(57)【要約】【課題】順方向電圧降下の温度特性による利得の変動を解消することができる自動利得制御回路を提供すること。【解決手段】入力端子２から出力端子３に至る電気信号の利得を調整する自動利得調整回路１であって、制御信号と帰還信号との差分に応じた出力を行うオペアンプＯＰ１と、オペアンプＯＰ１の出力に応じた電源を入力端子２から出力端子３に供給するトランジスタＴＲ１と、入力端子２から出力端子３に至る線路５に配置されたダイオードＤ３と、オペアンプＯＰ１に対して帰還信号を入力する線路上に、トランジスタＴＲ１及びダイオードＤ３の少なくとも一方の順方向電圧降下の温度特性変化を補償する温度補償用のダイオードＤ１、Ｄ２を配置した。【選択図】図１
2010062745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子から出力端子に至る電気信号の利得を調整する自動利得調整回路であって、
制御信号と帰還信号との差分に応じた出力を行うオペアンプと、
前記オペアンプの出力に応じた電源を前記入力端子から前記出力端子に至る線路に供給する電源供給調整部と、
前記入力端子から前記出力端子に至る線路に配置されたダイオードと、
前記オペアンプに対して前記帰還信号を入力する線路上に、前記電源供給調整部及び前記ダイオードの少なくとも一方の順方向電圧降下の温度特性変化を補償する温度補償用ダイオードを配置したこと、
を特徴とする自動利得調整回路。
【請求項２】
前記温度補償用ダイオードは、
前記電源供給調整部の順方向電圧降下の温度特性変化を補償する第１の温度補償用ダイオードと、
前記ダイオードの順方向電圧降下の温度特性変化を補償する第２の温度補償用ダイオードとであること、
を特徴とする請求項１に記載の自動利得調整回路。
【請求項３】
前記温度補償用ダイオードと直接接続されたフィードバック抵抗を備え、
前記フィードバック抵抗を可変抵抗としたこと、
を特徴とする請求項１又は２に記載の自動利得調整回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送システムにおける光受信機等の各種の電子装置に組み込まれるものであって、電気信号の自動利得制御を行うための自動利得制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＣＡＴＶの共聴システムにおいてテレビ信号を増幅するための増幅装置が提案されている。このような増幅装置には、一般に、テレビ信号を増幅するための主増幅回路に加えて、この主増幅回路による利得を調整するための自動利得制御回路が設けられている。この自動利得制御回路は、制御方式によって、自動利得制御回路（ＡＧＣ  ：Ａｕｔｏ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）と手動利得制御回路（ＭＧＣ：Ｍａｎｕａｌ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）とに大別される。このうち、自動利得制御回路は、主増幅回路の出力からパイロット信号を抽出し、このパイロット信号のレベルに応じて主増幅回路における減衰度を調整することにより、この主増幅回路の利得を自動的に制御する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような従来の自動利得制御回路の回路図を図３に示す。この従来の自動利得制御回路１００は、概略的には、入力端子１０１から出力端子１０２に至る電気信号の利得制御を行う回路であり、オペアンプＯＰ１及びトランジスタＴｒ１を備える。オペアンプＯＰ１の非反転入力端子には制御信号Ｖｏｐが入力され、反転端子には帰還回路１０３を介して帰還信号が入力される。トランジスタＴｒ１のベース端子には、オペアンプＯＰ１の出力が入力され、コレクタ端子には電源Ｖｃが入力され、エミッタ端子からの出力は入力端子１０１から出力端子１０２に至る線路に入力される。この線路にはＰＩＮダイオードＤ３が設けられている。
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１６２９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来の自動利得制御回路１００においては、トランジスタＴｒ１及びＰＩＮダイオードＤ３を用いているので、オペアンプＯＰ１からトランジスタＴｒ１への入力電圧が一定である場合には、電源投入後の時間経過に伴って、または回路周辺の温度変化に伴ってこれらトランジスタＴｒ１及びＰＩＮダイオードＤ３の温度が上がった場合、順方向電圧降下の温度特性によって、これらトランジスタＴｒ１及びＰＩＮダイオードＤ３の順方向電圧降下が下がっていた。従って、ＰＩＮダイオードＤ３におけるバイアス電流が大きくなると共にインピーダンスが低下することにより、自動利得制御回路１００の利得が上がってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、順方向電圧降下の温度特性による利得の変動を解消することができる自動利得制御回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の自動利得制御回路は、入力端子から出力端子に至る電気信号の利得を調整する自動利得調整回路であって、制御信号と帰還信号との差分に応じた出力を行うオペアンプと、前記オペアンプの出力に応じた電源を前記入力端子から前記出力端子に至る線路に供給する電源供給調整部と、前記入力端子から前記出力端子に至る線路に配置されたダイオードと、前記オペアンプに対して前記帰還信号を入力する線路上に、前記電源供給調整部及び前記ダイオードの少なくとも一方の順方向電圧降下の温度特性変化を補償する温度補償用ダイオードを配置したことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の自動利得制御回路は、請求項１に記載の自動利得制御回路において、前記温度補償用ダイオードは、前記電源供給調整部の順方向電圧降下の温度特性変化を補償する第１の温度補償用ダイオードと、前記ダイオードの順方向電圧降下の温度特性変化を補償する第２の温度補償用ダイオードとであることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の自動利得制御回路は、請求項１又は２に記載の自動利得制御回路において、前記温度補償用ダイオードと直接接続されたフィードバック抵抗を備え、前記フィードバック抵抗を可変抵抗としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の自動利得制御回路によれば、順方向電圧降下の温度特性によって電源供給調整部及びダイオードの順方向電圧降下が下がった場合でも、これら順方向電圧降下と同じだけ温度補償用ダイオードの順方向電圧降下が下がり、オペアンプの入力電圧が下がるので、自動利得制御回路の利得の変動を抑制できる。
【００１１】
また、請求項２に記載の自動利得制御回路によれば、温度補償用ダイオードを、第１の温度補償用ダイオードと第２の温度補償用ダイオードに分けたことで、電源供給調整部とダイオードの各々の順方向電圧降下を再現することが容易になる。
【００１２】
また、請求項３に記載の自動利得制御回路によれば、フィードバック抵抗を可変抵抗としたので、温度補償用ダイオードの個体誤差を可変抵抗によって容易に解消できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る自動利得制御回路の各実施の形態を詳細に説明する。ただし、これら各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１４】
〔実施の形態１〕
最初に、実施の形態１について説明する。この形態は、温度補償用ダイオードを、第１の温度補償用ダイオードと第２の温度補償用ダイオードに分けた形態である。
【００１５】
（構成）
まず、実施の形態１に係る自動利得制御回路の構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る自動利得制御回路の回路図である。この図１に示すように、自動利得制御回路１は、概略的には、入力端子２から出力端子３に至る電気信号の利得制御を行う回路であり、オペアンプＯＰ１及びトランジスタＴｒ１（電源供給調整部に相当）を備える。
【００１６】
オペアンプＯＰ１の非反転入力端子には制御信号Ｖｏｐが入力され、反転端子には帰還回路４を介して帰還信号が入力される。この帰還回路４には、フィードバック抵抗である抵抗Ｒ１と、ダイオードＤ１、Ｄ２が直接接続されている。これらダイオードＤ１、Ｄ２の機能については後述する。また、これらダイオードＤ１、Ｄ２にはコンデンサＣ１が並列接続されている。このコンデンサＣ１は、制御信号Ｖｏｐとしてパスル信号を用いた場合のローパスフィルタとして機能するものであり、制御信号Ｖｏｐにパスル信号を用いない場合には省略することができる。また、ダイオードＤ１、Ｄ２には抵抗Ｒ２が直列接続されており、この抵抗Ｒ２は接地点Ｇ１に接地されている。
【００１７】
トランジスタＴｒ１のベース端子にはオペアンプＯＰ１の出力が入力され、コレクタ端子には電源Ｖｃが入力され、エミッタ端子にはコイル（インダクタ）Ｌ３を介して入力端子１から出力端子２に至る線路５が接続されている。この線路５には、直流阻止用のコンデンサＣ２、Ｃ３、ＰＩＮダイオードＤ３、直流阻止用のコンデンサＣ４が順次直列接続されている。コンデンサＣ２、Ｃ３の間には、電源Ｖｃが抵抗Ｒ３及びコイルＬ１を介して入力される。また、これらコンデンサＣ２、Ｃ３の間には、ＰＩＮダイオードＤ４及びコンデンサＣ５が直列接続されており、このコンデンサＣ５は接地点Ｇ２に接地されている。ＰＩＮダイオードＤ３とコンデンサＣ４の間には、ＰＩＮダイオードＤ５とコンデンサＣ６が直列接続されており、このコンデンサＣ６は接地点Ｇ３に接地されている。また、ＰＩＮダイオードＤ３とコンデンサＣ４の間には、コイルＬ２と抵抗Ｒ４が直列接続されており、この抵抗Ｒ４は接地点Ｇ４に接地されている。また、ＰＩＮダイオードＤ４のカソード側とＰＩＮダイオードＤ５のアノード側とは、相互に接続されている。
【００１８】
ここで、ダイオードＤ１、Ｄ２の機能について説明する。これらダイオードＤ１、Ｄ２は、トランジスタＴＲ１及びＰＩＮダイオードＤ３の少なくとも一方の順方向電圧降下の温度特性変化を補償する温度補償用ダイオードである。例えば、ダイオードＤ１は、トランジスタＴＲ１と等しい順方向電圧降下の温度特性を有するもので、特許請求の範囲における第１の温度補償用ダイオードに対応し、ダイオードＤ２は、ＰＩＮダイオードＤ３と等しい順方向電圧降下の温度特性を有するもので、特許請求の範囲における第２の温度補償用ダイオードに対応する。ただし、これらダイオードＤ１とダイオードＤ２を相互に入れ換えてもよく、あるいは一つのダイオードにより構成してもよい。
【００１９】
この構成によれば、帰還回路４における帰還電流をＩ、オペアンプＯＰ１からトランジスタＴｒ１への入力電圧をＶＢ、ダイオードＤ１の順方向電圧降下をＶＦ１、ダイオードＤ２の順方向電圧降下をＶＦ２、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値をそれぞれ単にＲ１、Ｒ２と表すと、制御信号Ｖｏｐ＝Ｒ２×Ｉ、入力電圧ＶＢ＝（Ｒ１×Ｉ）＋ＶＦ１＋ＶＦ２＋（Ｒ２×Ｉ）より、入力電圧ＶＢ＝（Ｒ１＋Ｒ２）×Ｉ＋ＶＦ１＋ＶＦ２＝（Ｒ１＋Ｒ２）×（Ｖｏｐ／Ｒ２）＋ＶＦ１＋ＶＦ２＝（（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２）×Ｖｏｐ＋ＶＦ１＋ＶＦ２となり、トランジスタＴｒ１への入力電圧ＶＢが、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との抵抗値の比に応じて変化すると共に、及びダイオードＤ１、Ｄ２の順方向電圧降下ＶＦ１、ＶＦ２に応じて変化することになる。このため、電源投入後の時間経過に伴ってトランジスタＴｒ１及びＰＩＮダイオードＤ３の温度が上がり、順方向電圧降下の温度特性によってトランジスタＴｒ１及びＰＩＮダイオードＤ３の順方向電圧降下が下がった場合でも、これら順方向電圧降下と同じだけ順方向電圧降下ＶＦ１、ＶＦ２が下がり、入力電圧ＶＢが下がるので、自動利得制御回路１の利得の変動を抑制できる。これらダイオードＤ１、Ｄ２の具体的選定方法は任意であるが、例えば、トランジスタＴｒ１及びＰＩＮダイオードＤ３の個体誤差を考慮した順方向電圧降下を測定等にて取得し、この順方向電圧降下に合致した順方向電圧降下を有するダイオードＤ１、Ｄ２を選定して、自動利得制御回路１に取り付けることができる。
【００２０】
（効果）
これまで説明したように実施の形態１によれば、順方向電圧降下の温度特性によってトランジスタＴＲ１及びＰＩＮダイオードＤ３の順方向電圧降下が下がった場合でも、これら順方向電圧降下と同じだけ温度補償用のダイオードＤ１、Ｄ２の順方向電圧降下が下がり、オペアンプＯＰ１の入力電圧ＶＢが下がるので、自動利得制御回路１の利得の変動を抑制できる。
【００２１】
また、温度補償用ダイオードを、第１の温度補償用のダイオードＤ１と第２の温度補償用のダイオードＤ２に分けたことで、トランジスタＴＲ１とＰＩＮダイオードＤ３の各々の順方向電圧降下を再現することが容易になる。
【００２２】
〔実施の形態２〕
次に、実施の形態２について説明する。この形態は、温度補償用ダイオードと直接接続されたフィードバック抵抗を可変抵抗とした形態である。なお、特に説明なき構造については、上述した実施の形態１と同様であり、同一の構造については、実施の形態１で用いたのと同一の符号又は名称を必要に応じて付して、その詳細な説明を省略する。
【００２３】
（構成）
図２は、実施の形態２に係る自動利得制御回路の回路図である。この図２に示すように、自動利得制御回路１０は、帰還回路４のフィードバック抵抗を可変抵抗Ｒ５として構成されている。この可変抵抗Ｒ５は、温度補償用のダイオードＤ１、Ｄ２の個体誤差を調整するためのもので、この個体誤差を打ち消すように可変抵抗Ｒ５の抵抗値を調整することで、自動利得制御回路１０の利得の変動を抑制できる。例えば、ダイオードＤ１、Ｄ２を取り付けた後、トランジスタＴｒ１への入力電圧ＶＢを電源投入後の所定時間（例えば１０分間)モニタリングし、当該入力電圧ＶＢの変化を打ち消すように可変抵抗Ｒ５を調整する。
【００２４】
（効果）
これまで説明したように実施の形態２によれば、可変抵抗Ｒ５の抵抗値を調整することで、温度補償用のダイオードＤ１、Ｄ２の個体誤差を打ち消すことができ、これらダイオードＤ１、Ｄ２の個体誤差に関わらず、自動利得制御回路１０の利得の変動を抑制できる。
【００２５】
〔変形例〕
以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例の一部について説明する。
【００２６】
（解決しようとする課題や発明の効果について）
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
【００２７】
（自動利得制御回路の適用対象について）
本発明に係る自動利得制御回路は、上述した光受信機を含む、自動利得制御を必要とする任意の電子機器に適用できる。
【００２８】
（電源供給調整部の構成について）
また、電源供給調整部としてのトランジスタＴｒ１はＦＥＴや他の回路を使用して実現しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る自動利得制御回路の回路図である。
【図２】実施の形態２に係る自動利得制御回路の回路図である。
【図３】従来の自動利得制御回路の回路図である。
【符号の説明】
【００３０】
１、１０、１００  自動利得制御回路
２、１０１  入力端子
３、１０２  出力端子
４  帰還回路
５  線路
ＯＰ１  オペアンプ
Ｔｒ１  トランジスタ
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４  抵抗
Ｒ５  可変抵抗
Ｄ１、Ｄ２  ダイオード
Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５  ＰＩＮダイオード
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６  コンデンサ
Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４  接地点
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３  コイル
Ｖｏｐ  制御信号
Ｖｃ  電源
【図１】
2010062745.tif 000003
【図２】
2010062745.tif 000004
【図３】
2010062745.tif 000005