JPH09289495A - バースト信号用増幅器および光受信回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々の動作環境下においても、常に正確に信
号を再生することのできる増幅器およびそれを用いた光
受信回路を提供することである。 【解決手段】 第１および第２の最大値保持回路１２お
よび１３は、互いの回路構成が同一であり、内部で生じ
る変動分の大きさおよび方向も同一である。また、差動
増幅器１４は、増幅率が０．５に設定されており、その
内部で生じる変動分が、差動増幅器１１の内部で生じる
変動分と同一である。温度変動等に起因して最大値保持
回路１２および１３で生じた出力変動は、差動増幅器１
４でキャンセルされるが、このとき、差動増幅器１１で
生じた出力変動もキャンセルされる。そこで、差動増幅
器１４で生じる出力変動を差動増幅器１１で生じる出力
変動と同等の値にすることにより、差動増幅器１５に与
える参照入力に、信号入力と同等の変動分を重畳する。
これによって、差動増幅器１５には、信号入力の直流レ
ベルに対して正確に追従する参照入力を与えることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、増幅器およびそれ
を用いた光受信回路に関し、より特定的には、バースト
信号（間欠的に出現する信号）を増幅するための増幅器
およびそのような増幅器を用いた光受信回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、連続信号を扱う光受信回路におけ
る信号増幅器は、ＡＣ結合で構成され、１もしくは０を
判定するためのコンパレータのしきい値レベルは、信号
の平均値を検出して与える方式が取られてきた。

【０００３】微小光受信電力を扱う光受信回路では、数
ｍＶ程度までの信号を増幅する必要があり、温度変動や
電源電圧変動による出力変動を極力抑えることのできる
回路構成が必須となる。

【０００４】このＡＣ結合方式は、電源電圧の変動や温
度変動に対して、各段の増幅器においてそのバイアスが
比較的変動を受けにくく、増幅器として安定に動作させ
ることが安易に実現できるため、多用されている。

【０００５】しかし、近年、光加入者システムや光イン
タコネクションといった分野において、間欠的に光信号
をやりとりするバースト信号を取り扱う必要性が増加し
ており、これに対応する光受信回路が求められている。

【０００６】特に、光加入者システムにおいては、その
適用範囲として、例えば屋外での利用も含めて考慮する
必要がでてきており、従来に比べてさらに広い温度範囲
での安定した動作を保証する必要性が高まっている。

【０００７】従来のＡＣ結合方式の光受信回路は、バー
スト信号を受信した場合、受信信号の平均値がバースト
信号先頭において大きく変動し、バースト信号先頭近辺
では正確な信号再生が不可能となる問題点が存在する。

【０００８】そこで、バースト信号を取り扱う受信器と
しては、ＤＣ結合方式が必要となるが、ＤＣ結合方式
は、バイアスが温度変動や電源電圧変動の影響を受けや
すいという問題がある。以下、このことについてより詳
細に説明する。

【０００９】従来、ＤＣ結合方式を基にした光受信回路
としては、特開平６−３１０９６７号公報に示された光
受信回路（以下、第１の従来例と称す）や、特公平７−
１０７９４３号公報に示された光受信回路（以下、第２
の従来例と称す）や、米国特許第５４３０７６６号に示
された光受信回路（以下、第３の従来例と称す）等があ
る。

【００１０】第１の従来例の光受信回路は、フォトダイ
オードが接続されたプリアンプの出力信号を次段コンパ
レータの信号入力とし、プリアンプの出力の最大値を検
出・保持する第１のピーク検出部の出力信号と、プリア
ンプの出力の最小値を検出・保持する第２のピーク検出
部の出力信号とを抵抗分割して生成される中間値を次段
のコンパレータの参照入力とすることで、パルス信号の
再生を可能としている。

【００１１】また、第２の従来例の光受信回路は、フォ
トダイオードが接続された第１のトランスインピーダン
ス型プリアンプの出力信号を次段コンパレータの信号入
力とし、第１のプリアンプの出力の最小値を検出・保持
するピーク検出部の出力信号と、第１のプリアンプ出力
信号の最大値を出力するための第２のプリアンプ（フォ
トダイオードが接続されていないプリアンプ）の出力信
号とを抵抗分割することにより生成される中間値を次段
のコンパレータの参照入力とすることで、パルス信号の
再生を可能としている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記第１および第２の
従来例の光受信回路は、温度変動に対しては、ピーク検
出部の温度変動が直接次段のコンパレータの入力に影響
を与え、広い温度範囲において利用することが困難とな
るという課題が存在する。また、信号線に雑音が混入し
た場合、ピーク検出部ではその雑音に応答して誤ったピ
ーク値を保持してしまう危険性があり、この場合も正確
な信号再生が困難になるという課題が存在する。

【００１３】一方、第３の従来例の光受信回路は、差動
増幅器を用いたプリアンプと、差動増幅器からの差動出
力を入力してデジタル出力を得るコンパレータとから構
成される。この第３の従来例の光受信回路では、プリア
ンプを構成する差動増幅器の参照入力レベルを決定する
ために、差動出力信号の＋端子側のピーク検出部の出力
をフィードバックして利用している。そのため、温度変
動や、電源電圧変動がある場合、このピーク検出部の出
力変動がプリアンプ出力に影響し、広い温度範囲におい
て正確な信号再生が困難になるという課題が存在する。
また、信号線に雑音が混入した場合には、ピーク検出部
ではその雑音に応答して誤ったピーク値を保持してしま
う危険性があり、この場合も正確な信号再生が困難にな
るという課題が存在する。

【００１４】ところで、スターカプラを介して複数の端
末が交換機に接続されるパッシブダブルスター構成等の
光通信システムでは、ＴＤＭＡ方式にて各端末が時間的
に分離されて信号送信を行うようにした場合でも、本来
送信しないタイミングにおける各端末の消光時の発光レ
ベルが足しあわされて、信号レベルに対して無視できな
いレベルになってしまうことがあり得る。また、波長多
重技術を利用して、複数の波長にて異なる信号をやり取
りする構成を採用した場合、光モジュールにおいて波長
多重光のアイソレーションが不十分であった場合、不要
波長の光信号が光電変換素子に回り込み、背景光として
悪影響を与える場合が考えられる。

【００１５】第３の従来例の光受信回路では、上記のよ
うな背景光の影響を避けるために、プリアンプの差動出
力のそれぞれの最大値を検出・保持する２つのピーク検
出部を設け、これら２つのピーク検出部の出力の差を取
り、その差が無くなるように電流源の制御を行うフィー
ドバック制御を実現している。しかしながら、このよう
な構成では、フィードバックループが２つ用いられるこ
とになり、その時定数の最適な設定に困難が伴うという
課題がある。

【００１６】それ故に、本発明の目的は、種々の動作環
境下（例えば、周囲温度の変動、電源電圧の変動、電源
等からの雑音の混入、または背景光の混入が存在するよ
うな環境下）においても、常に正確に信号を再生するこ
とのできる増幅器およびそれを用いた光受信回路を提供
することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
は、上記のような目的を達成するために、以下に示すよ
うな特徴を有している。第１の発明は、入力されたバー
スト信号を増幅するための増幅器であって、バースト信
号を増幅し、その増幅結果を、無入力時の出力電圧であ
るオフセット電圧を中心にして上下対称に現れる第１お
よび第２の出力を含む差動出力の形態で出力する第１の
増幅回路と、第１の増幅回路の第１の出力のピーク値を
検出して保持する第１のピーク値保持回路と、第１の増
幅回路の第２の出力のピーク値（ただし、第１のピーク
値保持回路が検出するピーク値と同方向のピーク値）を
検出して保持する第２のピーク値保持回路と、第１およ
び第２のピーク値保持回路の出力を差動増幅することに
より、第１の増幅回路の第１の出力の直流レベルに追従
する参照電圧を生成する第２の増幅回路とを備えてい
る。

【００１８】上記第１の発明では、第１および第２のピ
ーク値保持回路は、いずれも同方向のピーク値を検出す
るため、その出力変動も同方向に現れる。そのため、第
２の増幅回路によって、これら第１および第２のピーク
値保持回路の出力を差動増幅すれば、互いの出力変動が
相殺され、正確な参照電圧が得られる。従って、電源電
圧変動や温度変動が発生した場合にもピーク検出部にお
ける変動分を吸収でき、簡単な構成で正確にバースト信
号を増幅することができる。

【００１９】第２の発明は、上記第１の発明において、
第２の増幅回路の増幅率は、０．５付近に設定されてお
り、第２の増幅回路の差動入力が無入力時の出力電圧で
あるオフセット電圧は、第１の増幅回路のオフセット電
圧とほぼ等しくなるように設定されている。

【００２０】上記第２の発明では、第２の増幅回路の増
幅率を０．５に設定し、そのオフセット電圧が第１の増
幅回路のオフセット電圧と等しくなるように設定するこ
とで、第２の増幅回路から出力される参照電圧のレベル
を、第１の増幅回路における第１の出力の信号振幅の中
心の位置に正確に合わせるようにしている。

【００２１】第３の発明は、上記第２の発明において、
第１および第２の増幅回路は、それぞれの内部回路に起
因する出力の変動が互いに等しくなるように、それぞれ
の回路構成および回路定数が、相互に関連付けて決定さ
れていることを特徴とする。

【００２２】上記第３の発明の構成によれば、第１の増
幅回路で生じる出力の変動分と同等の変動分が、第１お
よび第２のピーク値保持回路それぞれで同方向へ現れる
ため、第２の増幅回路において参照電圧に重畳される。
ここで、第１の増幅回路で生じる出力の変動分は、第２
の増幅回路で差動増幅を行う際にキャンセルされるの
で、等価的に見ると、第２の増幅回路から出力される参
照電圧は、第１の増幅回路で生じる出力の変動分のみを
含むことになる。そして、第１および第２の増幅回路
は、出力変動が互いに等しくなるように構成されている
ため、当該参照電圧は、第１の増幅回路から出力される
信号の変動に正確に追従することになる。

【００２３】第４の発明は、上記第３の発明において、
第１および第２のピーク値保持回路は、互いに同一の回
路構成を有している。

【００２４】上記第４の発明の構成によれば、第１およ
び第２のピーク値保持回路で生じる変動分が互いに同一
となり、第２の増幅回路で差動増幅を行うことにより、
それらの変動分をほぼ０にすることができる。

【００２５】第５の発明は、上記第４の発明において、
第１および第２のピーク値保持回路は、それぞれ、第１
の増幅回路の第１および第２の出力の最大値を検出して
保持する第１および第２の最大値保持回路を含んでい
る。

【００２６】第６の発明は、上記第３の発明において、
第１の増幅回路は、少なくとも互いのエミッタが共通接
続された第１および第２のトランジスタと、第１および
第２のトランジスタの共通接続されたエミッタに接続さ
れる第１の電流源と、第１のトランジスタのコレクタと
電源線との間に介挿される第１の抵抗と、第２のトラン
ジスタのコレクタと電源線との間に介挿される第２の抵
抗とを含み、第２の増幅回路は、少なくとも第３および
第４のトランジスタと、その一端が第３のトランジスタ
のエミッタに接続される第３の抵抗と、第３のトランジ
スタのコレクタと電源線との間に介挿され、第１の抵抗
と同等の抵抗値を有する第４の抵抗と、その一端が第４
のトランジスタのエミッタに接続され、第３の抵抗と同
等の抵抗値を有する第５の抵抗と、第４のトランジスタ
のコレクタと電源線との間に介挿され、第２の抵抗と同
等の抵抗値を有する第６の抵抗と、第３および第５の抵
抗の各他端に接続され、第１の電流源と同等の構成を有
し、かつそこに流れる電流の値も当該第１の電流源に流
れる電流の値と同等である第２の電流源とを含んでい
る。

【００２７】第７の発明は、上記第１の発明において、
第１の増幅回路は、バースト信号を信号入力として受
け、当該バースト信号の直流レベルに対して仮設定され
た固定電圧を参照入力として受け、当該固定電圧に基づ
いて当該バースト信号を差動増幅する差動増幅器を含ん
でいる。

【００２８】第８の発明は、上記第１の発明において、
第１の増幅回路の第１の出力を信号入力として受け、第
２の増幅回路から出力される参照電圧を参照入力として
受け、当該参照電圧に基づいて当該第１の出力を差動増
幅する第３の増幅回路をさらに備えている。

【００２９】第９の発明は、上記第１の発明において、
第１の増幅回路の第１の出力を信号入力として受け、第
２の増幅回路から出力される参照電圧を参照入力として
受け、当該参照電圧をしきい値として当該第１の出力を
弁別することにより、当該第１の増幅回路の出力をデジ
タル波形に整形するコンパレータをさらに備えている。

【００３０】第１０の発明は、光バースト信号を受信し
て増幅するための光受信回路であって、受信した光バー
スト信号を電流信号に変換する光電変換素子と、光電変
換素子からの電流信号を電圧信号に変換して増幅し、そ
の増幅結果を、無入力時の出力電圧であるオフセット電
圧を中心にして上下対称に現れる第１および第２の出力
を含む差動出力の形態で出力する第１の増幅回路と、第
１の増幅回路の第１の出力のピーク値を検出して保持す
る第１のピーク値保持回路と、第１の増幅回路の第２の
出力のピーク値（ただし、第１のピーク値保持回路が検
出するピーク値と同方向のピーク値）を検出して保持す
る第２のピーク値保持回路と、第１および第２のピーク
値保持回路の出力を差動増幅することにより、第１の増
幅回路の第１の出力の直流レベルに追従する参照電圧を
生成する第２の増幅回路とを備えている。

【００３１】上記第１０の発明では、第１および第２の
ピーク値保持回路は、いずれも同方向のピーク値を検出
するため、その出力変動も同方向に現れる。そのため、
第２の増幅回路によって、これら第１および第２のピー
ク値保持回路の出力を差動増幅すれば、互いの出力変動
が相殺され、正確な参照電圧が得られる。従って、温度
変動や電源電圧変動に伴うピーク値保持回路における変
動分を吸収でき、簡単な構成で正確にバースト信号を増
幅することができる。

【００３２】第１１の発明は、上記第１０の発明におい
て、第２の増幅回路の増幅率は、０．５付近に設定され
ており、第２の増幅回路の差動入力が無入力時の出力電
圧であるオフセット電圧は、第１の増幅回路のオフセッ
ト電圧とほぼ等しくなるように設定されている。

【００３３】上記第１１の発明では、第２の増幅回路の
増幅率を０．５に設定し、そのオフセット電圧が第１の
増幅回路のオフセット電圧と等しくなるように設定する
ことで、第２の増幅回路から出力される参照電圧のレベ
ルを、第１の増幅回路における第１の出力の信号振幅の
中心の位置に正確に合わせるようにしている。

【００３４】第１２の発明は、上記第１１の発明におい
て、第１および第２の増幅回路は、それぞれの内部回路
に起因する出力の変動が互いに等しくなるように、それ
ぞれの回路構成および回路定数が、相互に関連付けて決
定されていることを特徴とする。

【００３５】上記第１２の発明の構成によれば、第１の
増幅回路で生じる出力の変動分と同等の変動分が、第１
および第２のピーク値保持回路それぞれで同方向へ現れ
るため、第２の増幅回路において参照電圧に重畳され
る。ここで、第１の増幅回路で生じる出力の変動分は、
第２の増幅回路で差動増幅を行う際にキャンセルされる
ので、等価的に見ると、第２の増幅回路から出力される
参照電圧は、第１の増幅回路で生じる出力の変動分のみ
を含むことになる。そして、第１および第２の増幅回路
は、出力変動が互いに等しくなるように構成されている
ため、当該参照電圧は、第１の増幅回路から出力される
信号の変動に正確に追従することになる。

【００３６】第１３の発明は、上記第１２の発明におい
て、第１および第２のピーク値保持回路は、互いに同一
の回路構成を有している。

【００３７】上記第１３の発明の構成によれば、第１お
よび第２のピーク値保持回路で生じる変動分が互いに同
一となり、第２の増幅回路で差動増幅を行うことによ
り、それらの変動分をほぼ０にすることができる。

【００３８】第１４の発明は、上記第１３の発明におい
て、第１および第２のピーク値保持回路は、それぞれ、
第１の増幅回路の第１および第２の出力の最大値を検出
して保持する第１および第２の最大値保持回路を含んで
いる。

【００３９】第１５の発明は、上記第１２の発明におい
て、第１の増幅回路は、少なくとも、第１の差動増幅器
と、第１および第２のエミッタフォロワと、第１および
第２の帰還抵抗とから構成されており、第１の差動増幅
器は、互いのエミッタが共通接続された第１および第２
のトランジスタと、第１および第２のトランジスタの共
通接続されたエミッタに接続される第１の電流源と、第
１のトランジスタのコレクタと電源線との間に介挿され
る第１の抵抗と、第２のトランジスタのコレクタと電源
線との間に介挿される第２の抵抗とを含み、光電変換素
子から出力される電流信号は、第１のトランジスタのベ
ースに与えられ、第１のトランジスタのコレクタから得
られる第１の差動増幅器の反転出力は、第１のエミッタ
フォロワを介して出力され、第２のトランジスタのコレ
クタから得られる第１の差動増幅器の非反転出力は、第
２のエミッタフォロワを介して出力され、第１のエミッ
タフォロワの出力は、第１の帰還抵抗を介して第１のト
ランジスタのベースにフィードバックされ、第２のエミ
ッタフォロワの出力は、第２の帰還抵抗を介して第２の
トランジスタのベースにフィードバックされ、第２の増
幅回路は、そのベースに第１のピーク値保持回路の出力
を受ける第３のトランジスタと、そのベースに第２のピ
ーク値保持回路の出力を受ける第４のトランジスタと、
第３のトランジスタのコレクタと電源線との間に介挿さ
れ、第１の抵抗と同等の抵抗値を有する第３の抵抗と、
第４のトランジスタのコレクタと電源線との間に介挿さ
れ、第２の抵抗と同等の抵抗値を有する第４の抵抗と、
その一端が第３のトランジスタのエミッタに接続される
第５の抵抗と、その一端が第４のトランジスタのエミッ
タに接続される第６の抵抗と、 第５および第６の抵
抗の各他端に接続され、第１の電流源と同等の構成を有
し、かつそこに流れる電流の値も当該第１の電流源に流
れる電流の値と同等である第２の電流源と、第１および
第２のエミッタフォロワと同等の構成を有し、第４のト
ランジスタのコレクタから出力される信号を受ける第３
のエミッタフォロワとを含んでいる。

【００４０】第１６の発明は、上記第１０の発明におい
て、第１および第２の最大値保持回路には、毎回の光バ
ースト信号の受信が終了する毎にリセット信号が与えら
れ、第１および第２の最大値保持回路は、リセット信号
に応答して、それぞれの出力電圧が、第１の増幅回路の
オフセット電圧とほぼ等しくなるように設定されること
を特徴とする。

【００４１】上記第１６の発明の構成によれば、毎回の
光バースト信号の受信が終了する毎に第１および第２の
最大値保持回路の出力電圧がリセットされるので、受信
する光バースト信号にかなりのレベル差がある場合で
も、正確に信号を再生することが可能となる。

【００４２】第１７の発明は、上記第１０の発明におい
て、第１の増幅回路の第１の出力を信号入力として受
け、第２の増幅回路から出力される参照電圧を参照入力
として受け、当該参照電圧に基づいて当該第１の出力を
差動増幅する第３の増幅回路をさらに備えている。

【００４３】第１８の発明は、上記第１７の発明におい
て、参照入力のレベルをしきい値として、第３の増幅回
路の出力を弁別することにより、当該第３の増幅回路の
出力をデジタル波形に整形するコンパレータをさらに備
え、コンパレータの参照入力のレベルは、光バースト信
号が無入力時の第３の増幅回路の出力レベルに対して、
ノイズ振幅分のオフセットを加えたレベルに設定されて
いることを特徴とする。

【００４４】上記第１８の発明の構成によれば、光バー
スト信号の無入力時に、常にデジタル出力としてロウレ
ベルが出力されるので、後段に接続されるクロック再生
回路等の誤動作が引き起こされるのを防止することがで
きる。

【００４５】第１９の発明は、上記第１０の発明におい
て、第１の増幅回路の第１の出力を信号入力として受
け、第２の増幅回路から出力される参照電圧を参照入力
として受け、当該参照電圧をしきい値として当該第１の
出力を弁別することにより、当該第１の増幅回路の出力
をデジタル波形に整形するコンパレータをさらに備えて
いる。

【００４６】第２０の発明は、光バースト信号を受信し
て増幅するための光受信回路であって、受信した光バー
スト信号を電流信号に変換する光電変換素子と、光電変
換素子からの電流信号を電圧信号に変換して増幅する前
置増幅回路と、参照電圧を生成する参照電圧生成回路
と、前置増幅回路の出力を増幅する主増幅回路とを備
え、主増幅回路は、前置増幅回路の出力を信号入力とし
て受け、参照電圧生成回路の出力を参照入力として受
け、当該参照入力に基づいて当該信号入力を差動増幅
し、その増幅結果を、無入力時の出力電圧であるオフセ
ット電圧を中心にして上下対称に現れる第１および第２
の出力を含む差動出力の形態で出力する第１の増幅回路
と、第１の増幅回路の第１の出力のピーク値を検出して
保持する第１のピーク値保持回路と、第１の増幅回路の
第２の出力のピーク値（ただし、第１のピーク値保持回
路が検出するピーク値と同方向のピーク値）を検出して
保持する第２のピーク値保持回路と、第１および第２の
ピーク値保持回路の出力を差動増幅することにより、第
１の増幅回路の第１の出力の直流レベルに追従する参照
電圧を生成する第２の増幅回路とを備えている。

【００４７】上記第２０の発明では、主増幅回路に含ま
れる第１および第２のピーク値保持回路は、いずれも同
方向のピーク値を検出するため、その出力変動も同方向
に現れる。そのため、第２の増幅回路によって、これら
第１および第２のピーク値保持回路の出力を差動増幅す
れば、互いの出力変動が相殺され、正確な参照電圧が得
られる。従って、温度変動や電源電圧変動に伴うピーク
値保持回路における変動分を吸収でき、簡単な構成で正
確にバースト信号を増幅することができる。

【００４８】第２１の発明は、上記第２０の発明におい
て、第２の増幅回路の増幅率は、０．５付近に設定され
ており、第２の増幅回路の差動入力が無入力時の出力電
圧であるオフセット電圧は、第１の増幅回路のオフセッ
ト電圧とほぼ等しくなるように設定されていることを特
徴とする。

【００４９】上記第２１の発明では、第２の増幅回路の
増幅率を０．５付近に設定し、そのオフセット電圧が第
１の増幅回路のオフセット電圧とほぼ等しくなるように
設定することで、第２の増幅回路から出力される参照電
圧のレベルを、第１の増幅回路における第１の出力の信
号振幅の中心の位置に正確に合わせるようにしている。

【００５０】第２２の発明は、上記第２１の発明におい
て、第１および第２の増幅回路は、それぞれの内部回路
に起因する出力の変動が互いに等しくなるように、それ
ぞれの回路構成および回路定数が、相互に関連付けて決
定されていることを特徴とする。

【００５１】上記第２２の発明の構成によれば、第１の
増幅回路で生じる出力の変動分と同等の変動分が、第１
および第２のピーク値保持回路それぞれで同方向へ現れ
るため、第２の増幅回路において参照電圧に重畳され
る。ここで、第１の増幅回路で生じる出力の変動分は、
第２の増幅回路で差動増幅を行う際にキャンセルされる
ので、等価的に見ると、第２の増幅回路から出力される
参照電圧は、第１の増幅回路で生じる出力の変動分のみ
を含むことになる。そして、第１および第２の増幅回路
は、出力変動が互いに等しくなるように構成されている
ため、当該参照電圧は、第１の増幅回路から出力される
信号の変動に正確に追従することになる。

【００５２】第２３の発明は、上記第２２の発明におい
て、第１および第２のピーク値保持回路は、互いに同一
の回路構成を有している。

【００５３】上記第２３の発明の構成によれば、第１お
よび第２のピーク値保持回路で生じる変動分が互いに同
一となり、第２の増幅回路で差動増幅を行うことによ
り、それらの変動分をほぼ０にすることができる。

【００５４】第２４の発明は、上記第２３の発明におい
て、第１および第２のピーク値保持回路は、それぞれ、
第１の増幅回路の第１および第２の出力の最大値を検出
して保持する第１および第２の最大値保持回路を含んで
いる。

【００５５】第２５の発明は、上記第２４の発明におい
て、参照電圧生成回路は、固定電圧源で構成されること
を特徴とする。

【００５６】第２６の発明は、上記第２４の発明におい
て、参照電圧生成回路は、前置増幅回路からの出力信号
の最大値と最小値を検出し、その中間の値を出力するこ
とを特徴とする。

【００５７】第２７の発明は、上記第２２の発明におい
て、第１の増幅回路は、そのベースに前置増幅回路の出
力を受ける第１のトランジスタと、そのベースに参照電
圧生成回路の出力を受ける第２のトランジスタと、第１
のトランジスタのコレクタと電源線との間に介挿される
第１の抵抗と、第２のトランジスタのコレクタと電源線
との間に介挿される第２の抵抗と、第１の電流源と、第
１のトランジスタのエミッタと第１の電流源との間に介
挿される第３の抵抗と、第２のトランジスタのエミッタ
と第１の電流源との間に介挿され、第３の抵抗と同等の
抵抗値を有する第４の抵抗とを含み、第２の増幅回路
は、そのベースに第１のピーク値保持回路の出力を受け
る第３のトランジスタと、そのベースに第２のピーク値
保持回路の出力を受ける第４のトランジスタと、第３の
トランジスタのコレクタと電源線との間に介挿され、第
１の抵抗と同等の抵抗値を有する第５の抵抗と、第４の
トランジスタのコレクタと電源線との間に介挿され、第
２の抵抗と同等の抵抗値を有する第６の抵抗と、第１の
電流源と同等の構成を有し、かつそこに流れる電流の値
も当該第１の電流源に流れる電流の値と同等である第２
の電流源と、第３のトランジスタのエミッタと第２の電
流源との間に介挿され、第５の抵抗と同等の抵抗値を有
する第７の抵抗と、第４のトランジスタのエミッタと第
２の電流源との間に介挿され、第６の抵抗と同等の抵抗
値を有する第８の抵抗とを含んでいる。

【００５８】第２８の発明は、上記第２０の発明におい
て、第１および第２の最大値保持回路には、毎回の光バ
ースト信号の受信が終了する毎にリセット信号が与えら
れ、第１および第２の最大値保持回路は、リセット信号
に応答して、それぞれの出力電圧が、第１の増幅回路の
オフセット電圧とほぼ等しくなるように設定されること
を特徴とする。

【００５９】上記第２８の発明の構成によれば、毎回の
光バースト信号の受信が終了する毎に第１および第２の
最大値保持回路の出力電圧がリセットされるので、受信
する光バースト信号にかなりのレベル差がある場合で
も、正確に信号を再生することが可能となる。

【００６０】第２９の発明は、上記第２０の発明におい
て、主増幅回路は、第１および第２の増幅回路と、第１
および第２のピーク値保持回路とを１セットとした増幅
部を、複数セット縦続接続した多段構成とされており、
２段目以降の増幅部における第１の増幅回路は、前段の
増幅部における第１の増幅回路の第１の出力を信号入力
として受け、前段の増幅部における第２の増幅回路の出
力を参照入力として受ける。

【００６１】第３０の発明は、上記第２９の発明におい
て、主増幅回路における初段の増幅部は、その増幅率が
２段目以降の増幅部の増幅率よりも低く設定されている
ことを特徴とする。

【００６２】上記第３０の発明の構成によれば、主増幅
回路における初段の増幅部は、その増幅率が２段目以降
の増幅部の増幅率よりも低く設定されているため、その
線形増幅領域が広くなり、温度変動や電源電圧変動によ
り参照電圧生成部の出力が信号成分と多少ずれが発生し
た場合にも、正確に信号の１／２の位置に参照電圧レベ
ルを設定することが可能となる。また、２段目以降の増
幅部において、信号を十分なレベルまで増幅することが
できる。

【００６３】第３１の発明は、上記第３０の発明におい
て、主増幅回路の最終段の増幅部における第１の増幅回
路の第１の出力を信号入力として受け、第２の増幅回路
から出力される参照電圧を参照入力として受け、当該参
照電圧をしきい値として当該第１の出力を弁別すること
により、当該第１の増幅回路の出力をデジタル波形に整
形するコンパレータをさらに備えている。

【００６４】第３２の発明は、上記第３１の発明におい
て、コンパレータの参照入力のレベルは、光バースト信
号が無入力時の最終段の増幅部における第２の増幅回路
の出力レベルに対して、ノイズ振幅分のオフセットを加
えたレベルに設定されていることを特徴とする。

【００６５】上記第３２の発明の構成によれば、光バー
スト信号の無入力時に、常にデジタル出力としてロウレ
ベルが出力されるので、後段に接続されるクロック再生
回路等の誤動作が引き起こされるのを防止することがで
きる。

【００６６】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係るバースト信号用増幅器の構成を示すブロック図であ
る。図１において、本実施形態の増幅器は、３個の差動
増幅器１１，１４および１５と、２個の最大値保持回路
１２および１３とを備えている。

【００６７】差動増幅器１１には、信号入力として増幅
すべきバースト信号が与えられ、参照入力として固定電
圧（例えば、図示しない定電圧源によって発生される）
が与えられる。参照入力としての固定電圧は、差動増幅
器１１が信号入力を常に線形増幅領域で増幅可能となる
ような値に設定されている。差動増幅器１１は、与えら
れた参照入力に基づいて、信号入力を差動増幅する。こ
の差動増幅器１１からは、増幅結果が、差動出力の形態
で、すなわち非反転出力および反転出力の形態で取り出
される。最大値保持回路１２は、差動増幅器１１の非反
転出力の最大値を検出し保持する。最大値保持回路１３
は、最大値保持回路１２と同じ回路構成を有し、差動増
幅器１１の反転出力の最大値を検出し保持する。差動増
幅器１４には、最大値保持回路１２の出力が信号入力と
して与えられ、最大値保持回路１３の出力が参照入力と
して与えられる。この差動増幅器１４の増幅率は、０．
５に設定されている。また、差動増幅器１４は、差動入
力が無入力の場合の出力電圧が、差動増幅器１１におい
て差動入力が無入力の場合の出力電圧と同じになるよう
に構成されている。なお、差動増幅器１４の出力は、非
反転出力である。差動増幅器１５には、信号入力として
差動増幅器１１の非反転出力が与えられ、参照入力とし
て差動増幅器１４の出力が与えられる。この差動増幅器
１５の増幅率は、所定の値に設定されている。

【００６８】図２は、図１における差動増幅器１１の回
路構成の一例を示した図である。図２において、共通接
続されたトランジスタ２１および２２の各エミッタに
は、電流源２７が接続される。トランジスタ２１のコレ
クタには抵抗２３が接続され、トランジスタ２２のコレ
クタには抵抗２３と同等の抵抗値を有する抵抗２４が接
続される。トランジスタ２１のベースには信号入力が供
給され、トランジスタ２２のベースには参照入力が供給
される。トランジスタ２１のコレクタから取り出される
信号は、トランジスタ２５と電流源２８とで構成される
エミッタフォロワでインピーダンス変換された後、反転
出力として導出される。トランジスタ２２のコレクタか
ら取り出される信号は、トランジスタ２６と電流源２９
とで構成されるエミッタフォロワでインピーダンス変換
された後、非反転出力として導出される。

【００６９】図３は、図１における差動増幅器１４の回
路構成の一例を示した図である。図３において、トラン
ジスタ３１のエミッタには抵抗３６が接続され、コレク
タには抵抗３３が接続される。トランジスタ３２のエミ
ッタには抵抗３７が接続され、コレクタには抵抗３４が
接続される。抵抗３６および３７は、電流源３８に接続
される。抵抗３３および３４は、それぞれ、抵抗２３お
よび２４と同等の抵抗値を有している。トランジスタ３
２のコレクタから取り出される信号は、トランジスタ３
５と電流源３９とで構成されるエミッタフォロワでイン
ピーダンス変換された後、非反転出力として導出され
る。トランジスタ３１のベースには信号入力が供給さ
れ、トランジスタ３２のベースには参照入力が供給され
る。

【００７０】抵抗３６および３７は、局所的な負帰還用
抵抗として利用される。トランジスタ３１、３２の相互
コンダクタンスが十分大きな値である場合は、抵抗３６
と３７の抵抗値を抵抗３３、３４と同等に設定すること
で、差動増幅器としての増幅率は０．５となる。

【００７１】電流源３８は、図２の電流源２７と同じ構
成を有し、そこに流れる電流値も同じである。また、電
流源３９は、図２の電流源２８および２９と同じ構成を
有し、そこに流れる電流値も同じである。

【００７２】図４は、図１の実施形態における各部の信
号を示す波形図である。図４（ａ）において、波形４１
および４２は、それぞれ、差動増幅器１１の非反転出力
および反転出力の信号波形を示している。また、図４
（ａ）において、波形４４および４５は、それぞれ、最
大値保持回路１２および１３の出力波形を示している。
また、図４（ａ）において、波形４３は、差動増幅器１
１のオフセット電圧、すなわち差動入力が無い時の出力
電圧を示している。また、図４（ｂ）において、波形４
６は、差動増幅器１４の出力波形を示している。また、
図４（ｂ）において、波形４７は、差動増幅器１４のオ
フセット電圧、すなわち差動入力が無い時の出力電圧を
示している。以下、この図４を参照して、図１に示す増
幅器の動作を説明する。

【００７３】差動増幅器１１において、差動入力が無入
力時（すなわち、信号入力と参照入力との間で電位差が
無い状態のとき）には、電流源２７で設定される電流
は、（１／２）ずつ抵抗２３および２４に分流する。従
って、差動入力が無入力時の差動増幅器１１のオフセッ
ト電圧（波形４３）は、抵抗２３もしくは２４における
電位降下と、トランジスタ２５もしくは２６におけるベ
ース・エミッタ間電位との和だけ電源電圧から低い電圧
として決定される。

【００７４】同様に、差動入力が無入力時の差動増幅器
１４のオフセット電圧（波形４７）は、電流源３８で決
まる電流値の（１／２）が抵抗３４に流れることによる
電位降下分と、トランジスタ３５のベース・エミッタ間
電位との和だけ電源電圧から低い電圧として決定され
る。

【００７５】電流源２７および３８の電流値を互いに同
一とし、抵抗２３，２４および３４の抵抗値を互いに同
一とした場合、差動増幅器１１のオフセット電圧（波形
４３）および差動増幅器１４のオフセット電圧（波形４
７）は同じ値になる。

【００７６】差動増幅器１１の非反転出力（波形４１）
および反転出力（波形４２）は、オフセット電圧（波形
４３）を間に挟んで上下対称な位置に出現することにな
る。差動増幅器１４は、最大値保持回路１２の出力（波
形４４）と、最大値保持回路１３の出力（波形４５）と
の差を取り、その差を０．５倍した電位を、無入力時の
出力電圧であるオフセット電圧（波形４７）に加算して
出力する。そのため、差動増幅器１４の出力（波形４
６）は、差動増幅器１１の非反転出力（波形４１）の信
号振幅の中心に位置することになる。

【００７７】温度変動や電源電圧変動が存在する場合、
電流源２７を流れる電流に変動が生じる。これにより、
差動増幅器１１の非反転出力および反転出力は、それぞ
れ、この電流変動に比例して、抵抗２３および２４によ
る電位降下分の変動が生じる。この変動分は、差動増幅
器１１の反転出力および非反転出力のどちらに対して
も、プラスの方向もしくはマイナスの方向に現れる。従
って、最大値保持回路１２および１３では、入力の変動
分を受けて、それぞれの出力が同一方向へと変動する。
このとき、内部構成による変動分も加算されるが、最大
値保持回路１２および１３は互いに同一の構成であり、
内部構成による変動分は同一方向への変動分として現わ
れる。そして、同一方向への変動分は、差動増幅器１４
によって全てキャンセルされることとなる。

【００７８】差動増幅器１４では、電流源３８を流れる
電流に変動が生じ、この電流変動に比例して、非反転出
力に抵抗３４による電位降下分の変動が生じる。ただ
し、電流源３８は、電流源２７と同一の構成および電流
値を有しているため、発生する変動は、差動増幅器１１
の場合とほぼ同一になる。また、抵抗３４の抵抗値は、
抵抗２３および２４の抵抗値と同一であるため、その電
位降下による変動分も、差動増幅器１１の場合と同等の
値となる。従って、差動増幅器１５に信号入力として供
給される差動増幅器１１の非反転出力の変動分と、差動
増幅器１５に参照入力として供給される差動増幅器１４
の非反転出力の変動分とは、ほぼ同一の値となり、常
に、信号入力に現われる信号振幅の中心付近に参照入力
レベルが設定されることになる。その結果、温度変動や
電源電圧変動が存在した場合であっても、常に安定した
増幅を行うことが可能となる。

【００７９】以上説明したように、第１の実施形態で
は、温度変動や電源電圧変動に起因して最大値保持回路
１２および１３で生じた出力変動は、差動増幅器１４で
差動増幅を行うことによりキャンセルされる。このと
き、差動増幅器１１で生じた出力変動もキャンセルされ
ることになる。そこで、差動増幅器１４で生じる出力変
動を差動増幅器１１で生じる出力変動と同等の値にする
ことにより、差動増幅器１５に与える参照入力に信号入
力と同等の変動分を重畳するようにしている。これによ
って、差動増幅器１５には、信号入力の直流レベルに対
して正確に追従する参照入力を与えることができ、常に
安定した増幅を行うことが可能となる。

【００８０】なお、一般的には、差動増幅器１５の後段
には、コンパレータが配置され、当該コンパレータによ
ってアナログ信号をデジタル信号に変換することにな
る。ただし、差動増幅器１１への信号入力のレベルが高
い場合には、差動増幅器１１から十分なレベルの信号が
得られるので、差動増幅器１５で信号増幅を行うことな
く、差動増幅器１１の非反転出力および差動増幅器１４
の非反転出力を直接コンパレータに入力するようにして
もよい。当該コンパレータは、差動増幅器１４の非反転
出力をしきい値として、差動増幅器１１の非反転出力を
弁別することにより、アナログ信号をデジタル信号に変
換する。

【００８１】（第２の実施形態）図５は、本発明の第２
の実施形態に係る光受信回路の構成を示すブロック図で
ある。図５において、本実施形態の光受信回路は、光電
変換素子５１と、前置増幅器５２と、２個の最大値保持
回路５５および５６と、２個の差動増幅器５４および５
７と、コンパレータ５９と、参照電圧源５８とを備えて
いる。

【００８２】光電変換素子５１は、例えばフォトダイオ
ードによって構成され、受信した光信号を電流信号に変
換する。この光電変換素子５１がフォトダイオードによ
って構成される場合、そのカソードは電源線に接続さ
れ、そのアノードは前置増幅器５２の入力端に接続され
る。前置増幅器５２は、光電変換素子５１から出力され
る電流信号を電圧信号に変換する。この前置増幅器５２
の増幅結果は、差動出力の形態で取り出される。

【００８３】最大値保持回路５５は、前置増幅器５２の
非反転出力の最大値を検出して保持する。最大値保持回
路５５の出力は、後述する差動増幅器５７に信号入力と
して与えられる。最大値保持回路５６は、最大値保持回
路５５と同一の回路構成を有し、前置増幅器５２の反転
出力の最大値を検出して保持する。最大値保持回路５６
の出力は、後述する差動増幅器５７に参照入力として与
えられる。最大値保持回路５５および５６には、外部か
らリセット信号が与えられる。

【００８４】差動増幅器５４には、信号入力として前置
増幅器５２の非反転出力が与えられ、参照入力として差
動増幅器５７の出力が与えられる。コンパレータ５９
は、参照電圧源５８から与えられる参照電圧をしきい値
として差動増幅器５４の出力信号を弁別することによ
り、その信号波形をデジタル波形に整形する。

【００８５】図６は、図５における前置増幅器５２の構
成の一例を示す回路図である。図６において、トランジ
スタ６１および６２と、電流源６３とによって、差動増
幅器が形成される。トランジスタ６１および６２の各エ
ミッタは共通接続され、電流源に接続される。光電変換
素子５１の出力は、トランジスタ６１のベースに供給さ
れる。抵抗６１１はトランジスタ６１のコレクタと電源
線との間に介挿され、抵抗６２１はトランジスタ６２の
コレクタと電源線との間に介挿される。トランジスタ６
４および電流源６６によって第１のエミッタフォロワ回
路が形成され、トランジスタ６５および電流源６７によ
って第２のエミッタフォロワ回路が形成される。トラン
ジスタ６１のコレクタから得られる差動増幅器の反転出
力は、上記第１のエミッタフォロワ回路を介して出力端
子６９に供給される。トランジスタ６２のコレクタから
得られる差動増幅器の非反転出力は、上記第２のエミッ
タフォロワ回路を介して出力端子６８に供給される。ま
た、上記第１のエミッタフォロワの出力は、帰還抵抗５
３を介してトランジスタ６１のベースにフィードバック
され、上記第２のエミッタフォロワの出力は、帰還抵抗
５３１を介してトランジスタ６２のベースにフィードバ
ックされる。

【００８６】図７は、図５における差動増幅器５７の構
成の一例を示す回路図である。図７において、トランジ
スタ７１のベースには、最大値保持回路５５の出力が供
給され、トランジスタ７２のベースには、最大値保持回
路５６の出力が供給される。電源線とトランジスタ７１
のコレクタとの間には抵抗７１１が介挿され、電源線と
トランジスタ７２のコレクタとの間には抵抗７２１が介
挿される。トランジスタ７１のエミッタには抵抗７１２
の一端が接続され、トランジスタ７２のエミッタには抵
抗７２２の一端が接続され、抵抗７１２および７２２の
それぞれの他端は電流源７３に接続される。トランジス
タ７２のコレクタは、さらにトランジスタ７４のベース
にも接続される。このトランジスタ７４のエミッタは、
電流源７６に接続され、これらトランジスタ７４および
電流源７６によってエミッタフォロワ回路を形成してい
る。また、トランジスタ７４のエミッタに接続する形式
で、出力端子７７が用意される。

【００８７】上記のような構成において、前置増幅器５
２の電流源６３と、差動増幅器５７の電流源７３は、互
いに同一の構成を有し、かつそれぞれに流れる電流値も
同一になるように設定される。抵抗６１１および６２１
と、抵抗７１１および７２１とは、同一の抵抗値を備え
ている。抵抗７１２と抵抗７２２は、抵抗７１１および
７２１と同一の抵抗値を備えている。抵抗７１２、７２
２は局所的な帰還作用が働くことになり、トランジスタ
７１、７２の相互コンダクタンスが十分大きい場合、抵
抗７１２、７２２が抵抗７１１、７２１と等しく設定さ
れることで、差動増幅器５７の増幅率は０．５となる。

【００８８】図８は、図５における最大値保持回路５５
のより詳細な構成を示す図である。図８において、最大
値保持回路５５は、オペアンプ８１と、オペアンプ８１
の出力を受けるダイオード８５と、、ピーク値保持用に
電荷が蓄積されるコンデンサ８２と、ソースフォロワ等
によって構成されるバッファ回路８３と、リセット信号
に応答してＯＮし、接地との間にコンデンサ８２の放電
経路を形成するスイッチ回路８４とを備えている。

【００８９】図９は、図５に示す光受信回路において、
光バースト信号が入力された場合の各部の信号を示した
波形図である。図９において、波形５８１は、最大値保
持回路５５および５６に印加されるリセット信号の波形
を示している。また、波形６８１は前置増幅器５２の出
力端子６８における信号の波形を示し、波形６９１は前
置増幅器５２の出力端子６９における信号波形を示して
いる。また、波形５５１は最大値保持回路５５の出力信
号波形を示し、波形５６１は最大値保持回路５６の出力
信号波形を示している。また、波形７７１は、差動増幅
器５７の出力端子７７における出力信号波形を示してい
る。また、波形５４１は差動増幅器５４の出力信号波形
を示し、波形５９１はコンパレータ５９の参照入力レベ
ルを示している。また、波形５９２は、コンパレータ５
９の出力信号波形を示している。以下、この図９を参照
して、図５〜図８に示す光受信回路の動作を説明する。

【００９０】受信する光信号が無い状態では、前置増幅
器５２において、トランジスタ６１のコレクタ電流とト
ランジスタ６２のコレクタ電流は同一であり、各トラン
ジスタ６１および６２には、電流源６３の電流の１／２
の電流が流れることとなる。無入力状態での前置増幅器
５２の出力電位であるオフセット電圧は、出力端子６８
と６９とで同電圧であり、抵抗６１１あるいは６２１で
の電位降下と、トランジスタ６４あるいは６５における
ベース・エミッタ間電位差との和だけ電源電位から下が
った値となる。

【００９１】一方、差動増幅器５７における差動入力が
無入力時には、トランジスタ７１および７２の各コレク
タ電流は同一であり、電流源７３の電流の１／２の電流
が各トランジスタ７１および７２に流れる。差動増幅器
５７のオフセット電圧は、抵抗７２１における電位降下
とトランジスタ７４におけるベース・エミッタ間電位差
との和だけ電源電位から下がった値となる。

【００９２】電流源６３と電流源７３とが同一電流値
で、抵抗６１１および６２１と抵抗７２１とが同一抵抗
値である場合には、光信号が入力されない時の前置増幅
器５２の出力端子６８における出力レベルと、差動入力
が無入力時の差動増幅器５７の出力端子７７におけるオ
フセット出力レベルは、同一となる。

【００９３】光バースト信号が入力した場合、前置増幅
器５２の出力端子６８における非反転出力信号は、波形
６８１で示すように無入力時のレベルから加算される形
で出力され、出力端子６９における反転出力信号は、波
形６９１で示すように無入力時のレベルから減算される
形で出力される。このとき、最大値保持回路５５の出力
は、波形５５１で示すように、前置増幅器５２の非反転
出力の最大値に追従する。一方、最大値保持回路５６の
出力は、波形５６１で示すように、無入力時のレベルを
保持することになる。

【００９４】差動増幅器５７は、信号入力として波形５
５１に示す電位が印加され、参照入力として波形５６１
に示す電位が印加された場合、増幅率が０．５であるた
め、その差を０．５倍した電位を無入力時の出力レベル
に加えて出力する。そのため、差動増幅器５７の出力
は、波形７７１に示すものとなる。差動増幅器５７の出
力波形７７１は、前置増幅器５２の出力波形６８１のほ
ぼ中間のレベルとなるため、差動増幅器５４の出力は、
波形５４１に示すようになる。

【００９５】ここで、実際の回路では、波形５４１に示
す出力信号中に、光電変換素子や電気回路で発生する熱
雑音やショット雑音等の雑音成分が重畳されている。そ
こで、コンパレータ５９の参照入力レベル５９１は、こ
れらの雑音成分のピーク値を超える程度のオフセットを
付けた値が設定される。これによって、雑音成分が除去
される。すなわち、信号入力を波形５４１とし、参照入
力レベルを波形５９１とした場合のコンパレータ５９の
出力は、波形５９２に示す通りとなり、無入力時にはコ
ンパレータ５９からのデジタル出力は常にロウレベル
で、光信号を受信した時のみデジタル出力をハイレベル
とすることができる。その結果、バースト信号の再生が
可能となる。

【００９６】次に、温度変動や電源電圧変動がある場合
の動作を説明する。電流源６３と電流源７３とを同一構
成，同一電流値とした場合、前置増幅器５２および差動
増幅器５７において、電源電圧変動や温度変動に対する
電流変動を、同じとすることができる。電流源６６およ
び６７と電流源７６とを同一構成，同一電流値とした場
合も同様である。

【００９７】受信する光信号が無い状態での、前置増幅
器５２におけるオフセット電位は、前述した通りとな
る。また、前置増幅器５２に光信号が入力される場合、
その出力は、以下のようになる。すなわち、前置増幅器
５２の端子６８における非反転出力は、無入力時のオフ
セット電位に対し、電位の高い側へ、光信号の入力光電
力に応じた電位差を加算した形の信号振幅を有する。一
方、前置増幅器５２の端子６９における反転出力は、無
入力時のオフセット電位から、電位の低い側へ、入力光
電力に応じた電位差を減算した形の信号振幅を有する。

【００９８】温度変動や電源電圧変動がある場合の前置
増幅器５２の出力変動は、直流成分としての変動（オフ
セット電圧の変動）と、交流成分としての変動（信号振
幅の変動）との和となる。直流成分としての変動である
オフセット電圧の変動は、電流源６３の変動による抵抗
６１１および６２１における電位降下の変動分と、トラ
ンジスタ６４および６５のベース・エミッタ間電位の変
動分との和となる。交流成分としての変動である信号振
幅の変動は、電源電圧変動や温度変動により、前置増幅
器５２のゲイン−周波数特性が変動することによって生
ずる。

【００９９】温度変動もしくは電源電圧変動による最大
値保持回路５５および５６の出力変動は、それぞれの構
成を同一とすることにより、同じとなる。温度変動や電
源電圧変動が存在する場合の、差動増幅器５７の出力変
動は、差動増幅器５７のオフセット電圧の変動分に、最
大値保持回路５５と最大値保持回路５６の出力変動分が
加算されたものである。差動増幅器５７におけるオフセ
ット電圧の変動は、電流源７３の電流変動分による抵抗
７２１における電位降下分と、トランジスタ７４におけ
るベース・エミッタ間電位差の変動分との和となり、電
流源７３と電流源６３とが同一構成，同一電流値で、か
つ抵抗６１１および６２１と抵抗７２１とが同一抵抗値
の場合、前置増幅器５２における直流成分としての変動
と同じとなる。

【０１００】最大値保持回路５５および５６は、それぞ
れ同一の変動を含んで最大値に追従し、差動増幅器５７
は最大値保持回路５５の出力と最大値保持回路５６の出
力との差成分を増幅するため、変動分が同一であれば、
その変動分は差動増幅器５７によりキャンセルされる。

【０１０１】結果として、差動増幅器５７の出力波形７
７１は、常に、前置増幅器５２の非反転出力に現われる
信号の振幅の中心の値を示す。これにより、温度変動や
電源電圧変動がある場合にも、差動増幅器５４における
信号入力のレベル変動に追従した参照入力レベルが常に
得られることとなり、コンパレータ５９により常に正確
にバースト信号の出力が可能となる。

【０１０２】ところで、最大値保持回路５５および５６
は、図８に示すように、入力信号電圧に応じた電荷を、
コンデンサ８２にチャージすることによって、入力信号
電圧の最大値を保持するようにしている。従来の最大値
保持回路では、バースト信号の受信および再生終了後、
コンデンサ８２に蓄積された電荷は、ある時定数に従っ
て徐々に放電されていく。そのため、大振幅の光バース
ト信号受信後に、小振幅の光バースト信号を受信した場
合、当該小振幅の光バースト信号に対応する入力信号電
圧が、コンデンサ８２の残存電圧よりも低くなる場合が
ある。このような場合、最大値保持回路の出力電圧が入
力信号電圧の最大値よりも高くなり、最大値の検出が行
えない。

【０１０３】そこで、第２の実施形態の光受信回路で
は、最大値保持回路５５および５６に対し、毎回のバー
スト信号の受信および再生が終了する毎に、リセット信
号５８１を与えるようにしている。このリセット信号５
８１に応答して、図８のスイッチ回路８４がＯＮし、コ
ンデンサ８２に蓄積されている電荷が強制的に放電され
る。これによって、最大値保持回路５５および５６の出
力５５１および５６１は、前置増幅器５２への光信号が
無入力の場合の出力レベルであるオフセット電圧に強制
的に再設定される。これにより、大振幅の光バースト信
号受信後に、小振幅の光バースト信号を受信しても、信
号の再生が可能となる。

【０１０４】なお、光電変換素子５１の受光レベルが十
分に高い場合には、前置増幅器５２から十分なレベルの
信号が得られるので、差動増幅器５４で信号増幅を行う
ことなく、前置増幅器５２の出力および差動増幅器５７
の出力を直接コンパレータに入力するようにしてもよ
い。この場合、当該コンパレータは、差動増幅器５７の
出力をしきい値として、前置増幅器５２の出力を弁別す
ることにより、アナログ信号をデジタル信号に変換す
る。

【０１０５】（第３の実施形態）図１０は、本発明の第
３の実施形態に係る光受信回路の構成を示すブロック図
である。図１０において、本実施形態の光受信回路は、
光電変換素子５１と、前置増幅器１０１と、帰還抵抗１
０２と、参照電圧生成部１０３と、主増幅部１０４と、
コンパレータ１０５とを備えている。

【０１０６】本実施形態では、主増幅部１０４として、
同一の構成を有する第１および第２の増幅部１０４ａお
よび１０４ｂを、縦続接続した構成を示している。第１
の増幅部１０４ａは、２個の最大値保持回路１０４２ａ
および１０４３ａと、２個の差動増幅器１０４１ａおよ
び１０４４ａとを含む。同様に、第２の増幅部１０４ｂ
は、２個の最大値保持回路１０４２ｂおよび１０４３ｂ
と、２個の差動増幅器１０４１ｂおよび１０４４ｂとを
含む。

【０１０７】光電変換素子５１は、例えばフォトダイオ
ードによって構成され、受信した光信号を電流信号に変
換する。この光電変換素子５１がフォトダイオードによ
って構成される場合、そのカソードは電源線に接続さ
れ、そのアノードは前置増幅器１０１の入力端に接続さ
れる。前置増幅器１０１は、光電変換素子５１から出力
される電流信号を電圧信号に変換する。

【０１０８】参照電圧生成部１０３は、後述する構成に
より、前置増幅器１０１の出力信号の振幅のほぼ中心の
直流レベルの出力を生成する。この参照電圧生成部１０
３の出力は、第１の増幅部１０４ａ内の差動増幅器１０
４１ａに、参照入力として供給される。

【０１０９】前置増幅器１０１の出力は、差動増幅器１
０４１ａに、信号入力として供給される。差動増幅器１
０４１ａの非反転出力および反転出力は、それぞれ、最
大値保持回路１０４２ａおよび１０４３ａに供給され
る。

【０１１０】最大値保持回路１０４２ａおよび１０４３
ａの出力は、それぞれ、差動増幅器１０４４ａに、信号
入力および参照入力として供給される。最大値保持回路
１０４２ａおよび１０４３ａは、互いに同一の回路構成
を有する。最大値保持回路１０４２ａおよび１０４３ａ
には、外部からリセット信号が与えられる。差動増幅器
１０４１ａの非反転出力は、次段の第２の増幅部１０４
ｂ内の差動増幅器１０４１ｂに、信号入力として供給さ
れる。差動増幅器１０４４ａの非反転出力は、差動増幅
器１０４１ｂに、参照入力として供給される。

【０１１１】差動増幅器１０４１ｂの非反転出力および
反転出力は、それぞれ、最大値保持回路１０４２ｂおよ
び１０４３ｂに供給される。最大値保持回路１０４２ｂ
および１０４３ｂの出力は、それぞれ、差動増幅器１０
４４ｂに、信号入力および参照入力として供給される。
最大値保持回路１０４２ｂおよび１０４３ｂは、互いに
同一の回路構成を有する。最大値保持回路１０４２ｂお
よび１０４３ｂには、外部からリセット信号が与えられ
る。

【０１１２】差動増幅器１０４１ｂの非反転出力は、次
段のコンパレータ１０５に、信号入力として供給され
る。差動増幅器１０４４ｂの非反転出力は、コンパレー
タ１０５に、参照入力として供給される。コンパレータ
１０５は、参照入力をしきい値として信号入力を弁別す
ることにより、光受信信号波形をデジタル波形に整形す
る。

【０１１３】図１１は、図１０における差動増幅器１０
４１ａの構成の一例を示す回路図である。なお、差動増
幅器１０４１ｂも差動増幅器１０４１ａと同様の回路構
成を有していることを予め指摘しておく。図１１におい
て、トランジスタ１１１のコレクタは、抵抗１１３１を
介して電源線に接続される。また、トランジスタ１１２
のコレクタは、抵抗１１３２を介して電源線に接続され
る。トランジスタ１１１のエミッタは、抵抗１１４１を
介して電流源１１５に接続される。また、トランジスタ
１１２のエミッタは、抵抗１１４２を介して電流源１１
５に接続される。前置増幅器１０１からの信号入力は、
トランジスタ１１１のベースに供給される。参照電圧生
成部１０３からの参照入力は、トランジスタ１１２のベ
ースに供給される。

【０１１４】トランジスタ１１１のコレクタ出力は、ト
ランジスタ１１６のベースに供給される。トランジスタ
１１２のコレクタ出力は、トランジスタ１１７のベース
に供給される。トランジスタ１１６および１１７の各コ
レクタは、電源線に接続される。トランジスタ１１６の
エミッタは、電流源１１８に接続される。トランジスタ
１１７のエミッタは、電流源１１９に接続される。トラ
ンジスタ１１６および電流源１１８によって第１のエミ
ッタフォロワ回路が形成され、トランジスタ１１７およ
び電流源１１９によって第２のエミッタフォロワ回路が
形成される。トランジスタ１１６のエミッタから得られ
る第１のエミッタフォロワ回路の出力は、差動増幅器１
０４１ａの反転出力として後段の回路に与えられる。ト
ランジスタ１１７のエミッタから得られる第２のエミッ
タフォロワ回路の出力は、差動増幅器１０４１ａの非反
転出力として後段の回路に与えられる。

【０１１５】上記のような構成において、抵抗１１４１
と抵抗１１４２は、互いに同一の抵抗値を持つ。抵抗１
１４１と抵抗１１４２により、局所的な帰還作用が働く
ことになり、これらの抵抗値を適切に選択することで、
差動増幅器１０４１の増幅率は、適切に設定可能とな
る。

【０１１６】図１２は、図１０における差動増幅器１０
４４ａの構成の一例を示す回路図である。なお、差動増
幅器１０４４ｂも差動増幅器１０４４ａと同様の回路構
成を有していることを予め指摘しておく。図１２におい
て、トランジスタ１２１のコレクタは、抵抗１２３１を
介して電源線に接続される。また、トランジスタ１２２
のコレクタは、抵抗１２３２を介して電源線に接続され
る。トランジスタ１２１のエミッタは、抵抗１２４１を
介して電流源１２５に接続される。また、トランジスタ
１２２のエミッタは、抵抗１２４２を介して電流源１２
５に接続される。トランジスタ１２１のベースには、最
大値保持回路１０４２ａの出力が信号入力として供給さ
れる。トランジスタ１２２のベースには、最大値保持回
路１０４３ａの出力が参照入力として供給される。

【０１１７】トランジスタ１２２のコレクタ出力は、ト
ランジスタ１２６のベースに供給される。トランジスタ
１２６のコレクタは電源線に接続され、そのエミッタは
電流源１２７に接続される。これらトランジスタ１２６
および電流源１２７によって、エミッタフォロワ回路を
形成している。トランジスタ１２６のエミッタから得ら
れるエミッタフォロワ回路の出力は、差動増幅器１０４
４ａの非反転出力として後段の回路に与えられる。

【０１１８】上記のような構成において、抵抗１２４１
と抵抗１２４２は、それぞれ、抵抗１２３１および１２
３２と同一の抵抗値を有する。抵抗１２４１および１２
４２には、局所的な帰還作用が働き、これによって、ト
ランジスタ１２１および１２２の相互コンダクタンスが
十分に大きい場合、差動増幅器１０４４ａの増幅率は、
０．５となる。このことは、差動増幅器１０４４ｂにお
いても同様である。

【０１１９】さらに、上記のような構成において、差動
増幅器１０４１ａの電流源１１５と、差動増幅器１０４
４ａの電流源１２５は、互いに同一の構成を有し、かつ
それぞれに流れる電流値も同一になるように設計され
る。また、抵抗１１３１および１１３２と、抵抗１２３
１および１２３２は、それぞれ同一の抵抗値を有してい
る。また、差動増幅器１０４１ａのエミッタフォロワに
適用される電流源１１８および１１９と、差動増幅器１
０４４ａのエミッタフォロワに適用される電流源１２７
は、互いに同一の構成を有し、かつそれぞれに流れる電
流値も同一になるように設計される。これにより、差動
増幅器１０４１ａと差動増幅器１０４４ａは、無入力時
の出力レベルであるオフセット電圧が等しくなり、さら
に、電源電圧変動や温度変動がある場合にも、それぞれ
のオフセット電圧の変動を同一にすることが可能とな
る。

【０１２０】図１３は、図１０における最大値保持回路
１０４２（または、１０４３）のより詳細な構成を示す
図である。図１３において、最大値保持回路１０４２
（または、１０４３）は、オペアンプ１３１と、オペア
ンプ１３１の出力を受けるダイオード１３２と、、ピー
ク値保持用に電荷が蓄積されるコンデンサ１３３と、ソ
ースフォロワ等によって構成されるバッファ回路１３４
と、リセット信号に応答してＯＮし接地との間にコンデ
ンサ１３３の放電経路を形成するスイッチ回路１３５と
を備えている。

【０１２１】図１４は、図１０における参照電圧生成部
１０３のより詳細な構成を示す図である。図１４におい
て、定電圧出力部１４１は、図１０における前置増幅器
１０１および帰還抵抗１０２と同等の構成を備えてお
り、前置増幅器１０１の無入力時の出力と等しい定電圧
を出力する。光信号が入力された場合、前置増幅器１０
１の出力は、無入力時の出力レベルから下回る方向に変
化する。定電圧出力部１４１の出力は、前置増幅器１０
１の無入力時の出力と等しいため、定電圧出力部１４１
からは、前置増幅器１０１の出力の最大値が出力される
ことになる。

【０１２２】最小値保持回路部１４２は、入力信号の最
小値を検出保持する。この最小値保持回路部１４２は、
オペアンプ１４２１と、オペアンプの出力にカソードが
接続されるダイオード１４２２と、最小値保持用に電荷
を蓄積するコンデンサ１４２３と、ソースフォロワ等に
より構成されるバッファ回路１４２４と、リセット信号
に応答してＯＮし、電源線との間にコンデンサ１４２３
の放電経路を形成するスイッチ回路１４２５とを含む。

【０１２３】定電圧出力部１４１の出力は抵抗１４３の
一端に供給され、最小値保持回路部１４２の出力は抵抗
１４４の一端に供給される。抵抗１４３および１４４
は、同一抵抗値を有している。抵抗１４３および１４４
の各他端は接続されており、この接続部から参照電圧生
成部１０３の出力が得られる。このように構成されるこ
とで、参照電圧生成部１０３からは、前置増幅器１０２
の出力信号振幅の中心のレベルを有する一定電圧値が出
力されることになる。

【０１２４】図１５は、図１０における第１の増幅部１
０４ａにおける差動増幅器１０４１ａの入力信号と出力
信号の関係を、入出力特性に重ねて記述した図である。
図１５において、入出力特性は、横軸が参照入力の入力
電圧レベルに対する信号入力の入力電圧を示し、縦軸は
入力に対する非反転出力と反転出力それぞれの値を示し
ている。２つの入出力特性は、差動増幅器１０４１ａの
増幅率が比較的低く設定されている場合の特性１５１
と、増幅率が高く設定されている場合の特性１５２とを
記入している。

【０１２５】さらに、図１５には、時間軸に対する入力
信号波形が記入されている。すなわち、正確に参照入力
が信号波形の中心に設定されている場合の入力波形１５
３と、その後には信号波形が参照入力に対してずれて印
加された場合の入力波形１５４とを併せて記入してい
る。

【０１２６】入力波形１５３の場合の反転出力波形は、
増幅率が低く設定されている場合、波形１５５で示さ
れ、増幅率が高く設定されている場合、波形１５６で示
される。また、入力波形１５４の場合の反転出力波形
は、増幅率が低く設定されている場合、波形１５７で示
され、増幅率が高く設定されている場合、波形１５８で
示される。この図でわかるように、増幅率が高い場合に
は、参照入力に対して信号入力がわずかにずれた場合で
も、出力信号が得られなくなる危険性があることがわか
る。このことは、第２の増幅部１０４ｂにおける差動増
幅器１０４１ｂについても同様である。

【０１２７】図１６は、直流レベルの背景光が存在する
場合の前置増幅器１０１の出力信号波形１６２と、定電
圧出力部１４１の出力１６１と、参照電圧生成部１０３
の出力レベル１６３とを示した図である。

【０１２８】図１６において、定電圧出力部１４１の出
力レベル１６１と、前置増幅器１０１の出力の基底レベ
ル（光信号が無い期間の出力レベル）との差１６４が、
背景光によるものである。また、リセット信号を信号１
６５として示している。

【０１２９】以下、図１０〜図１６を参照して、第３の
実施形態に係る光受信回路の動作を説明する。前述した
ように、スターカプラを介して複数の端末が交換機に接
続されるパッシブダブルスター構成等の光通信システム
では、ＴＤＭＡ方式にて各端末が時間的に分離されて信
号送信を行うようにした場合でも、本来送信しないタイ
ミングにおける各端末の消光時の発光レベルが足し合わ
されて、信号レベルに対して無視できないレベルになっ
てしまうことがあり得る。また、波長多重技術を利用し
て、複数の波長にて異なる信号をやり取りする構成を採
用した場合、光モジュールにおいて波長多重光のアイソ
レーションが不十分であった場合、不要波長の光信号が
光電変換素子に回り込み、背景光として悪影響を与える
場合が考えられる。

【０１３０】背景光がある場合を、以下に記述する。光
電変換素子５１にて電流に変換された信号は、前置増幅
器により電圧信号に変換される。その信号波形には、波
形１６２として示すように、光信号を受信していない期
間の出力レベルと、定電圧出力部１４１の出力レベルと
の電圧差１６４が発生する。最小値保持回路１４２で
は、信号１６２の最小値が検出保持され、抵抗１４３と
１４４により、最小値保持回路１４２の出力と定電圧出
力部１４１の出力とのちょうど中間の値が参照電圧生成
部１０３の出力１６３として生成される。

【０１３１】参照電圧生成部１０３には、バースト信号
の終了のたびに、リセット信号１６５が与えられる。リ
セット信号１６５が与えられた時、最小値保持回路１４
２の出力は、前置増幅器１０１の出力レベル１６２に収
束する。一方、定電圧出力部１４１の出力は、波形１６
１として示したレベルであるため、参照電圧生成部１０
３の出力としては、電圧差１６４の中間のレベルとな
る。

【０１３２】光信号が入力された場合、参照電圧生成部
１０３の出力は入力信号に応じて変化するが、背景光の
影響のため、正確に信号波形の中心に設定されることは
なく、ずれが生じることになる。この場合、特に小入力
信号の場合は、参照入力レベルが相対的に信号レベルか
ら大きくずれてしまう。

【０１３３】しかし、第１の増幅部１０４ａの差動増幅
器１０４１ａは、その増幅率が低く設定されており、そ
の線形増幅領域が十分に広く取られているため、例えば
信号波形１５４のように、多少信号レベルが参照入力レ
ベルに対してずれていた場合でも、差動増幅器１０４１
ａの出力として信号を取り出すことが可能である。この
場合、差動増幅器１０４１ａの動作特性は、波形１５１
として示した特性であることを前提にしている。

【０１３４】差動増幅器１０４１ａとして出力を取り出
すことができれば、第１の実施形態にて説明したのと同
等の作用により、第１の増幅部１０４ａにおいて信号レ
ベルと参照レベルとを適切に生成することが可能とな
る。これにより、第２の増幅部１０４ｂにおいて増幅率
を比較的高く設定することが可能になり、次段以降での
信号の増幅が正確に行われ、パルス信号の再生が可能と
なる。

【０１３５】上記第３の実施形態の方式では、各端末の
発光レベルにおける消光比が異なる等の理由により、各
々のバースト期間における背景光のレベルが異なる場合
にも、最小値保持回路１４２の応答速度が十分に高速で
あれば、信号レベルに対応する参照レベルを高速に生成
することができるため、背景光のレベルが変動する場合
でも、バースト信号の先頭からの信号の再生が可能にな
る。

【０１３６】また、温度変動や電源電圧変動がある場
合、定電圧出力部１４１が前置増幅器１０１と同一構成
であるため、定電圧出力部１４１からの出力の変動分
は、前置増幅器１０１と同一の傾向を持つが、最小値保
持回路１４２の変動特性を、前置増幅器１０１の変動特
性と同等にすることは一般には困難である。そのため、
参照電圧生成部１０３の出力は、前置増幅器１０１の出
力信号レベルに対して変動する。

【０１３７】しかし、第１の増幅部１０４ａの入力にお
いて、信号入力レベルが参照入力レベルに対して多少ず
れていたとしても、差動増幅器１０４１ａの線形増幅領
域がそのずれに対して十分に広く設定されている限りに
おいて、差動増幅器１０４１ａは、信号出力を出すこと
が可能となる。第１の増幅器１０４ａの内部では、第１
の実施形態で説明したのと同様な作用により、温度変動
や電源電圧変動時にも、安定して差動増幅器１０４１ａ
の非反転出力信号の中心に、差動増幅器１０４４ａの出
力が設定されることになる。

【０１３８】このように、第１の増幅部１０４ａは、後
段に正確に信号を伝達可能であり、後段の第２の増幅部
１０４ｂにおいて伝達された信号を十分に増幅すること
により、コンパレータ１０５でデジタルデータを再生す
ることが可能となる。

【０１３９】ここで、コンパレータ１０５の内部におい
て、参照入力は、信号に重畳される雑音成分を上回るオ
フセット電圧分だけずらして設定される。こうすること
で、無入力時にもコンパレータ１０５にて雑音を増幅す
ることがなく、バースト信号が入力された場合のみ、パ
ルス信号を再生することが可能となる。

【０１４０】第１および第２の増幅部１０４ａおよび１
０４ｂは、図示した構成とすることで、第１の実施形態
で説明した通り、温度変動や電源電圧変動に対してその
変動分をキャンセルすることができる。このため、背景
光が存在する場合や、温度変動や電源電圧変動が存在す
る場合においても、図示する光受信回路は、正確に信号
の再生が可能であることがわかる。

【０１４１】以上説明した第１〜第３の実施形態では、
ピーク値保持回路として２つの最大値保持回路を用いる
ようにしているが、これに代えて、２つの最小値保持回
路を用いて本発明の増幅器または光受信回路を構成する
ことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る増幅器の構成を
示すブロック図である。

【図２】図１の増幅器に用いられる差動増幅器１１の構
成の一例を示す回路図である。

【図３】図１の増幅器に用いられる差動増幅器１４の構
成の一例を示す回路図である。

【図４】図１の増幅器における各部の信号を示す波形図
である。

【図５】本発明の第２の実施形態に係る光受信回路の構
成を示すブロック図である。

【図６】図５の光受信回路に用いられる前置増幅器５２
の構成の一例を示す回路図である。

【図７】図５の光受信回路に用いられる差動増幅器５７
の構成の一例を示す回路図である。

【図８】図５の光受信回路に用いられる最大値保持回路
５５（または５６）の構成の一例を示す回路図である。

【図９】図５の光受信回路における各部の信号を示す波
形図である。

【図１０】本発明の第３の実施形態に係る光受信回路の
構成を示すブロック図である。

【図１１】図１０の光受信回路に用いられる差動増幅器
１０４１の構成の一例を示す回路図である。

【図１２】図１０の光受信回路に用いられる差動増幅器
１０４４の構成の一例を示す回路図である。

【図１３】図１０の光受信回路に用いられる最大値保持
回路１０４２ａ（または１０４２ｂ、１０４３ａ、１０
４３ｂ）の構成の一例を示す回路図である。

【図１４】図１０の光受信回路に用いられる参照電圧生
成部１０３の構成の一例を示す回路図である。

【図１５】図１０の光受信回路に用いられる差動増幅器
１０４１の入力と出力の関係を示す図である。

【図１６】図１０の光受信回路の動作波形例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１１、１４、１５、５４および５７…差動増幅器 １２および１３…最大値保持回路 ５１…光電変換素子 ５２…前置増幅器 ５５および５６…最大値保持回路 ５８…参照電圧源 ５９…コンパレータ １０１…前置増幅器 １０２…帰還抵抗 １０３…参照電圧生成部 １０４…主増幅部 １０４ａおよび１０４ｂ…第１および第２の増幅部 １０５…コンパレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 31/10 Ｈ０３Ｆ 3/45 Ｈ０４Ｂ 1/18 (72)発明者 藤戸 克行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (32)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力されたバースト信号を増幅するため
   の増幅器であって、 前記バースト信号を増幅し、その増幅結果を、無入力時
   の出力電圧であるオフセット電圧を中心にして上下対称
   に現れる第１および第２の出力を含む差動出力の形態で
   出力する第１の増幅回路と、 前記第１の増幅回路の第１の出力のピーク値を検出して
   保持する第１のピーク値保持回路と、 前記第１の増幅回路の第２の出力のピーク値（ただし、
   第１のピーク値保持回路が検出するピーク値と同方向の
   ピーク値）を検出して保持する第２のピーク値保持回路
   と、 前記第１および第２のピーク値保持回路の出力を差動増
   幅することにより、前記第１の増幅回路の第１の出力の
   直流レベルに追従する参照電圧を生成する第２の増幅回
   路とを備える、増幅器。
2. 【請求項２】 前記第２の増幅回路の増幅率は、０．５
   付近に設定されており、 前記第２の増幅回路の差動入力が無入力時の出力電圧で
   あるオフセット電圧は、前記第１の増幅回路のオフセッ
   ト電圧とほぼ等しくなるように設定されている、請求項
   １に記載の増幅器。
3. 【請求項３】 前記第１および第２の増幅回路は、それ
   ぞれの内部回路に起因する出力の変動が互いに等しくな
   るように、それぞれの回路構成および回路定数が、相互
   に関連付けて決定されていることを特徴とする、請求項
   ２に記載の増幅器。
4. 【請求項４】 前記第１および第２のピーク値保持回路
   は、互いに同一の回路構成を有している、請求項３に記
   載の増幅器。
5. 【請求項５】 前記第１および第２のピーク値保持回路
   は、それぞれ、前記第１の増幅回路の第１および第２の
   出力の最大値を検出して保持する第１および第２の最大
   値保持回路を含む、請求項４に記載の増幅器。
6. 【請求項６】 前記第１の増幅回路は、少なくとも互い
   のエミッタが共通接続された第１および第２のトランジ
   スタと、 前記第１および第２のトランジスタの共通接続されたエ
   ミッタに接続される第１の電流源と、 前記第１のトランジスタのコレクタと電源線との間に介
   挿される第１の抵抗と、 前記第２のトランジスタのコレクタと電源線との間に介
   挿される第２の抵抗とを含み、 前記第２の増幅回路は、少なくとも第３および第４のト
   ランジスタと、 その一端が前記第３のトランジスタのエミッタに接続さ
   れる第３の抵抗と、 前記第３のトランジスタのコレクタと電源線との間に介
   挿され、前記第１の抵抗と同等の抵抗値を有する第４の
   抵抗と、 その一端が前記第４のトランジスタのエミッタに接続さ
   れ、前記第３の抵抗と同等の抵抗値を有する第５の抵抗
   と、 前記第４のトランジスタのコレクタと電源線との間に介
   挿され、前記第２の抵抗と同等の抵抗値を有する第６の
   抵抗と、 前記第３および第５の抵抗の各他端に接続され、前記第
   １の電流源と同等の構成を有し、かつそこに流れる電流
   の値も当該第１の電流源に流れる電流の値と同等である
   第２の電流源とを含む、請求項３に記載の増幅器。
7. 【請求項７】 前記第１の増幅回路は、前記バースト信
   号を信号入力として受け、当該バースト信号の直流レベ
   ルに対して仮設定された固定電圧を参照入力として受
   け、当該固定電圧に基づいて当該バースト信号を差動増
   幅する差動増幅器を含む、請求項１に記載の増幅器。
8. 【請求項８】 前記第１の増幅回路の第１の出力を信号
   入力として受け、前記第２の増幅回路から出力される参
   照電圧を参照入力として受け、当該参照電圧に基づいて
   当該第１の出力を差動増幅する第３の増幅回路をさらに
   備える、請求項１に記載の増幅器。
9. 【請求項９】 前記第１の増幅回路の第１の出力を信号
   入力として受け、前記第２の増幅回路から出力される参
   照電圧を参照入力として受け、当該参照電圧をしきい値
   として当該第１の出力を弁別することにより、当該第１
   の増幅回路の出力をデジタル波形に整形するコンパレー
   タをさらに備える、請求項１に記載の増幅器。
10. 【請求項１０】 光バースト信号を受信して増幅するた
    めの光受信回路であって、 受信した光バースト信号を電流信号に変換する光電変換
    素子と、 前記光電変換素子からの電流信号を電圧信号に変換して
    増幅し、その増幅結果を、無入力時の出力電圧であるオ
    フセット電圧を中心にして上下対称に現れる第１および
    第２の出力を含む差動出力の形態で出力する第１の増幅
    回路と、 前記第１の増幅回路の第１の出力のピーク値を検出して
    保持する第１のピーク値保持回路と、 前記第１の増幅回路の第２の出力のピーク値（ただし、
    第１のピーク値保持回路が検出するピーク値と同方向の
    ピーク値）を検出して保持する第２のピーク値保持回路
    と、 前記第１および第２のピーク値保持回路の出力を差動増
    幅することにより、前記第１の増幅回路の第１の出力の
    直流レベルに追従する参照電圧を生成する第２の増幅回
    路とを備える、光受信回路。
11. 【請求項１１】 前記第２の増幅回路の増幅率は、０．
    ５付近に設定されており、 前記第２の増幅回路の差動入力が無入力時の出力電圧で
    あるオフセット電圧は、前記第１の増幅回路のオフセッ
    ト電圧とほぼ等しくなるように設定されている、請求項
    １０に記載の光受信回路。
12. 【請求項１２】 前記第１および第２の増幅回路は、そ
    れぞれの内部回路に起因する出力の変動が互いに等しく
    なるように、それぞれの回路構成および回路定数が、相
    互に関連付けて決定されていることを特徴とする、請求
    項１１に記載の光受信回路。
13. 【請求項１３】 前記第１および第２のピーク値保持回
    路は、互いに同一の回路構成を有している、請求項１２
    に記載の光受信回路。
14. 【請求項１４】 前記第１および第２のピーク値保持回
    路は、それぞれ、前記第１の増幅回路の第１および第２
    の出力の最大値を検出して保持する第１および第２の最
    大値保持回路を含む、請求項１３に記載の光受信回路。
15. 【請求項１５】 前記第１の増幅回路は、少なくとも、
    第１の差動増幅器と、第１および第２のエミッタフォロ
    ワと、第１および第２の帰還抵抗とから構成されてお
    り、 前記第１の差動増幅器は、 互いのエミッタが共通接続された第１および第２のトラ
    ンジスタと、 前記第１および第２のトランジスタの共通接続されたエ
    ミッタに接続される第１の電流源と、 前記第１のトランジスタのコレクタと電源線との間に介
    挿される第１の抵抗と、 前記第２のトランジスタのコレクタと電源線との間に介
    挿される第２の抵抗とを含み、 前記光電変換素子から出力される電流信号は、前記第１
    のトランジスタのベースに与えられ、 前記第１のトランジスタのコレクタから得られる前記第
    １の差動増幅器の反転出力は、前記第１のエミッタフォ
    ロワを介して出力され、 前記第２のトランジスタのコレクタから得られる前記第
    １の差動増幅器の非反転出力は、前記第２のエミッタフ
    ォロワを介して出力され、 前記第１のエミッタフォロワの出力は、前記第１の帰還
    抵抗を介して前記第１のトランジスタのベースにフィー
    ドバックされ、 前記第２のエミッタフォロワの出力は、前記第２の帰還
    抵抗を介して前記第２のトランジスタのベースにフィー
    ドバックされ、 前記第２の増幅回路は、 そのベースに前記第１のピーク値保持回路の出力を受け
    る第３のトランジスタと、 そのベースに前記第２のピーク値保持回路の出力を受け
    る第４のトランジスタと、 前記第３のトランジスタのコレクタと電源線との間に介
    挿され、前記第１の抵抗と同等の抵抗値を有する第３の
    抵抗と、 前記第４のトランジスタのコレクタと電源線との間に介
    挿され、前記第２の抵抗と同等の抵抗値を有する第４の
    抵抗と、 その一端が前記第３のトランジスタのエミッタに接続さ
    れる第５の抵抗と、 その一端が前記第４のトランジスタのエミッタに接続さ
    れる第６の抵抗と、 前記第５および第６の抵抗の各他端に接続され、前記第
    １の電流源と同等の構成を有し、かつそこに流れる電流
    の値も当該第１の電流源に流れる電流の値と同等である
    第２の電流源と、 前記第１および第２のエミッタフォロワと同等の構成を
    有し、前記第４のトランジスタのコレクタから出力され
    る信号を受ける第３のエミッタフォロワとを含む、請求
    項１２に記載の光受信回路。
16. 【請求項１６】 前記第１および第２の最大値保持回路
    には、毎回の光バースト信号の受信が終了する毎にリセ
    ット信号が与えられ、 前記第１および第２の最大値保持回路は、前記リセット
    信号に応答して、それぞれの出力電圧が、前記第１の増
    幅回路のオフセット電圧とほぼ等しくなるように設定さ
    れることを特徴とする、請求項１０に記載の光受信回
    路。
17. 【請求項１７】 前記第１の増幅回路の第１の出力を信
    号入力として受け、前記第２の増幅回路から出力される
    参照電圧を参照入力として受け、当該参照電圧に基づい
    て当該第１の出力を差動増幅する第３の増幅回路をさら
    に備える、請求項１０に記載の光受信回路。
18. 【請求項１８】 参照入力のレベルをしきい値として、
    前記第３の増幅回路の出力を弁別することにより、当該
    第３の増幅回路の出力をデジタル波形に整形するコンパ
    レータをさらに備え、 前記コンパレータの参照入力のレベルは、光バースト信
    号が無入力時の前記第３の増幅回路の出力レベルに対し
    て、ノイズ振幅分のオフセットを加えたレベルに設定さ
    れていることを特徴とする、請求項１７に記載の光受信
    回路。
19. 【請求項１９】 前記第１の増幅回路の第１の出力を信
    号入力として受け、前記第２の増幅回路から出力される
    参照電圧を参照入力として受け、当該参照電圧をしきい
    値として当該第１の出力を弁別することにより、当該第
    １の増幅回路の出力をデジタル波形に整形するコンパレ
    ータをさらに備える、請求項１０に記載の光受信回路。
20. 【請求項２０】 光バースト信号を受信して増幅するた
    めの光受信回路であって、 受信した光バースト信号を電流信号に変換する光電変換
    素子と、 前記光電変換素子からの電流信号を電圧信号に変換して
    増幅する前置増幅回路と、 参照電圧を生成する参照電圧生成回路と、 前記前置増幅回路の出力を増幅する主増幅回路とを備
    え、 前記主増幅回路は、 前記前置増幅回路の出力を信号入力として受け、前記参
    照電圧生成回路の出力を参照入力として受け、当該参照
    入力に基づいて当該信号入力を差動増幅し、その増幅結
    果を、無入力時の出力電圧であるオフセット電圧を中心
    にして上下対称に現れる第１および第２の出力を含む差
    動出力の形態で出力する第１の増幅回路と、 前記第１の増幅回路の第１の出力のピーク値を検出して
    保持する第１のピーク値保持回路と、 前記第１の増幅回路の第２の出力のピーク値（ただし、
    第１のピーク値保持回路が検出するピーク値と同方向の
    ピーク値）を検出して保持する第２のピーク値保持回路
    と、 前記第１および第２のピーク値保持回路の出力を差動増
    幅することにより、前記第１の増幅回路の第１の出力の
    直流レベルに追従する参照電圧を生成する第２の増幅回
    路とを備える、光受信回路。
21. 【請求項２１】 前記第２の増幅回路の増幅率は、０．
    ５付近に設定されており、 前記第２の増幅回路の差動入力が無入力時の出力電圧で
    あるオフセット電圧は、前記第１の増幅回路のオフセッ
    ト電圧とほぼ等しくなるように設定されていることを特
    徴とする、請求項２０に記載の光受信回路。
22. 【請求項２２】 前記第１および第２の増幅回路は、そ
    れぞれの内部回路に起因する出力の変動が互いに等しく
    なるように、それぞれの回路構成および回路定数が、相
    互に関連付けて決定されていることを特徴とする、請求
    項２１に記載の光受信回路。
23. 【請求項２３】 前記第１および第２のピーク値保持回
    路は、互いに同一の回路構成を有している、請求項２２
    に記載の光受信回路。
24. 【請求項２４】 前記第１および第２のピーク値保持回
    路は、それぞれ、前記第１の増幅回路の第１および第２
    の出力の最大値を検出して保持する第１および第２の最
    大値保持回路を含む、請求項２３に記載の光受信回路。
25. 【請求項２５】 前記参照電圧生成回路は、固定電圧源
    で構成されることを特徴とする請求項２４に記載の光受
    信回路。
26. 【請求項２６】 前記参照電圧生成回路は、前記前置増
    幅回路からの出力信号の最大値と最小値を検出し、その
    中間の値を出力することを特徴とする、請求項２４に記
    載の光受信回路。
27. 【請求項２７】 前記第１の増幅回路は、 そのベースに前記前置増幅回路の出力を受ける第１のト
    ランジスタと、 そのベースに前記参照電圧生成回路の出力を受ける第２
    のトランジスタと、 前記第１のトランジスタのコレクタと電源線との間に介
    挿される第１の抵抗と、 前記第２のトランジスタのコレクタと電源線との間に介
    挿される第２の抵抗と、 第１の電流源と、 前記第１のトランジスタのエミッタと前記第１の電流源
    との間に介挿される第３の抵抗と、 前記第２のトランジスタのエミッタと前記第１の電流源
    との間に介挿され、前記第３の抵抗と同等の抵抗値を有
    する第４の抵抗とを含み、 前記第２の増幅回路は、 そのベースに前記第１のピーク値保持回路の出力を受け
    る第３のトランジスタと、 そのベースに前記第２のピーク値保持回路の出力を受け
    る第４のトランジスタと、 前記第３のトランジスタのコレクタと電源線との間に介
    挿され、前記第１の抵抗と同等の抵抗値を有する第５の
    抵抗と、 前記第４のトランジスタのコレクタと電源線との間に介
    挿され、前記第２の抵抗と同等の抵抗値を有する第６の
    抵抗と、 前記第１の電流源と同等の構成を有し、かつそこに流れ
    る電流の値も当該第１の電流源に流れる電流の値と同等
    である第２の電流源と、 前記第３のトランジスタのエミッタと前記第２の電流源
    との間に介挿され、前記第５の抵抗と同等の抵抗値を有
    する第７の抵抗と、 前記第４のトランジスタのエミッタと前記第２の電流源
    との間に介挿され、前記第６の抵抗と同等の抵抗値を有
    する第８の抵抗とを含む、請求項２２に記載の光受信回
    路。
28. 【請求項２８】 前記第１および第２の最大値保持回路
    には、毎回の光バースト信号の受信が終了する毎にリセ
    ット信号が与えられ、 前記第１および第２の最大値保持回路は、前記リセット
    信号に応答して、それぞれの出力電圧が、前記第１の増
    幅回路のオフセット電圧とほぼ等しくなるように設定さ
    れることを特徴とする、請求項２０に記載の光受信回
    路。
29. 【請求項２９】 前記主増幅回路は、前記第１および第
    ２の増幅回路と、前記第１および第２のピーク値保持回
    路とを１セットとした増幅部を、複数セット縦続接続し
    た多段構成とされており、 ２段目以降の増幅部における前記第１の増幅回路は、前
    段の増幅部における前記第１の増幅回路の第１の出力を
    信号入力として受け、前段の増幅部における前記第２の
    増幅回路の出力を参照入力として受ける、請求項２０に
    記載の光受信回路。
30. 【請求項３０】 前記主増幅回路における初段の増幅部
    は、その増幅率が２段目以降の増幅部の増幅率よりも低
    く設定されていることを特徴とする、請求項２９に記載
    の光受信回路。
31. 【請求項３１】 前記主増幅回路の最終段の増幅部にお
    ける前記第１の増幅回路の第１の出力を信号入力として
    受け、前記第２の増幅回路から出力される参照電圧を参
    照入力として受け、当該参照電圧をしきい値として当該
    第１の出力を弁別することにより、当該第１の増幅回路
    の出力をデジタル波形に整形するコンパレータをさらに
    備える、請求項３０に記載の光受信回路。
32. 【請求項３２】 前記コンパレータの参照入力のレベル
    は、光バースト信号が無入力時の前記最終段の増幅部に
    おける前記第２の増幅回路の出力レベルに対して、ノイ
    ズ振幅分のオフセットを加えたレベルに設定されている
    ことを特徴とする、請求項３１に記載の光受信回路。