DE3726244A1 - Schaltungsanordnung zur ueberwachung der leistung einer laserdiode - Google Patents
Schaltungsanordnung zur ueberwachung der leistung einer laserdiodeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung
zur Überwachung der Leistung einer aus einer Stromquelle
gespeisten Laserdiode, an die auf ihrer Sendeseite ein
Lichtwellenleiter und auf ihrer Kontrollseite eine
Monitordiode angeschlossen sind, bei welcher im
Stromkreis der Laserdiode ein Transistor mit seinem
Strompfad eingeschaltet ist, an dessen Steuerelektrode
ein mit der Monitordiode verbundener Regler angeschlossen
ist, dem als Sollwert eine einer vorgegebenen Leistung
der Laserdiode entsprechende Referenzspannung aufgegeben
ist.
Laserdioden werden als Lichtsender
beispielsweise in Fernmelde-Ortsnetzen verwendet, in
denen Lichtwellenleiter - im folgenden kurz "LWL" genannt
- als Übertragungsleitungen dienen. Die Laserdioden
werden an eine Stromquelle angeschlossen und liefern je
nach eigener Größe und Höhe des Speisestroms eine
bestimmte Lichtleistung. Nach internationalen
Vorschriften darf die Lichtleistung von im Fernmelde-
Ortsnetz eingesetzten Laserdioden einen vorgegebenen
Maximalwert von beispielsweise 2,5 mW nicht
überschreiten, damit das Augenlicht von
Bedienungspersonal nicht gefährdet wird. Das könnte
geschehen, wenn das von der Laserdiode ausgesandte
gebündelte Licht beispielsweise bei Wartungsarbeiten in
das Auge einer Bedienungsperson fällt. Eine solche
Augenschädigung könnte aber auch auf der
Übertragungsstrecke an beliebiger Stelle des Ortsnetzes
auftreten, wenn ein LWL-Kabel beispielsweise beschädigt
wird und insbesondere Laien sich das beschädigte Kabel
ansehen.
In bekannten Schaltungen wird daher die Leistung einer
Laserdiode mittels einer Monitordiode mit angeschlossenem
Regler und zugehörigem, im Stromkreis der Laserdiode
liegenden Transistor auf einen vorgegebenen Wert
geregelt. Die Monitordiode ist beispielsweise mit der
Laserdiode in einem Lasermodul angeordnet, und zwar auf
der Kontrollseite der Laserdiode. Von der Laserdiode
kommendes Licht, dessen Leistung im Verhältnis zur
Sendeleistung der Laserdiode bekannt ist, erzeugt in der
Monitordiode einen Strom, der auf den Regler gegeben
wird. Je nach Höhe dieses Stromes wird die
Stromdurchlässigkeit des Transistors geregelt, wodurch
die Leistung der Laserdiode geregelt wird. Insbesondere
Alterungsprozesse, durch welche die Kennlinie einer
Laserdiode verschoben wird, können dadurch ausgeglichen
werden. Wenn beispielsweise die an den LWL angegebene
Sendeleistung der Laserdiode sinkt, dann sinkt auch die
Leistung des auf die Monitordiode fallenden Lichts. Vom
Regler wird dann die Stromdurchlässigkeit des Transistors
erhöht, so daß die Laserdiode mehr Strom zieht und
dadurch ihre Leistung erhöht.
Versagt dieser Regelvorgang jedoch beispielsweise durch
Ausfall der Monitordiode (hochohmig) in der Weise, daß
der Transistor voll stromdurchlässig geschaltet wird,
dann zieht die Laserdiode den maximalen Strom und liefert
dementsprechend eine wesentlich zu hohe Leistung. Das
macht sich für die fernmeldetechnische Signalübertragung
nicht störend bemerkbar. Das Augenlicht von Menschen, auf
deren Augen dieses Licht hoher Leistung fällt, wird dann
aber geschädigt. Die bekannte Schaltungsanordnung ist
also bei einem derartigen Störfall nicht sicher.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Schaltungsanordnung zur Überwachung der Leistung einer
mit einer Monitordiode ausgerüsteten Laserdiode
anzugeben, durch welche sichergestellt ist, daß bei einem
Fehler im Regelkreis der Monitordiode das Augenlicht von
Menschen nicht gefährdet wird.
Diese Aufgabe wird mit einer Schaltungsanordnung der
eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch
gelöst, daß parallel zur Laserdiode ein Schalttransistor
mit seinem Strompfad angeschlossen ist, dessen
Steuerelektrode mit einem Regler verbunden ist, der mit
einer dem im Stromkreis der Laserdiode fließenden Strom
proportionalen Spannung beaufschlagt ist und dem als
Sollwert eine einem vorgegebenen maximalen Speisestrom
für die Laserdiode entsprechende Referenzspannung
aufgegeben ist.
Mit dieser Schaltungsanordnung wird die Laserdiode bei
unzulässig hohem Speisestrom abgeschaltet. Das Augenlicht
von Menschen kann dann nicht von Licht mit zu hoher
Leistung getroffen werden. Beim Überschreiten der dem
zweiten Regler als Sollwert aufgegebenen Referenzspannung
am ohmschen Widerstand schaltet der Rgler den
Schalttransistor in den stromdurchlässigen Zustand.
Dessen Strompfad schließt dann die Laserdiode kurz. Der
gesamte Speisestrom fließt über den Strompfad des
Schalttransistors. Dadurch ist die Laserdiode nicht nur
abgeschaltet, sondern gleichzeitig auch vor Zerstörung
bewahrt, die bei einem zu hohen Speisestrom eintreten
würde.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den
Unteransprüchen hervor.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in
der Zeichnung dargestellt.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in schematischer
Darstellung eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung.
Eine Laserdiode 1 wird aus einer Spannungsquelle, die
beispielsweise eine Spannung von 5 V liefert, gespeist.
Die Laserdiode 1 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel
zusammen mit einer Monitordiode 2 in einem Lasermodul 33
angeordnet, der durch eine gestrichelte Linie umrahmt
ist. An die Laserdiode 1 ist auf deren Sendeseite ein LWL
4 angeschlossen, der Teil eines Fernmeldeortsnetzes sein
kann. Die Monitordiode 2 befindet sich auf der
Kontrollseite der Laserdiode 1. Zu sendende Daten werden
der Laserdiode 1 in bekannter Weise aufmoduliert. Die im
Text erwähnte Leistung der Laserdiode 1 ist dann die
mittlere Sendeleistung.
An die Monitordiode 2 ist ein Regler 6 angeschlossen, dem
als Sollwert eine Referenzspannung UREF 1 aufgegeben wird,
welche einer Leistung der Laserdiode 1 von beispielsweise
0,25 mW entspricht. Der Regler 6 ist mit der
Regelelektrode eines Transistors 7 verbunden. Der
Transistor 7 liegt mit seinem Strompfad im Strompfad der
Laserdiode 1. Im Strompfad der Laserdiode 1 ist außerdem
ein ohmscher Widerstand 8 angeordnet, an den ein zweiter
Regler angeschlossen ist, der vorzugsweise als
Operationsverstärker 9 ausgebildet ist. Parallel zur
Laserdiode 1 liegt der Strompfad eines Transistors 10,
dessen Steuerelektrode mit dem Ausgang A des
Operationsverstärkers 9 verbunden ist. An diesen Ausgang
kann ein Signalgeber 11 angeschlossen sein.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die
Transistoren 7 und 9 als bipolare Transistoren
ausgeführt. Die Emitter-Kollektor-Strecke derselben ist
dann der "Strompfad", während die Basis die
"Steuerelektrode" ist. Statt bipolarer Transistoren
könnten auch Feldeffekttransistoren eingesetzt werden,
deren "Gate" die "Steuerelektrode" ist, während der
"Strompfad" zwischen "Drain" und "Source" verläuft.
Die Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt:
Sobald die Laserdiode 1 durch Schließen des Schalters 12
mit Strom versorgt wird, sendet sie Licht in Richtung des
LWL 4 einerseits und der Monitordiode 2 andererseits. Die
Leistung des auf die Monitordiode 2 fallenden Lichts ist
wesentlich geringer als die des in den LWL 4 gespeisten
Lichts. Die Stromdurchlässigkeit des Transistors 7 ist
dabei über den zugehörigen Regler 6 so eingestellt, daß
die Laserdiode 1 eine vorgegebene Lichtleistung von
beispielsweise 0,25 mW auf der Sendeseite liefert.
Die Leistung des auf der Kontrollseite der Laserdiode 1
auf die Monitordiode 2 fallenden Lichts ist der Leistung
der Sendeseite proportional. Der von der Monitordiode 2
gelieferte Strom, der im Regler 6 mit dem vorgegebenen
Sollwert der Referenzspannung UREF 1 verglichen wird, ist
davon abhängig. Dieser Sollwert entspricht der
vorgegebenen Lichtleistung der Laserdiode 1. Wenn die
Lichtleistung der Laserdiode 1 beispielsweise durch
Alterung nachläßt, dann fällt weniger Licht auf die
Monitordiode 2, die einen geringeren Strom liefert. Der
Regler 6 erhöht dann die Stromdurchlässigkeit des
Transistors 7, bis die vorgegebene Lichtleistung der
Laserdiode 1 wieder erreicht ist. Das funktioniert,
solange die Monitordiode 2 arbeitet und solange in ihrem
Regelkreis keine anderen Störungen auftreten.
Wenn die Monitordiode 2 aber beispielsweise ausfällt
(hochohmig wird), dann liefert sie keinen Strom mehr an
den Regler 6, obwohl sie Licht von der Laserdiode 1
empfängt. Der Regler 6 regelt dann den Transistor 7 auf
volle Stromdurchlässigkeit, so daß die Laserdiode 1 mit
entsprechend erhöhter Lichtleistung den vollen Strom
ziehen würde. Das wird jedoch durch die
Schaltungsanordnung verhindert.
Am Widerstand 8 liegt ständig eine dem Speisestrom der
Laserdiode 1 proportionale Spannung an, die auf den
Eingang E 1 des Operationsverstärkers 9 gegeben wird. Über
den Eingang E 2 wird dem Operationsverstärker 9, der als
einfacher Komparator ausgeführt sein kann, eine
Referenzspannung UREF 2 zugeführt, die dem vorgegebenen,
maximalen Speisestrom für die Laserdiode 1 entspricht,
bei dessen Überschreiten sie zerstört würde. Solange die
Spannung am Eingang E 1 nicht größer als die
Referenzspannung UREF 2 ist, liefert der
Operationsverstärker 9 an seinem Ausgang A keine
Spannung. Der Schalttransistor 10 bleibt dann gesperrt.
Wenn zur Laserdiode 1 ein unzulässig hoher Strom fließt,
wird die Spannung am Eingang E 1 größer als die
Referenzspannung UREF 2. Der Operationsverstärker 9 kippt
dann um und liefert an seinem Ausgang A eine Spannung, so
daß der Schalttransistor 10 stromdurchlässig wird. Die
Laserdiode 1 ist dann durch den Strompfad des
Schalttransistors 10 kurzgeschlossen, über welchen jetzt
der Speisestrom fließt. Die Laserdiode 1 ist damit
abgeschaltet. Sie liefert kein Licht mehr und ist vor
Zerstörung geschützt.
Claims (4)
1. Schaltungsanordnung zur Überwachung der Leistung
einer aus einer Stromquelle gespeisten Laserdiode,
an die auf ihrer Sendeseite ein Lichtwellenleiter
und auf ihrer Kontrollseite eine Monitordiode
angeschlossen sind, bei welcher im Stromkreis der
Laserdiode ein Transistor mit seinem Strompfad
eingeschaltet ist, an dessen Steuerelektrode ein
mit der Monitordiode verbundener Regler
angeschlossen ist, dem als Sollwert eine einer
vorgegebenen Leistung der Laserdiode entsprechende
Referenzspannung aufgegeben ist, dadurch
gekennzeichnet, daß parallel zur Laserdiode (1) ein
Schalttransistor (15) mit seinem Strompfad
angeschlossen ist, dessen Steuerelektrode mit einem
zweiten Regler verbunden ist, der mit einer dem im
Stromkreis der Laserdiode (1) fließenden Strom
proportionalen Spannung beaufschlagt ist und dem
als Sollwert eine dem vorgegebenen maximalen
Speisestrom für die Laserdiode (1) entsprechende
Referenzspannung (UREF 2) aufgegeben ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß in den Stromkreis der
Laserdiode (1) ein ohmscher Widerstand (14)
eingeschaltet ist, an den der zweite Regler
angeschlossen ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der zweite Regler als
Operationsverstärker (16) ausgebildet ist, der mit
einem Eingang (E 1) an den Widerstand (14)
angeschlossen ist, dessen zweitem Eingang (E 2) die
Referenzspannung (UREF 2) zugeführt ist und dessen
Ausgang (A) mit der Steuerelektrode des
Schalttransistors (15) verbunden ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß an den zweiten
Regler ein Signalgeber (11) angeschlossen ist.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19873726244 DE3726244C2 (de) | 1987-08-07 | 1987-08-07 | Schaltungsanordnung zur Überwachung der Leistung einer Laserdiode |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3726244A1 true DE3726244A1 (de) | 1989-02-16 |
DE3726244C2 DE3726244C2 (de) | 1993-11-18 |
Family
ID=6333246
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19873726244 Expired - Fee Related DE3726244C2 (de) | 1987-08-07 | 1987-08-07 | Schaltungsanordnung zur Überwachung der Leistung einer Laserdiode |
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DE (1) | DE3726244C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19525918A1 (de) * | 1995-07-04 | 1997-01-09 | Siemens Ag | Einrichtung zum Überwachen eines leistungsgeregelten Lasers |
DE102004056621A1 (de) * | 2004-08-21 | 2006-02-23 | Dilas Diodenlaser Gmbh | Diodenlaser mit einem einer Laserdiode elektrisch parallel geschalteten Schutzelement |
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DE19648022A1 (de) * | 1996-11-20 | 1998-05-28 | Alsthom Cge Alcatel | Schaltungsanordnung zur Übertragung optischer Signale |
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EP0215311A2 (de) * | 1985-08-16 | 1987-03-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steuerschaltung für eine Laserdiode |
-
1987
- 1987-08-07 DE DE19873726244 patent/DE3726244C2/de not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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DE3726244C2 (de) | 1993-11-18 |
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