(57)【要約】【課題】ダイナミックレンジの大きな光信号受信装置及びＤＣオフセット調整回路を提供することを目的とする。【解決手段】光電変換素子と；この光電変換素子に電源電圧を供給し、かつ光電変換素子からの出力信号を処理する電気信号増幅集積回路とを備え、この電気信号増幅集積回路は、光電変換素子に流入する電流量を検知し、この検知された電流量に応じた第１の出力電流を出力する第１のカレントミラー回路を備えた電流検知回路と；光電変換素子の出力信号を増幅する増幅回路と；増幅回路へ入力される光電変換素子の出力信号から、第１の出力電流に応じてＤＣ電流を吸収するＤＣ電流吸収回路とを備えた光信号受信装置である。【選択図】  図１
2005110041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子と；
前記光電変換素子に電源電圧を供給し、かつ前記光電変換素子からの出力信号を処理する電気信号増幅集積回路とを備えた光信号受信装置において、
前記電気信号増幅集積回路は、
前記光電変換素子に流入する電流量を検知し、この検知された電流量に応じた第１の出力電流を出力する第１のカレントミラー回路を備えた電流検知回路と；
前記光電変換素子の出力信号を増幅する電気信号増幅回路と；
前記第１の出力電流に応じた第２の出力電流を折り返す第２のカレントミラー回路を備え、前記増幅回路へ入力される前記光電変換素子の出力信号から前記第２の出力電流を吸収するＤＣ電流吸収回路と；
を具備したことを特徴とする光信号受信装置。
【請求項２】
前記ＤＣ電流吸収回路と前記電気信号増幅回路の入力端の間に配置され、前記第２の出力電流量に応じてそのインピーダンスを変化せしめることで、前記ＤＣ電流吸収回路と前記増幅器へ分配される信号電流比を制御する信号阻止回路を具備したことを特徴とする請求項１記載の光信号受信装置。
【請求項３】
前記信号阻止回路の電圧に応じて前記インピーダンスを変化せしめることを特徴とする請求項２記載の光信号受信装置。
【請求項４】
前記信号阻止回路は抵抗とこの抵抗に並列に接続されたトランジスタとを含み、前記信号阻止回路の出力端電圧に応じて前記トランジスタのバイアス電圧を変化せしめることを特徴とする請求項３記載の光信号受信装置。
【請求項５】
光電変換素子と；
前記光電変換素子に電源電圧を供給し、かつ前記光電変換素子からの出力信号を処理する電気信号増幅集積回路とを備えた光信号受信装置において、
前記電気信号増幅集積回路は、
前記光電変換素子の出力信号を増幅する電気信号増幅回路と；
前記増幅回路へ入力される前記光電変換素子の出力信号からＤＣ電流を吸収するＤＣ電流吸収回路と；
前記増幅回路に入力される前記出力信号から前記ＤＣ電流吸収回路に流入する信号電流の阻止量が可変に設定された信号阻止回路とを具備したことを特徴とする光信号受信装置。
【請求項６】
前記信号阻止回路は前記ＤＣ電流量に応じてそのインピーダンスを変化せしめることで、前記出力信号から前記ＤＣ電流吸収回路に流入する信号電流の阻止量を制御することを特徴とする請求項５記載の光信号受信装置。
【請求項７】
前記信号阻止回路は抵抗とこの抵抗に並列に接続されたトランジスタとを含み、前記出力信号の信号パワー若しくは前記ＤＣ電流量に応じてトランジスタに印加するバイアス電圧を変化せしめることで、前記出力信号から前記ＤＣ電流吸収回路に流入する信号電流の阻止量を制御することを特徴とする請求項６記載の光信号受信装置。
【請求項８】
前記信号阻止回路の出力端の電位が基準電位より高い場合はインピーダンスを下げ、前記信号阻止回路の出力端の電位が基準電位より低い場合はインピーダンスを上げるように制御することを特徴とする請求項６記載の光信号受信装置。
【請求項９】
光電変換素子とこの光電変換素子からの出力信号を処理する電気信号増幅集積回路とを備
えた光信号受信装置において、
前記電気信号増幅集積回路は、
前記光電変換素子の出力信号を増幅する電気信号増幅回路と；
前記増幅回路へ入力される前記光電変換素子の出力信号からＤＣ電流を吸収するＤＣ電流吸収回路と；
前記増幅回路の入力端と前記ＤＣ電流吸収回路との間に介在し、前記出力信号から前記ＤＣ電流吸収回路に流入する信号電流の阻止量が可変に設定された信号阻止回路と；
前記信号阻止回路の信号阻止量を制御する信号阻止量制御回路とを具備し、
前記信号阻止量制御回路は、
前記信号阻止回路の出力端の電圧を検知する電圧検知回路と；
前記信号阻止回路で検知された前記信号阻止回路の出力端の電圧と基準電圧とを比較する比較回路と；
前記比較回路での比較結果に基づいて前記信号阻止回路の信号阻止量を制御する制御信号を発生する制御信号発生回路とを具備したことを特徴とする光信号受信装置。
【請求項１０】
前記信号阻止回路は抵抗とこの抵抗に並列に接続されたトランジスタとを含み、前記制御信号は前記トランジスタのバイアス電圧を制御することを特徴とする請求項９記載の光信号受信装置。
【請求項１１】
光電変換素子と；
前記光電変換素子に電源電圧を供給し、かつ前記光電変換素子からの出力信号を処理する電気信号増幅集積回路とを備えた光信号受信装置において、
前記電気信号増幅集積回路は、
前記光電変換素子に流入する電流量を検知し、この検知された電流量に応じた第１の出力電流を出力する第１のカレントミラー回路を備えた電流検知回路と；
前記光電変換素子の出力信号を増幅する電気信号増幅回路と；
前記第１の出力電流に応じた第２の出力電流を折り返す第２のカレントミラー回路を備え、前記増幅回路へ入力される前記光電変換素子の出力信号から前記第２の出力電流を吸収するＤＣ電流吸収回路と；
前記増幅回路の入力端と前記ＤＣ電流吸収回路との間に介在し、前記出力信号から前記ＤＣ電流吸収回路に流入する信号電流の阻止量が可変に設定された信号阻止回路と；
前記信号阻止回路の信号阻止量を制御する信号阻止量制御回路とを具備し、
前記信号阻止量制御回路は、
前記信号阻止回路の出力端の電圧を検知する電圧検知回路と；
前記信号阻止回路で検知された前記信号阻止回路の出力端の電圧と基準電圧とを比較する比較回路と；
前記比較回路での比較結果に基づいて前記信号阻止回路の信号阻止量を制御する制御信号を発生する制御信号発生回路とを具備したことを特徴とする光信号受信装置。
【請求項１２】
前記信号阻止回路は前記ＤＣ電流量に応じてそのインピーダンスを変化せしめることで、前記出力信号から前記ＤＣ電流吸収回路に流入する信号電流の阻止量を制御することを特徴とする請求項１１記載の光信号受信装置。
【請求項１３】
前記信号阻止回路は抵抗とこの抵抗に並列に接続されたトランジスタとを含み、前記トランジスタに印加するバイアス電圧を変化せしめることで、前記出力信号から前記ＤＣ電流吸収回路に流入する信号電流の阻止量を制御することを特徴とする請求項１１記載の光信号受信装置。
【請求項１４】
ＤＣオフセット電流を含む信号を増幅する電気信号増幅回路と；
前記信号から前記ＤＣオフセット電流を吸収するＤＣ電流吸収回路と；
前記増幅回路の入力端と前記ＤＣ電流吸収回路との間に介在し、前記信号から前記ＤＣ電流吸収回路に流入する信号電流の阻止量が可変に設定された信号阻止回路と；
前記信号阻止回路の信号阻止量を制御する信号阻止量制御回路とを具備し、
前記信号阻止量制御回路は、
前記信号阻止回路の出力端の電圧を検知する電圧検知回路と；
前記信号阻止回路で検知された前記信号阻止回路の出力端の電圧と基準電圧とを比較する比較回路と；
前記比較回路での比較結果に基づいて前記信号阻止回路の信号阻止量を制御する制御信号を発生する制御信号発生回路とを具備したことを特徴とするＤＣオフセット調整回路。
【請求項１５】
前記信号阻止回路は前記ＤＣオフセット電流量に応じてそのインピーダンスを変化せしめることで、前記出力信号から前記ＤＣ電流吸収回路に流入する信号電流の阻止量を制御することを特徴とする請求項１４記載のＤＣオフセット調整回路。
【請求項１６】
前記信号阻止回路は抵抗とこの抵抗に並列に接続されたトランジスタとを含み、前記トランジスタに印加するバイアス電圧を変化せしめることで、前記出力信号から前記ＤＣ電流吸収回路に流入する信号電流の阻止量を制御することを特徴とする請求項１４記載のＤＣオフセット調整回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光信号受信装置及びＤＣオフセット調整回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信装置は、フォトダーオードに代表される光電変換素子を用いて、伝送されてくる光信号を受信し電器信号への変換を行う。
【０００３】
例えばＰＩＮ型フォトダイオードとトランスインピーダンス型増幅回路を用いて光通信装置は構成される。一般にＰＩＮ型フォトダイオードとトランスインピーダンス型増幅器は製造プロセスが異なるため、１チップ化することなく、個別の素子，すなわちフォトダイオードの素子チップと増幅器の集積回路として夫々製造され、ボンディングワイヤなどを用いて電気的に接続されることになる。
【０００４】
光通信装置では、微小な光信号から大きな光信号までの広いダイナミックレンジで動作する必要がある。また、このフォトダイオードから出力される信号に含まれるＤＣ電流成分は、微小な光信号時には小さく、大きな光信号の場合には大きなＤＣ電流が発生するため、入力信号パワーに応じてＤＣ電流も変化することになる。
【０００５】
このＤＣ電流が集積回路（増幅器）に流入するため、増幅器側のバイアスレベルの変動によってダイナミックレンジが制限されていた。
【０００６】
このような問題に対処するためフォトダイオードのＤＣ電流成分を除去する方法（ＤＣオフセット調整回路）が提案されている。例えば特開２０００−２６９５４１号公報には、電気信号増幅用集積回路内部にフォトダイオードの電源電圧供給手段を設け集積回路からフォトダイオードに電源供給を行い、また、集積回路内にフォトダイオード電流検知回路を設け、その検知結果に応じてＤＣ電流吸収回路によってフォトダイオードの出力電流からＤＣ電流を吸収し、電気信号増幅回路にはＤＣ電流を流入させない方式を用いる技術が開示されている。
【０００７】
この特開２０００−２６９５４１号公報に記載された電流吸収回路は電圧比較器と電流吸収用素子から構成されている。この回路は素子個数が多く複雑であり、チップ面積の増大，消費電流の増大，吸収電流の誤差が生じ易いなどの問題がある。
【０００８】
また吸収電流が大きくなると電流吸収回路での電圧降下の影響でＤＣ電流を吸収しきれず、増幅器の正常動作を保てなくなるという恐れもあった。
【０００９】
更に比較器には電流制限値があるため、最大吸収電流が比較器によって決まってしまうため、この比較器の性能により用途が制限される問題があった。
【特許文献１】特開２０００−２６９５４１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は以上の点を考慮してなされたものであり、ダイナミックレンジの大きな光信号受信装置及びＤＣオフセット調整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】
【００１１】
本発明は、光電変換素子と；前記光電変換素子に電源電圧を供給し、かつ前記光電変換
素子からの出力信号を処理する電気信号増幅集積回路とを備えた光信号受信装置において、
前記電気信号増幅集積回路は、前記光電変換素子に流入する電流量を検知し、この検知された電流量に応じた第１の出力電流を出力する第１のカレントミラー回路を備えた電流検知回路と；前記光電変換素子の出力信号を増幅する電気信号増幅回路と；前記第１の出力電流に応じた第２の出力電流を折り返す第２のカレントミラー回路を備え、前記増幅回路へ入力される前記光電変換素子の出力信号から前記第２の出力電流を吸収するＤＣ電流吸収回路とを具備したことを特徴とする光信号受信装置である。
【００１２】
カレントミラー回路を２個組み合わせることにより、比較器を用いた場合に比べ簡単な構成の回路でＤＣ電流の吸収を実現することができる。またカレントミラー回路を用いることで、比較器を用いた場合の吸収電流の制限がないので、特に大光信号が入力した時に増幅回路のバイアスレベルの変動を抑制することが可能となり、広ダイナミックレンジの光信号に対応して増幅回路は動作することが可能となる。
【００１３】
また本発明は、光電変換素子，無線機の高周波処理部などからのＤＣオフセット電流を含む出力信号を増幅する電気信号増幅回路と；前記増幅回路へ入力される出力信号からＤＣ電流を吸収するＤＣ電流吸収回路と；前記増幅回路に入力される前記出力信号から前記ＤＣ電流吸収回路に流入する信号電流の阻止量が可変に設定された信号阻止回路とを具備したことを特徴とするＤＣオフセット調整回路である。
【００１４】
光電変換回路などからの出力信号は、電気信号増幅回路を構成する増幅器の入力インピーダンスと増幅器の入力端から分岐された信号阻止回路及びＤＣ電流吸収回路のインピーダンスとの比で分配される。一般に増幅器の入力インピーダンスは１０Ω前後であり、１ｋΩ程度となる電流吸収回路側のインピーダンスに比較して極めて小さい。また所定量のＤＣオフセット電流はＤＣ電流吸収回路により吸収される。従ってこのＤＣ電流を除いた出力信号（信号電流）はほとんど増幅器に流れることになる。
【００１５】
ＤＣ電流量が大きくなると（例えば、光信号パワーが大となった場合，ＲＦ受信信号レベルが大きくなった場合など）、信号阻止回路での電圧降下の影響により、ＤＣ電流吸収回路が正常動作できなくなる場合がある。例えばＤＣ電流吸収回路に定電流源を用いた場合、トランジスタのソース・ドレイン間電圧が確保できなくなる恐れがある。
【００１６】
このような場合は所定量のＤＣ電流を吸収することができなくなるので、増幅器にＤＣ電流成分が流れ込むことになり、増幅器のバイアスレベルが変化し、増幅器の正常動作が確保できなくなる。
【００１７】
このような事態を防止するため、信号阻止量を可変としている。すなわち吸収するＤＣ電流が大きく信号阻止回路での電圧降下が大きい場合には信号阻止量を低くし、電圧降下が少なくなるように制御する。逆に吸収するＤＣ電流量が小さい場合は、信号阻止量を大きくして増幅器側に流れるＰＤの出力信号の量を多くすることで小信号時のＳ／Ｎを確保する。
【００１８】
このような信号阻止量が可変の信号阻止回路を設けたことで、吸収電流が大きくなって電流吸収回路の電圧レベルが低下した場合でも、信号阻止量を少なくするように制御することで増幅器の正常動作範囲での駆動が可能となり、広ダイナミックレンジの光信号に対応して増幅回路は動作することが可能となる。
【００１９】
またアンテナと；アンテナからのＲＦ信号を処理する高周波信号処理部と；この高周波信号処理部からの出力信号を処理するベースバンド処理部とを備えた無線機において：
前記高周波信号処理部とベースバンド処理部との間に上述のようなＤＣオフセット調整回路が設けられ、前記高周波信号処理部からＤＣオフセット電流を吸収する無線機としても有効である。
【００２０】
特に中間周波数処理部を介さないダイレクトコンバージョン方式の無線機の場合にＤＣオフセットの問題は顕著であるため、本発明の適用効果は大なるものがある。
【００２１】
なお信号阻止回路は可変抵抗などの簡単な構成で済むため、回路構成を複雑化することはない。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ダイナミックレンジの大きな光信号受信装置及びＤＣオフセット調整回路を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
図１は本発明の一実施形態を示す機能構成図である。点線枠で囲んだ部分が電気信号増幅集積回路１０内部を意味する。光電変換回路２０は電気信号増幅集積回路１０の外部にある。
【００２５】
光電変換回路２０の電源電圧は、電気信号増幅集積回路１０内部の電流検知回路１０１を介して供給される。
【００２６】
光電変換回路２０では光信号を受光して光電変換後に電気信号を出力する。出力された電気信号は電気信号増幅集積回路１０内部の電気信号増幅回路１０２へ入力され、電圧増幅されて電気信号増幅集積回路１０外部に出力される。
【００２７】
電流検知回路１０１で検知された電流に応じて、光電変換回路２０から電気信号増幅回路１０２へ供給される信号からＤＣ電流が電流吸収回路１０３にて吸収される。
【００２８】
電流吸収回路１０３は電気信号増幅回路１０２の信号入力端子に接続されており、所望の電流を電気信号増幅回路１０２への入力から吸収する。
【００２９】
本実施形態では電流検知回路にて検知されるＤＣ電流は、カレントミラー回路構成により電流吸収回路に伝達される。
【００３０】
電流検知回路１０１は第１のカレントミラー回路から構成され、光電変換回路２０で発生するＤＣ電流を検知し、光電変換回路２０のＤＣ電流に比例した電流を出力する。
【００３１】
電流吸収回路１０３は第２のカレントミラー回路から構成され、光電変換回路２０のＤＣ電流に比例した電流検知回路１０１からの出力電流を受け、これに比例した電流を折り返すことで電気信号増幅回路１０２への入力から吸収することになる。
【００３２】
従って、光電変換回路２０から電気信号増幅回路１０２への入力からＤＣ電流分が電流吸収回路１０３に吸収されることになり、電気信号増幅回路１０２への流入を低減することができる。
【００３３】
従って大光信号が入力した時に電気信号増幅回路１０２のバイアスレベルの変動を抑制することが可能となり、広ダイナミックレンジの光信号に対応して、電気信号増幅回路１
０２は動作することが可能となる。
【００３４】
図２は本発明の一実施形態を示す回路図である。点線内が集積回路内部回路を意味している。図中Ｍはトランジスタ、Ｒは抵抗、Ａｍｐは増幅器、ＰＤは光電変換回路２０を構成するフォトダイオードを示す。
【００３５】
なお図示はしないが、高周波電位の安定化のためにキャパシタを介してＰＤを接地することも可能である。
【００３６】
トランジスタＭ１，Ｍ２で電流検知回路１０１を構成する第１のカレントミラー回路を構成し、トランジスタＭ３，Ｍ４で電流吸収回路１０３を構成する第２のカレントミラー回路を構成する。
【００３７】
トランジスタＭ１のソースはＶｐｄに接続され、ドレインはＰＤ電源出力用の端子に接続され、またゲートとドレインが接続（ダイオード接続）されている。
【００３８】
トランジスタＭ２のソースはＶｐｄに接続され、ゲートはトランジスタＭ１のゲートと接続されている。ソースは後述のトランジスタＭ３のドレインに接続される。
【００３９】
このようにダイオード接続されたトランジスタＭ１と定電流源を構成するトランジスタＭ２とで第1のカレントミラー回路（電流検知回路１０２）を構成している。
【００４０】
トランジスタＭ３のドレインはトランジスタＭ２のドレインに接続され、ソースは接地（ＧＮＤ）されている。またゲートとドレインが接続（ダイオード接続）されている。
【００４１】
トランジスタＭ４のソースは接地（ＧＮＤ）され、ゲートはトランジスタＭ３のゲートと接続されている。ドレインは抵抗Ｒ１を介して増幅器Ａｍｐの入力端に接続される。
【００４２】
抵抗Ｒ１は電流吸収回路１０３と増幅器Ａｍｐの入力端（電流信号増幅回路１０２の入力端）との間には設けられ、信号電流が増幅器Ａｍｐに分配されるようにするため設けられている。
【００４３】
このようにダイオード接続されたトランジスタＭ３と定電流源を構成するトランジスタＭ４とで第２のカレントミラー回路（電流吸収回路１０３）を構成している。
【００４４】
電気信号増幅回路１０２は増幅器Ａｍｐ及び負帰還用抵抗Ｒ２から構成されており、増幅器Ａｍｐには駆動電圧Ｖｃｃが供給されている。Ｏ１は信号出力端子である。
【００４５】
ＶｐｄはＰＤの電源電圧で集積回路１０内部に取り入れられ、トランジスタＭ１を介して集積回路１０外部に出力され、出力されたＰＤ電源電圧はＰＤのカソード端子側に接続される。
【００４６】
ついで回路動作について説明する。
【００４７】
ＰＤに光信号が入力されると、光電変換によりＰＤのアノード端子側に電気信号が出力される。出力された電気信号は電気信号増幅回路１０２に入力される。
【００４８】
トランジスタＭ１で検知したＰＤ電流はカレントミラーを構成するトランジスタＭ２に出力され、検知結果に比例した電流がトランジスタＭ３に入力される。
【００４９】
トランジスタＭ３が受け取ったＰＤ電流に比例した電流は、トランジスタＭ４で大略ＰＤのＤＣ電流と等しい吸収電流に変換され、抵抗Ｒ１を介して、ＰＤの出力電流からＤＣ電流のみを吸収する。
【００５０】
ＰＤの出力信号から定電流源（トランジスタＭ４）で強制的に引き込まれる電流が差し引かれた信号成分は、電気信号増幅回路１０２への入力と、電流吸収回路及び抵抗Ｒ１への入力とに分岐される。
【００５１】
一般に前述のような負帰還増幅器では入力インピーダンスは低く（例えば１０Ω程度）、
これに対して電気信号増幅回路１０２の入力端から分岐する側のインピーダンス電流源を構成するトランジスタＭ４の出力インピーダンスと抵抗Ｒ１との合成インピーダンス（例えば１ｋΩ程度）は高い（１００倍程度の比）ので、電流吸収回路１０２にはこの信号成分はほとんど流れないとみなすことができる。
【００５２】
このように本回路構成によって、光信号受信時に生じるＰＤのＤＣ電流は電流吸収回路で吸収され、電気信号増幅回路へ流れ込むことなく、安定した動作が得られる。
【００５３】
また、電流検知回路と電流吸収回路をカレントミラーで構成することにより、簡便で、電流精度が高く、さらにＰＤから発生するＤＣ電流値に制限無く広範囲の電流吸収が可能な光信号受光装置を提供することができる。
【００５４】
従来のごとく電流吸収回路に比較器を用いた場合は、比較器の精度を得るが困難であり電流吸収量の誤差が発生しやすかったが、本発明では回路構成が単純であり、高精度の電流吸収値を実現できる。また比較器では電流制限値があり、最大吸収電流が比較器性能によって制限されてしまうが、本実施態様ではそのような制限はない。
【００５５】
図３は本発明の他の一実施形態を示す機能構成図である。図１と同じブロックには同じ番号を付与しており、説明を省略する。
【００５６】
電流検知回路１０１は光電変換回路２０で発生するＤＣ電流を検知し、検知結果を電流吸収回路１０３へ出力する。
【００５７】
電流吸収回路１０３は信号阻止量の制御が可能な信号阻止回路１０４を介して電気信号増幅回路１０２の信号入力端子に接続されている。この信号阻止回路１０４は、光電変換回路２０の出力信号の信号成分が適切に電気信号増幅回路１０２へ入力されるように配置されるものである。すなわち、電気信号増幅回路１０２の入力端における分岐点において、電気信号増幅回路の入力インピーダンスに対し、電流吸収回路１０３側の分岐が十分高い適度なインピーダンスをもつように設定される。
【００５８】
信号阻止回路１０４の出力端は電流電流吸収回路１０３の入力端に接続される。信号阻止回路１０４は信号阻止量が可変に設定されている。
【００５９】
ＰＤの出力信号からのＤＣ電流は信号阻止回路１０４及び電流吸収回路１０３を介して、ＰＤの出力信号から吸収される。しかしながら吸収電流量が大きくなると、信号阻止回路１０４での電圧降下が大きくなり、結果として電流吸収回路１０３の正常なバイアスレベルを保つことが困難になる場合がある。
【００６０】
そこで信号阻止回路１０４の出力端の電圧（すなわち電流吸収回路１０３のバイアスレベル）を検知し、信号阻止回路１０４での電圧降下量をコントロールする構成を採る。
【００６１】
すなわち信号阻止回路１０４での電圧降下量がある基準以上となった場合には、信号阻止量を上げ電圧降下量を抑制するのである。このような制御を行うことで上記問題は解消される。
【００６２】
図４は本発明の一実施形態を示す回路図である。図２と同じ部分に関しては同じ番号を付与しており、説明を省略する。
【００６３】
図２の回路構成では抵抗Ｒ１が信号阻止機能を果たしている。図４ではこの抵抗Ｒ１に直列に可変抵抗Ｒ３を介在させている。
【００６４】
大きな光信号が入力した場合は吸収電流量が大きくなるが、その分抵抗Ｒ１及びＲ３による電圧降下が大きくなり、これに直列接続されているトランジスタＭ４の動作に必要な電位を確保できなくなる恐れがある。
【００６５】
これを避けるために吸収電流量が大きい場合には可変抵抗Ｒ３の抵抗値を下げ、電圧降下を抑制する。このように制御すればトランジスタＭ４の動作を確保しつつ、適正な電流吸収を行うことができる。
【００６６】
なおトランジスタＭ４は定電流源を構成しているため、Ｒ３の抵抗値が変わっても吸収するＤＣ電流量は変わらない。
【００６７】
一方、小さな光信号の場合は吸収電流は小さく上記電圧降下の問題はない。この場合は信号阻止量（すなわち電気信号増幅器１０２側の入力インピーダンスに対する電流吸収回路及び信号阻止回路との合成インピーダンスの比）を大きくしておくことがＳ／Ｎ向上のためには好ましい。
【００６８】
従って、トランジスタＭ４の正常動作を確保できる範囲において例えばこの可変抵抗値の最大抵抗値に設定すればよい。
【００６９】
従って電流吸収回路を構成するトランジスタＭ４のドレイン電圧が、信号阻止回路の電圧降下によって下がる問題を解決することができると同時に、小信号が入力した場合は信号阻止回路の阻止量が最大状態となっており、この結果、ノイズの少ない、良好な信号増幅が可能となり、大信号が入力したときの電流吸収量も増やすことができ、広ダイナミックレンジの回路を提供できる。
【００７０】
このような可変抵抗Ｒ３の機能を抵抗Ｒ３’とトランジスタＭ５が並列に接続された
構成で実現したのが図５に示す回路である。
【００７１】
この回路では、図４の可変抵抗Ｒ３の代わりに、抵抗Ｒ３’とトランジスタＭ５とが並列に接続されている。トランジスタＭ５の制御端子（ゲート端子）は、信号阻止量制御回路１０５からの制御信号（ゲート電圧となる）を受け、トランジスタＭ５に分流される電流が制御される。
【００７２】
信号阻止量制御回路１０５は抵抗Ｒ１とＲ３’による電圧降下を検知し、この電位が適正な範囲におさまるようにトランジスタＭ５のゲート電位を決めることになる。
【００７３】
すなわちＰＤの出力信号レベルが低いときにはＳ／Ｎ比が小さいためできるだけ信号電流は増幅器側に流したいので、トランジスタＭ５へ流れる電流量を絞り込むように制御する。結果として抵抗Ｒ３’とトランジスタＭ５で構成される並列回路の抵抗値は上がり、
信号阻止量が大きくなる。
【００７４】
逆にＰＤの出力信号レベルが高いときには吸収電流による電圧降下を低減させるため、トランジスタＭ５に流れる電流量を大きくするように制御することになる。結果として抵抗Ｒ３’とトランジスタＭ５で構成される並列回路の抵抗値は下がり、信号阻止量が小さくなる。
【００７５】
このように制御することにより、電流吸収回路１０３を構成するトランジスタＭ４の動作を確保することができる。
【００７６】
例えば吸収電流量が大きく信号阻止回路１０４の抵抗が大きいと電圧降下も大きく、余り電圧降下が大きいとトランジスタＭ４の動作に必要な電圧を確保できなくなる。すなわちトランジスタＭ４のドレイン−ソース間の電圧は正常動作領域である飽和領域から、線形領域に入ってしまい、正常にＤＣ電流を吸収できなくなる恐れがある。
【００７７】
従って、電流吸収量が過大な場合は、信号阻止回路１０４の抵抗値を下げ、電圧降下を低減する必要があり、本実施形態ではそのような制御を行うことが可能になるのである。
【００７８】
小信号時にはＳ／Ｎ比を稼ぐために電流吸収回路１０３に流れる信号電流をできるだけ下げる必要があり、信号阻止回路１０４の抵抗値を上げることになる。
【００７９】
即ち、小信号入力時には信号阻止量を大きく設定し、大信号入力時は信号阻止量を小さく設定することにより、小信号時にはノイズ特性を向上させ、大信号時には電圧降下による電流吸収機能の低下を阻止することができる。
【００８０】
従って、広ダイナミックレンジの光信号に対応して、動作することができる。
【００８１】
図６は上記実施形態の信号阻止量制御回路（ＤＣオフセット調整回路）の回路構成を示すブロック図である。
【００８２】
ＰＤの電流検知回路に関しては特に限定は無いので記載は省略している。
【００８３】
また信号入力回路は光電変換回路に限定されるものではない。例えば無線機の高周波信号処理部でもよい。出力としてＤＣオフセットを含み、これを解消する必要のあるものであれば何にでも適用は可能である。
【００８４】
信号入力回路（図５における光電変換回路２０からの信号入力端子に相当）からの出力信号は、電気信号増幅回路（図５の１０２に相当）に入力される。この出力信号の一部（ＤＣ電流）は信号阻止回路（図５の１０４に相当）を介して電流吸収回路（図５の１０４に相当）にて吸収される。信号阻止回路は、信号阻止量制御回路にて信号阻止量が調整される。
【００８５】
信号阻止量制御回路は、信号阻止手段の電圧を検知する電圧検知手段を備え、これを、基準電圧発生手段から得られる基準電圧と比較手段にて比較し、その結果をもとに制御信号発生手段にて、信号阻止手段に送る制御信号を発生する。図５の回路でいえばトランジスタＭ５のゲート電圧が制御信号に相当する。
【００８６】
なおこの実施形態では電流検知回路及び電流吸収回路は図１に記載したようなカレントミラー回路を用いたものでも良いが、特に限定されるものではない。過大吸収電流に対応する必要のある回路構成であればいかなる回路と組み合わせても良い。
【００８７】
図７に図６のブロック図に対応した一例としての回路図を示す。
【００８８】
電流検知回路（図示せず。例えば図２に示す構成で可。）からの出力電流をトランジスタＭ３（図２と同様にダイオード接続されている）で受け、これとカレントミラー回路を構成するトランジスタＭ４で電流を吸収する。
【００８９】
トランジスタＭ４のソースは接地されており、ドレインは直列接続された抵抗Ｒ１及びＲ３を介して光電変換回路から電気信号増幅回路（Ａｍｐ回路）への入力線路に接続されており、電流検知回路で検知された電流に伴って吸収電流が流れる構成となっている。
【００９０】
なお抵抗Ｒ１及びＲ３のうち、トランジスタＭ４に近い方の抵抗Ｒ３’にはトランジスタＭ５が並列に接続されている。
【００９１】
図６のブロックと対応させれば、抵抗Ｒ１，Ｒ３’及びトランジスタＭ５が信号阻止回路、トランジスタＭ３，Ｍ４が電流吸収回路となる。
【００９２】
なお信号阻止量制御回路の具体例を説明するため電流吸収回路をあわせて記載したが、信号阻止量制御回路内部の回路構成以外は、この回路に限定されるものではない。例えば抵抗Ｒ１はインダクタで構成することも可能である。
【００９３】
ついで信号阻止量制御回路について説明する。図６の点線枠内で示した部分である。
【００９４】
トランジスタＭ１０とこれに接続された定電流源Ｉ１０とで電圧検知回路を構成する。信号阻止回路の出力端の電圧を検知するように、抵抗Ｒ３’のトランジスタＭ４側の一端がトランジスタＭ１０のゲート（制御端子）に接続されている。トランジスタＭ１０のソースは定電流源Ｉ１０を介して電源電圧Ｖｃｃに接続され、ドレインは接地（ＧＮＤ）されている。
【００９５】
また基準電圧発生回路は、トランジスタＭ１５と抵抗Ｒ１０と各々に接続された定電流源Ｉ１２，Ｉ１３とで構成される。定電流源Ｉ１２は一端がＶｃｃに接続され、他端がトランジスタＭ１５のソースに接続され、トランジスタＭ１５のドレインは接地されている。またトランジスタＭ１５のゲートは抵抗Ｒ１０を介して接地されている。なお抵抗Ｒ１０は、一端がＶｃｃに接続された定電流源Ｉ１３に接続されている。
【００９６】
ついで比較回路である。
【００９７】
ゲートがトランジスタＭ１０のソースに接続されたトランジスタＭ１２と、ゲートがトランジスタＭ１５のソースに接続されたトランジスタＭ１４とを備え、各々のソースが共通に接続され定電流源Ｉ１１を介して接地されている。
【００９８】
トランジスタＭ１２のドレインには、ダイオード接続されたトランジスタＭ１１を介してＶｃｃが供給されている。またトランジスタＭ１４のドレインには、同じくダイオード接続されたトランジスタＭ１３を介してＶｃｃが供給されている。
【００９９】
トランジスタＭ１１とカレントミラー回路を構成するトランジスタＭ１６は、ゲートがトランジスタＭ１２のドレインに接続され、ソースにはＶｃｃが供給され、ドレインは後述のトランジスタＭ１７のドレインに接続されている。
【０１００】
またトランジスタＭ１３とカレントミラー回路を構成するトランジスタＭ１８は、ゲー
トがトランジスタＭ１４のドレインに接続され、ソースにはＶｃｃが供給され、ドレインは後述のトランジスタＭ１９のドレインに接続されている。
【０１０１】
ついで制御信号発生回路である。
【０１０２】
トランジスタＭ１７はダイオード接続されており、トランジスタＭ１９とカレントミラー回路を構成する。すなわちトランジスタＭ１７のゲートはトランジスタＭ１７のドレインと接続され、トランジスタＭ１７のソースは接地されている。トランジスタＭ１７のドレインはトランジスタＭ１６を介してＶｃｃが供給される。
【０１０３】
トランジスタＭ１９のゲートはトランジスタＭ１７のゲートと接続され、トランジスタＭ１９のソースは接地され、ドレインにはトランジスタＭ１８を介してＶｃｃが供給される。
【０１０４】
このトランジスタＭ１９のドレインから得られる信号が制御信号として信号阻止回路に供給される。すなわちトランジスタＭ５のゲートはトランジスタＭ１９のドレインに接続されている。
【０１０５】
ついで回路動作について説明する。
【０１０６】
信号阻止回路の出力端の電圧がトランジスタＭ１０のゲートに入力され、これに対応した電圧がトランジスタＭ１２のゲートに入力される。一方、抵抗Ｒ１０で発生する電圧がトランジスタＭ１５のゲートに入力され、これに対応した電圧がトランジスタＭ１４のゲートに入力される。
【０１０７】
トランジスタＭ１２，Ｍ１４に入力された電圧に応じて、トランジスタＭ１６，Ｍ１８のゲート電圧が変化する。
【０１０８】
トランジスタＭ１０のゲートに入力される電圧は信号阻止回路の出力端の電圧に相当する。比較対象となるのはトランジスタＭ１５のゲートに入力される電圧であり、抵抗Ｒ１０で発生する電圧である。これが基準電圧となる。
【０１０９】
トランジスタＭ１２には信号阻止回路の電圧に応じた電圧が入力される。トランジスタＭ１４には基準電圧に応じた電圧が入力される。
【０１１０】
トランジスタＭ１２，Ｍ１４は共通の定電流源Ｉ１１にソースが共通に接続されているので、個々のトランジスタの入力電圧に応じて電流が分配されることになる。
【０１１１】
例えば信号阻止回路の電圧が基準電圧より低い場合を考える。トランジスタＭ１４のゲート電圧の方がトランジスタＭ１２のゲート電圧より高くなるので、トランジスタＭ１４の方に多くの電流が分配されることになり、結果としてトランジスタＭ１６のゲート電圧の方がトランジスタＭ１８のゲート電圧に比較し高くなる。
【０１１２】
一方、信号阻止回路の電圧が基準電圧より高い場合は、トランジスタＭ１４のゲート電圧の方がトランジスタＭ１２のゲート電圧より低くなるので、トランジスタＭ１２の方に多くの電流が分配されることになり、結果としてトランジスタＭ１６のゲート電圧の方がトランジスタＭ１８のゲート電圧に比較し低くなる。
【０１１３】
従って、信号阻止回路の電圧が基準電圧より高い場合はトランジスタＭ１８のゲート電圧は上がり、信号阻止回路の電圧が基準電圧より低い場合はトランジスタＭ１８のゲート
電圧は下がることになる。
【０１１４】
これにより、トランジスタＭ１９のドレインから導かれるトランジスタＭ５の制御信号（ゲート電圧）は、信号阻止回路の電圧が基準電圧より高い場合は低く、信号阻止回路の電圧が基準電圧より低い場合は高くなる。
【０１１５】
このように吸収するＤＣ電流が大きい場合にはＭ１０のゲート電位が下がり、Ｍ１８のゲート電位が下がって、Ｍ１９のドレイン電位が上がり、Ｍ５がＯＮとなる。一方、ＤＣ電流が小さい場合は、Ｍ１０のゲート電位が上がり、Ｍ１８のゲート電位が上がって、Ｍ１９のドレイン電位が下がって、Ｍ５がＯＦＦになる。
【０１１６】
このように、信号阻止回路と信号阻止量制御回路とで負帰還の閉ループが形成されることになり、信号阻止回路の出力端電圧、すなわち、電流吸収回路にかかる電圧を自動的に一定に保つことができることになる。
【０１１７】
なお、制御信号を取り出すライン上に抵抗が存在しないので、この制御信号はＶｃｃからＧＮＤまでほぼフルレンジで変化させることが可能である。信号阻止回路の出力端抵抗は電流吸収量に応じて変わるので、制御信号の変化幅が大きくとれる本回路構成によれば、電流吸収量のダイナミックレンジを広く確保することができるという効果がある。
【０１１８】
以上の実施形態では光受信装置の例を説明したが、上述のＤＣオフセット調整回路は無線機にも適用できる。図８として無線機のブロック図を示す。
【０１１９】
図８はダイレクトコンバージョン方式の無線機の実施形態を示している。アンテナからの受信信号を高周波信号処理部（ローカル信号との乗算などが行われ、ベースバンド信号にダウンコンバートされる）と、高周波信号処理部からの信号を処理するベースバンド信号処理部（信号増幅などが行われる）を備えている。ベースバンド信号処理部からの出力はデジタル信号処理部（図示せず）にて処理される。この高周波信号処理部からの出力にはＤＣオフセットが含まれている。従って、高周波信号処理部とベースバンド信号処理部との間に、図６で示すような信号阻止回路／電流吸収回路／信号阻止量制御回路を介在させる。
【０１２０】
ここで、図６における信号入力回路が高周波信号処理回路に対応し、信号増幅回路がベースバンド信号処理回路に対応することになる。
【０１２１】
このような構成の無線機によれば、ＤＣオフセット電流吸収のダイナミックレンジが広く、ＤＣオフセットの調整幅が大きく取れる効果がある。
【０１２２】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【０１２３】
また上述の実施形態ではトランジスタとしてＦＥＴを用いた例を示したが、トランジスタは他の種類、例えばバイポーラトランジスタでも良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施形態を示す機能構成図。
【図２】本発明の実施形態を示す回路図。
【図３】本発明の実施形態を示す機能構成図。
【図４】本発明の実施形態を示す回路図。
【図５】本発明の実施形態を示す回路図。
【図６】本発明の実施形態を示すブロック図。
【図７】本発明の実施形態を示す回路図。
【図８】本発明の実施形態を示すブロック図。
【符号の説明】
【０１２５】
電気信号増幅集積回路・・・１０；光電変換回路・・・２０；電流検知回路・・・１０１；電気信号増幅回路・・・１０２；電流吸収回路・・・１０３；信号阻止回路・・・１０４
【図１】
2005110041.tif 000003
【図２】
2005110041.tif 000004
【図３】
2005110041.tif 000005
【図４】
2005110041.tif 000006
【図５】
2005110041.tif 000007
【図６】
2005110041.tif 000008
【図７】
2005110041.tif 000009
【図８】
2005110041.tif 000010