JP2007159020A

JP2007159020A - Current-voltage conversion circuit

Info

Publication number: JP2007159020A
Application number: JP2005355007A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kimura; 博木村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2007-06-21

Abstract

【課題】光通信システム等において使用される電流電圧変換回路において、プロセス変動、温度変動、電源電圧変動、入力容量の大幅な変動等に関係なく、常に安定した出力波形を得られるようにする。
【解決手段】ゲインが可変できるトランスインピーダンス型増幅器１１０を設ける。また、トランスインピーダンス型増幅器１１０の出力のオーバーシュート量を検出し、検出したオーバーシュート量に応じた電圧の信号を出力するオーバーシュート検出回路１２０を設ける。そして、オーバーシュート検出回路１２０の出力電圧でトランスインピーダンス型増幅器１１０のゲインを制御する。
【選択図】図１
In a current-voltage conversion circuit used in an optical communication system or the like, it is possible to always obtain a stable output waveform regardless of process fluctuations, temperature fluctuations, power supply voltage fluctuations, large fluctuations in input capacitance, and the like.
A transimpedance amplifier 110 having a variable gain is provided. In addition, an overshoot detection circuit 120 is provided that detects an overshoot amount of the output of the transimpedance amplifier 110 and outputs a voltage signal corresponding to the detected overshoot amount. Then, the gain of the transimpedance amplifier 110 is controlled by the output voltage of the overshoot detection circuit 120.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、光通信システム等において使用される電流電圧変換回路に関するものである。 The present invention relates to a current-voltage conversion circuit used in an optical communication system or the like.

光通信システム等に用いられる光受信回路では、光ファイバからの光信号がフォトダイオードにより電流に変換された後に、まず電流電圧変換回路によって、当該電流が電圧信号に変換される。この電流電圧変換は、通常は反転増幅器とその入出力端子間に接続された帰還抵抗Ｒｆから構成されるトランスインピーダンス型増幅器により行われる。 In an optical receiver circuit used in an optical communication system or the like, after an optical signal from an optical fiber is converted into a current by a photodiode, the current is first converted into a voltage signal by a current-voltage converter circuit. This current-voltage conversion is usually performed by a transimpedance amplifier composed of an inverting amplifier and a feedback resistor Rf connected between its input / output terminals.

トランスインピーダンス型増幅器は、高変換利得と低雑音特性を容易に実現できる反面、入力端子に寄生する容量や反転増幅器の特性ばらつきにより、その周波数特性が大きく変化する。ワンポールシステムの反転増幅器を仮定した場合、トランスインピーダンス型増幅器の伝達関数は以下のように表される。 Transimpedance amplifiers can easily achieve high conversion gain and low noise characteristics, but their frequency characteristics change greatly due to parasitic capacitance at the input terminal and variations in characteristics of the inverting amplifier. Assuming an inverting amplifier of a one-pole system, the transfer function of a transimpedance amplifier is expressed as follows.

例えば、入力端子に寄生する容量（Ｃｉｎ）が小さくなると、ダンピング係数ζが減少し、帰還量が増大する。これにともないωｎが増大するが、反転増幅器の帯域ωｈは変化がないので、ωｎがωｈに漸近することになる。 For example, when the capacitance (Cin) parasitic on the input terminal is reduced, the damping coefficient ζ is reduced and the feedback amount is increased. As a result, ωn increases. However, since the band ωh of the inverting amplifier does not change, ωn becomes asymptotic to ωh.

しかし、安定した動作のためにはωｈ＞ωｎである必要があるため、ωｎがωｈに漸近するにしたがって不安定動作となり、最終的には発振することになる。 However, since ωh> ωn is necessary for stable operation, the operation becomes unstable as ωn becomes asymptotic to ωh, and finally oscillates.

このため、通常は使用するフォトダイオードの寄生容量に合わせて反転増幅器を最適化設計し、発振を防ぐようにしている。 For this reason, an inverting amplifier is usually designed to be optimized in accordance with the parasitic capacitance of the photodiode used to prevent oscillation.

しかしながら、上記のトランスインピーダンス型増幅器では、プロセス変動、トランジスタや抵抗等のデバイスばらつき、温度変動、電源電圧変動等による反転増幅器の特性変動、フォトダイオードの寄生容量のばらつき、使用するフォトダイオードの変更による入力端子容量の変化等により、動作が不安定となり、出力が大きくオーバーシュートしたり、リンギングが発生したり、極端な場合は発振状態に陥ってしまうという課題があった。 However, in the above transimpedance type amplifier, process variations, device variations such as transistors and resistors, temperature variations, characteristics variations of the inverting amplifier due to power supply voltage variations, variations in the parasitic capacitance of the photodiodes, and changes in the photodiodes used There has been a problem that the operation becomes unstable due to a change in the input terminal capacitance, the output greatly overshoots, ringing occurs, or in an extreme case, an oscillation state occurs.

本発明は、前記の問題に着目してなされたものであり、プロセス変動、温度変動、電源電圧変動、入力容量の大幅な変動等に関係なく、常に安定した出力波形を得られる発振フリーの電流電圧変換回路を提供することを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and is an oscillation-free current that can always obtain a stable output waveform regardless of process fluctuations, temperature fluctuations, power supply voltage fluctuations, large fluctuations in input capacitance, etc. An object of the present invention is to provide a voltage conversion circuit.

前記の課題を解決するため、請求項１の発明は、
電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換回路であって、
ゲインを可変できる反転増幅器と、
前記反転増幅器の入力端子と出力端子との間に接続された電流電圧変換素子と、
前記反転増幅器の出力のオーバーシュート量を検出するオーバーシュート検出回路とを備え、
前記反転増幅器は、前記オーバーシュート検出回路が検出したオーバーシュート量に応じて、ゲインが変更されるように構成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the invention of claim 1
A current-voltage conversion circuit that converts a current signal into a voltage signal,
An inverting amplifier with variable gain;
A current-voltage conversion element connected between an input terminal and an output terminal of the inverting amplifier;
An overshoot detection circuit for detecting an overshoot amount of the output of the inverting amplifier;
The inverting amplifier is configured such that a gain is changed according to an overshoot amount detected by the overshoot detection circuit.

これにより、発振の危険性がなく、常に安定した出力を得ることができる電流電圧変換回路を実現できる。 As a result, it is possible to realize a current-voltage conversion circuit capable of always obtaining a stable output without risk of oscillation.

また、請求項２の発明は、
請求項１の電流電圧変換回路であって、
前記反転増幅器は差動型であり、差動信号を出力することを特徴とする。 The invention of claim 2
The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The inverting amplifier is of a differential type and outputs a differential signal.

これにより、ノイズ耐性の強化を図ることができる。 Thereby, noise tolerance can be enhanced.

また、請求項３の発明は、
請求項１の電流電圧変換回路であって、
前記オーバーシュート検出回路は、
前記反転増幅器の出力信号が入力されるローパスフィルターと、
入力された信号のピーク値を検出し、検出したピーク値に応じた電圧を出力する第１および第２のピーク検出回路と、
第１および第２の入力信号が入力される積分回路とを備え、
前記第１のピーク検出回路は、前記反転増幅器の出力信号が入力され、
前記第２のピーク検出回路は、前記ローパスフィルターの出力信号が入力され、
前記積分回路は、前記第１の入力信号として前記第１のピーク検出回路の出力信号が入力されるとともに、前記第２の入力信号として前記第２のピーク検出回路の出力信号が入力され、前記第１の入力信号の電圧と前記第２の入力信号の電圧との差電圧を積分して前記オーバーシュート量として出力するように構成され、
前記反転増幅器は、前記積分回路の出力に応じて、ゲインが変更されるように構成されていることを特徴とする。 The invention of claim 3
The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The overshoot detection circuit
A low-pass filter to which the output signal of the inverting amplifier is input;
First and second peak detection circuits for detecting a peak value of an input signal and outputting a voltage corresponding to the detected peak value;
An integration circuit to which the first and second input signals are input,
The first peak detection circuit receives an output signal of the inverting amplifier,
The second peak detection circuit receives an output signal of the low-pass filter,
The integration circuit receives the output signal of the first peak detection circuit as the first input signal, and the output signal of the second peak detection circuit as the second input signal. The differential voltage between the voltage of the first input signal and the voltage of the second input signal is integrated and output as the overshoot amount,
The inverting amplifier is configured such that a gain is changed according to an output of the integrating circuit.

これにより、容易な構成でオーバーシュート検出回路を実現することができる。 Thereby, an overshoot detection circuit can be realized with an easy configuration.

また、請求項４の発明は、
請求項１の電流電圧変換回路であって、
前記オーバーシュート検出回路は、
入力された信号のピーク値を検出し、検出したピーク値に応じた電圧を出力する第１および第２のピーク検出回路と、
第１および第２の入力信号が入力される積分回路とを備え、
前記第１および第２のピーク検出回路は、前記反転増幅器の出力信号が入力され、
前記第２のピーク検出回路の応答速度は、前記第１のピーク検出回路の応答速度よりも遅く設定され、
前記積分回路は、前記第１の入力信号として前記第１のピーク検出回路の出力信号が入力されるとともに、前記第２の入力信号として前記第２のピーク検出回路の出力信号が入力され、前記第１の入力信号の電圧と前記第２の入力信号の電圧との差電圧を積分して前記オーバーシュート量として出力するように構成され、
前記反転増幅器は、前記積分回路の出力に応じて、ゲインが変更されるように構成されていることを特徴とする。 The invention of claim 4
The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The overshoot detection circuit
First and second peak detection circuits for detecting a peak value of an input signal and outputting a voltage corresponding to the detected peak value;
An integration circuit to which the first and second input signals are input,
The first and second peak detection circuits receive the output signal of the inverting amplifier,
The response speed of the second peak detection circuit is set slower than the response speed of the first peak detection circuit,
The integration circuit receives the output signal of the first peak detection circuit as the first input signal, and the output signal of the second peak detection circuit as the second input signal. The differential voltage between the voltage of the first input signal and the voltage of the second input signal is integrated and output as the overshoot amount,
The inverting amplifier is configured such that a gain is changed according to an output of the integrating circuit.

これにより、小面積かつ容易な構成でオーバーシュート検出回路を実現することができる。 Thereby, an overshoot detection circuit can be realized with a small area and an easy configuration.

また、請求項５の発明は、
請求項３および請求項４のうちの何れか１項の電流電圧変換回路であって、
前記オーバーシュート検出回路は、
前記第１のピーク検出回路および第２のピーク検出回路のそれぞれに代えて、第１のボトム検出回路および第２のボトム検出回路を備え、
前記第１のボトム検出回路および第２のボトム検出回路は、入力された信号のボトム値を検出し、検出したボトム値に応じた電圧を出力するように構成されていることを特徴とする。 The invention of claim 5
A current-voltage conversion circuit according to any one of claims 3 and 4,
The overshoot detection circuit
In place of each of the first peak detection circuit and the second peak detection circuit, a first bottom detection circuit and a second bottom detection circuit are provided,
The first bottom detection circuit and the second bottom detection circuit are configured to detect a bottom value of an input signal and output a voltage corresponding to the detected bottom value.

これにより、電流電圧変換回路の出力の立下りのオーバーシュートを検出することができる。 As a result, it is possible to detect the overshoot of the output of the current-voltage conversion circuit.

また、請求項６の発明は、
請求項１の電流電圧変換回路であって、
前記オーバーシュート検出回路は、
前記反転増幅器の出力信号が入力されるローパスフィルターと、
入力された信号のピーク値を検出し、検出したピーク値に応じた電圧を出力する第１および第２のピーク検出回路と、
第１および第２の入力信号がそれぞれ入力され、前記第１の入力信号の電圧と前記第２の入力信号の電圧との差電圧を積分する第１および第２の積分回路と、
入力された信号のボトム値を検出し、検出したボトム値に応じた電圧を出力する第１および第２のボトム検出回路とを備え、
前記第１のピーク検出回路は、前記反転増幅器の出力信号が入力され、
前記第２のピーク検出回路は、前記ローパスフィルターの出力信号が入力され、
前記第１のボトム検出回路は、前記反転増幅器の出力信号が入力され、
前記第２のボトム検出回路は、前記ローパスフィルターの出力信号が入力され、
前記第１の積分回路は、前記第１および第２のピーク検出回路の出力信号がそれぞれ前記第１および第２の入力信号として入力され、
前記第２の積分回路は、前記第１および第２のボトム検出回路の出力信号がそれぞれ前記第１および第２の入力信号として入力され、
前記反転増幅器は、前記第１の積分回路および前記第２の積分回路の出力に応じて、ゲインが変更されるように構成されていることを特徴とする。 The invention of claim 6
The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The overshoot detection circuit
A low-pass filter to which the output signal of the inverting amplifier is input;
First and second peak detection circuits for detecting a peak value of an input signal and outputting a voltage corresponding to the detected peak value;
First and second input signals, respectively, and first and second integration circuits for integrating a voltage difference between the voltage of the first input signal and the voltage of the second input signal;
A first and second bottom detection circuit for detecting a bottom value of an input signal and outputting a voltage corresponding to the detected bottom value;
The first peak detection circuit receives an output signal of the inverting amplifier,
The second peak detection circuit receives an output signal of the low-pass filter,
The first bottom detection circuit receives an output signal of the inverting amplifier,
The second bottom detection circuit receives an output signal of the low-pass filter,
The first integration circuit receives the output signals of the first and second peak detection circuits as the first and second input signals, respectively.
The second integration circuit receives the output signals of the first and second bottom detection circuits as the first and second input signals, respectively.
The inverting amplifier is configured such that a gain is changed according to outputs of the first integration circuit and the second integration circuit.

これにより、オーバーシュート量の検出利得が倍加され、より確実かつ高速な安定化作用を実現することが可能となる。 As a result, the detection gain of the overshoot amount is doubled, and it is possible to realize a more reliable and faster stabilization effect.

また、請求項７の発明は、
請求項１の電流電圧変換回路であって、
前記オーバーシュート検出回路は、
入力された信号のピーク値を検出し、検出したピーク値に応じた電圧を出力する第１および第２のピーク検出回路と、
第１および第２の入力信号が入力され、前記第１の入力信号の電圧と前記第２の入力信号の電圧との差電圧を積分する第１および第２の積分回路と、
入力された信号のボトム値を検出し、検出したボトム値に応じた電圧を出力する第１および第２のボトム検出回路とを備え、
前記第２のピーク検出回路の応答速度は、前記第１のピーク検出回路の応答速度よりも遅く設定され、
前記第２のボトム検出回路の応答速度は、前記第１のボトム検出回路の応答速度よりも遅く設定され、
前記第１のピーク検出回路は、前記反転増幅器の出力信号が入力され、
前記第２のピーク検出回路は、前記ローパスフィルターの出力信号が入力され、
前記第１のボトム検出回路は、前記反転増幅器の出力信号が入力され、
前記第２のボトム検出回路は、前記ローパスフィルターの出力信号が入力され、
前記第１の積分回路は、前記第１および第２のピーク検出回路の出力信号がそれぞれ前記第１および第２の入力信号として入力され、
前記第２の積分回路は、前記第１および第２のボトム検出回路の出力信号がそれぞれ前記第１および第２の入力信号として入力され、
前記反転増幅器は、前記第１の積分回路および前記第２の積分回路の出力に応じて、ゲインが変更されるように構成されていることを特徴とする。 The invention of claim 7
The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The overshoot detection circuit
First and second peak detection circuits for detecting a peak value of an input signal and outputting a voltage corresponding to the detected peak value;
First and second integration circuits that receive first and second input signals and integrate a voltage difference between the voltage of the first input signal and the voltage of the second input signal;
A first and second bottom detection circuit for detecting a bottom value of an input signal and outputting a voltage corresponding to the detected bottom value;
The response speed of the second peak detection circuit is set slower than the response speed of the first peak detection circuit,
The response speed of the second bottom detection circuit is set slower than the response speed of the first bottom detection circuit,
The first peak detection circuit receives an output signal of the inverting amplifier,
The second peak detection circuit receives an output signal of the low-pass filter,
The first bottom detection circuit receives an output signal of the inverting amplifier,
The second bottom detection circuit receives an output signal of the low-pass filter,
The first integration circuit receives the output signals of the first and second peak detection circuits as the first and second input signals, respectively.
The second integration circuit receives the output signals of the first and second bottom detection circuits as the first and second input signals, respectively.
The inverting amplifier is configured such that a gain is changed according to outputs of the first integration circuit and the second integration circuit.

これにより、オーバーシュート量の検出利得が倍加され、小面積でより確実かつ高速な安定化作用を実現することが可能となる。 As a result, the detection gain of the overshoot amount is doubled, and it is possible to realize a more stable and faster stabilization operation with a small area.

また、請求項８の発明は、
請求項３、請求項４、請求項６、および請求項７のうちの何れか１項の電流電圧変換回路であって、
前記反転増幅器の入力端子電圧と出力信号とを入力とする差動増幅器をさらに備え、
前記オーバーシュート検出回路は、前記差動増幅器の出力信号が前記反転増幅器の出力信号として入力されるように構成されていることを特徴とする。 The invention of claim 8
A current-voltage conversion circuit according to any one of claims 3, 4, 6, and 7,
A differential amplifier having the input terminal voltage of the inverting amplifier and an output signal as inputs;
The overshoot detection circuit is configured such that an output signal of the differential amplifier is input as an output signal of the inverting amplifier.

これにより、より高精度なオーバーシュート量の検出が可能となり、安定化動作の精度を向上させることができる。 This makes it possible to detect the overshoot amount with higher accuracy and improve the accuracy of the stabilization operation.

また、請求項９の発明は、
請求項８記載の電流電圧変換回路であって、
前記差動増幅器は、ローパスフィルターを介して、前記反転増幅器の入力端子電圧が入力されていることを特徴とする。 The invention of claim 9
The current-voltage conversion circuit according to claim 8, wherein
The differential amplifier is characterized in that the input terminal voltage of the inverting amplifier is inputted through a low-pass filter.

これにより、動作の安定化を図るとともに、電流電圧変換回路の帯域低減を防ぐことができる。 As a result, it is possible to stabilize the operation and to prevent the band of the current-voltage conversion circuit from being reduced.

また、請求項１０の発明は、
請求項１の電流電圧変換回路であって、
前記オーバーシュート検出回路は、
第１および第２の入力信号が入力される積分回路を備え、
前記積分回路は、前記第１の入力信号として前記反転増幅器の出力信号が入力されるとともに、前記第２の入力信号として前記反転増幅器の入力端子電圧が入力され、前記第１の入力信号の電圧が前記第２の入力信号の電圧よりも高い場合に、前記第１の入力信号の電圧と前記第２の入力信号の電圧との差電圧を積分して前記オーバーシュート量として出力するように構成され、
前記反転増幅器は、前記積分回路の出力に応じて、ゲインが変更されるように構成されていることを特徴とする。 The invention of claim 10 provides
The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The overshoot detection circuit
An integrating circuit to which the first and second input signals are input;
The integration circuit receives the output signal of the inverting amplifier as the first input signal and the input terminal voltage of the inverting amplifier as the second input signal, and the voltage of the first input signal. Is higher than the voltage of the second input signal, the difference voltage between the voltage of the first input signal and the voltage of the second input signal is integrated and output as the overshoot amount. And
The inverting amplifier is configured such that a gain is changed according to an output of the integrating circuit.

これにより、より少ない構成要素で、常に安定した出力を得られる電流電圧変換回路を実現することができる。 Thereby, it is possible to realize a current-voltage conversion circuit that can always obtain a stable output with fewer components.

また、請求項１１の発明は、
請求項１の電流電圧変換回路であって、
前記オーバーシュート検出回路は、
入力された信号のピーク値を検出し、検出したピーク値に応じた電圧を出力するピーク検出回路と、
第１および第２の入力信号が入力される積分回路とを備え、
前記ピーク検出回路は、前記反転増幅器の出力信号が入力され、
前記積分回路は、前記第１の入力信号として前記ピーク検出回路の出力信号が入力されるとともに、前記第２の入力信号として前記反転増幅器の入力端子電圧が入力され、前記第１の入力信号の電圧と前記第２の入力信号の電圧との差電圧を積分して前記オーバーシュート量として出力するように構成され、
前記反転増幅器は、前記積分回路の出力に応じて、ゲインが変更されるように構成されていることを特徴とする。 The invention of claim 11
The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The overshoot detection circuit
A peak detection circuit that detects a peak value of the input signal and outputs a voltage corresponding to the detected peak value;
An integration circuit to which the first and second input signals are input,
The peak detection circuit receives an output signal of the inverting amplifier,
The integration circuit receives the output signal of the peak detection circuit as the first input signal, and receives the input terminal voltage of the inverting amplifier as the second input signal. A differential voltage between the voltage and the voltage of the second input signal is integrated and output as the overshoot amount;
The inverting amplifier is configured such that a gain is changed according to an output of the integrating circuit.

これにより、積分回路に求められる高速応答性を緩和することができる。 Thereby, the high-speed response required for the integration circuit can be relaxed.

また、請求項１２の発明は、
請求項１の電流電圧変換回路であって、
前記オーバーシュート検出回路は、
入力された信号のピーク値を検出し、検出したピーク値に応じた電圧を出力する第１および第２のピーク検出回路と、
第１および第２の入力信号が入力される積分回路とを備え、
前記第１のピーク検出回路は、前記反転増幅器の出力信号が入力され、
前記第２のピーク検出回路は、前記反転増幅器の入力端子電圧が入力され、
前記積分回路は、前記第１の入力信号として前記第１のピーク検出回路の出力信号が入力されるとともに、前記第２の入力信号として前記第２のピーク検出回路の出力信号が入力され、前記第１の入力信号の電圧と前記第２の入力信号の電圧との差電圧を積分して前記オーバーシュート量として出力するように構成され、
前記反転増幅器は、前記積分回路の出力に応じて、ゲインが変更されるように構成されていることを特徴とする。 The invention of claim 12
The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The overshoot detection circuit
First and second peak detection circuits for detecting a peak value of an input signal and outputting a voltage corresponding to the detected peak value;
An integration circuit to which the first and second input signals are input,
The first peak detection circuit receives an output signal of the inverting amplifier,
The second peak detection circuit receives an input terminal voltage of the inverting amplifier,
The integration circuit receives the output signal of the first peak detection circuit as the first input signal, and the output signal of the second peak detection circuit as the second input signal. The differential voltage between the voltage of the first input signal and the voltage of the second input signal is integrated and output as the overshoot amount,
The inverting amplifier is configured such that a gain is changed according to an output of the integrating circuit.

これにより、高速応答性に優れたピーク検出回路の使用が可能となる。 This makes it possible to use a peak detection circuit that is excellent in high-speed response.

また、請求項１３の発明は、
請求項１０から請求項１２のうちの何れか１項の電流電圧変換回路であって、
前記反転増幅器の入力端子電圧を入力としたローパルフィルターをさらに備え、
前記オーバーシュート検出回路は、前記ローパルフィルターの出力が入力されていることを特徴とする。 The invention of claim 13
A current-voltage conversion circuit according to any one of claims 10 to 12,
Further comprising a low-pass filter having the input terminal voltage of the inverting amplifier as an input,
The overshoot detection circuit receives the output of the low-pass filter.

また、請求項１４の発明は、
請求項３、請求項４、請求項６、請求項７、および請求項１０から請求項１２のうちの何れか１項の電流電圧変換回路であって、
前記反転増幅回路における入力トランジスタは、負荷として可変インピーダンス素子が接続され、
前記積分回路は、前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを制御して、前記反転増幅回路のゲインを制御するように構成されていることを特徴とする。 The invention of claim 14
A current-voltage conversion circuit according to any one of claims 3, 4, 6, 7, and 10 to 12,
The input transistor in the inverting amplifier circuit is connected to a variable impedance element as a load,
The integration circuit is configured to control the gain of the inverting amplifier circuit by controlling the impedance of the variable impedance element.

これにより、簡易な構成で反転増幅器の利得を制御することができる。 As a result, the gain of the inverting amplifier can be controlled with a simple configuration.

また、請求項１５の発明は、
請求項１４の電流電圧変換回路であって、
前記可変インピーダンス素子は、抵抗素子と、前記抵抗素子と並列または直列に接続されたそれぞれＭＯＳトランジスタとで構成され、
前記反転増幅回路は、前記ＭＯＳトランジスタのゲート電圧が前記オーバーシュート検出回路で制御されることによって、ゲインが制御されることを特徴とする。 The invention of claim 15
The current-voltage conversion circuit according to claim 14,
The variable impedance element includes a resistance element and a MOS transistor connected in parallel or in series with the resistance element,
The inverting amplifier circuit is characterized in that the gain is controlled by controlling the gate voltage of the MOS transistor by the overshoot detection circuit.

これにより、容易にインピーダンスを制御することができる。 Thereby, impedance can be easily controlled.

また、請求項１６の発明は、
請求項３、請求項４、請求項６、請求項７、および請求項１０から請求項１２のうちの何れか１項の電流電圧変換回路であって、
前記積分回路は、所定の時定数で放電するように構成されることを特徴とする。 The invention of claim 16
A current-voltage conversion circuit according to any one of claims 3, 4, 6, 7, and 10 to 12,
The integrating circuit is configured to discharge with a predetermined time constant.

また、請求項１７の発明は、
請求項３、請求項４、請求項６、請求項７、請求項１１、請求項１２、および請求項１４の何れか１項の電流電圧変換回路であって、
前記ピーク検出回路またはボトム検出回路は、所定の時定数で放電するように構成されていることを特徴とする。 The invention of claim 17
A current-voltage conversion circuit according to any one of claim 3, claim 4, claim 6, claim 7, claim 11, claim 12, and claim 14,
The peak detection circuit or the bottom detection circuit is configured to discharge with a predetermined time constant.

これらにより、フィードバックによる反転増幅器の利得の最適化動作を確実に行うことが可能になる。 Accordingly, it is possible to reliably perform the optimizing operation of the gain of the inverting amplifier by feedback.

また、請求項１８の発明は、
請求項１の電流電圧変換回路であって、
前記オーバーシュート検出回路は、
少なくとも１つ以上のコンパレータを有するコンパレータ群と、
各コンパレータの出力結果に応じた出力電圧を発生する電圧発生回路とを備え、
各コンパレータは、一方の入力信号として前記反転増幅回路の出力信号が入力され、他方の入力信号としてそれぞれ所定の電圧が入力され、
前記反転増幅回路における入力トランジスタは、負荷として可変インピーダンス素子が接続され、
前記反転増幅回路は、前記電圧発生回路の出力電圧により、前記可変インピーダンス素子のインピーダンスが制御されることによって、前記反転増幅回路のゲインが制御されることを特徴とする。 The invention of claim 18
The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The overshoot detection circuit
A group of comparators having at least one comparator;
A voltage generation circuit that generates an output voltage according to the output result of each comparator,
Each comparator receives an output signal of the inverting amplifier circuit as one input signal, and a predetermined voltage as the other input signal,
The input transistor in the inverting amplifier circuit is connected to a variable impedance element as a load,
The inverting amplifier circuit is characterized in that the gain of the inverting amplifier circuit is controlled by controlling the impedance of the variable impedance element according to the output voltage of the voltage generation circuit.

これにより、高速応答が可能になり、バースト状の信号においても容易に対応することが可能になる。 As a result, a high-speed response is possible, and it is possible to easily cope with a burst signal.

また、請求項１９の発明は、
請求項１の電流電圧変換回路であって、
前記反転増幅回路における入力トランジスタは、直列接続された複数の抵抗素子が負荷として接続され、
前記反転増幅回路は、前記抵抗素子同士の接続点と電源との間に接続されたスイッチからなるスイッチ群を有するものであり、
前記オーバーシュート検出回路は、
少なくとも１つ以上のコンパレータを有するコンパレータ群と、
各コンパレータの出力結果に応じて前記スイッチ群のオンオフを制御するスイッチ制御回路とを有し、
前記反転増幅回路は、前記スイッチ制御回路により、前記スイッチ群のオンオフが制御されることによって、ゲインが制御されることを特徴とする。 The invention of claim 19
The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The input transistor in the inverting amplifier circuit is connected as a load a plurality of resistance elements connected in series,
The inverting amplifier circuit includes a switch group including switches connected between a connection point between the resistance elements and a power source,
The overshoot detection circuit
A group of comparators having at least one comparator;
A switch control circuit for controlling on / off of the switch group according to the output result of each comparator,
The inverting amplifier circuit is characterized in that the gain is controlled by controlling the on / off of the switch group by the switch control circuit.

これにより、デジタル制御による高速応答が可能であり、バースト状の信号においても容易に対応することが可能になる。 Thus, high-speed response by digital control is possible, and it is possible to easily cope with a burst signal.

また、請求項２０の発明は、
請求項１８の電流電圧変換回路であって、
前記可変インピーダンス素子は、抵抗素子の両端に、ＭＯＳトランジスタのソース端子およびドレイン端子がそれぞれ接続されたものであり、ゲート電圧が前記電圧発生回路で制御されることによって、インピーダンスが制御されることを特徴とする。 The invention of claim 20 provides
The current-voltage conversion circuit according to claim 18, wherein
In the variable impedance element, a source terminal and a drain terminal of a MOS transistor are connected to both ends of a resistance element, respectively, and the impedance is controlled by controlling the gate voltage by the voltage generation circuit. Features.

また、請求項２１の発明は、
請求項１９の電流電圧変換回路であって、
各スイッチは、ＭＯＳトランジスタのソース端子およびドレイン端子が、それぞれ前記接続点と電源とに接続されたものであり、
前記反転増幅回路は、各スイッチを構成するＭＯＳトランジスタのゲート電圧が、前記スイッチ制御回路で制御されることによって、ゲインが制御されることを特徴とする。 The invention of claim 21
The current-voltage converter circuit according to claim 19,
Each switch has a source terminal and a drain terminal of a MOS transistor connected to the connection point and a power source, respectively.
The inverting amplifier circuit is characterized in that a gain is controlled by controlling a gate voltage of a MOS transistor constituting each switch by the switch control circuit.

これらにより、容易にインピーダンスの制御を行うことができる。 Thus, the impedance can be easily controlled.

また、請求項２２の発明は、
請求項１８から請求項１９のうちの何れか１項の電流電圧変換回路であって、
前記コンパレータ群は、各コンパレータをリセットするリセット回路を有することを特徴とする。 The invention of claim 22
The current-voltage conversion circuit according to any one of claims 18 to 19,
The comparator group includes a reset circuit that resets each comparator.

これにより、容易に初期状態に戻すことができ、バースト状の信号に対しても対応することが可能になる。 Thereby, it is possible to easily return to the initial state, and it is possible to cope with a burst signal.

本発明によれば、出力波形オーバーシュートを検出に応じて増幅器の利得が最適化されるので、例えばプロセス変動、温度変動、電源電圧変動、入力容量の大幅な変動等があっても、常に安定した出力波形を得られる。 According to the present invention, the gain of the amplifier is optimized according to the detection of the output waveform overshoot, so that it is always stable even if there is a process variation, a temperature variation, a power supply voltage variation, a large variation in input capacitance, etc. Output waveform can be obtained.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１に係る電流電圧変換回路１００の構成を示すブロック図である。電流電圧変換回路１００は、同図に示すようにトランスインピーダンス型増幅器１１０とオーバーシュート検出回路１２０とを備え、光信号を電流に変換するフォトダイオード１３０が接続されている。 Embodiment 1 of the Invention
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a current-voltage conversion circuit 100 according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in the figure, the current-voltage conversion circuit 100 includes a transimpedance amplifier 110 and an overshoot detection circuit 120, to which a photodiode 130 that converts an optical signal into a current is connected.

トランスインピーダンス型増幅器１１０は電流電圧変換素子１１１と反転増幅器１１２を備えて構成されている。 The transimpedance amplifier 110 includes a current-voltage conversion element 111 and an inverting amplifier 112.

電流電圧変換素子１１１は、電流を電圧信号に変換するもので、反転増幅器１１２の入力端子と出力端子の間に接続されている。電流電圧変換素子１１１としては、通常は抵抗が用いられる。 The current-voltage conversion element 111 converts a current into a voltage signal, and is connected between the input terminal and the output terminal of the inverting amplifier 112. As the current-voltage conversion element 111, a resistor is usually used.

反転増幅器１１２は、負荷部１１３、Ｎチャネルトランジスタ１１４（入力トランジスタ）、Ｎチャネルトランジスタ１１５、および電流源１１６を備え、フォトダイオード１３０からの電流が入力されている。 The inverting amplifier 112 includes a load unit 113, an N-channel transistor 114 (input transistor), an N-channel transistor 115, and a current source 116, and the current from the photodiode 130 is input thereto.

負荷部１１３は、Ｐチャネルトランジスタ１１７と負荷抵抗１１８とを備えて構成されている。Ｐチャネルトランジスタ１１７は、両端に負荷抵抗１１８が並列に接続され、負荷抵抗１１８のゲート端子の電位がオーバーシュート検出回路１２０によって制御されるようになっている。 The load unit 113 includes a P-channel transistor 117 and a load resistor 118. The P-channel transistor 117 has a load resistor 118 connected in parallel at both ends, and the potential of the gate terminal of the load resistor 118 is controlled by the overshoot detection circuit 120.

これにより、負荷部１１３のインピーダンスは、オーバーシュート検出回路１２０の制御に応じて変化し、反転増幅器１１２の利得が制御される。なお、図１に示した例ではＰチャネルトランジスタ１１７と負荷抵抗１１８が並列に接続されているが、これらを直列に接続する構成でもよい。 Thereby, the impedance of the load unit 113 changes according to the control of the overshoot detection circuit 120, and the gain of the inverting amplifier 112 is controlled. In the example shown in FIG. 1, the P-channel transistor 117 and the load resistor 118 are connected in parallel. However, a configuration in which these are connected in series may be used.

一方、オーバーシュート検出回路１２０は、ローパスフィルター１２１（図中ではＬＰＦと表記）、第１のピーク検出回路１２２、第２のピーク検出回路１２３（図中では、「第１の」、「第２の」の表記を省略している。）、および積分回路１２４を備えて構成されている。 On the other hand, the overshoot detection circuit 120 includes a low-pass filter 121 (denoted as LPF in the figure), a first peak detection circuit 122, and a second peak detection circuit 123 (in the figure, “first”, “second” ”Is omitted.), And an integration circuit 124 is provided.

ローパスフィルター１２１は、トランスインピーダンス型増幅器１１０の出力信号から高周波成分をカットして第２のピーク検出回路１２３に出力するようになっている。 The low-pass filter 121 cuts a high frequency component from the output signal of the transimpedance amplifier 110 and outputs it to the second peak detection circuit 123.

トランスインピーダンス型増幅器１１０の位相余裕がなくなって動作が不安定になり、発振に近い状態になると、その出力波形にオーバーシュートが発生するようになる。その様子を図２に示す。図１に示すＡ〜Ｄ点における波形が、図２に示すＡ〜Ｄの波形に相当している。 When the phase impedance of the transimpedance amplifier 110 is lost, the operation becomes unstable, and when the state becomes close to oscillation, an overshoot occurs in the output waveform. This is shown in FIG. The waveforms at points A to D shown in FIG. 1 correspond to the waveforms of A to D shown in FIG.

第１のピーク検出回路１２２は、トランスインピーダンス型増幅器１１０の出力波形に発生した立ち上がりのオーバーシュート波形（図２に示す波形Ａ）のピーク値（図２に示すピーク値Ｃ）を検出し保持するようになっている。 The first peak detection circuit 122 detects and holds the peak value (peak value C shown in FIG. 2) of the rising overshoot waveform (waveform A shown in FIG. 2) generated in the output waveform of the transimpedance amplifier 110. It is like that.

第２のピーク検出回路１２３は、ローパスフィルター１２１を介して入力されたトランスインピーダンス型増幅器１１０の出力信号におけるピーク値を検出し保持するようになっている。すなわち、第２のピーク検出回路１２３は、ローパスフィルター１２１によって前記出力信号における立ち上がりのオーバーシュート部分が削除された波形（すなわち理想の出力波形）のピーク値（図２に示す波形Ｂのピーク値Ｄ）を検出する。 The second peak detection circuit 123 detects and holds a peak value in the output signal of the transimpedance amplifier 110 input via the low-pass filter 121. That is, the second peak detection circuit 123 has a peak value (a peak value D of the waveform B shown in FIG. 2) of a waveform (that is, an ideal output waveform) in which the rising overshoot portion in the output signal is deleted by the low-pass filter 121. ) Is detected.

第１のピーク検出回路１２２および第２のピーク検出回路１２３は、具体的には図３に示すように、ＭＯＳトランジスタのソース端子に容量Ｃと抵抗Ｒが接続された簡易な構成を用いることができる。抵抗は、所定の時定数で放電させるためのものである。本ピーク検出回路は、オープンループ構成であるため、高速な応答が可能である。上記のように構成された第１のピーク検出回路１２２と第２のピーク検出回路１２３とは、検出したオーバーシュート量に応じた電圧の信号を積分回路１２４に出力する。 Specifically, as shown in FIG. 3, the first peak detection circuit 122 and the second peak detection circuit 123 use a simple configuration in which a capacitor C and a resistor R are connected to the source terminal of the MOS transistor. it can. The resistor is for discharging with a predetermined time constant. Since this peak detection circuit has an open loop configuration, a high-speed response is possible. The first peak detection circuit 122 and the second peak detection circuit 123 configured as described above output a voltage signal corresponding to the detected overshoot amount to the integration circuit 124.

積分回路１２４は、第１の入力端子Ｉｎ１と第２の入力端子Ｉｎ２を備え、第１の入力端子電圧Ｖ（Ｉｎ１）と第２の入力端子電圧Ｖ（Ｉｎ２）の差電圧Ｖ（Ｉｎ１）−Ｖ（Ｉｎ２）を積分するようになっている。本実施形態においては、第１の入力端子Ｉｎ１には第１のピーク検出回路１２２の出力信号が入力され、第２の入力端子Ｉｎ２には第２のピーク検出回路１２３の出力信号が入力されている。 The integrating circuit 124 includes a first input terminal In1 and a second input terminal In2, and a differential voltage V (In1) − between the first input terminal voltage V (In1) and the second input terminal voltage V (In2) −. V (In2) is integrated. In the present embodiment, the output signal of the first peak detection circuit 122 is input to the first input terminal In1, and the output signal of the second peak detection circuit 123 is input to the second input terminal In2. Yes.

積分回路１２４は、具体的には図４に示すように、電圧電流変換器の出力に、容量Ｃと抵抗Ｒを接続して構成できる。抵抗は、所定の時定数で放電させるためのものである。 Specifically, as shown in FIG. 4, the integration circuit 124 can be configured by connecting a capacitor C and a resistor R to the output of the voltage-current converter. The resistor is for discharging with a predetermined time constant.

なお、積分回路１２４に入力される電圧は、必ずＶ（Ｉｎ１）−Ｖ（Ｉｎ２）≧０となるので、図５に示すように単方向導通素子（この例では、ゲート接地のトランジスタＭ１）を用いて、Ｖ（Ｉｎ１）−Ｖ（Ｉｎ２）≧０の時のみ積分するように構成してもよい。 Since the voltage input to the integrating circuit 124 is always V (In1) −V (In2) ≧ 0, the unidirectional conducting element (in this example, the gate-grounded transistor M1) is connected as shown in FIG. It may be configured to integrate only when V (In1) −V (In2) ≧ 0.

上記の電流電圧変換回路１００において、例えば、トランスインピーダンス型増幅器１１０の出力にオーバーシュートが発生すると、第１のピーク検出回路１２２の出力電圧Ｖ（Ｃ）と第２のピーク検出回路１２３の出力電圧Ｖ（Ｄ）との間に差電圧が生じるようになる（Ｖ（Ｃ）−Ｖ（Ｄ）＞０）。この差電圧はオーバーシュートが大きいほど大きくなる（すなわち、位相余裕が小さく不安定なほど大きくなる）。 In the current-voltage conversion circuit 100, for example, when an overshoot occurs in the output of the transimpedance amplifier 110, the output voltage V (C) of the first peak detection circuit 122 and the output voltage of the second peak detection circuit 123. A difference voltage is generated between V (D) and V (D) (V (C) −V (D)> 0). This differential voltage increases as the overshoot increases (that is, increases as the phase margin decreases and becomes unstable).

したがって、この差電圧を積分回路１２４で積分することにより、トランスインピーダンス型増幅器１１０の不安定度が検知され、不安程度に応じた信号が負荷部１１３にフィードバックされる。すなわち、トランスインピーダンス型増幅器１１０の不安程度に応じ、反転増幅器１１２の利得が制御される。また、上記のように積分回路１２４、第１のピーク検出回路１２２、および第２のピーク検出回路１２３が、所定の時定数で放電するように構成されているので、フィードバックによる反転増幅器１１２の利得最適化動作を確実に行うことが可能になる。 Therefore, by integrating this difference voltage by the integration circuit 124, the degree of instability of the transimpedance amplifier 110 is detected, and a signal corresponding to the degree of anxiety is fed back to the load unit 113. That is, the gain of the inverting amplifier 112 is controlled according to the degree of anxiety of the transimpedance amplifier 110. Further, since the integration circuit 124, the first peak detection circuit 122, and the second peak detection circuit 123 are configured to discharge with a predetermined time constant as described above, the gain of the inverting amplifier 112 by feedback is set. The optimization operation can be performed reliably.

上記の電流電圧変換回路１００における最適化動作のシミュレーション結果（出力波形）を図６に示す。同図に示すように、従来の構成では出力信号が発振しているが、本実施形態では、最初は発振状態にあるが、それを検知して反転増幅器１１２の利得が最適化され、徐々にオーバーシュートが軽減されて出力波形が安定化されて行く。 FIG. 6 shows a simulation result (output waveform) of the optimization operation in the current-voltage conversion circuit 100 described above. As shown in the figure, the output signal oscillates in the conventional configuration, but in this embodiment, it is initially in an oscillation state, but when detected, the gain of the inverting amplifier 112 is optimized, and gradually Overshoot is reduced and the output waveform is stabilized.

以上のように、本実施形態によれば、例えばプロセス変動、温度変動、電源電圧変動、入力容量の大幅な変動等があっても、常に安定した出力波形を得られる。 As described above, according to the present embodiment, for example, a stable output waveform can always be obtained even when there is a process variation, a temperature variation, a power supply voltage variation, a large variation in input capacitance, and the like.

《発明の実施形態２》
図７は、本発明の実施形態２に係る電流電圧変換回路２００の構成を示すブロック図である。電流電圧変換回路２００は、図７に示すように、電流電圧変換回路１００のオーバーシュート検出回路１２０に代えてオーバーシュート検出回路２２０を備えて構成されている。なお、以下に説明する実施形態において、前記実施形態１等と同様の機能を有する構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。 << Embodiment 2 of the Invention >>
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of the current-voltage conversion circuit 200 according to Embodiment 2 of the present invention. As shown in FIG. 7, the current-voltage conversion circuit 200 includes an overshoot detection circuit 220 instead of the overshoot detection circuit 120 of the current-voltage conversion circuit 100. In the embodiments described below, components having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

オーバーシュート検出回路２２０は、オーバーシュート検出回路１２０からローパスフィルター１２１が削除されて構成されている。また、オーバーシュート検出回路２２０では、第２のピーク検出回路１２３の応答の時定数τ２が、第１のピーク検出回路１２２の応答の時定数τ１より大きく設定されている。応答時定数の設定は、例えば図３に示すピーク検出回路において、その保持容量Ｃの値を大きくすることで実現できる。 The overshoot detection circuit 220 is configured by removing the low-pass filter 121 from the overshoot detection circuit 120. In the overshoot detection circuit 220, the response time constant τ2 of the second peak detection circuit 123 is set larger than the response time constant τ1 of the first peak detection circuit 122. The response time constant can be set, for example, by increasing the value of the storage capacitor C in the peak detection circuit shown in FIG.

上記の電流電圧変換回路２００によれば、第２のピーク検出回路１２３は、応答の時定数τ２がτ１に比べて大きく設定されているので、立ち上がりのオーバーシュートに追随することができない。その結果として電流電圧変換回路２００における第２のピーク検出回路１２３の出力は、図２に示す波形Ｂのピーク値Ｄを検出する場合と等価になる。 According to the current-voltage conversion circuit 200 described above, the second peak detection circuit 123 cannot follow the rising overshoot because the response time constant τ2 is set larger than τ1. As a result, the output of the second peak detection circuit 123 in the current-voltage conversion circuit 200 is equivalent to the case of detecting the peak value D of the waveform B shown in FIG.

したがって、本実施形態においてもやはり、オーバーシュートを検出し、それに応じて反転増幅器の利得を最適化することができるので、常に安定した出力波形を得られる電流電圧変換回路の実現が可能となる。しかも本実施形態では、ローパスフィルターが不要なので、回路の小面積化を図ることもできる。 Therefore, also in this embodiment, since overshoot can be detected and the gain of the inverting amplifier can be optimized accordingly, it is possible to realize a current-voltage conversion circuit that can always obtain a stable output waveform. In addition, in this embodiment, since a low-pass filter is unnecessary, the circuit area can be reduced.

なお、上記の実施形態１〜２では、ピーク検出回路で反転増幅器１１２の出力信号の立ち上がりのオーバーシュートを検出する代わりに、立ち下りのオーバーシュートを検出するボトム検出回路を用いても同様の効果を得ることができる。 In the first and second embodiments, the same effect can be obtained by using a bottom detection circuit that detects a falling overshoot instead of detecting a rising overshoot of the output signal of the inverting amplifier 112 by the peak detection circuit. Can be obtained.

《発明の実施形態３》
図８は、本発明の実施形態３に係る電流電圧変換回路３００の構成を示すブロック図である。電流電圧変換回路３００は、図８に示すように、電流電圧変換回路１００のオーバーシュート検出回路１２０に代えてオーバーシュート検出回路３２０を備えて構成されている。 << Embodiment 3 of the Invention >>
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the current-voltage conversion circuit 300 according to Embodiment 3 of the present invention. As shown in FIG. 8, the current-voltage conversion circuit 300 includes an overshoot detection circuit 320 instead of the overshoot detection circuit 120 of the current-voltage conversion circuit 100.

オーバーシュート検出回路３２０は、オーバーシュート検出回路１２０に対しさらに、第１のボトム検出回路３２１、第２のボトム検出回路３２２、および積分回路３２３が追加されている。 The overshoot detection circuit 320 is further provided with a first bottom detection circuit 321, a second bottom detection circuit 322, and an integration circuit 323 in addition to the overshoot detection circuit 120.

第１のボトム検出回路３２１は、トランスインピーダンス型増幅器１１０の出力波形に発生した立ち下がりのオーバーシュート波形におけるボトム値を検出し保持するようになっている。 The first bottom detection circuit 321 detects and holds the bottom value in the falling overshoot waveform generated in the output waveform of the transimpedance amplifier 110.

第２のボトム検出回路３２２は、ローパスフィルター１２１を介して入力されたトランスインピーダンス型増幅器１１０の出力信号におけるボトム値を検出し保持するようになっている。すなわち、積分回路３２３は、ローパスフィルター１２１によって前記出力信号における立下りのオーバーシュート部分が削除された波形のボトム値を検出する。 The second bottom detection circuit 322 detects and holds the bottom value in the output signal of the transimpedance amplifier 110 input via the low-pass filter 121. In other words, the integrating circuit 323 detects the bottom value of the waveform from which the falling overshoot portion in the output signal is deleted by the low-pass filter 121.

上記のように構成された第１のボトム検出回路３２１と第２のボトム検出回路３２２とは、検出したオーバーシュート量に応じた電圧の信号を積分回路１２４に出力する。 The first bottom detection circuit 321 and the second bottom detection circuit 322 configured as described above output a voltage signal corresponding to the detected overshoot amount to the integration circuit 124.

積分回路３２３は、積分回路１２４と同様に構成の回路である。積分回路３２３は、第２のボトム検出回路３２２の出力信号が入力される第１の入力端子Ｉｎ１と、第１のボトム検出回路３２１の出力信号が入力される第２の入力端子Ｉｎ２を備え、第１の入力端子の電圧と第２の入力端子の電圧の差電圧を積分するようになっている。また、積分回路３２３出力と積分回路１２４の出力とは合成されて、負荷部１１３内のＰチャネルトランジスタ１１７に出力されるようになっている。これにより、反転増幅器１１２の利得が制御される。 The integration circuit 323 is a circuit having the same configuration as the integration circuit 124. The integration circuit 323 includes a first input terminal In1 to which the output signal of the second bottom detection circuit 322 is input, and a second input terminal In2 to which the output signal of the first bottom detection circuit 321 is input. The difference voltage between the voltage at the first input terminal and the voltage at the second input terminal is integrated. Further, the output of the integration circuit 323 and the output of the integration circuit 124 are combined and output to the P channel transistor 117 in the load unit 113. Thereby, the gain of the inverting amplifier 112 is controlled.

なお、積分回路１２４と積分回路３２３の出力は、例えば図９に示すように、図４で説明した積分回路を用いて、その保持容量Ｃと放電抵抗Ｒを共有させる構成とすることで合成することができる。 For example, as shown in FIG. 9, the outputs of the integrating circuit 124 and the integrating circuit 323 are synthesized by using the integrating circuit described in FIG. 4 and sharing the storage capacitor C and the discharge resistance R. be able to.

上記の電流電圧変換回路３００では、トランスインピーダンス型増幅器１１０の出力信号の立ち上がり、および立ち下がり両方のオーバーシュートが検出されるので、オーバーシュート量の検出利得が倍加され、より確実かつ高速に利得の最適化動作を行うことが可能になる。 In the current-voltage conversion circuit 300 described above, both the rising and falling overshoots of the output signal of the transimpedance amplifier 110 are detected, so that the detection gain of the overshoot amount is doubled, and the gain can be more reliably and rapidly increased. An optimization operation can be performed.

《発明の実施形態４》
図１０は、本発明の実施形態４に係る電流電圧変換回路４００の構成を示すブロック図である。電流電圧変換回路４００は、図１０に示すように、電流電圧変換回路３００のオーバーシュート検出回路３２０に代えてオーバーシュート検出回路４２０を備えている。オーバーシュート検出回路４２０は、オーバーシュート検出回路３２０からローパスフィルター１２１を省略して構成されている。 << Embodiment 4 of the Invention >>
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a current-voltage conversion circuit 400 according to Embodiment 4 of the present invention. As shown in FIG. 10, the current-voltage conversion circuit 400 includes an overshoot detection circuit 420 instead of the overshoot detection circuit 320 of the current-voltage conversion circuit 300. The overshoot detection circuit 420 is configured by omitting the low-pass filter 121 from the overshoot detection circuit 320.

オーバーシュート検出回路４２０では、第２のピーク検出回路１２３および第２のボトム検出回路３２２の応答時定数τ２は、第１のピーク検出回路１２２および第１のボトム検出回路３２１の応答時定数τ１よりも大きく設定されている。 In the overshoot detection circuit 420, the response time constant τ2 of the second peak detection circuit 123 and the second bottom detection circuit 322 is greater than the response time constant τ1 of the first peak detection circuit 122 and the first bottom detection circuit 321. Is also set larger.

本実施形態でも、応答時定数の設定は、例えば図３に示すピーク検出回路において、その保持容量Ｃの値を大きくすることで実現できる。 Also in the present embodiment, the response time constant can be set by increasing the value of the storage capacitor C in the peak detection circuit shown in FIG. 3, for example.

これにより第２のピーク検出回路１２３の出力は、図２に示す波形Ｂのピーク値Ｄを検出する場合と等価になる。また、第２のボトム検出回路３２２の出力は、ローパスフィルター１２１を通過した信号波形のボトム値を検出する場合と等価になる。 As a result, the output of the second peak detection circuit 123 is equivalent to the case of detecting the peak value D of the waveform B shown in FIG. The output of the second bottom detection circuit 322 is equivalent to the case where the bottom value of the signal waveform that has passed through the low-pass filter 121 is detected.

したがって、本実施形態においてもやはり、トランスインピーダンス型増幅器１１０の出力信号の立ち上がり、および立ち下がり両方のオーバーシュートが検出されるので、オーバーシュート量の検出利得が倍加され、より確実かつ高速に利得の最適化動作を行うことが可能になる。しかも本実施形態では、ローパスフィルターが不要なので、回路の小面積化を図ることもできる。 Therefore, also in this embodiment, since both the rising and falling overshoots of the output signal of the transimpedance amplifier 110 are detected, the detection gain of the overshoot amount is doubled, and the gain is more reliably and rapidly increased. An optimization operation can be performed. In addition, in this embodiment, since a low-pass filter is unnecessary, the circuit area can be reduced.

《発明の実施形態５》
図１１は、本発明の実施形態５に係る電流電圧変換回路５００の構成を示すブロック図である。電流電圧変換回路５００は、図１１に示すように、トランスインピーダンス型増幅器１１０、オーバーシュート検出回路１２０、ローパスフィルター５０１、および差動増幅器５０２（図中ではＡｍｐと表記）を備えて構成されている。 << Embodiment 5 of the Invention >>
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a current-voltage conversion circuit 500 according to Embodiment 5 of the present invention. As shown in FIG. 11, the current-voltage conversion circuit 500 includes a transimpedance amplifier 110, an overshoot detection circuit 120, a low-pass filter 501, and a differential amplifier 502 (denoted as Amp in the figure). .

差動増幅器５０２は、一方の入力端子にトランスインピーダンス型増幅器１１０の出力が入力され、他方の入力端子に、トランスインピーダンス型増幅器１１０の入力端子電圧がローパスフィルター５０１を通して与えられている。差動増幅器５０２の出力は、ローパスフィルター１２１および第１のピーク検出回路１２２に入力されている。 In the differential amplifier 502, the output of the transimpedance amplifier 110 is input to one input terminal, and the input terminal voltage of the transimpedance amplifier 110 is applied to the other input terminal through the low-pass filter 501. The output of the differential amplifier 502 is input to the low-pass filter 121 and the first peak detection circuit 122.

トランスインピーダンス型増幅器１１０の入力端子電圧Ｖｉｎは、図１２に示すように、トランスインピーダンス型増幅器１１０の理想の出力電圧Ｖｏｕｔの最大値に等しい。 The input terminal voltage Vin of the transimpedance amplifier 110 is equal to the maximum value of the ideal output voltage Vout of the transimpedance amplifier 110 as shown in FIG.

上記の構成によれば、トランスインピーダンス型増幅器１１０の出力電圧Ｖｏｕｔの立ち上がり時のオーバーシュートが差動増幅器５０２により増幅され、オーバーシュート検出回路１２０に入力される。したがって本実施形態では、より高精度なオーバーシュート量の検出が可能となり、利得の最適化動作の精度を向上させることができる。 According to the above configuration, the overshoot at the rise of the output voltage Vout of the transimpedance amplifier 110 is amplified by the differential amplifier 502 and input to the overshoot detection circuit 120. Therefore, in this embodiment, it is possible to detect the overshoot amount with higher accuracy, and it is possible to improve the accuracy of the gain optimization operation.

また、ローパスフィルター５０１は、トランスインピーダンス型増幅器１１０の入力端子電圧Ｖｉｎの高周波成分をカットし、差動増幅器５０２への入力信号を安定化させるとともに、差動増幅器５０２の入力端子に寄生する容量がトランスインピーダンス型増幅器１１０の入力端子側へ見えなくする作用もある。これにより、トランスインピーダンス型増幅器１１０の入力端子容量の増大によるトランスインピーダンス帯域の低減を防ぐことが可能になる。 The low pass filter 501 cuts a high frequency component of the input terminal voltage Vin of the transimpedance amplifier 110, stabilizes the input signal to the differential amplifier 502, and has a parasitic capacitance at the input terminal of the differential amplifier 502. The transimpedance amplifier 110 also has an effect of making it invisible to the input terminal side. As a result, it is possible to prevent a reduction in the transimpedance band due to an increase in the input terminal capacitance of the transimpedance amplifier 110.

なお、ローパスフィルター５０１は、必ずしも設けなくても利得の最適化動作の精度を向上自体は可能である。 Note that the accuracy of the gain optimizing operation itself can be improved even if the low-pass filter 501 is not necessarily provided.

また、実施形態２〜４の装置に対しても、ローパスフィルター５０１や差動増幅器５０２を設けてもよい。 Also, the low-pass filter 501 and the differential amplifier 502 may be provided for the devices of the second to fourth embodiments.

《発明の実施形態６》
図１３は、本発明の実施形態６に係る電流電圧変換回路６００の構成を示すブロック図である。電流電圧変換回路６００は、図１３に示すように、トランスインピーダンス型増幅器１１０とオーバーシュート検出回路６２０とを備えている。 Embodiment 6 of the Invention
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a current-voltage conversion circuit 600 according to Embodiment 6 of the present invention. As illustrated in FIG. 13, the current-voltage conversion circuit 600 includes a transimpedance amplifier 110 and an overshoot detection circuit 620.

オーバーシュート検出回路６２０は、ローパスフィルター１２１と積分回路１２４とを備え、トランスインピーダンス型増幅器１１０の出力端子が積分回路１２４の第１の入力端子に接続され、前記トランスインピーダンス型増幅器１１０の入力端子がローパスフィルター１２１を通して積分回路１２４の第２の入力端子に接続されている。 The overshoot detection circuit 620 includes a low-pass filter 121 and an integration circuit 124, the output terminal of the transimpedance amplifier 110 is connected to the first input terminal of the integration circuit 124, and the input terminal of the transimpedance amplifier 110 is The low-pass filter 121 is connected to the second input terminal of the integrating circuit 124.

また、本実施形態では、積分回路１２４は、第１の入力端子の電圧Ｖ（Ｉｎ１）が第２の入力端子の電圧Ｖ（Ｉｎ２）より高い場合、すなわちＶ（Ｉｎ１）＞Ｖ（Ｉｎ２）の場合にのみ入力差電圧を積分するように構成されている。具体的にこのような、単方向の積分作用は、図５に示すような積分回路で実現することができる。 In the present embodiment, the integration circuit 124 is configured such that the voltage V (In1) at the first input terminal is higher than the voltage V (In2) at the second input terminal, that is, V (In1)> V (In2). Only when the input differential voltage is integrated. Specifically, such a unidirectional integration action can be realized by an integration circuit as shown in FIG.

すでに述べたようにトランスインピーダンス型増幅器１１０の入力端子電圧Ｖｉｎは、出力端子電圧Ｖｏｕｔの最大値に等しいので（図１２を参照）、Ｖｏｕｔの立ち上がり時のオーバーシュートを直接検出し、かつ積分するようにしてもよい。すなわち、本実施形態では、実施形態１〜５と比べ、少ない構成要素で、実施形態１〜５と同様の効果を得ることができる。 As described above, since the input terminal voltage Vin of the transimpedance amplifier 110 is equal to the maximum value of the output terminal voltage Vout (see FIG. 12), the overshoot at the rise of Vout is directly detected and integrated. It may be. That is, in the present embodiment, the same effects as those of the first to fifth embodiments can be obtained with fewer components than the first to fifth embodiments.

《発明の実施形態７》
図１４は、本発明の実施形態７に係る電流電圧変換回路７００の構成を示すブロック図である。電流電圧変換回路７００は、図１４に示すように、実施形態６の電流電圧変換回路６００におけるオーバーシュート検出回路６２０に代えてオーバーシュート検出回路７２０を備えて構成されている。 << Embodiment 7 of the Invention >>
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a current-voltage conversion circuit 700 according to Embodiment 7 of the present invention. As illustrated in FIG. 14, the current-voltage conversion circuit 700 includes an overshoot detection circuit 720 instead of the overshoot detection circuit 620 in the current-voltage conversion circuit 600 of the sixth embodiment.

オーバーシュート検出回路７２０は、オーバーシュート検出回路６２０に第１のピーク検出回路１２２を付加して構成されている。具体的には、第１のピーク検出回路１２２は、トランスインピーダンス型増幅器１１０の出力端子と積分回路１２４の第１の入力端子との間に配置されている。 The overshoot detection circuit 720 is configured by adding a first peak detection circuit 122 to the overshoot detection circuit 620. Specifically, the first peak detection circuit 122 is disposed between the output terminal of the transimpedance amplifier 110 and the first input terminal of the integration circuit 124.

電流電圧変換回路６００における積分回路１２４は、トランスインピーダンス型増幅器１１０の出力信号のオーバーシュートを直接積分するため、高速応答性に優れた積分回路である必要があった。 Since the integration circuit 124 in the current-voltage conversion circuit 600 directly integrates the overshoot of the output signal of the transimpedance amplifier 110, the integration circuit 124 needs to be an integration circuit excellent in high-speed response.

しかしながら、本実施形態では、第１のピーク検出回路１２２によってトランスインピーダンス型増幅器１１０の出力信号のピーク値が検出されかつ保持されてから、積分回路１２４に入力されるので、積分回路１２４は高速に応答する必要がない。それゆえ、容易な構成で積分回路１２４を実現することが可能となる。 However, in the present embodiment, since the peak value of the output signal of the transimpedance amplifier 110 is detected and held by the first peak detection circuit 122 and then input to the integration circuit 124, the integration circuit 124 operates at high speed. There is no need to respond. Therefore, the integration circuit 124 can be realized with a simple configuration.

《発明の実施形態８》
図１５は、本発明の実施形態８に係る電流電圧変換回路８００の構成を示すブロック図である。電流電圧変換回路８００は、図１５に示すように、電流電圧変換回路７００のオーバーシュート検出回路７２０に代えてオーバーシュート検出回路８２０を備えて構成されている。 << Embodiment 8 of the Invention >>
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a current-voltage conversion circuit 800 according to Embodiment 8 of the present invention. As illustrated in FIG. 15, the current-voltage conversion circuit 800 includes an overshoot detection circuit 820 instead of the overshoot detection circuit 720 of the current-voltage conversion circuit 700.

オーバーシュート検出回路８２０は、オーバーシュート検出回路７２０に第２のピーク検出回路１２３が付加されて構成されている。具体的には、第２のピーク検出回路１２３は、入力端子がローパスフィルター１２１を介してトランスインピーダンス型増幅器１１０の入力端子と接続され、出力端子が積分回路１２４の第２の入力端子と接続されている。 The overshoot detection circuit 820 is configured by adding a second peak detection circuit 123 to the overshoot detection circuit 720. Specifically, the second peak detection circuit 123 has an input terminal connected to the input terminal of the transimpedance amplifier 110 via the low-pass filter 121 and an output terminal connected to the second input terminal of the integration circuit 124. ing.

電流電圧変換回路７００では、第１のピーク検出回路１２２には、その入出力間にオフセット（レベルシフト）がないことが要求されるが、入出力間にオフセットのないピーク検出回路は一般的にフィードバック系の回路となるため、高速応答が困難となる。 In the current-voltage conversion circuit 700, the first peak detection circuit 122 is required to have no offset (level shift) between its input and output, but a peak detection circuit without an offset between input and output is generally used. Since it becomes a feedback system circuit, high-speed response becomes difficult.

本実施形態では、第２のピーク検出回路１２３が設けられることにより、ピーク検出回路の入出力間にオフセットがある場合でも、積分回路１２４の入力端ではそれが完全にキャンセルされることになる。このため、図３に示すような高速性に優れたオープンループ型のピーク検出回路を使用することができるようになり、容易な回路構成で、発振フリーの電流電圧変換回路を実現することが可能になる。 In the present embodiment, by providing the second peak detection circuit 123, even when there is an offset between the input and output of the peak detection circuit, it is completely canceled at the input terminal of the integration circuit 124. For this reason, it becomes possible to use an open loop type peak detection circuit excellent in high speed as shown in FIG. 3, and an oscillation-free current-voltage conversion circuit can be realized with an easy circuit configuration. become.

なお、実施形態６〜８では、ローパスフィルター１２１は、必ずしも設けなくても利得の最適化動作の精度を向上自体は可能である。 In the sixth to eighth embodiments, the low-pass filter 121 can improve the accuracy of the gain optimization operation itself even if it is not necessarily provided.

《発明の実施形態９》
図１６は、本発明の実施形態９に係る電流電圧変換回路９００の構成を示すブロック図である。電流電圧変換回路９００は、図１６に示すように、トランスインピーダンス型増幅器１１０とオーバーシュート検出回路９２０とを備えて構成されている。 << Ninth Embodiment of the Invention >>
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a current-voltage conversion circuit 900 according to Embodiment 9 of the present invention. As shown in FIG. 16, the current-voltage conversion circuit 900 includes a transimpedance amplifier 110 and an overshoot detection circuit 920.

オーバーシュート検出回路９２０は、少なくとも１つのコンパレータを有するコンパレータ群９２１と、電圧発生回路９２２とを備えて構成されている。 The overshoot detection circuit 920 includes a comparator group 921 having at least one comparator and a voltage generation circuit 922.

コンパレータ群９２１は、本実施形態では、コンパレータ９２３〜９２５の３つのコンパレータ（図中ではＣｍｐと表示）を備えている。各コンパレータは、一方の入力にトランスインピーダンス型増幅器１１０の出力信号が与えられ、他方の入力にそれぞれ所定の電圧が与えられている。ここで、これら所定の電圧は、例えば図１２に示すように、
Ｖ１＝Ｖｉｎ＋ΔＶ１
Ｖ２＝Ｖｉｎ＋ΔＶ２
Ｖ３＝Ｖｉｎ＋ΔＶ３
など、Ｖｉｎ基準で設定される。これにより、各コンパレータの出力結果から容易にオーバーシュート量を検出することができる。 In the present embodiment, the comparator group 921 includes three comparators (displayed as Cmp in the drawing) of comparators 923 to 925. In each comparator, an output signal of the transimpedance amplifier 110 is given to one input, and a predetermined voltage is given to the other input. Here, these predetermined voltages are, for example, as shown in FIG.
V1 = Vin + ΔV1
V2 = Vin + ΔV2
V3 = Vin + ΔV3
For example, it is set on the basis of Vin. Thereby, the overshoot amount can be easily detected from the output result of each comparator.

また、コンパレータ群９２１は、リセット回路を備え、データの開始毎に各コンパレータをリセットするようになっている。 The comparator group 921 includes a reset circuit and resets each comparator every time data is started.

電圧発生回路９２２は、コンパレータ群９２１の比較結果に応じ、反転増幅器１１２の利得が最適になるような電圧を生成するようになっている。 The voltage generation circuit 922 generates a voltage that optimizes the gain of the inverting amplifier 112 according to the comparison result of the comparator group 921.

したがって、本実施形態においても、常に安定した出力波形を得られる電流電圧変換回路を実現することができる。しかも、本実施形態では、フィードバックでなく、フィードフォワードで反転増幅器１１２の利得を制御するので、高速応答が可能である。それゆえ、バースト状の信号においても容易に対応できるようになる。 Therefore, also in this embodiment, it is possible to realize a current-voltage conversion circuit that can always obtain a stable output waveform. In addition, in this embodiment, since the gain of the inverting amplifier 112 is controlled not by feedback but by feedforward, a high-speed response is possible. Therefore, it is possible to easily cope with a burst signal.

《発明の実施形態１０》
図１７は、本発明の実施形態１０に係る電流電圧変換回路１０００の構成を示すブロック図である。電流電圧変換回路１０００は、図１７に示すように、トランスインピーダンス型増幅器１０１０とオーバーシュート検出回路１０２０とを備えて構成されている。 << Embodiment 10 of the Invention >>
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a current-voltage conversion circuit 1000 according to Embodiment 10 of the present invention. As illustrated in FIG. 17, the current-voltage conversion circuit 1000 includes a transimpedance amplifier 1010 and an overshoot detection circuit 1020.

トランスインピーダンス型増幅器１０１０は、電流電圧変換素子１１１と反転増幅器１０１１とを備えている。 The transimpedance amplifier 1010 includes a current-voltage conversion element 111 and an inverting amplifier 1011.

反転増幅器１０１１は、Ｎチャネルトランジスタ１１４〜１１５、電流源１１６、および負荷部１０１２を備えている。負荷部１０１２は、スイッチ群１０１３と、直列に接続された負荷抵抗１０１４〜１０１７とを備えている。スイッチ群１０１３は、具体的には、図１７のように接続された複数のＰチャネルトランジスタで構成され、それぞれのＰチャネルトランジスタにおけるソース端子が各負荷抵抗同士の接続点と接続されている。 The inverting amplifier 1011 includes N-channel transistors 114 to 115, a current source 116, and a load unit 1012. The load unit 1012 includes a switch group 1013 and load resistors 1014 to 1017 connected in series. Specifically, the switch group 1013 includes a plurality of P-channel transistors connected as shown in FIG. 17, and the source terminal of each P-channel transistor is connected to the connection point between the load resistors.

一方、オーバーシュート検出回路１０２０は、コンパレータ群９２１とスイッチ制御回路１０２１とを備えている。スイッチ制御回路１０２１は、コンパレータ群９２１の各コンパレータによる比較結果に応じ、スイッチ群１０１３における各Ｐチャネルトランジスタのオンオフを制御するようになっている。 On the other hand, the overshoot detection circuit 1020 includes a comparator group 921 and a switch control circuit 1021. The switch control circuit 1021 controls on / off of each P-channel transistor in the switch group 1013 according to the comparison result by each comparator of the comparator group 921.

以上の構成により、オーバーシュート量に応じ、負荷部１０１２のインピーダンスが変更され、反転増幅器１０１１の利得が制御される。 With the above configuration, the impedance of the load unit 1012 is changed according to the overshoot amount, and the gain of the inverting amplifier 1011 is controlled.

したがって、本実施形態においても、常に安定した出力波形が得られる発振フリーの電流電圧変換回路を実現することが可能となる。しかも、本実施形態でもフィードバックでなく、フィードフォワードで反転増幅器１０１１の利得を制御するので、高速応答が可能である。それゆえ、バースト状の信号においても容易に対応できるようになる。 Therefore, also in this embodiment, it is possible to realize an oscillation-free current-voltage conversion circuit that can always obtain a stable output waveform. Moreover, since the gain of the inverting amplifier 1011 is controlled not by feedback but by feed forward in this embodiment, a high-speed response is possible. Therefore, it is possible to easily cope with a burst signal.

なお、本発明は、１入力１出力の反転増幅器を用いた電流電圧変換回路に限定されるものではなく、ノイズ耐性強化のため差動型の反転増幅器を用いた電流電圧変換回路についても容易に適用できる。この場合は、オーバーシュート検出回路への入力として、差動型の反転増幅器の一方の出力信号を用いればよい。 The present invention is not limited to a current-voltage conversion circuit using a 1-input 1-output inverting amplifier, and can easily be applied to a current-voltage conversion circuit using a differential inverting amplifier to enhance noise resistance. Applicable. In this case, one output signal of the differential inverting amplifier may be used as an input to the overshoot detection circuit.

本発明に係る電流電圧変換回路は、出力波形オーバーシュートを検出に応じて増幅器の利得が最適化されるので、例えばプロセス変動、温度変動、電源電圧変動、入力容量の大幅な変動等があっても、常に安定した出力波形を得られるという効果を有し、光通信システム等において使用される電流電圧変換回路等として有用である。 In the current-voltage conversion circuit according to the present invention, the gain of the amplifier is optimized according to the detection of the output waveform overshoot, so that there are, for example, process fluctuations, temperature fluctuations, power supply voltage fluctuations, significant fluctuations in input capacitance, etc. However, it has an effect of always obtaining a stable output waveform, and is useful as a current-voltage conversion circuit used in an optical communication system or the like.

実施形態１に係る電流電圧変換回路の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a current-voltage conversion circuit according to Embodiment 1. FIG. 電流電圧変換回路の出力波形を示す図である。It is a figure which shows the output waveform of a current-voltage conversion circuit. ピーク検出回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a peak detection circuit. 積分回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of an integration circuit. 積分回路の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of an integration circuit. 実施形態１に係る電流電圧変換回路における最適化動作のシミュレーション結果（出力波形）を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a simulation result (output waveform) of an optimization operation in the current-voltage conversion circuit according to the first embodiment. 実施形態２に係る電流電圧変換回路の構成を示すブロック図である。6 is a block diagram illustrating a configuration of a current-voltage conversion circuit according to a second embodiment. FIG. 実施形態３に係る電流電圧変換回路の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a current-voltage conversion circuit according to a third embodiment. 積分回路の出力を合成する回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the circuit which synthesize | combines the output of an integration circuit. 実施形態４に係る電流電圧変換回路の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a current-voltage conversion circuit according to a fourth embodiment. 実施形態５に係る電流電圧変換回路の構成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a current-voltage conversion circuit according to a fifth embodiment. トランスインピーダンス型増幅器の出力信号の波形とコンパレータに入力される電圧との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the waveform of the output signal of a transimpedance type amplifier, and the voltage input into a comparator. 実施形態６に係る電流電圧変換回路の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a current-voltage conversion circuit according to a sixth embodiment. 実施形態７に係る電流電圧変換回路の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a current-voltage conversion circuit according to a seventh embodiment. 実施形態８に係る電流電圧変換回路の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a current-voltage conversion circuit according to an eighth embodiment. 実施形態９に係る電流電圧変換回路の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a current-voltage conversion circuit according to a ninth embodiment. 実施形態１０に係る電流電圧変換回路の構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a current-voltage conversion circuit according to a tenth embodiment.

Explanation of symbols

１００電流電圧変換回路
１１０トランスインピーダンス型増幅器
１１１電流電圧変換素子
１１２反転増幅器
１１３負荷部
１１４〜１１５Ｎチャネルトランジスタ
１１６電流源
１１７Ｐチャネルトランジスタ
１１８負荷抵抗
１２０オーバーシュート検出回路
１２１ローパスフィルター
１２２第１のピーク検出回路
１２３第２のピーク検出回路
１２４積分回路
１３０フォトダイオード
２００電流電圧変換回路
２２０オーバーシュート検出回路
３００電流電圧変換回路
３２０オーバーシュート検出回路
３２１第１のボトム検出回路
３２２第２のボトム検出回路
３２３積分回路
４００電流電圧変換回路
４２０オーバーシュート検出回路
５００電流電圧変換回路
５０１ローパスフィルター
５０２差動増幅器
６００電流電圧変換回路
６２０オーバーシュート検出回路
７００電流電圧変換回路
７２０オーバーシュート検出回路
８００電流電圧変換回路
８２０オーバーシュート検出回路
９００電流電圧変換回路
９２０オーバーシュート検出回路
９２１コンパレータ群
９２２電圧発生回路
９２３〜９２５コンパレータ
１０００電流電圧変換回路
１０１０トランスインピーダンス型増幅器
１０１１反転増幅器
１０１２負荷部
１０１３スイッチ群
１０１４〜１０１７負荷抵抗
１０２０オーバーシュート検出回路
１０２１スイッチ制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Current voltage conversion circuit 110 Transimpedance type amplifier 111 Current voltage conversion element 112 Inverting amplifier 113 Load part 114-115 N channel transistor 116 Current source 117 P channel transistor 118 Load resistance 120 Overshoot detection circuit 121 Low pass filter 122 1st peak Detection circuit 123 Second peak detection circuit 124 Integration circuit 130 Photodiode 200 Current-voltage conversion circuit 220 Overshoot detection circuit 300 Current-voltage conversion circuit 320 Overshoot detection circuit 321 First bottom detection circuit 322 Second bottom detection circuit 323 Integration circuit 400 Current / voltage conversion circuit 420 Overshoot detection circuit 500 Current / voltage conversion circuit 501 Low-pass filter 502 Differential amplifier 600 Current-voltage conversion circuit 620 Overshoot detection circuit 700 Current-voltage conversion circuit 720 Overshoot detection circuit 800 Current-voltage conversion circuit 820 Overshoot detection circuit 900 Current-voltage conversion circuit 920 Overshoot detection circuit 921 Comparator group 922 Voltage generation circuit 923-925 Comparator 1000 Current-voltage conversion circuit 1010 Transimpedance amplifier 1011 Inverting amplifier 1012 Load unit 1013 Switch group 1014 to 1017 Load resistance 1020 Overshoot detection circuit 1021 Switch control circuit

Claims

A current-voltage conversion circuit that converts a current signal into a voltage signal,
An inverting amplifier with variable gain;
A current-voltage conversion element connected between an input terminal and an output terminal of the inverting amplifier;
An overshoot detection circuit for detecting an overshoot amount of the output of the inverting amplifier;
The inverting amplifier is configured to change a gain according to an overshoot amount detected by the overshoot detection circuit.

The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The inverting amplifier is a differential type, and outputs a differential signal.

The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The overshoot detection circuit
A low-pass filter to which the output signal of the inverting amplifier is input;
First and second peak detection circuits for detecting a peak value of an input signal and outputting a voltage corresponding to the detected peak value;
An integration circuit to which the first and second input signals are input,
The first peak detection circuit receives an output signal of the inverting amplifier,
The second peak detection circuit receives an output signal of the low-pass filter,
The integration circuit receives the output signal of the first peak detection circuit as the first input signal, and the output signal of the second peak detection circuit as the second input signal. The differential voltage between the voltage of the first input signal and the voltage of the second input signal is integrated and output as the overshoot amount,
The inverting amplifier is configured such that a gain is changed in accordance with an output of the integrating circuit.

The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The overshoot detection circuit
First and second peak detection circuits for detecting a peak value of an input signal and outputting a voltage corresponding to the detected peak value;
An integration circuit to which the first and second input signals are input,
The first and second peak detection circuits receive the output signal of the inverting amplifier,
The response speed of the second peak detection circuit is set slower than the response speed of the first peak detection circuit,
The integration circuit receives the output signal of the first peak detection circuit as the first input signal, and the output signal of the second peak detection circuit as the second input signal. The differential voltage between the voltage of the first input signal and the voltage of the second input signal is integrated and output as the overshoot amount,
The inverting amplifier is configured such that a gain is changed in accordance with an output of the integrating circuit.

A current-voltage conversion circuit according to any one of claims 3 and 4,
The overshoot detection circuit
In place of each of the first peak detection circuit and the second peak detection circuit, a first bottom detection circuit and a second bottom detection circuit are provided,
The first bottom detection circuit and the second bottom detection circuit are configured to detect a bottom value of an input signal and output a voltage corresponding to the detected bottom value. Voltage conversion circuit.

The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The overshoot detection circuit
A low-pass filter to which the output signal of the inverting amplifier is input;
First and second peak detection circuits for detecting a peak value of an input signal and outputting a voltage corresponding to the detected peak value;
First and second input signals, respectively, and first and second integration circuits for integrating a voltage difference between the voltage of the first input signal and the voltage of the second input signal;
A first and second bottom detection circuit for detecting a bottom value of an input signal and outputting a voltage corresponding to the detected bottom value;
The first peak detection circuit receives an output signal of the inverting amplifier,
The second peak detection circuit receives an output signal of the low-pass filter,
The first bottom detection circuit receives an output signal of the inverting amplifier,
The second bottom detection circuit receives an output signal of the low-pass filter,
The first integration circuit receives the output signals of the first and second peak detection circuits as the first and second input signals, respectively.
The second integration circuit receives the output signals of the first and second bottom detection circuits as the first and second input signals, respectively.
The inverting amplifier is configured so that a gain is changed in accordance with outputs of the first integration circuit and the second integration circuit.

The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The overshoot detection circuit
First and second peak detection circuits for detecting a peak value of an input signal and outputting a voltage corresponding to the detected peak value;
First and second integration circuits that receive first and second input signals and integrate a voltage difference between the voltage of the first input signal and the voltage of the second input signal;
A first and second bottom detection circuit for detecting a bottom value of an input signal and outputting a voltage corresponding to the detected bottom value;
The response speed of the second peak detection circuit is set slower than the response speed of the first peak detection circuit,
The response speed of the second bottom detection circuit is set slower than the response speed of the first bottom detection circuit,
The first peak detection circuit receives an output signal of the inverting amplifier,
The second peak detection circuit receives an output signal of the low-pass filter,
The first bottom detection circuit receives an output signal of the inverting amplifier,
The second bottom detection circuit receives an output signal of the low-pass filter,
The first integration circuit receives the output signals of the first and second peak detection circuits as the first and second input signals, respectively.
The second integration circuit receives the output signals of the first and second bottom detection circuits as the first and second input signals, respectively.
The inverting amplifier is configured so that a gain is changed in accordance with outputs of the first integration circuit and the second integration circuit.

A current-voltage conversion circuit according to any one of claims 3, 4, 6, and 7,
A differential amplifier having the input terminal voltage of the inverting amplifier and an output signal as inputs;
The overvoltage detection circuit is configured such that an output signal of the differential amplifier is input as an output signal of the inverting amplifier.

The current-voltage conversion circuit according to claim 8, wherein
The current-voltage conversion circuit, wherein the differential amplifier receives an input terminal voltage of the inverting amplifier through a low-pass filter.

The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The overshoot detection circuit
An integrating circuit to which the first and second input signals are input;
The integration circuit receives the output signal of the inverting amplifier as the first input signal and the input terminal voltage of the inverting amplifier as the second input signal, and the voltage of the first input signal. Is higher than the voltage of the second input signal, the difference voltage between the voltage of the first input signal and the voltage of the second input signal is integrated and output as the overshoot amount. And
The inverting amplifier is configured such that a gain is changed in accordance with an output of the integrating circuit.

The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The overshoot detection circuit
A peak detection circuit that detects a peak value of the input signal and outputs a voltage corresponding to the detected peak value;
An integration circuit to which the first and second input signals are input,
The peak detection circuit receives an output signal of the inverting amplifier,
The integration circuit receives the output signal of the peak detection circuit as the first input signal, and receives the input terminal voltage of the inverting amplifier as the second input signal. A differential voltage between the voltage and the voltage of the second input signal is integrated and output as the overshoot amount;
The inverting amplifier is configured such that a gain is changed in accordance with an output of the integrating circuit.

The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The overshoot detection circuit
First and second peak detection circuits for detecting a peak value of an input signal and outputting a voltage corresponding to the detected peak value;
An integration circuit to which the first and second input signals are input,
The first peak detection circuit receives an output signal of the inverting amplifier,
The second peak detection circuit receives an input terminal voltage of the inverting amplifier,
The integration circuit receives the output signal of the first peak detection circuit as the first input signal, and the output signal of the second peak detection circuit as the second input signal. The differential voltage between the voltage of the first input signal and the voltage of the second input signal is integrated and output as the overshoot amount,
The inverting amplifier is configured such that a gain is changed in accordance with an output of the integrating circuit.

A current-voltage conversion circuit according to any one of claims 10 to 12,
Further comprising a low-pass filter having the input terminal voltage of the inverting amplifier as an input,
The current-voltage conversion circuit, wherein the overshoot detection circuit receives an output of the low-pass filter.

A current-voltage conversion circuit according to any one of claims 3, 4, 6, 7, and 10 to 12,
The input transistor in the inverting amplifier circuit is connected to a variable impedance element as a load,
The current-voltage conversion circuit, wherein the integration circuit is configured to control an impedance of the variable impedance element to control a gain of the inverting amplifier circuit.

The current-voltage conversion circuit according to claim 14,
The variable impedance element includes a resistance element and a MOS transistor connected in parallel or in series with the resistance element,
The inverting amplifier circuit is characterized in that the gain is controlled by controlling the gate voltage of the MOS transistor by the overshoot detection circuit.

A current-voltage conversion circuit according to any one of claims 3, 4, 6, 7, and 10 to 12,
2. The current-voltage conversion circuit according to claim 1, wherein the integration circuit is configured to discharge with a predetermined time constant.

A current-voltage conversion circuit according to any one of claim 3, claim 4, claim 6, claim 7, claim 11, claim 12, and claim 14,
The current-voltage conversion circuit, wherein the peak detection circuit or the bottom detection circuit is configured to discharge with a predetermined time constant.

The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The overshoot detection circuit
A group of comparators having at least one comparator;
A voltage generation circuit that generates an output voltage according to the output result of each comparator,
Each comparator receives an output signal of the inverting amplifier circuit as one input signal, and a predetermined voltage as the other input signal,
The input transistor in the inverting amplifier circuit is connected to a variable impedance element as a load,
The inverting amplifier circuit is characterized in that the gain of the inverting amplifier circuit is controlled by controlling the impedance of the variable impedance element by the output voltage of the voltage generating circuit.

The current-voltage conversion circuit according to claim 1,
The input transistor in the inverting amplifier circuit is connected as a load a plurality of resistance elements connected in series,
The inverting amplifier circuit includes a switch group including switches connected between a connection point between the resistance elements and a power source,
The overshoot detection circuit
A group of comparators having at least one comparator;
A switch control circuit for controlling on / off of the switch group according to the output result of each comparator,
The inverting amplifier circuit is a current-voltage conversion circuit characterized in that a gain is controlled by controlling on / off of the switch group by the switch control circuit.

The current-voltage conversion circuit according to claim 18, wherein
In the variable impedance element, a source terminal and a drain terminal of a MOS transistor are connected to both ends of a resistance element, respectively, and the impedance is controlled by controlling the gate voltage by the voltage generation circuit. Characteristic current-voltage conversion circuit.

The current-voltage converter circuit according to claim 19,
Each switch has a source terminal and a drain terminal of a MOS transistor connected to the connection point and a power source, respectively.
In the inverting amplifier circuit, a gain is controlled by controlling a gate voltage of a MOS transistor constituting each switch by the switch control circuit.

The current-voltage conversion circuit according to any one of claims 18 to 19,
The current-voltage conversion circuit according to claim 1, wherein the comparator group includes a reset circuit that resets each comparator.