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JP2006261866A - Preamplifier - Google Patents

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JP2006261866A
JP2006261866A JP2005074173A JP2005074173A JP2006261866A JP 2006261866 A JP2006261866 A JP 2006261866A JP 2005074173 A JP2005074173 A JP 2005074173A JP 2005074173 A JP2005074173 A JP 2005074173A JP 2006261866 A JP2006261866 A JP 2006261866A
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JP
Japan
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signal
current
amplifier
transimpedance amplifier
preamplifier
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Application number
JP2005074173A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsumi Kamisaka
勝己 上坂
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a preamplifier which enables an extensive dynamic range and a multi-application by removing the influence of a noise based on a supply voltage variation or temperature fluctuation without increasing a circuit scale. <P>SOLUTION: The preamplifier includes a light receiving element 11 for converting an optical signal to a corresponding current signal Iin, a first transimpedance amplifier 13 for inputting the current signal Iin and converting to a voltage signal, and a second transimpedance amplifier (replica amplifier) 14 showing the same input/output characteristics as the first transimpedance amplifier 13, and includes a differential signal formation circuit 15 which forms the difference signal of the first and second transimpedance amplifiers. The current Im corresponding to the mean rate of the current signal Iin from the light receiving element 11 is inputted into the second transimpedance amplifier 14. Moreover, a current mirror circuit can be used for the formation of the current Im corresponding to the mean rate. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光通信システム等に用いられる前置増幅器に関し、特にトランスインピーダンスアンプからなる前置増幅器に関する。   The present invention relates to a preamplifier used in an optical communication system and the like, and more particularly to a preamplifier including a transimpedance amplifier.

光通信を用いた受信装置において、受光素子で受光した光信号を入力し電圧信号に変化する前置増幅器は、電源電圧変動や温度変動に基づくノイズ(同相ノイズともいう)が生じやすい。このノイズの影響を除去するには、このノイズと同じ成分を含む補助出力を同時に得て、差動入力アンプ等を用いて相殺してやればよい。この具体的な方法としては、受光素子からの光信号を増幅するアンプと同様な構成のダミーアンプ(レプリカアンプとも言う)と、このダミーアンプの入力端子に受光素子の容量と同じ容量値をもつ等価容量コンデンサを接続する方法がある(例えば、特許文献1参照)。   In a receiving apparatus using optical communication, a preamplifier that receives an optical signal received by a light receiving element and changes to a voltage signal is likely to generate noise (also referred to as common-mode noise) based on power supply voltage fluctuation or temperature fluctuation. In order to eliminate the influence of this noise, an auxiliary output including the same component as this noise may be obtained at the same time and canceled using a differential input amplifier or the like. As a specific method, a dummy amplifier (also referred to as a replica amplifier) having the same configuration as an amplifier that amplifies an optical signal from the light receiving element, and the input terminal of the dummy amplifier has the same capacitance value as the capacity of the light receiving element. There is a method of connecting an equivalent capacitance capacitor (see, for example, Patent Document 1).

また、トランスインピーダンス型の信号増幅用のアンプとそのレプリカアンプを用いて、差動出力信号の直流レベル差を小さくする方法もある(例えば、特許文献2参照)。さらに、信号増幅用のアンプとそのレプリカアンプを用いた前置増幅器で、その出力を光信号の入力側にフィードバックさせて、プリアンプの光/電気変換利得を調整する方法もある(例えば、特許文献3参照)。
特開平8−139342号公報 特開2002−76793号公報 米国特許第6778021号明細書
Also, there is a method of reducing the DC level difference of the differential output signal using a transimpedance type signal amplification amplifier and its replica amplifier (see, for example, Patent Document 2). Further, there is a method of adjusting the optical / electric conversion gain of the preamplifier by feeding back the output to the input side of the optical signal with a preamplifier using a signal amplification amplifier and its replica amplifier (for example, Patent Documents). 3).
JP-A-8-139342 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-76793 US Pat. No. 6,778,021

図5は、上記の特許文献1〜3を模擬した前置増幅器の構成例を示すブロック図で、1は受光素子、2は前置増幅器、3は第1のトランスインピーダンスアンプ、4は第2のトランスインピーダンスアンプ(レプリカアンプ)、5は差動信号生成回路(出力バッファアンプ)、6は帰還用アンプ、7は電流源を示す。PINホトダイオード等の受光素子1により受光した光信号により生成された電流信号Iinは、信号増幅用の第1のトランスインピーダンスアンプ3に入力されて電圧信号に変換され、その出力電圧信号Voutは、差動信号生成回路(以下、出力バッファアンプという)5の一方の端子に入力される。   FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a preamplifier simulating the above-described Patent Documents 1 to 3, wherein 1 is a light receiving element, 2 is a preamplifier, 3 is a first transimpedance amplifier, and 4 is a second amplifier. , A transimpedance amplifier (replica amplifier), 5 a differential signal generation circuit (output buffer amplifier), 6 a feedback amplifier, and 7 a current source. The current signal Iin generated by the optical signal received by the light receiving element 1 such as a PIN photodiode is input to the first transimpedance amplifier 3 for signal amplification and converted into a voltage signal, and the output voltage signal Vout The signal is input to one terminal of a dynamic signal generation circuit (hereinafter referred to as an output buffer amplifier) 5.

第2のトランスインピーダンスアンプ4(以下、レプリカアンプという)は、第1のトランスインピーダンスアンプ3と同様な構成で形成されていて、その出力は、参照電圧Vrefとして出力バッファアンプ5の他方の端子に入力される。また、出力バッファアンプ5の出力を帰還用アンプ6を介して光信号入力側の電流源7にフィードバックすることにより、出力信号のデューティ比の安定化を図っている。   The second transimpedance amplifier 4 (hereinafter referred to as replica amplifier) is formed in the same configuration as the first transimpedance amplifier 3, and its output is supplied to the other terminal of the output buffer amplifier 5 as a reference voltage Vref. Entered. Further, the output signal from the output buffer amplifier 5 is fed back to the current source 7 on the optical signal input side via the feedback amplifier 6 to stabilize the duty ratio of the output signal.

しかしながら図5に示した前置増幅器の構成では、例えば、帯域が大きく異なるマルチアプリケーションに対応するためトランスインピーダンスの切り替えを実施した場合、同時にマーク率補償用のオフセット補償ループ(AOC)の利得も変わってしまう。そのため、AOC利得の変動による低域カットオフ周波数の変動を避けるためにトランスインピーダンス切り替えと連動したAOC利得補償回路が必要になり、必然的に回路規模が大きくなってしまう。   However, in the configuration of the preamplifier shown in FIG. 5, for example, when the transimpedance is switched in order to cope with multi-applications with greatly different bands, the gain of the offset compensation loop (AOC) for mark ratio compensation also changes. End up. For this reason, an AOC gain compensation circuit linked with the transimpedance switching is necessary to avoid the fluctuation of the low-frequency cut-off frequency due to the fluctuation of the AOC gain, which inevitably increases the circuit scale.

また広いダイナミックレンジ化を実現するため、トランスインピーダンス型のアンプで、アンプの出力レベルを検出してトランスインピーダンスゲインを自動的に調整する自動利得調整回路(AGC)を用いることがある。このとき、AGCとAOCを併用すると2重ループの帰還制御がおこなわれることとなるため、上記のAGC、AOCループによって決まる二つのカットオフ周波数を離してやらないと、両ループが干渉し合って、低周波信号の応答でオーバーシュート等が現出してしまう。   In order to realize a wide dynamic range, an automatic gain adjustment circuit (AGC) that detects the output level of the amplifier and automatically adjusts the transimpedance gain may be used with a transimpedance amplifier. At this time, if AGC and AOC are used in combination, feedback control of the double loop is performed. Therefore, if the two cutoff frequencies determined by the AGC and AOC loops are not separated, the two loops interfere with each other, Overshoot etc. will appear due to the response of the low frequency signal.

例えば、前置増幅器として数kHzの低域カットオフが必要な場合、AGCループによって決まる低域カットオフを数kHzとすると、AOCループによって決まるカットオフは数100Hzにする必要がある。このような極めて低い周波数のカットオフは、大型の外付けのコンデンサを必要とし、受光素子と前置増幅器を1つのパッケージに収めた光受信モジュールの小型化が困難となる。   For example, when a low-frequency cutoff of several kHz is required as a preamplifier, if the low-frequency cutoff determined by the AGC loop is several kHz, the cutoff determined by the AOC loop needs to be several hundred Hz. Such an extremely low frequency cut-off requires a large external capacitor, making it difficult to reduce the size of the optical receiver module in which the light receiving element and the preamplifier are contained in one package.

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、回路規模を増大させることなく、電源電圧変動や温度変動に基づくノイズの影響を除去し、広ダイナミックレンジ化、マルチアプリケーション化を可能とする前置増幅器の提供を課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and eliminates the influence of noise based on power supply voltage fluctuations and temperature fluctuations without increasing the circuit scale, thereby enabling a wide dynamic range and multi-applications. It is an object to provide a preamplifier.

本発明による前置増幅器は、光信号を対応する電流信号に変換する受光素子と、電流信号を入力し電圧信号に変換する第1のトランスインピーダンスアンプと、第1のトランスインピーダンスアンプと同一の入出力特性を示す第2のトランスインピーダンスアンプとを備え、第1及び第2のトランスインピーダンスアンプの差動信号を生成する差動信号生成回路からなる前置増幅器である。第2のトランスインピーダンスアンプに電流信号の平均値に相当する電流を入力する。
また、前置増幅器は、二つの電流出力端子を有するカレントミラー回路をさらに含み、二つの電流端子の一方は前記受光素子と接続し、他方は前記第2のトランスインピーダンスアンプに接続し、電流信号の平均値を第2のトランスインピーダンスアンプに入力する。また、第2のトランスインピーダンスアンプの入力側に、受光素子の有する容量と等価な容量値をもつ等価容量コンデンサを挿入するようにしてもよい。
The preamplifier according to the present invention includes a light receiving element that converts an optical signal into a corresponding current signal, a first transimpedance amplifier that receives the current signal and converts it into a voltage signal, and the same input as the first transimpedance amplifier. And a second transimpedance amplifier having output characteristics, and a preamplifier including a differential signal generation circuit that generates a differential signal of the first and second transimpedance amplifiers. A current corresponding to the average value of the current signal is input to the second transimpedance amplifier.
The preamplifier further includes a current mirror circuit having two current output terminals, wherein one of the two current terminals is connected to the light receiving element, and the other is connected to the second transimpedance amplifier, Is input to the second transimpedance amplifier. Further, an equivalent capacitance capacitor having a capacitance value equivalent to the capacitance of the light receiving element may be inserted on the input side of the second transimpedance amplifier.

本発明によれば、レプリカアンプによる電源電圧変動や温度変動に基づくノイズの影響を除去できると共に、差動信号生成回路への参照電圧を、出力電圧信号の振幅の中心レベル或いはその近くに維持して、前置増幅器の動作特性を安定化させることができる。また、AOCの負帰還構成が不要なため、簡単な回路構成のトランスインピーダンスの調整又は切り替えで、広ダイナミックレンジ化、マルチレート化を容易に実現させることができる。   According to the present invention, it is possible to eliminate the influence of noise due to power supply voltage fluctuations and temperature fluctuations by the replica amplifier, and to maintain the reference voltage to the differential signal generation circuit at or near the center level of the amplitude of the output voltage signal. Thus, the operating characteristics of the preamplifier can be stabilized. Further, since a negative feedback configuration of AOC is unnecessary, wide dynamic range and multi-rate can be easily realized by adjusting or switching transimpedance with a simple circuit configuration.

図により本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明による前置増幅器の構成例を示す図、図2は本発明における前置増幅器の平均値検出、電圧制御電流源の具体的な一例を示す図、図3は本発明による前置増幅器の動作特性を説明する図である。図中、11は受光素子、12は前置増幅器、13は第1のトランスインピーダンスアンプ、14は第2のトランスインピーダンスアンプ(レプリカアンプ)、15は差動信号生成回路(出力バッファアンプ)、16は平均電流検出回路、17は電圧制御電流源、18はカレントミラー回路を示す。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a preamplifier according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a specific example of an average value detection and voltage control current source of the preamplifier according to the present invention, and FIG. It is a figure explaining the operating characteristic of a preamplifier. In the figure, 11 is a light receiving element, 12 is a preamplifier, 13 is a first transimpedance amplifier, 14 is a second transimpedance amplifier (replica amplifier), 15 is a differential signal generation circuit (output buffer amplifier), 16 Is an average current detection circuit, 17 is a voltage controlled current source, and 18 is a current mirror circuit.

本発明による光受信用の前置増幅器は、従来と同様に、PINホトダイオード等の受光素子11により受光した光信号により生成される電流信号Iinを入力し電圧信号に変換する第1のトランスインピーダンスアンプ13と、この第1のトランスインピーダンスアンプ13と同一構成の第2のトランスインピーダンスアンプ14(以下、レプリカアンプという)を備えている。第1のトランスインピーダンスアンプ13で、電圧に変換された出力電圧信号Voutは、差動信号生成回路(以下、出力バッファアンプという)15の一方の入力端子に入力される。   The preamplifier for optical reception according to the present invention is a first transimpedance amplifier for inputting a current signal Iin generated by an optical signal received by a light receiving element 11 such as a PIN photodiode and converting it into a voltage signal, as in the prior art. 13 and a second transimpedance amplifier 14 (hereinafter referred to as a replica amplifier) having the same configuration as that of the first transimpedance amplifier 13. The output voltage signal Vout converted into a voltage by the first transimpedance amplifier 13 is input to one input terminal of a differential signal generation circuit (hereinafter referred to as an output buffer amplifier) 15.

本発明においては、レプリカアンプ14に、受光素子11による信号電流Iinの平均値に相当する電流Imが入力される。電流Imは、平均電流検出回路16と電圧制御電流源17で生成され、レプリカアンプ14に入力される。レプリカアンプ14では、入力電流信号Iinの平均値に相当する値の電圧に変換され、参照電圧Vrefとして出力バッファアンプ15の他方の端子に逆相で入力される。第1のトランスインピーダンスアンプ13の電圧信号Voutと、レプリカアンプ14の参照電圧Vrefの同相成分は、出力バッファアンプ15で互いに相殺され、同相ノイズ分が除去された信号で出力される。   In the present invention, a current Im corresponding to the average value of the signal current Iin from the light receiving element 11 is input to the replica amplifier 14. The current Im is generated by the average current detection circuit 16 and the voltage control current source 17 and input to the replica amplifier 14. In the replica amplifier 14, the voltage is converted to a voltage corresponding to the average value of the input current signal Iin, and input to the other terminal of the output buffer amplifier 15 as a reference voltage Vref in reverse phase. The in-phase components of the voltage signal Vout of the first transimpedance amplifier 13 and the reference voltage Vref of the replica amplifier 14 are canceled by the output buffer amplifier 15 and output as a signal from which the in-phase noise is removed.

図2は図1の前置増幅器の具体例で、平均電流検出回路と電圧制御電流源を形成する一例を示すものである。この構成例は、例えば、受光素子11を含む系路中に、抵抗R1,R2とトランジスタTr1,Tr2によるカレントミラー回路18を設けることにより形成することができる。そして、抵抗R1とトランジスタTr1のバイアス回路側にコンデンサC1を接続して、CRフィルタ(LPF)回路を形成することで受光素子11の動作の安定化を図っている。このときの抵抗R1とコンデンサC1は、平均値電流検出の積分器として共用することができる。この結果、時定数を設定するための追加外付けコンデンサ或いは大面積のチップコンデンサは不要となる。   FIG. 2 is a specific example of the preamplifier of FIG. 1 and shows an example of forming an average current detection circuit and a voltage controlled current source. This configuration example can be formed, for example, by providing a current mirror circuit 18 including resistors R1 and R2 and transistors Tr1 and Tr2 in a system path including the light receiving element 11. The capacitor C1 is connected to the bias circuit side of the resistor R1 and the transistor Tr1 to form a CR filter (LPF) circuit, thereby stabilizing the operation of the light receiving element 11. The resistor R1 and the capacitor C1 at this time can be shared as an integrator for detecting the average value current. As a result, an additional external capacitor or a large-area chip capacitor for setting the time constant becomes unnecessary.

抵抗R2とトランジスタTr2の系路側には、受光素子11による入力信号電流Iinの平均値に相当する電流Imが発生され、レプリカアンプ14に入力される。したがって、レプリカアンプ14では、この入力信号電流Iinに対応する大きさの参照電圧Vrefが生成されることとなり、出力バッファアンプ15に入力される。また、レプリカアンプ14の入力側には、受光素子11の容量と等価の等価容量コンデンサC2を挿入するようにしてもよい。この等価容量コンデンサC2を挿入することにより、信号増幅側のトランスインピーダンスアンプ13とレプリカアンプ14との特性を完全にバランスさせることができる。この結果、電源リップル耐性への改善を期待することができる。なお、等価コンデンサは図1の構成例にも適用することができる。   On the system path side of the resistor R2 and the transistor Tr2, a current Im corresponding to the average value of the input signal current Iin by the light receiving element 11 is generated and input to the replica amplifier 14. Accordingly, the replica amplifier 14 generates a reference voltage Vref having a magnitude corresponding to the input signal current Iin and is input to the output buffer amplifier 15. Further, an equivalent capacitance capacitor C <b> 2 equivalent to the capacitance of the light receiving element 11 may be inserted on the input side of the replica amplifier 14. By inserting the equivalent capacitor C2, the characteristics of the transimpedance amplifier 13 and the replica amplifier 14 on the signal amplification side can be perfectly balanced. As a result, an improvement in power supply ripple resistance can be expected. The equivalent capacitor can also be applied to the configuration example of FIG.

図3は、上述した前置増幅器12の動作状態を説明する図で、図3(A)は入力信号電流が比較的小さい場合を示し、図3(B)は入力信号電流が比較的大きい場合を示している。図3(A)に示すように、信号増幅側の第1のトランスインピーダンスアンプ13に入力信号電流Iinが入力されると、出力電圧信号Voutが出力される。また、レプリカアンプ14による参照電圧Vrefは、入力信号電流Iinの平均値に比例した値となる。この参照電圧Vrefを、例えば、トランスインピーダンスアンプ13の出力信号電圧Voutの信号振幅の中心レベルVaに等しいか、又は近い値になるように設定しておく。   3A and 3B are diagrams for explaining the operation state of the preamplifier 12 described above. FIG. 3A shows a case where the input signal current is relatively small, and FIG. 3B shows a case where the input signal current is relatively large. Is shown. As shown in FIG. 3A, when the input signal current Iin is input to the first transimpedance amplifier 13 on the signal amplification side, the output voltage signal Vout is output. The reference voltage Vref by the replica amplifier 14 is a value proportional to the average value of the input signal current Iin. For example, the reference voltage Vref is set to be equal to or close to the center level Va of the signal amplitude of the output signal voltage Vout of the transimpedance amplifier 13.

ここで、図3(B)に示すように、受光強度が強く大きな入力信号電流Iinが入力されたとすると、入力信号電流Iinに応じた大きな出力信号電圧Voutは、その信号振幅がピークレベルVpから下方側に大きく変化する。このため、出力電圧信号Voutの信号振幅の中心レベルVaが下方側に大きく変動する。これに対し、参照電圧Vrefも入力信号電流Iinに応じた値で下方側に大きく変化する。この結果、入力信号電流Iinの大きさに関わらず、参照電圧Vrefと出力電圧信号Voutの信号振幅の中心レベルVaに追従させて、常時一致するようにさせることが可能となり、動作の安定化を図ることができる。   Here, as shown in FIG. 3B, if a large input signal current Iin having a high light receiving intensity is input, the large output signal voltage Vout corresponding to the input signal current Iin has a signal amplitude from the peak level Vp. It changes greatly downward. For this reason, the center level Va of the signal amplitude of the output voltage signal Vout largely fluctuates downward. On the other hand, the reference voltage Vref also greatly changes downward with a value corresponding to the input signal current Iin. As a result, regardless of the magnitude of the input signal current Iin, it is possible to follow the center level Va of the signal amplitude of the reference voltage Vref and the output voltage signal Vout so that they always coincide with each other, thereby stabilizing the operation. Can be planned.

図4は、本発明による前置増幅器を広ダイナミック化、又はマルチレート化する例を説明する図である。図中、19はレベル検出回路、20はデコーダ回路を示し、その他の符号は図1と同じ符号を用いることにより説明を省略する。この例は、入力信号電流の振幅が大きくなったときに、帰還抵抗Rを小さくして帰還抵抗側に分流する信号電流を増加させることで、出力振幅が飽和して出力波形に歪みが生じるのを回避し、ダイナミックレンジが確保できるようにするものである。   FIG. 4 is a diagram for explaining an example of widening the preamplifier according to the present invention or making it multirate. In the figure, 19 denotes a level detection circuit, 20 denotes a decoder circuit, and the other reference numerals are the same as those in FIG. In this example, when the amplitude of the input signal current increases, the output amplitude is saturated and the output waveform is distorted by decreasing the feedback resistor R and increasing the signal current that is shunted to the feedback resistor side. Is to ensure a dynamic range.

この場合、帰還抵抗Rには、FET等を組合わせて可変抵抗的に使用可能なものを用いる。そして、トランスインピーダンスアンプ13の出力信号をレベル検出回路19で検出して帰還抵抗Rにフィードバックさせ、その帰還抵抗Rのインピーダンス値を可変する。なお、レベル検出回路19の出力信号は、レプリカアンプ14側の帰還抵抗Rにも加えてインピーダンス値の可変を同じように行い、帰還特性も信号増幅側のトランスインピーダンスアンプ13と揃えるようにするのが望ましい。   In this case, a feedback resistor R that can be used as a variable resistor by combining FETs or the like is used. The output signal of the transimpedance amplifier 13 is detected by the level detection circuit 19 and fed back to the feedback resistor R, and the impedance value of the feedback resistor R is varied. In addition, the output signal of the level detection circuit 19 is made to have the same variable impedance value in addition to the feedback resistor R on the replica amplifier 14 side, and the feedback characteristic is made to match that of the transimpedance amplifier 13 on the signal amplification side. Is desirable.

また、米国規格のSONET(Synchronous Optical NET:同期光伝送網)、或いは、国際標準規格のSDH(Synchronous Digital Hierarchy:同期デジタル・ハイアラーキ)のように信号の伝送速度、受信感度が大きく異なる複数のアプリケーションに対応しなければならない場合がある。このような場合は、各アプリケーションで最適となるように帰還抵抗Rのインピーダンス値を大きく変更する必要があり、このため、外部より伝送速度情報をデコーダ回路20に入力し、このデコーダ回路20からの伝送速度情報に基づいて、帰還抵抗Rのインピーダンス値をスイッチで切り替えできるようにするのが好ましい。なお、この場合も、レプリカアンプ14側の帰還抵抗Rに対してもインピーダンス値の切り替えを行うことが望ましい。   Also, multiple applications with significantly different signal transmission speeds and reception sensitivities, such as US standard SONET (Synchronous Optical NET) or international standard SDH (Synchronous Digital Hierarchy) May have to deal with. In such a case, it is necessary to greatly change the impedance value of the feedback resistor R so as to be optimal for each application. For this reason, transmission rate information is input to the decoder circuit 20 from the outside, and from the decoder circuit 20 It is preferable that the impedance value of the feedback resistor R can be switched by a switch based on the transmission speed information. In this case also, it is desirable to switch the impedance value for the feedback resistor R on the replica amplifier 14 side.

なお、帰還抵抗Rの可変は、レベル検出回路19の検出信号とデコーダ回路20の伝送速度情報の両方を組合せて使用してもよく、それぞれ単独で使用してもよい。本発明では、出力バッファアンプ15に対する参照電圧を生成する回路が負帰還ループ構成となっていないので、図4の構成例のように、レプリカアンプ14の帰還抵抗Rをレベル検出回路19の検出信号による自動利得制御(AGC)との相性もよく、広ダイナミックレンジ化が容易となる。このとき、前置増幅器としての低域カットオフ波長はAGCループの時定数のみで決めることができる。また、伝送速度情報に基づく動作モード切り替えにより帰還抵抗Rのインピーダンスが大きく変化しても、前置増幅器の低域カットオフが変化しないため、マルチレート化への対応も容易となる。   Note that the feedback resistor R can be varied by combining both the detection signal of the level detection circuit 19 and the transmission speed information of the decoder circuit 20, or may be used independently. In the present invention, since the circuit that generates the reference voltage for the output buffer amplifier 15 does not have a negative feedback loop configuration, the feedback resistor R of the replica amplifier 14 is detected by the level detection circuit 19 as shown in the configuration example of FIG. It is compatible with automatic gain control (AGC) based on the above, and a wide dynamic range can be easily achieved. At this time, the low-frequency cutoff wavelength as the preamplifier can be determined only by the time constant of the AGC loop. Further, even if the impedance of the feedback resistor R changes greatly due to the operation mode switching based on the transmission speed information, the low-frequency cutoff of the preamplifier does not change, so that it is easy to cope with the multi-rate.

本発明による前置増幅器の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the preamplifier by this invention. 本発明における前置増幅器の平均値検出、電圧制御電流源の具体的な一例を示す図である。It is a figure which shows a specific example of the average value detection of a preamplifier in this invention, and a voltage control current source. 本発明における前置増幅器の動作特性を説明する図である。It is a figure explaining the operating characteristic of the preamplifier in this invention. 本発明による前置増幅器を広ダイナミック化、マルチレート化する例を説明する図である。It is a figure explaining the example which makes the preamplifier by this invention wide dynamic and multi-rate. 従来技術を説明する図である。It is a figure explaining a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

11…受光素子、12…前置増幅器、13…第1のトランスインピーダンスアンプ、14…第2のトランスインピーダンスアンプ(レプリカアンプ)、15…差動信号生成回路(出力バッファアンプ)、16…平均電流検出回路、17…電圧制御電流源、18…カレントミラー回路、19…レベル検出回路、20…デコーダ回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Light receiving element, 12 ... Preamplifier, 13 ... 1st transimpedance amplifier, 14 ... 2nd transimpedance amplifier (replica amplifier), 15 ... Differential signal generation circuit (output buffer amplifier), 16 ... Average current Detection circuit, 17... Voltage controlled current source, 18... Current mirror circuit, 19... Level detection circuit, 20.

Claims (3)

光信号を対応する電流信号に変換する受光素子と、該電流信号を入力し電圧信号に変換する第1のトランスインピーダンスアンプと、前記第1のトランスインピーダンスアンプと同一の入出力特性を示す第2のトランスインピーダンスアンプとを備え、前記第1及び第2のトランスインピーダンスアンプの差動信号を生成する差動信号生成回路からなる前置増幅器であって、
前記第2のトランスインピーダンスアンプに前記電流信号の平均値に相当する電流を入力することを特徴とする前置増幅器。
A light receiving element that converts an optical signal into a corresponding current signal, a first transimpedance amplifier that receives the current signal and converts it into a voltage signal, and a second input / output characteristic that is the same as the first transimpedance amplifier A pre-amplifier comprising a differential signal generation circuit that generates a differential signal of the first and second trans-impedance amplifiers,
A preamplifier, wherein a current corresponding to an average value of the current signal is input to the second transimpedance amplifier.
光信号を対応する電流信号に変換する受光素子と、該電流信号を入力し電圧信号に変換する第1のトランスインピーダンスアンプと、前記第1のトランスインピーダンスアンプと同一の入出力特性を示す第2のトランスインピーダンスアンプとを備え、前記第1及び第2のトランスインピーダンスアンプの差動信号を生成する差動信号生成回路からなる前置増幅器であって、
二つの電流出力端子を有するカレントミラー回路をさらに含み、前記二つの電流端子の一方は前記受光素子と接続し、他方は前記第2のトランスインピーダンスアンプに接続し、前記電流信号の平均値を前記第2のトランスインピーダンスアンプに入力することを特徴とする前置増幅器。
A light receiving element that converts an optical signal into a corresponding current signal, a first transimpedance amplifier that receives the current signal and converts it into a voltage signal, and a second input / output characteristic that is the same as the first transimpedance amplifier A pre-amplifier comprising a differential signal generation circuit that generates a differential signal of the first and second trans-impedance amplifiers,
A current mirror circuit having two current output terminals, wherein one of the two current terminals is connected to the light receiving element, the other is connected to the second transimpedance amplifier, and an average value of the current signals is A preamplifier for inputting to a second transimpedance amplifier.
前記第2のトランスインピーダンスアンプの入力側に、前記受光素子の有する容量と等価な容量値をもつ等価容量コンデンサを挿入したことを特徴とする請求項1又は2に記載の前置増幅器。   3. The preamplifier according to claim 1, wherein an equivalent capacitance capacitor having a capacitance value equivalent to the capacitance of the light receiving element is inserted on the input side of the second transimpedance amplifier.
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