JP6190072B2 - Optical transmitter, active optical cable, ONU, and optical transmission method - Google Patents
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Description
本発明は、データ信号を光信号に変換して送信する光送信器及び光送信方法に関する。また、そのような光送信器がコネクタに内蔵されたアクティブ光ケーブル、及び、そのような光送信器が内蔵されたONUに関する。 The present invention relates to an optical transmitter and an optical transmission method for converting a data signal into an optical signal and transmitting it. The present invention also relates to an active optical cable in which such an optical transmitter is incorporated in a connector, and an ONU in which such an optical transmitter is incorporated.
SAS(Serial Attached SCSI)2.0に従うシリアル通信では、データ転送を開始する前にOOB(Out Of Band)信号を用いたネゴシエーションが行われる。OOB信号は、値(電圧)がハイレベルとローレベルとを交互に取るDATA区間と、値(電圧)がハイレベルとローレベルとの間の中間レベルを取り続けるIDLE区間とからなるパターンを持つ。PCIe(PCI Express)3.0に従うシリアル通信でも、同様の信号を用いてネゴシエーションが行われる。PCIe3.0に従うシリアル通信において、ネゴシエーションの際に送受信される信号に含まれるIDLE区間は、EI区間(Electrical Idle)とも呼ばれる。 In serial communication according to SAS (Serial Attached SCSI) 2.0, negotiation using an OOB (Out Of Band) signal is performed before starting data transfer. The OOB signal has a pattern including a DATA section in which a value (voltage) alternately takes a high level and a low level, and an IDLE section in which the value (voltage) continues to take an intermediate level between the high level and the low level. In serial communication according to PCIe (PCI Express) 3.0, the same signal is used for negotiation. In serial communication according to PCIe 3.0, an IDLE section included in a signal transmitted / received at the time of negotiation is also referred to as an EI section (Electrical Idle).
このようなシリアル通信は、従来、図23に示すメタルケーブル101を用いて行われていた。メタルケーブル101は、ケーブル104と、ケーブル104の両端に設けられたコネクタ102,103とを備えている。ケーブル104には、伝送媒体である金属線107が収容されており、コネクタ102,103には、AC結合用コンデンサ105,106が内蔵されている。このようなメタルケーブル101を用いれば、データ信号がOOB信号等(PCIe3.0におけるDATA区間とEI区間とからなるパターンを持つ信号など、SAS2.0におけるOOB信号と同様の信号を含む。以下、同様)であっても、一方のコネクタ102に入力されたデータ信号と同じ波形の電圧信号を他方のコネクタ103から出力することが可能である。
Such serial communication has been conventionally performed using a
現在、SAS2.0やPCIe3.0などの規格に従うシリアル通信を、図24の(a)に示すアクティブ光ケーブル201を用いて行うことが検討されている。
Currently, it is considered to perform serial communication in accordance with a standard such as SAS 2.0 or PCIe 3.0 using an active
アクティブ光ケーブル201は、ケーブル204と、ケーブル204の両端に設けられたコネクタ202,203とを備えている。ケーブル204には、伝送媒体である光ファイバ211が収容されている。コネクタ202には、AC結合用コンデンサ205と、送信回路206と、LD(Laser Diode)207とが内蔵されている。コネクタ203には、PD(Photo Diode)208と、受信回路209と、AC結合用コンデンサ210とが内蔵されている。送信回路206として利用可能な発光素子駆動回路としては、例えば、特許文献1〜2に記載のものが知られている。
The active
SAS2.0やPCIe3.0などの規格に従うシリアル通信を、図24の(a)に示すアクティブ光ケーブル201を用いて行う場合、以下のような問題を生じる。すなわち、コネクタ202に入力されたデータ信号がOOB信号等である場合、コネクタ202に入力されたデータ信号と同じ波形の電圧信号をコネクタ203から出力することができない。なぜなら、IDLE区間においては、図24の(b)に示すように、コネクタ202に入力されるデータ信号の値(電圧)が中間レベルとなるため、図24の(c)に示すように、コネクタ202から出力される光信号の値(光強度)が不定となるからである。
When serial communication in accordance with a standard such as SAS 2.0 or PCIe 3.0 is performed using the active
なお、コネクタ202においてIDLE区間でLD207に入力する駆動電流の大きさを固定したとしても、コネクタ203においてIDLE区間でPD208から出力される光電流の大きさは不定である。なぜなら、LD207の電気光変換効率、及び、PD208の光電気変換効率は、温度変化等により変動し得るし、光ファイバ211の損失は、曲げ等により変動し得るからである。このため、コネクタ202に入力されるデータ信号の値が中間レベルを取り続けるIDLE区間を、閾値処理等によりコネクタ203側で正しく特定することができない。したがって、コネクタ202に入力されたデータ信号がOOB信号等である場合、コネクタ202に入力されたデータ信号と同じ波形の電圧信号をコネクタ203において再現することは困難である。
Even if the magnitude of the drive current input to the
上記の問題を解決するためには、IDLE区間においてコネクタ202から出力される光信号の値を例えばオフレベルにすればよい。ただし、この場合、SAS2.0において規定された要件を充足するためには、IDLE区間が開始してから光信号の値がオフレベルになるまでの遅延、及び、IDLE区間が終了してから光信号の値がハイレベル又はローベルになるまでの遅延を、5n秒以下に抑える必要がある。
In order to solve the above problem, the value of the optical signal output from the
ところが、従来の技術を用いて上記の遅延を5n秒以下に抑えることは困難であった。例えば、特許文献3に記載のようなPON(Passive Optical Network)を構成するONU(Optical Network Unit)では、バイアス電流源及び変調ドライバへの電力供給を停止することによって、ONUから出力される光信号の値をDisable区間においてオフレベルにする構成が採用されている。しかしながら、このような構成では、上記の遅延が30n秒以上となるため、SAS2.0において規定された要件を充足することができない。 However, it has been difficult to suppress the above delay to 5 ns or less using conventional techniques. For example, in an ONU (Optical Network Unit) constituting a PON (Passive Optical Network) as described in Patent Document 3, an optical signal output from the ONU is stopped by stopping power supply to a bias current source and a modulation driver. A configuration is adopted in which the value of is set to the off level in the Disable section. However, in such a configuration, the above-described delay is 30 ns or more, and thus the requirements defined in SAS 2.0 cannot be satisfied.
なお、特許文献4には、(1)電流駆動部から出力される電流信号ΔIaと補償器から出力される電流信号ΔIbとを加算し、(2)得られた和信号ΔI2=ΔIa+ΔIbと誤差増幅器から出力される電流信号ΔI1とを加算し、(3)得られた和信号ΔI1+ΔI2を電流増幅器を介してLDに供給する半導体レーザ制御装置が開示されている。しかしながら、補償器から出力される電流信号ΔIbは、電流駆動部から出力される電流信号ΔIaの立ち上がり/立ち下がりエッジの鈍りをキャンセルするための微分電流信号であり、和信号ΔIa+ΔIbの値を特定の区間に亘って0にするためのものではない。また、誤差増幅器から出力される電流信号ΔI1は、モニタ信号Imと発光指令信号Isigとの差を表す電流信号であり、和信号ΔI1+ΔI2の値を特定の区間に亘って0にするためのものではない。したがって、IDLE区間においてコネクタ202から出力される光信号の値を例えばオフレベルにするという、上述した目的には適合しない。
In
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、無信号区間(SASにおけるIDLE区間、PCIeにおけるEI区間、PONにおけるDisable区間等)において光信号の値をオフレベルにする光送信器であって、無信号区間が開始してから光信号の値がオフレベルになるまでの遅延が従来よりも短い光送信器を実現することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to turn off the value of an optical signal in a non-signal section (IDLE section in SAS, EI section in PCIe, Disable section in PON, etc.). An optical transmitter is to realize an optical transmitter that has a shorter delay from the start of a no-signal interval until the value of an optical signal becomes an off level than before.
上記課題を解決するために、本発明に係る光送信器は、データ信号に応じた変調電流を吸い込む変調ドライバと、無信号区間において補助電流を吸い込む又は吐き出す補助ドライバと、上記バイアス電流と上記変調電流との差又は和から上記補助電流を引いた駆動電流が流入又は流出する発光素子とを備えており、上記補助電流の大きさは、無信号区間における駆動電流の大きさが上記発光素子の閾値電流以下になるように設定されている、ことを特徴とする。 In order to solve the above problems, an optical transmitter according to the present invention includes a modulation driver that sucks a modulation current according to a data signal, an auxiliary driver that sucks or discharges an auxiliary current in a non-signal period, the bias current, and the modulation A light emitting element in which a driving current obtained by subtracting the auxiliary current from the difference or sum of the current flows in or out, and the magnitude of the auxiliary current is such that the magnitude of the driving current in a non-signal period is that of the light emitting element. It is set so that it may become below a threshold current.
また、上記の課題を解決するために、本発明に係る光送信方法は、データ信号に応じた変調電流を吸い込む吸込工程と、無信号区間において補助電流を吸い込む又は吐き出す吸込/吐出工程と、上記バイアス電流と上記変調電流との差又は和から上記補助電流を引いた駆動電流を発光素子に入流又は流出させる流入/流出工程とを含んでおり、上記補助電流の大きさは、無信号区間における駆動電流の大きさが上記発光素子の閾値電流以下になるように設定されている、ことを特徴とする。 In order to solve the above problem, an optical transmission method according to the present invention includes a suction step for sucking a modulation current according to a data signal, a suction / discharge step for sucking or discharging an auxiliary current in a no-signal section, Including an inflow / outflow process for flowing in or out of the light emitting element a driving current obtained by subtracting the auxiliary current from the difference or sum of the bias current and the modulation current. It is characterized in that the magnitude of the drive current is set to be equal to or less than the threshold current of the light emitting element.
上記の構成によれば、無信号区間における駆動電流の大きさを発光素子の閾値電流以下にする制御が補助ドライバにより実現される。このため、当該制御を変調ドライバ及びバイアス電流源への電力供給を停止することにより実現する従来の光送信器と比べて、無信号区間が開始してから光信号の値がオフレベルになるまでの遅延を短くすることができる。 According to said structure, the control which makes the magnitude | size of the drive current in a no signal area below the threshold current of a light emitting element is implement | achieved by an auxiliary driver. For this reason, compared with a conventional optical transmitter that realizes this control by stopping the power supply to the modulation driver and the bias current source, until the value of the optical signal becomes off-level after the no-signal interval starts. The delay can be shortened.
なお、光ファイバを収容したケーブルと、上記ケーブルの両端に設けられた1対のコネクタとを備えたアクティブ光ケーブルであって、上記1対のコネクタの一方又は両方が上記送信器を備えているアクティブ光ケーブルも、本発明の範疇に含まれる。また、PON(Passive Optical Network)を構成するONU(Optical Network Unit)であって、上記光送信器を備えているONUも、本発明の範疇に含まれる。 An active optical cable including a cable containing an optical fiber and a pair of connectors provided at both ends of the cable, wherein one or both of the pair of connectors includes the transmitter. Optical cables are also included in the scope of the present invention. Further, an ONU (Optical Network Unit) that constitutes a PON (Passive Optical Network) and includes the optical transmitter is also included in the scope of the present invention.
本発明によれば、無信号区間において光信号の値をオフレベルにする光送信器又は光送信方法であって、無信号区間が開始してから光信号の値がオフレベルになるまでの遅延が従来よりも短い光送信器又は光送信方法を実現することができる。 According to the present invention, there is provided an optical transmitter or an optical transmission method for setting an optical signal value to an off level in a no-signal interval, and a delay from the start of the no-signal interval to an off-level value of the optical signal. However, it is possible to realize an optical transmitter or an optical transmission method that is shorter than the conventional one.
<第1の実施形態>
本発明に係る光送信器の第1の実施形態について、図1〜図12を参照して説明すれば、以下のとおりである。<First Embodiment>
A first embodiment of the optical transmitter according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
なお、本実施形態に係る光送信器は、SAS(Serial Attached SCSI)に従うシリアル通信を行うアクティブ光ケーブルのコネクタとしての利用を想定したものである。このため、本実施形態に係る光送信器には、リンクアップシーケンスにおいて、データ信号としてOOB(Out Of Band)信号が入力される。OOB信号は、3値の電圧信号であり、DATA区間とIDLE区間とを含む。OOB信号の値は、DATA区間においてハイレベルとローレベルとを交互に取り、IDLE区間において中間レベル(ハイレベルよりも小さく、かつ、ローレベルよりも大きい値)を取り続ける。また、本実施形態に係る光送信器が備えている発光素子は、VCSEL(Vertical Cavity Emitting Laser)である。このため、本実施形態に係る光送信器は、アノード端子を介してVCSELに流入する駆動電流の大きさを制御することによって、データ信号を光信号に変換する。なお、本実施形態は、VCSELに限らず、流入する駆動電流の大きさを変化させることによって発光量を制御することが可能な発光素子全般に適用することができる。 The optical transmitter according to the present embodiment is assumed to be used as a connector of an active optical cable that performs serial communication according to SAS (Serial Attached SCSI). For this reason, an OOB (Out Of Band) signal is input as a data signal to the optical transmitter according to the present embodiment in the link-up sequence. The OOB signal is a ternary voltage signal and includes a DATA section and an IDLE section. The value of the OOB signal alternately takes a high level and a low level in the DATA period, and continues to take an intermediate level (a value smaller than the high level and larger than the low level) in the IDLE period. In addition, the light emitting element included in the optical transmitter according to the present embodiment is a VCSEL (Vertical Cavity Emitting Laser). For this reason, the optical transmitter according to the present embodiment converts the data signal into an optical signal by controlling the magnitude of the drive current flowing into the VCSEL via the anode terminal. Note that the present embodiment is not limited to the VCSEL, and can be applied to all light emitting elements capable of controlling the light emission amount by changing the magnitude of the inflowing drive current.
〔光送信器の構成〕
本実施形態に係る光送信器1の構成について、図1を参照して説明する。図1は、光送信器1の構成を示すブロック図である。[Configuration of optical transmitter]
The configuration of the
光送信器1は、図1に示すように、IDLE検出回路11と、スケルチ回路12と、変調ドライバ13と、補助ドライバ14と、バイアス電流源15と、補償電流源16と、VCSEL17とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
なお、図1においては、IDLE検出回路11、スケルチ回路12、変調ドライバ13、補助ドライバ14、バイアス電流源15、及び補償電流源16を単一の集積回路(同図における「TX−IC」)上に実装する構成を例示しているが、本発明は、これに限定されない。すなわち、IDLE検出回路11、スケルチ回路12、変調ドライバ13、補助ドライバ14、バイアス電流源15、及び補償電流源16を個別に実装したディスクリート回路により光送信器1を実現しても構わない。
In FIG. 1, the
以下、IDLE検出回路11、スケルチ回路12、変調ドライバ13、補助ドライバ14、バイアス電流源15、及び補償電流源16の各々について、その機能を説明する。
Hereinafter, the functions of the
IDLE検出回路11は、データ信号を参照してIDLE区間を検出する。ここで、IDLE検出回路11が検出するIDLE区間は、データ信号の値がハイレベルとローレベルとの間の予め定められたレンジに含まれている区間(時間帯)である。また、IDLE検出回路11は、IDLE区間を示すIDLE検出信号を生成する。ここで、IDLE検出回路11が生成するIDLE検出信号は、IDLE区間内で値がハイレベルとなり、IDLE区間外(DATA区間内)で値がローレベルとなる電圧信号である。例えば、データ信号の波形(入力電圧v1の時間変化)が図2の(a)のようである場合、IDLE検出信号の波形(出力電圧v2の時間変化)は図2の(b)のようになる。IDLE検出回路11にて生成されたIDLE検出信号は、スケルチ回路12及び補助ドライバ14に入力される。なお、IDLE検出回路11の構成例については、参照する図面を代えて後述する。
The
スケルチ回路12は、IDLE検出信号を参照してIDLE区間を特定する。また、スケルチ回路12は、IDLE区間において、データ信号の値をローレベルに補正する。すなわち、スケルチ回路12は、IDLE区間内では、補正前のデータ信号の値に依らずに、ローレベルを補正後のデータ信号の値として出力し、IDLE区間外(DATA区間内)では、補正前のデータ信号の値を補正後のデータ信号の値として出力する。例えば、データ信号の波形(入力電圧v1の時間変化)が図2の(a)のようであり、IDLE検出信号の波形が図2の(b)のようである場合、スケルチ回路12にて補正されたデータ信号の波形(出力電圧v3の時間変化)は図2の(c)のようになる。スケルチ回路12にて補正されたデータ信号は、変調ドライバ13に入力される。スケルチ回路12にて補正されたデータ信号のことを、以下、「補正後データ信号」と記載する。
The
変調ドライバ13は、補正後データ信号の値に応じた大きさの変調電流i1を吸い込む。より具体的には、(1)補正後データ信号の値がローレベルであれば、予め定められた大きさ(IM[A])の変調電流i1を吸い込み、(2)補正後データ信号の値がハイレベルであれば、変調電流i1の吸い込みを休止する。例えば、補正後データ信号の波形が図2の(c)のようになる場合、変調電流i1の大きさの時間変化は、図3の(a)のようになる。なお、変調ドライバ13の構成例については、参照する図面を代えて後述する。
The
補助ドライバ14は、IDLE検出信号を参照してIDLE区間を特定する。また、補助ドライバ14は、IDLE区間において予め定められた大きさ(IS[A])の補助電流i2を吸い込む。IDLE区間で補助ドライバ14が吸い込む補助電流i2の大きさISは、IM+IS>IBを満たすように、IS=IB−IM+αに設定されている。ここで、(1)IMは、IDLE区間で変調ドライバ13が引き込む変調電流i1の大きさであり、(2)IBは、バイアス電流源15が出力するバイアス電流i3の大きさであり、(3)αは、正の定数である。例えば、IDLE検出信号の波形が図2の(b)のようである場合、補助電流i2の大きさの時間変化は、図3の(b)のようになる。なお、補助ドライバ14の構成例については、参照する図面を代えて後述する。
The
バイアス電流源15は、予め定められた大きさ(IB[A])のバイアス電流i3を吐き出す。バイアス電流i3の大きさの時間変化は、図3の(c)のようになる。なお、バイアス電流源15は、例えば、図1に示すように、一端が電源(電圧VDD)に接続され、他端が出力端子OUTに接続された直流電流源によって構成することができる。バイアス電流源15の他の構成例については、参照する図面を代えて後述する。
The bias
補償電流源16は、補助電流i2の大きさに変調電流i1の大きさ(IDLE区間ではIM[A])を加えた和がバイアス電流i3の大きさを上回ったときに、バイアス電流i3の不足を補う補償電流i4を吐き出す。IDLE区間で補償電流源16が吐き出す補償電流i4の大きさは、IM+IS−IB=α[A]となる。例えば、変調電流i1、補助電流i2、バイアス電流i3の大きさの時間変化が図3の(a)、(b)、(c)のようである場合、補償電流i4の大きさの時間変化は図3の(d)のようになる。なお、補償電流源16は、例えば、図1に示すように、アノード端子がクランプ電源(電圧Vcramp)に接続され、カソード端子が出力端子OUTに接続されたダイオード(ダイオードクランプ)によって構成することができる。補償電流源16の他の構成例については、参照する図面を代えて後述する。
The compensation
本実施形態に係る光送信器1において、変調ドライバ13、補助ドライバ14,バイアス電流源15、補償電流源16、及びVCSEL17は、バイアス電流i3と補償電流i4との和から変調電流i1を減じ、更に、補助電流i2を減じた駆動電流i5=(i3+i4)−i1−i2がVCSEL17に流入するように接続されている。したがって、変調電流i1、補助電流i2、バイアス電流i3、補償電流i4の大きさの時間変化が図3の(a)、(b)、(c)、(d)のようである場合、VCSEL17に流入する駆動電流i5の大きさの時間変化は図3の(e)のようになる。
In the
本実施形態に係る光送信器1によれば、図3の(e)に示すように、IDLE区間においてVCSEL17に流入する駆動電流i5の大きさを0[A]にすることができる。すなわち、IDLE区間においてVCSEL17を消灯することができる。しかも、本実施形態に係る光送信器1においては、IDLE区間においてVCSEL17に流入する駆動電流i5の大きさを0[A]にする制御を、補助ドライバ14を用いて実現している。このため、IDLE区間の始点/終点からVCSEL17の消灯/点灯までの遅延時間を、変調ドライバ13及びバイアス電流源15への電力供給を停止/再開することによりVCSEL17を消灯/点灯する場合と比べて短くすることができる。例えば、図6〜図8に示すように補助ドライバ14を構成した場合、IDLE区間の始点/終点からVCSEL17の消灯/点灯までの遅延時間は、5n秒以下になる。これは、変調ドライバ13及びバイアス電流源15への電力供給を停止/再開することによりVCSEL17を消灯/点灯する場合の遅延時間(30n秒以上)の1/6以下である。
According to the
なお、本実施形態においては、IDLE区間においてVCSEL17に流入する駆動電流i5の大きさを0[A]にする構成を採用しているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、IDLE区間においてVCSEL17に流入する駆動電流i5の大きさをVCSEL17の閾値電流(発振開始電流)以下にする構成を採用してもよい。この場合でも、IDLE区間においてVCSEL17を消灯する(微発光状態にする態様を含む)ことができる。
In the present embodiment, a configuration is adopted in which the magnitude of the drive current i5 flowing into the
また、本実施形態に係る光送信器1によれば、IDLE区間においてVCSEL17を確実に消灯することができる。なぜなら、IDLE区間で補助ドライバ14が吸い込む補助電流i2の大きさISを、IM+IS>IBを満たすように設定しているからである。しかも、本実施形態に係る光送信器1によれば、IDLE区間において変調電流i1の大きさIMと補助電流の大きさISとの和がバイアス電流i3の大きさを上回っても、出力端子OUTの電圧降下が生じて変調ドライバ13及び補助ドライバ14の動作に支障を来す懸念がない。なぜなら、変調電流i1の大きさIMと補助電流i2の大きさISとの和がバイアス電流i3の大きさIBを上回ったときに、補償電流源16から吐き出される補償電流i4によってバイアス電流i3の不足が補われるからである。
Further, according to the
なお、本実施形態においては、IDLE区間で補助ドライバ14が吸い込む補助電流i2の大きさISをIM+IS>IBを満たすように設定する構成を採用しているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、IDLE区間で補助ドライバ14が吸い込む補助電流i2の大きさISをIM+IS=IBを満たすように設定する構成を採用してもよい。この場合でも、IDLE区間においてVCSEL17に流入する駆動電流i5の大きさを0[A]にすることができる。また、この場合には、IDLE区間におけるバイアス電流i3の不足が生じないので、補償電流源16を省略することができる。
In the present embodiment, a configuration is adopted in which the magnitude IS of the auxiliary current i2 that the
〔IDLE検出回路の構成例〕
上述したIDLE検出回路11の構成例について、図4〜図5を参照して説明する。図4は、IDLE検出回路11の構成例を示す回路図である。図5は、図4に示すIDLE検出回路11の各部における電圧信号の波形図である。[Configuration example of IDLE detection circuit]
A configuration example of the
上述したとおり、IDLE検出回路11は、データ信号の値がハイレベルとローレベルとの間の予め定められたレンジに含まれている区間を検出する機能を有する。図4に示すIDLE検出回路11は、第1のコンパレータComp1と、第2のコンパレータComp2と、ANDゲートAND1と、ローパスフィルタLPF1とにより、このような機能を実現する。
As described above, the
第1のコンパレータComp1の非反転入力端子には、データ信号が正相で入力され、第1のコンパレータComp1の反転入力端子には、基準電圧V0が入力される。第1のコンパレータComp1は、正相のデータ信号の値と基準電圧V0とを比較し、比較結果を示す電圧信号を生成する。ここで、基準電圧V0は、上記レンジの下限値に設定されている。正相のデータ信号の波形は、図5の(a)のようになり、第1のコンパレータComp1で生成された電圧信号の波形は、図5の(b)のようになる。第1のコンパレータComp1で生成された電圧信号は、ANDゲートAND1に入力される。 The data signal is input in the positive phase to the non-inverting input terminal of the first comparator Comp1, and the reference voltage V0 is input to the inverting input terminal of the first comparator Comp1. The first comparator Comp1 compares the value of the positive phase data signal with the reference voltage V0, and generates a voltage signal indicating the comparison result. Here, the reference voltage V0 is set to the lower limit value of the above range. The waveform of the positive phase data signal is as shown in FIG. 5A, and the waveform of the voltage signal generated by the first comparator Comp1 is as shown in FIG. 5B. The voltage signal generated by the first comparator Comp1 is input to the AND gate AND1.
第2のコンパレータComp2の非反転入力端子には、データ信号が逆相で入力され、第2のコンパレータComp2の反転入力端子には、基準電圧V0が入力される。第2のコンパレータComp2は、逆相のデータ信号の値と基準電圧V0とを比較し、比較結果を示す電圧信号を生成する。逆相のデータ信号の波形は、図5の(c)のようになり、第2のコンパレータComp2で生成された電圧信号の波形は、図5の(d)のようになる。第2のコンパレータComp2で生成された電圧信号は、ANDゲートAND1に入力される。 The data signal is input in a reverse phase to the non-inverting input terminal of the second comparator Comp2, and the reference voltage V0 is input to the inverting input terminal of the second comparator Comp2. The second comparator Comp2 compares the value of the data signal having the opposite phase with the reference voltage V0, and generates a voltage signal indicating the comparison result. The waveform of the negative phase data signal is as shown in FIG. 5C, and the waveform of the voltage signal generated by the second comparator Comp2 is as shown in FIG. 5D. The voltage signal generated by the second comparator Comp2 is input to the AND gate AND1.
ANDゲートAND1は、第1のコンパレータComp1で生成された電圧信号と第2のコンパレータComp2で生成された電圧信号とを参照し、第1のコンパレータComp1での比較結果と第2のコンパレータComp2での比較結果との論理積を示す電圧信号を生成する。ANDゲートAND1で生成された電圧信号の波形は、図5の(e)のようになる。ANDゲートAND1で生成された電圧信号は、ローパスフィルタLPF1に入力される。 The AND gate AND1 refers to the voltage signal generated by the first comparator Comp1 and the voltage signal generated by the second comparator Comp2, and compares the comparison result of the first comparator Comp1 and the second comparator Comp2. A voltage signal indicating a logical product with the comparison result is generated. The waveform of the voltage signal generated by the AND gate AND1 is as shown in FIG. The voltage signal generated by the AND gate AND1 is input to the low pass filter LPF1.
ローパスフィルタLPF1は、ANDゲートAND1で生成された電圧信号を平滑化する。すなわち、ANDゲートAND1で生成された電圧信号に含まれる、論理切り替え時のノイズを除去する。ローパスフィルタLPF1で平滑化された電圧信号の波形は、図5の(f)のようになる。すなわち、ローパスフィルタLPF1で平滑化された電圧信号は、IDLE区間内(DATA区間外)で値がハイレベルとなり、IDLE区間外で値がローレベルとなる電圧信号となる。ローパスフィルタLPF1で平滑化された電圧信号は、IDLE検出信号として外部(スケルチ回路12及び補助ドライバ14)に出力される。
The low-pass filter LPF1 smoothes the voltage signal generated by the AND gate AND1. That is, noise at the time of logic switching included in the voltage signal generated by the AND gate AND1 is removed. The waveform of the voltage signal smoothed by the low-pass filter LPF1 is as shown in FIG. That is, the voltage signal smoothed by the low-pass filter LPF1 is a voltage signal whose value is high level within the IDLE section (outside the DATA section) and whose value is low level outside the IDLE section. The voltage signal smoothed by the low-pass filter LPF1 is output to the outside (
なお、スケルチ回路12及び補助ドライバ14は、IDLE区間内でハイレベルとなるIDLE検出信号を参照して動作するように構成することも、IDLE区間外でハイレベルとなるIDLE検出信号を参照して動作するように構成することもできる。後者のIDLE検出信号を参照して動作するようにスケルチ回路12及び補助ドライバ14を構成する場合には、例えば、以下の構成を採用すればよい。すなわち、IDLE検出回路11から出力されたIDLE検出信号を、反転アンプを介してスケルチ回路12及び補助ドライバ14に入力する構成を採用すればよい。
The
上記の構成を採用することによって、光送信器1に入力されたデータ信号のIDLE区間を正確に特定すること、及び、特定したIDLE区間の始点及び終点にエッジを有するIDLE検出信号を高速に生成することが可能なIDLE検出回路11を実現することができる。
By adopting the above configuration, the IDLE section of the data signal input to the
なお、ここでは、ANDゲートAND1の後段にローパスフィルタLPF1を設ける構成を採用しているが、IDLE検出回路11の構成は、これに限定されない。すなわち、ANDゲートAND1の動作周波数が遅く、ANDゲートAND1で生成される電圧信号に論理切り替え時のスパイクノイズが含まれない場合には、ANDゲートAND1を省略しても構わない(後述する第1の変形例を参照されたい)。また、ここでは、正相のデータ信号及び逆相のデータ信号の各々を単一の基準電圧V0と比較する構成を採用しているが、IDLE検出回路11の構成は、これに限定されない。すなわち、2つの基準電圧源の使用が許される場合には、正相又は逆相のデータ信号を2つの基準電圧V0a,V0bの各々と比較する構成を採用しても構わない(後述する第2の変形例及び第3の変形例を参照されたい)。これらの変形例については、参照する図面を代えて後述する。
Here, the configuration in which the low-pass filter LPF1 is provided at the subsequent stage of the AND gate AND1 is adopted, but the configuration of the
なお、IDLE検出回路11は、例えば特許文献5に記載の信号検出回路のように、ピークホールド回路により実現することも可能である。具体的には、特許文献5に記載の比較器における基準電圧を、データ信号の中間レベルより大きく、かつ、データ信号のハイレベルより小さい値に設定すればよい。ただし、この場合、DATA区間において同一の値が連続するビットパターンをIDLE区間として誤検出しないように、ピークホールド回路の放電時定数を十分に長く設定することが必要になる。その結果、IDLE検出回路11の応答速度が低下し、SAS2.0やPCIe3.0などの規格で求められる応答速度を達成することが困難になる。
The
〔変調ドライバ及び補助ドライバの構成例〕
上述した変調ドライバ13及び補助ドライバ14の構成例について、図6〜図8を参照して説明する。[Configuration example of modulation driver and auxiliary driver]
Configuration examples of the
図6は、変調ドライバ13及び補助ドライバ14の第1の構成例を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a first configuration example of the
変調ドライバ13は、図6に示すように、一対のトランジスタ(npnトランジスタ)Tr1,Tr2と、直流電流源DC1とにより構成することができる。トランジスタTr1は、コレクタ端子が出力点OUTに接続され、ベース端子が入力点IN1_Nに接続され、エミッタ端子がトランジスタTr2のエミッタ端子に接続される。一方、トランジスタTr2は、コレクタ端子が電源(電源電圧VDD)に接続され、ベース端子が入力点IN1_Pに接続され、エミッタ端子がトランジスタTr1のエミッタ端子に接続される。トランジスタTr1のエミッタ端子とトランジスタTr2のエミッタ端子との中間点は、直流電流源DC1を介して接地される。直流電流源DC1の電流値は、外部からの設定が可能である。
As shown in FIG. 6, the
変調ドライバ13の入力点IN1_Pには、データ信号が正相で入力され、変調ドライバ13の入力点IN1_Nには、データ信号が逆相で入力される。変調ドライバ13は、データ信号の値がローレベルであれば、予め定められた大きさ(IM[A])の変調電流i1を出力点OUTから吸い込み、(2)データ信号の値がハイレベルであれば、出力点OUTからの変調電流i1の吸い込みを休止する。
A data signal is input in the positive phase to the input point IN1_P of the
補助ドライバ14は、図6に示すように、一対のトランジスタ(npnトランジスタ)Tr3,Tr4と、直流電流源DC2とにより構成することができる。補助ドライバ14の構成は、変調ドライバ13の構成と同様なので、ここではその説明を割愛する。
As shown in FIG. 6, the
補助ドライバ14の入力点IN2_Pには、IDLE検出信号が逆相で入力され、補助ドライバ14の入力点IN2_Nには、IDLE検出信号が正相で入力される。このとき、補助ドライバ14は、(1)IDLE検出信号の値がハイレベルであれば、予め定められた大きさ(IS[A])の補助電流i2を出力点OUTから吸い込み、(2)IDLE検出信号の値がローレベルであれば、出力点OUTからの変調電流i1の吸い込みを休止する。
The IDLE detection signal is input in reverse phase to the input point IN2_P of the
なお、本構成例においては、変調ドライバ13及び補助ドライバ14を構成するトランジスタTr1〜Tr4としてnpnトランジスタを用いているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、変調ドライバ13及び補助ドライバ14を構成するトランジスタTr1〜Tr4としてNMOSトランジスタを用いてもよい。
In this configuration example, npn transistors are used as the transistors Tr1 to Tr4 constituting the
図7は、変調ドライバ13及び補助ドライバ14の第2の構成例を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a second configuration example of the
図7に示す変調ドライバ13は、図6に示す変調ドライバ13をメインドライバとして、その前段に、データ信号を増幅するプリドライバを付加したものである。メインドライバは、プリドライバにより増幅されたデータ信号を電流信号に変換する。
The
差動増幅回路は、データ信号を差動増幅するための回路であり、1対の抵抗R1,R2と、1対のトランジスタ(npnトランジスタ)Tr9,Tr10と、直流電流源DC7とにより構成されている。トランジスタTr9は、コレクタ端子が抵抗R1を介して電源(電圧VDD)に接続され、ベース端子が入力点IN1_Nに接続され、エミッタ端子がトランジスタTr10のエミッタ端子に接続される。一方、トランジスタTr10は、コレクタ端子が抵抗R2を介して電源(電圧VDD)に接続され、ベース端子が入力点IN1_Pに接続され、エミッタ端子がトランジスタTr9のエミッタ端子に接続される。トランジスタTr9のエミッタ端子とトランジスタTr10のエミッタ端子との中間点は、直流電流源DC7を介して接地される。 The differential amplifier circuit is a circuit for differentially amplifying data signals, and includes a pair of resistors R1 and R2, a pair of transistors (npn transistors) Tr9 and Tr10, and a direct current source DC7. Yes. The transistor Tr9 has a collector terminal connected to the power supply (voltage VDD) via the resistor R1, a base terminal connected to the input point IN1_N, and an emitter terminal connected to the emitter terminal of the transistor Tr10. On the other hand, the transistor Tr10 has a collector terminal connected to the power supply (voltage VDD) via the resistor R2, a base terminal connected to the input point IN1_P, and an emitter terminal connected to the emitter terminal of the transistor Tr9. An intermediate point between the emitter terminal of the transistor Tr9 and the emitter terminal of the transistor Tr10 is grounded via a direct current source DC7.
エミッタフォロワ回路は、プリドライバの出力インピーダンスをメインドライバの入力インピーダンスよりも低くするための回路であり、1対のトランジスタ(npnトランジスタ)Tr5,Tr6と、1対の直流電流源DC3,DC4とにより構成されている。トランジスタTr5は、コレクタ端子が電源(電圧VDD)に接続され、ベース端子が差動増幅回路の一方の出力点(トランジスタTr9のコレクタ端子)に接続され、エミッタ端子が直流電流源DC3を介して接地されている。このトランジスタTr5のエミッタ電圧が、正相のデータ信号として、メインドライバを構成するトランジスタTr2のベース端子に入力される。一方、トランジスタTr6は、コレクタ端子が電源(電圧VDD)に接続され、ベース端子が差動増幅回路の他方の出力点(トランジスタTr10のコレクタ端子)に接続され、エミッタ端子が直流電流源DC4を介して接地されている。このトランジスタTr6のエミッタ電圧が、逆相のデータ信号として、メインドライバを構成するトランジスタTr1のベース端子に入力される。 The emitter follower circuit is a circuit for making the output impedance of the pre-driver lower than the input impedance of the main driver, and includes a pair of transistors (npn transistors) Tr5 and Tr6 and a pair of direct current sources DC3 and DC4. It is configured. The transistor Tr5 has a collector terminal connected to the power supply (voltage VDD), a base terminal connected to one output point of the differential amplifier circuit (collector terminal of the transistor Tr9), and an emitter terminal grounded via the DC current source DC3. Has been. The emitter voltage of the transistor Tr5 is input to the base terminal of the transistor Tr2 constituting the main driver as a positive-phase data signal. On the other hand, the transistor Tr6 has a collector terminal connected to the power supply (voltage VDD), a base terminal connected to the other output point of the differential amplifier circuit (collector terminal of the transistor Tr10), and an emitter terminal connected via the direct current source DC4. Is grounded. The emitter voltage of the transistor Tr6 is input to the base terminal of the transistor Tr1 constituting the main driver as a data signal of opposite phase.
図7に示す補助ドライバ14は、図6に示す補助ドライバ14をメインドライバとして、その前段に、IDLE検出信号を増幅するプリドライバを付加したものである。メインドライバは、プリドライバにより増幅されたIDLE検出信号を電流信号に変換する。補助ドライバ14に付加されたプリドライバの構成は、変調ドライバ13に付加されたプリドライバの構成と同様なので、ここではその説明を割愛する。
The
なお、本構成例においては、変調ドライバ13及び補助ドライバ14を構成するトランジスタTr1〜Tr12としてnpnトランジスタを用いているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、変調ドライバ13及び補助ドライバ14を構成するTr1〜Tr12としてNMOSトランジスタを用いてもよい。
In this configuration example, npn transistors are used as the transistors Tr1 to Tr12 constituting the
図8は、変調ドライバ13及び補助ドライバ14の第3の構成例を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a third configuration example of the
図8に示す変調ドライバ13は、図7に示す変調ドライバ13に、プリドライバの出力電圧を安定化させる安定化回路X1を付加したものである。
The
安定化回路X1は、トランジスタ(PMOSトランジスタ)M1と、プリドライバの出力電圧に応じてトランジスタM1における電圧降下量を制御する電圧降下量制御回路とを備えている。 The stabilization circuit X1 includes a transistor (PMOS transistor) M1 and a voltage drop amount control circuit that controls the voltage drop amount in the transistor M1 according to the output voltage of the pre-driver.
トランジスタM1のソース端子は、電源(電圧VDD)に接続され、トランジスタM1のドレイン端子は、プリドライバの差動増幅回路を構成するトランジスタTr9,Tr10のコレクタ端子に抵抗R1,R2を介して接続されている。トランジスタM1は、電圧降下量可変な電圧降下器として機能する。 The source terminal of the transistor M1 is connected to the power supply (voltage VDD), and the drain terminal of the transistor M1 is connected to the collector terminals of the transistors Tr9 and Tr10 that constitute the differential amplifier circuit of the predriver via resistors R1 and R2. ing. The transistor M1 functions as a voltage drop device with a variable voltage drop amount.
電圧降下量制御回路は、抵抗値が同じ1対の抵抗R1,R2と、オペアンプOP1とにより構成されている。抵抗R1,R2は、プリドライバのエミッタフォロワ回路を構成するトランジスタTr5,Tr6のエミッタ端子の間に直列に接続されている。また、抵抗R1,R2の中間点の電圧は、トランジスタTr5,Tr6のエミッタ電圧の平均値(以下、「平均エミッタ電圧」と記載)に一致する。オペアンプOP1の非反転入力端子は、抵抗R1,R2の中間点に接続されており、オペアンプOP1の非反転入力端子には、トランジスタTr5,Tr6の平均エミッタ電圧が入力される。一方、オペアンプOP1の反転入力端子には、予め定められた基準電圧V1が入力される。オペアンプOP1の出力端子は、トランジスタM1のゲート端子に接続されている。 The voltage drop amount control circuit is composed of a pair of resistors R1 and R2 having the same resistance value and an operational amplifier OP1. The resistors R1 and R2 are connected in series between the emitter terminals of the transistors Tr5 and Tr6 constituting the emitter follower circuit of the pre-driver. Further, the voltage at the intermediate point between the resistors R1 and R2 matches the average value of the emitter voltages of the transistors Tr5 and Tr6 (hereinafter referred to as “average emitter voltage”). The non-inverting input terminal of the operational amplifier OP1 is connected to the intermediate point between the resistors R1 and R2. The average emitter voltage of the transistors Tr5 and Tr6 is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP1. On the other hand, a predetermined reference voltage V1 is input to the inverting input terminal of the operational amplifier OP1. The output terminal of the operational amplifier OP1 is connected to the gate terminal of the transistor M1.
プリドライバの出力電圧、すなわち、トランジスタTr5,Tr6の平均エミッタ電圧が基準電圧V1を上回ると、安定化回路X1は、以下のように動作する。すなわち、オペアンプOP1の出力電圧が上昇し、その結果、トランジスタM1のゲート電圧が上昇する。そうすると、トランジスタM1のソース−ドレイン間抵抗が大きくなり、その結果、トランジスタM1における電圧降下量が大きくなる。これにより、プリドライバに印加される電圧が小さくなり、その結果、プリドライバの出力電圧が低下する。この動作は、トランジスタTr5,Tr6の平均エミッタ電圧が基準電圧V1と一致するまで続く。 When the output voltage of the pre-driver, that is, the average emitter voltage of the transistors Tr5 and Tr6 exceeds the reference voltage V1, the stabilization circuit X1 operates as follows. That is, the output voltage of the operational amplifier OP1 increases, and as a result, the gate voltage of the transistor M1 increases. As a result, the resistance between the source and the drain of the transistor M1 increases, and as a result, the amount of voltage drop in the transistor M1 increases. As a result, the voltage applied to the pre-driver is reduced, and as a result, the output voltage of the pre-driver is lowered. This operation continues until the average emitter voltage of the transistors Tr5 and Tr6 matches the reference voltage V1.
逆に、プリドライバの出力電圧、すなわち、トランジスタTr5,Tr6の平均エミッタ電圧が基準電圧V1を下回ると、安定化回路X1は、以下のように動作する。すなわち、オペアンプOP1の出力電圧が低下し、その結果、トランジスタM1のゲート電圧が上昇する。そうすると、トランジスタM1のソース−ドレイン間抵抗が小さくなり、その結果、トランジスタM1における電圧降下量が小さくなる。これにより、プリドライバに印加される電圧が大きくなり、その結果、プリドライバの出力電圧が上昇する。この動作は、トランジスタTr5,Tr6の平均エミッタ電圧が基準電圧V1と一致するまで続く。 On the contrary, when the output voltage of the pre-driver, that is, the average emitter voltage of the transistors Tr5 and Tr6 is lower than the reference voltage V1, the stabilization circuit X1 operates as follows. That is, the output voltage of the operational amplifier OP1 decreases, and as a result, the gate voltage of the transistor M1 increases. As a result, the resistance between the source and the drain of the transistor M1 is reduced, and as a result, the amount of voltage drop in the transistor M1 is reduced. As a result, the voltage applied to the pre-driver increases, and as a result, the output voltage of the pre-driver increases. This operation continues until the average emitter voltage of the transistors Tr5 and Tr6 matches the reference voltage V1.
プリドライバの電源電圧の変動に応じてプリドライバの出力電圧が変動する場合、メインドライバを構成する各素子の動作条件が破たんすることを防ぐために、プリドライバの電源電圧の変動範囲に厳しい条件を課す必要がある。安定化回路X1を付加すれば、プリドライバの電源電圧の変動に応じてプリドライバの出力電圧が変動しなくなるので、プリドライバの電源電圧の変動範囲に厳しい条件を課す必要がなくなる。 When the output voltage of the predriver varies according to the fluctuation of the power supply voltage of the predriver, in order to prevent the operating conditions of each element constituting the main driver from breaking, strict conditions are imposed on the fluctuation range of the power supply voltage of the predriver. It is necessary to impose. If the stabilization circuit X1 is added, the output voltage of the predriver does not fluctuate according to the fluctuation of the power supply voltage of the predriver, so that it is not necessary to impose strict conditions on the fluctuation range of the power supply voltage of the predriver.
図8に示す補助ドライバ14は、図7に示す補助ドライバ14に、プリドライバの出力電圧を安定化させる安定化回路X2を付加したものである。補助ドライバ14に付加された安定化回路X2の構成は、変調ドライバ13に付加された安定化回路X1の構成と同様なので、ここではその説明を割愛する。
The
なお、本構成例においては、安定化回路X1,X2を構成するトランジスタM1,M2としてPMOSトランジスタを用いているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、安定化回路X1,X2を構成するトランジスタとしてpnpトランジスタを用いてもよい。 In this configuration example, PMOS transistors are used as the transistors M1 and M2 constituting the stabilization circuits X1 and X2, but the present invention is not limited to this. In other words, pnp transistors may be used as the transistors constituting the stabilization circuits X1 and X2.
〔バイアス電流源の構成例〕
上述したバイアス電流源15の構成例について、図9〜図10を参照して説明する。[Configuration example of bias current source]
A configuration example of the bias
図9は、バイアス電流源15の第1の構成例を示す回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a first configuration example of the bias
バイアス電流源15は、図9に示すように、1対のトランジスタ(PMOSトランジスタ)M3,M4と、直流電流源DC9とにより構成することができる。
As shown in FIG. 9, the bias
トランジスタM3のソース端子は、電源(電圧VDD)に接続されている。トランジスタM4のソース端子は、電源(電圧VDD)に接続され、トランジスタM4のドレイン端子は、トランジスタM4のゲート端子に接続されると共に、トランジスタM3のゲート端子に接続されている。すなわち、トランジスタM3,M4は、トランジスタM4のドレイン端子を入力点とし、トランジスタM3のドレイン端子を出力点とするカレントミラー回路を構成する。 The source terminal of the transistor M3 is connected to the power supply (voltage VDD). The source terminal of the transistor M4 is connected to the power supply (voltage VDD), and the drain terminal of the transistor M4 is connected to the gate terminal of the transistor M4 and to the gate terminal of the transistor M3. That is, the transistors M3 and M4 form a current mirror circuit having the drain terminal of the transistor M4 as an input point and the drain terminal of the transistor M3 as an output point.
トランジスタM3,M4のサイズは、このカレントミラー回路の出力点から流出する電流i3の大きさが、このカレントミラー回路の入力点から流出する電流i3’の大きさのN倍となるように設定されている。したがって、このカレントミラー回路の入力点にIB/N[A]の電流i3’を流す直流電流源DC9を接続すれば、このカレントミラー回路の出力点からIB[A]の電流i3を取り出すことができる。 The sizes of the transistors M3 and M4 are set so that the current i3 flowing out from the output point of the current mirror circuit is N times the current i3 'flowing out from the input point of the current mirror circuit. ing. Therefore, if the DC current source DC9 that flows the current i3 'of IB / N [A] is connected to the input point of the current mirror circuit, the current i3 of IB [A] can be taken out from the output point of the current mirror circuit. it can.
なお、本構成例においては、バイアス電流源15を構成するトランジスタM3,M4としてPMOSトランジスタを用いているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、バイアス電流源15を構成するトランジスタM3,M4としてpnpトランジスタを用いてもよい。ただし、トランジスタM3,M4の種類は一致させる。すなわち、トランジスタM3としてPMOSトランジスタを用いるときは、トランジスタM4としてPMOSトランジスタを用い、トランジスタM3としてpnpトランジスタを用いるときには、トランジスタM4としてpnpトランジスタを用いる。
In this configuration example, PMOS transistors are used as the transistors M3 and M4 constituting the bias
図10は、バイアス電流源15の第2の構成例を示す回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a second configuration example of the bias
バイアス電流源15は、図10に示すように、オペアンプOP3と、トランジスタ(PMOSトランジスタ)M5と、1対の抵抗R5,R6と、直流電流源DC10とにより構成することができる。
As shown in FIG. 10, the bias
オペアンプOP3の非反転入力端子は、抵抗R6を介して電源(電圧VDD)に接続されている。また、オペアンプOP3の反転入力端子は、R5を介して電源(電圧VDD)に接続されると共に、トランジスタM5のソース端子に接続されている。また、オペアンプOP3の出力端子は、トランジスタM5のゲート端子に接続されている。すなわち、オペアンプOP3、トランジスタM5、及び抵抗R5,R6は、オペアンプOP3の非反転入力端子を入力点とし、トランジスタM5のドレイン端子を出力点とするカレントミラー回路を構成する。 The non-inverting input terminal of the operational amplifier OP3 is connected to the power supply (voltage VDD) via the resistor R6. The inverting input terminal of the operational amplifier OP3 is connected to the power supply (voltage VDD) via R5 and to the source terminal of the transistor M5. The output terminal of the operational amplifier OP3 is connected to the gate terminal of the transistor M5. That is, the operational amplifier OP3, the transistor M5, and the resistors R5 and R6 constitute a current mirror circuit having the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP3 as an input point and the drain terminal of the transistor M5 as an output point.
抵抗R5,R6の抵抗値は、このカレントミラー回路の出力点から流出する電流i3の大きさが、このカレントミラー回路の入力点から流出する電流i3’の大きさのN倍となるように設定されている。すなわち、抵抗R5,R6の抵抗値は、R5:R6=1:Nとなるように設定されている。したがって、このカレントミラー回路の入力点にIB/N[A]の電流i3’を流す直流電流源DC10を接続すれば、このカレントミラー回路の出力点からIB[A]の電流を取り出すことができる。 The resistance values of the resistors R5 and R6 are set such that the magnitude of the current i3 flowing out from the output point of the current mirror circuit is N times the magnitude of the current i3 ′ flowing out from the input point of the current mirror circuit. Has been. That is, the resistance values of the resistors R5 and R6 are set to satisfy R5: R6 = 1: N. Therefore, if the DC current source DC10 that supplies the current i3 'of IB / N [A] is connected to the input point of the current mirror circuit, the current of IB [A] can be extracted from the output point of the current mirror circuit. .
なお、本構成例においては、バイアス電流源15を構成するトランジスタM5としてPMOSトランジスタを用いているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、バイアス電流源15を構成するトランジスタM5としてpnpトランジスタを用いてもよい。
In this configuration example, a PMOS transistor is used as the transistor M5 constituting the bias
また、光送信器1は、(1)図9のように構成されたバイアス電流源15のみを備えていてもよいし、(2)図10のように構成されたバイアス電流源15のみを備えていてもよいし、(3)図9のように構成されたバイアス電流源15と図10のように構成されたバイアス電流源15との両方を備え、何れのバイアス電流源15を使用するかを切り替え可能に構成されていてもよい。SAS2.0で定められたOOB信号等の間欠信号の送信には、図9のように構成されたバイアス電流源15の使用が適している。図9のように構成されたバイアス電流源15は、電源(電圧VDD)の変動に対して電流比が変動しやすい傾向を有する反面、VCSELのバイアス電圧の急激な変動に強く、IDLE区間からDATA区間への遷移に対して応答時間が短いからである。一方、InfiniBand規格等において定められた連続信号の送信には、図10のように構成されたバイアス電流源15の使用が適している。図10のように構成されたバイアス電流源15は、電源(電圧VDD)の変動に対して電流比が変動しにくい傾向を有する反面、VCSELのバイアス電圧の急激な変動に対しては弱く、IDLE区間からDATA区間への遷移に対する応答時間が長いからである。したがって、使用するバイアス電流源を送信するデータ信号のタイプに適した方に切り替える構成を採用すれば、間欠信号の送信にも連続信号の送信にも適した光送信器1を実現することができる。
The
〔補償電流源の構成例〕
上述した補償電流源16の構成例について、図11〜図12を参照して説明する。[Configuration example of compensation current source]
A configuration example of the compensation
図11は、補償電流源16の第1の構成例を示す回路図である。
FIG. 11 is a circuit diagram showing a first configuration example of the compensation
補償電流源16は、図11に示すように、トランジスタ(npnトランジスタ)Tr13により構成することができる。
As shown in FIG. 11, the compensation
トランジスタTr13のコレクタ端子は、電源(電圧VDD)に接続され、トランジスタTr13のベース端子は、クランプ電源(電圧Vcramp)に接続されている。 The collector terminal of the transistor Tr13 is connected to a power supply (voltage VDD), and the base terminal of the transistor Tr13 is connected to a clamp power supply (voltage Vcramp).
この補償電流源16は、Vth=Vcramp−VBE(トランジスタTr13のベース−エミッタ間電圧)を閾値電圧として、トランジスタTr13のエミッタ電圧が閾値電圧Vthを下回ったときに、補償電流i4を出力する。
The compensation
なお、本構成例においては、補償電流源16を構成するトランジスタTr13としてPnpnトランジスタを用いているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、補償電流源16を構成するトランジスタTr13としてNMOSトランジスタを用いてもよい。
In this configuration example, a Pnpn transistor is used as the transistor Tr13 constituting the compensation
図12は、補償電流源16の第2の構成を示す回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a second configuration of the compensation
図12に示す補償電流源16は、図11に示す補償電流源16にオペアンプOP4を追加したものである。
The compensation
オペアンプOP4は、ボルテージフォロワ回路を構成するよう、非反転入力端子と出力端子とが直結されている。オペアンプOP4の反転入力端子は、クランプ電源(電圧Vcramp)に接続され、オペアンプOP4の出力端子は、トランジスタTr13のベース端子に接続されている。 In the operational amplifier OP4, a non-inverting input terminal and an output terminal are directly connected so as to constitute a voltage follower circuit. The inverting input terminal of the operational amplifier OP4 is connected to the clamp power supply (voltage Vcramp), and the output terminal of the operational amplifier OP4 is connected to the base terminal of the transistor Tr13.
この補償電流源16も、Vth=Vcramp−VBE(トランジスタTr13のベース−エミッタ間電圧)を閾値電圧として、トランジスタTr13のエミッタ電圧が閾値電圧Vthを下回ったときに、補償電流i4を出力する。
The compensation
〔IDLE検出回路の第1の変形例〕
図4に示すIDLE検出回路11の第1の変形例について、図25を参照して説明する。図25は、本変形例に係るIDLE検出回路61aの構成を示す回路図である。[First Modification of IDLE Detection Circuit]
A first modification of the
図25に示すように、本変形例に係るIDLE検出回路61aは、図4に示すIDLE検出回路11と同様、第1のコンパレータComp1、第2のコンパレータComp2、及びANDゲートAND1を備えている。ただし、ANDゲートAND1の動作周波数は、生成される電圧信号に論理切り替え時のスパイクノイズが含まれない程度に十分に低く(例えば、コンパレータComp1,Comp2の動作周波数の1/10以下)に設定されている。このため、IDLE検出回路61aにおいては、論理切り替え時のスパイクノイズを除去するためのローパスフィルタLPF1が省略されている。
As shown in FIG. 25, the
図4に示すIDLE検出回路11及び図25に示すIDLE検出回路61aは、正相のデータ信号の値及び逆相のデータ信号の値の各々を単一の基準電圧V0と比較することによって、データ信号の値が下限値V0以上かつ上限値2×Vcom−V0以下となるレンジに含まれている区間を、IDLE区間として検出する(Vcomは、データ信号のコモン電圧を表す)。この方法によれば、データ信号の中間レベルとデータ信号のコモン電圧との間の差が十分に小さい場合、IDLE区間を確実に検出することができる。なお、この方法は、当該レンジの下限値及び上限値を独立に設定することができないことの代償として、基準電圧源を1つで済ますことができるという共通の利点を有する。特に、図25に示すIDLE検出回路61aは、ローパスフィルタLPF1が省略されているため、図4に示すIDLE検出回路11aよりも回路構成を簡素化することができるという更なる利点を持つ。
The
〔IDLE検出回路の第2の変形例〕
図4に示すIDLE検出回路61の第2の変形例について、図26及び図27を参照して説明する。図26は、本変形例に係るIDLE検出回路61bの構成を示す回路図である。図27は、本変形例に係るIDLE検出回路61bの各部における電圧信号の波形図である。[Second Modification of IDLE Detection Circuit]
A second modification of the IDLE detection circuit 61 shown in FIG. 4 will be described with reference to FIGS. FIG. 26 is a circuit diagram showing a configuration of an
図26に示すように、本変形例に係るIDLE検出回路61bは、IDLE検出回路11と同様に、第1のコンパレータComp1、第2のコンパレータComp2、ANDゲートAND1、及びローパスフィルタLPF1を備えている。ただし、本変形例に係るIDLE検出回路61bは、IDLE検出回路11と以下の2点で相違する。ひとつ目の相違点は、第1のコンパレータComp1の非反転入力端子及び第2のコンパレータComp2の反転入力端子の各々に、データ信号が同相で(本変形例では正相で)入力される点である。すなわち、2つのコンパレータComp1,Comp2の各々には、図27の(a)に図示する波形を有する正相のデータ信号が入力される。ふたつ目の相違点は、第1のコンパレータComp1の反転入力端子及び第2のコンパレータComp2の非反転入力端子の各々に、互いに異なる基準電圧V0a及び基準電圧V0bが入力される点である。
As shown in FIG. 26, the
すなわち、第1のコンパレータComp1の非反転入力端子には、データ信号が正相で入力され、第1のコンパレータComp1の反転入力端子には、基準電圧V0aが入力される。第1のコンパレータComp1は、正相のデータ信号の値と基準電圧V0aとを比較し、比較結果を示す電圧信号を生成する。ここで、基準電圧V0aは、データ信号の値がハイレベルとローレベルとの間の予め定められたレンジの下限値に設定されている。正相のデータ信号の波形は、図27の(b)のようになり、第1のコンパレータComp1で生成された電圧信号の波形は、図27の(c)のようになる。第1のコンパレータComp1で生成された電圧信号は、ANDゲートAND1に入力される。 That is, the data signal is input in the positive phase to the non-inverting input terminal of the first comparator Comp1, and the reference voltage V0a is input to the inverting input terminal of the first comparator Comp1. The first comparator Comp1 compares the value of the positive-phase data signal with the reference voltage V0a and generates a voltage signal indicating the comparison result. Here, the reference voltage V0a is set to a lower limit value of a predetermined range between the high level and the low level of the data signal. The waveform of the positive phase data signal is as shown in FIG. 27B, and the waveform of the voltage signal generated by the first comparator Comp1 is as shown in FIG. 27C. The voltage signal generated by the first comparator Comp1 is input to the AND gate AND1.
第2のコンパレータComp2の反転入力端子には、データ信号が正相で入力され、第2のコンパレータComp2の非反転入力端子には、基準電圧V0bが入力される。第2のコンパレータComp2は、正相のデータ信号の値と基準電圧V0bとを比較し、比較結果を示す電圧信号を生成する。ここで、基準電圧V0bは、上記レンジの上限値に設定されている。正相のデータ信号の波形は、図27の(d)のようになり、第2のコンパレータComp2で生成された電圧信号の波形は、図27の(e)のようになる。第2のコンパレータComp2で生成された電圧信号は、ANDゲートAND1に入力される。 The data signal is input in the positive phase to the inverting input terminal of the second comparator Comp2, and the reference voltage V0b is input to the non-inverting input terminal of the second comparator Comp2. The second comparator Comp2 compares the value of the positive-phase data signal with the reference voltage V0b and generates a voltage signal indicating the comparison result. Here, the reference voltage V0b is set to the upper limit value of the above range. The waveform of the positive phase data signal is as shown in (d) of FIG. 27, and the waveform of the voltage signal generated by the second comparator Comp2 is as shown in (e) of FIG. The voltage signal generated by the second comparator Comp2 is input to the AND gate AND1.
ANDゲートAND1は、第1のコンパレータComp1で生成された電圧信号と第2のコンパレータComp2で生成された電圧信号とを参照し、第1のコンパレータComp1での比較結果と第2のコンパレータComp2での比較結果との論理積を示す電圧信号を生成する。ANDゲートAND1で生成された電圧信号の波形は、図27の(f)のようになる。ANDゲートAND1で生成された電圧信号は、ローパスフィルタLPF1に入力される。 The AND gate AND1 refers to the voltage signal generated by the first comparator Comp1 and the voltage signal generated by the second comparator Comp2, and compares the comparison result of the first comparator Comp1 and the second comparator Comp2. A voltage signal indicating a logical product with the comparison result is generated. The waveform of the voltage signal generated by the AND gate AND1 is as shown in (f) of FIG. The voltage signal generated by the AND gate AND1 is input to the low pass filter LPF1.
ローパスフィルタLPF1は、ANDゲートAND1で生成された電圧信号を平滑化する。すなわち、ANDゲートAND1で生成された電圧信号に含まれる、論理切り替え時のノイズを除去する。ローパスフィルタLPF1で平滑化された電圧信号の波形は、図27の(g)のようになる。すなわち、ローパスフィルタLPF1で平滑化された電圧信号は、IDLE区間内(DATA区間外)で値がハイレベルとなり、IDLE区間外で値がローレベルとなる電圧信号となる。ローパスフィルタLPF1で平滑化された電圧信号は、IDLE検出信号として外部(スケルチ回路12及び補助ドライバ14)に出力される。
The low-pass filter LPF1 smoothes the voltage signal generated by the AND gate AND1. That is, noise at the time of logic switching included in the voltage signal generated by the AND gate AND1 is removed. The waveform of the voltage signal smoothed by the low-pass filter LPF1 is as shown in (g) of FIG. That is, the voltage signal smoothed by the low-pass filter LPF1 is a voltage signal whose value is high level within the IDLE section (outside the DATA section) and whose value is low level outside the IDLE section. The voltage signal smoothed by the low-pass filter LPF1 is output to the outside (
なお、第1のコンパレータComp1の非反転入力端子及び第2のコンパレータComp2の反転入力端子の各々に、正相のデータ信号を入力しているが、逆相のデータ信号を入力する構成であってもよい。この場合でも、IDLE区間内で値がハイレベルとなり、IDLE区間外で値がローレベルとなる電圧信号を得ることができる。 Note that a positive phase data signal is input to each of the non-inverting input terminal of the first comparator Comp1 and the inverting input terminal of the second comparator Comp2, but a reverse phase data signal is input. Also good. Even in this case, it is possible to obtain a voltage signal whose value is at a high level within the IDLE interval and whose value is at a low level outside the IDLE interval.
また、スケルチ回路12及び補助ドライバ14は、IDLE区間内でハイレベルとなるIDLE検出信号を参照して動作するように構成することも、IDLE区間外でハイレベルとなるIDLE検出信号を参照して動作するように構成することもできる。後者のIDLE検出信号を参照して動作するようにスケルチ回路12及び補助ドライバ14を構成する場合には、例えば、以下の構成を採用すればよい。すなわち、IDLE検出回路61bから出力されたIDLE検出信号を、反転アンプを介してスケルチ回路12及び補助ドライバ14に入力する構成を採用すればよい。
Further, the
〔IDLE検出回路の第3の変形例〕
図4に示すIDLE検出回路11の第3の変形例について、図28を参照して説明する。図28は、本変形例に係るIDLE検出回路61cの構成を示す回路図である。[Third Modification of IDLE Detection Circuit]
A third modification of the
図28に示すように、本変形例に係るIDLE検出回路61cは、図26に示すIDLE検出回路61bと同様、第1のコンパレータComp1、第2のコンパレータComp2、及びANDゲートAND1を備えている。ただし、ANDゲートAND1の動作周波数は、生成される電圧信号に論理切り替え時のスパイクノイズが含まれない程度に十分に低く(例えば、コンパレータComp1,Comp2の動作周波数の1/10以下)に設定されている。このため、IDLE検出回路61cにおいては、論理切り替え時のスパイクノイズを除去するためのローパスフィルタLPF1が省略されている。
As shown in FIG. 28, the
図26に示すIDLE検出回路61b及び図28に示すIDLE検出回路61cは、正相のデータ信号を2つの基準電圧V0a,V0bの各々と比較することによって、データ信号の値が下限値V0a以上かつ上限値V0b以下となるレンジに含まれている区間を、IDLE区間として検出する。この方法によれば、データ信号の中間レベルとデータ信号のコモン電圧との間に差によらず、IDLE区間を確実に検出することができる。なお、この方法は、基準電圧源を1つで済ますことができないことの代償として、当該レンジの下限値及び上限値を独立に設定することができるという利点を有する。特に、図28に示すIDLE検出回路61cは、ローパスフィルタLPF1が省略されているため、図26に示すIDLE検出回路61bよりも回路構成を簡素化することができるという更なる利点を持つ。
The
〔IDLE検出回路に関する付記事項〕
なお、図4に図示したIDLE検出回路11及び図26に図示したIDLE検出回路61bが備えているローパスフィルタLPF1は、コンパレータに置き換えることが可能である。図29の(a)は、ローパスフィルタLPF1と置換可能なコンパレータComp3の回路図であり、(b)〜(d)は、コンパレータComp3の各部における電圧信号の波形図である。[Additional Notes on IDLE Detection Circuit]
The low-pass filter LPF1 provided in the
コンパレータComp3は、ローパスフィルタLPF1と同様に、ANDゲートAND1で生成された電圧信号を平滑化する。すなわち、ANDゲートAND1で生成された電圧信号に含まれる、論理切り替え時のノイズを除去する機能を有する。 The comparator Comp3 smoothes the voltage signal generated by the AND gate AND1 similarly to the low-pass filter LPF1. That is, it has a function of removing noise at the time of logic switching included in the voltage signal generated by the AND gate AND1.
図29に示すように、コンパレータComp3の非反転入力端子には、ANDゲートAND1で生成された電圧信号であって、図29の(b)のような波形を有する電圧信号が入力される。この電圧信号は、論理切り替え時のノイズを含んでいる。第3のコンパレータComp3の反転入力端子には、基準電圧V3が入力される。 As shown in FIG. 29, the voltage signal generated by the AND gate AND1 and having the waveform as shown in FIG. 29B is input to the non-inverting input terminal of the comparator Comp3. This voltage signal includes noise at the time of logic switching. The reference voltage V3 is input to the inverting input terminal of the third comparator Comp3.
コンパレータComp3は、ANDゲートAND1で生成された電圧信号と基準電圧V3とを比較し、比較結果を示す電圧信号を生成する。基準電圧V3は、図29の(c)に示すように、ハイレベル時のANDゲートAND1の出力電圧よりも低く、かつ、論理切り替え時のノイズのピーク電圧よりも高くなるように設定されている。コンパレータComp3が生成した電圧信号は、図29の(d)のようになる。すなわち、コンパレータComp3の出力信号は、ローパスフィルタLPF1の出力信号と同様、IDLE区間内(DATA区間外)で値がハイレベルとなり、IDLE区間外で値がローレベルとなる電圧信号となる。 The comparator Comp3 compares the voltage signal generated by the AND gate AND1 with the reference voltage V3, and generates a voltage signal indicating the comparison result. As shown in FIG. 29 (c), the reference voltage V3 is set to be lower than the output voltage of the AND gate AND1 at the high level and higher than the noise peak voltage at the time of logic switching. . The voltage signal generated by the comparator Comp3 is as shown in FIG. That is, the output signal of the comparator Comp3 is a voltage signal whose value becomes high level within the IDLE interval (outside the DATA interval) and becomes low level outside the IDLE interval, like the output signal of the low pass filter LPF1.
〔第1の実施形態に関する付記事項〕
なお、PCIe(PCI Express)に従うシリアル通信でも、SASにおけるOOB信号と同様の信号、すなわち、値がハイレベルとローレベルとを交互に取るDATA区間と、値が中間レベルを取り続けるEI(Electrical Idle)区間とからなるパターンを有する信号を送受信することがある。したがって、本実施形態に係る光送信器1は、PCIeに従うシリアル通信を行うアクティブ光ケーブルのコネクタとしても好適に利用することができる。[Additional notes regarding the first embodiment]
Even in serial communication according to PCIe (PCI Express), a signal similar to an OOB signal in SAS, that is, a DATA section in which a value alternately takes a high level and a low level, and an EI (Electrical Idle) in which the value continues to take an intermediate level A signal having a pattern composed of sections may be transmitted and received. Therefore, the
<第2の実施形態>
本発明に係る光送信器の第2の実施形態について、図13〜図20を参照して説明すれば、以下のとおりである。<Second Embodiment>
A second embodiment of the optical transmitter according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
なお、本実施形態に係る光送信器は、PON(Passive Optical Network)を構成するONU(Optical Network Unit)としての利用を想定したものである。このため、本実施形態に係る光送信器には、データ信号とBEN(Burst ENable)信号とが入力される。データ信号は、2値の電圧信号であり、Enable区間とDisable区間とを含む。データ信号の値は、Enable区間において、送信すべきデータに依りハイレベル又はローレベルを取り、Diable区間において、送信すべきデータに依らずハイレベルとローレベルとを交互に取る(送信すべきデータは、データ信号のEnable区間に重畳される)。BEN信号は、Enable区間を示す2値の電圧信号である。BEN信号の値は、Enable区間において、ハイレベルを取り続け、Disable区間において、ローレベルを取り続ける。また、本実施形態に係る光送信器が備えている発光素子は、DFB−LD(Distributed Feedback Laser Diode)である。このため、本実施形態に係る光送信器は、カソード端子を介してDFB−LDから流出する駆動電流の大きさを制御することによって、データ信号を光信号に変換する。なお、本実施形態は、DFB−LDに限らず、流出する駆動電流の大きさを変化させることによって発光量を制御することが可能な発光素子全般に適用することができる。 The optical transmitter according to the present embodiment is assumed to be used as an ONU (Optical Network Unit) constituting a PON (Passive Optical Network). For this reason, a data signal and a BEN (Burst ENable) signal are input to the optical transmitter according to the present embodiment. The data signal is a binary voltage signal and includes an Enable section and a Disable section. The value of the data signal takes a high level or a low level depending on the data to be transmitted in the Enable section, and alternately takes a high level and a low level in the Disable section regardless of the data to be transmitted (data to be transmitted). Is superimposed on the Enable section of the data signal). The BEN signal is a binary voltage signal indicating the Enable section. The value of the BEN signal continues to take a high level during the Enable section and continues to take a low level during the Disable section. In addition, the light emitting element included in the optical transmitter according to the present embodiment is a DFB-LD (Distributed Feedback Laser Diode). For this reason, the optical transmitter according to the present embodiment converts the data signal into an optical signal by controlling the magnitude of the drive current flowing out from the DFB-LD via the cathode terminal. In addition, this embodiment is applicable not only to DFB-LD but to the whole light emitting element which can control the light emission amount by changing the magnitude | size of the drive current to flow out.
〔光送信器の構成〕
本実施形態に係る光送信器2の構成について、図13を参照して説明する。図13は、光送信器2の構成を示すブロック図である。[Configuration of optical transmitter]
The configuration of the
光送信器2は、図13に示すように、スケルチ回路22と、変調ドライバ23と、補助ドライバ24と、バイアス電流源25と、補償電流源26と、DFB−LD27とを備えている。
As shown in FIG. 13, the
なお、図13においては、スケルチ回路22、変調ドライバ23、補助ドライバ24、バイアス電流源25、及び補償電流源26を単一の集積回路(同図における「TX−IC」)上に実装する構成を例示しているが、本発明は、これに限定されない。すなわち、スケルチ回路22、変調ドライバ23、補助ドライバ24、バイアス電流源25、及び補償電流源26を個別に実装したディスクリート回路により光送信器2を実現しても構わない。
In FIG. 13, the
以下、スケルチ回路22、変調ドライバ23、補助ドライバ24、バイアス電流源25、及び補償電流源26の各々について、その機能を説明する。
Hereinafter, functions of each of the
スケルチ回路22は、BEN信号を参照してDisable区間を特定する。また、スケルチ回路22は、Disable区間において、データ信号の値をローレベルに補正する。すなわち、スケルチ回路22は、Disable区間内では、補正前のデータ信号の値に依らずに、ローレベルを補正後のデータ信号の値として出力し、Disable区間外(Enable区間内)では、補正前のデータ信号の値を補正後のデータ信号の値として出力する。データ信号の波形(入力電圧v1の時間変化)が図14の(a)のようであり、BEN信号の波形(入力電圧v2の時間変化)が図14の(b)のようである場合、スケルチ回路22にて補正されたデータ信号の波形(出力電圧v3の時間変化)は図14の(c)のようになる。スケルチ回路22にて補正されたデータ信号は、変調ドライバ23に入力される。スケルチ回路22にて補正されたデータ信号のことを、以下、「補正後データ信号」と記載する。
The
変調ドライバ23は、補正後データ信号の値に応じた大きさの変調電流i1を吸い込む。より具体的には、(1)補正後データ信号の値がハイレベルであれば、予め定められた大きさ(IM[A])の変調電流i1を吸い込み、(2)補正後データ信号の値がローレベルであれば、変調電流i1の吸い込みを休止する。例えば、補正後データ信号の波形が図14の(c)のようである場合、変調電流i1の大きさの時間変化は、図15の(a)のようになる。変調ドライバ23の構成は、第1の実施形態に係る光送信器1が備える変調ドライバ13と同様である。
The
補助ドライバ24は、BEN信号を参照してDisable区間を特定する。また、補助ドライバ24は、Disable区間において、予め定められた大きさ(IS[A])の補助電流i2を吐き出す。Disable区間で補助ドライバ24が吐き出す補助電流i2の大きさISは、IS>IB(バイアス電流源25が吸い込むバイアス電流i3の大きさ)を満たすように、IS=IB+α(αは正の定数)に設定されている。例えば、BEN信号の波形が図14の(b)のようである場合、補助電流i2の大きさの時間変化は、図15の(b)のようになる。補助ドライバ24の構成例については、参照する図面を代えて後述する。
The
バイアス電流源25は、予め定められた大きさ(IB[A])のバイアス電流i3を吸い込む。バイアス電流i3の大きさの時間変化は、図15の(c)のようになる。なお、バイアス電流源25は、例えば、図13に示すように、一端が出力端子OUTに接続され、他端が接地された直流電流源によって構成することができる。バイアス電流源25の他の構成例については、参照する図面を代えて後述する。
The bias
補償電流源26は、補助電流i2の大きさから変調電流i1の大きさ(Disable区間では0[A])を引いた差がバイアス電流i3の大きさを上回ったときに、バイアス電流i3の不足を補う補償電流i4を吸い込む。Disable区間で補償電流源26が吸い込む補償電流i4の大きさは、IS−IB=α[A]となる。例えば、変調電流i1、補助電流i2、バイアス電流i3の大きさの時間変化が図15の(a)、(b)、(c)のようである場合、補償電流i4の大きさの時間変化は図15の(d)のようになる。なお、補償電流源26は、例えば、図13に示すように、アノード端子が出力端子OUTに接続され、カソード端子が接地されたダイオード(ダイオードクランプ)によって構成することができる。図13に示す補償電流源26は、ダイオードのアノード−カソード間電圧が閾値電圧Vthを上回ると、すなわち、出力端子OUTの電圧が閾値電圧Vthを上回ると、出力端子OUTから補償電流i4を吸い込む。補償電流源26の他の構成例については、参照する図面を代えて後述する。
When the difference obtained by subtracting the magnitude of the modulation current i1 (0 [A] in the disable period) from the magnitude of the auxiliary current i2 exceeds the magnitude of the bias current i3, the compensation
本実施形態に係る光送信器2において、変調ドライバ23、補助ドライバ24,バイアス電流源25、補償電流源26、及びDFB−LD27は、バイアス電流i3と補償電流i4との和(i3+i4)に変調電流i1を加え、更に、補助電流i2を減じた駆動電流i5=(i3+i4)+i1−i2がDFB−LD27から流出するように接続されている。したがって、変調電流i1、補助電流i2、バイアス電流i3、補償電流i4の大きさの時間変化が図15の(a)、(b)、(c)、(d)のようである場合、DFB−LD27から流出する駆動電流i5の大きさの時間変化は図15の(e)のようになる。
In the
本実施形態に係る光送信器2によれば、図15の(e)に示すように、Disable区間においてDFB−LD27から流出する駆動電流i5の大きさを0[A]にすることができる。すなわち、Disable区間においてDFB−LD27を消灯することができる。しかも、本実施形態に係る光送信器2においては、Disable区間においてDFB−LD27から流出する駆動電流i5の大きさを0[A]にする制御を、補助ドライバ24を用いて実現している。このため、Disable区間の始点/終点からDFB−LD27の消灯/点灯までの遅延時間を、バイアス電流の遮断/遮断解除によりDFB−LD27を消灯/点灯する場合と比べて短くすることができる。
According to the
なお、本実施形態においては、Disable区間においてDFB−LD27から流出する駆動電流i5の大きさを0[A]にする構成を採用しているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、Disable区間においてDFB−LD27から流出する駆動電流i5の大きさをDFB−LD27の閾値電流(発振開始電流)以下にする構成を採用してもよい。この場合でも、Disable区間においてDFB−LD27を消灯する(微発光状態にする態様を含む)ことができる。
In the present embodiment, a configuration is adopted in which the magnitude of the drive current i5 flowing out from the DFB-
また、本実施形態に係る光送信器2によれば、Disable区間においてDFB−LD27を確実に消灯することができる。なぜなら、Disable区間で補助ドライバ24が吐き出す補助電流i2の大きさISを、IS>IBを満たすように設定しているからである。しかも、本実施形態に係る光送信器2によれば、Disable区間において補助電流i2の大きさISがバイアス電流i3の大きさを上回っても、出力端子OUTの電圧降下が生じて変調ドライバ23及び補助ドライバ24の動作に支障を来す懸念がない。なぜなら、補助電流i2の大きさISがバイアス電流i3の大きさIBを上回ったときに、補償電流源26から吐き出される補償電流i4によってバイアス電流i3の不足が補われるからである。
Moreover, according to the
なお、本実施形態においては、Disable区間で補助ドライバ24が吸い込む補助電流i2の大きさISをIS>IBを満たすように設定する構成を採用しているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、Disable区間で補助ドライバ24が吸い込む補助電流i2の大きさISをIS=IBを満たすように設定する構成を採用してもよい。この場合でも、Disable区間においてDFB−LD27から流出する駆動電流i5の大きさを0[A]にすることができる。また、この場合には、Disable区間におけるバイアス電流i3の不足が生じないので、補償電流源26を省略することができる。
In the present embodiment, a configuration is adopted in which the magnitude IS of the auxiliary current i2 that the
〔補助ドライバの構成例〕
上述した補助ドライバ24の構成例について、図16を参照して説明する。図16は、補助ドライバ24の構成例を示す回路図である。[Configuration example of auxiliary driver]
A configuration example of the
補助ドライバ24は、図16に示すように、一対のトランジスタ(pnpトランジスタ)Tr21,Tr22と、直流電流源DC21とにより構成することができる。トランジスタTr21は、コレクタ端子が接地され、ベース端子が入力点IN_Nに接続され、エミッタ端子がトランジスタTr22のエミッタ端子に接続される。一方、トランジスタTr22は、コレクタ端子が出力点OUTに接続され、ベース端子が入力点IN_Pに接続され、エミッタ端子がトランジスタTr21のエミッタ端子に接続される。トランジスタTr21のエミッタ端子とトランジスタTr22のエミッタ端子との中間点は、直流電流源DC21を介して電源(電圧VDD)に接続される。直流電流源DC21を流れる電流の大きさは、外部からの設定が可能である。
As shown in FIG. 16, the
補助ドライバ24の入力点IN_Pには、BEN信号が正相で入力され、変調ドライバ13の入力点IN_Nには、BEN信号が逆相で入力される。補助ドライバ24は、BEN信号の値がローレベルであれば、予め定められた大きさ(IS[A])の補助電流i2を出力点OUTから吸い込み、BEN信号の値がハイレベルであれば、出力点OUTからの補助電流i2の吸い込みを休止する。
The BEN signal is input in the positive phase to the input point IN_P of the
なお、本構成例においては、補助ドライバ24を構成するトランジスタTr21,Tr22としてpnpトランジスタを用いているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、補助ドライバ24を構成するトランジスタTr21,Tr22としてPMOSトランジスタを用いてもよい。
In this configuration example, pnp transistors are used as the transistors Tr21 and Tr22 constituting the
〔バイアス電流源の構成例〕
上述したバイアス電流源25の構成例について、図17を参照して説明する。図17は、バイアス電流源15の第1の構成例を示す回路図である。[Configuration example of bias current source]
A configuration example of the bias
バイアス電流源25は、図17に示すように、1対のトランジスタ(npnトランジスタ)Tr23,Tr24と、直流電流源DC22とにより構成することができる。
As shown in FIG. 17, the bias
トランジスタTr23のエミッタ端子は、接地されている。トランジスタTr23のベース端子は、トランジスタTr23のコレクタ端子に接続されると共に、トランジスタTr24のベース端子に接続されている。トランジスタTr24のエミッタ端子は接地されている。すなわち、トランジスタTr34,Tr24は、トランジスタTr23のコレクタ端子を入力点とし、トランジスタTr24のコレクタ端子を出力点とするカレントミラー回路を構成する。 The emitter terminal of the transistor Tr23 is grounded. The base terminal of the transistor Tr23 is connected to the collector terminal of the transistor Tr23 and to the base terminal of the transistor Tr24. The emitter terminal of the transistor Tr24 is grounded. That is, the transistors Tr34 and Tr24 constitute a current mirror circuit having the collector terminal of the transistor Tr23 as an input point and the collector terminal of the transistor Tr24 as an output point.
トランジスタTr23,Tr24のサイズは、このカレントミラー回路の出力点に流入する電流i3の大きさが、このカレントミラー回路の入力点に流入する電流i3’の大きさのN倍となるように設定されている。したがって、このカレントミラー回路の入力点にIB/N[A]の電流i3’を流す直流電流源DC22を接続すれば、このカレントミラー回路の出力点からIB[A]の電流i3を取り出すことができる。 The sizes of the transistors Tr23 and Tr24 are set so that the magnitude of the current i3 flowing into the output point of the current mirror circuit is N times the magnitude of the current i3 ′ flowing into the input point of the current mirror circuit. ing. Therefore, if the DC current source DC22 that supplies the current i3 ′ of IB / N [A] is connected to the input point of the current mirror circuit, the current i3 of IB [A] can be extracted from the output point of the current mirror circuit. it can.
なお、本構成例においては、バイアス電流源25を構成するトランジスタTr23,Tr24としてnpnトランジスタを用いているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、バイアス電流源25を構成するトランジスタTr23,Tr24としてNMOSトランジスタを用いてもよい。
In this configuration example, npn transistors are used as the transistors Tr23 and Tr24 constituting the bias
〔補償電流源の構成例〕
上述した補償電流源26の構成例について、図18〜図20を参照して説明する。[Configuration example of compensation current source]
A configuration example of the compensation
図18は、補償電流源26の第1の構成例を示す回路図である。
FIG. 18 is a circuit diagram showing a first configuration example of the compensation
補償電流源26は、図18に示すように、予め定められた電圧V0を生成する電圧源VS21と、アノード端子が出力端子OUTに接続され、カソード端子が電圧源VS21を介して接地されたダイオードD21とにより構成することができる。図18に示す補償電流源26は、ダイオードD21のアノード・カソード間電圧が閾値電圧Vthを上回ると、すなわち、出力端子OUTの電圧がV0+Vthを上回ると、出力端子OUTから補償電流i4を吸い込む。
As shown in FIG. 18, the compensation
図19は、補償電流源26の第2の構成例を示す回路図である。
FIG. 19 is a circuit diagram showing a second configuration example of the compensation
補償電流源26は、図19に示すように、予め定められた電圧V0を生成する電圧源VS22と、コレクタ端子が出力端子OUTに接続され、エミッタ端子が電圧源VS22を介して接地され、ベース端子が自身のコレクタ端子に短絡されたトランジスタ(npnトランジスタ)Tr25とにより構成することができる。図19に示す補償電流源26は、トランジスタTr25のベース・エミッタ間電圧が閾値電圧Vthを上回ると、すなわち、出力端子OUTの電圧がV0+Vthを上回ると、出力端子OUTから補償電流i4を吸い込む。
As shown in FIG. 19, the compensation
なお、本構成例においては、補償電流源26を構成するトランジスタTr25としてnpnトランジスタを用いているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、補償電流源26を構成するトランジスタTr25としてNMOSトランジスタを用いてもよい。
In this configuration example, an npn transistor is used as the transistor Tr25 constituting the compensation
図20は、補償電流源26の第3の構成例を示す回路図である。
FIG. 20 is a circuit diagram showing a third configuration example of the compensation
補償電流源26は、図19に示すように、(1)予め定められた電圧V0を生成する電圧源VS23と、(2)反転入力端子が電圧源VS23を介して接地され、非反転入力が自身の出力端子に短絡されたオペアンプOP21と、(3)ドレイン端子が出力端子OUTに接続され、ソース端子が接地され、ベース端子がオペアンプOP21の出力端子に接続されたトランジスタ(PMONSトランジスタ)M21とにより構成することができる。オペアンプOP21は、ボルテージフォロワ回路を構成しているので、トランジスタM21のベゲート電圧は、電圧源VS23にて生成される電圧V0に一致する。図20に示す補償電流源26は、トランジスタM21のゲート・ソース間電圧が閾値電圧Vthを上回ると、すなわち、出力端子OUTの電圧が電圧V0+Vthを上回ると、出力端子OUTから補償電流i4を吸い込む。
As shown in FIG. 19, the compensation
なお、本構成例においては、補償電流源26を構成するトランジスタM21としてPMOSトランジスタを用いているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、補償電流源26を構成するトランジスタM21としてpnpトランジスタを用いてもよい。
In this configuration example, a PMOS transistor is used as the transistor M21 constituting the compensation
<その他の実施形態>
第1の実施形態に係る光送信器1は、図21に示すように、IDLE区間検出回路11を入力端子IN2に置き換えることによって、第2の実施形態に係る光送信器2と同様、PONを構成するONUとして利用することが可能である。この場合、BEN信号が入力端子IN2を介してスケルチ回路12及び補助ドライバ14に入力されることになる。<Other embodiments>
As shown in FIG. 21, the
なお、第1の実施形態に係る光送信器1においては、光源としてVCSELを用いているが、これに限定されるものではない。すなわち、流入する駆動電流を変化させることによって発光量を変化させることが可能な光源であれば、どのような光源であっても第1の実施形態に係る光送信器1における光源として用いることができる。図21に示す変形例においても、同様のことが言える。
In the
一方、第2の実施形態に係る光送信器2は、図22に示すように、入力端子IN2をIDLE区間検出回路21に置き換えることによって、第1の実施形態に係る光送信器1と同様、アクティブ光ケーブルのコネクタとして利用することが可能である。IDLE区間検出回路21の機能及び構成は、第1の実施形態に係る光送信器1が備えるIDLE区間検出回路11の機能及び構成と同様である。この場合、IDLE区間検出回路21には、データ信号が入力され、スケルチ回路22及び補助ドライバ24には、IDLE区間検出回路21にて生成されたIDLE検出信号が入力されることになる。
On the other hand, the
なお、第2の実施形態に係る光送信器2においては、光源としてDFB−LDを用いているが、これに限定されるものではない。すなわち、流出する駆動電流を変化させることによって発光量を変化させることが可能な光源であれば、どのような光源であっても第2の実施形態に係る光送信器2における光源として用いることができる。FP−LD(Fabry Perot Laser Diode)は、このような光源の一例である。図22に示す変形例においても、同様のことが言える。
In the
〔まとめ〕
以上のように、本実施形態に係る光送信器は、データ信号に応じた変調電流を吸い込む変調ドライバと、無信号区間において補助電流を吸い込む又は吐き出す補助ドライバと、上記バイアス電流と上記変調電流との差又は和から上記補助電流を引いた駆動電流が流入又は流出する発光素子とを備えており、上記補助電流の大きさは、無信号区間における駆動電流の大きさが上記発光素子の閾値電流以下になるように設定されている、ことを特徴とする。[Summary]
As described above, the optical transmitter according to the present embodiment includes the modulation driver that sucks the modulation current according to the data signal, the auxiliary driver that sucks or discharges the auxiliary current in the no-signal section, the bias current, and the modulation current. A light emitting element in which a driving current obtained by subtracting the auxiliary current from the difference or sum of the current flows in or out, and the magnitude of the auxiliary current is the threshold current of the light emitting element in the non-signal period It is set so that it may become the following.
また、本実施形態に係る光送信方法は、データ信号に応じた変調電流を吸い込む吸込工程と、無信号区間において補助電流を吸い込む又は吐き出す吸込/吐出工程と、上記バイアス電流と上記変調電流との差又は和から上記補助電流を引いた駆動電流を発光素子に入流又は流出させる流入/流出工程とを含んでおり、上記補助電流の大きさは、無信号区間における駆動電流の大きさが上記発光素子の閾値電流以下になるように設定されている、ことを特徴とする。 Further, the optical transmission method according to the present embodiment includes a suction step for sucking a modulation current according to a data signal, a suction / discharge step for sucking or discharging an auxiliary current in a no-signal section, and the bias current and the modulation current. And an inflow / outflow process in which a driving current obtained by subtracting the auxiliary current from the difference or sum is input to or output from the light emitting element. The magnitude of the auxiliary current is determined by the magnitude of the driving current in the non-signal period It is set so that it may become below the threshold current of an element.
上記の構成によれば、無信号区間における駆動電流の大きさを発光素子の閾値電流以下にする制御が補助ドライバにより実現される。このため、当該制御を変調ドライバ及びバイアス電流源への電力供給を停止することにより実現する従来の光送信器と比べて、無信号区間が開始してから光信号の値がオフレベルになるまでの遅延を短くすることができる。 According to said structure, the control which makes the magnitude | size of the drive current in a no signal area below the threshold current of a light emitting element is implement | achieved by an auxiliary driver. For this reason, compared with a conventional optical transmitter that realizes this control by stopping the power supply to the modulation driver and the bias current source, until the value of the optical signal becomes off-level after the no-signal interval starts. The delay can be shortened.
本実施形態に係る光送信器において、上記補助ドライバは、上記無信号区間において上記補助電流を吸い込むものであり、上記発光素子は、上記バイアス電流と上記変調電流との差から上記補助電流を引いた上記駆動電流が流入する発光素子であり、上記補助電流の大きさは、上記無信号区間における上記変調電流の大きさとの和が上記バイアス電流の大きさ以上になるように設定されている、ことが好ましい。 In the optical transmitter according to the present embodiment, the auxiliary driver sucks the auxiliary current in the no-signal interval, and the light emitting element subtracts the auxiliary current from the difference between the bias current and the modulation current. And the magnitude of the auxiliary current is set such that the sum of the magnitude of the modulation current in the no-signal interval is equal to or greater than the magnitude of the bias current. It is preferable.
上記の構成によれば、流入する駆動電流の大きさを変化させることによって発光量を制御することが可能な発光素子を光源とする光送信器において、無信号区間が開始してから光信号の値がオフレベルになるまでの遅延を短くすることができる。 According to the above configuration, in an optical transmitter that uses a light emitting element that can control the amount of light emission by changing the magnitude of an inflowing drive current as a light source, after the no-signal interval starts, The delay until the value reaches the off level can be shortened.
本実施形態に係る光送信器において、上記補助電流の大きさは、上記無信号区間における上記変調電流の大きさとの和が上記バイアス電流の大きさよりも大きくなるように設定されており、当該光送信器は、上記変調電流の大きさと上記補助電流の大きさとの和が上記バイアス電流の大きさを上回ったときに、上記バイアス電流の不足を補う補償電流を吐き出す補償電流源を更に備えている、ことが好ましい。 In the optical transmitter according to the present embodiment, the magnitude of the auxiliary current is set so that the sum of the magnitude of the modulation current in the no-signal interval is larger than the magnitude of the bias current. The transmitter further includes a compensation current source for discharging a compensation current that compensates for the shortage of the bias current when the sum of the magnitude of the modulation current and the magnitude of the auxiliary current exceeds the magnitude of the bias current. Is preferable.
上記の構成によれば、補助電流の大きさが上記のように設定されているので、無信号区間において発光素子に流入する駆動電流の大きさを確実に発光素子の閾値電流以下、例えば、0[A]にすることができる。しかも、上記の構成によれば、バイアス電流の不足が補償電流により補われるので、補助電流の大きさが上記のように設定されていても、無信号区間において変調ドライバ及び補助ドライバの動作に支障を来す懸念がない。 According to the above configuration, since the magnitude of the auxiliary current is set as described above, the magnitude of the drive current flowing into the light emitting element in the non-signal period is surely equal to or less than the threshold current of the light emitting element, for example, 0 [A] can be set. In addition, according to the above configuration, since the shortage of the bias current is compensated by the compensation current, even if the magnitude of the auxiliary current is set as described above, the operation of the modulation driver and the auxiliary driver is hindered in the non-signal period. There is no concern to come.
本実施形態に係る光送信器において、上記データ信号は、値がハイレベル又はローレベルを取るDATA区間と、値が中間レベルを取り続けるIDLE区間を含み、上記無信号区間は、上記IDLE区間である、ことが好ましい。 In the optical transmitter according to the present embodiment, the data signal includes a DATA section in which a value takes a high level or a low level and an IDLE section in which the value continues to take an intermediate level, and the no-signal section is the IDLE section. Is preferable.
上記の構成によれば、SASにおけるOOB信号又はPCIeにおけるEI信号を送信する光送信器において、IDLE区間が開始してから光信号の値がオフレベルになるまでの遅延を短くすることができる。 According to the above configuration, in an optical transmitter that transmits an OOB signal in SAS or an EI signal in PCIe, the delay from the start of the IDLE interval to the value of the optical signal can be shortened.
本実施形態に係る光送信器において、上記補助ドライバは、上記IDLE区間を示すIDLE検出信号を増幅するプリドライバと、上記プリドライバにより増幅されたIDLE検出信号の値に応じて上記補助電流を引き込むか否かを切り替えるメインドライバとを備えている、ことが好ましい。 In the optical transmitter according to the present embodiment, the auxiliary driver draws the auxiliary current according to a pre-driver that amplifies the IDLE detection signal indicating the IDLE section and the value of the IDLE detection signal amplified by the pre-driver. And a main driver for switching whether or not.
メインドライバから出力される電流信号を歪ませることなく、その振幅を所定の大きさにするために、メインドライバに入力されるIDLE検出信号の振幅(ハイレベルとローレベルとの電位差)を所定の大きさにする必要が生じることがある。上記の構成によれば、プリドライバによって、メインドライバに入力されるIDLE検出信号の振幅を所定の値にすることができる。したがって、メインドライバから出力される電流信号を歪ませることなく、その振幅を所定の大きさにすることができる。 In order to make the amplitude of the current signal output from the main driver not distorted, the amplitude of the IDLE detection signal input to the main driver (potential difference between high level and low level) is set to a predetermined level. It may need to be sized. According to the above configuration, the amplitude of the IDLE detection signal input to the main driver can be set to a predetermined value by the pre-driver. Therefore, the amplitude of the current signal output from the main driver can be set to a predetermined level without distorting the current signal.
本実施形態に係る光送信器において、上記補助ドライバは、電源と上記プリドライバとの間に挿入された電圧降下器と、上記プリドライバの出力電圧の大きさに応じて上記電圧降下器の電圧降下量を制御する制御回路とを更に備えている、ことが好ましい。 In the optical transmitter according to the present embodiment, the auxiliary driver includes a voltage drop inserted between a power source and the pre-driver, and a voltage of the voltage drop according to the magnitude of the output voltage of the pre-driver. It is preferable to further include a control circuit that controls the descending amount.
上記の構成によれば、プリドライバの電源電圧の変動に応じたプリドライバの出力電圧の変動が抑えられる。したがって、メインドライバを構成する各素子の動作条件が破たんすることを防ぐために、プリドライバの電源電圧の変動範囲に厳しい条件を課す必要がなくなる。 According to said structure, the fluctuation | variation of the output voltage of a predriver according to the fluctuation | variation of the power supply voltage of a predriver is suppressed. Therefore, it is not necessary to impose strict conditions on the fluctuation range of the power supply voltage of the pre-driver in order to prevent the operating conditions of each element constituting the main driver from being broken.
本実施形態に係る光送信器において、上記補助ドライバは、上記無信号区間において上記補助電流を吐き出すものであり、上記発光素子は、上記バイアス電流と上記変調電流との和から上記補助電流を引いた上記駆動電流が流出する発光素子であり、上記補助電流の大きさは、上記バイアス電流の大きさ以上に設定されている、ことが好ましい。 In the optical transmitter according to the present embodiment, the auxiliary driver discharges the auxiliary current in the no-signal interval, and the light emitting element subtracts the auxiliary current from the sum of the bias current and the modulation current. It is preferable that the driving current flows out, and the auxiliary current is set to be larger than the bias current.
上記の構成によれば、流出する駆動電流の大きさを変化させることによって発光量を制御することが可能な発光素子を光源とする光送信器において、無信号区間が開始してから光信号の値がオフレベルになるまでの遅延を短くすることができる。 According to the above configuration, in an optical transmitter using a light emitting element that can control the amount of light emission by changing the magnitude of the drive current that flows out, the optical signal is transmitted after the no-signal interval starts. The delay until the value reaches the off level can be shortened.
本実施形態に係る光送信器において、上記補助電流の大きさは、上記バイアス電流の大きさよりも大きく設定されており、当該光送信器は、上記補助電流の大きさが上記バイアス電流の大きさを上回ったときに、上記バイアス電流の不足を補う補償電流を吐き出す補償電流源を更に備えている、ことが好ましい。 In the optical transmitter according to the present embodiment, the magnitude of the auxiliary current is set larger than the magnitude of the bias current, and the optical transmitter is configured such that the magnitude of the auxiliary current is the magnitude of the bias current. It is preferable to further include a compensation current source for discharging a compensation current that compensates for the shortage of the bias current.
上記の構成によれば、補助電流の大きさが上記のように設定されているので、無信号区間において発光素子から流出する駆動電流の大きさを確実に発光素子の閾値電流以下、例えば0[A]にすることができる。しかも、上記の構成によれば、バイアス電流の不足が補償電流により補われるので、補助電流の大きさが上記のように設定されていても、無信号区間において変調ドライバ及び補助ドライバの動作に支障を来す懸念がない。 According to the above configuration, since the magnitude of the auxiliary current is set as described above, the magnitude of the drive current flowing out from the light emitting element in the non-signal period is surely equal to or less than the threshold current of the light emitting element, for example, 0 [ A]. In addition, according to the above configuration, since the shortage of the bias current is compensated by the compensation current, even if the magnitude of the auxiliary current is set as described above, the operation of the modulation driver and the auxiliary driver is hindered in the non-signal period. There is no concern to come.
本実施形態に係る光送信器において、当該光送信器には、Enable区間とDisable区間とを示すBEN信号が入力され、上記無信号区間は、上記Disable区間である、ことが好ましい。また、本発明に係る光送信器において、上記補助ドライバは、上記BEN信号の値に応じて上記補助電流を引き込むか否かを切り替えるものである、ことが好ましい。 In the optical transmitter according to the present embodiment, it is preferable that a BEN signal indicating an Enable section and a Disable section is input to the optical transmitter, and the no-signal section is the Disable section. In the optical transmitter according to the present invention, it is preferable that the auxiliary driver switches whether to draw the auxiliary current according to the value of the BEN signal.
上記の構成によれば、PONを構成するONUに内蔵される光送信器において、Disable区間が開始してから光信号の値がオフレベルになるまでの遅延を短くすることができる。 According to the above configuration, in the optical transmitter built in the ONU constituting the PON, it is possible to shorten the delay until the value of the optical signal becomes the off level after the Disable period starts.
なお、光ファイバを収容したケーブルと、上記ケーブルの両端に設けられた1対のコネクタとを備えたアクティブ光ケーブルであって、上記1対のコネクタの一方又は両方が上記送信器を備えているアクティブ光ケーブルも、本発明の範疇に含まれる。また、PON(Passive Optical Network)を構成するONU(Optical Network Unit)であって、上記光送信器を備えているONUも、本発明の範疇に含まれる。 An active optical cable including a cable containing an optical fiber and a pair of connectors provided at both ends of the cable, wherein one or both of the pair of connectors includes the transmitter. Optical cables are also included in the scope of the present invention. Further, an ONU (Optical Network Unit) that constitutes a PON (Passive Optical Network) and includes the optical transmitter is also included in the scope of the present invention.
<付記事項>
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。<Additional notes>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、OOBパターン等を含むデータ信号を送信する光送信器に好適に利用することができる。特に、本発明は、SAS2.0やPCIe3.0などのメタルケーブルの使用を前提した通信規格に適合した光送信器の実現に寄与する。また、PONを構成するONUとしても好適に利用することができる。 The present invention can be suitably used for an optical transmitter that transmits a data signal including an OOB pattern or the like. In particular, the present invention contributes to the realization of an optical transmitter conforming to a communication standard premised on the use of a metal cable such as SAS 2.0 or PCIe 3.0. Moreover, it can be suitably used as an ONU constituting a PON.
1 光送信器
11 IDLE検出回路
12 スケルチ回路
13 変調ドライバ
14 補助ドライバ
15 バイアス電流源
16 補償電流源
17 VCSEL(発光素子)
2 光送信器
22 スケルチ回路
23 変調ドライバ
24 補助ドライバ
25 バイアス電流源
26 補償電流源
27 DFB−LD(発光素子)
i1 変調電流
i2 補助電流
i3 バイアス電流
i4 補償電流
i5 駆動電流DESCRIPTION OF
2
i1 Modulation current i2 Auxiliary current i3 Bias current i4 Compensation current i5 Drive current
Claims (7)
無信号区間において補助電流を吸い込む補助ドライバと、
バイアス電流と上記変調電流との差から上記補助電流を引いた駆動電流が流入するカソード接地型の発光素子と、
上記変調電流の大きさと上記補助電流の大きさとの和が上記バイアス電流の大きさを上回ったときに、上記バイアス電流の不足を補う補償電流を吐き出す補償電流源と、を備えており、
上記補助電流の大きさは、上記無信号区間における上記変調電流の大きさとの和が上記バイアス電流の大きさよりも大きくなるように設定されており、
上記補償電流源は、クランプ電源及び上記発光素子に接続されたダイオード又はトランジスタにより構成されている、
ことを特徴とする光送信器。 A modulation driver that absorbs the modulation current according to the data signal;
An auxiliary driver that draws in auxiliary current in the no-signal interval;
A grounded cathode type light emitting element into which a drive current obtained by subtracting the auxiliary current from the difference between the bias current and the modulation current flows;
A compensation current source for discharging a compensation current that compensates for the shortage of the bias current when the sum of the magnitude of the modulation current and the magnitude of the auxiliary current exceeds the magnitude of the bias current , and
The magnitude of the auxiliary current is set so that the sum of the magnitude of the modulation current in the no-signal interval is larger than the magnitude of the bias current,
The compensation current source is composed of a clamp power source and a diode or transistor connected to the light emitting element.
An optical transmitter characterized by that.
上記無信号区間は、上記IDLE区間である、
ことを特徴とする請求項1に記載の光送信器。 The data signal includes a DATA section in which the value takes a high level or a low level, and an IDLE section in which the value continues to take an intermediate level,
The no-signal section is the IDLE section.
The optical transmitter according to claim 1 .
ことを特徴とする請求項2に記載の光送信器。 The auxiliary driver includes a pre-driver that amplifies an IDLE detection signal indicating the IDLE section, and a main driver that switches whether to draw the auxiliary current according to the value of the IDLE detection signal amplified by the pre-driver. ing,
The optical transmitter according to claim 2 .
ことを特徴とする請求項3に記載の光送信器。 The auxiliary driver further includes a voltage drop inserted between a power source and the pre-driver, and a control circuit for controlling the voltage drop amount of the voltage drop according to the output voltage of the pre-driver. Have
The optical transmitter according to claim 3 .
上記1対のコネクタの一方又は両方が請求項1〜4の何れか1項に記載の光送信器を備えている、
ことを特徴とするアクティブ光ケーブル。 An active optical cable comprising a cable containing an optical fiber and a pair of connectors provided at both ends of the cable,
One or both of the pair of connectors includes the optical transmitter according to any one of claims 1 to 4 .
An active optical cable characterized by that.
って、請求項1〜4の何れか1項に記載の光送信器を備えている、
ことを特徴とするONU。 It is ONU (Optical Network Unit) which comprises PON (Passive Optical Network), Comprising: The optical transmitter of any one of Claims 1-4 is provided,
ONU characterized by that.
無信号区間において補助電流を吸い込む工程と、
バイアス電流と上記変調電流との差又は和から上記補助電流を引いた駆動電流をカソード接地型の発光素子に流入させる工程と、
上記変調電流の大きさと上記補助電流の大きさとの和が上記バイアス電流の大きさを上回ったときに、上記バイアス電流の不足を補う補償電流を吐き出す工程と、を含んでおり、
上記補助電流の大きさは、上記無信号区間における上記変調電流の大きさとの和が上記バイアス電流の大きさよりも大きくなるように設定されており、
上記補償電流を吐き出す工程は、クランプ電源及び上記発光素子に接続されたダイオード又はトランジスタにより実施されている、
ことを特徴とする光送信方法。 And as Sucking write non-engineering the modulation current in accordance with the data signal,
And as write-free factory Sucking the auxiliary current in the no-signal section,
And from the difference or the sum of the bias current and the modulation current as the engineering of Ru allowed to flow into the drive current obtained by subtracting the auxiliary current to the light emitting element of the cathode grounded,
Discharging a compensation current that compensates for the shortage of the bias current when the sum of the magnitude of the modulation current and the magnitude of the auxiliary current exceeds the magnitude of the bias current .
The magnitude of the auxiliary current is set so that the sum of the magnitude of the modulation current in the no-signal interval is larger than the magnitude of the bias current,
The step of discharging the compensation current is performed by a clamp power source and a diode or a transistor connected to the light emitting element.
An optical transmission method.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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