JPS5970328A - デジタル信号の受光増幅回路 - 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】 本発明は、光信号を増幅された電気信号に変換する受光
増幅回路に関する。

先行技術における受光増幅回路は第１図に示されるよう
な、非反転入力端子２を接地した演算増幅回路１と、演
算増幅回路１の反転入力端子３と出力端子４とに接続さ
れた帰還用抵抗５と、反転入力端子とバイアス電圧ｖａ
とに逆方向に接続された受光素子のホトダイオード６と
で構成されている。ホトダイオード６が光を受光した場
合、ホトダイオード６と演算増幅回路１の反転入力端子
３とを接続するライン７に流れる電流を工８、帰還用抵
抗５の抵抗値をＲｆ、および演算増幅回路１の出力端子
４の出力電圧をＶｄとすると、第１式 ％式％（１） 演算増幅回路１は一般に正負２電源で使用することが多
く、また電源電圧ｖｃｃは例えば、５ｖであることも多
い。この場合第１図に示す接地点８゜９の電位は、電源
電圧ｖＣＣの２分の１、たとえば２．５ｖに保たれる。

また演算増幅回路１の出力電圧Ｖｄの振幅には限界があ
るので、たとえは第４図に示す１３のように０．３　Ｖ
以下には下がらない。

このような制限を受けるので第４図の破＋ＩＭｌ！１で
示されるように出力電圧Ｖｄは、０．３ｖ〜２．５ｖの
範囲で変化する。一方、ホトダイオード６からの電気信
号の伝送速度が低い場合、たとえばデジタル信号で１Ｍ
ｂｉｔ／ｓ以下であるときには、帰還用抵抗５の抵抗値
Ｒｆは演算増幅回路１の感度を上げるためある程度まで
大きくできる。しかし抵抗値Ｒｆがたとえば、１ＭΩ、
ホトダイオード６の感度がたとえば、０．５Ａ／Ｗとす
れば、演算増幅回路１が飽和するときの光入力レベルＰ
工Ｎは第２式 ％式％（２） が成り立ち、上式にＲｆ＝ＩＪ１％　Ｖ４＝２．２Ｖ　
　を代入し、光入力レベルＰ工Ｎを求めると、Ｐ工Ｎ−
４，４μＷとなる。ただしＶ（１＝２，２Ｖ　　は接地
点の電位が２゜５ｖであって、演算増幅回路１の出力電
圧の最小値は０．３　Ｖであるので、第３式％式％（３
） から求めた値である。

以上のように先行技術では、短距離の光伝送では光入力
が予め定められた値を超えることによって、受光増幅回
路の動作速度が低下し、特にデジタル信号伝送において
は符号歪や符号誤りを起こす欠点がある。

したがって本発明の目的は、前述の欠点を解決し、光入
力の強弱にかかわらず、また高速の信号伝送においても
正確に光信号を電気信号に変換して出力する受光増幅回
路を提供することである。

本発明の一実施例を第２　［ＮＪに示す。第１図に示さ
れる従来例に相当する部分は同じ参照符を付ける。演算
増幅回路１の非反転入力端子２は接地され、反転入力端
子３はライン７を介してホトダイオード６のアノードに
接続されている。ホトダイオード６のカソードにはバイ
アス電圧■ａが与えられている。演算増幅回路１の反転
入力端子３と出力端子４とに帰還用抵抗５を接続し、そ
の抵抗５に順方向で直列接続されたダイオード１０，１
１．１２を並列接続する。演算増幅回路１において、反
転入力端子３に入った信号は、位相が反転し増幅されて
出力端子４から出力され、また非反転入力端子２に入っ
た信号は、位相が同相で増幅されて出力端子４から出力
される。演算増幅回路１の電源電圧Ｖｃｃはたとえば、
５ｖを使用し、接地点８，９の電位は必ず地球のＯＶｔ
位でなくてもよいので電源電圧Ｖｃｃの２分の１、たと
えば２゜５ｖにする。演算増幅回路１が飽和することに
よって、演算増幅回路１の出力電圧Ｖｄの最小値は、た
とえば０．３ｖとする。ダイオード１０，１１゜１２は
たとえば、シリコンＰＮ接合を有するダイオードで第３
図に示す特性をもつ。したがってダイオード１０，１１
．１２の順方向電圧が約０．３Ｖ未満では電流が流れな
い。実施例ではダイオード１０，１１．１２が直列接続
されているので、順方向電圧が約００９ｖ未満ではダイ
オード１０゜１１．１２に電流が流れない。したがって
この状態では、ライン７に流れる電流よりは帰還用抵抗
５のみに流れる。一方、ダイオード１０，１１゜１２の
順方向電圧が０．９Ｖ以上では、ダイオード１０．１１
．１２には電−流が流れる。したがって、ダイオード１
０，１１．１２に流れる電流を工ｄ１帰還用抵抗５に流
れる電流を工ｒとすると次の第（４）が成り立つ。

工８−工ｄ十工、ｒ　　　　　　・・・（４）第（４）
式の関係を保って演算増幅回路１は動作し、光入力と出
力電圧との関係を示すグラフを第４図に示す。演算増幅
回路１の反転入力端子３に加わる信号の電位が００９Ｖ
未満のときはＩ！２の直線部分で、０．９Ｖ以上のとき
はｌ！２の曲線部分になり、大きい光入力レベルでも演
算増幅回路１の出力電圧は飽和状態にならない。したが
って、演算増幅回路１の動作速度は降下することはない
。

また実施例の場合、直列接続されているダイオードの数
は、演算増幅回路１の飽和電圧が大きくなれば増やすと
よい。

演算増幅回路１では、ホトダイオード６が有する接合容
量や浮遊容量などで発振が起こることがある。その場合
、帰還用抵抗５と並列に容量成分を接続して位相補償を
行ない、演算増幅回路１の発振を止めることができる。

またダイオード１０゜１１．１２は接合容量成分を有す
るので、適当な容量成分をもつダイオードを選べば位相
補償ができ、演算増幅回路１の発振を止めることができ
る。

以上のように本発明によれば１受光槽幅回路に使用する
演算増幅回路の飽和状態を防止することによって、光信
号に対応した電気信号の伝送速度を低下させることがな
く、電気信号は正確に伝送することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術の実施例の回路図、第２図は本発明の
一実施例の回路図、第３図はダイオード１０．１１．１
２の順方向電圧電流特性を表わすグラフ、第４図は実施
例の光入力と出力電圧特性を表わすグラフである。 １・・・演算増幅回路、２・−・非反転入力端子、３・
・・反転入力端子、４・・・出力端子、５・・・帰還用
抵抗、６・・・ホトダイオード、７・・・ライン、８，
９・・・接地点、１０，１１．１２・・・ダイオード代
理人　　　弁理士　西教圭一部 第１図 第２図 ９’：　′ＩＡｆ’ｊ、まく

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 反転入力端子、非反転入力端子、および反転入力端子に
   入力された信号の位相は反転し、非反転入力端子に入力
   された信号の位相は同相で増幅して出力する出力端子を
   有する演算増幅回路を備え、非反転入力端子を接地し、
   反転入力端子に受光素子を接続し、反転入力端子と出力
   端子とに抵抗を接続し、 その抵抗と順方向にダイオードを並列接続したことを特
   徴とする受光増幅回路。