專利名稱：信號處理裝置、信號處理方法、接收裝置、發(fā)送接收裝置、通信模塊以及電子儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放大所輸入的模擬信號并將其變換為數(shù)字信號后輸出的信號處理裝 置以及信號處理方法、具備該信號處理裝置的接收裝置、發(fā)送接收裝置、通信模塊、以及電 子儀器。具體地說，本發(fā)明涉及對從光波導(dǎo)路徑經(jīng)由光接收元件而接收到的信號進行處理 的信號處理裝置。
背景技術(shù)：
近年來，作為可實現(xiàn)高速且大容量的數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)通信技術(shù)，利用使用了光纖 等光傳輸路徑(光波導(dǎo)路徑)的光傳輸技術(shù)。在使用了上述光傳輸技術(shù)的光傳輸系統(tǒng)中， 發(fā)送側(cè)裝置若被輸入數(shù)字的電信號(以下，簡稱為“數(shù)字信號”)，則基于所輸入的數(shù)字信號 驅(qū)動半導(dǎo)體激光器等發(fā)光元件，從而生成光信號，并將生成的光信號發(fā)送到上述光傳輸路 徑上。在上述光傳輸路徑中，來自上述發(fā)送側(cè)裝置的光信號傳播而到達接收側(cè)裝置。該接 收側(cè)裝置中由PD (Photo-Diode ；光電二極管)等光接收元件將來自上述光傳輸路徑的光信 號變換為模擬的電信號(以下，簡稱為“模擬信號”)，并由放大電路適當?shù)胤糯蠛?，變換為 數(shù)字信號后輸出。因此，在上述接收側(cè)裝置中存在用于處理模擬信號的模擬電路和用于處理數(shù)字信 號的數(shù)字電路。近來，從裝置小型化的觀點出發(fā)，要求信號處理電路的單芯片化，要求將上 述模擬電路和上述數(shù)字電路單芯片化。另一方面，隨著數(shù)字電路的微細化，數(shù)字電路的驅(qū)動電壓不斷下降，數(shù)字信號不斷 低電壓化、即數(shù)字信號的共模(common mode)電壓不斷下降。例如，在數(shù)字接口的標準中， hK LVDS (Low Voltage Differential Signaling ；低電壓微分信號)(振幅 400mV 左右，共 模電壓0. 9 1. 2V左右)，變遷為振幅更小且低電壓驅(qū)動的SLVS (Scalable Low Voltage Signaling ；升級的低電壓信號)(振幅200mV左右，共模電壓0. 2V左右)。此外，因數(shù)字電路的驅(qū)動電壓的下降，數(shù)字信號的利用頻帶上升，數(shù)字信號不斷高 速化。但是，伴隨利用頻帶的上升，高次諧波噪聲也增加。此外，伴隨數(shù)字信號的高速化，數(shù) 字電路中的開關(guān)(switching)噪聲也增加。該開關(guān)噪聲是陡峭的脈沖狀的噪聲，具有寬頻 帶的頻譜。如上所述，若模擬電路和數(shù)字電路單芯片化，則數(shù)字電路中產(chǎn)生的上述噪聲將傳 播到模擬電路而帶來不良影響。因此，需要采取用于避免噪聲從數(shù)字電路向模擬電路的蔓 延(傳播)，或減少模擬信號中混入的噪聲分量等的噪聲對策。專利文獻1 日本公開專利公報“特開2004-135188號公報(
公開日2004年4月 30 日)”專利文獻2 日本公開專利公報“特開2006-081141號公報(
公開日2006年3月 23 日)”

發(fā)明內(nèi)容
作為用于避免噪聲從數(shù)字電路向模擬電路傳播的噪聲對策，考慮以下方法。S卩，考 慮在芯片上明確分離模擬電路的部分和數(shù)字電路的部分。但是，這時，芯片的布局受到限 制，電路的設(shè)計變得困難。此外，考慮在芯片上以及封裝(package)上將電源線分離為用于模擬電路的電源 線和用于數(shù)字電路的電源線，或?qū)⒔拥鼐€分離為用于模擬電路的接地線和用于數(shù)字電路的 接地線。但是，在分離的電源線之間留有電容分量以及電感分量，同樣地，在分離的接地線 之間留有電容分量以及電感分量，因此難以完全抑制噪聲的傳播。此外，考慮減少布線的電感分量。為此，考慮加粗(強化)接地線、縮短布線的長 度、減少布線的彎曲等。但是，這時，芯片的布局受到限制，電路的設(shè)計變得困難。如上所述，完全避免從數(shù)字電路向模擬電路的噪聲的傳播比較困難，因此還需要 用于減少模擬信號中混入的噪聲分量的噪聲對策。作為這樣的噪聲對策，考慮以下的方法。S卩，在專利文獻1所記載的光接收電路中，從PD輸出的電流在 TIA(Trans-Impedance Amplifier ；跨導(dǎo)倒數(shù)放大器)中被變換為電壓，并經(jīng)由耦合電容器 被輸入到差動放大器的一個輸入端子。另一方面，與PD的寄生電容相等地形成的偽電容中 流過的電流，在與上述TIA同樣的放大器中被變換為電壓，并經(jīng)由耦合電容器被輸入到上 述差動放大器的另一個輸入端子。由此，從接地線經(jīng)由上述PD以及上述TIA而傳播的噪聲 和從上述接地線經(jīng)由上述偽電容以及上述放大器而傳播的噪聲以同相被分別輸入到上述 差動放大器的各輸入端子，因此能夠消除上述噪聲。數(shù)字電路中產(chǎn)生的噪聲經(jīng)由電源線、接地線、電感耦合、靜電耦合等對模擬電路的 各元件帶來影響，因此在TIA的下游側(cè)的元件中也需要實施噪聲對策。但是，若對每個元件 設(shè)置上述偽電容以及上述放大器，則導(dǎo)致裝置的規(guī)模會大型化，功耗會增大的結(jié)果。此外，還考慮在用于傳輸來自PD的模擬信號的主路徑上設(shè)置濾波器的結(jié)構(gòu)。例 如，在專利文獻2所記載的光接收器中，來自TIA的模擬信號在濾波器中以可變的通帶被濾 波，并在下游側(cè)的放大電路中被放大。在使用了濾波器的情況下，濾波后的信號的波形必然會劣化。因此，需要在濾波器 的后級設(shè)置用于對劣化了的波形進行整形的波形整形電路，或由在濾波器的后級設(shè)置的放 大電路進行波形整形。但是，若要進行波形整形，則需要在電路中持續(xù)流過滿足必要的頻帶 的電流，功耗會增加。本發(fā)明鑒于上述問題而完成，其目的在于提供一種在抑制功耗的增大的同時能夠 減少混入模擬信號中的噪聲分量的信號處理裝置等。本發(fā)明的信號處理裝置的特征在于，在放大所輸入的模擬信號，并變換為數(shù)字信 號后輸出的信號處理裝置中，為了解決上述課題，在基板上設(shè)置了用于處理模擬信號的模 擬電路部和處理數(shù)字信號的數(shù)字電路部，上述模擬電路部對所輸入的模擬信號進行放大和 高頻分量的阻斷，上述數(shù)字電路部對通過上述模擬電路部進行了放大和高頻分量的阻斷后 的信號，進行向規(guī)定形式的數(shù)字信號的變換和波形整形后輸出。此外，本發(fā)明的信號處理裝置的信號處理方法的特征在于，信號處理裝置放大所 輸入的模擬信號，并變換為數(shù)字信號后輸出，信號處理裝置在基板上設(shè)置了用于處理模擬 信號的模擬電路部和處理數(shù)字信號的數(shù)字電路部，在該信號處理方法中，為了解決上述課題，包括在上述模擬電路部中，對所輸入的模擬信號進行放大和高頻分量的阻斷的步驟； 以及在上述數(shù)字電路部中，對進行了上述放大和上述高頻分量的阻斷后的信號，進行向規(guī) 定形式的數(shù)字信號的變換和波形整形后輸出的步驟。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)以及方法，在模擬電路部中對所輸入的模擬信號進行放大和高頻分 量的阻斷。由此，能夠減少從數(shù)字電路部傳播到模擬電路部而混入到模擬信號中的高頻噪聲。此外，在數(shù)字電路部中對進行了上述放大和上述高頻分量的阻斷后的信號，進行 向規(guī)定形式的數(shù)字信號的變換和波形整形后輸出。在數(shù)字電路部中進行上述波形整形的情 況下，只有在開關(guān)(switching)時流過電流。另一方面，在模擬電路部中進行上述波形整形 的情況下，為了確保頻帶，需要持續(xù)流過電流。因此，通過在數(shù)字電路部中進行上述波形整 形，能夠抑制功耗的增大。作為上述模擬電路部的結(jié)構(gòu)例，可舉出包括用于放大所輸入的模擬信號的放大電 路、和阻斷該放大電路放大了的模擬信號的高頻分量的低通型濾波器的結(jié)構(gòu)。此外，作為上述模擬電路部的另一結(jié)構(gòu)例，可舉出包括放大所輸入的模擬信號的 放大電路，該放大電路的增益被調(diào)整以阻斷上述高頻分量的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)的情況下，不需 要新設(shè)置低通型濾波器，因此能夠抑制電路規(guī)模的增大。另外，上述增益優(yōu)選通過驅(qū)動上述放大電路的電流值而調(diào)整。這時，上述放大電路 中的增益的調(diào)整變得容易，要阻斷的高頻分量的調(diào)整也變得容易。此外，上述電流值可以是ImA以下。這時，上述放大電路以低電流被驅(qū)動，因此能 夠?qū)崿F(xiàn)上述放大電路的省電。另外，上述電流值的下限值能夠設(shè)為上述放大電路可動作的 電流值的最低值。此外，上述電流值也可以是用于調(diào)整上述增益使得阻斷上述高頻分量的阻斷頻率 成為上述所輸入的模擬信號的傳輸頻率的主波頻率和二次諧波頻率之間的值。這時，能夠 由上述放大電路減少比上述所輸入的模擬信號的傳輸頻率還要高的頻率的上述高頻噪聲， 因此能夠?qū)碜陨鲜龇糯箅娐返妮敵霾ㄐ卧O(shè)為接近上述所輸入的模擬信號的主波的波形。進而，上述模擬電路部優(yōu)選包括多級的上述放大電路。這時，與一級時相比，減小 各級的放大率，并且能夠在各級阻斷高頻分量，因此能夠使信號不易因來自數(shù)字電路部的 高頻噪聲而導(dǎo)致振蕩。此外，上述模擬電路部優(yōu)選對進行了上述放大和上述高頻分量的阻斷的信號進行 差動輸出。這時，能夠減少共模的噪聲。另一方面，上述數(shù)字電路部也可以包括波形整形電路，對通過上述模擬電路部進 行了上述放大和上述高頻分量的切換的信號進行波形整形；以及變換電路，將該波形整形 電路進行了整形后的信號變換為上述數(shù)字信號后輸出。另外，上述波形整形電路優(yōu)選為倒 相器(inverter)。倒相器與比較器(comparator)相比功耗低，因此能夠進一步減少上述波 形整形電路中的功耗。此外，為了進一步提高噪聲特性，上述波形整形電路優(yōu)選包括多級不 同閾值的倒相器。此外，上述數(shù)字電路部也可以包括變換電路，其通過將由上述模擬電路部進行了 上述放大和上述高頻分量的阻斷的信號變換為上述數(shù)字信號，從而進行上述波形整形后輸 出。這時，不需要新設(shè)置波形整形電路，因此能夠抑制電路規(guī)模的增大。
另外，隨著近年來數(shù)字電路中的細微化，模擬電路部的共模電壓比數(shù)字電路部的 共模電壓還要高。因此，擔心若在模擬電路部中生成的信號被傳輸?shù)綌?shù)字電路部，則會發(fā)生 電路的誤動作等問題。因此，在本發(fā)明的信號處理裝置中，優(yōu)選上述模擬電路部和上述數(shù)字電路部被電 容耦合。這時，由于從模擬電路部傳輸?shù)綌?shù)字電路部的信號的直流分量被消除，因此共模電 壓成為接地電平，能夠防止上述問題的發(fā)生。另外，若接收裝置包括從外部接收信號的接收部和對該接收部接收到的信號進行 處理的接收處理部，并且上述接收處理部是上述結(jié)構(gòu)的信號處理裝置，則能夠起到與上述 同樣的效果。此外，若發(fā)送接收裝置包括對外部發(fā)送信號的發(fā)送裝置和從外部接收信號而進行 處理的上述結(jié)構(gòu)的接收裝置，則能夠起到與上述同樣的效果。此外，若通信模塊包括上述結(jié)構(gòu)的接收裝置和對該接收裝置輸出的數(shù)字信號進行 處理的數(shù)字設(shè)備，則能夠起到與上述同樣的效果。此外，若通信模塊包括上述結(jié)構(gòu)的接收裝置、發(fā)送模擬信號的發(fā)送裝置、以及從上 述發(fā)送裝置對上述接收裝置傳輸上述模擬信號的傳輸介質(zhì)，則能夠起到與上述同樣的效^ ο此外，若電子儀器包括上述結(jié)構(gòu)的通信模塊，則能夠起到與上述同樣的效果。如上所述，本發(fā)明的信號處理裝置在模擬電路部中對所輸入的模擬信號進行放大 和高頻分量的阻斷，因此起到能夠減少從數(shù)字電路部傳播到模擬電路部而混入模擬信號中 的高頻噪聲的效果，另一方面，由于在數(shù)字電路部中對進行了上述放大和上述高頻分量的 阻斷的信號進行向規(guī)定形式的數(shù)字信號的變換和波形整形，因此與在模擬電路部中進行波 形整形的情況相比，起到能夠抑制功耗的增大的效果。


圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的光傳輸模塊中的光接收處理部的放大部的概 略結(jié)構(gòu)的電路圖。圖2是示意性地表示上述光傳輸模塊的概略結(jié)構(gòu)的平面圖。圖3是示意性地表示上述光傳輸模塊的光波導(dǎo)路徑中的光傳輸?shù)臓顟B(tài)的立體圖。圖4是表示本發(fā)明的另一實施方式的光傳輸模塊中的光接收處理部的放大部的 概略結(jié)構(gòu)的電路圖。圖5是表示由晶體管的發(fā)射極電流導(dǎo)致的阻斷頻率和增益的變化的圖表。圖6是表示上述放大部中包含的放大電路的具體例中的增益-頻率特性的圖表。圖7是上述具體例的比較例并且是表示以往的放大電路中的增益-頻率特性的圖表。圖8是表示本發(fā)明的又一實施方式的光傳輸模塊中的光接收處理部的放大部的 概略結(jié)構(gòu)的電路圖。圖9是表示本發(fā)明的其他實施方式的光傳輸模塊中的光接收處理部的放大部的 概略結(jié)構(gòu)的電路圖。圖10是概略性地表示上述光傳輸模塊的另一結(jié)構(gòu)例的方框圖。
圖11是概略性地表示上述光傳輸模塊的其他結(jié)構(gòu)例的方框圖。圖12是表示將上述光傳輸模塊應(yīng)用到折疊式手機的例子的圖。圖13是表示將上述光傳輸模塊應(yīng)用到印刷裝置的例子的圖。圖14是表示將上述光傳輸模塊應(yīng)用到硬盤記錄再現(xiàn)裝置的例子的圖。
具體實施例方式[實施方式1]參照圖1 圖3說明本發(fā)明的一實施方式。圖2表示本實施方式的光傳輸模塊 (通信模塊)1的概略結(jié)構(gòu)。如圖所示，光傳輸模塊1包括光發(fā)送處理部(發(fā)送裝置)2、光 接收處理部(接收裝置)3以及作為光傳輸路徑的光波導(dǎo)路徑4。光發(fā)送處理部2是具有發(fā)光驅(qū)動部5和發(fā)光部6的結(jié)構(gòu)。發(fā)光驅(qū)動部5基于 從外部輸入的數(shù)字信號而驅(qū)動發(fā)光部6的發(fā)光。該發(fā)光驅(qū)動部5例如由發(fā)光驅(qū)動用的 ICdntegrated Circuit ；集成電路)構(gòu)成。發(fā)光部6基于發(fā)光驅(qū)動部5的驅(qū)動控制而發(fā)光。該發(fā)光部6例如由 VCSEL(Vertical Cavity-Surface Emitting Laser)等的發(fā)光元件構(gòu)成。從發(fā)光部 6 發(fā)出 的光作為光信號被照射到光波導(dǎo)路徑4的光射入側(cè)端部。光波導(dǎo)路徑4是用于將來自發(fā)光部6的光傳輸至光接收部8的介質(zhì)。即，從發(fā)光部 6射入到光波導(dǎo)路徑4的光射入側(cè)端部的光，在光波導(dǎo)路徑4中傳播，從而從光波導(dǎo)路徑4 的光射出側(cè)端部被射出到光接收處理部3。另外，對于光波導(dǎo)路徑4的細節(jié)將在后面敘述。光接收處理部3是包括放大部(信號處理裝置)7和光接收部(接收部)8的結(jié)構(gòu)。 光接收部8接收作為從光波導(dǎo)路徑4的光射出側(cè)端部射出的光信號的光，并通過光電變換 而輸出模擬信號。該光接收部8例如由PD(光電二極管)等的光接收元件構(gòu)成。放大部7對從光接收部8輸出的模擬信號進行放大和數(shù)字變換，從而輸出到外部。 該放大部7由模擬電路和數(shù)字電路集成在一個芯片上的模擬/數(shù)字混載IC(集成電路)構(gòu) 成。圖3是示意性地表示光波導(dǎo)路徑4中的光傳輸?shù)臓顟B(tài)的圖。如圖3所示，光波導(dǎo) 路徑4由具有撓性的薄膜(film)狀構(gòu)件構(gòu)成。此外，光波導(dǎo)路徑4的光射入側(cè)端部上設(shè)有 光射入面4A，并且在光射出側(cè)端部上設(shè)有光射出面4B。從發(fā)光部6射出的光，從與光波導(dǎo)路徑4的光傳輸方向垂直的方向射入光波導(dǎo)路 徑4的光射入側(cè)端部。射入的光通過在光射入面4A上反射從而在光波導(dǎo)路徑4中行進。在 光波導(dǎo)路徑4中行進而到達光射出側(cè)端部的光，通過在光射出面4B上反射，從而向與光波 導(dǎo)路徑4的光傳輸方向垂直的方向射出。射出的光被照射到光接收部8，并在光接收部8中 進行光電變換。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以設(shè)為相對于光傳輸方向而在橫方向上對于光波導(dǎo)路徑4配 置作為光源的發(fā)光部6的結(jié)構(gòu)。從而，例如需要與基板面平行地配置光波導(dǎo)路徑4的情況 下，在光波導(dǎo)路徑4和基板面之間設(shè)置發(fā)光部6以在該基板面的法線方向上射出光即可。這 樣的結(jié)構(gòu)相對于例如設(shè)置發(fā)光部6以便與基板面平行地射出光的結(jié)構(gòu)，安裝容易，并且，結(jié) 構(gòu)上也能夠更加小型化。這是因為發(fā)光部6的一般的結(jié)構(gòu)為，與射出光的方向的大小相比， 與射出光的方向垂直的方向的大小更大。進而，也能夠適用于在同一面上具有電極和發(fā)光部的面向平面安裝的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。接著，參照圖1說明放大部7的細節(jié)。圖1以電路圖形式表示放大部7的概略結(jié) 構(gòu)。如圖所示，放大部7在一個芯片上具有模擬電路部10和數(shù)字電路部20。模擬電路部 10是以模擬電路的制造工藝制造的部分，數(shù)字電路部20是以數(shù)字電路的制造工藝制造的 部分。模擬電路部10包括模擬信號輸入端子11、放大電路12以及低通型濾波器 (LPF) 13。放大電路12以及LPF13中被提供用于模擬電路部10的電源電壓Vcc。此外，數(shù) 字電路部20包括整形電路(波形整形電路)21以及數(shù)字輸出電路(變換電路)22。整形電 路21以及數(shù)字輸出電路22中被提供用于數(shù)字電路部20的電源電壓Vdd。模擬信號輸入端子11是輸入從光接收部8輸出的模擬信號的端子。輸入到模擬 信號輸入端子11的模擬信號被輸出到放大電路12。放大電路12以規(guī)定的增益放大所輸入的模擬信號。放大電路12將放大后的信號 作為差動的電壓信號輸出到LPF13。通過輸出差動的電壓信號，從而能夠減少共模的噪聲。 另外，也可以代替差動的電壓信號，將放大后的一個信號輸出到LPF13。另外，放大電路12的放大級可以是一級，也可以是多級。此外，初級可以是以 規(guī)定的增益放大由光接收部8生成的電流信號，并變換為電壓信號的跨導(dǎo)倒數(shù)放大器 (Trans-Impedance Amplifier)。LPF13使來自放大電路12的差動的電壓信號中的低頻分量通過，并抑制高頻分 量。通過設(shè)置LPF13，能夠減少從數(shù)字電路部20傳播的高頻噪聲。但是，通過了濾波器的信 號會產(chǎn)生波形失真。因此，通過了 LPF13的差動的電壓信號被輸出到數(shù)字電路部20的整形 電路21。整形電路21用于將來自LPF13的差動的電壓信號的波形整形為數(shù)字信號的波形 (方波脈沖)，例如由倒相器、比較器等構(gòu)成。波形被整形后的差動的數(shù)字信號被輸出到數(shù) 字輸出電路22。在本實施方式中，整形電路21被設(shè)置在數(shù)字電路部20。在數(shù)字電路中，只有在信 號的開關(guān)(switching)時流過電流，因此與為了確保頻帶而需要持續(xù)流過電流的模擬電路 相比，能夠?qū)崿F(xiàn)低電流化。此外，在數(shù)字電路中，與模擬電路相比，信號的共模電壓低，因此 能夠?qū)⒃尿?qū)動電流以及驅(qū)動電壓抑制得很低。由此，通過在數(shù)字電路部20設(shè)置整形電 路21，能夠以較低的功耗來進行波形的整形。另外，整形電路21由于能夠防止因失真的信號而使數(shù)字電路誤動作的情況，因此 期望如圖1所示那樣將整形電路21設(shè)置在與模擬電路部10的連接部上。數(shù)字輸出電路22是對來自整形電路21的差動的數(shù)字信號進行變換以適合規(guī)定的 標準后輸出到外部的接口，例如由推挽放大器(push-pull amplifier)等構(gòu)成。從數(shù)字輸出電路22輸出的差動的數(shù)字信號經(jīng)由差動傳輸線路30/30而被輸出到 外部的數(shù)字電路31。另外，在差動傳輸線路30/30之間連接了用于阻抗匹配的終端電阻32。因此，本實施方式的放大部7，通過在用于傳輸信號的主要路徑(主路徑)上設(shè)置 的LPF13來減少因電源線以及接地線的電感分量而從數(shù)字電路部20傳播的噪聲，因此不需 要在電源線以及接地線上設(shè)置用于減少噪聲的對策濾波器。因此，能夠防止為了減少來自 數(shù)字電路部20的噪聲而電路規(guī)模增大的情況。
另外，在本實施方式中，將整形電路21和數(shù)字輸出電路22設(shè)為分開的結(jié)構(gòu)，但也 可以像具有波形整形功能的數(shù)字輸出電路22那樣，集中為一個結(jié)構(gòu)。這時，由于不需要新 設(shè)置整形電路21，因此能夠抑制電路規(guī)模的增大。[實施方式2]下面，參照圖4 圖7說明本發(fā)明的另一實施方式。圖4以電路圖的形式表示本 實施方式的光傳輸模塊中的光接收處理部3的放大部7的概略結(jié)構(gòu)。圖4所示的放大部7 與圖1所示的放大部7相比，區(qū)別在于代替LPF13而設(shè)置了作為LPF發(fā)揮作用的放大電路 14，其他結(jié)構(gòu)相同。另外，對于具有與在上述實施方式中說明的結(jié)構(gòu)相同的功能的結(jié)構(gòu)賦予 相同的標號，并省略其說明。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由于放大電路14作為LPF發(fā)揮作用，因此不需要在主路徑上追加 LPF0因此，能夠防止為了減少來自數(shù)字電路部20的噪聲而使電路規(guī)模增大的情況。另外，也可以是放大電路12作為LPF發(fā)揮作用。進而，也可以是在放大電路12和 放大電路14之間設(shè)置一個或者多個放大電路，且這些放大電路都作為LPF發(fā)揮作用。這時， 與一級的情況相比，減小各級的放大率，并且能夠在各級阻斷高頻分量，因此能夠使信號不 易因來自數(shù)字電路部20的高頻噪聲而導(dǎo)致振蕩。此外，上述作為LPF發(fā)揮作用的放大電路14，能夠通過自身具有特定的電路頻率 特性(阻斷頻率)而實現(xiàn)。圖5表示作為放大電路14發(fā)揮作用的晶體管的增益-頻率特 性，表示由該晶體管的發(fā)射極電流Ie或者集電極電流導(dǎo)致的阻斷頻率和增益的變化。如圖 示那樣，能夠理解如果發(fā)射極電流Ie或者集電極電流增大，則阻斷頻率會變高。因此，能夠 理解通過調(diào)整發(fā)射極電流Ie或者集電極電流那樣的用于驅(qū)動放大電路14的電流值，可容 易調(diào)整應(yīng)減少的高頻噪聲的范圍。另外，為了適當?shù)販p少來自數(shù)字電路部20的高頻噪聲，期望將上述晶體管的發(fā)射 極電流Ie或者集電極電流設(shè)為1. OmA以下。此外，期望阻斷頻率為1. 5GHz以下。更理想的是，期望驅(qū)動放大電路14的電流值是，被設(shè)定為調(diào)整上述增益使得放大 電路14的阻斷頻率成為輸入到放大電路14的信號的傳輸頻率的主波頻率和二次諧波頻率 之間的值。圖6表示本實施方式的放大電路14的具體例中的增益-頻率特性。此外，圖7是 圖6的比較例，表示以往的放大電路中的增益-頻率特性。圖6以及圖7表示數(shù)據(jù)傳輸速 度為1. 25Gbps時的例子。這時，主波頻率為625MHz。如圖7所示，以往的放大電路中的阻斷頻率被設(shè)定為上述主波頻率的5次諧波的 頻率(3. 125GHz)以上。相對于此，如圖6所示，本實施例的放大電路14中的阻斷頻率被設(shè) 定為上述主波頻率(625MHz)和其二次諧波的頻率(1.25GHz)之間。比較圖6和圖7則可理解，本實施例的放大電路14與以往的放大電路相比，能夠 大幅減少比所輸入的信號的傳輸頻率更高的頻率的高頻噪聲。由此，來自放大電路14的輸 出波形，由于所輸入的信號的高次諧波分量不被放大，因此成為接近所輸入的信號的主波 的波形。[實施方式3]下面，基于圖8說明本發(fā)明的又一實施方式。圖8以電路圖的形式表示本實施方 式的光傳輸模塊中的光接收處理部3的放大部7的概略結(jié)構(gòu)。圖8所示的放大部7與圖1所示的放大部7相比，區(qū)別在于，由于放大電路12作為LPF發(fā)揮作用而省略了 LPF13，以及 在放大電路12和整形電路21之間的主路徑上設(shè)置了電容器23/23，其他結(jié)構(gòu)相同。另外， 對于具有與在上述實施方式中說明的結(jié)構(gòu)相同的功能的結(jié)構(gòu)賦予相同的標號，并省略其說 明。在本實施方式中，放大電路12與圖4所示的放大電路14同樣地，作為LPF發(fā)揮作 用。由此，不需要在主路徑上追加LPF。因此，能夠防止為了減少來自數(shù)字電路部20的噪聲 而使電路規(guī)模增大的情況。電容器23/23作為電容耦合而發(fā)揮作用，若被輸入在放大電路12中放大的差動的 模擬信號，則只將該信號中的振動分量輸出到整形電路21。如上所述，由于數(shù)字電路部20的細微化，模擬電路部10的共模電壓比數(shù)字電路部 20的共模電壓還要高。因此，擔心若在模擬電路部10中生成的信號被傳輸?shù)綌?shù)字電路部 20，則會發(fā)生電路的誤動作等問題。 相對于此，在本實施方式中，在被輸入到數(shù)字電路部20的電路之前，直流分量通 過電容器23/23而被消除，因此共模電壓成為接地電平，能夠防止上述問題的發(fā)生。另外，期望將電容器23/23設(shè)置在數(shù)字電路部20。這時，能夠縮短從電容器23/23 到數(shù)字電路部20的電路(在圖8的例子中為整形電路21)為止的布線，能夠減少在該布線 上產(chǎn)生電壓變動的可能性。[實施方式4]下面，基于圖9說明本發(fā)明的又一實施方式。圖9以電路圖的形式表示本實施方 式的光傳輸模塊中的光接收處理部3的放大部7的概略結(jié)構(gòu)。圖9所示的放大部7與圖8 所示的放大部7相比，區(qū)別在于，作為整形電路21的具體結(jié)構(gòu)設(shè)置了倒相器M/24，其他結(jié) 構(gòu)相同。另外，對于具有與在上述實施方式中說明的結(jié)構(gòu)相同的功能的結(jié)構(gòu)賦予相同的標 號，并省略其說明。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，倒相器M/24與具有同樣的波形整形功能的比較器相比，增益的 振蕩小，因此能夠?qū)⒐囊种茷檩^小。另外，為了進一步提高噪聲特性，因此期望倒相器 24/24是連接了多級閾值不同的倒相器的結(jié)構(gòu)。另外，在上述實施方式中，光傳輸模塊1設(shè)為如圖2所示那樣一體地具備光發(fā)送處 理部2、光接收處理部3以及光波導(dǎo)路徑4的結(jié)構(gòu)，但也可以是其他結(jié)構(gòu)。圖10表示光傳輸模塊的另一結(jié)構(gòu)例。在圖10的(a)的例子中，光傳輸模塊(通 信模塊)Ia是一體地具備光接收處理部3以及光波導(dǎo)路徑4的結(jié)構(gòu)。此外，在圖10的(b) 的例子中，光傳輸模塊(通信模塊)Ib是在圖10的(a)所示的光傳輸模塊Ia的結(jié)構(gòu)上，進 一步追加了作為外部的數(shù)字電路31的一例的CPU的結(jié)構(gòu)。此外，在圖10的(c)的例子中， 光傳輸模塊(通信模塊)Ic是在圖10的(b)所示的光傳輸模塊Ib的結(jié)構(gòu)上，作為外部的 數(shù)字電路31的一例，進一步追加了用于將電信號從串行信號變換為并行信號的解串行化 器(deserializer)DES的結(jié)構(gòu)。另外，光傳輸模塊Ic也可以進一步具有時鐘恢復(fù)(clock recovery)功能。圖11表示光傳輸模塊的其他結(jié)構(gòu)例。在圖示的例子中，光傳輸模塊(發(fā)送接收裝 置)Id是一體地具備用于發(fā)送光信號的光發(fā)送處理部2d和用于接收光信號的光接收處理 部3d的結(jié)構(gòu)。
圖1 圖11所示的光傳輸模塊1例如可適用于如下的應(yīng)用例。首先，作為第一應(yīng)用例，能夠在折疊式手機、折疊式PHS (PersonalHandyphone System ；個人手機系統(tǒng))、折疊式PDA (Personal Digital Assistant ；個人數(shù)字助理)、折疊 式筆記本電腦等折疊式的電子儀器中的鉸鏈(hinge)部上。圖12表示將光傳輸模塊1應(yīng)用到折疊式手機40上的例子。S卩，圖12的(a)是表 示內(nèi)置了光傳輸模塊1的折疊式手機40的外觀的立體圖。圖12的(b)是圖12的(a)所示的折疊式手機40中的、應(yīng)用了光傳輸模塊1的部 分的方框圖。如該圖所示，折疊式手機40中的主體40a側(cè)所設(shè)置的控制部41、在主體的一 端能夠以鉸鏈部作為軸而旋轉(zhuǎn)地配備的蓋(驅(qū)動部)40b側(cè)所設(shè)置的外部存儲器42、照相機 部(數(shù)字照相機)43、顯示部(液晶顯示器顯示)44分別通過光傳輸模塊1而連接。圖12的(c)是圖12的(a)中的鉸鏈部(用虛線包圍的部分)的透視平面圖。如 圖所示，通過使光傳輸模塊1彎曲纏繞在中樞部中的支承棒上，從而分別連接主體側(cè)設(shè)置 的控制部、在蓋側(cè)設(shè)置的外部存儲器42、照相機部43、顯示部44。通過將光傳輸模塊1應(yīng)用到這些折疊式電子儀器上，能夠以有限的空間來實現(xiàn)高 速且大容量的通信。因此，特別適合例如折疊式液晶顯示裝置等需要高速、大容量的數(shù)據(jù)通 信，并且要求小型化的儀器。作為第2應(yīng)用例，光傳輸模塊1可適用于印刷裝置(電子儀器)中的打印頭或硬 盤記錄再現(xiàn)裝置中的讀取部等具有驅(qū)動部的裝置。圖13表示將光傳輸模塊1應(yīng)用到印刷裝置50的例子。圖13的(a)是表示印刷 裝置50的外觀的立體圖。如該圖所示，印刷裝置50具有一邊在用紙52的寬度方向上移動 并且一邊對用紙52進行印刷的打印頭51，在該打印頭51上連接了光傳輸模塊1的一端。圖13的(b)是印刷裝置50中的應(yīng)用了光傳輸模塊1的部分的方框圖。如該圖所 示，光傳輸模塊1的一端部與打印頭51連接，另一端部與印刷裝置50中的主體側(cè)基板連 接。另外，在該主體側(cè)基板中包括用于控制印刷裝置50的各部的動作的控制部件等。圖13的(c)和(d)是表示在印刷裝置50中打印頭51移動(驅(qū)動)了的情況下 的光傳輸模塊1的彎曲狀態(tài)的立體圖。如該圖所示，在將光傳輸模塊1應(yīng)用到打印頭51那 樣的驅(qū)動部的情況下，光傳輸模塊1的彎曲狀態(tài)根據(jù)打印頭51的驅(qū)動而變化，并且光傳輸 模塊1的各位置重復(fù)被彎曲。因此，本實施方式的光傳輸模塊1適合這些驅(qū)動部。此外，通過將光傳輸模塊1應(yīng) 用到這些驅(qū)動部，能夠?qū)崿F(xiàn)使用了驅(qū)動部的高速、大容量通信。圖14表示將光傳輸模塊1應(yīng)用到硬盤記錄再現(xiàn)裝置60的例子。如圖示那樣，硬 盤記錄再現(xiàn)裝置60包括盤(硬盤)61、頭(讀取、寫入用頭)62、基板導(dǎo)入部63、驅(qū)動部(驅(qū) 動電機)64、光傳輸模塊1。驅(qū)動部64將頭62沿著盤61的半徑方向驅(qū)動。頭62讀取在盤61上記錄的信息， 并且對盤61寫入信息。另外，頭62經(jīng)由光傳輸模塊1連接到基板導(dǎo)入部63，將從盤61讀 取的信息作為光信號傳播到基板導(dǎo)入部63，并且，獲取從基板導(dǎo)入部63傳播的、寫入到盤 61的信息的光信號。這樣，通過將光傳輸模塊1應(yīng)用到硬盤記錄再現(xiàn)裝置60中的頭62那樣的驅(qū)動部， 能夠?qū)崿F(xiàn)高速、大容量通信。
12
本發(fā)明不限于上述的各實施方式，在權(quán)利要求所示的范圍內(nèi)可進行各種變更，對 分別公開于不同的實施方式中的技術(shù)手段進行適當組合而獲得的實施方式也包含在本發(fā) 明的技術(shù)范圍內(nèi)。例如，在上述實施方式中，將本發(fā)明應(yīng)用于光傳輸模塊1而進行說明，但也可以應(yīng) 用于放大模擬的信號后變換為規(guī)定形式的數(shù)字信號的任意的信號處理裝置。工業(yè)上的可利用性如上所述，本發(fā)明的信號處理裝置能夠減少從數(shù)字電路部傳播到模擬電路部而混 入到模擬信號中的高頻噪聲，并且能夠抑制功耗的增大，因此可應(yīng)用到在一個芯片上混載 了模擬電路和數(shù)字電路的任意裝置。
權(quán)利要求
1.一種信號處理裝置，放大所輸入的模擬信號，并變換為數(shù)字信號后輸出，該信號處理 裝置的特征在于，在基板上設(shè)置了用于處理模擬信號的模擬電路部和處理數(shù)字信號的數(shù)字電路部， 上述模擬電路部對所輸入的模擬信號進行放大和高頻分量的阻斷， 上述數(shù)字電路部對通過上述模擬電路部進行了放大和高頻分量的阻斷后的信號，進行 向規(guī)定形式的數(shù)字信號的變換和波形整形后輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其特征在于， 上述模擬電路部包括放大電路，放大所輸入的模擬信號；以及 低通型濾波器，阻斷該放大電路放大了的模擬信號的高頻分量。
3.如權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其特征在于， 上述模擬電路部包括放大電路，其放大所輸入的模擬信號， 該放大電路的增益被調(diào)整，以阻斷上述高頻分量。
4.如權(quán)利要求3所述的信號處理裝置，其特征在于， 上述增益通過驅(qū)動上述放大電路的電流值而調(diào)整。
5.如權(quán)利要求4所述的信號處理裝置，其特征在于， 上述電流值為ImA以下。
6.如權(quán)利要求4所述的信號處理裝置，其特征在于，上述電流值是用于調(diào)整上述增益使得阻斷上述高頻分量的阻斷頻率成為上述所輸入 的模擬信號的傳輸頻率的主波頻率和二次諧波頻率之間的值。
7.如權(quán)利要求3所述的信號處理裝置，其特征在于， 上述模擬電路部包括多級的上述放大電路。
8.如權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其特征在于，上述模擬電路部對進行了上述放大和上述高頻分量的阻斷的信號進行差動輸出。
9.如權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其特征在于， 上述數(shù)字電路部包括波形整形電路，對通過上述模擬電路部進行了上述放大和上述高頻分量的切換的信號 進行波形整形；以及變換電路，將該波形整形電路進行了整形后的信號變換為上述數(shù)字信號后輸出。
10.如權(quán)利要求9所述的信號處理裝置，其特征在于， 上述波形整形電路是倒相器。
11.如權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其特征在于，上述數(shù)字電路部包括變換電路，其通過將由上述模擬電路部進行了上述放大和上述高 頻分量的阻斷的信號變換為上述數(shù)字信號，從而進行上述波形整形后輸出。
12.如權(quán)利要求1所述的信號處理裝置，其特征在于， 上述模擬電路部和上述數(shù)字電路部被電容耦合。
13.一種接收裝置，包括從外部接收信號的接收部和對該接收部接收到的信號進行處 理的接收處理部，該接收裝置的特征在于，上述接收處理部是權(quán)利要求1所述的信號處理裝置。
14.一種發(fā)送接收裝置，包括對外部發(fā)送信號的發(fā)送裝置和從外部接收信號而進行處 理的接收裝置，該發(fā)送接收裝置的特征在于，上述接收裝置是權(quán)利要求13所述的接收裝置。
15.一種通信模塊，其特征在于，包括 權(quán)利要求13所述的接收裝置；以及對該接收裝置輸出的數(shù)字信號進行處理的數(shù)字設(shè)備。
16.一種通信模塊，其特征在于，包括 權(quán)利要求13所述的接收裝置；發(fā)送裝置，發(fā)送模擬信號；以及從上述發(fā)送裝置對上述接收裝置傳輸上述模擬信號的傳輸介質(zhì)。
17.一種電子儀器，包括權(quán)利要求15所述的通信模塊。
18.一種電子儀器，包括權(quán)利要求16所述的通信模塊。
19.一種信號處理裝置的信號處理方法，該信號處理裝置放大所輸入的模擬信號，并變 換為數(shù)字信號后輸出，該信號處理裝置在基板上設(shè)置了用于處理模擬信號的模擬電路部和 處理數(shù)字信號的數(shù)字電路部，該信號處理方法的特征在于，包括在上述模擬電路部中，對所輸入的模擬信號進行放大和高頻分量的阻斷的步驟；以及 在上述數(shù)字電路部中，對進行了上述放大和上述高頻分量的阻斷后的信號，進行向規(guī) 定形式的數(shù)字信號的變換和波形整形后輸出的步驟。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于，抑制功耗的增大并且減少混入到模擬信號中的噪聲分量。放大部(7)放大所輸入的模擬信號，并變換為規(guī)定形式的數(shù)字信號后輸出。放大部(7)在基板上設(shè)置了處理模擬信號的模擬電路部(10)和處理數(shù)字信號的數(shù)字電路部(20)。模擬電路部(10)包括放大所輸入的模擬信號的放大電路(12)和阻斷放大后的模擬信號的高頻分量的LPF(13)。數(shù)字電路部(20)包括對高頻分量被阻斷的信號進行波形整形的整形電路(21)和將波形整形后的信號變換為規(guī)定形式的數(shù)字信號后輸出的數(shù)字輸出電路(22)。
文檔編號H04B10/06GK102090003SQ20098012629
公開日2011年6月8日 申請日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月23日
發(fā)明者宇野圭輔, 榎并顯, 濱名建太郎, 細川速美, 野坂哲也 申請人:歐姆龍株式會社