JPH05327023A - 光送信装置 - Google Patents
光送信装置Info
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- JPH05327023A JPH05327023A JP12309592A JP12309592A JPH05327023A JP H05327023 A JPH05327023 A JP H05327023A JP 12309592 A JP12309592 A JP 12309592A JP 12309592 A JP12309592 A JP 12309592A JP H05327023 A JPH05327023 A JP H05327023A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光送信装置に使用する光出力検出用の受光素
子にブレークダウン電圧以下の適切な電圧を供給し良好
なＡＰＣ特性を得る。 【構成】 受光素子６のアノード又はカソードに専用の
電圧源１１を用いてバイアス電圧を供給し、受光素子６
のブレークダウン電圧が低い場合にもそれ以下のバイア
ス電圧を供給できるようにした。またこの時ＡＰＣルー
プが遮断されるのを、受光素子電流ＩPDに比例した電流
ＩF （Ｇ×ＩPD、Ｇは実数）をＡＰＣ基準電流源４の出
力ＩO より吸い込むよう電流吸収回路１２を設け、ＩF
とＩO の差電流を電流増幅器５に入力しＬＤ３のバイア
ス電流を得るように構成した。 【効果】 光送信装置に使用する光出力検出用の受光素
子にブレークダウン電圧以下の適切な電圧を供給するこ
とが可能になるとともに、電流増幅器増幅率や光出力と
受光素子電流変換効率が低い時にも電流増幅回路の増幅
率Ｇを上げることで良好なＡＰＣ特性を得ることができ
る。
子にブレークダウン電圧以下の適切な電圧を供給し良好
なＡＰＣ特性を得る。 【構成】 受光素子６のアノード又はカソードに専用の
電圧源１１を用いてバイアス電圧を供給し、受光素子６
のブレークダウン電圧が低い場合にもそれ以下のバイア
ス電圧を供給できるようにした。またこの時ＡＰＣルー
プが遮断されるのを、受光素子電流ＩPDに比例した電流
ＩF （Ｇ×ＩPD、Ｇは実数）をＡＰＣ基準電流源４の出
力ＩO より吸い込むよう電流吸収回路１２を設け、ＩF
とＩO の差電流を電流増幅器５に入力しＬＤ３のバイア
ス電流を得るように構成した。 【効果】 光送信装置に使用する光出力検出用の受光素
子にブレークダウン電圧以下の適切な電圧を供給するこ
とが可能になるとともに、電流増幅器増幅率や光出力と
受光素子電流変換効率が低い時にも電流増幅回路の増幅
率Ｇを上げることで良好なＡＰＣ特性を得ることができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、発光素子と
してレーザダイオード（以下ＬＤと略す）または発光ダ
イオード（ＬＥＤ）を用い、その背面光を受光素子によ
り監視しＡＰＣ（Automatic Power Contorol) 制御を行
う光送信装置において、前記受光素子に供給する逆バイ
アス電圧設定の自由化に関するものである。
してレーザダイオード（以下ＬＤと略す）または発光ダ
イオード（ＬＥＤ）を用い、その背面光を受光素子によ
り監視しＡＰＣ（Automatic Power Contorol) 制御を行
う光送信装置において、前記受光素子に供給する逆バイ
アス電圧設定の自由化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は例えば昭和５６年度電子通信学会
総合全国大会２２４６「キャリア検出回路付１００Ｍｂ
／ｓレーザダイオード光送信器」に示された従来の光送
信装置を示す図であり、図において、１は送信データ入
力端子、２は変調器、３は発光素子としてのＬＤ又はＬ
ＥＤ、４は基準電流源、５は例えば３個のトランジスタ
５ａ〜５ｃがダーリントン接続されている電流増幅器、
６は出力光検出用受光素子（ＰＤ）、７は電流平滑化用
コンデンサ、８は電源である。図３はＬＤの駆動電流対
光出力特性を示す図であり、図において２１は室温にお
けるＰ−Ｉ特性、２２は低温におけるＰ−Ｉ特性、２３
は高温におけるＰ−Ｉ特性である。
総合全国大会２２４６「キャリア検出回路付１００Ｍｂ
／ｓレーザダイオード光送信器」に示された従来の光送
信装置を示す図であり、図において、１は送信データ入
力端子、２は変調器、３は発光素子としてのＬＤ又はＬ
ＥＤ、４は基準電流源、５は例えば３個のトランジスタ
５ａ〜５ｃがダーリントン接続されている電流増幅器、
６は出力光検出用受光素子（ＰＤ）、７は電流平滑化用
コンデンサ、８は電源である。図３はＬＤの駆動電流対
光出力特性を示す図であり、図において２１は室温にお
けるＰ−Ｉ特性、２２は低温におけるＰ−Ｉ特性、２３
は高温におけるＰ−Ｉ特性である。
【０００３】従来の光送信装置の動作について以下で説
明する。送信データ入力端子１に入力された送信データ
より、変調器２は送信データに対応した電流ＩOPを発生
しＬＤ３に供給する。また送信データは基準電流源４に
も入力され、送信データのマーク率に比例した電流と一
定電流の和をとった電流を和電流ＩO として電流増幅器
５へ出力する。受光素子６には電流増幅器５内のトラン
ジスタ５ａ〜５ｃで生じるベース−エミッタ間電圧の和
（ＶBEa ＋ＶBEb ＋ＶBEc ）が逆バイアスとして供給さ
れ、ＬＤ３の光出力の一部が入力され電流平滑化コンデ
ンサ７によりＤＣ化された受光素子電流ＩPDが流れる。
８は電源でありここでは一例として負電源の場合につい
て示している。電流増幅器５には基準電流ＩO と受光素
子電流ＩPDの差電流ＩBASEが入力され、これが電流増幅
用トランジスタ５ａ〜５ｃにおいて一定倍率βだけ増幅
された後ＬＤ３にバイアス電流ＩBIASとして供給され
る。従って、ＬＤ３の光出力が大きくなると、受光素子
６に流れる電流が大きくなり、電流増幅器５の出力電流
が小さくなってＬＤ３の光出力は低下する。ＬＤ３の光
出力が低下した場合は上記と逆の理由により、ＬＤ３の
光出力は増加する。以上の負帰還動作によりＬＤ３の光
出力は一定値に保たれる。
明する。送信データ入力端子１に入力された送信データ
より、変調器２は送信データに対応した電流ＩOPを発生
しＬＤ３に供給する。また送信データは基準電流源４に
も入力され、送信データのマーク率に比例した電流と一
定電流の和をとった電流を和電流ＩO として電流増幅器
５へ出力する。受光素子６には電流増幅器５内のトラン
ジスタ５ａ〜５ｃで生じるベース−エミッタ間電圧の和
（ＶBEa ＋ＶBEb ＋ＶBEc ）が逆バイアスとして供給さ
れ、ＬＤ３の光出力の一部が入力され電流平滑化コンデ
ンサ７によりＤＣ化された受光素子電流ＩPDが流れる。
８は電源でありここでは一例として負電源の場合につい
て示している。電流増幅器５には基準電流ＩO と受光素
子電流ＩPDの差電流ＩBASEが入力され、これが電流増幅
用トランジスタ５ａ〜５ｃにおいて一定倍率βだけ増幅
された後ＬＤ３にバイアス電流ＩBIASとして供給され
る。従って、ＬＤ３の光出力が大きくなると、受光素子
６に流れる電流が大きくなり、電流増幅器５の出力電流
が小さくなってＬＤ３の光出力は低下する。ＬＤ３の光
出力が低下した場合は上記と逆の理由により、ＬＤ３の
光出力は増加する。以上の負帰還動作によりＬＤ３の光
出力は一定値に保たれる。
【０００４】ここでデジタル信号を伝送する際の光信号
のピーク値に着目すると、ＬＤ３の光出力のピーク値Ｐ
OUT は次式にて表される。
のピーク値に着目すると、ＬＤ３の光出力のピーク値Ｐ
OUT は次式にて表される。
【０００５】
【数１】
【０００６】但し、
【０００７】
【数２】
【０００８】
【数３】
【０００９】数式中ＩBIASはＬＤ３バイアス電流（電流
増幅器５の出力電流）、ＩOPは変調電流（変調器２出力
電流）、ＩTHはＬＤ３閾値電流、βは電流増幅器５の増
幅率、ＩPDは受光素子６電流、ＩO は基準電流、ｍはデ
ィジタル信号のマーク率（０≦ｍ≦１）、Ｌは光出力と
受光素子６電流変換効率、ＡはＬＤ３の電流・光変換効
率、Ｄはパルス占有率である。
増幅器５の出力電流）、ＩOPは変調電流（変調器２出力
電流）、ＩTHはＬＤ３閾値電流、βは電流増幅器５の増
幅率、ＩPDは受光素子６電流、ＩO は基準電流、ｍはデ
ィジタル信号のマーク率（０≦ｍ≦１）、Ｌは光出力と
受光素子６電流変換効率、ＡはＬＤ３の電流・光変換効
率、Ｄはパルス占有率である。
【００１０】数１〜数３よりＰOUT は次式の様に表され
る。
る。
【００１１】
【数４】
【００１２】数４において、マーク率ｍが変化しても光
出力ＰOUT が一定であるためには、マーク率に応じて基
準電流ＩO を制御する必要がある。そこでＰOUT ＝Ｋ
（一定）とおくと、
出力ＰOUT が一定であるためには、マーク率に応じて基
準電流ＩO を制御する必要がある。そこでＰOUT ＝Ｋ
（一定）とおくと、
【００１３】
【数５】
【００１４】但し
【００１５】
【数６】
【００１６】
【数７】
【００１７】となる。基準電流源４は数５に示したよう
に、一定電流ＩO1とマーク率に比例した電流ｍＩO2の和
電流ＩO を電流増幅器５に供給し、ＬＤ３の光出力はマ
ーク率によらず一定となる。
に、一定電流ＩO1とマーク率に比例した電流ｍＩO2の和
電流ＩO を電流増幅器５に供給し、ＬＤ３の光出力はマ
ーク率によらず一定となる。
【００１８】次に温度が変動した場合の光送信装置の動
作について考える。図３はＬＤの駆動電流対光出力特性
を示す図である。温度に対して変動するパラメータをＬ
Ｄ閾値電流ＩTHのみとすると、数４より
作について考える。図３はＬＤの駆動電流対光出力特性
を示す図である。温度に対して変動するパラメータをＬ
Ｄ閾値電流ＩTHのみとすると、数４より
【００１９】
【数８】
【００２０】となる。数８において、１．３μｍ帯ファ
ブリ・ペロー型ＬＤでの値を考えると、 Ａ＝０．１１［Ｗ／Ａ］ Ｌ＝０．１４［Ａ／Ｗ］ ｄＩTH／ｄｔ＝３．３×１０-4［Ａ／℃］ 程度の値となる。温度範囲を−３０℃〜８５℃、Ｔ＝２
５℃での光出力１ｍＷの場合考える。各マーク率での光
出力変動を１ｄＢ以下とするには、数８より、
ブリ・ペロー型ＬＤでの値を考えると、 Ａ＝０．１１［Ｗ／Ａ］ Ｌ＝０．１４［Ａ／Ｗ］ ｄＩTH／ｄｔ＝３．３×１０-4［Ａ／℃］ 程度の値となる。温度範囲を−３０℃〜８５℃、Ｔ＝２
５℃での光出力１ｍＷの場合考える。各マーク率での光
出力変動を１ｄＢ以下とするには、数８より、
【００２１】
【数９】
【００２２】となり、この結果β≧１７７３７となる。
（ただしマーク率の最小値は１／８とした。）前述のよ
うに、電流増幅器５の電流増幅率βとしては非常に大き
い値が要求される。ダーリントン接続されたトランジス
タ５ａ〜５ｃの電流増幅率をそれぞれβa 、βb 、βc
とすると、電流増幅率βは、
（ただしマーク率の最小値は１／８とした。）前述のよ
うに、電流増幅器５の電流増幅率βとしては非常に大き
い値が要求される。ダーリントン接続されたトランジス
タ５ａ〜５ｃの電流増幅率をそれぞれβa 、βb 、βc
とすると、電流増幅率βは、
【００２３】
【数１０】
【００２４】となる。一般にｎｐｎトランジスタの電流
増幅率は３０以上が得られるので、結局電流増幅器５の
電流増幅率βは２７０００以上が得られる。従ってトラ
ンジスタ５ａ〜５ｃが導通状態になれば、電流増幅器５
は十分大きい電流増幅率が得られ、良好なＡＰＣ(Autom
atic Power Contorol)特性が得られる。
増幅率は３０以上が得られるので、結局電流増幅器５の
電流増幅率βは２７０００以上が得られる。従ってトラ
ンジスタ５ａ〜５ｃが導通状態になれば、電流増幅器５
は十分大きい電流増幅率が得られ、良好なＡＰＣ(Autom
atic Power Contorol)特性が得られる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】従来の光送信装置にお
けるＡＰＣ回路は以上のように構成されていたので、受
光素子の逆バイアス電圧が電流増幅器で生じるベース−
エミッタ間電圧（従来例の場合ＶBEa ＋ＶBEb ＋
ＶBEc ）により供給されていたため、受光素子のブレイ
クダウン電圧がそれ以下の場合、ＰＤの暗電流が急増し
良好なＡＰＣ特性が得られなくなると共に受光素子が破
損する場合があるという問題があった。特に種々の仕様
の受光素子が存在しており、光送信装置の条件にあわせ
てブレイクダウン電圧の異なる受光素子を用いることが
考えられ、従来の構成では、一種類の受光素子しか用い
ることができないという問題があった。
けるＡＰＣ回路は以上のように構成されていたので、受
光素子の逆バイアス電圧が電流増幅器で生じるベース−
エミッタ間電圧（従来例の場合ＶBEa ＋ＶBEb ＋
ＶBEc ）により供給されていたため、受光素子のブレイ
クダウン電圧がそれ以下の場合、ＰＤの暗電流が急増し
良好なＡＰＣ特性が得られなくなると共に受光素子が破
損する場合があるという問題があった。特に種々の仕様
の受光素子が存在しており、光送信装置の条件にあわせ
てブレイクダウン電圧の異なる受光素子を用いることが
考えられ、従来の構成では、一種類の受光素子しか用い
ることができないという問題があった。
【００２６】この発明は上記ののような問題点を解消す
るためになされたものであり、受光素子のブレークダウ
ン電圧によらず、良好なＡＰＣ特性を持つ光送信装置を
得ることを目的とする。
るためになされたものであり、受光素子のブレークダウ
ン電圧によらず、良好なＡＰＣ特性を持つ光送信装置を
得ることを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】この発明による光送信装
置は、受光素子に供給するバイアスを専用の電圧源にて
供給し、かつ基準電流源と受光素子間に電流分岐回路を
有したものであり、以下の要素を有するものである。 （ａ）所定の電圧を印加する電圧源、（ｂ）電流の供給
により発光する発光素子、（ｃ）上記電圧源から電圧を
印加され、上記発光素子の出力光を受光することにより
電流を生成する受光素子、（ｄ）電流を供給する基準電
流源、（ｅ）上記受光素子により生成された電流に比例
した電流を上記基準電流源から供給される電流から吸収
する電流吸収回路、（ｆ）上記基準電流源からの電流と
上記電流吸収回路により分岐された電流との差に比例し
た電流を上記発光素子に供給する電流増幅回路。
置は、受光素子に供給するバイアスを専用の電圧源にて
供給し、かつ基準電流源と受光素子間に電流分岐回路を
有したものであり、以下の要素を有するものである。 （ａ）所定の電圧を印加する電圧源、（ｂ）電流の供給
により発光する発光素子、（ｃ）上記電圧源から電圧を
印加され、上記発光素子の出力光を受光することにより
電流を生成する受光素子、（ｄ）電流を供給する基準電
流源、（ｅ）上記受光素子により生成された電流に比例
した電流を上記基準電流源から供給される電流から吸収
する電流吸収回路、（ｆ）上記基準電流源からの電流と
上記電流吸収回路により分岐された電流との差に比例し
た電流を上記発光素子に供給する電流増幅回路。
【００２８】
【作用】この発明における光送信装置は、受光素子のア
ノードまたはカソードに専用の電圧源を用い受光素子に
供給するので、仕様の異なる受光素子を用いてもバイア
ス電圧をブレークダウン電圧以下で最適化することがで
きる。また、電流吸収回路により、受光素子電流ＩPDに
比例した電流ＩF を基準電流源の出力電流ＩO から吸い
込むようにし、基準電流源４の出力電流ＩO と電流吸収
回路の出力電流ＩF の差電流をＩBASEとして電流増幅器
５に供給しこれを増幅率βで増幅した後ＬＤ３にバイア
ス電流ＩBIASとして供給する事で従来の回路と同等に良
好なＡＰＣ特性が得られる。
ノードまたはカソードに専用の電圧源を用い受光素子に
供給するので、仕様の異なる受光素子を用いてもバイア
ス電圧をブレークダウン電圧以下で最適化することがで
きる。また、電流吸収回路により、受光素子電流ＩPDに
比例した電流ＩF を基準電流源の出力電流ＩO から吸い
込むようにし、基準電流源４の出力電流ＩO と電流吸収
回路の出力電流ＩF の差電流をＩBASEとして電流増幅器
５に供給しこれを増幅率βで増幅した後ＬＤ３にバイア
ス電流ＩBIASとして供給する事で従来の回路と同等に良
好なＡＰＣ特性が得られる。
【００２９】
実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、１１は受光素子にバイアス電圧を
供給する電圧源、１２は電流増幅回路であり、１２ａは
抵抗値Ｒ1 を有する抵抗、１２ｂはオペアンプ、１２ｃ
は抵抗値Ｒ2 を有する抵抗、１２ｄはｎｐｎトランジス
タを示している。他は従来例と同様である。
する。図１において、１１は受光素子にバイアス電圧を
供給する電圧源、１２は電流増幅回路であり、１２ａは
抵抗値Ｒ1 を有する抵抗、１２ｂはオペアンプ、１２ｃ
は抵抗値Ｒ2 を有する抵抗、１２ｄはｎｐｎトランジス
タを示している。他は従来例と同様である。
【００３０】この実施例は、光送信装置のＡＰＣ回路に
おいて、受光素子に供給するバイアス電圧をブレークダ
ウン電圧以下になるよう自由に設定できるように専用の
電圧源を用いた。またその際、ＡＰＣループが切れるた
め電流吸収回路を用いて受光素子電流ＩPDに比例した電
流ＩF をＡＰＣの基準電流源から吸い込む構成にしたも
のである。
おいて、受光素子に供給するバイアス電圧をブレークダ
ウン電圧以下になるよう自由に設定できるように専用の
電圧源を用いた。またその際、ＡＰＣループが切れるた
め電流吸収回路を用いて受光素子電流ＩPDに比例した電
流ＩF をＡＰＣの基準電流源から吸い込む構成にしたも
のである。
【００３１】次に動作について説明する。１１は受光素
子６にバイアス電圧を供給する専用の電圧源である。こ
の図では受光素子のカソード側に接続されているがアノ
ード側でも可能である。この専用の電圧源１１により受
光素子６にブレークダウン電圧以下の適切なバイアス電
圧を供給する。ＬＤ３が発光すると受光素子６には受光
素子電流ＩPDが流れる。電流吸収回路１２ではこのＩPD
に比例した電流ＩF （＝Ｇ×ＩPD、Ｇは実数）を基準電
流源４の出力電流ＩO から吸い込む様構成されている。
以下一例として示した電流吸収回路１２について説明す
る。ＩPDは抵抗値Ｒ1 を有する抵抗１２ａに流れ電圧Ｖ
1 （＝ＩPD×Ｒ1 ）を生じる。Ｖ1 はボルテージフォロ
ワとして使用されるオペアンプ１２ｂで定電圧化され、
抵抗値Ｒ2 を有する抵抗１２ｃに同様に電圧Ｖ1 を生じ
させる。１２ｄは電流供給用のｎｐｎトランジスタであ
る。この時抵抗Ｒ2 に流れる電流ＩF はＲ1 とＲ2 の比
を１／Ｇ（Ｒ2 ／Ｒ1 ＝１／Ｇ）とすれば以下の式で表
される。
子６にバイアス電圧を供給する専用の電圧源である。こ
の図では受光素子のカソード側に接続されているがアノ
ード側でも可能である。この専用の電圧源１１により受
光素子６にブレークダウン電圧以下の適切なバイアス電
圧を供給する。ＬＤ３が発光すると受光素子６には受光
素子電流ＩPDが流れる。電流吸収回路１２ではこのＩPD
に比例した電流ＩF （＝Ｇ×ＩPD、Ｇは実数）を基準電
流源４の出力電流ＩO から吸い込む様構成されている。
以下一例として示した電流吸収回路１２について説明す
る。ＩPDは抵抗値Ｒ1 を有する抵抗１２ａに流れ電圧Ｖ
1 （＝ＩPD×Ｒ1 ）を生じる。Ｖ1 はボルテージフォロ
ワとして使用されるオペアンプ１２ｂで定電圧化され、
抵抗値Ｒ2 を有する抵抗１２ｃに同様に電圧Ｖ1 を生じ
させる。１２ｄは電流供給用のｎｐｎトランジスタであ
る。この時抵抗Ｒ2 に流れる電流ＩF はＲ1 とＲ2 の比
を１／Ｇ（Ｒ2 ／Ｒ1 ＝１／Ｇ）とすれば以下の式で表
される。
【００３２】
【数１１】
【００３３】このＩF が定電流として基準電流源４から
の出力電流ＩO を吸い取り、ＩO とＩF の差電流ＩBASE
が電流増幅器５に入力されることになる。電流増幅器５
ではＩBASEを増幅率βで増幅した後ＬＤ３にバイアス電
流ＩBIASとして供給する構成となっている。これより数
２、数３はそれぞれ以下に書き直す事ができる。
の出力電流ＩO を吸い取り、ＩO とＩF の差電流ＩBASE
が電流増幅器５に入力されることになる。電流増幅器５
ではＩBASEを増幅率βで増幅した後ＬＤ３にバイアス電
流ＩBIASとして供給する構成となっている。これより数
２、数３はそれぞれ以下に書き直す事ができる。
【００３４】
【数１２】
【００３５】
【数１３】
【００３６】数１、数１２、数１３より光出力ＰOUT は
以下となる。
以下となる。
【００３７】
【数１４】
【００３８】マーク率が変化した時にもＬＤ３の光出力
ＰOUT を一定とするには数５〜数７で表されるように、
基準電流源４の出力ＩO を一定電流ＩO1とマーク率に比
例した電流ＩO2の和をとった和電流とすればよい。
ＰOUT を一定とするには数５〜数７で表されるように、
基準電流源４の出力ＩO を一定電流ＩO1とマーク率に比
例した電流ＩO2の和をとった和電流とすればよい。
【００３９】また温度変動時の光送信装置の動作を考え
ると、数８は以下のように書き直す事ができる。
ると、数８は以下のように書き直す事ができる。
【００４０】
【数１５】
【００４１】これより従来例と同様温度変動時にも光出
力は一定に保たれる事がわかる。また数１５よりβ（電
流増幅器増幅率）やＬ（光出力と受光素子電流変換効
率）が小さい場合電流増幅回路１２のゲインＧの値を大
きくすればＡＰＣ特性が維持できるというメリットも有
する。
力は一定に保たれる事がわかる。また数１５よりβ（電
流増幅器増幅率）やＬ（光出力と受光素子電流変換効
率）が小さい場合電流増幅回路１２のゲインＧの値を大
きくすればＡＰＣ特性が維持できるというメリットも有
する。
【００４２】以上のように、この実施例は、発光素子
と、前記発光素子の出力光の一部を受光する受光素子
と、基準電流源と、前記受光素子に流れる受光素子電流
と前記基準電流源の電流の差に比例した電流を前記発光
素子に供給する電流増幅器とを備えた光送信装置におい
て、前記受光素子にバイアスを与える電圧源と、前記受
光素子に流れる受光素子電流を検知してそれに比例した
電流を前記基準電流源から吸い込む電流増幅回路とを備
えた事を特徴とする。
と、前記発光素子の出力光の一部を受光する受光素子
と、基準電流源と、前記受光素子に流れる受光素子電流
と前記基準電流源の電流の差に比例した電流を前記発光
素子に供給する電流増幅器とを備えた光送信装置におい
て、前記受光素子にバイアスを与える電圧源と、前記受
光素子に流れる受光素子電流を検知してそれに比例した
電流を前記基準電流源から吸い込む電流増幅回路とを備
えた事を特徴とする。
【００４３】そして、この実施例によれば電圧源１１に
より受光素子６にブレークダウン電圧に応じて適切なバ
イアス電圧を供給し、電流増幅回路１２にて受光素子電
流ＩPDに比例した電流ＩF を吸い込み、基準電流源４の
出力電流ＩO との差電流を電流増幅器５のＩBASEとして
出力するよう構成することにより、受光素子のブレーク
ダウン電圧が低い場合でも良好なＡＰＣ動作を確保でき
ると共に、電流増幅器のゲインβや光出力と受光素子電
流変換効率Ｌが小さい時にも電流吸収回路１２の増幅率
Ｇを上げることで良好なＡＰＣ動作を得る事ができる。
より受光素子６にブレークダウン電圧に応じて適切なバ
イアス電圧を供給し、電流増幅回路１２にて受光素子電
流ＩPDに比例した電流ＩF を吸い込み、基準電流源４の
出力電流ＩO との差電流を電流増幅器５のＩBASEとして
出力するよう構成することにより、受光素子のブレーク
ダウン電圧が低い場合でも良好なＡＰＣ動作を確保でき
ると共に、電流増幅器のゲインβや光出力と受光素子電
流変換効率Ｌが小さい時にも電流吸収回路１２の増幅率
Ｇを上げることで良好なＡＰＣ動作を得る事ができる。
【００４４】実施例２．上記実施例１においては、電流
吸収回路１２をボルテージフォロワとして使用されるオ
ペアンプ１２ｂを用いて構成する場合を示したが、電流
吸収回路１２は受光素子電流ＩPDに比例した電流ＩF を
基準電流源４の出力電流ＩO から吸い込む機能をもつも
のであればどのような構成であってもよい。
吸収回路１２をボルテージフォロワとして使用されるオ
ペアンプ１２ｂを用いて構成する場合を示したが、電流
吸収回路１２は受光素子電流ＩPDに比例した電流ＩF を
基準電流源４の出力電流ＩO から吸い込む機能をもつも
のであればどのような構成であってもよい。
【００４５】実施例３．上記実施例１においては、電圧
源１１は単に受光素子６にバイアス電圧を供給するもの
として説明したが、電圧源内部に切り替え回路を有して
複数の電圧を発生できるようにし、受光素子６の仕様に
あわせた電圧を選択的に供給するようにしてもよい。
源１１は単に受光素子６にバイアス電圧を供給するもの
として説明したが、電圧源内部に切り替え回路を有して
複数の電圧を発生できるようにし、受光素子６の仕様に
あわせた電圧を選択的に供給するようにしてもよい。
【００４６】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、受光
素子のブレークダウン電圧によらず、良好なＡＰＣ特性
を持つ光送信装置を得ることができる。
素子のブレークダウン電圧によらず、良好なＡＰＣ特性
を持つ光送信装置を得ることができる。
【図１】この発明の一実施例による光送信装置を示す
図。
図。
【図２】従来の光送信装置を示す図。
【図３】ＬＤの駆動電流対光出力特性を示す図。
１ 送信データ入力端子 ２ 変調器 ３ 発光素子としてのＬＤ又はＬＥＤ ４ 基準電流源 ５ 電流増幅器 ５ａ ｎｐｎトランジスタ ５ｂ ｎｐｎトランジスタ ５ｃ ｎｐｎトランジスタ ６ 受光素子 ７ コンデンサ ８ 電源 １１ 受光素子へバイアス電圧を供給する電圧源 １２ 電流吸収回路 １２ａ 抵抗値Ｒ1 を有する抵抗 １２ｂ オペアンプ １２ｃ 抵抗値Ｒ2 を有する抵抗 １２ｄ ｎｐｎトランジスタ ２１ ＬＤの室温におけるＰ−Ｉ特性 ２２ ＬＤの低温におけるＰ−Ｉ特性 ２３ ＬＤの高温におけるＰ−Ｉ特性
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年９月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、発光素子と
してレーザダイオード（以下ＬＤと略す）または発光ダ
イオード（ＬＥＤ）を用い、その背面光を受光素子によ
り監視しＡＰＣ（Automatic Power Contorol) 制御を行
う光送信装置において、前記受光素子に供給するバイア
ス電圧設定の自由化に関するものである。
してレーザダイオード（以下ＬＤと略す）または発光ダ
イオード（ＬＥＤ）を用い、その背面光を受光素子によ
り監視しＡＰＣ（Automatic Power Contorol) 制御を行
う光送信装置において、前記受光素子に供給するバイア
ス電圧設定の自由化に関するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】従来の光送信装置の動作について以下で説
明する。送信データ入力端子１に入力された送信データ
より、変調器２は送信データに対応した電流ＩOPを発生
しＬＤ３に供給する。また送信データは基準電流源４に
も入力され、送信データのマーク率に比例した電流と一
定電流の和をとった電流を和電流ＩO として電流増幅器
５へ出力する。受光素子６には電流増幅器５内のトラン
ジスタ５ａ〜５ｃで生じるベース−エミッタ間電圧の和
（ＶBEa ＋ＶBEb ＋ＶBEc ）がバイアスとして供給さ
れ、ＬＤ３の光出力の一部が入力され電流平滑化コンデ
ンサ７によりＤＣ化された受光素子電流ＩPDが流れる。
８は電源でありここでは一例として負電源の場合につい
て示している。電流増幅器５には基準電流ＩO と受光素
子電流ＩPDの差電流ＩBASEが入力され、これが電流増幅
用トランジスタ５ａ〜５ｃにおいて一定倍率βだけ増幅
された後ＬＤ３にバイアス電流ＩBIASとして供給され
る。従って、ＬＤ３の光出力が大きくなると、受光素子
６に流れる電流が大きくなり、電流増幅器５の出力電流
が小さくなってＬＤ３の光出力は低下する。ＬＤ３の光
出力が低下した場合は上記と逆の理由により、ＬＤ３の
光出力は増加する。以上の負帰還動作によりＬＤ３の光
出力は一定値に保たれる。
明する。送信データ入力端子１に入力された送信データ
より、変調器２は送信データに対応した電流ＩOPを発生
しＬＤ３に供給する。また送信データは基準電流源４に
も入力され、送信データのマーク率に比例した電流と一
定電流の和をとった電流を和電流ＩO として電流増幅器
５へ出力する。受光素子６には電流増幅器５内のトラン
ジスタ５ａ〜５ｃで生じるベース−エミッタ間電圧の和
（ＶBEa ＋ＶBEb ＋ＶBEc ）がバイアスとして供給さ
れ、ＬＤ３の光出力の一部が入力され電流平滑化コンデ
ンサ７によりＤＣ化された受光素子電流ＩPDが流れる。
８は電源でありここでは一例として負電源の場合につい
て示している。電流増幅器５には基準電流ＩO と受光素
子電流ＩPDの差電流ＩBASEが入力され、これが電流増幅
用トランジスタ５ａ〜５ｃにおいて一定倍率βだけ増幅
された後ＬＤ３にバイアス電流ＩBIASとして供給され
る。従って、ＬＤ３の光出力が大きくなると、受光素子
６に流れる電流が大きくなり、電流増幅器５の出力電流
が小さくなってＬＤ３の光出力は低下する。ＬＤ３の光
出力が低下した場合は上記と逆の理由により、ＬＤ３の
光出力は増加する。以上の負帰還動作によりＬＤ３の光
出力は一定値に保たれる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】となる。数８において、１．３μｍ帯ファ
ブリ・ペロー型ＬＤでの値を考えると、 Ａ＝０．１１［Ｗ／Ａ］ Ｌ＝０．１４［Ａ／Ｗ］ ｄＩTH／ｄｔ＝３．３×１０-4［Ａ／℃］ 程度の値となる。温度範囲を−３０℃〜８５℃、Ｔ＝２
５℃での光出力１ｍＷの場合を考える。各マーク率での
光出力変動を１ｄＢ以下とするには、数８より、
ブリ・ペロー型ＬＤでの値を考えると、 Ａ＝０．１１［Ｗ／Ａ］ Ｌ＝０．１４［Ａ／Ｗ］ ｄＩTH／ｄｔ＝３．３×１０-4［Ａ／℃］ 程度の値となる。温度範囲を−３０℃〜８５℃、Ｔ＝２
５℃での光出力１ｍＷの場合を考える。各マーク率での
光出力変動を１ｄＢ以下とするには、数８より、
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】
【数１０】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】従来の光送信装置にお
けるＡＰＣ回路は以上のように構成されていたので、受
光素子のバイアス電圧が電流増幅器で生じるベース−エ
ミッタ間電圧（従来例の場合ＶBEa ＋ＶBEb ＋ＶBEc ）
により供給されていたため、受光素子のブレイクダウン
電圧がそれ以下の場合、ＰＤの暗電流が急増し良好なＡ
ＰＣ特性が得られなくなると共に受光素子が破損する場
合があるという問題があった。特に種々の仕様の受光素
子が存在しており、光送信装置の条件にあわせてブレイ
クダウン電圧の異なる受光素子を用いることが考えら
れ、従来の構成では、一種類の受光素子しか用いること
ができないという問題があった。
けるＡＰＣ回路は以上のように構成されていたので、受
光素子のバイアス電圧が電流増幅器で生じるベース−エ
ミッタ間電圧（従来例の場合ＶBEa ＋ＶBEb ＋ＶBEc ）
により供給されていたため、受光素子のブレイクダウン
電圧がそれ以下の場合、ＰＤの暗電流が急増し良好なＡ
ＰＣ特性が得られなくなると共に受光素子が破損する場
合があるという問題があった。特に種々の仕様の受光素
子が存在しており、光送信装置の条件にあわせてブレイ
クダウン電圧の異なる受光素子を用いることが考えら
れ、従来の構成では、一種類の受光素子しか用いること
ができないという問題があった。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】この発明は上記ののような問題点を解消す
るためになされたものであり、受光素子のブレイクダウ
ン電圧によらず、良好なＡＰＣ特性を持つ光送信装置を
得ることを目的とする。
るためになされたものであり、受光素子のブレイクダウ
ン電圧によらず、良好なＡＰＣ特性を持つ光送信装置を
得ることを目的とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】
【課題を解決するための手段】この発明による光送信装
置は、受光素子に供給するバイアスを専用の電圧源にて
供給し、かつ基準電流源と受光素子間に電流吸収回路を
有したものであり、以下の要素を有するものである。 （ａ）所定の電圧を印加する電圧源、（ｂ）電流の供給
により発光する発光素子、（ｃ）上記電圧源から電圧を
印加され、上記発光素子の出力光の一部を受光すること
により電流を生成する受光素子、（ｄ）電流を供給する
基準電流源、（ｅ）上記受光素子により生成された電流
に比例した電流を上記基準電流源から供給される電流か
ら吸収する電流吸収回路、（ｆ）上記基準電流源からの
電流と上記電流吸収回路により分岐された電流との差に
比例した電流を上記発光素子に供給する電流増幅器。
置は、受光素子に供給するバイアスを専用の電圧源にて
供給し、かつ基準電流源と受光素子間に電流吸収回路を
有したものであり、以下の要素を有するものである。 （ａ）所定の電圧を印加する電圧源、（ｂ）電流の供給
により発光する発光素子、（ｃ）上記電圧源から電圧を
印加され、上記発光素子の出力光の一部を受光すること
により電流を生成する受光素子、（ｄ）電流を供給する
基準電流源、（ｅ）上記受光素子により生成された電流
に比例した電流を上記基準電流源から供給される電流か
ら吸収する電流吸収回路、（ｆ）上記基準電流源からの
電流と上記電流吸収回路により分岐された電流との差に
比例した電流を上記発光素子に供給する電流増幅器。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】
【作用】この発明における光送信装置は、受光素子のア
ノードまたはカソードに専用の電圧源を用い受光素子に
供給するので、仕様の異なる受光素子を用いてもバイア
ス電圧をブレイクダウン電圧以下で最適化することがで
きる。また、電流吸収回路により、受光素子電流ＩPDに
比例した電流ＩF を基準電流源の出力電流ＩO から吸い
込むようにし、基準電流源４の出力電流ＩO と電流吸収
回路の出力電流ＩF の差電流をＩBASEとして電流増幅器
５に供給しこれを増幅率βで増幅した後ＬＤ３にバイア
ス電流ＩBIASとして供給する事で従来の回路と同等に良
好なＡＰＣ特性が得られる。
ノードまたはカソードに専用の電圧源を用い受光素子に
供給するので、仕様の異なる受光素子を用いてもバイア
ス電圧をブレイクダウン電圧以下で最適化することがで
きる。また、電流吸収回路により、受光素子電流ＩPDに
比例した電流ＩF を基準電流源の出力電流ＩO から吸い
込むようにし、基準電流源４の出力電流ＩO と電流吸収
回路の出力電流ＩF の差電流をＩBASEとして電流増幅器
５に供給しこれを増幅率βで増幅した後ＬＤ３にバイア
ス電流ＩBIASとして供給する事で従来の回路と同等に良
好なＡＰＣ特性が得られる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】
【実施例】 実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、１１は受光素子にバイアス電圧を
供給する電圧源、１２は電流吸収回路であり、１２ａは
抵抗値Ｒ1 を有する抵抗、１２ｂはオペアンプ、１２ｃ
は抵抗値Ｒ2 を有する抵抗、１２ｄはｎｐｎトランジス
タを示している。他は従来例と同様である。
する。図１において、１１は受光素子にバイアス電圧を
供給する電圧源、１２は電流吸収回路であり、１２ａは
抵抗値Ｒ1 を有する抵抗、１２ｂはオペアンプ、１２ｃ
は抵抗値Ｒ2 を有する抵抗、１２ｄはｎｐｎトランジス
タを示している。他は従来例と同様である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】この実施例は、光送信装置のＡＰＣ回路に
おいて、受光素子に供給するバイアス電圧をブレイクダ
ウン電圧以下になるよう自由に設定できるように専用の
電圧源を用いた。またその際、ＡＰＣループが切れるた
め電流吸収回路を用いて受光素子電流ＩPDに比例した電
流ＩF をＡＰＣの基準電流源から吸い込む構成にしたも
のである。
おいて、受光素子に供給するバイアス電圧をブレイクダ
ウン電圧以下になるよう自由に設定できるように専用の
電圧源を用いた。またその際、ＡＰＣループが切れるた
め電流吸収回路を用いて受光素子電流ＩPDに比例した電
流ＩF をＡＰＣの基準電流源から吸い込む構成にしたも
のである。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】次に動作について説明する。１１は受光素
子６にバイアス電圧を供給する専用の電圧源である。こ
の図では受光素子のカソード側に接続されているがアノ
ード側でも可能である。この専用の電圧源１１により受
光素子６にブレイクダウン電圧以下の適切なバイアス電
圧を供給する。ＬＤ３が発光すると受光素子６には受光
素子電流ＩPDが流れる。電流吸収回路１２ではこのＩPD
に比例した電流ＩF （＝Ｇ×ＩPD、Ｇは実数）を基準電
流源４の出力電流ＩO から吸い込む様構成されている。
以下一例として示した電流吸収回路１２について説明す
る。ＩPDは抵抗値Ｒ1 を有する抵抗１２ａに流れ電圧Ｖ
1 （＝ＩPD×Ｒ1 ）を生じる。Ｖ1 はボルテージフォロ
ワとして使用されるオペアンプ１２ｂで定電圧化され、
抵抗値Ｒ2 を有する抵抗１２ｃに同様に電圧Ｖ1 を生じ
させる。１２ｄは電流供給用のｎｐｎトランジスタであ
る。この時抵抗Ｒ2 に流れる電流ＩF はＲ1 とＲ2 の比
を１／Ｇ（Ｒ2 ／Ｒ1 ＝１／Ｇ）とすれば以下の式で表
される。
子６にバイアス電圧を供給する専用の電圧源である。こ
の図では受光素子のカソード側に接続されているがアノ
ード側でも可能である。この専用の電圧源１１により受
光素子６にブレイクダウン電圧以下の適切なバイアス電
圧を供給する。ＬＤ３が発光すると受光素子６には受光
素子電流ＩPDが流れる。電流吸収回路１２ではこのＩPD
に比例した電流ＩF （＝Ｇ×ＩPD、Ｇは実数）を基準電
流源４の出力電流ＩO から吸い込む様構成されている。
以下一例として示した電流吸収回路１２について説明す
る。ＩPDは抵抗値Ｒ1 を有する抵抗１２ａに流れ電圧Ｖ
1 （＝ＩPD×Ｒ1 ）を生じる。Ｖ1 はボルテージフォロ
ワとして使用されるオペアンプ１２ｂで定電圧化され、
抵抗値Ｒ2 を有する抵抗１２ｃに同様に電圧Ｖ1 を生じ
させる。１２ｄは電流供給用のｎｐｎトランジスタであ
る。この時抵抗Ｒ2 に流れる電流ＩF はＲ1 とＲ2 の比
を１／Ｇ（Ｒ2 ／Ｒ1 ＝１／Ｇ）とすれば以下の式で表
される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４１】これより従来例と同様温度変動時にも光出
力は一定に保たれる事がわかる。また数１５よりβ（電
流増幅器増幅率）やＬ（光出力と受光素子電流変換効
率）が小さい場合電流吸収回路１２のゲインＧの値を大
きくすればＡＰＣ特性が維持できるというメリットも有
する。
力は一定に保たれる事がわかる。また数１５よりβ（電
流増幅器増幅率）やＬ（光出力と受光素子電流変換効
率）が小さい場合電流吸収回路１２のゲインＧの値を大
きくすればＡＰＣ特性が維持できるというメリットも有
する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４２】以上のように、この実施例は、発光素子
と、前記発光素子の出力光の一部を受光する受光素子
と、基準電流源と、前記受光素子に流れる受光素子電流
と前記基準電流源の電流の差に比例した電流を前記発光
素子に供給する電流増幅器とを備えた光送信装置におい
て、前記受光素子にバイアスを与える電圧源と、前記受
光素子に流れる受光素子電流を検知してそれに比例した
電流を前記基準電流源から吸い込む電流吸収回路とを備
えた事を特徴とする。
と、前記発光素子の出力光の一部を受光する受光素子
と、基準電流源と、前記受光素子に流れる受光素子電流
と前記基準電流源の電流の差に比例した電流を前記発光
素子に供給する電流増幅器とを備えた光送信装置におい
て、前記受光素子にバイアスを与える電圧源と、前記受
光素子に流れる受光素子電流を検知してそれに比例した
電流を前記基準電流源から吸い込む電流吸収回路とを備
えた事を特徴とする。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４３】そして、この実施例によれば電圧源１１に
より受光素子６にブレイクダウン電圧に応じて適切なバ
イアス電圧を供給し、電流吸収回路１２にて受光素子電
流ＩPDに比例した電流ＩF を吸い込み、基準電流源４の
出力電流ＩO との差電流を電流増幅器５のＩBASEとして
出力するよう構成することにより、受光素子のブレイク
ダウン電圧が低い場合でも良好なＡＰＣ動作を確保でき
ると共に、電流増幅器のゲインβや光出力と受光素子電
流変換効率Ｌが小さい時にも電流吸収回路１２の増幅率
Ｇを上げることで良好なＡＰＣ動作を得る事ができる。
より受光素子６にブレイクダウン電圧に応じて適切なバ
イアス電圧を供給し、電流吸収回路１２にて受光素子電
流ＩPDに比例した電流ＩF を吸い込み、基準電流源４の
出力電流ＩO との差電流を電流増幅器５のＩBASEとして
出力するよう構成することにより、受光素子のブレイク
ダウン電圧が低い場合でも良好なＡＰＣ動作を確保でき
ると共に、電流増幅器のゲインβや光出力と受光素子電
流変換効率Ｌが小さい時にも電流吸収回路１２の増幅率
Ｇを上げることで良好なＡＰＣ動作を得る事ができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４６】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、受光
素子のブレイクダウン電圧によらず、良好なＡＰＣ特性
を持つ光送信装置を得ることができる。
素子のブレイクダウン電圧によらず、良好なＡＰＣ特性
を持つ光送信装置を得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 以下の要素を有する光送信装置 （ａ）所定の電圧を印加する電圧源、（ｂ）電流の供給
により発光する発光素子、（ｃ）上記電圧源から電圧を
印加され、上記発光素子の出力光を受光することにより
電流を生成する受光素子、（ｄ）電流を供給する基準電
流源、（ｅ）上記受光素子により生成された電流に比例
した電流を上記基準電流源から供給される電流から吸収
する電流吸収回路、（ｆ）上記基準電流源からの電流と
上記電流吸収回路により分岐された電流との差に比例し
た電流を上記発光素子に供給する電流増幅回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12309592A JPH05327023A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 光送信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12309592A JPH05327023A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 光送信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05327023A true JPH05327023A (ja) | 1993-12-10 |
Family
ID=14852082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12309592A Pending JPH05327023A (ja) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | 光送信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05327023A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014154327A (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-25 | Rohm Co Ltd | 発光装置の制御回路、それを用いた発光装置および電子機器 |
-
1992
- 1992-05-15 JP JP12309592A patent/JPH05327023A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014154327A (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-25 | Rohm Co Ltd | 発光装置の制御回路、それを用いた発光装置および電子機器 |
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