JPH0579967U - 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、消光比が変動しない光送信回路を得
る。 【構成】 レーザダイオードの入力電流を、レーザダイ
オード出力光波形を受信するホトダイオードの出力波形
で制御する。ホトダイオード出力波形のピーク値により
変調電流を制御し、ホトダイオード出力波形の低レベル
によりバイアス電流を制御する。

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７は例えば特許公報平２−４４４２０に示された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に接続された変調器、 ３はレーザダイオード、４はレーザダイオード３の出力光の一部を受光するホト ダイオード、５はレーザダイオード・ホトダイオード素子、６はバイアス電源、 ９は電流増幅器、１５はホトダイオード４に並列接続されたコンデンサ、１６は 第１の電流源、１７は第２の電流源、１８は入力端子１から入力される２値送信 データに対応して電流源からの電流を切り替えるスイッチ回路である。

【０００３】 次に動作について説明する。第１の電流源１６の出力は送信データに対応して スイッチ回路１８でオン・オフされた電流として出力され、第２の電流源１７の 出力と加算合成される。定式化すると式（１）となる。 Ｉ₀ ＝Ｉ₀₂＋ｍＩ₀₁ … （１） Ｉ₀ ：加算合成電流 Ｉ₀₁：第１の電流源の出力電流 Ｉ₀₂：第２の電流源の出力電流 ｍ：２値信号のマーク率

【０００４】 次にレーザダイオード３の出力光の一部がホトダイオード４に入射し、それに 比例した電流がホトダイオード４を流れる。定式化すると式（２）となる。 Ｉ_PD＝ｍ・Ｄ・Ｌ・Ｐ_out …（２） Ｉ_PD：ホトダイオード電流 Ｄ：パルス占有率 Ｌ：光出力とホトダイオード電流変換効率 Ｐ_out ：光出力電力

【０００５】 ホトダイオード４出力電流がコンデンサ１５で平均化された電流と基準電流と の差が電流増幅器９で増幅されレーザダイオード３に印加される。定式化すると 式（３）となる。 Ｉ_B ＝β（Ｉ₀ −Ｉ_PD） …（３） Ｉ_B ：電流増幅器出力電流 β：電流増幅器増幅率

【０００６】 レーザダイオードの電流光変換特性は図２（ａ）に示す通りである。従って、 光出力電力値Ｐ_out は式（４）となる。 Ｐ_out ＝Ａ（Ｉ_B ＋Ｉ_OP−Ｉ_th） …（４） Ａ：レーザダイオード電流光変換効率 Ｉ_OP：変調器出力電流 Ｉ_th：レーザダイオードしきい値電流

【０００７】 式（２）から式（４）より式（５）が導かれる。

【０００８】

【数１】

【０００９】 これは、レーザダイオード３しきい値電流が変動しても、バイアス電流Ｉ_b が 光出力電力Ｐ_out を一定にするように追従することを示す。初めにＩ_thをＩ_b と 等しくなるように設定すればＩ_thが変動してもＰ_out 一定でかつ式（６）を満足 することができる。 Ｉ_B ＝Ｉ_th …（６）

【００１０】

【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５（ａ）に示すＩ_th以下の電流に対 し傾きを持つように変動すると、図５（ｂ）に示す第１のレーザダイオード３入 力電流波形に対し図５（ｃ）に示す第１のレーザダイオード３が光出力波形のよ うにＩ_th以下のバイアス電流Ｉ_b に対し一定値以上の光出力が存在し、消光比が 劣化するという問題があった。

【００１１】 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 。

【００１２】

【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受光素子出力信号の低レベルを検出し、レーザダ イオード駆動バイアス電流を制御するようにしたものである。

【００１３】

【作用】

この考案に係る光送信回路は、レーザダイオードの電流光変換特性が変化して も、受光素子出力信号から低レベル検出回路によりレーザダイオード出力光信号 の低レベルが検出され、レーザダイオード出力光信号の低レベルが一定値以下と なるようにレーザダイオードのバイアス電流が制御され、光出力が一定となる。

【００１４】

【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、２は入力端子１に接続された変調器、３はレーザダイオード、４はレーザ ダイオード３の出力光の一部を受光するホトダイオード、５はレーザダイオード ・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、８は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、１０は電流源、９は電流源１０の出力信号と低 レベル検出回路８の出力信号とが入力される電流増幅器である。

【００１５】 図２（ａ）は、図１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１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。

【００１６】 図３は、図１における低レベル検出回路８の詳細を示す図である。図において 、１１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、 １２は基準電圧、１３は電圧波形と基準電圧を比較するコンパレータ、１４はコ ンパレータ１４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。

【００１７】 図４は、図３における低レベル検出回路８の動作を示す図である。図４（ａ） は、コンパレータ入力電圧波形を示す図である。図４（ｂ）は、コンパレータ出 力波形を示す図である。図４（ｃ）は、低レベル検出回路出力電流を示す図であ る。

【００１８】 図５（ａ）は、図１におけるレーザダイオード３の電流光変換効率を示す図で ある。図５（ｂ）は、図１おけるレーザダイオード３の入力電流波形を示す図で ある。図５（ｃ）はレーザダイオード３の光出力波形を示す図である。

【００１９】 図６は、図３における低レベル検出回路８の動作を示す図である。図６（ａ） は、コンパレータ入力電圧波形を示す図である。図６（ｂ）は、コンパレータ出 力波形を示す図である。図６（ｃ）は、低レベル検出回路出力電流を示す図であ る。

【００２０】 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、変調器２により電流波形に変換されレーザダイオード３を駆動する。さら にレーザダイオード３は電流増幅器９の出力電流によりバイアス電流が加算供給 される。

【００２１】 図２（ａ）および（ｂ）において、Ｉ_b がバイアス電流を示し、Ｉ_obがＩ_b 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Ｉ_th以下の電流 Ｉ_b に対し応答せず、スレシホルド値以上の電流Ｉ_ob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。

【００２２】 図１において、レーザダイオード３から出力された光信号の一部はホトダイオ 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。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７によりピーク値が検出される。ピーク値検出回路７ の出力信号により変調器２は変調度を制御する。

【００２３】 図３および図４において、ホトダイオード４から出力された電流信号は負荷抵 抗１１により、図４（ａ）に示される電圧信号に変換され、コンパレータ１３に より基準電圧１２と比較され、図４（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１４により平均値が検出され、 図４（ｃ）に示される電流信号として出力される。

【００２４】 低レベル検出回路８出力電流は電流源１０の出力電流と加算または減算され電 流増幅器９により第１のレーザダイオード３のバイアス電流Ｉ_b として供給され る。

【００２５】 また、図１におけるレーザダイオード３の電流光変換効率が図２（ａ）に示す 特性から、図５（ａ）に示す特性に変化した場合、図５（ｂ）に示すレーザダイ オード３入力電流波形に対し、レーザダイオード３光出力波形は図５（ｃ）に示 す光出力波形となる。

【００２６】 レーザダイオード３の光出力の一部はホトダイオード４により受光される。図 ３においてホトダイオード４から出力された電流信号は負荷抵抗１１により図６ （ａ）に示される電圧信号に変換される。

【００２７】 図５（ｃ）に示されるレーザダイオード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ために、図６（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１３出力波形は、図６（ｂ）に示 された波形となる。コンパレータ１３出力波形が入力された平均値検出回路１４ により平均値が検出され、図６（ｃ）に示される電流信号として出力される。

【００２８】 図１において、低レベル検出回路８出力電流は電流源１０の出力電流と加算ま たは減算され電流増幅器９により第１のレーザダイオード３のバイアス電流Ｉ_b として供給される。

【００２９】 以上のように、図１においてレーザダイオード３の変調電流Ｉ_b は、変調器２ →レーザダイオード３→ホトダイオード４→ピーク値検出回路７→変調器２から 成る系により、レーザダイオード３のバイアス電流Ｉ_obは変調器２→レーザダイ オード３→ホトダイオード４→低レベル検出回路８→電流増幅器９→レーザダイ オード３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。

【００３０】

【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低レベルと高レベ ルが別々に検出されるため、消光比が一定値以上になるように制御され、レーザ ダイオードの電流光変換特性の変動に伴う消光比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低レベル検出回路を
示す図である。

【図４】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５】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６】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７】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 変調器 ３ レーザダイオード ４ ホトダイオード ５ 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 ピーク値検出回路 ８ 低レベル検出回路 ９ 電流増幅器 １０ 電流源 １１ 負荷抵抗 １２ 基準電圧 １３ コンパレータ １４ 平均値検出回路 １５ コンデンサ １６ 第１の電流源 １７ 第２の電流源 １８ スイッチ回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子と、発光素子を駆動する変調器
   と、発光素子の出力光の一部を受光する受光素子と、受
   光素子出力信号が入力され、かつその出力が前記変調器
   に入力されるピーク値検出回路と、前記受光素子出力信
   号が入力される低レベル検出回路と、前記低レベル検出
   回路出力が入力され、かつその出力が発光素子に入力さ
   れる電流増幅器とを備えたことを特徴とする光送信回
   路。