JP2000171295A - Apdバイアス回路 - Google Patents
Apdバイアス回路Info
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- JP2000171295A JP2000171295A JP10344633A JP34463398A JP2000171295A JP 2000171295 A JP2000171295 A JP 2000171295A JP 10344633 A JP10344633 A JP 10344633A JP 34463398 A JP34463398 A JP 34463398A JP 2000171295 A JP2000171295 A JP 2000171295A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
- H10F77/95—Circuit arrangements
- H10F77/953—Circuit arrangements for devices having potential barriers
- H10F77/959—Circuit arrangements for devices having potential barriers for devices working in avalanche mode
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 APDのバイアス電圧を所定温度範囲に亘っ
て最適値を維持する。 【解決手段】 入射光の光強度に応じた光検出信号を出
力するAPDに所定のバイアス電圧を印加するバイアス
回路において、APDの周囲温度を検出する温度センサ
ーと、温度センサーの検出信号をデジタル信号に変換す
るA/Dコンバータと、周囲温度に対するバイアス電圧
Vjの変化を補償するように各温度に対応させたアドレ
スに電圧データを予め記憶し、前記デジタル信号によっ
て指定されたアドレスの電圧データを読み出す記憶手段
と、電圧データをアナログ電圧に変換するD/Aコンバ
ータと、アナログ電圧に基づいてAPDに供給するバイ
アス電圧Vjを制御する電圧制御手段とを具備する。
て最適値を維持する。 【解決手段】 入射光の光強度に応じた光検出信号を出
力するAPDに所定のバイアス電圧を印加するバイアス
回路において、APDの周囲温度を検出する温度センサ
ーと、温度センサーの検出信号をデジタル信号に変換す
るA/Dコンバータと、周囲温度に対するバイアス電圧
Vjの変化を補償するように各温度に対応させたアドレ
スに電圧データを予め記憶し、前記デジタル信号によっ
て指定されたアドレスの電圧データを読み出す記憶手段
と、電圧データをアナログ電圧に変換するD/Aコンバ
ータと、アナログ電圧に基づいてAPDに供給するバイ
アス電圧Vjを制御する電圧制御手段とを具備する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、APDに直流のバ
イアス電圧を印加するAPDバイアス回路に関する。
イアス電圧を印加するAPDバイアス回路に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】光検出
器として用いられるAPD(アバランシェ・フォト・ダ
イオード)の利得Mは、逆バイアス電圧と温度と関数と
して与えられる。したがって、検出した光信号のビット
誤り率に影響がないように、バイアス電圧を温度補償し
てSN比を一定に維持する必要がある。
器として用いられるAPD(アバランシェ・フォト・ダ
イオード)の利得Mは、逆バイアス電圧と温度と関数と
して与えられる。したがって、検出した光信号のビット
誤り率に影響がないように、バイアス電圧を温度補償し
てSN比を一定に維持する必要がある。
【0003】図5は、APDに係わる従来のバイアス回
路である。このバイアス回路では、入射光信号の強度が
増大すると、通過電流が増加するので抵抗Rにおける電
圧降下が増大し、バイアス電圧Vjが抵抗Rに並列接続
されたツェナー・ダイオードZDのクランプ電圧するま
で、つまりVa−Vzdまで下がる(図6参照)。しか
し、この回路は、ツェナー・ダイオードZDによって強
い入射光信号によるダメージからAPDを保護すること
ができるが、バイアス電圧の温度補償をしていないの
で、広い温度範囲に亘って最適のバイアス電圧を維持す
ることができないという問題点がある。
路である。このバイアス回路では、入射光信号の強度が
増大すると、通過電流が増加するので抵抗Rにおける電
圧降下が増大し、バイアス電圧Vjが抵抗Rに並列接続
されたツェナー・ダイオードZDのクランプ電圧するま
で、つまりVa−Vzdまで下がる(図6参照)。しか
し、この回路は、ツェナー・ダイオードZDによって強
い入射光信号によるダメージからAPDを保護すること
ができるが、バイアス電圧の温度補償をしていないの
で、広い温度範囲に亘って最適のバイアス電圧を維持す
ることができないという問題点がある。
【0004】本発明は、上述する問題点に鑑みてなされ
たもので、APDのバイアス電圧を所定温度範囲に亘っ
て最適値を維持することが可能なAPDバイアス回路の
提供を目的としている。
たもので、APDのバイアス電圧を所定温度範囲に亘っ
て最適値を維持することが可能なAPDバイアス回路の
提供を目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、入射光の光強度に応じた光検出信号を
出力するAPDに所定のバイアス電圧を印加するバイア
ス回路において、APDの周囲温度を検出する温度セン
サーと、温度センサーの検出信号をデジタル信号に変換
するA/Dコンバータと、周囲温度に対するバイアス電
圧Vjの変化を補償するように各温度に対応させたアド
レスに電圧データを予め記憶し、前記デジタル信号によ
って指定されたアドレスの電圧データを読み出す記憶手
段と、電圧データをアナログ電圧に変換するD/Aコン
バータと、アナログ電圧に基づいてAPDに供給するバ
イアス電圧Vjを制御する電圧制御手段とを具備する手
段を採用する。
に、本発明では、入射光の光強度に応じた光検出信号を
出力するAPDに所定のバイアス電圧を印加するバイア
ス回路において、APDの周囲温度を検出する温度セン
サーと、温度センサーの検出信号をデジタル信号に変換
するA/Dコンバータと、周囲温度に対するバイアス電
圧Vjの変化を補償するように各温度に対応させたアド
レスに電圧データを予め記憶し、前記デジタル信号によ
って指定されたアドレスの電圧データを読み出す記憶手
段と、電圧データをアナログ電圧に変換するD/Aコン
バータと、アナログ電圧に基づいてAPDに供給するバ
イアス電圧Vjを制御する電圧制御手段とを具備する手
段を採用する。
【0006】また、上記手段において、記憶手段には、
光検出信号の誤り率が各温度において所定の規定誤り率
を満足するように設定された電圧データを記憶するとい
う手段を採用する。
光検出信号の誤り率が各温度において所定の規定誤り率
を満足するように設定された電圧データを記憶するとい
う手段を採用する。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
係わるAPDバイアス回路の一実施形態について説明す
る。
係わるAPDバイアス回路の一実施形態について説明す
る。
【0008】図1は、本実施形態の構成を示す回路図で
ある。この図に示すように、本APDバイアス回路は、
APD(アバランシェ・フォト・ダイオード)1のアノ
ード端子はプリアンプ2の入力端に接続され、そのカソ
ード端子は抵抗Rを介してトランジスタ3(電圧制御手
段)のエミッタ端子に接続されている。また、トランジ
スタ3のコレクタ端子は電源4に接続され、ベース端子
はデジタル温度補償回路5に接続されている。
ある。この図に示すように、本APDバイアス回路は、
APD(アバランシェ・フォト・ダイオード)1のアノ
ード端子はプリアンプ2の入力端に接続され、そのカソ
ード端子は抵抗Rを介してトランジスタ3(電圧制御手
段)のエミッタ端子に接続されている。また、トランジ
スタ3のコレクタ端子は電源4に接続され、ベース端子
はデジタル温度補償回路5に接続されている。
【0009】すなわち、APD1は、抵抗Rを介してト
ランジスタ3のエミッタ電圧Vaによって逆バイアスさ
れた状態とされると共に、アノード端子から光検出信号
が取り出されてプリアンプ2に入力されるようになって
いる。そして、トランジスタ3のエミッタ電圧Vaは、
トランジスタ3のベース電圧、つまりデジタル温度補償
回路5からトランジスタ3のベース端子に印加される電
圧によって制御されるように構成されている。
ランジスタ3のエミッタ電圧Vaによって逆バイアスさ
れた状態とされると共に、アノード端子から光検出信号
が取り出されてプリアンプ2に入力されるようになって
いる。そして、トランジスタ3のエミッタ電圧Vaは、
トランジスタ3のベース電圧、つまりデジタル温度補償
回路5からトランジスタ3のベース端子に印加される電
圧によって制御されるように構成されている。
【0010】上記デジタル温度補償回路5は、温度セン
サ5a、A/Dコンバータ5b、ROM5c(記憶手
段)及びD/Aコンバータ5dから構成されている。温
度センサ5aによって検出された周囲温度の検出信号
は、A/Dコンバータ5bによってデジタル信号に変換
されてROM5cに入力される。このデジタル信号は、
ROM5cのアドレス(温度アドレス)を指定するもの
であり、上記デジタル信号をROM5cに入力すると、
このデジタル信号によって指定された温度アドレスの電
圧データが読み出されてD/Aコンバータ5dに供給さ
れるようになっている。D/Aコンバータ5dは、この
電圧データをアナログ電圧に変換してトランジスタ3の
ベース端子に供給される。
サ5a、A/Dコンバータ5b、ROM5c(記憶手
段)及びD/Aコンバータ5dから構成されている。温
度センサ5aによって検出された周囲温度の検出信号
は、A/Dコンバータ5bによってデジタル信号に変換
されてROM5cに入力される。このデジタル信号は、
ROM5cのアドレス(温度アドレス)を指定するもの
であり、上記デジタル信号をROM5cに入力すると、
このデジタル信号によって指定された温度アドレスの電
圧データが読み出されてD/Aコンバータ5dに供給さ
れるようになっている。D/Aコンバータ5dは、この
電圧データをアナログ電圧に変換してトランジスタ3の
ベース端子に供給される。
【0011】このように構成されたAPDバイアス回路
では、温度センサ5aによって検出される周囲温度に応
じてトランジスタ3のエミッタ電圧Vaを設定すること
が可能である。すなわち、周囲温度に対するバイアス電
圧Vjの変化を補償するように、電圧データを温度アド
レス(すなわち周囲温度)に対応させてROM5cに記
憶させておくことにより、バイアス電圧Vjの温度変化
を補償することができる。
では、温度センサ5aによって検出される周囲温度に応
じてトランジスタ3のエミッタ電圧Vaを設定すること
が可能である。すなわち、周囲温度に対するバイアス電
圧Vjの変化を補償するように、電圧データを温度アド
レス(すなわち周囲温度)に対応させてROM5cに記
憶させておくことにより、バイアス電圧Vjの温度変化
を補償することができる。
【0012】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。図2に示すように、本実施形態のAPDバイアス
回路図は、抵抗Rに並列にツェナー・ダイオードZDを
付加すると共に、デジタル温度補償回路5にROM5c
の動作を制御するコントローラ5eを付加してデジタル
温度補償回路5’としたものである。
する。図2に示すように、本実施形態のAPDバイアス
回路図は、抵抗Rに並列にツェナー・ダイオードZDを
付加すると共に、デジタル温度補償回路5にROM5c
の動作を制御するコントローラ5eを付加してデジタル
温度補償回路5’としたものである。
【0013】図3は、本APDバイアス回路の作動を示
すフローチャートである。温度とAPD1に入射する光
の光強度が設定され(ステップS1,S2)、続いて電
圧データが「0」に初期設定される(ステップS3)。
そして、例えばプリアンプ2の出力においてAPD1に
よって検出された検出光の強度信号(光検出信号)の誤
り率が測定される(ステップS4)。
すフローチャートである。温度とAPD1に入射する光
の光強度が設定され(ステップS1,S2)、続いて電
圧データが「0」に初期設定される(ステップS3)。
そして、例えばプリアンプ2の出力においてAPD1に
よって検出された検出光の強度信号(光検出信号)の誤
り率が測定される(ステップS4)。
【0014】そして、この誤り率が規定誤り率を満たし
ていない場合(ステップS5)、コントローラ5eは、
エミッタ電圧Vaを増加させるようにROM5cからD
/Aコンバータ5dに出力する電圧データを「1」増加
させ(ステップS6)、再度上記誤り率を測定すること
を繰り返す。この結果、誤り率が規定誤り率を満たす状
態になると、所望温度範囲の全ての温度について電圧デ
ータの設定が終了していなければ(ステップS7)、こ
のときにROM5cからD/Aコンバータ5dに出力さ
れている修正された電圧データ(ステップS8)が、上
記温度センサー5aに基づいて設定された温度アドレス
に書き込まれる(ステップS9)。
ていない場合(ステップS5)、コントローラ5eは、
エミッタ電圧Vaを増加させるようにROM5cからD
/Aコンバータ5dに出力する電圧データを「1」増加
させ(ステップS6)、再度上記誤り率を測定すること
を繰り返す。この結果、誤り率が規定誤り率を満たす状
態になると、所望温度範囲の全ての温度について電圧デ
ータの設定が終了していなければ(ステップS7)、こ
のときにROM5cからD/Aコンバータ5dに出力さ
れている修正された電圧データ(ステップS8)が、上
記温度センサー5aに基づいて設定された温度アドレス
に書き込まれる(ステップS9)。
【0015】同様にして、他の温度でも上述した処理が
繰り返し実行されることにより、最終的に、操作上の温
度範囲に亘る温度アドレスに対して、誤り率が規定誤り
率を満たすように設定された電圧データがROM5cに
書き込まれる。
繰り返し実行されることにより、最終的に、操作上の温
度範囲に亘る温度アドレスに対して、誤り率が規定誤り
率を満たすように設定された電圧データがROM5cに
書き込まれる。
【0016】このようにして電圧データがROM5cに
一旦書き込まれると、APD1の使用中では温度センサ
ー5aよってAPD1の周囲温度が感知され、この周囲
温度によって指定された温度アドレスの電圧データがR
OM5cから読み出されてD/A変換機5dに供給さ
れ、この結果トランジスタ3のエミッタ電圧Vaが調節
され、最終的にバイアス電圧Vjが光検出信号の誤り率
が規定誤り率を満たす最適状態に調整される。
一旦書き込まれると、APD1の使用中では温度センサ
ー5aよってAPD1の周囲温度が感知され、この周囲
温度によって指定された温度アドレスの電圧データがR
OM5cから読み出されてD/A変換機5dに供給さ
れ、この結果トランジスタ3のエミッタ電圧Vaが調節
され、最終的にバイアス電圧Vjが光検出信号の誤り率
が規定誤り率を満たす最適状態に調整される。
【0017】図4は、本実施形態におけるバイアス電圧
Vjのシミュレーション結果である。回路温度に応じて
バイアス電圧Vjを異なる値に補償し、光検出信号の誤
り率が規定誤り率を満たすように最適のバイアス電圧V
jに設定されている。
Vjのシミュレーション結果である。回路温度に応じて
バイアス電圧Vjを異なる値に補償し、光検出信号の誤
り率が規定誤り率を満たすように最適のバイアス電圧V
jに設定されている。
【0018】上記各実施形態によれば、APD1の伝達
関数上の温度効果をデジタル式に補償し、光検出信号の
ビット誤り率が規定誤り率を満たすように光検出信号の
SN比を維持することができる。すなわち、APD1を
搭載する部品や装置をバイアス電圧VjとAPD1の利
得要素を手動調整する必要がなく、製造することができ
る。
関数上の温度効果をデジタル式に補償し、光検出信号の
ビット誤り率が規定誤り率を満たすように光検出信号の
SN比を維持することができる。すなわち、APD1を
搭載する部品や装置をバイアス電圧VjとAPD1の利
得要素を手動調整する必要がなく、製造することができ
る。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わるA
PDバイアス回路によれば、所望の温度範囲に亘ってバ
イアス電圧の温度変化が自動的に補償されるので、光検
出信号のSN比を所定の値に維持することができる。し
たがって、バイアス電圧Vjを手動調整することなく、
APDを搭載する部品や装置を製造することができる。
PDバイアス回路によれば、所望の温度範囲に亘ってバ
イアス電圧の温度変化が自動的に補償されるので、光検
出信号のSN比を所定の値に維持することができる。し
たがって、バイアス電圧Vjを手動調整することなく、
APDを搭載する部品や装置を製造することができる。
【図1】 本発明の一実施形態の機能構成を示す回路図
である。
である。
【図2】 本発明の他の実施形態の機能構成を示す回路
図である。
図である。
【図3】 本発明の他の実施形態の動作を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図4】 本発明の他の実施形態におけるバイアス電圧
の変化特性を示すグラフである。
の変化特性を示すグラフである。
【図5】 従来のAPDバイアス回路の一例を示す回路
図である。
図である。
【図6】 従来のAPDバイアス回路におけるバイアス
電圧の変化特性を示すグラフである。
電圧の変化特性を示すグラフである。
1……APD(アバランシェ・フォト・ダイオード) 2……プリアンプ 3……トランジスタ(電圧制御手段) 4……電源 5,5’……デジタル温度補償回路 5a……温度センサー 5b……A/Dコンバータ 5c……ROM(記憶手段) 5d……D/Aコンバータ 5e……コントローラ R……抵抗 ZD……ツェナー・ダイオード
Claims (2)
- 【請求項1】 入射光の光強度に応じた光検出信号を出
力するAPD(1)に所定のバイアス電圧を印加するバ
イアス回路であって、 APD(1)の周囲温度を検出する温度センサー(5
a)と、 前記温度センサー(5a)の検出信号をデジタル信号に
変換するA/Dコンバータ(5b)と、 前記周囲温度に対するバイアス電圧Vjの変化を補償す
るように各温度に対応させたアドレスに電圧データを予
め記憶し、前記デジタル信号によって指定されたアドレ
スの電圧データを読み出す記憶手段(5c)と、 前記電圧データをアナログ電圧に変換するD/Aコンバ
ータ(5d)と、 前記アナログ電圧に基づいてAPD(1)に供給するバ
イアス電圧Vjを制御する電圧制御手段(3)と、 を具備することを特徴とするAPDバイアス回路。 - 【請求項2】 記憶手段(5c)は、光検出信号の誤り
率が各温度において所定の規定誤り率を満足するように
設定された電圧データを記憶することを特徴とする請求
項1記載のAPDバイアス回路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10344633A JP2000171295A (ja) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | Apdバイアス回路 |
EP99123214A EP1006591A2 (en) | 1998-12-03 | 1999-11-25 | Circuit, method and record medium for applying DC bias voltage to avalanche photodiode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10344633A JP2000171295A (ja) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | Apdバイアス回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000171295A true JP2000171295A (ja) | 2000-06-23 |
Family
ID=18370780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10344633A Pending JP2000171295A (ja) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | Apdバイアス回路 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1006591A2 (ja) |
JP (1) | JP2000171295A (ja) |
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US12123773B2 (en) | 2021-03-31 | 2024-10-22 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Voltage control system |
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RU2239205C2 (ru) * | 2002-07-15 | 2004-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное конструкторское бюро точного приборостроения" Российского агентства по обычным вооружениям | Устройство для обнаружения оптических и оптико-электронных приборов (варианты) |
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RU2248670C2 (ru) * | 2003-04-03 | 2005-03-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "Катарсис" | Устройство включения лавинного фотодиода в приемнике оптического излучения |
RU2248099C2 (ru) * | 2003-04-25 | 2005-03-10 | Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого | Устройство оптической линии связи |
RU2251214C1 (ru) * | 2003-08-06 | 2005-04-27 | Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого | Бортовой ретранслятор |
RU2262200C1 (ru) * | 2004-02-09 | 2005-10-10 | Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого | Устройство оптической линии связи |
RU2292117C1 (ru) * | 2005-05-14 | 2007-01-20 | Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого | Бортовой ретранслятор системы связи (варианты) и способ ретрансляции широкополосных сигналов |
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DE202008018045U1 (de) | 2008-05-02 | 2011-05-19 | Borosak, Marko | Impulslaserstrahldetektor mit verbesserter Sonnen- und Temperaturkompensation |
US8309926B2 (en) | 2008-05-02 | 2012-11-13 | Marko Borosak | Pulsed-laser beam detector with improved sun and temperature compensation |
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GB2542811A (en) | 2015-09-30 | 2017-04-05 | Stmicroelectronics (Research & Development) Ltd | Sensing apparatus having a light sensitive detector |
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US12113088B2 (en) | 2018-12-12 | 2024-10-08 | Hamamatsu Photonics K.K. | Light detection device |
CN113167643B (zh) | 2018-12-12 | 2024-05-28 | 浜松光子学株式会社 | 光检测装置及光检测装置的制造方法 |
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RU2750443C1 (ru) * | 2020-11-26 | 2021-06-28 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Способ приема сигналов |
-
1998
- 1998-12-03 JP JP10344633A patent/JP2000171295A/ja active Pending
-
1999
- 1999-11-25 EP EP99123214A patent/EP1006591A2/en not_active Withdrawn
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