JPH0312810B2

JPH0312810B2 -

Info

Publication number: JPH0312810B2
Application number: JP59029189A
Authority: JP
Inventors: Tooru Enomoto
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1984-02-17
Filing date: 1984-02-17
Publication date: 1991-02-21
Also published as: JPS60173941A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光海底中継器におけるレーザダイオ
ード切替回路に関する。

（従来技術）光海底ケーブルシステムは数千ｍもの深海底に
敷設されているので、保守や修理が困難であり、
切替え区間を設けることができず、中継器に要求
される信頼度は非常に高い。しかしながら、光信
号を送出するための半導体レーザダイオードの信
頼度は地な電気回路素子に比べて現状ではかなり
低いため、複数の光源を中継器に内蔵し、光源が
故障した時点で切換えを行い、高信頼性の光中継
器を実現する光源を冗長度接続した構成を採用し
ている。

すなわち、現用側と予備側のレーザダイオード
の駆動回路を使用し、それぞれのレーザダイオー
ドのオンオフを制御信号によつて切り替えてい
る。一方、レーザダイオードのパルス変調特性を
得るためには、レーザダイオードにパルス電流を
与えるためのレーザダイオード駆動回路と、マー
ク率による光出力変動、温度変動、ならびに経年
変化による光出力変動を補償する自動光出力制御
（APC）回路により構成されている。このAPC回
路はレーザダイオードの直流バイアス電流を制御
するための直流バイアス回路を有している。した
がつて、レーザダイオードのオンオフ切替えを行
うためには、直流バイアス回路とパルス駆動回路
とのオンオフを切り替える必要がある。

従来、この切替えは第１図に示すレーザダイオ
ード切替回路によつて行つていた。第１図におい
て、１０はパルス切替え用ゲート回路、２０はレ
ーザダイオード駆動回路、３０はレーザダイオー
ド、３１はインダクタ、４０はバイアス電流制御
回路、５０は切替え制御用トランジスタである。
レーザダイオード駆動回路２０において、２１，
２２は差動トランジスタ、２３，２４はそれぞれ
抵抗器、２５は定電流源である。一方、バイアス
電流制御回路４０において、４１，４２は差動ト
ランジスタ、４３，４４はそれぞれ抵抗器、４５
は定電流源である。

上記の構成を有する回路を（レーザダイオード
の冗長個数＋１）回路だけ設けることにより、レ
ーザダイオード駆動回路を冗長接続して構成する
ことができる。すなわち、現用としてレーザダイ
オードを駆動する時にはゲート回路の制御信号端
子を低レベルとし、切替制御用トランジスタ５０
のベース端子を低レベルに設定すればバイアス電
流が供給される。スタンドバイ時には両者とも高
レベルにすればよい。

しかし、このような回路構成ではゲート回路に
よりパルス信号を制御するため、特に高速パルス
の場合にはゲート段数が増加するので、パルスの
デユーテイ変動の要因となり、ジツタが増加する
という欠点があつた。

また、一般にゲート回路ほECLにより構成さ
れ、切替制御用トランジスタ５０のベース電圧と
制御信号の直流電位とが相異なるため、別々の制
御電圧を送出するか、あるいはレベルシフト回路
が必要となる。さらに、それぞれの差動トランジ
スタ対の片側のトランジスタに全電流が流れるた
め、冗長個数が増加するほど電流が増加するとい
う欠点があつた。

（発明の目的）本発明の目的は、レーザダイオード駆動回路と
直流バイアス回路とを備え、それぞれの回路に含
まれた差動トランジスタの定電流源を複数のトラ
ンジスタにより実現し、定電流トランジスタのベ
ース電流をワイルダ形定電流源回路により決定
し、ワイルダ形定電流源回路の電流制御用トラン
ジスタのコレクタと切替制御用トランジスタのコ
レクタとを相互接続し、切替制御用トランジスタ
のベースを切替制御信号により制御するように構
成することにより上記欠点を除去し、ゲート段数
を最小限に構成し、制御回路の直流レベルを合わ
せ、冗長回路を付加することによる電流の増加を
必要最小限にとどめたエーザダイオード切替回路
を提供することにある。

（発明の構成）前記目的を達成するために本発明によるレーザ
ダイオード切替回路は制御信号によつてレーザダ
イオードのオンオフを制御するレーザダイオード
切替回路において、パルス信号を前記レーザダイ
オードに加えるための差動トランジスタ回路より
なるレーザダイオード駆動回路と、前記レーザダ
イオードに直流結合し前記レーザダイオードに流
れる直流バイアス電流を制御するための差動トラ
ンジスタ回路よりなる直流バイアス回路とを備え
前記レーザダイオード駆動回路の差動トランジス
タ回路および前記直流バイアス回路の差動トラン
ジスタ回路のそれぞれの定電流源をワイルダ形ま
たはウイルソン形のそれぞれ同一の定電流回路で
構成し、前記ワイルダ形またはウイルソン形の各
定電流回路の電流制御用トランジスタのコレクタ
に、制御用トランジスタの各コレクタをそれぞれ
接続し、前記各制御用トランジスタのベースに切
替制御信号を加えることにより前記レーザダイオ
ード駆動回路と前期直流バイアス回路との動作を
同時に制御するように構成されている。

（実施例）次に、図面を参照して本発明について詳細に説
明する。

第２図は、本発明によるレーザダイオード切替
回路の第１の実施例を示す回路図である。第２図
において、第１図の要素と同一の要素には同一の
番号を付けてある。第２図において、２００はレ
ーザダイオード駆動回路、４００は直流バイアス
回路、５０および５００は切替制御用トランジス
タである。レーザダイオード駆動回路２００にお
いて、２０１，２０２は差動トランジスタ、２０
３は定電流トランジスタ、２０４は電流増幅用ト
ランジスタ、２０５は電流制御用トランジスタで
ある。一方、直流バイアス回路４００において、
４０１，４０２は差動トランジスタ、４０３は定
電流トランジスタ、４０４は電流増幅用トランジ
スタ、４０５は電流制御用トランジスタである。
また、２０６〜２０９、ならびに４０６〜４０９
はそれぞれレーザダイオード駆動回路２００およ
び直流バイアス回路４００における抵抗器であ
る。

第２図において、レーザダイオード３０は
ECLを形成する差動トランジスタ２０１，２０
２により駆動される。一方、トランジスタ２０３
はECLの定電流源を形成し、そのベーシ電位は
ワイルダ回路を構成するトランジスタ２０４のエ
ミツタ、すなわちトランジスタ２０５のベースに
より与えられる。さらに、制御用トランジスタ５
００のコレクタは、電流制御用トランジスタ２０
５のコレクタに接続され、ベースが制御用端子を
形成するように構成してある。一方、直流バイア
ス回路４００も類似の構成の回路により構成して
あり、制御信号は切替制御用トランジスタ５０に
入力されている。この場合、ほとんどの抵抗器と
すべてのトランジスタとがレーザダイオード切替
回路に使用されている抵抗器とトランジスタとに
対応する。これらの回路２００，４００を使用す
る場合には、該当する制御信号を低レベルにして
制御用トランジスタ５００，５０にそれぞれ加え
ればよい。このときの低レベルは、V_EEに近い値
の電圧である。この場合には、トランジスタ５０
０，５０のコレクタインピーダンスは高レベルと
なつているため、ワイルダ回路には何の影響も与
えず、電流源トランジスタ２０３、ならびに電流
源トランジスタ４０３に正常バイアス電圧を与え
ている。このため、レーザダイオード回路２００
ならびに直流バイアス回路４００とも正常に動作
してレーザダイオードをパルス変調する。一方、
この回路の動作を停止するにはトランジスタ５０
０，５０のベース電位を高レベルにすると制御用
トランジスタ５００，５０は導通してコレクタ電
位がさがり、電流増幅用トランジスタ２０４，４
０４のエミツタ電圧が低下し、トランジスタ２０
３，４０３をカツトオフし、直流バイアス回路２
００ならびにレーザダイオード駆動回路４００に
電流を流さない。

第３図は、本発明によるレーザダイオード切替
回路の第２の実施例を示す回路図である。第３図
において、第１図および第２図における要素と同
一の要素には同一の番号を付してある。第３図に
おいて、２０００は直流バイアス回路、４０００
はレーザダイオード駆動回路である。直流バイア
ス回路２０００において、２００１，２００２は
差動トランジスタ、２００３，２００４は定電流
トランジスタ、２００５は電流制御用トランジス
タである。一方、レーザダイオード駆動回路４０
００において、４００１，４００２は差動トラン
ジスタ、４００３，４００４は定電流トランジス
タ、４００５は電流制御用トランジスタである。
また、２００６〜２００８ならびに４００６〜４
００８はそれぞれ直流バイアス回路２０００なら
びにレーザダイオード駆動回路４０００の抵抗器
である。第３図において、上記両回路２０００，
４０００の定電流源はウイルソン形定電流回路に
より構成してあるが、切替動作は第２図の場合と
同様である。

（発明の効果）以上説明したように本発明は定電流回路による
パルス駆動電流を切替えて最小ゲート段数により
構成することができ、またレーザダイオード駆動
回路と直流バイアス回路とを同一回路形式により
構成するため制御回路の直流レベルが共通であ
り、さらにパルス駆動電流ならびにバイアス電流
は現用のレーザダイオードにしか流れないため、
電流の増加は必要最小限に押えられ、レーザダイ
オードの冗長構成が容易に実現できるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術によるレーザダイオード切
替回路の一例を示す回路図である。第２図は、本
発明によるレーザダイオード切替回路の第１の実
施例を示す回路図である。第３図は、本発明によ
るレーザダイオード切替回路の第２の実施例を示
す回路図である。１０……ゲート回路、２０，２００，２０００
……レーザダイオード駆動回路、４０，４００，
４０００……直流バイアス回路、２１，２２，２
５，４１，４２，４５，５０，２０１〜２０５，
４０１〜４０５，５００，２００１〜２００５，
４００１〜４００５……トランジスタ、２３，２
４，４３，４４，２０６〜２０８，４０６〜４０
８，２００６〜２００８，４００６〜４００８…
…抵抗器、３０……レーザダイオード、３１……
インダクタ。

Claims

【特許請求の範囲】

１制御信号によつてレーザダイオードのオンオ
フを制御するレーザダイオード切替回路におい
て、パルス信号を前記レーザダイオードに加える
ための差動トランジスタ回路よりなるレーザダイ
オード駆動回路と、前記レーザダイオードに直流
結合し前記レーザダイオードに流れる直流バイア
ス電流を制御するための差動トランジスタ回路よ
りなる直流バイアス回路とを備え、前記レーザダ
イオード駆動回路の差動トランジスタ回路および
前記直流バイアス回路の差動トランジスタ回路の
それぞれの定電流源をワイルダ形またはウイルソ
ン形のそれぞれ同一の定電流回路で構成し、前記
ワイルダ形またはウイルソン形の各定電流回路の
電流制御用トランジスタのコレクタに、制御用ト
ランジスタの各コレクタをそれぞれ接続し、前記
各制御用トランジスタのベースに切替制御信号を
加えることにより前記レーザダイオード駆動回路
と前記直流バイアス回路との動作を同時に制御す
るように構成したことを特徴とするレーザダイオ
ード切替回路。