽出する積分機能を備えたカレントミラー回路と、
このカレントミラー回路の出力電流を電圧に変換する電
圧変換回路とを備えたことを特徴として構成されている
。
〈作用〉
電圧変換回路つまり光電変換素子に流し得る最大の光電
流は、従来の交流増幅器とは異なり電圧変換回路の例え
ば抵抗値とは無関係となってカレントミラー回路に流し
得る最大の電流値によって決定する。このカレントミラ
ー回路は、原理的にはトランジスタのベース電流がベー
ス抵抗に流れることによる該トランジスタのコレクタ電
位の上昇が直流駆動電源の直流電圧近くに達するまで動
作可能であるが、実用レベルから考慮して低く設定した
としても、光電流の最大値は、従来に比し格段に大きく
なるので、例えば電圧変換回路の抵抗値を大きくして高
感度に設定しても、入力光電流のダイナミックレンジを
格段に大きく保つことができる。
流は、従来の交流増幅器とは異なり電圧変換回路の例え
ば抵抗値とは無関係となってカレントミラー回路に流し
得る最大の電流値によって決定する。このカレントミラ
ー回路は、原理的にはトランジスタのベース電流がベー
ス抵抗に流れることによる該トランジスタのコレクタ電
位の上昇が直流駆動電源の直流電圧近くに達するまで動
作可能であるが、実用レベルから考慮して低く設定した
としても、光電流の最大値は、従来に比し格段に大きく
なるので、例えば電圧変換回路の抵抗値を大きくして高
感度に設定しても、入力光電流のダイナミックレンジを
格段に大きく保つことができる。
また、前記実施例増幅器をモノリシック集積回路化する
に際してカットオフ周波数fcを低く設定した場合、積
分効果をもたせるためにカレントミラー回路に設けられ
たコンデンサC2の容量は、ミラー効果によってトラン
ジスタの電流増幅重信されるので、このカレントミラー
回路のカットオフ周波数を低く設定しても、コンデンサ
c2の容量を大きくする必要がなく、大幅に小型化でき
る。
に際してカットオフ周波数fcを低く設定した場合、積
分効果をもたせるためにカレントミラー回路に設けられ
たコンデンサC2の容量は、ミラー効果によってトラン
ジスタの電流増幅重信されるので、このカレントミラー
回路のカットオフ周波数を低く設定しても、コンデンサ
c2の容量を大きくする必要がなく、大幅に小型化でき
る。
〈実施例〉
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しな
がら詳細に説明する。
がら詳細に説明する。
本発明の一実施例を示した第1図において、第3図と実
質的に同機能のものには同一の符号を付してその説明を
簡略化し、本発明の要旨の理解を容易にする。そして、
第3図と相違する点は、光電流から交流成分のみを抽出
する手段として、第3図の微分回路DCに代えて、一方
のトランジスタQ4のエミッタとベースとの間にコンデ
ンサC2を接続して積分機能を備えたカレントミラー回
路ICMIを設け、このカレントミラー[8ICM1を
設けたことに伴って同一特性の2個のフォト)ランジス
タFDI、FD2を当該カレントミラー回路ICMIに
接続したのみである。尚、カレントミラー回路ICMI
は、トランジスタQ3.Q4および抵抗R5,R6によ
る案知の回路構成に対し、一方のトランジスタQ4のコ
レクタとベースとの間にコンデンサC2を接続してなる
。
質的に同機能のものには同一の符号を付してその説明を
簡略化し、本発明の要旨の理解を容易にする。そして、
第3図と相違する点は、光電流から交流成分のみを抽出
する手段として、第3図の微分回路DCに代えて、一方
のトランジスタQ4のエミッタとベースとの間にコンデ
ンサC2を接続して積分機能を備えたカレントミラー回
路ICMIを設け、このカレントミラー[8ICM1を
設けたことに伴って同一特性の2個のフォト)ランジス
タFDI、FD2を当該カレントミラー回路ICMIに
接続したのみである。尚、カレントミラー回路ICMI
は、トランジスタQ3.Q4および抵抗R5,R6によ
る案知の回路構成に対し、一方のトランジスタQ4のコ
レクタとベースとの間にコンデンサC2を接続してなる
。
次に、前記実施例の動作について説明する。光信号を受
けて両フォトトランジスタFD1.FD2にそれぞれ発
生する光電流1)+ Igは、これらが共にカレント
ミラー回路ICMIに接続されていることにより等しく
、この光電流I、、1.の各々の直流成分をIDCとし
、交流成分をIACとすると、It(Iz)= IDC
+ IAcとなる。一方の光電流I。
けて両フォトトランジスタFD1.FD2にそれぞれ発
生する光電流1)+ Igは、これらが共にカレント
ミラー回路ICMIに接続されていることにより等しく
、この光電流I、、1.の各々の直流成分をIDCとし
、交流成分をIACとすると、It(Iz)= IDC
+ IAcとなる。一方の光電流I。
はそのままトランジスタQ3に流れるが、I・ランジス
タQ4のコレクタとベース間に接続されたコンデンサC
2が積分動作を行うために、トランジスタQ4には他方
の光電流I2の直流成分IDCのみが流れる。いま、ト
ランジスタQ4に流れる電流を13とすると、I:1=
IDCとなり、負荷抵抗R1に流れる電流I4は、1□
=13+14を変形すると、I 4= Iz I 3
=(IDC+ IAc)−1oc= IAcとなる。即
ち、負荷抵抗R1には、光電流I、と同一の光電流I2
の交流成分■1のみが流れ、この負荷抵抗R1の抵抗値
をrlとすると、出力電圧Voは、Vo=rlXIA(
となり、交流成分のみが抽出される。
タQ4のコレクタとベース間に接続されたコンデンサC
2が積分動作を行うために、トランジスタQ4には他方
の光電流I2の直流成分IDCのみが流れる。いま、ト
ランジスタQ4に流れる電流を13とすると、I:1=
IDCとなり、負荷抵抗R1に流れる電流I4は、1□
=13+14を変形すると、I 4= Iz I 3
=(IDC+ IAc)−1oc= IAcとなる。即
ち、負荷抵抗R1には、光電流I、と同一の光電流I2
の交流成分■1のみが流れ、この負荷抵抗R1の抵抗値
をrlとすると、出力電圧Voは、Vo=rlXIA(
となり、交流成分のみが抽出される。
ところで、前記実施例にいて、負荷抵抗R1に流し得る
最大の光電流I+、Izは、負荷抵抗R1の抵抗値に拘
わらずカレントミラー回路ICMIに流し得る最大の電
流値によって決定する。このカレントミラー回路ICM
Iは、原理的にはトランジスタQ3のベース電流が抵抗
R5に流れることによる該トランジスタQ3のコレクタ
電位の上昇が直流駆動電源VCCの直流電圧近くに達す
るまで動作可能であるが、実用レベルから考慮して、抵
抗R5の両端電圧を最大o、iv程度まで上昇させると
仮定した場合、光電流1..1.の最大値I MAXは
、抵抗R5の抵抗値を10にΩとし、1−ランジスタQ
3の電流増幅率を100とすると、I NAX = (
0,1Ω/10にΩ)xlOO= 1 mAとなり、第
3図で述べた最大の光電流である7、2μAに対し約1
40倍となり、高感度とした場合にも入力光電流のグイ
ナミソクレンジを格段に大きく保つことができる。
最大の光電流I+、Izは、負荷抵抗R1の抵抗値に拘
わらずカレントミラー回路ICMIに流し得る最大の電
流値によって決定する。このカレントミラー回路ICM
Iは、原理的にはトランジスタQ3のベース電流が抵抗
R5に流れることによる該トランジスタQ3のコレクタ
電位の上昇が直流駆動電源VCCの直流電圧近くに達す
るまで動作可能であるが、実用レベルから考慮して、抵
抗R5の両端電圧を最大o、iv程度まで上昇させると
仮定した場合、光電流1..1.の最大値I MAXは
、抵抗R5の抵抗値を10にΩとし、1−ランジスタQ
3の電流増幅率を100とすると、I NAX = (
0,1Ω/10にΩ)xlOO= 1 mAとなり、第
3図で述べた最大の光電流である7、2μAに対し約1
40倍となり、高感度とした場合にも入力光電流のグイ
ナミソクレンジを格段に大きく保つことができる。
また、前記実施例増幅器をモノリシンク集積回路化する
に際してカットオフ周波数fCを第3図で述べた160
k)Izに設定した時のコンデンサC2の容量について
説明すると、該コンデンサC2の容量Cは、ミラー効果
によってトランジスタQ4の電流増幅型缶されるので、
このカレントミラー回路ICMIO力・7トオフ周波数
fcを前述の通り160にΩとし、抵抗R6の抵抗値を
10にΩとし、トランジスタQ4の電流増幅率を100
とすると、fc=1/(2πXcX100X10にΩ)
の式から、c=1pFとなり、第3図において述べた1
00pFに対し1/100となり、コンデンサC2を大
幅に小型化できる。
に際してカットオフ周波数fCを第3図で述べた160
k)Izに設定した時のコンデンサC2の容量について
説明すると、該コンデンサC2の容量Cは、ミラー効果
によってトランジスタQ4の電流増幅型缶されるので、
このカレントミラー回路ICMIO力・7トオフ周波数
fcを前述の通り160にΩとし、抵抗R6の抵抗値を
10にΩとし、トランジスタQ4の電流増幅率を100
とすると、fc=1/(2πXcX100X10にΩ)
の式から、c=1pFとなり、第3図において述べた1
00pFに対し1/100となり、コンデンサC2を大
幅に小型化できる。
第2図は本発明の他の実施例を示し、コンデンサC3を
付設して積分機能を備えたカレントミラー回路ICM2
を、PNP形トランジスタQ5゜Q6で構成し、フォト
ダイオードFDを1個で構成したものである。カレント
ミラー回路ICM2の抵抗R7,R8およびコンデンサ
C3は、第1図の抵抗R5,R6およびコンデンサC2
と同等のものである。このカレントミラー回路ICM2
の各PNP形トランジスタQ5.Q6にそれぞれ同一の
電流を流すために、トランジスタQ7〜QIOを用いて
構成した同一特性のカレントミラー回路CMI、CM2
を設け、この各カレントミラー回路CMI、CM2を駆
動するだめのダイオードDと、フォトダイオードFDの
光電流を増幅するためのアンプAを設けてあり、第1図
と同様に機能して同様の効果を得られる。
付設して積分機能を備えたカレントミラー回路ICM2
を、PNP形トランジスタQ5゜Q6で構成し、フォト
ダイオードFDを1個で構成したものである。カレント
ミラー回路ICM2の抵抗R7,R8およびコンデンサ
C3は、第1図の抵抗R5,R6およびコンデンサC2
と同等のものである。このカレントミラー回路ICM2
の各PNP形トランジスタQ5.Q6にそれぞれ同一の
電流を流すために、トランジスタQ7〜QIOを用いて
構成した同一特性のカレントミラー回路CMI、CM2
を設け、この各カレントミラー回路CMI、CM2を駆
動するだめのダイオードDと、フォトダイオードFDの
光電流を増幅するためのアンプAを設けてあり、第1図
と同様に機能して同様の効果を得られる。
〈発明の効果〉
以上のように本発明の交流増幅器によると、交流成分の
抽出手段として、積分機能を備えたカレントミラー回路
を設けたので、高感度とした場合にも入力光電流のグイ
ナミソクレンジを格段に大きくすることができる。
抽出手段として、積分機能を備えたカレントミラー回路
を設けたので、高感度とした場合にも入力光電流のグイ
ナミソクレンジを格段に大きくすることができる。
また、モノリシンク集積回路化する場合においてカット
オフ周波数を低く設定しても、コンデンサとして容量の
小さいものを使用できるので、大幅な小型化を達成する
ことができる。
オフ周波数を低く設定しても、コンデンサとして容量の
小さいものを使用できるので、大幅な小型化を達成する
ことができる。
第1図は本発明の一実施例の電気回路図、第2図は本発
明の他の実施例の電気回路図、第3図は従来の交流増幅
器の電気回路図である。 FD、FDI、FD2・・・フォトダイオード(光電変
換素子) ICMl、ICM2・・・カレントミラー回路R1・・
・負荷抵抗(電圧変換回路) I、、12・・・光電流 IDC・・・直流成分 IAc・・・交流成分
明の他の実施例の電気回路図、第3図は従来の交流増幅
器の電気回路図である。 FD、FDI、FD2・・・フォトダイオード(光電変
換素子) ICMl、ICM2・・・カレントミラー回路R1・・
・負荷抵抗(電圧変換回路) I、、12・・・光電流 IDC・・・直流成分 IAc・・・交流成分
Claims (1)
- (1)交流成分と直流成分が混在した光信号を光電変換
した後に、この電気信号から交流成分のみを抽出して増
幅する交流増幅器において、光信号を受光して電気信号
に変換する光電変換素子と、該電気信号から交流成分の
みを抽出する積分機能を備えたカレントミラー回路と、
このカレントミラー回路の出力電流を電圧に変換する電
圧変換回路とを備えてなることを特徴とする交流増幅器
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2139462A JP2546912B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 交流増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2139462A JP2546912B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 交流増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0432307A true JPH0432307A (ja) | 1992-02-04 |
| JP2546912B2 JP2546912B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=15245792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2139462A Expired - Fee Related JP2546912B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 交流増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2546912B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009094291A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Panasonic Corp | 光半導体装置及び赤外線データ通信装置 |
| JP2011216951A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Tdk Corp | 電流制御回路 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5934709A (ja) * | 1982-07-26 | 1984-02-25 | エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション | インピ−ダンス変換増幅器 |
| JPH01147533U (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-12 |
-
1990
- 1990-05-29 JP JP2139462A patent/JP2546912B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5934709A (ja) * | 1982-07-26 | 1984-02-25 | エイ・ティ・アンド・ティ・コーポレーション | インピ−ダンス変換増幅器 |
| JPH01147533U (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-12 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009094291A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Panasonic Corp | 光半導体装置及び赤外線データ通信装置 |
| US8035072B2 (en) | 2007-10-09 | 2011-10-11 | Panasonic Corporation | Optical semiconductor device and infrared data communication apparatus eliminating low frequency component |
| JP2011216951A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Tdk Corp | 電流制御回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2546912B2 (ja) | 1996-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |