KR900002461Y1 - Voltage regulating circuit of automatic gain regulating circuit in optical transmission device - Google Patents
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Abstract
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Description
제 1 도는 에버랜취 포토 다이오드의 역바이어스 전압과 증배이득과의 관계 곡선도.1 is a relation curve diagram of the reverse bias voltage and the multiplication gain of an Ever Ranch photodiode.
제 2 도는 본 고안의 블럭도.2 is a block diagram of the present invention.
제 3 도는 제 2 도의 본 고안에 따른 블럭도 중 자동이득 조절회로의 구체회로도.3 is a detailed circuit diagram of the automatic gain control circuit of the block diagram according to the present invention of FIG.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
20 : 전치증폭기 30 : 반파정류기20: preamplifier 30: half-wave rectifier
40 : 비교기 50 : 전압조절회로40: comparator 50: voltage control circuit
60 : 고전압공급원60: high voltage supply source
본 고안은 광전송 장치에서 사용하는 자동이득 조절(Automatic Gain Control : 이하 AGC라 칭함)회로에서 전압조정회로에 관한 것으로, 특히 수광소자로 애버랜취 포토다이오드(Avalanche Photo Diode : 이하 APD라 칭함)를 사용하는 수광장치에서 상기 APD의 역바이어스 공급전압을 조정하는 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a voltage adjusting circuit in an automatic gain control circuit (AGC) used in an optical transmission device, and in particular, an Avalanche Photo Diode (hereinafter referred to as APD) as a light receiving element. A circuit for adjusting the reverse bias supply voltage of the APD in a light receiving device.
일반적으로 광전송 장치에서 수광소자료는 핀다이오드와 APD가 사용된다.In general, in the optical transmission device, a pin diode and an APD are used as light source data.
상기 핀 다이오드는 직선성이 양호한 반면 증배작용은 없어 장거리 펄스광전송 방식에서는 핀다이오드보다 APD를 사용하는 것이 바람직한 것으로 알려져 있다.The pin diode has good linearity but no multiplication, and it is known that APD is preferable to pin diode in a long distance pulsed light transmission method.
한편, APD는 애버랜취 증배(Avalanche multiplication)에 의한 광전류의 증배작용이 있으며 APD에 공급되는 역 바이어스 전압에 따라 증배계수가 달라지게 되면 이에따라 이들이 결정된다.On the other hand, APD has a multiplication of photocurrent by Avalanche multiplication, and if the multiplication factor is changed according to the reverse bias voltage supplied to the APD, they are determined accordingly.
그러므로 수광소자로서 APD를 사용할 때에는 APD 양단에 역바이어스 전압을 공급해주게 된다.Therefore, when the APD is used as the light receiving element, the reverse bias voltage is supplied to both ends of the APD.
또한 제 1 도에 도시된 바와 같이 APD 양단에 공급해주는 역 바이어스 전압을 증가시키면 APD의 증배계수(M)가 증가한다. 그러므로 수신되는 광신호를 광전 변환하여 전기적인 신호로 출력하는 상기 APD의 이득이 증가하게 되고 상기 APD에서 출력되는 신호의 레벨이 커지게 된다. 그리고 APD 양단에 공급해주는 역바이어스 전압을 감소시키면 상기 APD에서 출력되는 신호의 레벨이 작아지게 된다.In addition, as shown in FIG. 1, increasing the reverse bias voltage supplied across the APD increases the multiplication factor M of the APD. Therefore, the gain of the APD, which photoelectrically converts the received optical signal and outputs the electrical signal, is increased, and the level of the signal output from the APD is increased. If the reverse bias voltage supplied across the APD is reduced, the level of the signal output from the APD is reduced.
이와같은 관계를 이요하여 수광되는 광신호 레벨 변동에 대해 APD에 공급되는 역 바이어스 전압을 변동시킴으로서 증배계수(M)을 적당히 조절하여 APD의 출력신호 레벨을 일정히 유지하는 AGC 회로가 사용되어 왔다.By using such a relationship, an AGC circuit has been used that maintains a constant output signal level of the APD by appropriately adjusting the multiplication factor M by varying the reverse bias voltage supplied to the APD with respect to the received optical signal level variation.
이와같은 종래의 AGC회로는 상기 APD에서 광전변환된 전기신호를 전치증폭기에서 증폭하고 이 증폭기의 출력을 피크 검파하여 비교기의 기준전압과 비교하므로서 이 비교기의 출력직류 전압으로 고전압 공급원을 조정하여 고전압 공급원의 출력직류 전압을 APD의 역바이어스로 사용함으로써 APD의 출력신호 레벨을 일정히 유지하는 구성으로 되어 있었다.The conventional AGC circuit amplifies the photoelectrically converted electrical signal in the APD in the preamplifier, peak-detects the output of the amplifier and compares it with the reference voltage of the comparator, and adjusts the high voltage source to the output DC voltage of the comparator to supply a high voltage source. By using the output direct current voltage as the reverse bias of the APD, the output signal level of the APD was kept constant.
상기와 같은 종래의 AGC회로는 APD에서 광전변환된 전기신호를 전치 증폭기에서 증폭하고, 증폭된 신호를 피크 검파하여 직류 전압으로서 비교기에 출력하게 된다.The conventional AGC circuit as described above amplifies the electric signal photoelectrically converted in the APD in the preamplifier, peak-detects the amplified signal, and outputs it to the comparator as a DC voltage.
상기 비교기에서 입력되는 신호의 레벨을 설정된 기준전압과 비교함으로서 입력신호 레벨의 변동에 따라 출력직류전압을 크게하거나 작게하여 전압 조절회로에 출력한다. 그러므로 전압 조절회로는 상기 비교기의 출력 직류전압이 커지거나 작아짐에 다라 고전압 공급원에서 공급되는 일정전압의 고전압의 크기는 조정하여 APD의 양단에 역 바이어스 전압으로 출력한다. 즉 수광되는 광신호 레벨이 작아짐으로 인해 APD의 출력레벨이 작아질때에는 APD에 공급되는 역 바이어스 전압을 증가시켜 증배계수(M)를 크게하여 APD의 출력 레벨을 크게하고, 수광되는 광신호 레벨이 커져서 APD의 출력 레벨이 너무 커질때에는 APD에 공급되는 역 바이어스 전압을 감소시켜 증배계수(M)를 작데하여 APD의 출력레벨을 작게하게 된다. 그러므로 상기 APD에서 출력되는 신호의 레벨은 수광되는 광신호 레벨의 변동에 관계없이 일정하게 유지하게 된다.By comparing the level of the signal input from the comparator with the set reference voltage, the output DC voltage is increased or decreased according to the variation of the input signal level and output to the voltage adjusting circuit. Therefore, as the output DC voltage of the comparator increases or decreases, the voltage regulating circuit adjusts the magnitude of the high voltage of the constant voltage supplied from the high voltage supply source and outputs the reverse bias voltage at both ends of the APD. That is, when the output level of the APD decreases due to the reduction of the received optical signal level, the reverse bias voltage supplied to the APD is increased to increase the multiplication factor (M) to increase the output level of the APD, and the received optical signal level is increased. When the output level of the APD becomes too large, the reverse bias voltage supplied to the APD is reduced to reduce the multiplication factor M, thereby reducing the output level of the APD. Therefore, the level of the signal output from the APD is kept constant regardless of the fluctuation of the received optical signal level.
그러나 이와같은 종래의 AGC 회로에 있어서는 APD의 최소 역바이어스 전압을 조정하는 회로가 없어 수신되는 광신호의 레벨에 따라 APD의 출력신호 및 전치증폭기의 출력레벨이 불안정해지는 문제점이 발생하곤 하였다.However, in the conventional AGC circuit, there is no circuit for adjusting the minimum reverse bias voltage of the APD, so that the output level of the APD and the output amplifier of the preamplifier are unstable according to the level of the received optical signal.
즉 제 1 도에 나타낸 바와 같은 APD의 역바이어스 전압과 증배계수(M)의 관계 특성곡선에서 알 수 있는 바와 같이 역바이어스 전압이 최소 역 바이어스 전압(V1) 이하에서는 증배계수(M)가 일정하게 된다.In other words, as shown in the relationship curve between the reverse bias voltage and the multiplication coefficient M of the APD as shown in FIG. 1, the multiplication coefficient M is constant when the reverse bias voltage is less than or equal to the minimum reverse bias voltage V1. do.
따라서 APD에 공급되는 역 바이어스 전압이 최소 역 바이어스 전압(V1) 이하로 조정이 된다면 역바이어스 전압을 증가시키거나 감소시킨다 해도 APD의 증배계수(M)의 고정이 불가능하여 AGC 회로가 목적으로하는 전치증폭기 출력레벨의 일정화는 기대할 수 없게 된다.Therefore, if the reverse bias voltage supplied to the APD is adjusted to be less than or equal to the minimum reverse bias voltage (V1), even if the reverse bias voltage is increased or decreased, the multiplication factor (M) of the APD cannot be fixed. Constant amplifier output levels are not expected.
따라서 본 고안의 목적은 APD의 최소 역바이어스 전압을 용이하게 조정할 수 있는 회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a circuit that can easily adjust the minimum reverse bias voltage of the APD.
이하 본 고안을 도면을 참조하여 상세히 설명하다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
제 2 도는 본 고안에 따른 APD의 AGC 회로의 블럭도로서, 수광되는 광신호를 광전변환하여 전기적인 신호를 출력하는 APD(10)와, 상기 APD(10)에서 검출된 신호를 입력하여 증폭하는 전치증폭기(20)와, 상기 전치증폭기(20) 출력신호를 입력하여 상기 출력신호의 교류신호를 반파정류하는 반파정류기(30)와, 상기 반파정류기(30)에서 출력하는 사익 교류신호의 반파의 피크전압을 이미 설정된 기준전압과 비교하여 상기 피크전압이 기준전압보다 커지면 높은 직류전압을 출력하고 그 반대이면 낮은 직류전압을 출력하는 비교기(40)와, 상기 비교기(40)에서 증가 도는 감소되어 출력되는 직류 전압에 의해 고전압 공급원(60)의 출력단자(Vout)로 출력되는 일정한 고전압의 크기를 조정하는 APD(10)에 공급되는 역 바이어스 전압이 APD(10)의 최소 역 바이어스 전압 이상에서만 조절되도록 하는 전압 조절회로(50)로 구성된다.2 is a block diagram of an AGC circuit of an APD in accordance with the present invention, in which an APD 10 for outputting an electrical signal by photoelectric conversion of a received optical signal, and amplifying the signal detected by the APD 10 are inputted and amplified. Half-wave rectifier 30 for inputting the pre-amplifier 20, the pre-amplifier 20 output signal and half-wave rectifying the AC signal of the output signal, and half-wave of the half-wave rectifier signal output from the half-wave rectifier 30. Comparing the peak voltage with a reference voltage that is already set, if the peak voltage is greater than the reference voltage and outputs a high DC voltage and vice versa, the comparator 40 outputs a low DC voltage; When the reverse bias voltage supplied to the APD 10 for adjusting the magnitude of a constant high voltage output to the output terminal Vout of the high voltage source 60 by the DC voltage is equal to or greater than the minimum reverse bias voltage of the APD 10. It consists of the voltage control circuit 50 such that adjustment.
상기 제 2 도의 구성회로에서 수광되는 광 신호의 레벨이 커지면 APD(10)에서 전기적인 신호로 변환되어 출력되는 신호 레벨이 커지게 된다. 또한 전치증폭기(20)의 출력도 커지게 되므로 비교기(40)에서 출력되는 직류 전압 레벨도 커지게 된다.When the level of the optical signal received by the component circuit of FIG. 2 increases, the signal level converted into an electrical signal from the APD 10 and output is increased. In addition, since the output of the preamplifier 20 also increases, the DC voltage level output from the comparator 40 also increases.
그러므로 전압 조절회로(50)는 고전압 공급원(60)에서 공급되는 일정한 고전압의 크기를 조정함으로서 감소시켜 APD(10)에 역 바이어스 전압으로 공급한다. 따라서 상기 APD(10)에 공급되는 역 바이어스 전압이 감소되므로 APD(10)의 중배계수(M)가 작게되어 APD(10)의 출력 레벨을 작게한다.Therefore, the voltage regulating circuit 50 reduces and adjusts the magnitude of the constant high voltage supplied from the high voltage source 60 to supply the reverse bias voltage to the APD 10. Therefore, since the reverse bias voltage supplied to the APD 10 is reduced, the doubling coefficient M of the APD 10 is reduced, thereby reducing the output level of the APD 10.
또한 수광되는 광신호의 레벨이 작아지면 APD(10)에서 전기적인 신호로 변환되어 신호 레벨이 작아지게 된다. 그리고 전치증폭기(20)의 출력도 작아지게 되므로 비교기(40)에서 출력되는 직류 전압 레벨도 작아지게 된다. 그러므로 전압조정회로(50)는 고전압 공급원(60)에서 공급되는 일정한 고전압의 크기를 조정함으로서 증가시켜 APD(10)에 역 바이어스 전압으로 공급한다.In addition, when the level of the received optical signal decreases, the APD 10 converts the signal into an electrical signal, thereby decreasing the signal level. In addition, since the output of the preamplifier 20 is also reduced, the DC voltage level output from the comparator 40 is also reduced. Therefore, the voltage regulating circuit 50 increases by adjusting the magnitude of the constant high voltage supplied from the high voltage supply source 60 and supplies it to the APD 10 as a reverse bias voltage.
따라서 상기 APD(10)에 공급되는 역 바이어스 전압이 증가되므로 APD(10)의 증배계수(M)가 커지게 되어 APD(10)의 출력 레벨을 크게한다.Therefore, since the reverse bias voltage supplied to the APD 10 is increased, the multiplication factor M of the APD 10 is increased to increase the output level of the APD 10.
이때 상기 전압조절회로(50)는 APD(10)에 공급되는 역 바이어스 전압이 최소 역바이어스전압(V1) 이상에서만 조절되도록 함으로서 상기 APD(10)에 공급되는 역 바이어스 전압을 증가 또는 감소시키면 APD(10)의 중배계수(M)도 비례하여 증가 또는 감소되게 할 수 있다.In this case, the voltage regulating circuit 50 adjusts the reverse bias voltage supplied to the APD 10 only at least the minimum reverse bias voltage V1, thereby increasing or decreasing the reverse bias voltage supplied to the APD 10. The doubling coefficient (M) of 10) can also be increased or decreased proportionally.
따라서 수광되는 광신호의 레벨이 변동한다 해도 APD(10)에서 광전변환되어 출력되는 신호의 레벨이 일정하게 되므로 전치증폭기(20)에서 출력되는 신호의 레벨도 일정하게 유지된다.Accordingly, even if the level of the received optical signal varies, the level of the signal output by photoelectric conversion from the APD 10 is constant, so that the level of the signal output from the preamplifier 20 is kept constant.
제 3 도의 제 2 도의 AGC 회로(70)의 구체회로도를 나타낸 도면으로서 도면중 R1-R8은 저항이며, Q1 및 Q2는 트랜지스터이고, C1-C7는 캐패시터이며, VR1, VR2는 가변저항이고, 100은 연산증폭기이다.FIG. 3 shows a concrete circuit diagram of the AGC circuit 70 of FIG. 2, in which R1-R8 is a resistor, Q1 and Q2 are transistors, C1-C7 is a capacitor, and VR1 and VR2 are variable resistors. Is the operational amplifier.
도면중 캐패시터 C1과 저항 R1-R3 및 트랜지스터 Q1로 구성된 부분이 제 1 도의 반파정류기(30)이며, 저항 R4 및 R5와 가변저항 VR1과 캐패시터 C2-C4 및 연산증폭기(400)로 구성된 부분이 비교기(40)에 대응하고, 가변저항 VR2과 캐패시터 C5-C7과 저항 R6-R8 및 트랜지스터 Q2로 구성된 부분이 전압조절회로(50)에 대응한다.In the figure, the portion composed of the capacitor C1, the resistors R1-R3 and the transistor Q1 is the half-wave rectifier 30 of FIG. 1, and the portion composed of the resistors R4 and R5, the variable resistor VR1, the capacitor C2-C4, and the operational amplifier 400 is a comparator. Corresponding to 40, a portion composed of the variable resistor VR2, the capacitors C5-C7, the resistors R6-R8, and the transistor Q2 corresponds to the voltage regulating circuit 50.
이하 본 고안에 따른 제 3 도의 동작예를 상세히 설명한다. 제 2 도의 전치증폭기(20)에서 출력하는 교류신호는 입력라인(90)을 통해 제 3 도의 반파정류기(30)에 입력된다.Hereinafter, an operation example of FIG. 3 according to the present invention will be described in detail. The AC signal output from the preamplifier 20 of FIG. 2 is input to the half-wave rectifier 30 of FIG. 3 through the input line 90.
따라서 상기 교류신호는 직류차단용 캐패시터 C1을 통해 트랜지스터 Q1의 베이스로 입력되고 전원공급 전압 Vcc는 상기 트랜지스터 Q1의 콜렉터로 공급된다. 또한 상기 트랜지스터 Q1의 콜렉터와 베이스 사이의 저항 R1과 베이스와 접지사이에 접촉된 저항 R2의 분압에 의한 상기 트랜지스터 Q1의 베이스에 인가되는 바이어스 전압이 약 0.8 볼트가 되게 하면 상기 트랜지스터 Q1의 베이스-에미터간의 순방향 도통전압 약 0.7 볼트를 제외한 약 0.1 볼트의 전압이 상기 트랜지스터의 에미터와 접지사이에 접촉된 R3에 걸리게 된다.Accordingly, the AC signal is input to the base of the transistor Q1 through the DC blocking capacitor C1 and the power supply voltage Vcc is supplied to the collector of the transistor Q1. Further, when the bias voltage applied to the base of the transistor Q1 due to the partial pressure of the resistor R1 between the collector and the base of the transistor Q1 and the resistor R2 in contact between the base and the ground is about 0.8 volt, the base-emi of the transistor Q1 A voltage of about 0.1 volts, except for the forward conduction voltage of about 0.7 volts, is applied to R3 in contact between the emitter and the ground of the transistor.
따라서 입력라인(90)으로 입력하는 교휴신호의 피크 대 피크전압이 2Vp라 가정하면 상기 트랜지스터 Q1의 에미터에 나타나는 전압은 Vp+0.1 볼트의 전압이 양의 극성으로 나타나고 상기 교류신호의 음신호는 제거되므로 반파정류가 일어나게 된다.Therefore, assuming that the peak-to-peak voltage of the idle signal input to the input line 90 is 2Vp, the voltage appearing at the emitter of the transistor Q1 is represented by the positive polarity of the voltage of Vp + 0.1 volt and the negative signal of the AC signal is This eliminates half-wave rectification.
이 반파정류된 교류신호는 저항 R4를 통해 연산증폭기(100)의 비반전단자(+)로 입력하고 반전단자(-)에는 가변저항 VR1에 의한 전원공급 전압 Vcc의 분압으로 일정한 기준전압이 공급된다. 따라서 상기 반파정류된 교류신호의 피크치와 상기 기준전압이 비교되어 비교차에 비례한 출력이 비교기(40)에서 출력하게 된다.The half-wave rectified AC signal is input to the non-inverting terminal (+) of the operational amplifier 100 through the resistor R4, and the inverting terminal (-) is supplied with a constant reference voltage at a partial voltage of the power supply voltage Vcc by the variable resistor VR1. . Therefore, the peak value of the half-wave rectified AC signal is compared with the reference voltage, and an output proportional to the comparison difference is output from the comparator 40.
비교기(40)에서 캐패시터 C3-C4는 리플을 제거하기 위해 바이패스용으로 사용된 것이며 또한 출력측에 나타나는 직류전압이 민감하게 변하는 것을 방지하기 위해 사용되었다.In the comparator 40, capacitors C3-C4 were used for bypass to remove the ripple and to prevent the DC voltage appearing on the output side from being sensitively changed.
따라서 APD에 수광되는 광신호 레벨이 크게 되면 반파정류기(30)에서 출력하는 반파정류 신호의 피크지가 크게되고 비교기(40)의 출력직류 전압 또한 그에 비례하여 커지게 된다. 또 그 반대이면 비교기(40)의 출력전류 전압은 작아지게 된다. 상기 비교기(40)의 출력 직류전압은 전압조절회로(50)의 가변저항 VR2와 저항 R6에 의해 분압되어 트랜지스터 Q2의 베이스에 바이어스 전압으로 인가된다.Therefore, when the optical signal level received by the APD increases, the peak of the half-wave rectified signal output from the half-wave rectifier 30 increases, and the output DC voltage of the comparator 40 also increases in proportion thereto. On the contrary, the output current voltage of the comparator 40 becomes small. The output DC voltage of the comparator 40 is divided by the variable resistor VR2 and the resistor R6 of the voltage regulating circuit 50 and applied to the base of the transistor Q2 as a bias voltage.
그러므로 상기 트랜지스터 Q2 베이스에 인가되는 비교기(40)의 출력 직류전압이 커지면 상기 트랜지스터 Q2의 베이스에 흐르는 전류가 커지고, 비교기(40)의 출력 직류전압이 작아지면 상기 트랜지스터 Q2의 베이스에 흐르는 전류도 작아진다. 따라서 상기 트랜지스터 Q2의 베이스에 흐르는 전류가 커지거나 작아짐에 따라 상기 트랜지스터 Q2의 콜렉터 전류도 비례하여 커지거나 작아지게 된다.Therefore, when the output DC voltage of the comparator 40 applied to the transistor Q2 base becomes large, the current flowing through the base of the transistor Q2 increases, and when the output DC voltage of the comparator 40 decreases, the current flowing through the base of the transistor Q2 also decreases. Lose. Therefore, as the current flowing through the base of the transistor Q2 increases or decreases, the collector current of the transistor Q2 also increases or decreases in proportion.
한편, 고전압 공급원(60)은 일정한 크기의 고전압을 출력단자(Vout)로 출력하는 공지의 정전압 공급회로가 사용되며 제 2 도의 APD(10)의 특성에 따라 APD(10)에 공급될 수 있는 최대 역 바이어스 전압을 출력하도록 사용자가 설정할 수 있다. 그러므로 상기 고전압 공급원(60)에서 출력되는 일정한 크기의 고전압 VH라 하고 상기 트랜지스터 Q2의 콜렉터 전류를 IC라하면 라인(80)을 통해 제 2 도의 APD(10)에 공급되는 역 바이어스 전압 VAPD는 하기의 식과 같이 된다.On the other hand, the high voltage supply source 60 is a well-known constant voltage supply circuit for outputting a high voltage of a certain size to the output terminal (Vout) is used and the maximum that can be supplied to the APD 10 according to the characteristics of the APD 10 of FIG. User-configurable to output reverse bias voltage. Therefore, if the high voltage V H of the constant magnitude output from the high voltage source 60 and the collector current of the transistor Q2 is I C , the reverse bias voltage V APD supplied to the APD 10 of FIG. 2 through the line 80 is obtained. Becomes as follows.
VAPE=VH-IC.R7 ………… (1)V APE = V H -IC.R7. … … … (One)
따라서 상기 (1) 식에서 보면 트랜지스터 Q2의 콜렉터 전류 IC의 증감에 의해 저항 R7에서의 전압 강하도 비례하여 증감하게 된다. 그리고 고전압 공급원(60)에 출력되는 고전압 VH는 일정하므로 (1)식에서 알 수 있는 바와같이 트랜지스터 Q2의 콜렉터 전류 IC가 증가하면 라인(80)을 통하여 제 2 도의 APD(10)에 공급되는 역 바이어스 전압 VAPD는 감소한다. 또한 트랜지스터 Q2의 콜렉터 전류 IC가 감소하면 라인(80)을 통하여 제 2 도의 APD(10)에 공급되는 역 바이어스 전압 VAPD는 증가하게 된다.Therefore, in the above formula (1), the voltage drop at the resistor R7 increases and decreases proportionally by the increase and decrease of the collector current I C of the transistor Q2. Since the high voltage V H output to the high voltage source 60 is constant, as shown in Equation (1), when the collector current I C of the transistor Q2 increases, the high voltage V H is supplied to the APD 10 of FIG. 2 through the line 80. The reverse bias voltage V APD decreases. In addition, when the collector current I C of the transistor Q2 decreases, the reverse bias voltage V APD supplied to the APD 10 of FIG. 2 through the line 80 increases.
이때 상기 트랜지스터 Q2의 콜렉터 전류 IC는 베이스에 흐르는 전류의 증감에 의해 결정되므로 가변저항 VR2를 조정하여 비교기(40)에서 출력되는 직류 전압에 의한 상기 트랜지스터 Q2의 베이스에 흐르는 전류가 일정 레벨 이하가 되도록 조정한다면, 사익 트랜지스터 Q2의 콜렉터 전류 IC도 일정레벨을 넘지 않게 된다. 즉, 고전압 공급원(60)에서 출력되는 고전압 VH에서 트랜지스터 Q2의 콜렉터 전류 IC에 의한 저항 R7에서의 전압강하(IC.R7)를 뺀 역 바이어스 전압 VAPD가 제 1 도에 도시된 바와 같은 최소 역 바이어스 전압(V1) 이하로는 내려가지 않도록 가변저항 VR2로서 트랜지스터 Q2의 베이스에 흐르는 전류를 조정한다.At this time, since the collector current I C of the transistor Q2 is determined by the increase and decrease of the current flowing through the base, the current flowing through the base of the transistor Q2 by the DC voltage output from the comparator 40 by adjusting the variable resistance VR2 is less than a predetermined level. If so adjusted, the collector current I C of the wing transistor Q2 also does not exceed a certain level. That is, the reverse bias voltage V APD obtained by subtracting the voltage drop (IC.R7) from the resistor R7 by the collector current I C of the transistor Q2 from the high voltage V H output from the high voltage source 60 is shown in FIG. The current flowing through the base of the transistor Q2 is adjusted as the variable resistor VR2 so as not to fall below the minimum reverse bias voltage V1.
그러므로 설계자는 제 2 도의 APD(10)의 소자 특성을 알게 되면 가변저항 VR2의 조정에 DLM해 상기 APD(10)에 공급해주는 역 바이어스 전압을 APD(10)의 최소 역 바이어스 전압(V1) 이상이 되도록 설정할 수 있게 된다. 한편 캐패시터 C5-C7는 잡음 바이패스용으로 사용된 것이다.Therefore, when the designer knows the device characteristics of the APD 10 of FIG. 2, the reverse bias voltage supplied to the APD 10 by DLM adjustment of the variable resistance VR2 is greater than or equal to the minimum reverse bias voltage V1 of the APD 10. It can be set as possible. Capacitors C5-C7 are used for noise bypass.
따라서 가변저항 VR2의 조정에 의해 APD(10)에 공급되는 역 바이어스 전압 VAPD가 제 1 도에 도시한 바와같이 증배계수(M)가 일정하게 되는 최소역 바이어스 전압(V1) 이하가 되지 않도록 조정된다면, 상기 APD(10)의 증배계수(M)는 공급되는 역 바이어스 전압 VAPD의 증감에 비례하여 커지거나 작아지게 된다. 즉 제 1도에서와 같이 역 바이어스 전압 VAPD를 증감시켜도 APD(10)의 증배계수(M)가 변하지않는 최소 역 바이어스 전압(V1) 이하의 역 바이어스 전압 VAPD가 상기 APD(10)에 공급되는 경우는 없게 되므로 상기 APD(10)는 증배계수(M)가 공급되는 역 바이어스 전압 VAPD에 비례하는 고감도의 동작을 하게 된다.Therefore, by adjusting the variable resistance VR2, the reverse bias voltage V APD supplied to the APD 10 is adjusted so as not to be below the minimum reverse bias voltage V1 at which the multiplication factor M becomes constant as shown in FIG. If so, the multiplication factor M of the APD 10 becomes larger or smaller in proportion to the increase or decrease of the supplied reverse bias voltage V APD . That is supplied to the first reverse bias voltage V multiplication factor (M) a reverse bias voltage V is the APD (10) APD less than the minimum reverse bias voltage (V1) that does not change the APD (10) even when increasing or decreasing the APD, as shown in FIG. In this case, the APD 10 operates in a high sensitivity proportional to the reverse bias voltage V APD to which the multiplication factor M is supplied.
그리고 수광되는 광신호의 레벨이 크게되면 APD(10)에서 출력되는 신호 레벨이 커지며 전치 증폭기(20)에서 증폭 출력되는 신호 레벨도 커지게 된다. 그러므로 반파정류기(30)에서 출력되는 반파 정류된 신호의 피크전압이 크게되고 비교기(40)의 출력 직류 전압 또한 크게 비례하여 커지게 된다.When the level of the received optical signal is increased, the signal level output from the APD 10 increases, and the signal level amplified and output from the preamplifier 20 also increases. Therefore, the peak voltage of the half-wave rectified signal output from the half-wave rectifier 30 increases, and the output DC voltage of the comparator 40 also increases in proportion.
또한 상기 비교기(40)의 출력 직류전압이 커지면 전압조절회로(50)의 트랜지스터 Q2의 베이스 전류는 커지게 됨으로 트랜지스터 Q2의 콜렉터전류 IC도 커지게 된다. 그러므로 저항 R7에서의 전압강하가 커지게 되어 상기 (1)식에서 알 수 있는 바와같이 APD(10)에 공급되는 역 바이어스 전압 VAPD는 감소하게 된다. 따라서 APD(10)의 증배계수(M)는 제 1 도에서와 같이 작아지게 되어 상기 APD(10)에서 출력되는 신호 레벨도 작아지게 된다.In addition, when the output DC voltage of the comparator 40 increases, the base current of the transistor Q2 of the voltage regulating circuit 50 increases, so that the collector current I C of the transistor Q2 also increases. Therefore, the voltage drop at the resistor R7 becomes large so that the reverse bias voltage V APD supplied to the APD 10 can be reduced, as can be seen from Equation (1). Accordingly, the multiplication factor M of the APD 10 is reduced as shown in FIG. 1, so that the signal level output from the APD 10 is also reduced.
한편 수광되는 광신호의 레벨이 작아지게 되면 APD(10)에서 출력되는 신호 레벨이 작아지며 전치중폭기(20)에서 증폭 출력되는 신호 레벨이 작아지게 된다. 그러므로 반파 정류기(30)에서 출력되는 반파 정류된 신호의 피크 전압이 작게되고 비교기(40)의 출력 직류전압도 비례하여 작아지게 된다.On the other hand, when the level of the received optical signal is smaller, the signal level output from the APD 10 is smaller, and the signal level amplified and output from the preamplifier 20 is smaller. Therefore, the peak voltage of the half-wave rectified signal output from the half-wave rectifier 30 is reduced, and the output DC voltage of the comparator 40 is also reduced in proportion.
또한 상기 비교기(40)의 출력 직류전압이 작아지면 전압 조절회로(50)의 트랜지스터 Q2의 베이스 전류는 작아지게 되므로 트랜지스터 Q2의 콜렉터 전류 IC도 작아지게 된다. 그러므로 저항 R7에서의 전압강하가 작아지게 되어 상기 (1)식에서 알수 있는 바와같이 APD(10)에 공급되는 역 바이어스 전압 VAPD는 증가하게 된다. 따라서 APD(10)의 증배계수(M)는 제 1 도에서와 같이 커지게 되어 상기 APD(10)에서 출력되는 신호레벨도 커지게 된다.In addition, when the output DC voltage of the comparator 40 decreases, the base current of the transistor Q2 of the voltage regulating circuit 50 decreases, so that the collector current I C of the transistor Q2 also decreases. Therefore, the voltage drop at the resistor R7 becomes small, so that the reverse bias voltage V APD supplied to the APD 10 increases as can be seen from the above equation (1). Accordingly, the multiplication factor M of the APD 10 is increased as shown in FIG. 1, so that the signal level output from the APD 10 is also increased.
이때 가변저항 VR2를 조정함으로서 APD(10)에 공급되는 역바이어스 전압 VAPD가 최소 역바이어스 전압(V1)이하로 낮아지지 않게 되므로, 상기 APD(10)는 공급되는 역 바이어스 전압 VAPD에 증배계수가 비례하는 고감도의 동작을 하게 된다.At this time, since the resistance variable reverse bias voltage applied to the APD (10) by adjusting the VR2 V APD so that it will not drop below the minimum reverse bias voltage (V1), said APD (10) is multiplied on the reverse bias voltage V APD supplied coefficient The high sensitivity operation is proportional to.
따라서 수광되는 광신호의 레벨이 변동한다 해도 APD(10)에 공급되는 역 바이어스 전압 VAPD를 자동으로 조정함으로서 APD(10)의 출력신호 레벨을 일정하게 하므로 상기 APD(10)의 출력신호를 증폭하는 전치증폭기(20)의 출력도 일정하게 유지할 수 있게 된다.Therefore, the output signal level of the APD 10 is amplified by automatically adjusting the reverse bias voltage VAPD supplied to the APD 10 even if the level of the received optical signal varies. The output of the preamplifier 20 can also be kept constant.
상술한 바와같이 본 고안의 전압조절회로를 사용한 APD 바이어스회로에 있어서의 APD의 역바이어스 전압이 최소 역바이어스 전압이하로 내려가지 않게 조정할 수 있어 APD의 고감도의 동작을 기할 수 있고 최적의 조건에서 잡음을 개선할 수 있는 이점을 갖게된다.As described above, the reverse bias voltage of the APD in the APD bias circuit using the voltage regulation circuit of the present invention can be adjusted so as not to fall below the minimum reverse bias voltage, so that high sensitivity operation of the APD can be achieved and noise under optimum conditions. Will have the advantage of improving.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR2019860016211U KR900002461Y1 (en) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | Voltage regulating circuit of automatic gain regulating circuit in optical transmission device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR2019860016211U KR900002461Y1 (en) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | Voltage regulating circuit of automatic gain regulating circuit in optical transmission device |
Publications (2)
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| KR880008388U KR880008388U (en) | 1988-06-29 |
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Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR2019860016211U Expired KR900002461Y1 (en) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | Voltage regulating circuit of automatic gain regulating circuit in optical transmission device |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR900002461Y1 (en) |
-
1986
- 1986-10-23 KR KR2019860016211U patent/KR900002461Y1/en not_active Expired
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|---|---|
| KR880008388U (en) | 1988-06-29 |
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