(57)【要約】【課題】通信開始直後や通信終了直後のように入力信号が急激に変化するような場合においても確実に誤動作を防止でき、且つ集積化・小型化可能な光受信回路を提供する。【解決手段】入力信号を増幅する第１の差動増幅器２１と、該第１の差動増幅器２１の出力の中間値を検出する中間値検出回路２２と、該中間値検出回路２２の出力を参照電圧とする第２の差動増幅器２３と、前記中間値検出回路２２の出力の収束状態、あるいは無収束状態を検出する収束検出回路２５と、当該光受信回路２０に入力される信号の入力、あるいは無入力を検出する信号検出回路２４と、前記収束検出回路２５の出力と前記信号検出回路２４の出力との論理演算を行う論理演算回路２６と、を備える。【選択図】      図１
2004193803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を変換した電圧信号の振幅をある一定の振幅まで増幅する光受信回路において、
前記電圧信号を増幅する第１の増幅器と、
該第１の増幅器の出力の中間値を検出する中間値検出回路と、
該中間値検出回路の出力を参照電圧として前記第１の増幅器の出力を増幅する第２の増幅器と、
前記中間値検出回路から出力される信号の収束状態を検出する収束検出回路と、
当該光受信回路に信号が入力されているか否かを検出する信号検出回路と、
前記収束検出回路の出力と、前記信号検出回路の出力との論理演算を行う論理演算回路と、を備える、
ことを特徴とする光受信回路。
【請求項２】
請求項１に記載の光受信回路において、
前記収束検出回路は、前記中間値検出回路の出力と、該出力が収束する値より大きい値である参照電圧とを比較する第１の比較器と、
前記中間値検出回路の出力と、該出力が収束する値より小さい値である参照電圧とを比較する第２の比較器と、
前記第１の比較器の出力と前記第２の比較器の出力との論理和を求める第１の論理演算回路と、
前記第１の論理演算回路の出力を積分する積分器と、
前記第１の論理演算回路の出力と前記積分器の出力との論理和を求める第２の論理演算回路と、を備える、
ことを特徴とする光受信回路。
【請求項３】
請求項１に記載の光受信回路において、
前記収束検出回路は、第１及び第２の入力端子と、１つの出力端子とを有し、前記第１の入力端子に入力される電圧が、前記第２の入力端子に入力される電圧より大きい場合に、前記第１の入力端子と前記第２の入力端子とに入力される電圧の差に応じた電流を前記出力端子に出力する第１及び第２の電圧電流変換回路と、
前記第１の電圧電流変換回路の出力と、前記第２の電圧電流変換回路の出力との和を積分する積分器と、
前記第２の積分器の出力と、所定の参照電圧とを比較する比較器と、を備え、
前記第１の電圧電流変換回路における前記第１の入力端子には前記中間値検出回路の出力が、前記第２の入力端子には前記中間値検出回路の出力の収束値より大きい値である参照電圧が、それぞれ入力され、前記第２の電圧電流変換回路における前記第１の入力端子には前記中間値検出回路の出力の収束値より小さい値である参照電圧が、前記第２の入力端子には前記中間値検出回路の出力が、それぞれ入力される、
ことを特徴とした光受信回路。
【請求項４】
請求項１に記載の光受信回路において、
前記収束検出回路は、第１及び第２の入力端子と、１つの出力端子とを有し、前記第１の入力端子と前記第２の入力端子とに入力される電圧の差に応じた電流を前記出力端子に出力する電圧電流変換回路と、
前記電圧電流変換回路の出力を積分する積分器と、
前記積分器の出力と、所定の参照電圧とを比較する比較器と、を備え、
前記電圧電流変換回路における前記第１の入力端子には前記中間値検出回路の出力が、前記第２の入力端子には前記中間値検出回路の出力の収束値と等しい値である参照電圧が、それぞれ入力される、
ことを特徴とする光受信回路。
【請求項５】
請求項１に記載の光受信回路において、
前記収束検出回路は、前記中間値検出回路の出力の最大値を検出し、該最大値を保持容量に保持する最大値保持回路と、
前記保持容量に保持された電荷を徐々に放電する放電手段と、
前記放電手段により徐々に放電された前記最大値保持回路の出力と、所定の参照電圧とを比較する比較器と、を備える、
ことを特徴とする光受信回路。
【請求項６】
請求項１に記載の光受信回路において、
前記収束検出回路は、前記中間値検出回路の出力の最小値を検出し、該最小値を保持容量に保持する最小値保持回路と、
前記保持容量に保持された電荷を徐々に受電する充電手段と、
前記充電手段により徐々に受電された前記最小値保持回路の出力と、所定の参照電圧とを比較する比較器と、を備える、
ことを特徴とする光受信回路。
【請求項７】
請求項１に記載の光受信回路において、
前記収束検出回路は、前記中間値検出回路の出力の最大値を検出し、該最大値を保持容量に保持する最大値保持回路と、
前記中間値検出回路の出力の最小値を検出し、該最小値を保持容量に保持する最小値保持回路と、
前記最大値保持回路の保持容量に保持された電荷を徐々に放電する放電手段と、
前記最小値保持回路の保持容量に保持された電荷を徐々に充電する充電手段と、
前記放電手段により徐々に放電された前記最大値保持回路の出力と、所定の参照電圧とを比較する第１の比較器と、
前記充電手段により徐々に充電された前記最小値保持回路の出力と、所定の参照電圧とを比較する第２の比較器と、
前記第１の比較器の出力と、前記第２の比較器の出力との論理和を求める論理演算回路と、を備える、
ことを特徴とする光受信回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光受信回路に関し、特に、誤動作を防止する光受信回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信分野において、従来の光受信器は、光信号を電流信号に変換する受光素子、及び前記電流信号を電圧信号に変換するプリアンプで構成される光電気変換回路と、前記光電気変換回路が出力した電圧信号をある一定の振幅まで増幅する光受信回路と、で構成されている。
【０００３】
そして、従来の光受信器では、前記光電気変換回路内のプリアンプ、及び前記光受信回路の利得が、信号の無入力時において極めて大きく設定されているため、微小な信号も増幅してしまうこととなり、その結果、その出力に大きな雑音が発生する可能性を有するものであった。
【０００４】
また、従来の光受信器における光受信回路では、入力された信号に対して論理値“０”あるいは“１”を判定する際に使用する参照電圧として、当該光受信回路内の中間値検出回路において検出される入力信号の中間値（平均値）を与える方式を取っており、このような方式で求めた参照電圧（中間値検出回路の出力値）は、通信開始時や通信終了時のように入力信号が急激に変化する期間は、その値が大きく変動し、従って、上述のような方式で求めた参照電圧に基づいて入力信号に対して論理値を判定すると、前記参照電圧、つまり中間値検出回路の出力が収束するまでの間は、光受信器において正確な信号の再生が不可能であるという問題もあった。
【０００５】
さらに、従来の光受信器においては、オフセットのばらつきなども存在し、これによって正確な増幅結果がえられず、正確な信号の再生が不可能となるという問題もあった。
【０００６】
このような問題に対し、従来では特許文献１、特許文献２、あるいは特許文献３に開示されているような対策をとることで、雑音や誤った信号の出力を防いでいた。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１９１３５４号公報
【特許文献２】
特開平１０−１１２６８９号公報
【特許文献３】
特開平１１−３３０８７５号公報
【０００８】
以下、図１９を用いて、従来の問題に対して雑音や誤った信号の出力がなされないよう対策がとられた光受信器の一例について説明する。図１９は、従来問題に対して対策がとられた光受信器の構成を示す図である。
【０００９】
図１９において、光受信器は、受光素子３１１及びプリアンプ３１２からなる光電気変換回路３１０と、光受信回路３２０とで構成されており、前記光電気変換回路３１０に入力された光信号は電気信号に変換され、前記光受信回路３２０に入力され、該光受信回路３２０において一定の振幅まで増幅される。
【００１０】
以下、前記光受信回路３２０内の動作について詳細に説明すると、前記光電気変換回路３１０から出力された信号は、第１の差動増幅器３２１に入力され、該第１の差動増幅器３２１において、所定の電圧である参照電圧Ｖｒｅｆ３１１を参照電圧として所望の振幅まで増幅され、中間値検出回路３２２において、前記第１の差動増幅器３２１の出力の中間値（平均値）を検出し、該中間値検出回路３２２の出力を参照電圧として、第２の差動増幅器３２３において、前記第１の差動増幅器３２１の出力をある一定の振幅まで増幅し、出力するものである。
【００１１】
さらに、前記光受信回路３２０においては、振幅検出器３２４により、前記第１の差動増幅器３２１から出力される信号の振幅を検出し、比較器３２５で所定の参照電圧Ｖｒｅｆ３１２と比較することにより、光信号の有無を判別する。
【００１２】
そして、論理回路３２７において、前記比較器３２５の判別結果が信号無しの状態から有りの状態に変化した時、あるいは信号有りの状態から信号無しの状態に変化した時から、中間値検出回路３２２の出力が収束するまでに要する時間より長い遅延信号を発生する遅延回路３２６と、前記比較器３２５の出力との論理積をとり、信号の無入力時、及び遅延回路３２６が動作している間は、前記論理回路３２７からの出力を“０”に固定して、前記第２の差動増幅器３２３からの出力を制御することで、信号無入力時の雑音の出力や、出力値が収束していない状態における誤った信号の出力を防ぐようにしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の光受信器において、前記中間値検出回路３２２からの出力が収束していない状態にある場合に、光受信器から誤った信号が出力されないようにするためには、遅延回路３２６に予め遅延させる時間を“設定”したり、その遅延時間の“調整”を行って、該設定された遅延時間、あるいは光信号の通信開始／終了時に、前記論理回路３２７の出力を論理値“０”に固定する必要があり、その前記遅延回路３２６への遅延時間の設定、あるいは調整は、前述したように、中間値検出回路３２２の出力が収束状態になるまでの時間を予測して行わなければならないため、前記中間値検出回路３２２からの出力が収束状態になるまで確実に前記論理回路３２７からの出力を論理値“０”に固定できない可能性があった。
【００１４】
また、従来の光受信器の構成においては、前記遅延回路３２６で、前記中間値検出回路３２２の出力が収束状態になるまでに要する時間よりも長い遅延時間を作る必要があるため、該遅延回路３２６は長い時定数を持った規模の大きな遅延回路である必要があり、これにより、光受信器の装置の集積化および小型化において不利になるという問題もあった。
【００１５】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、通信開始直後や通信終了直後のように入力信号が急激に変化するような場合においても、より確実に誤動作を防止でき、且つ集積化・小型化することのできる光受信回路を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明（請求項１）に記載の光受信回路は、光信号を変換した電圧信号の振幅をある一定の振幅まで増幅する光受信回路において、前記電圧信号を増幅する第１の増幅器と、該第１の増幅器の出力の中間値を検出する中間値検出回路と、該中間値検出回路の出力を参照電圧として前記第１の増幅器の出力を増幅する第２の増幅器と、前記中間値検出回路から出力される信号の収束状態を検出する収束検出回路と、当該光受信回路に信号が入力されているか否かを検出する信号検出回路と、前記収束検出回路の出力と、前記信号検出回路の出力との論理演算を行う論理演算回路と、を備えるものである。
【００１７】
また、本発明（請求項２）に記載の光受信回路は、請求項１に記載の光受信回路において、前記収束検出回路は、前記中間値検出回路の出力と、該出力が収束する値より大きい値である参照電圧とを比較する第１の比較器と、前記中間値検出回路の出力と、該出力が収束する値より小さい値である参照電圧とを比較する第２の比較器と、前記第１の比較器の出力と前記第２の比較器の出力との論理和を求める第１の論理演算回路と、前記第１の論理演算回路の出力を積分する積分器と、前記第１の論理演算回路の出力と前記積分器の出力との論理和を求める第２の論理演算回路と、を備えるものである。
【００１８】
また、本発明（請求項３）に記載の光受信回路は、請求項１に記載の光受信回路において、前記収束検出回路は、第１及び第２の入力端子と、１つの出力端子とを有し、前記第１の入力端子に入力される電圧が、前記第２の入力端子に入力される電圧より大きい場合に、前記第１の入力端子と前記第２の入力端子とに入力される電圧の差に応じた電流を前記出力端子に出力する第１及び第２の電圧電流変換回路と、前記第１の電圧電流変換回路の出力と、前記第２の電圧電流変換回路の出力との和を積分する積分器と、前記第２の積分器の出力と、所定の参照電圧とを比較する比較器と、を備え、前記第１の電圧電流変換回路における前記第１の入力端子には前記中間値検出回路の出力が、前記第２の入力端子には前記中間値検出回路の出力の収束値より大きい値である参照電圧が、それぞれ入力され、前記第２の電圧電流変換回路における前記第１の入力端子には前記中間値検出回路の出力の収束値より小さい値である参照電圧が、前記第２の入力端子には前記中間値検出回路の出力が、それぞれ入力されるものである。
【００１９】
また、本発明（請求項４）に記載の光受信回路は、請求項１に記載の光受信回路において、前記収束検出回路は、第１及び第２の入力端子と、１つの出力端子とを有し、前記第１の入力端子と前記第２の入力端子とに入力される電圧の差に応じた電流を前記出力端子に出力する電圧電流変換回路と、前記電圧電流変換回路の出力を積分する積分器と、前記積分器の出力と、所定の参照電圧とを比較する比較器と、を備え、前記電圧電流変換回路における前記第１の入力端子には前記中間値検出回路の出力が、前記第２の入力端子には前記中間値検出回路の出力の収束値と等しい値である参照電圧が、それぞれ入力されるものである。
【００２０】
また、本発明（請求項５）に記載の光受信回路は、請求項１に記載の光受信回路において、前記収束検出回路は、前記中間値検出回路の出力の最大値を検出し、該最大値を保持容量に保持する最大値保持回路と、前記保持容量に保持された電荷を徐々に放電する放電手段と、前記放電手段により徐々に放電された前記最大値保持回路の出力と、所定の参照電圧とを比較する比較器と、を備えるものである。
【００２１】
また、本発明（請求項６）に記載の光受信回路は、請求項１に記載の光受信回路において、前記収束検出回路は、前記中間値検出回路の出力の最小値を検出し、該最小値を保持容量に保持する最小値保持回路と、前記保持容量に保持された電荷を徐々に受電する充電手段と、前記充電手段により徐々に受電された前記最小値保持回路の出力と、所定の参照電圧とを比較する比較器と、を備えるものである。
【００２２】
また、本発明（請求項７）に記載の光受信回路は、請求項１に記載の光受信回路において、前記収束検出回路は、前記中間値検出回路の出力の最大値を検出し、該最大値を保持容量に保持する最大値保持回路と、前記中間値検出回路の出力の最小値を検出し、該最小値を保持容量に保持する最小値保持回路と、前記最大値保持回路の保持容量に保持された電荷を徐々に放電する放電手段と、前記最小値保持回路の保持容量に保持された電荷を徐々に充電する充電手段と、前記放電手段により徐々に放電された前記最大値保持回路の出力と、所定の参照電圧とを比較する第１の比較器と、前記充電手段により徐々に充電された前記最小値保持回路の出力と、所定の参照電圧とを比較する第２の比較器と、前記第１の比較器の出力と、前記第２の比較器の出力との論理和を求める論理演算回路と、を備えるものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、各実施の形態において、光受信器内の光受信回路について説明する。
（実施の形態１）
以下、図１〜図４を用いて、本実施の形態１における光受信回路について説明する。
まず、図１を用いて、本実施の形態１における光受信回路の構成について説明する。図１は、本実施の形態１における光受信回路を含む、光受信器の構成を示す図である。
【００２４】
図１において、本光受信回路２０は、光信号を電気信号に変換する受光素子１及び、その受光素子１からの出力を増幅するプリアンプ２により構成される光電気変換回路１０からの出力信号と、外部からの参照電圧Ｖｒｅｆ１とを入力とし、前記光電気変換回路１０の出力をある所望の振幅値に増幅する第１の差動増幅器２１と、該第１の差動増幅器２１からの出力の中間値を検出する中間値検出回路２２と、前記第１の差動増幅器２１の出力と前記中間値検出回路２２の出力とを入力として、前記第１の作動増幅器２１の出力をある一定の振幅値に増幅する第２の差動増幅器２３と、当該光受信回路２０に入力される信号の有無を検出する信号検出回路２４と、前記中間値検出回路２２から出力される信号の収束状態を検出する収束検出回路２５と、前記信号検出回路２４の出力と前記収束検出回路２５の出力との論理演算を行う論理演算回路２６と、を備えるものである。
【００２５】
次に、前述したような構成を有する本実施の形態１における光受信回路の動作について、図２を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態１における光受信回路の各部における波形を示す図である。なお、図２の波形３１は光受信回路２０に入力される入力波形を示し、波形３２は前記中間値検出回路２２の出力波形を示し、波形３３は前記収束検出回路２５の出力波形を示し、波形３４は前記信号検出回路２４の出力波形を示し、波形３５は前記論理演算回路２６の出力波形を示している。
【００２６】
まず、光受信回路２０に、波形３１に示すような光電気変換回路１０からの出力信号が入力されると、第１の差動増幅器２１において、参照電圧Ｖｒｅｆ１に基づいて所望の振幅に増幅される。そして、前記第１の差動増幅器２１において増幅された信号は、中間値検出回路２２、第２の差動増幅器２３、及び信号検出回路２４に入力される。
【００２７】
前記中間値検出回路２２に入力された前記第１の差動増幅器２１からの出力信号は、中間値検出回路２２においてその中間値（平均値）が検出される。この中間値検出回路２２からの出力は、波形３２が示すように、通信開始直後、収束値からずれた状態となった後に収束値に収束し、そして通信停止後に再びその収束値からずれた状態となるものである。
【００２８】
そしてこの後、第２の差動増幅器２２において、前記中間値検出回路２２の出力（波形３２）を参照電圧として、前記第１の差動増幅器２１の出力をある一定の振幅に増幅するのだが、前述のように中間値検出回路２２の出力（波形３２）が収束値からずれていると、前記第２の差動増幅器２３において正しく増幅が行われず、光受信回路２０から誤った信号が出力される可能性がある。また、光受信回路２０に信号が無入力の際には、光受信回路２０の利得が一般に大きく設定されているので、微小な信号が増幅され、ノイズが発生する可能性もある。
【００２９】
そこで、本実施の形態１においては、前記中間値検出回路２２からの出力の収束状態を検出する収束検出回路２５、及び当該光受信回路２０への信号の入力状態を検出する信号検出回路２４を設け、前記収束検出回路２５において、例えば波形３３に示すように、前記中間値検出回路２２からの出力が収束している状態にあれば論理値“０”、収束していない状態にあれば論理値“１”を出力し、また、信号検出回路２４において、例えば波形３４に示すように、光受信回路２０に信号が入力していれば論理値“０”、入力されていなければ論理値“１”を出力するようにする。
【００３０】
ここで、前述した収束検出回路２５の詳細な構成、及びその動作について、図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、本実施の形態１の光受信回路の収束検出回路の構成を示す図であり、図４は、本実施の形態１の収束検出回路における各部の波形を示す図である。
【００３１】
図３に示すように、本実施の形態１における収束検出回路２５は、中間値検出回路２２からの出力と第１の参照電圧Ｖｒｅｆ４１とを比較する第１の比較器４１と、前記中間値検出回路２２の出力と第２の参照電圧Ｖｒｅｆ４２とを比較する第２の比較器４２と、前記第１の比較器４１の出力と前記第２の比較器４２の出力の論理和をとる第１の論理演算回路４３と、該第１の論理演算回路４３の出力を積分する積分器４４と、前記第１の論理演算器４３の出力と前記積分器４４の出力の論理和をとる第２の論理演算回路４５と、からなり、前記中間値検出回路２２から出力された信号を受信して、その信号の収束状態を検出するものである。次に、その動作について図４を参照しながら説明する。ここで、図４の波形５１は中間値検出回路２２の出力波形を示し、波形５２は第１の比較器４１の出力波形を示し、波形５３は第２の比較器４２の出力波形を示し、波形５４は第１の論理演算回路４３の出力波形を示し、波形５５は積分器の出力波形を示し、波形５６は第２の論理演算回路の出力波形を示すものである。
【００３２】
まず、収束検出回路２５に入力された前記中間値検出回路２２からの出力信号（波形５１）は、まず前記第１の比較器４１及び前記第２の比較器４２に入力される。そして、前記第１の比較器４１において、前記中間値検出回路２２からの出力と、該中間値検出回路２２からの出力の収束値よりも高い値に設定された第１の参照電圧Ｖｒｅｆ４１を比較し、例えば波形５２に示すように、前記中間値検出回路２２からの出力より第１の参照電圧Ｖｒｅｆ４１が高ければ論理値“１”を、低ければ論理値“０”を出力する。一方、前記第２の比較器４２においては、前記中間値検出回路２２からの出力と、該中間値検出回路２２の出力の収束値よりも低い値に設定された第２の参照電圧Ｖｒｅｆ４２を比較し、例えば波形５３に示すように、前記中間値検出回路２２の出力が第２の参照電圧Ｖｒｅｆ４２より低ければ論理値“１”、高ければ論理値“０”を出力する。
【００３３】
そして、前記第１の論理演算回路４３において、前記第１の比較器４１及び第２の比較器４２の比較結果を受信してその論理和をとり、例えば波形５４に示すように、前記中間値検出回路２２の出力が第１の参照電圧Ｖｒｅｆ４１よりも高く、第２の参照電圧Ｖｒｅｆ４２よりも低いときは論理値“１”を、前記中間値検出回路２２の出力が第１の参照電圧Ｖｒｅｆ４１よりも低く、第２の参照電圧Ｖｒｅｆ４２よりも高いときは論理値“０”を出力する。つまり、前記第１の論理演算回路４３の出力が、論理値“１”を出力している状態にあれば前記中間値検出回路２２の出力が収束値付近にないことを示し、また論理値“０”を出力している状態にあれば前記中間値検出回路２２の出力が収束値付近にあることを示すこととなるため、積分器４４において、前記第１の論理演算回路４３の出力を積分することにより（波形５５）、波形５４において論理値“１”が頻繁に出力されている期間を検出し、さらに、第２の論理演算回路４５において、前記第１の論理演算回路４３と前記積分器４４の論理和をとることで（波形５６）、前記中間値検出回路２２の収束状態を検出するものである。
【００３４】
そして、論理演算回路２６において、前述のようにして中間値検出回路２２の収束状態を検出する収束検出回路２５の出力（図４の波形５６、あるいは図２の波形３３）と、光受信回路２０への信号の入力の有無を検出する前記信号検出回路２４の出力（図２の波形３４）と論理積をとり（波形３５）、当該光受信回路２０に信号が入力状態で、且つ中間値検出回路２２の出力が収束している状態にある期間を検出する。
【００３５】
このようにすれば、前記論理演算回路２６の出力信号により、光受信回路２０に信号が無入力の状態で、且つ前記中間値検出回路２２の出力信号が収束していない状態にある期間を検出することができ、この結果、光受信回路２０に信号が無入力の状態におけるノイズの出力や、中間値検出回路２２から出力される信号、つまり第２の差動増幅器２３の参照電圧が収束していない状態における誤った信号の出力を防ぐことができる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態１における光受信回路によれば、光電気変換回路１０から受信した信号を、参照電圧Ｖｒｅｆ１を基に増幅し、該増幅された信号の中間値（平均値）を、中間値検出回路２２において検出し、該検出された出力を参照電圧として第２の差動増幅器２３において増幅するものとし、また、収束検出回路２５において、前記中間値検出回路２２から検出された信号の収束状態を検出し、さらに信号検出回路２４において、当該光受信回路２０への信号の入力状態を検出し、論理演算回路２６にて、前記収束検出回路２５の出力と前記信号検出回路２４の出力の論理演算を行うことで当該光受信回路２０への信号が入力している状態で、且つ中間値検出回路２２の出力信号が収束している状態にある期間を検出するようにしたので、前記論理演算回路２６において検出された期間中、前記第２の差動増幅器２３からの出力をマスクするよう制御することが可能となり、この結果、通信開始直後や通信終了直後のように信号が急激に変化するような入力信号が光受信回路２０に入力されても、光受信回路２０の誤動作を確実に防止でき、入力した光信号を正確に再現する光受信回路２０を提供することができる。
【００３７】
さらに、本実施の形態１にかかる光受信回路２０は、収束検出回路２５を、第１の比較器４１、第２の比較器４２、第１の論理演算器４３、積分器４４、及び第２の論理演算器４５で構成して、前記中間値検出回路２２からの出力が収束している状態にある期間を検出するようにしたので、従来必要であった遅延回路が必要なくなり、光受信回路２０をより集積化・小型化することができるという効果もある。
【００３８】
なお、本実施の形態１の光受信回路２０においては、前記第１の差動型増幅器２１及び前記中間値検出回路２２が一つずつである場合を説明したが、前記第１の差動型増幅器２１及び前記中間値検出回路２２を１セットとし、それを複数個従属接続することによって多段構成にしてもよい。そして、多段構成とする場合は、光受信回路２０内の全ての中間値検出回路２２に収束値検出回路２５を設ける構成にしてもよいし、複数設けられた中間値検出回路の全てに収束検出回路２５を設けるのではなく、その一部の中間値検出回路２２にのみ収束検出回路２５を設ける構成にしてもよい。
また、本実施の形態１において示した論理演算は一例であり、同様の機能を有する論理演算であればどのような形式であってもかまわないものとする。
【００３９】
（実施の形態２）
以下、図５〜図７を用いて、本実施の形態２にかかる光受信回路について説明する。
本実施の形態２では、前記実施の形態１において説明した光受信回路２０の収束検出回路２５とは異なる構成を有する収束検出回路２５ａについて説明する。なお、本実施の形態２における収束検出回路以外の光受信回路の構成は、前記実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４０】
まず、図５及び図６を用いて、本実施の形態２の光受信回路２０における、収束検出回路２５ａの構成について説明する。図５は、本実施の形態２の光受信回路における収束検出回路の構成を示す図であり、図６は、本実施の形態２における収束検出回路の電圧電流変換回路の構成を示す図である。
【００４１】
図５において、本実施の形態２における収束検出回路２５ａは、前記中間値検出回路２２の出力と、該中間値検出回路２２の出力の収束値よりも大きい値に設定された第１の参照電圧Ｖｒｅｆ６１とを入力とし、前記第１の参照電圧Ｖｒｅｆ６１よりも前記中間値検出回路２２の出力が大きいときに電流を出力する第１の電圧電流変換回路６１と、前記中間値検出回路２２の出力と、該中間値検出回路２２の収束値よりも小さい値に設定された第２の参照電圧Ｖｒｅｆ６２とを入力とし、前記第２の参照電圧Ｖｒｅｆ６２よりも前記中間値検出回路２２の出力が小さいときに電流を出力する第２の電圧電流変換回路６２と、前記第１の電圧電流変換回路６１の出力と前記第２の電圧電流変換回路６２の出力の和を積分する積分器６３と、該積分器６３の出力と所定の電圧である第３の参照電圧Ｖｒｅｆ６３を比較する比較器６４と、を備えるものである。
【００４２】
そして、本実施の形態２においては、前記第１，第２の電圧電流変換回路６１，６２は同一構成を有しており、前記第１，第２の電圧電流変換回路６１，６２は、２つの入力端子である第１の入力端子ＩＮＰ及び第２の入力端子ＩＮＮと、１つの出力端子を備え、第１の入力端子ＩＮＰの入力が、第２の入力端子ＩＮＮの入力よりも大きい場合にのみ、前記出力端子より電流を出力するものである。以下、前記第１，第２の電圧電流変換回路６１，６２の構成を詳述すると、図６に示すように、お互いのソースが共通接続されたトランジスタｍ６５及びトランジスタｍ６６と、該トランジスタｍ６５及びトランジスタｍ６６の共通接続されたソースと、グランドＶＳＳとの間に接続される電流源Ｉ０と、ドレインとゲートとが共にトランジスタｍ６５のドレインに接続され、ソースが電源ＶＤＤに接続されたトランジスタｍ６１と、ドレインが前記トランジスタｍ６６のドレインに接続され、ゲートが前記トランジスタｍ６１のゲートに接続され、ソースが電源ＶＤＤに接続されたトランジスタｍ６２と、ドレインとゲートとが共に前記トランジスタｍ６２のドレインに接続され、ソースが電源ＶＤＤに接続されたトランジスタｍ６３と、ソースが電源ＶＤＤに接続され、ゲートが前記トランジスタｍ６３のゲートに接続され、ドレインを出力端子ＯＵＴとするトランジスタｍ６４と、で構成される。そして、前記第１の入力端子ＩＮＰは前記トランジスタｍ６６のゲート、前記第２の入力端子ＩＮＮは前記トランジスタｍ６５のゲートとし、前記第１の入力端子ＩＮＰの入力値が、前記第２の入力端子ＩＮＮの入力値より大きい場合に、出力端子ＯＵＴより電流を出力する構成となっている。
【００４３】
次に、図７に示す、本実施の形態２における収束検出回路の各部の信号波形図を参照しながら、本実施の形態２における収束検出回路２５ａの動作について説明する。なお、図７の波形５１は中間値検出回路２２の出力波形を示し、波形７２は第１の電圧電流変換回路６１の出力波形を示し、波形７３は第２の電圧電流変換回路６２の出力波形を示し、波形７４は積分器６３の出力波形を示し、波形７５は比較器６４の出力波形を示すものである。
収束検出回路２５ａに、波形５１に示すような前記中間値検出回路２２からの出力が入力されると、まず第１，第２の電圧電流変換回路６１，６２に入力される。
【００４４】
そして、第１の電圧電流変換回路６１において、前記中間値検出回路２２の出力は第１の入力端子ＩＮＰに入力されて、第２の入力端子ＩＮＮに入力される第１の参照電圧Ｖｒｅｆ６１と比較が行われ、該中間値検出回路２２の出力が前記第１の参照電圧Ｖｒｅｆ６１よりも大きい場合に、第１の電圧電流変換回路６１から電流が出力される（波形７２）。一方、第２の電圧電流変換回路６２において、前記中間値検出回路２２の出力は第２の入力端子ＩＮＮに入力されて、第１の入力端子ＩＮＰに入力される第２の参照電圧Ｖｒｅｆ６２と比較が行われ、該中間値検出回路２２の出力が前記第２の参照電圧Ｖｒｅｆ６２よりも小さい場合に、第２の電圧電流変換回路６２から電流が出力される（波形７３）。従って、前記第１，第２の電圧電流変換回路６１，６２からは、前記中間値検出回路２２の出力が収束値からずれるほど、より大きな電流が出力されることとなる。
【００４５】
そして、積分器６３において、前記第１，第２の電圧電流変換回路６１，６２からの出力を積分することにより（波形７４）、該第１，第２の電圧電流変換回路６１，６２から電流が頻繁に出力された期間を検出し、比較器６４において、この積分値と第３の参照電圧Ｖｒｅｆ６３を比較し、例えば第３の参照電圧Ｖｒｅｆ６３より前記積分値が小さければ論理値“０”を、大きければ論理値“１”を出力する（波形７５）。つまり、前記比較器６４の出力が論理値“１”を出力しているときは前記中間値検出回路２２の出力が収束値付近にないことを示し、また論理値“０”を出力しているときは前記中間値検出回路２２の出力が収束値付近にあることを示すこととなり、この結果、収束検出回路２５ａにおいて、前記中間値検出回路２２の収束状態を検出することが可能となる。なお、本実施の形態２において示した論理演算は一例であり、同様の機能を有する論理演算であればどのような形式であってもかまわないものとする。
【００４６】
以上のように、本実施の形態２における光受信回路によれば、より確実に誤動作を防止できるという前記実施の形態１の効果に加え、収束検出回路２５ａを、第１，第２の電圧電流変換回路６１，６２、積分器６３、及び比較器６４で構成し、第１の電圧電流変換回路６１において、前記中間値検出回路２２からの出力がその収束値よりも大きい値に設定された第１の参照電圧Ｖｒｅｆ６１より大きい場合、あるいは、第２の電圧電流変換回路６２において、前記中間値検出回路２２からの出力がその収束値よりも小さい値に設定された第２の参照電圧Ｖｒｅｆ６２より小さい場合に、その差分値に対応する電流が出力されるようにして、その出力された電流値を積分器６３で積分して、その積分した値を比較器６４において第３の参照電圧Ｖｒｅｆ６３と比較して、前記中間値検出回路２２からの出力が収束状態を検出するようにしたので、前記実施の形態１の収束検出回路に比べて設置面積の小さい収束検出回路２５ａで、前記中間値検出回路２２からの出力の収束状態を検出することが可能となり、この結果、光受信回路２０をさらに集積化・小型化することができる効果がある。
【００４７】
（実施の形態３）
以下、図８〜図１０を用いて、本実施の形態３にかかる光受信回路について説明する。
本実施の形態３では、前記実施の形態１において説明した光受信回路２０の収束検出回路２５とは異なる構成を有する収束検出回路２５ｂについて説明する。なお、本実施の形態３における収束検出回路以外の光受信回路の構成は、前記実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４８】
まず、図８及び図９を用いて、本実施の形態３の光受信回路２０における収束検出回路２５ｂの構成について説明する。図８は、本実施の形態３の光受信回路における収束検出回路の構成を示す図であり、図９は、本実施の形態３における収束検出回路内の電圧電流変換回路の構成を示す図である。
【００４９】
図８において本実施の形態３における収束検出回路２５ｂは、前記中間値検出回路２２出力と、該中間値検出回路２２の出力の収束値と等しい電圧に設定された第１の参照電圧Ｖｒｅｆ８１とを入力とし、前記中間値検出回路２２の出力が前記第１の参照電圧Ｖｒｅｆ８１との差に応じた電流を出力する電圧電流変換回路８１と、前記電圧電流変換回路８１の出力を積分する積分器８２と、該積分器８２の出力と所定の電圧である第２の参照電圧Ｖｒｅｆ８２とを比較する比較器８３と、を備えるものである。
【００５０】
さらに、前記電圧電流変換回路８１は、２つの入力端子である第１の入力端子ＩＮＰ及び第２の入力端子ＩＮＮと、出力端子とを備え、該第１の入力端子ＩＮＰの入力が、第２の入力端子ＩＮＮの入力と等しくない場合にのみ、前記出力端子から電流を出力するものである。以下、前記電圧電流変換回路８１の構成を詳述すると、図９に示すように、ゲートを第２の入力端子ＩＮＮとし、ドレインがグランドＶＳＳに接続されたトランジスタｍ８１と、ゲートを第１の入力端子ＩＮＰとし、ドレインがグランドＶＳＳに接続されたトランジスタｍ８２と、前記トランジスタｍ８１及びトランジスタｍ８２の共通接続されたソースと電源ＶＤＤ間に接続された電流源Ｉ１と、お互いのソースが共通接続されたトランジスタｍ８３及びｍ８４と、前記トランジスタｍ８３及びトランジスタｍ８４の共通接続されたソースとグランドＶＳＳとの間に接続された電流源Ｉ０と、ドレインとゲートとが共に前記トランジスタｍ８３と前記トランジスタｍ８４とのドレインに接続され、ソースが電源ＶＤＤに接続されたトランジスタｍ８６と、ソースが電源ＶＤＤに接続され、ゲートが前記トランジスタｍ８６のゲートに接続され、ドレインを出力端子ＯＵＴとするトランジスタｍ８７と、ソースが前記トランジスタｍ８３と前記トランジスタｍ８４との共通接続されたソースに接続され、ゲートが前記トランジスタｍ８１と前記トランジスタｍ８２の共通接続されたソースに接続されたトランジスタｍ８５と、で構成される。
【００５１】
このような構成を有する電圧電流変換回路８１においては、前記第２の入力端子ＩＮＮの入力と前記第１の入力端子ＩＮＰの入力とが等しい場合に、前記トランジスタｍ８５を流れる電流と前記電流源Ｉ０を流れる電流とが等しくなるよう設定することで、前記第２の入力端子ＩＮＮの入力と前記第１の入力端子ＩＮＰの入力とが等しい場合には、前記トランジスタｍ８６には電流が流れず、出力端子ＯＵＴから電流が流れない構成となっている。そして、前記第２の入力端子ＩＮＮの入力と前記第１の入力端子ＩＮＰの入力とに大小関係が生じた場合には、前記トランジスタｍ８５のゲート電位が下がり、該トランジスタｍ８５を流れる電流が減少し、この減少した分の電流を電源ＶＤＤを通して前記トランジスタｍ８６を通じて供給するようにしているため、出力端子ＯＵＴに前記大小関係に応じた量の電流が出力される構成になっている。
【００５２】
次に、図１０に示す、本実施の形態３における収束検出回路の各部の信号波形図を参照しながら、本実施の形態３にかかる収束検出回路２５ｂの動作について説明する。なお、図１０の波形５１は中間値検出回路２２の出力波形を示し、波形９２は電圧電流変換回路８１の出力波形を示し、波形９３は積分器８２の出力波形を示し、波形９４は比較器８３の出力波形を示すものである。
【００５３】
収束検出回路２５ｂに、波形５１に示すような前記中間値検出回路２２からの出力が入力されると、まず電圧電流変換回路８１に入力される。
【００５４】
そして、前記電圧電流変換回路８１において、前記中間値検出回路２２の出力は、第１の入力端子ＩＮＰに入力されて、第２の入力端子ＩＮＮに入力される第１の参照電圧Ｖｒｅｆ８１と比較が行われ、前記中間値検出回路２２の出力が前記第１の参照電圧Ｖｒｅｆ８１と等しくない場合に、その差分の絶対値に対応する電流が出力される（波形９２）。従って、前記電圧電流変換回路８１からは、前記中間値検出回路２２の出力が収束値からずれるほど、より大きな電流が出力されることとなる。
【００５５】
そして、積分器８２において、前記電圧電流変換回路８１からの出力を積分することにより（波形９３）、該電圧電流変換回路８１から電流が頻繁に出力された期間を検出し、さらに、比較器８３において、この積分値と前記第２の参照電圧Ｖｒｅｆ８２を比較して、例えば第２の参照電圧Ｖｒｅｆ８２より前記積分値が小さければ論理値“０”を、大きければ論理値“１”を出力する（波形９４）。つまり、前記比較器８３の出力が論理値“１”を出力しているときは前記中間値検出回路２２の出力が収束値付近にないことを示し、また論理値“０”を出力しているときは前記中間値検出回路２２の出力が収束値付近にあることを示すこととなり、この結果、収束検出回路２５ｂにおいて、前記中間値検出回路２２の収束状態を検出することが可能となる。なお、本実施の形態３において示した論理演算は一例であり、同様の機能を有する論理演算であればどのような形式であってもかまわないものとする。
【００５６】
以上のように、本実施の形態３における光受信回路によれば、より確実に誤動作を防止できるという前記実施の形態１の効果に加え、収束検出回路２５ｂを、電圧電流変換回路８１、積分器８２、及び比較器８３で構成し、電圧電流変換回路８１において、入力された中間値検出回路２２の出力が該中間値検出回路２２の出力の収束値である第１の参照電圧Ｖｒｅｆ８１と等しくない場合に、その差分の絶対値に対応した電流を出力し、その出力された電流値を積分器８２において積分し、さらに比較器８３においてその積分値を所定の電圧である第２の参照電圧Ｖｒｅｆ８２と比較することで、中間値検出回路２２からの出力の収束状態を検出するようにしたので、前記各実施の形態の収束検出回路に比べて設置面積がさらに小さい収束検出回路２５ｂで、前記中間値検出回路２２からの出力の収束状態を検出することが可能となり、この結果、光受信回路２０をさらに集積化・小型化することができる効果がある。
【００５７】
（実施の形態４）
以下、図１１及び図１２を用いて、本実施の形態４にかかる光受信回路について説明する。
本実施の形態４では、前記実施の形態１において説明した光受信回路２０の収束検出回路２５とは異なる構成を有する収束検出回路２５ｃについて説明する。なお、本実施の形態４における収束検出回路以外の光受信回路の構成は、前記実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００５８】
まず、図１１を用いて、本実施の形態４の光受信回路２０における、収束検出回路２５ｃの構成について説明する。図１１は、本実施の形態４の光受信回路における収束検出回路の構成を示す図である。
【００５９】
図１１において、本実施の形態４における収束検出回路２５ｃは、前記中間値検出回路２２の出力の最大値を検出する最大値保持回路１０１と、該最大値保持回路１０１の保持容量の電荷を放電する抵抗１０２と、前記最大値保持回路１０１の保持容量の出力と所定の電圧である参照電圧Ｖｒｅｆ１０１とを比較する比較器１０３と、を備えるものである。
【００６０】
次に、図１２に示す、本実施の形態４における収束検出回路の各部の信号波形図を参照しながら、本実施の形態４における収束検出回路２５ｃの動作について説明する。なお、図１２の波形３１は光受信回路２０に入力される入力信号波形を示し、波形５１は中間値検出回路２２の出力波形を示し、波形１１１は最大値保持回路１０１からの出力が抵抗１０２により放電された後の出力波形を示し、波形１１２は比較器１０３の出力波形を示すものである。
【００６１】
まず、光受信回路２０に波形３１に示すような信号が入力されると、前記第１の差動増幅器２１において、参照電圧Ｖｒｅｆ１に基づいて所望の振幅に増幅された後、中間値検出回路２２に入力される（図１参照）。そして、前記中間値検出回路２２において、波形５１に示すような中間値（平均値）を検出し、その中間値検出回路２２からの出力（波形５１）が収束検出回路２５ｃに入力される。そして、収束検出回路２５ｃに前記中間値検出回路２２からの出力が入力されると、まず最大値保持回路１０１において、前記中間値検出回路２２の出力の最大値が検出され、その最大値保持回路１０１において検出された最大値は、該最大値保持回路１０１内の保持容量に保持され、その値を抵抗１０２により徐々に放電していく（波形１１１）。
【００６２】
そして、比較器１０３において徐々に放電された最大値保持回路１０１の出力（波形１１１）と、所定の電圧である参照電圧Ｖｒｅｆ１０１を比較し、例えば参照電圧Ｖｒｅｆ１０１に比べて前記放電後の最大値保持回路１０１の出力が小さければ論理値“０”を、大きければ論理値“１”を出力する（波形１１２）。つまり、前記比較器１０３の出力が論理値“１”を出力しているときは前記中間値検出回路２２の出力が収束値付近にないことを示し、また論理値“０”を出力しているときは前記中間値検出回路２２の出力が収束値付近にあることを示すこととなり、この結果、前記中間値検出回路２２の出力の収束状態を検出することが可能となる。
【００６３】
なお、本実施の形態４においては、前記最大値保持回路１０１の保持容量を放電する手段として抵抗１０２を用いたがこれに限るものではなく、前記最大値保持回路１０１の保持容量を放電する手段であれば何を用いてもかまわない。また、本実施の形態４において示した論理演算は一例であり、同様の機能を有する論理演算であればどのような形式であってもかまわないものとする。
【００６４】
以上のように、本実施の形態４における光受信回路によれば、より確実に誤動作を防止できる前記実施の形態１の効果に加え、収束検出回路２５ｃを、最大値保持回路１０１、抵抗１０２、及び比較器１０３で構成し、最大値保持回路１０１に入力された中間値検出回路２２の出力の最大値を検出して保持容量内に保持し、該保持容量の電荷を抵抗１０２により徐々に放電して、その放電後の最大値保持回路１０１からの出力と、所定の電圧である参照電圧Ｖｒｅｆ１０１を比較することで、中間値検出回路２２からの出力の収束状態を検出するようにしたので、前記実施の形態１の収束検出回路に比べて設置面積が小さい収束検出回路２５ｃで、前記中間値検出回路２２からの出力の収束状態を検出することが可能となり、光受信回路２０をさらに集積化・小型化することができる。
【００６５】
さらに、本実施の形態４においては、前記最大値保持回路１０１において、前記中間値検出回路２２からの出力の最大値を検出し、その最大値を保持して抵抗１０２で徐々に放電していき、その放電した後の出力と所定の参照電圧を比較して、中間値の収束状態を検出するようにしたので、特に、通信開始直後の、中間値検出回路２２からの出力の収束状態を検出する精度をよくすることができ、この結果、光受信回路２０の入力信号の立ち上がり、つまり通信開始直後における誤動作を精度よく防止することができる効果が得られる。
【００６６】
（実施の形態５）
以下、図１３及び図１４を用いて、本実施の形態５にかかる光受信回路について説明する。
本実施の形態５では、前記実施の形態１において説明した光受信回路２０の収束検出回路２５とは異なる構成を有する収束検出回路２５ｄについて説明する。なお、本実施の形態５における収束検出回路以外の光受信回路の構成は、前記実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６７】
まず、図１３を用いて、本実施の形態５の光受信回路２０における収束検出回路２５ｄの構成について説明する。図１３は、本実施の形態５の光受信回路における収束検出回路の構成を示す図である。
【００６８】
図１３において、本実施の形態５における収束検出回路２５ｄは、前記中間値検出回路２２の出力の最小値を検出する最小値保持回路１２１と、該最小値保持回路１２１の保持容量を充電する抵抗１２２と、前記最小値保持回路１２１の出力と所定の電圧である参照電圧Ｖｒｅｆ１２１とを比較する比較器１２３と、で構成されるものである。
【００６９】
次に、図１４に示す、本実施の形態５における収束検出回路の各部の信号波形図を参照しながら、本実施の形態５における収束検出回路２５ｄの動作について説明する。なお、図１４の波形３１は光受信回路２０に入力される入力信号波形を示し、波形５１は中間値検出回路２２の出力波形を示し、波形１３１は最小値保持回路１２１からの出力が抵抗１２２により充電された後の出力波形を示し、波形１３２は比較器１２３の出力波形を示すものである。
【００７０】
まず、光受信回路２０に波形３１に示すような信号が入力されると、前記第１の差動増幅器２１において、参照電圧Ｖｒｅｆ１に基づいて所望の振幅に増幅された後、中間値検出回路２２に入力される（図１参照）。そして、前記中間値検出回路２２において、波形５１に示すような中間値（平均値）を検出し、その中間値検出回路２２からの出力（波形５１）が収束検出回路２５ｄに入力される。そして、収束検出回路２５ｄに前記中間値検出回路２２からの出力が入力されると、まず最小値保持回路１２１において、前記中間値検出回路２２の出力の最小値が検出され、その最小値保持回路１２１において検出された最小値は、該最小値保持回路１２１内の保持容量に保持され、その値を抵抗１２２により徐々に充電していく（波形１３１）。
【００７１】
そして、比較器１２３において徐々に充電された最小値保持回路１２１の出力（波形１３１）を、所定の電圧である参照電圧Ｖｒｅｆ１２１を比較し、例えば参照電圧Ｖｒｅｆ１２１に比べて前記充電後の最小値保持回路１２１の出力が大きければ論理値“０”を、小さければ論理値“１”を出力する（波形１３２）。つまり、前記比較器１２３の出力が論理値“１”を出力しているときは前記中間値検出回路２２の出力が収束値付近にないことを示し、また論理値“０”を出力しているときは前記中間値検出回路２２の出力が収束値付近にあることを示すこととなり、この結果、前記中間値検出回路２２の出力の収束状態を検出することが可能となる。
【００７２】
なお、本実施の形態５においては、最小値保持回路１２１の保持容量を充電する手段として抵抗１２２を用いたがこれに限るものではなく、前記最小値保持回路１２１の保持容量を充電する手段であれば何を用いてもかまわない。また、本実施の形態５において示した論理演算は一例であり、同様の機能を有する論理演算であればどのような形式であってもかまわないものとする。
【００７３】
以上のように、本実施の形態５における光受信回路によれば、より確実に誤動作を防止できる前記実施の形態１の効果に加え、収束検出回路２５ｄを、最小値保持回路１２１、抵抗１２２、及び比較器１２３で構成し、最小値保持回路１２１に入力された中間値検出回路２２の出力の最小値を検出して保持容量内に保持し、該保持容量の電荷を抵抗１２２により徐々に充電して、その充電後の最小値保持回路１２１からの出力と、所定の電圧である参照電圧Ｖｒｅｆ１２１を比較することで、中間値検出回路２２からの出力の収束状態を検出するようにしたので、前記実施の形態１の収束検出回路に比べて設置面積が小さい収束検出回路２５ｄで、前記中間値検出回路２２からの出力の収束状態を検出することが可能となり、光受信回路２０をさらに集積化・小型化することができる。
【００７４】
さらに、本実施の形態５においては、前記最小値保持回路１２１において、前記中間値検出回路２２からの出力の最小値を検出し、その最小値を保持して抵抗１２２で徐々に充電していき、その充電した後の出力と所定の参照電圧を比較して、中間値の収束状態を検出するようにしたので、特に、光受信器の通信終了直後の、中間値検出回路２２からの出力の収束状態を検出する精度をよくすることができ、この結果、光受信回路２０の入力信号の立ち下がり、つまり通信終了直後における誤動作を精度よく防止することができる効果が得られる。
【００７５】
（実施の形態６）
以下、図１５及び図１６を用いて、本実施の形態６にかかる光受信回路について説明する。
本実施の形態６では、前記実施の形態１において説明した光受信回路２０の収束検出回路２５とは異なる構成を有する収束検出回路２５ｅについて説明する。なお、本実施の形態６における収束検出回路以外の光受信回路の構成は、前記実施の形態１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００７６】
まず、図１５を用いて、本実施の形態６の光受信回路２０における収束検出回路２５ｅの構成について説明する。図１５は、本実施の形態６の光受信回路における収束検出回路の構成を示す図である。
【００７７】
図１５において、本実施の形態６における収束検出回路２５ｅは、前記中間値検出回路２２の最大値を検出する最大値保持回路１４１と、該最大値保持回路１４１の保持容量を放電する第１の抵抗１４２と、前記最大値保持回路１４１の保持容量の出力と所定の電圧である第１の参照電圧Ｖｒｅｆ１４１を比較する第１の比較器１４３と、前記中間値検出回路２２の最小値を検出する最小値保持回路１４４と、該最小値保持回路１４４の保持容量を充電する第２の抵抗１４５と、前記最小値保持回路１４４の出力と所定の電圧である第２の参照電圧Ｖｒｅｆ１４２を比較する第２の比較器１４６と、前記第１の比較器１４３及び前記第２の比較器１４６の出力の論理和を求める論理演算回路１４７と、で構成されるものである。
【００７８】
次に、図１６に示す、本実施の形態６における収束検出回路の各部の信号波形図を参照しながら、本実施の形態６における収束検出回路２５ｅの動作について説明する。なお、図１６の波形３１は光受信回路２０に入力される入力信号波形を示し、波形５１は中間値検出回路２２の出力波形を示し、波形１５１は最大値保持回路１４１からの出力が第１の抵抗１４２により放電された後の出力波形を示し、波形１５２は最小値保持回路１４４からの出力が第２の抵抗１４５により充電された後の出力波形を示し、波形１５３は第１の比較器１４３の出力波形を示し、波形１５４は第２の比較器１４６の出力波形を示し、波形１５５は論理演算回路１４７の出力波形を示すものである。
【００７９】
まず、光受信回路２０に波形３１に示すような信号が入力されると、前記第１の差動増幅器２１において、参照電圧Ｖｒｅｆ１に基づいて所望の振幅に増幅された後、中間値検出回路２２に入力される（図１参照）。そして、前記中間値検出回路２２において、波形５１に示すような中間値（平均値）を検出し、その中間値検出回路２２からの出力（波形５１）が収束検出回路２５ｅに入力される。そして、収束検出回路２５ｅに前記中間値検出回路２２からの出力が入力されると、まず最大値保持回路１４１において、前記中間値検出回路２２の出力の最大値が検出され、その最大値保持回路１４１において検出された最大値は、該最大値保持回路１４１内の保持容量に保持され、その値を第１の抵抗１４２により徐々に放電していく（波形１５１）。そして、第１の比較器１４３において徐々に放電された最大値保持回路１４１の出力（波形１５１）を、所定の電圧である第１の参照電圧Ｖｒｅｆ１４１と比較し、例えば第１の参照電圧Ｖｒｅｆ１４１に比べて前記放電後の最大値保持回路１４１からの出力が小さければ論理値“０”を、大きければ論理値“１”を出力する（波形１５３）。
【００８０】
一方、最小値保持回路１４４においては、前記中間値検出回路２２の出力の最小値が検出され、その最小値保持回路１４４において検出された最小値は、該最小値保持回路１４４内の保持容量に保持され、その値を第２の抵抗１４５により徐々に充電していく（波形１５２）。そして、第２の比較器１４６において徐々に充電された最小値保持回路１４４の出力（波形１５２）と、所定の電圧である参照電圧Ｖｒｅｆ１４２を比較し、例えば参照電圧Ｖｒｅｆ１４２に比べて前記充電後の最小値保持回路１４４の出力が大きければ論理値“０”を、小さければ論理値“１”を出力する（波形１５４）。
【００８１】
そして、論理演算回路１４７において、前記第１の比較器１４３の出力、及び前記第２の比較器１４６の出力の論理和を求め（波形１５５）、前記中間値検出回路２２からの出力の収束状態を検出するものである。
【００８２】
つまり、本実施の形態６においては、中間値検出回路２２の出力の最大値と最小値とを同時検出し、その最大値、あるいは最小値を保持して第１，第２の抵抗１４２，１４５で徐々に放電、あるいは充電していき、その放電、あるいは充電後の出力と所定の第１、第２の参照電圧とを比較して、論理演算回路１４７でそれらの論理和を求め、中間値検出回路２２からの出力の収束状態を検出するようにしたので、通信開始直後、及び通信終了直後の、中間値検出回路２２からの出力の収束状態の検出精度をよくすることができ、これにより、前記実施の形態４及び実施の形態５に比べてより高い精度で前記中間値検出回路２２の収束状態を検出することができる。
【００８３】
なお、本実施の形態６で示した論理演算は一例であり、同様の機能を有する論理演算であればどのような形式であってもかまわない。また、本実施の形態６においては、前記最大値保持回路１４１の保持容量を放電する例として第１の抵抗１４２を用い、また、前記最小値保持回路１４４の保持容量を充電する例として第２の抵抗１４５を用いたが、これらに限るものではなく、放電する手段、また、充電する手段であれば何であってもよい。
【００８４】
以上のように、本実施の形態６における光受信回路によれば、より確実に誤動作を防止できる前記実施の形態１の効果に加え、収束検出回路２５ｅを、最大値保持回路１４１、第１の抵抗１４２、第１の比較器１４３、最小値保持回路１４４、第２の抵抗１４５、第２の比較器１４６、及び論理演算回路１４７で構成し、最大値保持回路１４１において、入力された中間値検出回路２２の出力の最大値を検出して保持容量内に保持し、該保持容量の電荷を第１の抵抗１４２により徐々に放電して、第１の比較器１４３において、その放電後の最大値保持回路１４１からの出力と、所定の電圧である第１の参照電圧Ｖｒｅｆ１４１を比較することで前記中間値検出回路２２からの出力の収束状態を検出し、また、最小値保持回路１４４においても、入力された中間値検出回路２２の出力の最小値を検出して保持容量内に保持し、該保持容量の電荷を第２の抵抗１４５により徐々に充電して、第２の比較器１４６において、その充電後の最小値保持回路１４４からの出力と、所定の電圧である第２の参照電圧Ｖｒｅｆ  １４２を比較して、前記中間値検出回路２２からの出力の収束状態を検出して、前記第１の比較器１４３及び第２の比較器１４６の出力の論理和をとるようにしたので、通信開始直後、及び通信終了直後の、中間値検出回路２２からの出力の収束状態を検出する精度をよくすることができ、この結果、光受信回路２０の入力信号の立ち上がり、及び立ち下がり、つまり通信開始直後、及び通信終了直後における誤動作をさらに精度よく防止することができる効果が得られる。
【００８５】
（実施の形態７）
以下、図１７及び図１８を用いて、本実施の形態７にかかる光受信回路について説明する。
本実施の形態７では、前記実施の形態１において説明した光受信回路２０とは異なる構成を有する光受信回路２０ａに、前述した各実施の形態において説明した収束検出回路を備えたものについて説明する。本実施の形態７における光受信回路２０ａは、前記実施の形態１で説明したものに比べ、オフセットのばらつきを小さくする構成を有するものである。
【００８６】
まず、図１７を用いて、本実施の形態７における光受信回路２０ａの構成について説明する。図１７は、本実施の形態７における光受信回路の構成を示す図である。
【００８７】
図１７において、本実施の形態７における光受信回路２０ａは、入力信号を増幅する第１の完全差動増幅器２１０と、該第１の完全差動増幅器２１０の正相出力の中間値を検出する第１の中間値検出回路２２１と、前記第１の完全差動増幅器２１０の逆相出力の中間値を検出する第２の中間値検出回路２２２と、前記第１の完全差動増幅器２１０の正相出力と逆相出力とをそれぞれ入力にもち、前記第１の中間値検出回路２２１と前記第２の中間値検出回路２２２の出力とをそれぞれ参照電圧として入力する第２の完全差動増幅器２３０と、当該光受信回路２０ａの入力信号の有無を検出する信号検出回路２４０と、前記第１の中間値検出回路２２１の収束状態を検知する第１の収束検出回路２５１と、前記第２の中間値検出回路２２２の収束状態を検知する第２の収束検出回路２５２と、前記信号検出回路２４０、前記第１の収束検出回路２５１、及び前記第２の収束検出回路２５２の出力の論理演算を行う論理演算回路２６０と、からなるものである。
【００８８】
次に、図１８に示す、本実施の形態７における光受信回路の各部における信号波形図を用いて、光受信回路の動作について詳細に説明する。なお、図１８の波形３１は、光受信回路２０ａに入力される入力波形を示し、波形１６１は前記第１の中間値検出回路２２１の出力波形を示し、波形１６２は前記第１の収束検出回路２５１の出力波形を示し、波形１６３は前記第２の中間値検出回路２２２の出力波形を示し、波形１６４は前記第２の収束検出回路２５２の出力波形を示すものであり、波形１６５は信号検出回路２４０の出力波形を示すものであり、波形１６６は論理演算回路２６０の出力波形を示すものである。
【００８９】
まず、前記光受信回路２０ａに、波形３１に示すような信号が入力されると、第１の完全作動増幅器２１０において、参照電圧Ｖｒｅ２１１，Ｖｒｅ２１２を基に増幅される。そして、その増幅された信号の正相出力は前記第１の中間値検出回路２２１においてその中間値（平均値）が検出され、前記増幅された信号の逆相出力は前記第２の中間値検出回路２２２においてその中間値が検出される。これら第１，第２の中間値検出回路２２１，２２２からの出力波形は、波形１６１，１６３に示すように、通信開始直後、収束値からずれた状態となった後、収束値に収束する状態となり、そして通信停止後、再び収束値からずれた状態となる。
【００９０】
このように前記第１，第２の中間値検出回路２２１，２２２の出力が収束値からずれていると、その出力が第２の完全差動増幅器２３０の参照電圧となるため、光受信回路２０ａは誤った信号を出力する可能性がある。さらに、光受信回路２０ａに信号が無入力状態の場合、光受信回路２０ａの利得は一般に大きく設定されているので、微小な信号が入力された際に増幅されてしまい、ノイズとして出力される可能性もある。
【００９１】
そこで、波形１６２，１６４に示すように、第１，第２の収束検出回路２５１，２５２によって、前記第１，第２の中間値検出回路２２１，２２２からの出力の収束状態を検出し、また、波形１６５に示すように、信号検出回路２４０によって光受信回路２０ａへの信号の無入力状態を検出し、論理演算回路２６０において、波形１６６に示すように、前記第１，第２の中間値検出回路２２１，２２２からの出力がともに収束状態で、且つ光受信回路２０ａに信号が入力状態である場合に、論理値“０”を出力し、それ以外の状態、すなわち前記第１，第２の中間値検出回路２２１，２２２からの出力が無収束状態、あるいは光受信回路２０ａに信号が無入力状態の場合には、論理値“１”を出力する。
【００９２】
そして、この論理演算回路２６０の出力信号（波形１６６）を用いて、光受信回路２０ａの出力（第２の完全差動増幅器２３０からの出力）を制御することで、当該光受信回路２０ａに信号が入力状態で、且つ第１，第２の中間値検出回路２２１，２２２の出力がともに収束状態にあるときのみ、光受信回路２０ａから信号を出力させることが可能となる。なお、本実施の形態７で示した論理演算は一例であり、同様の機能を有する論理演算であればどのような形式であってもかまわない。
【００９３】
以上のように、本実施の形態７の光受信回路によれば、前記論理演算回路２６０において検出された期間中、前記第２の完全差動増幅器２３０からの出力をマスクするように制御することが可能となり、この結果、オフセットのばらつきを小さくする構成を有する光受信回路２０ａにおいても、通信開始直後や通信終了直後のように入力信号が急激に変化するような場合に確実に誤動作を防止でき、これによって、入力した光信号を正確に再現することができる。
【００９４】
また、本実施の形態７においては、光受信回路２０ａに設けられた２つの中間値検出回路それぞれに収束検出回路を設けたが、どちらか片方のみの構成であっても、同様の効果を得られる。
【００９５】
さらに、本実施の形態７においては、前記第１の完全差動型増幅器２１０、及び前記第１，第２の中間値検出回路２２１，２２２からなる場合を説明したが、前記第１の完全差動型増幅器２１０、及び前記第１，第２の中間値検出回路２２１，２２２を１セットとし、それらを複数個従属接続させた多段構成にしてもよい。そして、多段構成とする場合は、光受信回路２０ａ内の全ての中間値検出回路に収束値検出回路２５を設ける構成にしてもよいし、複数設けられた中間値検出回路のうちの、一部の中間値検出回路にのみ収束検出回路を設ける構成にしてもよい。
【００９６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項１に記載の光受信回路によれば、光信号を変換した電圧信号の振幅をある一定の振幅まで増幅する光受信回路において、前記電圧信号を増幅する第１の増幅器と、該第１の増幅器の出力の中間値を検出する中間値検出回路と、該中間値検出回路の出力を参照電圧として前記第１の増幅器の出力を増幅する第２の増幅器と、前記中間値検出回路から出力される信号の収束状態を検出する収束検出回路と、当該光受信回路に信号が入力されているか否かを検出する信号検出回路と、前記収束検出回路の出力と、前記信号検出回路の出力との論理演算を行う論理演算回路と、を備えるようにしたので、前記論理演算回路において検出された期間中、前記第２の増幅器からの出力をマスクするよう制御することが可能となり、この結果、通信開始直後や通信終了直後のように信号が急激に変化するような入力信号が光受信回路に入力されても、より確実に光受信回路の誤動作を防止できる効果が得られる。
【００９７】
また、本発明の請求項２に記載の光受信回路によれば、請求項１に記載の光受信回路において、前記収束検出回路は、前記中間値検出回路の出力と、該出力が収束する値より大きい値である参照電圧とを比較する第１の比較器と、前記中間値検出回路の出力と、該出力が収束する値より小さい値である参照電圧とを比較する第２の比較器と、前記第１の比較器の出力と前記第２の比較器の出力との論理和を求める第１の論理演算回路と、前記第１の論理演算回路の出力を積分する積分器と、前記第１の論理演算回路の出力と前記積分器の出力との論理和を求める第２の論理演算回路と、を備えるようにしたので、前記中間値検出回路からの出力の収束状態を検出することが可能となり、これにより、当該光受信回路を集積化・小型化することができる効果が得られる。
【００９８】
また、本発明の請求項３に記載の光受信回路によれば、請求項１に記載の光受信回路において、前記収束検出回路は、第１及び第２の入力端子と、１つの出力端子とを有し、前記第１の入力端子に入力される電圧が、前記第２の入力端子に入力される電圧より大きい場合に、前記第１の入力端子と前記第２の入力端子とに入力される電圧の差に応じた電流を前記出力端子に出力する第１及び第２の電圧電流変換回路と、前記第１の電圧電流変換回路の出力と、前記第２の電圧電流変換回路の出力との和を積分する積分器と、前記第２の積分器の出力と、所定の参照電圧とを比較する比較器と、を備え、前記第１の電圧電流変換回路における前記第１の入力端子には前記中間値検出回路の出力が、前記第２の入力端子には前記中間値検出回路の出力の収束値より大きい値である参照電圧が、それぞれ入力され、前記第２の電圧電流変換回路における前記第１の入力端子には前記中間値検出回路の出力の収束値より小さい値である参照電圧が、前記第２の入力端子には前記中間値検出回路の出力が、それぞれ入力されるようにしたので、前記中間値検出回路からの出力の収束状態を検出する収束検出回路の設置面積をより小さくすることができ、これにより、当該光受信回路をより集積化・小型化することができる。
【００９９】
また、本発明の請求項４に記載の光受信回路によれば、請求項１に記載の光受信回路において、前記収束検出回路は、第１及び第２の入力端子と、１つの出力端子とを有し、前記第１の入力端子と前記第２の入力端子とに入力される電圧の差に応じた電流を前記出力端子に出力する電圧電流変換回路と、前記電圧電流変換回路の出力を積分する積分器と、前記積分器の出力と、所定の参照電圧とを比較する比較器と、を備え、前記電圧電流変換回路における前記第１の入力端子には前記中間値検出回路の出力が、前記第２の入力端子には前記中間値検出回路の出力の収束値と等しい値である参照電圧が、それぞれ入力されるようにしたので、前記中間値検出回路からの出力の収束状態を検出する収束検出回路の設置面積をさらに小さくすることができ、これにより、当該光受信回路をさらに集積化・小型化することができる。
【０１００】
また、本発明の請求項５に記載の光受信回路によれば、請求項１に記載の光受信回路において、前記収束検出回路は、前記中間値検出回路の出力の最大値を検出し、該最大値を保持容量に保持する最大値保持回路と、前記保持容量に保持された電荷を徐々に放電する放電手段と、前記放電手段により徐々に放電された前記最大値保持回路の出力と、所定の参照電圧とを比較する比較器と、を備えるようにしたので、前記中間値検出回路からの出力の収束状態を検出する際、特に、光受信回路の入力信号の立ち上がり、つまり通信開始直後の、中間値検出回路からの出力の収束状態を検出する精度をよくすることができ、この結果、通信開始直後における光受信回路の誤動作を精度よく防止することができる効果が得られる。
【０１０１】
また、本発明の請求項６に記載の光受信回路によれば、請求項１に記載の光受信回路において、前記収束検出回路は、前記中間値検出回路の出力の最小値を検出し、該最小値を保持容量に保持する最小値保持回路と、前記保持容量に保持された電荷を徐々に受電する充電手段と、前記充電手段により徐々に受電された前記最小値保持回路の出力と、所定の参照電圧とを比較する比較器と、を備えるようにしたので、前記中間値検出回路からの出力の収束状態を検出する際、特に、光受信回路の入力信号の立ち下がり、つまり通信終了直後の、中間値検出回路からの出力の収束状態を検出する精度をよくすることができ、この結果、通信終了直後における光受信回路の誤動作を精度よく防止することができる効果が得られる。
【０１０２】
また、本発明の請求項７に記載の光受信回路によれば、請求項１に記載の光受信回路において、前記収束検出回路は、前記中間値検出回路の出力の最大値を検出し、該最大値を保持容量に保持する最大値保持回路と、前記中間値検出回路の出力の最小値を検出し、該最小値を保持容量に保持する最小値保持回路と、前記最大値保持回路の保持容量に保持された電荷を徐々に放電する放電手段と、前記最小値保持回路の保持容量に保持された電荷を徐々に充電する充電手段と、前記放電手段により徐々に放電された前記最大値保持回路の出力と、所定の参照電圧とを比較する第１の比較器と、前記充電手段により徐々に充電された前記最小値保持回路の出力と、所定の参照電圧とを比較する第２の比較器と、前記第１の比較器の出力と、前記第２の比較器の出力との論理和を求める論理演算回路と、を備えるようにしたので、前記中間値検出回路からの出力の収束状態を検出する際、光受信回路の入力信号の立ち上がりや立ち下がり、つまり通信開始／終了直後の、中間値検出回路からの出力の収束状態を検出する精度をよくすることができ、この結果、光受信回路の誤動作をさらに精度よく防止することができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる光受信回路の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における光受信回路の各部における信号波形を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１の光受信回路における収束検出回路の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１における収束検出回路の各部の信号波形を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２の光受信回路における収束検出回路の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２の収束検出回路における電圧電流変換回路の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２における収束検出回路の各部の信号波形を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態３の光受信回路における収束検出回路の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３の収束検出回路における電圧電流変換回路の構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態３にかかる収束検出回路の各部の信号波形を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態４の光受信回路における収束検出回路の構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態４にかかる収束検出回路の各部の信号波形を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態５の光受信回路における収束検出回路の構成を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態５にかかる収束検出回路の各部の信号波形を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態６の光受信回路における収束検出回路の構成を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態６にかかる収束検出回路の各部の信号波形を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態７における光受信回路の構成を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態７における光受信回路の各部の信号波形を示す図である。
【図１９】従来の光受信器の構成を示す図である。
【符号の説明】
１，３１１  受光素子
２，３１２  プリアンプ
１０，３１０  光電気変換回路
２０，２０ａ，３２０  光受信回路
２１，３２１  第１の差動増幅器
２２，３２２  中間値検出回路
２３，３２３  第２の差動増幅器
２４，２４０  信号検出回路
２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ，２５ｅ  収束検出回路
２６，１４７，２６０  論理演算回路
４１，１４３  第１の比較器
４２，１４６  第２の比較器
４３  第１の論理演算回路
４４，６３，８２  積分器
４５  第２の論理演算回路
６１  第１の電圧電流変換回路
６２  第２の電圧電流変換回路
６４，８３，１０３，１２３，３２５  比較器
８１  電圧電流変換回路
１０１，１４１  最大値保持回路
１０２，１２２  抵抗
１２１，１４４  最小値保持回路
１４２  第１の抵抗
１４５  第２の抵抗
２１０  第１の完全差動増幅器
２２１  第１の中間値検出回路
２２２  第２の中間値検出回路
２３０  第２の完全差動増幅器
２５１  第１の収束検出回路
２５２  第２の収束検出回路
３２４  振幅検出器
３２６  遅延回路
３２７  論理回路
【図１】
2004193803.tif 000003
【図２】
2004193803.tif 000004
【図３】
2004193803.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004193803.tif 000007
【図６】
2004193803.tif 000008
【図７】
2004193803.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004193803.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2004193803.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2004193803.tif 000017
【図１６】
2004193803.tif 000018
【図１７】
2004193803.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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