DD223318A1

DD223318A1 - Ueberlastschutz optischer sendebauelemente im schalterbetrieb

Info

Publication number: DD223318A1
Application number: DD26038684A
Authority: DD
Inventors: Norbert Birkenstock; Angela Klinger; Olaf Seifert; Peter Spangenberg; Knut Tischer
Original assignee: Zittau Ing Hochschule
Priority date: 1984-02-21
Filing date: 1984-02-21
Publication date: 1985-06-05

Abstract

DIE ERFINDUNG BEZIEHT SICH AUF OPTISCHE SENDER IN LICHTLEITER-UEBERTRAGUNGSSTRECKEN. DAS ZIEL DER ERFINDUNG BESTEHT IM SCHUTZ OPTISCHER SENDEBAUELEMENTE VOR UEBERLASTUNG BZW. ZERSTOERUNG BEI GLEICHZEITIGER VOLLER AUSNUTZUNG DER LEISTUNGSPARAMETER. ERFINDUNGSGEMAESS WIRD DIESE AUFGABE DADURCH GELOEST, DASS DAS TASTVERHAELTNIS DES SENDESIGNALES MIT EINER GEEIGNETEN UEBERWACHUNGSSCHALTUNG AUF EINEN GRENZWERT HIN UEBERWACHT WIRD UND BEI EINER UEBERSCHREITUNG ENTSPRECHENDE SCHUTZMASSNAHMEN AUSGELOEST WERDEN. MOEGLICHE ANWENDUNGSGEBIETE DER ERFINDUNG SIND OPTISCHE SENDEMODULE FUER BINAERE SIGNALUEBERTRAGUNG. DIE BEIGEFUEGTEN ZEICHNUNGEN VERDEUTLICHEN 3 VERSCHIEDENE MOEGLICHKEITEN DER REALISIERUNG DER O. A. AUFGABE.

Description

Srf induiigsbe Schreibung

Titel .

überlastschutz optischer Sendebauelemente, im Schalter- . . betrieb. .

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine 'schaltungstechnische Variante, verzugsweise auf mikroelektronischer Basis, die zur. Ansteuerung von Luiüineszenzdioden oder Laserdioden dient,

Lumineszenzdiode^ oder Laserdioden, die im sichtbaren oder infraroten Bereich des Spektrums elektromagnetischer Wellen strahlen, werden als Sendebauelemente in. optischen Inforsationsübertragungsanlagen bzvi. auch in Optokopplern eingesetzt. .

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Gegenwärtig 7/erden in den verschiedensten Bereichen für Informationsübertragungen in' zunehmendem Maße Lichtleiterverbindungen ait Lusinessenzaioden bzw. Laserdioden als Sendelement verwendet. Die bisherigen Methoden zum ·. Überlastschutz lassen sich in 4 Gniünen einteilen.

1..DIe Sendebauelemente werden bei Η-Signal mit.dem zulässigen Dauergleichstrom I₅₁ betrieben. \ (Bei L-Signal fließt kein Strom) : ·,

Dadurch kann es bei beliebigem Sendesignal zu keiner Überlastung des Sendebauelementes kommen. Es wird jedoch -die Leistungsfähigkeit des Sendebauelements nicht ausgenutzt, was bei den geringen Systemleistungen in Liohtleitsystemen nicht vertretbar ist.

2. Mit Hilfe, einer speziellen Anateuerschaltung wird durch die Wirkung einer ROSchaltung erreicht, da3 bei H-Signal zuerst ein Strom I(H) = K . 1^' ( :K > 1) fließt-, der dann auf einen Wert T(H) = _m . Ij, (a<'t) exponentiell abgesenkt wird. Auch mit dieser Lösung -wird die yo.lle, •Leistungsfähigkeit· ..des Sendebauelements nur für gewisse Parameter (Übertragungsrate, Tastverhältnis) erreicht. Um eine Überlastung zu verhindern, muß mit den jeweiligen "worst- . ca se"-Bedingungen gerechnet werden. ' '.

3.-'.Bs wird nicht das ursprüngliche NKZ-Signal gesendet, sondern durch, einen relativ aufwendigen Köder dafür ge- sorgt, daS das mittlere Tastverhältnis des Sendesignal . . konstant wird. Πα über .größere Zeiten den. mittleren'Dauer- : · gleichstrom I^y. zu erreichen", kann der S tr ο ei l(H) ' . ' ,

. ', I(H) = J^-- ' ..-. eingestellt-werden,.

* m -

¹ -f . ·

7?obei Y^ das Tastverhältnis des Sendesignals ist. · ' Diese ^Ordnung hat die Biachteile, daS ' '

a) . der relativ aufwendige Köder und 'empfangsseitig ein Dekoder notwendig sind; · . - ' ·

b) durch die Kodierung eine höhere Übertragungsbandbrelte notwendig wird. - ,

0.) 3ei Ausfall des Köders oder Unterbrechung der Leitung , Köder-Sender·'das· oendebauelement mit einem zu groSen Strom betrieben werden und zerstört werden kann.

4. Mit Hilfe der Messung der Oberfläehentemperatur des Bauelements wird kontrolliert, ob. ein thermisch'kritischer Zustand eingetreten ist. Bei zu hoher Temperatur wird eine Schutzmaßnahme eingeleitet. Zur Temperaturmessung werden oft Thermistoren oder Kaltleiter verwendet. Nachteile dieser Anordnung sind die relativ große Trägheit der Messung durch die großen thermischen Zeitkonstanten, die auftretenden Schwierigkeiten bei der ther- : mischen Kopplung von Thermistor oder Kaltleiter und 'Sendebauelement und die relativ aufwendige Temperaturüberwachungsschaltung.

Die vier angeführten Schutz.methoden für Lumineszenz- bzw. Laserdioden betrachten nur die statische Größe I(H) oder die Oberfläehente.mperatur des Bauelements und sind kennzeichnend für alle bisherigen Veröffentlichungen, die zugänglich waren und studiert wurden.

Ziel der Erfindung -

Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, optoelektronische Sendebauelemente bis zur Leistungsgrenze auszunutzen und gleichzeitig vor einer thermischen Überlastung zu schützen, ohne daß Forderungen an Kode oder Übertragungsrate des Sendesignals gestellt ?/erden.

Erfindungsgetnä.3 wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß aas Tastverhältnis des Sendesignals überwacht wird und mit ' Hilfe dieses Überwachungssignals das Sendesignal bzw. der Sender bei überlastung gesperrt wird. Durch diese Überwachung des informationstechnischen Parameters "Tastverhältnis" unterscheidet sich die Schaltungsanordnung grundsätzlich von den bisherigen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die in einer Lumineszenz- bzw. Laserdiode umgesetzte Leistung berechnet sich zu

wobei ϋ-φ die konistante" Fluß spannung der Diode ist. Wenn nun¹ der im Normalfall auftretende Maximalwert des Sastverhältnisses (bezogen auf eine relativ große Zeit) ¥„·. .- bekannt ist, kann der Sende ström auf

".¹¹I¹.'

' I(H) = . = ~ — K= konstant .' '

^UP * Ernas ^vTmax

eingestellt ,werden, pnne daß das Sendebauelement überlastet wird, solange das .mittlere Tastverhältnis (bezogen, eine große Zeit): ,nich.t den ;l!aximal*<vert überschreitet. Kommt es z. B.: durch eine Störung in der Informationsquelle „(Sendung eines Dauer-H-Signals) oder eine'Leitungsunter- : brechung dazu,, daß das maximale Tastverhältnis überschritten wird,, so wird durch die Überwachungsschaltung t!S über .das I31TD~Gatt.er das .Sendesignal für den optischen. ..Sender' gesperrt (Zeichnung 1) bzw. über den iPreigabeeingang F. der Sender gesperrt. und damit vor thermischer Überlastung .' geschützt, . .(Zeichnung ,2) oder die Betriebsspannung abgeschaltet (Zeichnung 3).

Als Schaltung zur· Tastverhältnisüberv/achung- eignet sich z. B. die unter DD-WP 143106 .

Int. Cl G01R2900 . '

angemeldete Schaltung. Wird diese Schaltung im oder in unmittelbarer Iahe des Sende.rnoduls aufgebaut, so ist das Sendebauelement, optimal geschützt, · .

Claims

Srfindungsansprüche -

1. Überlastschutz optischer Sendebauelemente im Schalterbetrieb, gekennzeichnet dadurch, daß bei Ausnutzung''der vollen.Sendeleistung bis zur Leistungsgrenzedas Tastverhältnis des Ansteuersignals des optischen Senders als-zu überwachender Parameter genutzt wird und für den Fall, daß das Tastverhältnis einen zulässigen: • Maximalwert überschreitet, -auf eine überlastung geschlußfolgert wird.

2. Anordnung .nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Zustand der Überlastung angezeigt bzw. gemeldet wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch,

. da.3 bei Überschreitung des zulässigen-Maximalwertes des 'Tastverhältnisses das Eingangssignal des Senders über eine UHD-SchaItung gesperrt wird,

4· Anordnung"nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, . daß bei Überschreitung des zulässigen Maximalwertes des Tastverhältnisses ein vorhandener Freigabeeingang des optischen Senders blockiert wird.

5. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei Überschreitung des zulässigen Maximalwertes des Tastverhältnisses die Betriebsspannung des op-' tischen Senders bzw. des Sendebauelementes abgeschaltet wird. , ^N

Hierzu 1 Saüa