JPS6310926A

JPS6310926A - 光受信回路

Info

Publication number: JPS6310926A
Application number: JP61154012A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Takahashi; 聰高橋; Masanori Kamiya; 神谷　昌則
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-07-02
Filing date: 1986-07-02
Publication date: 1988-01-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明はテレビ受信機等で赤外線リモコンの受光回路と
して用いられる光受信用の光電変換素子としてフォトダ
イオードを用いた光受信回路に係従来の光受信回路は、
テレビ技術′８５年９月臨時増刊（全テレビメーカーサ
ービスブック）Ｐ２Ｓ５の日立Ｃ１９−Ｄ３０等の回路
構成が一般的であった。

この回路構成を一部回路ブロックに置き代えて第４図に
示す。１はフォトダイオードであり、２は負荷抵抗、３
はカンプリングコンデンサ、４は供給電源、５は増幅回
路、６は同調増幅回路、７はピーク検波回路、８は波形
整形回路であり、５゜６．７．８は１０を入力とし、１
１を出力とする光受信プリアンプ・ブロック９として、
はとんどｉｃ化されているのが現状である。この回路の
動作は、１のフォトダイオードで光が電流に変換され、
負荷抵抗２に出力電圧が現われる。この信号電圧はカッ
プリングコンデンサ３を通ってプリアンプ９の入力１０
に入力される。したがって、入力１０の周波数特性は受
信信号電圧に対して平坦になり、フォトダイオードで受
けた雑音性成や抵抗２への飛び込みによる雑音成分は５
で増幅され、６で同調増幅されることから耐妨害性能は
あまり良くなく、また、フォトダイオード１．負荷抵抗
２も抵抗２がハイ・インピーダンスであることがら入力
１０と近接させなければならない。また耐妨害性能向上
のため、第４図の回路全体をシールドすることが一般的
であり、シールドによるコスト高と受光部のセントの取
付は位置が制限される等の欠点があった。

また、第４図の回路では５直流入力光が強い時。

負荷抵抗２の両端電圧が大きくなり過ぎ、フォトダイオ
ードが正常に動作しなくなる場合もあった。

回路雑音を低減させるための回路としては特開昭５５−
１８１２３号の「充電流増幅回路」であっる。これを第
５図に示す。

フォトダイオード１の出力電流を受ける演算増幅器１２
の出力端と反転入力端との間の負帰還路に抵抗１４，１
５．コンデンサ１６から成る′「型ロー・パス・フィル
タ回路と利得制限抵抗１３を接続した光受信回路で、回
路の出力１７の周波数特性は、ローパス・フィルタの効
果により第６図のようになり、この回路は低い周波数の
雑音には効果がなく、また、演算増幅器を用いるため、
コストが高くなる欠点があり、厚膜集積化も比較的、困
這であった。これ乞解５更することを目的とｆる。

〔牟排博田櫂ヰＩ’！１泡乃、ｋ　Ｆｆｆミ犬Ｉろ１；
めのｔ−Ｅ丈〕本発明は上記した従来技術の欠点を除去
する為になされたものであり、従って、参発排亦弁昨＃
従来の回路と比較して、耐雑音性能に優れるよう周波数
選択性を持たせ、かつ後段のプリアンプ部との接続を容
易にするため、低出力インピーダンスで、厚膜集積化等
により、小型化することが可能で受光部の取付は位置の
制約を少なくする先受本発明では、上記した目的を達成
する為に、フォトダイオードの周辺回路に抵抗、容量に
よるｔｗｉｎ−Ｔ回路を用いて、単一同調特性を持った
光受信回路を構成することにより、耐雑音性能を向上し
、かつコイルを使用しないことから、小型化さらには厚
膜集積化をも可能としようとしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。

第１図において、第４図、第５図に示した従来例と同等
のものについては同一の番号を付しである。

第１図において、抵抗２３，２４，２５．コンデンサ２
６，２７，２８がら成る点線で囲んだ部分がｔｗｉｎ−
Ｔ回路２９であり、トランジスタ１９のエミッタの出力
電圧がこのｔｗｉｎ−Ｔ回路により、コレクタにフォト
ダイオードが接続されたトランジスタ２０のベースに帰
還され、その信号周波数に応じてコレクタ電流でフォト
ダイオード１の変換信号電流の引き込み量を制御し、ト
ランジスタ１９のベース、エミッタでの出力信号電圧を
制御し１周波数選択性を持たせている。

ここで、ｔｗｉｎ−Ｔ回路の周波数特性を第２図のよう
なノツチフィルタの特性に選ぶと、第１図の出力３０の
周波数特性は第３図のような単一同調特性となる。第３
図においては出力３ｏの出力電圧振幅の最大を○ｄＢと
した。

第１図において、フォトダイオードの信号電流をｉｐ、
出力３０の信号電圧をＶ。とし、抵抗１８．２２の抵抗
値をそれぞれＲｌｓ　＋　Ｒ２２＋　　ｔ　Ｗ　１ｎ−
Ｔ回路２９の伝達関数をＴ　（ｓ）　、　）−ランジス
タ１９，２０のｈｆｅをωとすると、回路の相互インピ
ーダンスＺ　ｍ　（ｓ）　＝　Ｖ　ｏ　／　ｌ　Ｐは、
となる。ここでｔ　ｗ　ｉ　ｎ　−Ｔ回路を対称形とす
るとすると、Ｔ（ｓ）＝　（Ｓ２４　ＧＡ）　２）／　（Ｓ２＋−３
邊ω。′）ｚとなる。

ここでＷ　ｏ　＝　２πｆ、で、ｆｏはノツチフィルタ
のｎｕ１１周波数、ｑ、、は周波数特性の谷の鋭さを示
し、対称形ｔｗｉｎ−Ｔ回路ではｑ、−＝ｏ、２５とな
る。このＴ　（ｓ）を前記ｚｍ（ｓ）式に代入すると、となる。この式は単一同調回路の式であり、ω。

（ｆ、）は同調周波数で、これはｔｗｉｎ−Ｔ回路のｎ
ｕ１１周波数に一致し、分子の（１＋　Ｒ１゜／Ｒ２□
）×９２はこの回路のＱを示しており、抵抗１８と２２
の比で制御可能なのがゎがる。

このＺ　ｍ　（ｓ）の式は、Ｓ＝ｊωとして、ω＝ω０
でｌ　Ｚ　ｒｎ　（ｓ）　ｌ　＝Ｒ１ｓで最大となり、
Ｖ　ｏｆｆｌａｘ　＝　Ｒｔ　ｓ　・１ｐとなる。また
、ω）ω０．ω（ω。ではｌＺｍ（ｓ）　ｌ　”　Ｒｔ
ｓ　Ｘ　Ｒｚｚ／　（Ｒ１１１＋ｌ＜ｚｚ）で最小とな
り、ＶＯｍｉｎ＝Ｒ，、Ｘ　Ｒ２２／　（Ｒ，＋Ｒ２，
）　　Ｘ　ｉ　ｐとなる。先に述べたようにこの回路の
ＱはＲ１，ｌ。

Ｒ２□の比を変えることにより自由に設定でき、数十の
Ｑの実現も可能である。たとえば、Ｒ，、＝１００にΩ
、Ｒ２□＝１にΩとすると、ｑ、＝０．２５から、Ｑ＝
　（Ｌ＋ＬＯＯ／１）Ｘｏ、２５；２５となる。

また、この回路は出力がトランジスタ１９のエミッタホ
ロワの形となっており低出力インピーダンスであるため
、後段に第４図の９のようなプリアンプを接続する際に
も、その間の配線距離の制限や配線間への雑音の飛び込
みも少く抑えることができるため１本発明によれば、光
受信回路と後段のプリアンプ（増幅・同調増幅・検波等
）の位置の制約を少なくすることができる。また、単一
同調の周波数選択性を持たせているため、光受信時の希
望周波数以外の雑音の低減の効果があり。

また後段に接続される同調回路の特性を緩和することも
可能とする効果もある。

また１本発明によると、過大直流入力光によるフォトダ
イオード１の出力直流電流は、トランジスタ２０により
吸収されるため、フォトダイオードの直流電位、および
動作条件は安定するという効果もある。

また、第１図の回路を電源供給ピン３１．信号電圧出力
ピン３０．ＧＮＤピン３２の３端子の厚膜集積回路とす
ると、ディスクリートの場合に比べて小型化でき、セッ
トの受光部の取り付は位置の制約をさらに少くする効果
があり、また１回路を集積化することで１部品として扱
うことができ。

さらに耐妨害性能向上のためにシールドが必要となった
場合にもシールド面積が少なくすみ、コスト低減の効果
もある。

また、第１図の回路はコンデンサ２６，２７゜２８の容
量値のバラツキによるｆｏやＱの特性のバラツキは抵抗
２３，２４．２５の値の調節で補正が可能であるため、
厚膜集積の際の抵抗値トリーミングにより、高精度で回
路の特性の合わせ込みが可能であり、これにより後段の
同調回路の特性を緩和し、セットとしての同調周波数の
無調整化を可能とする効果もある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、光受信部に単一同調特性を持たせるこ
とにより、光信号の入力段で不要な周波数成分を除去で
きるので、セット全体としての耐雑音性能が向上すると
いう効果があり、また出力インピーダンスが低いため、
後段のプリアンプ等の回路との接続も容易で、光受信部
のセットの取り付は位置の制約も少なくなるという効果
もある。

また１本発明の光受信回路を厚膜集積化することにより
、小型化、１部品化ができ、セットの部品の４５ｖ！準
化の効果もある。また、厚膜集積化の際に、部品単体と
しての特性の精度を上げることで、セットとしての無調
整化可能にするという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図はｔ　
ｗ　ｉ　ｎ　−Ｔ回路の周波数特性を示した線図。第３図は第１図の回路の出力の周波数特性を示した線図
、第４図、第５図は従来の回路図、第６図は第５図の回
路の特性を示した線図である。１・・・フォトダイオード、２・・・抵抗、３・・・容
量。４・・・電圧源、５・・・増幅回路、６・・・同調増幅
回路。７・・・ピーク検波回路、８・・・波形整形回路、９・
・・プリアンプブロック、１０・・・プリアンプ入力、
１１・・・プリアンプ出力、１２・・・オペアンプ、１
３，１４．１５・・・抵抗、１６・・・容量、１７・・
・出力端子。３ｏ・・・出力端子、３１・・・電源端子、３２・・・
ＧＮＤ端子。弗１　匠Ｉ２ヲあ２閃　　　　　　易り目

Claims

【特許請求の範囲】

１、カソードが供給電圧源に接続された、光受信素子と
してのフォトダイオードと、その両端に接続された負荷
抵抗と、コレクタが供給電圧源にベースが前記フォトダ
イオードのアノードに接続された第１のＮＰＮトランジ
スタと、同じくフォトダイオードのアノードにコレクタ
が接続された第２のＮＰＮトランジスタと、第１のトラ
ンジスタのエミッタとＧＮＤ間に接続された抵抗と、第
２のトランジスタのエミッタとＧＮＤ間に接続された抵
抗と、第１のトランジスタのエミッタと第２のトランジ
スタのベースとの間に接続された、抵抗と容量で構成さ
れたｔｗｉｎ−Ｔ回路より成り、ｔｗｉｎ−Ｔ回路を設
けたことにより、単一同調の周波数選択特性を持たせ、
かつ第１のトランジスタのエミッタを出力とすることで
、低出力インピーダンスで後段と接続可能とすることを
特徴とする光受信回路。