JPS60194845A - 光送受信回路 - 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】 発明の背景 この発明は、双方向光通信に適した光送受信回路に関す
る。

第６図は、従来の光送受信回路の一例を示している。こ
の光送受信回路では、発光ダイオード（２）およびフォ
トダイオード（３）が集積された発光受光素子（１）が
用いられている。

この発光受光素子（１）は、コンパクトにするためやコ
ストを低くするために発光ダイオード（２）およびフォ
トダイオード（３）のカソード電極が共通電極（Ｋ）で
形成されている。光送受信回路は、発光受光素子（１）
の他、発光ダイオード（２）の電流制限抵抗（４）、フ
ォトダイオード（３）の出力を増幅する増幅回路（５）
、送受信の切換および送信データの送出の制御を行なう
ためのスイッチング・トランジスタ（６）（７）、スイ
ッチング・トランジスタ（６）（７）の制御回路（８）
、ならびに上記各部の駆動電圧を供給する電１（正極端
子をＰで示し、電源電圧をＶとする）を備えている。

制御回路（８）には、送受信切換信号ａおよび送信デー
タを現わすビット信号すが入力される。制御回路（８）
からは、スイッチング・トランジスタ（６）（７）の制
御信号Ｃおよびｄが出力される。

送信時には、送受信切換信号ａがＨレベルになるととも
にビット信号すが入力される。ビット信号がＨレベルの
ときには、出力信号ＣがＬレベルとなり、出力信号ｄが
Ｈレベルとなる。

したがってトランジスタ（６）がオフ、トランジスタ（
７）がオンとなり、電源端子（Ｐ）から発光ダイオード
（２）に駆動電流が流れ、発光ダイオード（２）が発光
する。ビット信号すがＬレベルのときには、信号ＣがＨ
レベル、信号ｄがＬレベルとなり、トランジスタ（６）
がオン、トランジスタ（７）がオフとなる。この場合に
は、電流はほとんどトランジスタ（６）に流されてしま
い発光ダイオード（２）に駆動電流が流れないから、発
光ダイオード（２）は発光しない。このようにして送信
データに応じた光信号が発光ダイオード（２）から出力
される。

受信時には、送受信切換信号ａおよびビット信号すがと
もにＬレベルとなる。すると信号ＣがＨレベル、信号ｄ
がＬレベルとなり、トランジスタ（６）がオン、トラン
ジスタ（７）がオフとなるから電源電圧（Ｖ）によって
フォトダイオード（３）が逆バイアスされる。したがっ
て、たとえば光ファイバ（図示路）によって光信号が送
られてくると、光信号に応じた受光信号がフォトダイオ
ード（３）から出力される。

この受光信号は増幅回路（５）によって増幅される。

電源は、デジタル回路である制御回路（８）の電源とし
ても用いられているから、ノイズが発生しやすい。受信
時には電源電圧（Ｖ）がフォトダイオード（３）に印加
されるので、電源で発生したノイズがフォトダイオード
（３）の出力に現われる。フォトダイオード（３）の出
力電流は数１０μＡという微小電流であるため、ＳＮ比
が非常に大きくなり、正確な受信を行なえないというお
それがある。

発明の概要 この発明は、発光素子駆動用電源が制御回路のようなデ
ジタル回路の電源としても用いられても、受信時におけ
る受光素子の動作に発光素子駆動用電源に発生したノイ
ズの影響を及ぼすことのない光送受信回路を提供するこ
とを目的とする。

この発明による光送受信回路は、発光素子、受光素子、
発光素子に直列に接続された第１のスイッチング素子、
受光素子に直列に接続された第２のスイッチング素子お
よびスイッチング素子を制御する制御回路を備え、発光
素子の１つの電極と受光素子の１つの電極とが接続され
ている光送受信回路において、発光素子駆動用電源とは
別に受光素子駆動用電源が設けられ、発光素子と第１の
スイッチング素子との直列回路が発光素子駆動用電源に
並列に接続され、受光素子と第２のスイッチング素子と
の直列回路が受光素子駆動用電源に並列に接続されてお
り、受信時に制御回路によって第１のスイッチング素子
がオフ、第２のスイッチング素子がオンとなるように制
御されることを特徴とする。

この発明による光送受信回路では、受信時に制御回路に
よって第１のスイッチング素子がオフにされるので発光
素子と受光素子との接続点が発光素子駆動用電源から切
り離された状態となる。したがって、受信時においては
、発光素子駆動用電源に発生したノイズの影響が受光素
子の動作に及ばなくなる。この結果、正確な受信を行な
えるようになる。

実施例の説明 第１図はこの発明の第１実施例を示している。

第６図と同じものには同じ符号をつけて説明を省略する
。この光送受信回路では、主電源（正極端子をＰｌで示
し、電源電圧をＶｌとする）とは別にフォトダイオード
駆動用電源（正極端子をＰ２で示し、電源電圧を■２と
する）が設けられている。フォトダイオード駆動用電源
の正極端子（Ｐ２）は、スイッチング・トランジスタ（
ＰＮＰ形）（９）を介して、発光ダイオード（２）とフ
ォトダイオード（３）との共通電極（カソード）（Ｋ）
に接続されている。スイッチング・トランジスタ（９）
のベースには、制御回路（８）から制御信号ｅが抵抗（
１１）を介して送られる。

送信時には、制御信号ｅはＨレベルとなり、スイッチン
グ・トランジスタ（９）がオフとなる。したがってフォ
トダイオード駆動用電源端子（Ｐ２）は、共通電極（Ｋ
）から切り離される。送信時における他の動作は、上述
した第６図に示すものと同じである。

受信時においては、信号Ｃと信号ｄとがＬレベルとなり
、スイッチング・トランジスタ（６）（７）が共にオフ
となる。また信号ｅがＬレベルとなり、スイッチング・
トランジスタ（９）がオンとなる。したがって主電源端
子（Ｐｌ）は抵抗（４）と発光ダイオード（２）との直
列回路を介して共通電極（Ｋ）に接続され、フォトダイ
オード駆動用電源端子（Ｐ２）はトランジスタ（９）を
介して共通電極（Ｋ）に接続される。しかしながら、ト
ランジスタ（９）のインピーダンスは抵抗（４）と発光
ダイオード（２）との直列回路のインピーダンスに較べ
て非常に小さいので、主電源がフォトダイオード（３）
と切り離された状態となり、フォトダイオード駆動用電
源電圧（ｖ２）によってフォトダイオード（３）が逆バ
イアスされる。このためフォトダイオード（３）は主電
源で発生したノイズの影響を受けなくなる。

第２図（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、主電源に平滑回路
（２１Ａ）　、（２１Ｂ）　、（２ＩＣ）を接続し、平
滑回路（２１Ａ）　、（２１Ｂ）　、（２１Ｃ）の出力
をフォト・ダイオード駆動用電源として用いてもよい。

第３図は、この発明の第２実施例を示している。この光
送受信回路では、スイッチング・トランジスタ（９）と
してＮＰＮ形のものが用いられている。トランジスタ（
９）のエミッタが共通電極（Ｋ）に接続されているとと
もに抵抗（１２）を介してフォトダイオード駆動用電源
の負極側（ＧＮＤ２）に接地されている。この抵抗（１
２）はトランジスタ（９）のエミッタ電流の変動による
ベース、エミッタ間電圧の変動を減少させるものである
。フォトダイオード駆動用電源端子（Ｐ２）とトランジ
スタ（９）のベースとの間には、第１のバイアス抵抗（
１０）と第２のバイアス抵抗（１３）との直列回路が接
続されている。第２のバイアス抵抗（１３）は、第１の
バイアス抵抗（１０）よりも抵抗値が十分小さい。第１
のバイアス抵抗（１０）には、バイパス用ショットキー
ダイオード（１４）が順方向に並列に接続されている。

また第１のバイアス抵抗（１０）と第２のバイアス抵抗
（１３）の接続点と、接地（ＧＮＤ２）間には平滑コン
デンサ（１５）が接続されている。

トランジスタ（９）のベースは、スイッチング・トラン
ジスタ（１６）を介して接地されている。

このトランジスタ（１６）のベースには、制御回路（８
）から信号ｅが抵抗（１１）を介して送られる。

送信時においては、信号ｅがＨレベルとなり、トランジ
スタ（１６）がオンとなる。したがってフォトダイオー
ド駆動用電源端子（Ｐ２）から電流がダイオード（１４
）、抵抗（１３）およびトランジスタ（１６）を通って
接地（ＧＮＤ２）側に流れ、トランジスタ（９）のベー
スには電流が流れない。この結果、トランジスタ（９）
はオフとなり、フォトダイオード駆動用電源端子（Ｐ２
）が共通電極（Ｋ）から切り離された状態となる。

受信時においては、信号ＣおよびｄがＬレベルとなり、
トランジスタ（６）（７）がオフとなる。また信号ｅが
Ｌレベルとなり、トランジスタ（１６）がオフとなる。

したがって電源端子（Ｐ２）から電流が抵抗（１ｏ）お
よびコンデンサ（１５）からなる平滑回路ならびに抵抗
（１３）を通ってトランジスタ（９）のベースに流れ、
トランジスタ（９）がオンとなる。この結果、フォトダ
イオード（３）は、フォトダイオード駆動用電源電圧（
■２）によって逆バイアスされる。

受信時においては、抵抗（１０）に流れる電流は数μＡ
という微小電流であるため、抵抗（１ｏ）の抵抗値が数
１０にΩという大きなものでも、抵抗（１０）の電圧降
下が０．１Ｖ程度となり、ダイオード（１４）はオンし
ない。

この実施例では、フォトダイオード駆動用電源端子（Ｐ
２）とトランジスタ（９）のベースとの間に抵抗（１０
）とコンデンサ（１５）からなる平滑回路が設けられて
おり、受信時には、電源電圧（■２）がこの平滑回路を
介してトランジスタ（９）のベースに印加されるので、
フォトダイオード駆動用電源電圧（■２）にノイズがた
とえ発生したとしても、ノイズのフォトダイオード（３
）への影響を低減することができるという利点がある。

第４図は、この発明の第３実施例を示している。この光
送受信回路は、第１実施例（第１図参照）のものとほぼ
同様であるが、スイッチング・トランジスタ（６）が設
けられていない点、発光受光素子（１）の受光素子とし
てフォトトランジスタ（３Ａ）が用いられている点、お
よびスイッチング・トランジスタ（９）がＮＰＮである
点で第１実施例のものと異なっている。この光送受信回
路は、低速伝送用として用いられるものであり、このた
め応答速度がフォトダイオードよりも遅いフォトトラン
ジスタが用いられている。また発光ダイオードも高速駆
動が要求されないので、スイッチング・トランジスタ（
６）が省略されている。

第５図はこの発明の第４実施例を示している。

この光送受信回路では、発光ダイオード（２）とフォト
ダイオード（３）のアノード電極が共通電極（Ａ）とし
て形成されている発光受光素子（１）が用いられている
。そして共通電極（Ａ＞はスイッチング・トランジスタ
（９）を介してフォトダイオード駆動用電源の負極側（
ＧＮＤ２）に接地されている。

受信時においては、信号ＣおよびｄがＬレベルとなり、
信号ｅがＨレベルとなる。したがってトランジスタ（６
）（８）がオフ、トランジスタ（９）がオンとなる。こ
の結果、フォトダイオード（３）はフォトダイオード駆
動用電源電圧によって逆バイアスされる。

第１および第２実施例ならびに第４実施例（第１図、第
３図、第５図参照）において、フォトダイオード（３）
に代えてフォトトランジスタを用いることができる。ま
た第３実施例（第４図参照）においてフォトトランジス
タに代えてフォトダイオードを用いることができる。

この発明は、発光素子の一つの電極と受光素子の一つの
電極とが共通電極で形成されている発光受光素子を備え
た光送受信回路に好適であるが、発光素子と受光素子と
が別々に設けられ、発光素子の一つの電極と受光素子の
一つの電極とが接続される光送受信回路にも適用するこ
とができるのはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す電気回路図、第２
図は各種平滑回路を示す電気回路図、第３図はこの発明
の第２実施例を示す電気回路図、第４図はこの発明の第
３実施例を示す電気回路図、第５図はこの発明の第４実
施例を示す電気回路図、第６図は従来の光送受信回路を
示す電気回路図である。 （１）・・・発光受光素子、（２）・・・発光ダイオー
ド、（３）・・・フォトダイオード、（３Ａ）・・・フ
ォトトランジスタ、（７）・・・第１のスイッチング・
トランジスタ、（８）・・・制御１回路、（９）・・・
第２のスイッチング・トランジスタ。 以上 特許出願人　立石電機株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　発光素子、受光素子、発光素子に直列に接続さ
   れた第１のスイッチング素子、受光素子に直列に接続さ
   れた第２のスイッチング素子およびスイッチング素子を
   制御する制御回路を備え、発光素子の１つの電極と受光
   素子の１つの電極とが接続されている光送受信回路にお
   いて、発光素子駆動用電源とは別に受光素子駆動用電源
   が設けられ、発光素子と第１のスイッチング素子との直
   列回路が発光素子駆動用電源に並列に接続され、受光素
   子と第２のスイッチング素子との直列回路が受光素子駆
   動用電源に並列に接続されており、受信時に制御回路に
   よって第１のスイッチング素子がオフ、第２のスイッチ
   ング素子がオンとなるように制御される光送受信回路。 （２〉　発光素子駆動用電源に平滑回路が接続され、こ
   の平滑回路の出力が受光素子駆動用型・源として用いら
   れる特許請求の範囲第（１）項記載の光送受信回路。 （３）　発光素子と受光素子とが一基板上に集積されか
   つ発光素子の一つの電極と受光素子の一つの電極とが共
   通電極で形成されている特許請求の範囲第（１）項記載
   の光送受信回路。