00的结构(无电流旁路电路)中，使用将连接了二极管的NPN晶体管和电流电压转换增益补偿用电阻串联连接而得的结构，取代了二极管220。并且，使用与光电流的“I”电平对应的接收信号的脉冲宽度计算波形失真。
[0108]如图5所示，在以往的结构中，在二极管220切换为导通/截止时的受光电平下，相对于光电流的输出电压变化的非线性程度增大。在该非线性程度增大的高受光电平侧产生较大的波形失真，在受光电平=-HdBm时，能够确认到最大42.5%的失真(图10的实线)。但是，在实施方式2的结构中，由于改善了相对于光电流的输出电压变化的非线性，因而波形失真也得到改善。在受光电平=-14dBm时达到30.3%，实现了最大12.2%的改善效果(图10的虚线)。
[0109]这样，本发明设置电流旁路电路，其使输入电流电压转换放大电路的电流的一部分旁路到具有以输入电流的第I阈值为界的不同增益的电流电压转换放大电路的输入级中，根据对电流电压转换放大电路的输出电压进行电平转换后的电压，切换是否执行电流旁路电路的旁路，使用于切换是否执行旁路时的输入电流的第2阈值小于第I阈值。由此，能够减小对输入电流进行电流电压转换而输出的电压信号的波形失真。
[0110]另外，本发明不限于上述的实施方式，当然能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种变更。
[0111]例如，在上述的实施方式中，设为二极管220连接在电流电压转换放大电路的输入输出之间，但也可以取代二极管220，而采用连接了二极管的NPN型双极晶体管或NMOS、或对基极端子施加了偏置电压的NPN型双极晶体管、或对栅极端子施加偏置电压的NM0S。
[0112]另外，在上述的实施方式中采用了电流旁路电路使用PNP晶体管的结构，但也可以取代PNP晶体管，而采用连接P型沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(PchannelMetal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor:PM0S)的结构。
[0113]另外，在本实施方式4中，将与实施方式2的电流旁路电路330的结构相同结构的第I电流旁路电路430和第2电流旁路电路530并联连接，但也可以是将其它实施方式的电流旁路电路并联连接的结构。
[0114]另外，在本实施方式4中采用了将第I电流旁路电路430和第2电流旁路电路530并联连接的结构，但也可以是连接3个以上的电流旁路电路，将偏置电源的偏置电压以及来自电压电平转换电路540的彼此不同的电压输入各个电流旁路电路。由此，能够分五级以上的阶段切换转换增益，使相对于光电流的输出电压变化更接近于线性，能够进一步减小输出电压的波形失真。
[0115]另外，在上述的实施方式中，采用了将从受光元件100输出的光电流转换为电压信号进行输出的结构，但不限于此，也能够应用于以动态范围较大的电流信号为输入、并输出基于该输入的电压信号的任意的电流电压转换放大电路。
[0116]标号说明
[0117]I光通信系统；10 OLT ；20 ONU ；30光星形耦合器；32光纤；40外部网络；11光接收器；100受光元件；200、300、400、500、600、800前置放大器(Pre-AMP) ；110限幅放大器(LIM-AMP) ;12光发送器；13波长复用耦合器；14传输控制部；210电流电压转换放大电路；211放大器；212反馈电阻；220、620 二极管；230、330电流旁路电路；430第I电流旁路电路；530第2电流旁路电路;231、331、431、531 PNP晶体管;332、432、532偏置电源；333、433、533 NMOS ;240、440 电流电平转换电路；241、242、541、542、543 电阻；441 NPN 晶体管；442电流源。
【主权项】
1.一种前置放大器，其中，该前置放大器具有: 电流电压转换放大电路，其将信号电流的全部或者一部分转换为信号电压并对该信号电压进行放大并输出； 增益可变单元，其使所述电流电压转换放大电路的转换增益变化，以使得所述电流电压转换放大电路的输入电流的大小为第I阈值时为转换增益的变化点； 电流旁路电路，其根据所述信号电流的大小，使所述信号电流的一部分旁路；以及电压电平转换电路，其向所述电流旁路电路输出按照规定的比例对所述信号电压进行电平转换后的电平转换电压， 从所述电压电平转换电路输出的所述电平转换电压成为用于切换是否执行所述电流旁路电路的旁路的阈值电压时的所述电流电压转换放大电路的所述输入电流的大小即第2阈值小于所述第I阈值。2.根据权利要求1所述的前置放大器，其中， 所述信号电流是受光元件对接收光进行光电转换而生成的、与所述接收光的强度对应的光电流， 所述电流电压转换放大电路将所述信号电压作为接收信号进行输出。3.根据权利要求1或2所述的前置放大器，其中， 所述电流电压转换放大电路在所述放大器的输入输出之间具有反馈电阻， 所述增益可变单元具有与所述反馈电阻并联地连接在所述放大器的输入输出之间的第I 二极管， 所述第I阈值是所述第I二极管两端的电压值成为所述第I二极管的阈值电压时的所述电流电压转换放大电路的所述输入电流。4.根据权利要求1?3中任意一项所述的前置放大器，其中， 所述电流旁路电路具有发射极与所述电流电压转换放大电路的输入连接的PNP型双极晶体管， 从所述电压电平转换电路输入所述电流旁路电路的所述电平转换电压被输入所述PNP型双极晶体管的基极。5.根据权利要求4所述的前置放大器，其中， 所述电流旁路电路还设置了具有被偏置为规定电位的栅极的N沟道场效应晶体管、或者具有被偏置为规定电位的基极的NPN型双极晶体管， 所述N沟道场效应晶体管的源极或者所述NPN型双极晶体管的发射极与所述PNP型双极晶体管的发射极连接。6.根据权利要求3所述的前置放大器，其中， 所述电流旁路电路具有第2 二极管， 从所述电压电平转换电路输入所述电流旁路电路的所述电平转换电压被输入所述第2二极管的阴极。7.根据权利要求1?6中任意一项所述的前置放大器，其中， 在所述电压电平转换电路中多个电阻串联连接，所述电压电平转换电路将被所述多个电阻分压后的电压作为所述电平转换电压进行输出。8.根据权利要求1?6中任意一项所述的前置放大器，其中， 所述电压电平转换电路具有将NPN型双极晶体管或者N沟道场效应晶体管与电流源串联连接的结构，将所述电流源的输入端的电压作为所述电平转换电压进行输出。9.根据权利要求1?7中任意一项所述的前置放大器，其中， 所述电流旁路电路是由彼此相同结构的多个电流旁路部并联连接而成的结构， 所述电压电平转换电路将按照不同的比例进行电平转换后的多个所述电平转换电压分别输出给多个所述电流旁路部， 在各个所述电流旁路部中，根据所述电平转换电压切换是否执行所述电流旁路部的旁路。10.一种光接收器，其具有:受光元件，其对接收光进行光电转换而输出与所述接收光的强度对应的光电流；以及前置放大器，其输出基于所述光电流的接收信号，其中， 所述前置放大器具有: 电流电压转换放大电路，其将信号电流的全部或者一部分转换为信号电压并对该信号电压进行放大并输出； 增益可变单元，其使所述电流电压转换放大电路的转换增益变化，以使得所述电流电压转换放大电路的输入电流的大小为第I阈值时为转换增益的变化点； 电流旁路电路，其根据所述信号电流的大小，使所述信号电流的一部分旁路；以及电压电平转换电路，其向所述电流旁路电路输出按照规定的比例对所述信号电压进行电平转换后的电平转换电压， 从所述电压电平转换电路输出的所述电平转换电压成为用于切换是否执行所述电流旁路电路的旁路的阈值电压时的所述电流电压转换放大电路的所述输入电流的大小即第2阈值小于所述第I阈值。11.一种具有权利要求10所述的光接收器的光终端装置。12.—种具有权利要求11所述的光终端装置的光通信系统。
【专利摘要】电流旁路电路(230)与电流电压转换放大电路(210)的输入端子连接，从受光元件(100)输出的光电流的一部分流过电流旁路电路(230)。将利用电压电平转换电路(240)对输出电压进行电平转换后的电压输入电流旁路电路(230)，使得电流旁路电路(230)以比与电流电压转换放大电路(210)的反馈电阻(212)并联连接的二极管(220)成为导通状态的光电流小的光电流成为导通状态。由此，能够按照与受光电平对应的光电流的大小，分三级切换电流电压转换增益。
【IPC分类】H03F3/08
【公开号】CN104919700
【申请号】CN201380070127
【发明人】三田大介, 野田雅树, 野上正道
【申请人】三菱电机株式会社
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2013年1月16日
【公告号】US20150207469, WO2014112051A1