JPH0577963U - 光送信回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザダイオードの電気光変換特性が変動し
ても、光出力電力、消光比、パルス幅が変動しない光送
信回路を得る。 【構成】 同一特性のレーザダイオードを２個使用す
る。一方のレーザダイオードを光出力駆動用、変調電流
制御用、バイアス電流制御用およびパルス幅制御用に用
い、他方をバイアス電流制御用に用いる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、光送信回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図１２は従来の光送信回路を示す構成図であり、図において、１は入力端子、 ２は入力端子１に接続された第１の変調器、３は第１のレーザダイオード、４は 第１のレーザダイオード３の出力光の一部を受光する第１のホトダイオード、５ は第１のレーザダイオード・ホトダイオード素子、６はバイアス電源、７は第２ のレーザダイオード、８は第２のホトダイオード、９は第２のレーザダイオード ・ホトダイオード素子、１０は第１のホトダイオード４の出力信号のピーク値を 検出するピーク値検出回路、１１は第１のホトダイオードの出力信号の低レベル を検出する低レベル検出回路、１４は第２のホトダイオード８の出力信号より第 ２のレーザダイオードのスレシホルド値を検出するスレシホルド値検出回路、１ ２はパルス波形発生回路、１３はパルス波形発生回路１２の出力信号が入力され る第２の変調器、１６は電流源、１５は電流源１６の出力信号と低レベル検出回 路１１の出力信号とスレシホルド値検出回路１４の出力信号とが入力される電流 増幅器である。

【０００３】 図２（ａ）は、図１２における第１のレーザダイオード３の電流光変換効率を 示す図である。図２（ｂ）は、図１２における第１のレーザダイオード３の入力 電流波形を示す図である。図２（ｃ）は第１のレーザダイオード３の光出力波形 を示す図である。

【０００４】 図３（ａ）は、図１２における第２のレーザダイオード７の電流光変換効率を 示す図である。図３（ｂ）は、図１２における第２のレーザダイオード７の入力 電流波形を示す図である。図３（ｃ）は第２のレーザダイオード７の光出力波形 を示す図である。

【０００５】 図４は、図１２におけるスレシホルド値検出回路１４の詳細を示す図である。 図において、１９は第２のホトダイオード８出力電流波形を電圧波形に変換する 負荷抵抗、２０は基準電圧、２１は電圧波形と基準電圧を比較するコンパレータ 、２２はコンパレータ２１の出力２値電圧信号の平均値を検出し電流信号として 出力する平均値検出回路である。

【０００６】 図５は、図４におけるスレシホルド値検出回路１４の動作を示す図である。図 ５（ａ）は、コンパレータ入力電圧波形を示す図である。図５（ｂ）は、コンパ レータ出力波形を示す図である。図５（ｃ）は、スレシホルド値検出回路出力電 流を示す図である。

【０００７】 図６は、図１２における低レベル検出回路１１の詳細を示す図である。図にお いて、１９は第１のホトダイオード４出力電流波形を電圧波形に変換する負荷抵 抗、２０は基準電圧、２１は電圧波形と基準電圧を比較するコンパレータ、２２ はコンパレータ２１の出力２値電圧信号の平均値を検出し電流信号として出力す る平均値検出回路である。

【０００８】 図７は、図６における低レベル検出回路１１の動作を示す図である。図７（ａ ）は、コンパレータ入力電圧波形を示す図である。図７（ｂ）は、コンパレータ 出力波形を示す図である。図７（ｃ）は、低レベル検出回路出力電流を示す図で ある。

【０００９】 図８（ａ）は、図１２における第１のレーザダイオード３の電流光変換効率を 示す図である。図８（ｂ）は、図１２における第１のレーザダイオード３の入力 電流波形を示す図である。図８（ｃ）は第１のレーザダイオード３の光出力波形 を示す図である。

【００１０】 図９は、図６における低レベル検出回路１１の動作を示す図である。図９（ａ ）は、コンパレータ入力電圧波形を示す図である。図９（ｂ）は、コンパレータ 出力波形を示す図である。図９（ｃ）は、低レベル検出回路出力電流を示す図で ある。

【００１１】 次に動作について説明する。図１２において、入力端子１から入力された入力 信号は、第１の変調器２により電流波形に変換され第１のレーザダイオード３を 駆動する。さらに第１のレーザダイオード３は電流増幅器１５の出力電流により バイアス電流が加算供給される。

【００１２】 図２（ａ）および（ｂ）において、Ｉｂがバイアス電流を示し、ＩｏｂがＩｂ に加算された電流波形を示す。レーザダイオードはスレシホルド値Ｉｔｈ以下の 電流Ｉｂに対し応答せず、スレシホルド値以上の電流Ｉｏｂに対し傾きＡの電流 光変換効率で電流信号を図２（ｃ）に示す光信号に変換する。

【００１３】 図１２において、第１のレーザダイオード３から出力された光信号の一部は第 １のホトダイオード４に受光される。バイアス電源６によりバイアスされた第１ のホトダイオード４は受光した光信号を電気信号に変換する。第１のホトダイオ ード４により出力された電気信号からピーク値検出回路１０によりピーク値が検 出される。ピーク値検出回路１０の出力信号により第１の変調器２は変調度を制 御する。

【００１４】 一方、第１のレーザダイオード３、第１のホトダイオード４が内蔵された第１ のレーザダイオード・ホトダイオード素子５と同一ウエハ、隣接チップとして作 られ、同一電気光変換特性を持ち、かつ熱的に結合された第２のレーザダイオー ド７は、第２の変調器１３により駆動される。第２の変調器１３はパルス波形発 生回路１２から入力される信号により第２のレーザダイオード７を駆動する。

【００１５】 図３（ｂ）における第２の変調器１３から入力される第２のレーザダイオード ７入力電流波形は、図３（ａ）における第２のレーザダイオード７の電流光変換 特性により図３（ｃ）に示す第２のレーザダイオード７光出力波形に変換される 。バイアス電流Ｉｂのない入力電流波形は、第２のレーザダイオード７のスレシ ホルド値以上の電流に対し光波形に変換される。すなわち、この光出力波形の消 失部分により第２のレーザダイオードのスレシホルド値が判る。

【００１６】 図１２において、第２のレーザダイオード７から出力された光出力の一部は、 第２のホトダイオード８に受光される。バイアス電源６によりバイアスされた第 ２のホトダイオード８は受光した光信号を電流信号に変換する。第２のホトダイ オード８から出力された電流信号はスレシホルド値検出回路１４によりスレシホ ルド値検出信号に変換される。

【００１７】 図４および図５において、第２のホトダイオード８から出力された電流信号は 負荷抵抗１９により、図５（ａ）に示される電圧信号に変換され、コンパレータ ２１により基準電圧２０と比較され図５（ｂ）に示される２値信号に変換される 。２値信号に変換された電圧信号は、平均値検出回路２２により平均値が検出さ れ図５（ｃ）に示される電流信号として出力される。

【００１８】 図６および図７において、第１のホトダイオード４から出力された電流信号は 負荷抵抗１９により、図７（ａ）に示される電圧信号に変換され、コンパレータ ２１により基準電圧２０と比較され図７（ｂ）に示される２値信号に変換される 。２値信号に変換された電圧信号は、平均値検出回路２２により平均値が検出さ れ図７（ｃ）に示される電流信号として出力される。

【００１９】 低レベル検出回路１１出力電流は電流源１６の出力電流と加算または減算され 電流増幅器１５により第１のレーザダイオード３のバイアス電流Ｉｂとして供給 される。

【００２０】 また、図１２における第１のレーザダイオード３の電流光変換効率が図２（ａ ）に示す特性から図８（ａ）に示す特性に変化した場合、図８（ｂ）に示す第１ のレーザダイオード３入力電流波形に対し第１のレーザダイオード３光出力波形 は図８（ｃ）に示す光出力波形となる。

【００２１】 第１のレーザダイオード３の光出力の一部は第１のホトダイオード４により受 光される。第１のホトダイオード４から出力された電流信号は負荷抵抗１９によ り図９（ａ）に示される電圧信号に変換される。

【００２２】 図８（ｃ）に示される第１のレーザダイオード３光出力波形の低レベルがある 一定以上の光出力を有する為に図９（ａ）に示されるコンパレータ入力電圧波形 の低レベルが基準電圧以上となり、コンパレータ２１出力波形は、図９（ｂ）に 示された波形となる。コンパレータ２１出力波形が入力された平均値検出回路２ ２により平均値が検出され図９（ｃ）に示される電流信号として出力される。

【００２３】 低レベル検出回路１１出力電流とスレシホルド値検出回路１４出力電流は電流 源１６の出力電流と加算または減算され電流増幅器１５により第１のレーザダイ オード３のバイアス電流Ｉｂとして供給される。

【００２４】 以上のように、図１２において第１のレーザダイオード３の変調電流Ｉｏｂは 、第１の変調器２→第１のレーザダイオード３→第１のホトダイオード４→ピー ク値検出回路１０→第１の変調器２から成る系により、第１のレーザダイオード ３のバイアス電流Ｉｏｂはパルス波形発生回路１２→第２の変調器１３→第２の レーザダイオード７→第２のホトダイオード８→スレシホルド値検出回路１４→ 電流増幅器１５→第１のレーザダイオード３から成る系と第１の変調器２→第１ のレーザダイオード３→第１のホトダイオード４→低レベル検出回路１１→電流 増幅器１５→第１のレーザダイオード３から成る系とにより、制御されるので光 送信回路の光出力は常に一定に保たれる。

【００２５】

【考案が解決しようとする課題】

従来の光送信回路は以上のように構成されているので、図２（ａ）に示す第１ のレーザダイオード３の電流光変換特性が図８（ａ）に示すＩｔｈ以下の電流に 対し傾きを持つ様に変動すると、図８（ｂ）に示す第１のレーザダイオード３入 力電流波形のＩｂがＩｔｈ以下となるように制御されるため、第１のレーザダイ オード３入力電流波形のＩｔｈ以下の部分が有効な光出力波形とならず第１のレ ーザダイオード３の光出力波形パルス幅が歪むという問題があった。

【００２６】 この考案は上記のような課題を解決するためになされたもので、レーザダイオ ードの電流光変換特性が変動しても、一定の光出力を得ることを目的としている 。

【００２７】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る光送信回路は第１の受光素子出力信号のパルス幅を検出し、第 １の変調器入力波形パルス幅を制御する様にしたものである。

【００２８】

【作用】

この考案に係る光送信回路は、第１のレーザダイオードの電流光変換特性が変 化しても、第１の受光素子出力信号からパルス幅検出回路により第１のレーザダ イオード出力光信号のパルス幅が検出され、第１のレーザダイオード出力光信号 のパルス幅が一定値となる様に第１の変調器入力信号波形パルス幅が制御され、 光出力が一定となる。

【００２９】

【実施例】

実施例１． 図１はこの考案による光送信回路を示す構成図であり、図において、１は入力 端子、１８は入力端子１に接続されたパルス幅制御回路、２はパルス幅制御回路 １８の出力信号が入力される第１の変調器、３は第１のレーザダイオード、４は 第１のレーザダイオード３の出力光の一部を受光する第１のホトダイオード、５ は第１のレーザダイオード・ホトダイオード素子、６はバイアス電源、７は第２ のレーザダイオード、８は第２のホトダイオード、９は第２のレーザダイオード ・ホトダイオード素子、１０は第１のホトダイオード４の出力信号のピーク値を 検出するピーク値検出回路、１１は第１のホトダイオード４の出力信号の低レベ ルを検出する低レベル検出回路、１７は第１のホトダイオード４の出力信号のパ ルス幅を検出するパルス幅検出回路、１４は第２のホトダイオード８の出力信号 より第２のレーザダイオードのスレシホルド値を検出するスレシホルド値検出回 路、１２はパルス波形発生回路、１３はパルス波形発生回路１２の出力信号が入 力される第２の変調器、１６は電流源、１５は電流源１６の出力信号と低レベル 検出回路１１の出力信号とスレシホルド値検出回路１４の出力信号とが入力され る電流増幅器である。

【００３０】 図２，図３，図４，図５，図６，図７，図８，図９は従来の技術と同様である 。

【００３１】 図１０は、図１におけるパルス幅検出回路１７の詳細を示す図である。図にお いて、２２は第１のホトダイオードの出力信号の平均値を検出する平均値検出回 路、２０は基準電圧、２１は平均値検出回路２２出力信号と基準電圧２０を比較 するコンパレータである。

【００３２】 図１１は、図１０におけるパルス幅検出回路１７の動作を示す図である。図１ １（ａ）は、平均値検出回路入力波形を示す図である。図１１（ｂ）は、コンパ レータ入力波形を示す図である。図１１（ｃ）は、パルス幅検出回路出力波形を 示す図である。図１１（ｄ）は、パルス幅制御回路出力波形を示す図である。

【００３３】 次に動作について説明する。図１において、入力端子１から入力された入力信 号は、第１の変調器２により電流波形に変換され第１のレーザダイオード３を駆 動する。さらに第１のレーザダイオード３は電流増幅器１５の出力電流によりバ イアス電流が加算供給される。

【００３４】 図２，図３，図４，図５，図６，図７，図８，図９における動作の説明は、従 来の技術と同様である。

【００３５】 図１０および図１１において、第１のホトダイオード４から出力された信号は 図１１（ａ）に示されるパルス幅検出回路入力信号として平均値検出回路２２に 入力される。

【００３６】 平均値検出回路出力信号は、コンパレータ２１に入力され図１０および図１１ （ｂ）に示される様に基準電圧２０と比較された後、図１１（ｃ）に示される２ 値信号としてパルス幅制御回路１８に出力される。

【００３７】 図１において、パルス幅制御回路１８はパルス幅検出回路１７出力信号の値に より入力端子１から入力された信号のパルス幅を変化させ第１の変調器２に出力 する。すなわち、図１１（ａ）に示す様にパルス幅検出回路１７の入力波形パル ス幅が、入力端子１に入力される入力信号のパルス幅より広い場合にはパルス幅 制御回路１８の出力波形のパルス幅を狭くする。また逆に、パルス幅検出回路１ ７の入力波形パルス幅が、入力端子１に入力される入力信号のパルス幅より狭い 場合にはパルス幅制御回路１８の出力波形のパルス幅を広くする。

【００３８】 以上のように、図１において第１のレーザダイオード３の変調電流Ｉｏｂは、 第１の変調器２→第１のレーザダイオード３→第１のホトダイオード４→ピーク 値検出回路１０→第１の変調器２から成る系により、第１のレーザダイオード３ のバイアス電流Ｉｂはパルス波形発生回路１２→第２の変調器１３→第２のレー ザダイオード７→第２のホトダイオード８→スレシホルド値検出回路１４→電流 増幅器１５→第１のレーザダイオード３から成る系と第１の変調器２→第１のレ ーザダイオード３→第１のホトダイオード４→低レベル検出回路１１→電流増幅 器１５→第１のレーザダイオード３から成る系により、また、第１のレーザダイ オード３の光出力パルス幅は第１の変調器２→第１のレーザダイオード３→第１ のホトダイオード４→パルス幅検出回路１７→パルス幅制御回路１８から成る系 により制御されるので光送信回路の光出力は常に一定に保たれる。

【００３９】

【考案の効果】

以上のように、この考案によればレーザダイオード光出力のパルス幅と光出力 の低レベルと高レベルとがそれぞれ別々に検出される為、パルス幅、消光比およ び光出力電力が一定値になる様に制御され、レーザダイオードの電流光変換特性 の変動に伴う光出力の劣化がなくなる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例による光送信回路を示すブ
ロック図である。

【図２】この考案の一実施例によるレーザダイオードの
特性を示す図である。

【図３】この考案の一実施例によるレーザダイオードの
特性を示す図である。

【図４】この考案の一実施例によるスレシホルド値検出
回路を示す図である。

【図５】この考案の一実施例によるスレシホルド値検出
回路の動作を示す図である。

【図６】この考案の一実施例による低レベル検出回路を
示す図である。

【図７】この考案の一実施例による低レベル検出回路の
動作を示す図である。

【図８】この考案の一実施例によるレーザダイオードの
特性を示す図である。

【図９】この考案の一実施例による低レベル検出回路の
動作を示す図である。

【図１０】この考案の一実施例によるパルス幅検出回路
を示す図である。

【図１１】この考案の一実施例によるパルス幅検出回路
の動作を示す図である。

【図１２】従来の光送信回路を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 入力端子 ２ 第１の変調器 ３ 第１のレーザダイオード ４ 第１のホトダイオード ５ 第１のレーザダイオード・ホトダイオード素子 ６ バイアス電源 ７ 第２のレーザダイオード ８ 第２のホトダイオード ９ 第２のレーザダイオード・ホトダイオード素子 １０ ピーク値検出回路 １１ 低レベル検出回路 １２ パルス波形発生回路 １３ 第２の変調器 １４ スレシホルド値検出回路 １５ 電流増幅器 １６ 電流源 １７ パルス幅検出回路 １８ パルス幅制御回路 １９ 負荷抵抗 ２０ 基準電圧 ２１ コンパレータ ２２ 平均値検出回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の発光素子と、第１の発光素子を駆
   動する第１の変調器と、第１の発光素子の出力光の一部
   を受光する第１の受光素子と、第１の受光素子出力信号
   が入力されるピーク検波器と、前記第１の受光素子出力
   信号が入力される低レベル検出回路と、前記第１の受光
   素子出力信号が入力されるパルス幅検出回路と、前記第
   １の発光素子と同一特性の第２の発光素子と、第２の発
   光素子を駆動する第２の変調器と、第２の変調器に信号
   を入力するパルス波形発生回路と、第２の発光素子の出
   力光の一部を受光する第２の受光素子と、第２の受光素
   子出力信号が入力されるスレシホルド値検出回路と、前
   記低レベル検出回路出力と前記スレシホルド値検出回路
   出力が入力されかつその出力が第１の発光素子に入力さ
   れる電流増幅器と、入力端子入力信号と前記パルス幅検
   出回路出力が入力されかつその出力が第１の変調器に入
   力されるパルス幅制御回路とを備えたことを特徴とする
   光送信回路。