CN102254564A - 激光检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光检测电路。在该激光检测电路中，通过抑制在进行动作停止模式与动作模式的切换时产生的尖峰输出来防止与后级相连接的电路的破坏、误动作。激光检测电路具备：差动放大器，其将与激光强度相应的信号放大后输出；驱动晶体管TR5，其基极被施加差动放大器的输出；第二恒流源，其与差动晶体管TR5的发射极相连接；输出晶体管TR7，其基极与驱动晶体管TR5的发射极相连接；旁路晶体管TR9，其连接在驱动晶体管TR5的发射极与接地端之间；以及控制电路。当从动作停止模式转变为动作模式时，控制电路通过导通旁路晶体管TR9来形成从第二恒流源经由旁路晶体管TR9直至接地端的旁路电流路径。

Description

激光检测电路

技术领域

本发明涉及一种输出与激光的强度相应的电信号的激光检测电路。

背景技术

近年来，作为多媒体时代的主角的CD(Compact Disc的简称)等光盘普及速度惊人。在此期间，作为新一代光盘出现了采用蓝紫色半导体激光器的蓝光光盘(Blu-ray Disc)。

图6是表示光盘装置100的结构的示意图。光盘装置100构成为包括：半导体激光器1、半透半反镜2、激光检测电路3、激光驱动器4、微型计算机5、光盘6以及数据读取装置7。

由半导体激光器1产生的激光通过半透半反镜2反射后照射到光盘6的表面。来自光盘6的表面的反射光通过半透半反镜2被数据读取装置7所接收。数据读取装置7根据接收到的反射光来读取存储在光盘6中的数据。

另一方面，由半导体激光器1产生的激光通过半透半反镜2被激光检测电路3所接收。激光检测电路3是输出与激光强度相应的电信号的电路。在这种情况下，激光检测电路3输出一对差动电压信号、即第一输出电压Vop和第二输出电压Von。第二输出电压Von是相对于基准电压将第一输出电压Vop反转得到的电压。

激光驱动器4是如下一种电路：接收第一输出电压Vop和第二输出电压Von，根据这两个电压的电压差(Vop-Von)来控制半导体激光器1的激光强度。通过激光驱动器4的反馈控制进行控制以使从半导体激光器1产生的激光的强度固定。这种光盘装置100被记载在专利文献1中。

专利文献1：日本特开2003-141767号公报。

发明内容

发明要解决的问题

另外，开发了一种具有动作停止模式(休眠模式)和动作模式(活动模式)这两种模式的光盘装置100。在这种情况下，微型计算机5输出用于控制动作停止模式和动作模式这两种模式的切换的模式切换信号。然后，激光检测电路3根据来自微型计算机5的模式切换信号，设定为动作停止模式和动作模式中的某一种模式。

然而，如图4所示，存在如下问题：在从动作停止模式转变为动作模式时，激光检测电路3的第一输出电压Vop会过渡性地升高至接近电源电压Vcc(尖峰输出)。(参照图4的点划线的曲线)

激光检测电路3的后级的激光驱动器4接收该尖峰输出作为输入电压。于是，激光驱动器4的输入电压大于绝对最大额定值，从而存在导致激光驱动器4的破坏、误动作的危险。在激光检测电路3的电源电压(例如5V)高于激光驱动器4的电源电压(例如3.3V)的情况下有可能产生上述问题。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于通过抑制在进行动作停止模式与动作模式的切换时产生的尖峰输出来防止与后级相连接的电路的破坏、误动作。

用于解决问题的方案

本发明的激光检测电路的特征在于，具备：放大器，其被输入与激光强度相应的信号，将该信号放大后输出；第一晶体管，其输入端被施加由上述放大器进行放大后的信号；恒流源，其与上述第一晶体管的输出端相连接；第二晶体管，其输入端连接有上述第一晶体管的输出端；旁路晶体管，其连接在上述第一晶体管的输出端与接地端之间；以及控制电路，当从动作停止模式转变为动作模式时，该控制电路对上述恒流源和上述旁路晶体管进行控制，使上述恒流源开始动作并使上述旁路晶体管导通，从而形成从上述恒流源经由上述旁路晶体管直至接地端的旁路电流路径。

发明的效果

根据本发明的激光检测电路能够抑制在进行动作停止模式与动作模式的切换时产生的尖峰输出，由此将与后级相连接的电路的输入电压抑制为绝对最大额定值以下从而防止电路的破坏、误动作。

附图说明

图1是本发明的实施方式的激光检测电路的电路图。

图2是本发明的实施方式的激光检测电路的输出级的放大电路的电路图。

图3是本发明的实施方式的激光检测电路的动作时序图(从动作停止模式转变为动作模式时)。

图4是本发明的实施方式的激光检测电路以及比较例的激光检测电路的输出电压的波形图。

图5是本发明的实施方式的激光检测电路的动作时序图(从动作模式转变为动作停止模式时)。

图6是表示光盘装置的结构的示意图。

图7是比较例的激光检测电路的放大电路的电路图。

附图标记说明

1：半导体激光器；2：半透半反镜；3：激光检测电路；4：激光驱动器；5：微型计算机；6：光盘；7：数据读取装置；10：光电二极管；11：电流电压转换电路；12、13、14：放大电路；15、16：输出端子；17：输入端子；18：运算放大器；19：电阻；20：运算放大器；21、22：电阻；23：电容器；30：差动放大器；31：第一恒流源；32：第二恒流源；33：第三恒流源；34：控制电路；35：偏压电路；36：开关控制电路；37：外部负载电阻；38、39：电阻；40：电源线；100：光盘装置；TR1、TR2：PNP型晶体管；TR3、TR4：NPN型晶体管；TR5、TR6：驱动晶体管；TR7、TR8：输出晶体管；TR9：旁路晶体管。

具体实施方式

根据附图对本发明的实施方式的激光检测电路3进行说明。下面，首先说明激光检测电路3的整体结构，接着说明作为本发明的主要部分的激光检测电路3的输出级的放大电路13的结构。

[激光检测电路3的结构]

激光检测电路3构成图6的光盘装置100的一部分。图1是激光检测电路3的电路图。激光检测电路3是如下一种电路：能够由IC(Integrated Circuit：集成电路)构成，输出与激光强度相应的电信号。激光检测电路3构成为包括：光电二极管10、电流电压转换电路11、前级的放大电路12、输出级的放大电路(缓冲放大器)13和14、输出端子15和16以及输入端子17。

光电二极管10接收由图6的半导体激光器1产生的激光，产生与激光的强度相应的电流I1。电流电压转换电路11是将电流I1转换为电压V1的电路，构成为包括运算放大器18和电阻19。对运算放大器18的非反转输入端子施加基准电压Vref1。

电阻19连接在运算放大器18的反转输入端子与输出端子之间。因此，在运算放大器18的输出端子中产生电压V1，该电压V1以基准电压Vref1为中心、与电流I1的电流值和电阻19的电阻值的积相应地发生变化。

前级的放大电路12是将电压V1进行放大的放大电路，构成为包括：运算放大器20、电阻21、22以及电容器23。对运算放大器20的非反转输入端子施加基准电压Vref2。电阻21连接在运算放大器18的输出端子与运算放大器20的反转输入端子之间。电阻22连接在运算放大器20的反转输入端子与输出端子之间。

电容器23是限制放大电路12的频带的电容，连接在运算放大器20的反转输入端子与输出端子之间。放大电路12的直流增益的大小为R2/R1。

从而，运算放大器20作为以增益R2/R1将电压V 1进行反转放大的反转放大电路来进行动作。对运算放大器20的非反转输入端子施加基准电压Vref2，因此输出端子的电压V2以基准电压Vref2为中心发生变化。

输出级的放大电路13是缓冲放大器，将以规定增益对电压V2进行放大所得到的第一输出电压Vop输出到输出端子15。放大电路14将以规定增益对电压V2进行反转放大所得到的第二输出电压Von输出到端子16。也就是说，电压V2通过放大电路13、14以差动方式被放大。在这种情况下，第二输出电压Von是将第一输出电压Vop相对于基准电压Vref3反转而得到的电压。

激光检测电路3根据来自图6的微型计算机5的模式切换信号被设定为动作停止模式(休眠模式)和动作模式(活动模式)中的某一种模式。即，从激光检测电路3的输入端子17施加来自微型计算机5的模式切换信号。例如，当模式切换信号为低电平时，运算放大器18、20以及放大电路13、14被设定为动作停止模式，停止这些电路的动作。构成为当模式切换信号为高电平时，运算放大器18、20以及放大电路13、14被设定为动作模式，这些电路进行动作。

[放大电路13的结构]

图2是激光检测电路3的输出级的放大电路13的电路图。放大电路13构成为包括：差动放大器30(本发明中“放大器”的一例)、第一恒流源31、第二恒流源32(本发明中“恒流源”的一例)、第三恒流源33、PNP型驱动晶体管TR5(本发明中“第一晶体管”的一例)、NPN型驱动晶体管TR6、NPN型输出晶体管TR7(本发明中“第二晶体管”的一例)、PNP型输出晶体管TR8、由N沟道型MOS晶体管构成的旁路晶体管TR9、控制电路34、偏压电路35、开关控制电路36、对上述各电路元件提供电源电压Vcc的电源线40、电阻38、39以及输出端子15，其中，上述差动放大器30构成为包括PNP型晶体管TR1、TR2以及NPN型晶体管TR3、TR4。控制电路34、偏压电路35以及开关控制电路36是本发明的“控制电路”的一例。

差动放大器30的晶体管TR3、TR4形成一对差动输入晶体管，对晶体管TR3的基极施加图1中放大电路12的输出端子15的电压V2。晶体管TR4的基极经由电阻38与输出晶体管TR7、TR8的发射极相连接，并且经由电阻39被施加基准电压Vref3。

第一恒流源31与差动放大器30的晶体管TR3、TR4的发射极相连接，向差动放大器30提供动作电流。第二恒流源32连接在驱动晶体管TR5的发射极与电源线40之间。第三恒流源33连接在驱动晶体管TR6的发射极与接地端之间。

驱动晶体管TR5的发射极与输出晶体管TR7的基极相连接。驱动晶体管TR6的发射极与输出晶体管TR8的基极相连接。输出晶体管TR7、TR8的各发射极共同与输出端子15相连接。外部负载电阻37是设置在激光检测电路3的外部的负载电阻(例如，是具有测量探头的1MΩ左右的电阻)，连接在输出端子15与接地端之间。

在驱动晶体管TR5的发射极与第二恒流源32的连接节点和接地端之间连接有旁路晶体管TR9。

控制电路34根据来自微型计算机5的模式切换信号输出功率控制信号PS。偏压电路35构成为根据该功率控制信号PS产生偏压信号BIS，该偏压信号BIS用于控制第一恒流源31、第二恒流源32以及第三恒流源33的开关。

在偏压信号BIS为高电平时，放大电路13被设定为动作停止模式。此时，对电源线40提供电源电压Vcc，但是第一恒流源31、第二恒流源32以及第三恒流源33停止动作。也就是说，第一恒流源31、第二恒流源32以及第三恒流源33的电流值被设定为“0”。由此，差动放大器30以及驱动晶体管TR5、TR6变为动作停止状态(关闭状态)。

当偏压信号BIS从高电平切换为低电平时，从动作停止模式转变为动作模式。由此，第一恒流源31、第二恒流源32以及第三恒流源33开始动作。也就是说，第一恒流源31、第二恒流源32以及第三恒流源33的电流值被设定为非“0”的固定值。与此相对应地，差动放大器30以及驱动晶体管TR5、TR6开始进行动作。

另外，开关控制电路36根据功率控制信号PS产生开关控制信号SWS脉冲信号，该开关控制信号SWS脉冲信号用于控制旁路晶体管TR9的开关。开关控制信号SWS被提供给旁路晶体管TR9的栅极。当开关控制信号SWS为高电平时，旁路晶体管TR9导通，当开关控制信号SWS为低电平时，旁路晶体管TR9截止。

如图3所示，当功率控制信号PS从低电平上升为高电平时，开关控制信号SWS立即从低电平上升为高电平，经过一定时间后，又从高电平降为低电平。能够根据功率控制信号PS，由定时器电路、CR时间常数电路来生成这种开关控制信号SWS。

根据上述的放大电路13的结构，当从动作停止模式转变为动作模式时，旁路晶体管TR9导通固定期间，由此形成从第二恒流源32经由旁路晶体管TR9直至接地端的旁路电流路径，因此能够抑制输出晶体管TR7的基极电流，从而抑制输出端子15的第一输出电压Vop过渡性地升高至接近电源电压Vcc的现象、也就是抑制尖峰输出。

由此，能够将与激光检测电路3的后级相连接的激光驱动器4的输入电压抑制为绝对最大额定值以下，从而防止激光驱动器4的破坏、误动作。

[放大电路13的动作]

(a)根据图3和图4来说明从动作停止模式转变为动作模式时的放大电路13的动作例。

当功率控制信号PS从低电平上升为高电平时，开关控制信号S WS从低电平上升为高电平。于是，旁路晶体管TR9被导通。另外，偏压信号BIS从高电平降为低电平。于是，第一至第三恒流源31、32以及33开始动作。

此时，有可能发生如下情况：在驱动晶体管TR5为截止的状态下，第二恒流源32先开始动作。该情况例如是由于传递偏压信号BIS的布线延迟的差而导致第一恒流源31的动作延迟于第二恒流源32的动作而开始的情况。

在这种情况下，第二恒流源32的电流I2不会流向处于截止状态的驱动晶体管TR5，而是流向输出晶体管TR7的基极。但是，此时，由于旁路晶体管TR9是导通的状态，因此形成了从第二恒流源32经由旁路晶体管TR9直至接地端的旁路电流路径。

优选的是在第二恒流源32开始动作之前导通旁路晶体管TR9。这是因为通过这样设置能够有效地抑制第二恒流源32的电流I2流入输出晶体管TR7的基极。

通过形成旁路电流路径，使从第二恒流源32流入输出晶体管TR7的基极的电流减少，从而减少输出晶体管TR7的发射极电流，其结果是如图4的实线的曲线所示，输出端子15的第一输出电压Vop的尖峰输出得到抑制。之后，当驱动晶体管TR5开始动作时，开关控制信号SWS从高电平降为低电平，旁路晶体管TR9截止。由此，放大电路13进入普通的动作模式。

与此相对，在图7的比较例的放大电路13A中，由于没有设置旁路晶体管TR9，因此在驱动晶体管TR5为截止的状态下第二恒流源32开始动作的情况下，第二恒流源32的电流I2全部流入输出晶体管TR7的基极。其结果是，在输出晶体管TR7中流过大量的发射极电流I3，且该发射极电流I3流过外部负载电阻37，因此如图4的点划线的曲线所示那样，产生了输出端子15的第一输出电压Vop的尖峰输出。

(b)接着，根据图5来说明从动作模式转变为动作停止模式时的放大电路13的动作例。

当功率控制信号PS从高电平降为低电平时，开关控制信号SWS从低电平上升为高电平。于是，旁路晶体管TR9导通。另外，偏压信号BIS从低电平上升为高电平。于是，第一至第三恒流源31、32以及33停止动作。

此时，有可能发生如下情况：在第二恒流源32还在进行动作的状态下，驱动晶体管TR5先截止。

在这种情况下，第二恒流源32的电流I2不会流向处于截止状态的驱动晶体管TR5，而是流向输出晶体管TR7的基极。但是，此时，由于在第二恒流源32停止动作之前使旁路晶体管TR9导通，因此形成从第二恒流源32经由旁路晶体管TR9直至接地端的旁路电流路径。由此，同样地，输出端子15的第一输出电压Vop的尖峰输出得到抑制。

与此相对，在图7的比较例的放大电路13A中，由于没有设置旁路晶体管TR9，因此在第二恒流源32正在进行动作的状态下驱动晶体管TR5截止的情况下，根据上述理由产生输出端子15的第一输出电压Vop的尖峰输出。

此外，在本实施方式中，针对激光检测电路3的放大电路13进行了说明，但作为反转放大电路的放大电路14也可以以相同的方式构成。另外，旁路晶体管TR9不限于MOS晶体管，也可以由双极性晶体管(bipolar transistor)等其它开关元件来形成。

Claims (7)

1.一种激光检测电路，其特征在于，具备：

放大器，其被输入与激光强度相应的信号，将该信号放大后输出；

第一晶体管，其输入端被施加由上述放大器进行放大后的信号；

恒流源，其与上述第一晶体管的输出端相连接；

第二晶体管，其输入端连接有上述第一晶体管的输出端；

旁路晶体管，其连接在上述第一晶体管的输出端与接地端之间；以及

控制电路，当上述激光检测电路从动作停止模式转变为动作模式时，该控制电路对上述恒流源和上述旁路晶体管进行控制，使上述恒流源开始动作并使上述旁路晶体管导通，从而形成从上述恒流源经由上述旁路晶体管直至接地端的旁路电流路径。

2.根据权利要求1所述的激光检测电路，其特征在于，

上述控制电路在使上述恒流源开始动作之前导通上述旁路晶体管。

3.根据权利要求1或2所述的激光检测电路，其特征在于，

在上述激光检测电路从动作模式转变为动作停止模式时，上述控制电路对上述恒流源和上述旁路晶体管进行控制，使上述恒流源停止动作并使上述旁路晶体管导通，从而形成从上述恒流源经由上述旁路晶体管直至接地端的旁路电流路径。

4.根据权利要求1所述的激光检测电路，其特征在于，

上述控制电路在使上述恒流源停止动作之前导通上述旁路晶体管。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的激光检测电路，其特征在于，还具备：

受光元件，其接收激光，并产生与所接收到的激光的强度相应的电流；以及

电流电压转换电路，其将上述受光元件所产生的电流转换为电压信号并输出，

其中，从该电流电压转换电路输出的电压信号输入到上述放大器。

6.一种激光检测电路，其特征在于，具备：

受光元件，其接收激光，产生与所接收到的激光的强度相应的电流；

电流电压转换电路，其将上述受光元件所产生的电流转换为电压信号并输出；

放大器，其将从上述电流电压转换电路输出的上述电压信号进行放大后输出；

第一恒流源，其对上述放大器提供动作电流；

第一晶体管，其基极被施加由上述放大器放大后的上述电压信号；

第二恒流源，其与上述第一晶体管的发射极相连接；

第二晶体管，其基极连接有上述第一晶体管的发射极；

旁路晶体管，其连接在上述第一晶体管的发射极与接地端之间；以及

控制电路，当上述激光检测电路开始动作时，该控制电路对上述第一恒流源和上述第二恒流源以及上述旁路晶体管进行控制，使上述第一恒流源和上述第二恒流源开始动作并使上述旁路晶体管导通规定期间，从而形成从上述第二恒流源经由上述旁路晶体管直至接地端的旁路电流路径。

7.根据权利要求6所述的激光检测电路，其特征在于，

上述控制电路在使上述第一恒流源和上述第二恒流源开始动作之前导通上述旁路晶体管。

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