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公開番号2024082305
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-20
出願番号2022196049
出願日2022-12-08
発明の名称受信回路及び光受信回路
出願人住友電気工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H03F 3/08 20060101AFI20240613BHJP(基本電子回路)
要約【課題】利得を変化させる際の周波数特性の変動を低減すること。
【解決手段】第1差動電流信号に応じて第2差動電流信号を生成する定電流回路と、前記第2差動電流信号から生成した第3差動電流信号を第1出力ノードおよび第2出力ノードから出力する電流分流回路と、第3入力ノードおよび第4入力ノードから入力される前記第3差動電流信号に応じて差動電圧信号を第1出力端子および第2出力端子から出力する差動TIA回路と、を備え、差動TIA回路は、第3入力ノードと第2出力端子との間に接続される第1帰還抵抗素子と、第4入力ノードと第1出力端子との間に接続される第2帰還抵抗素子と、を備え、前記第1出力ノード、前記第2出力ノード、前記第1出力端子および前記第2出力端子のそれぞれの平均電圧は、互いに等しくなるように設定されている、受信回路。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１差動電流信号が入力される第１入力ノードおよび第２入力ノードと、前記第１入力ノードに接続された第１電流源と、前記第２入力ノードに接続された第２電流源と、を備え、前記第１差動電流信号に応じて第２差動電流信号を生成する定電流回路と、
前記第２差動電流信号から第３差動電流信号を生成する電流分流回路であって、前記第３差動電流信号を出力する第１出力ノードおよび第２出力ノードを備え、第１制御電圧および第２制御電圧に応じて前記第２差動電流信号から分割された反転分流信号および非反転分流信号を互いに足し合わせて前記第３差動電流信号の振幅を前記第２差動電流信号の振幅より小さく設定する電流分流回路と、
第１負荷抵抗素子および第２負荷抵抗素子を備え、前記第１負荷抵抗素子は前記第１出力ノードに接続され、前記第２負荷抵抗素子は前記第２出力ノードに接続される、負荷回路と、
前記第３差動電流信号が入力される第３入力ノードおよび第４入力ノードと、差動電圧信号を出力する第１出力端子および第２出力端子と、第３入力ノードと第２出力端子との間に接続される第１帰還抵抗素子と、第４入力ノードと第１出力端子との間に接続される第２帰還抵抗素子と、を備え、前記第３差動電流信号に応じて前記差動電圧信号を生成する差動トランスインピーダンス増幅回路と、
を備え、
前記第１出力ノード、前記第２出力ノード、前記第１出力端子および前記第２出力端子のそれぞれの平均電圧は、互いに等しくなるように設定されている、
受信回路。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記第１電流源は、第１電流を供給し、
前記第２電流源は、第２電流を供給し、
前記第２電流は、前記第１電流の電流値と同じ電流値を有し、
前記第２負荷抵抗素子は、前記第１負荷抵抗素子の抵抗値と同じ抵抗値を有し、
前記差動トランスインピーダンス増幅回路は、第３電流源、第３負荷抵抗素子および第４負荷抵抗素子をさらに備え、
前記第３電流源は、第３電流を供給し、
前記第４負荷抵抗素子は、前記第３負荷抵抗素子の抵抗値と同じ抵抗値を有し、
前記第３電流は、前記第３負荷抵抗素子に流れる平均電流と前記第４負荷抵抗素子に流れる平均電流との和に等しい、
請求項１に記載の受信回路。
【請求項３】
前記差動トランスインピーダンス増幅回路は、第５負荷抵抗素子をさらに備え、
前記第５負荷抵抗素子は、一端が前記第３負荷抵抗素子と前記第４負荷抵抗素子に接続され、他端が電源配線に接続されている、請求項２に記載の受信回路。
【請求項４】
第１電流信号が入力される第１入力端子と、
第２電流信号が入力される第２入力端子と、
前記第１電流信号から第１直流電流を引き抜くとともに、前記第２電流信号から第２直流電流を引き抜くことで、前記第１差動電流信号を生成する電流引抜回路と、をさらに備える、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の受信回路。
【請求項５】
基準電圧を生成する基準電圧回路と、
前記第３入力ノードの電圧と前記第４入力ノードの電圧が前記基準電圧と同じになるように前記第１直流電流と前記第２直流電流の引き抜きを制御する帰還制御回路と、をさらに備える、請求項４に記載の受信回路。
【請求項６】
前記第１電流源は、第１電流を供給する第１トランジスタを含み、
前記第２電流源は、第２電流を供給する第２トランジスタを含み、
前記電流分流回路は、前記第１トランジスタのコレクタに接続される第４トランジスタと、前記第２トランジスタのコレクタに接続される第５トランジスタと、を含み、
前記基準電圧回路は、前記第１トランジスタ及び前記第２トランジスタの各ベースにベースが接続される第６トランジスタと、前記第６トランジスタのコレクタに接続される第７トランジスタと、を含む、請求項５に記載の受信回路。
【請求項７】
基準電流を生成する基準電流回路をさらに備え、
前記第１電流源は、第１電流を供給する第１トランジスタを含み、
前記第２電流源は、第２電流を供給する第２トランジスタを含み、
前記第３電流源は、第３電流を供給する第３トランジスタを含み、
前記基準電流回路は、前記第１電流、前記第２電流および前記第３電流の温度又は電源電圧に対する変化が前記基準電流の温度又は電源電圧に対する変化と等しくなるように前記第１トランジスタ、前記第２トランジスタおよび前記第３トランジスタの各ベースに電流を供給する、請求項２又は請求項３に記載の受信回路。
【請求項８】
第１光信号に応じて第１電流信号を生成する第１受光素子と、
第２光信号に応じて第２電流信号を生成する第２受光素子と、
前記第１受光素子が接続される第１入力端子と、前記第２受光素子が接続される第２入力端子と、を有する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の受信回路と、
を備える、光受信回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、受信回路及び光受信回路に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、利得可変増幅回路として、ギルバート回路を用いた回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平１０－２２４１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
長距離光通信に用いられるデジタルコヒーレント光伝送方式などでは、広い光入力パワー範囲において光信号を電気信号に変換して電気信号を歪み無く増幅する性能が求められる。多くの受信回路は、この要求に対応するため、利得可変機構を備える。
【０００５】
しかしながら、利得を変化させる際、利得の周波数特性が変動する場合がある。周波数特性の変動は、電気信号の歪みの原因となり得る。
【０００６】
本開示は、利得を変化させる際の周波数特性の変動を低減可能な受信回路及び光受信回路を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、
第１差動電流信号が入力される第１入力ノードおよび第２入力ノードと、前記第１入力ノードに接続された第１電流源と、前記第２入力ノードに接続された第２電流源と、を備え、前記第１差動電流信号に応じて第２差動電流信号を生成する定電流回路と、
前記第２差動電流信号から第３差動電流信号を生成する電流分流回路であって、前記第３差動電流信号を出力する第１出力ノードおよび第２出力ノードを備え、第１制御電圧および第２制御電圧に応じて前記第２差動電流信号から分割された反転分流信号および非反転分流信号を互いに足し合わせて前記第３差動電流信号の振幅を前記第２差動電流信号の振幅より小さく設定する電流分流回路と、
第１負荷抵抗素子および第２負荷抵抗素子を備え、前記第１負荷抵抗素子は前記第１出力ノードに接続され、前記第２負荷抵抗素子は前記第２出力ノードに接続される、負荷回路と、
前記第３差動電流信号が入力される第３入力ノードおよび第４入力ノードと、差動電圧信号を出力する第１出力端子および第２出力端子と、第３入力ノードと第２出力端子との間に接続される第１帰還抵抗素子と、第４入力ノードと第１出力端子との間に接続される第２帰還抵抗素子と、を備え、前記第３差動電流信号に応じて前記差動電圧信号を生成する差動トランスインピーダンス増幅回路と、
を備え、
前記第１出力ノード、前記第２出力ノード、前記第１出力端子および前記第２出力端子のそれぞれの平均電圧は、互いに等しくなるように設定されている、
受信回路を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、利得を変化させる際の周波数特性の変動を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、一実施形態に係る光受信回路の構成例を示す図である。
図２は、第１実施形態に係る受信回路の構成例を示す図である。
図３は、光受信回路のＯ／Ｅ応答の周波数特性を示す図である。
図４は、光受信回路のＯ／Ｅ応答の周波数特性を示す図である。
図５は、差動振幅調整回路の入出力特性を示すグラフである。
図６は、図５の各利得設定での利得制御電圧Vgcp－Vgcnを示す図である。
図７は、差動振幅調整回路１０の利得を制御する制御回路を示す図である。
図８は、制御回路の構成例を示す図である。
図９は、第２実施形態に係る受信回路の構成例を示す図である。
図１０は、第３実施形態に係る受信回路の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態を列記して説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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