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Die
Erfindung betrifft ein Ansteuerungsverfahren für Laserdioden und eine Schaltung
zur Regelung eines optischen Ausgangssignals und eines Extinktionsverhältnisses
auf ein konstantes Niveau entsprechend der zeitabhängigen Leistungsminderung der
Laserdiode.
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In
JP-A-02-308 584 wird ein Beispiel einer Laserdiodenansteuerungsschaltung
offenbart, die in einem optischen Übertragungssystem oder dergleichen
eingesetzt wird, wobei das optische Ausgangssignal von der Laserdiode
unabhängig
von der Umgebungstemperatur auf einen konstanten Pegel geregelt
wird.
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JP-A-02-308
584 offenbart ein Laserdiodenansteuerungsverfahren mit den folgenden
Schritten: Einstellen eines Vorspannungsstroms einer Laserdiode
entsprechend einer Umgebungstemperatur und Ansteuern der Laserdiode
durch einen Strom, der durch Überlagern
des Vorspannungsstroms und eines Impulsstroms erzeugt wird, wodurch
ein optisches Ausgangssignal der Laserdiode auf einen konstanten
Pegel geregelt wird. Das Dokument offenbart außerdem eine Laserdiodenansteuerungsschaltung mit
einer Laserdiode, einem Temperaturfühler, einer Speichereinrichtung
und einer Stromregelungseinrichtung.
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EP-A-0
580 317 offenbart ein Verfahren zur Ansteuerung von Laserdioden
unter veränderlichen Umgebungsbedingungen
und die mögliche
Verwendung eines Microcontrollers zur Regulierung des Vorspannungsstroms
und des Modulationsstroms in Abhängigkeit
von Umgebungsbedingungen.
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5 zeigt die Anordnung einer
herkömmlichen
Laserdiodenansteuerungsschaltung zur Regelung des optischen Ausgangssignals
der Laserdiode.
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Eine
Laserdiode LD wird durch einen Strom angesteuert, der durch Überlagerung
eines Ansteuerungsstroms Id und eines Vorspannungsstroms Is erzeugt
wird. Der Ansteuerungsstrom Id ist ein auf Übertragungsdaten basierender
Impulsstrom, während
der Vorspannungsstrom Is ein Basisstrom ist, der eine Lichtemission
der LD durch induzierte Emission bewirken soll. Ein Temperaturfühler 110 erzeugt eine
der Umgebungstemperatur entsprechende Spannung und gibt die Spannung
als analoges Temperatursignal, das die Umgebungstemperatur repräsentiert,
zu einem A/D-Wandler 120 aus. Der A/D-Wandler 120 wandelt
das eingegebene Temperatursignal in ein Digitalsignal um und gibt
das Digitalsignal zu einem Speicher 150 aus.
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Der
Speicher 150 benutzt das eingegebene Digitalsignal als
Adreßsignal
zum Auslesen von unter der entsprechenden Adresse gespeicherten
Digitaldaten aus dem Speicher 150 und zur Ausgabe der Daten
zu einem D/A-Wandler 130. Der D/A-Wandler 130 wandelt
die eingegebenen Digitaldaten in ein Analogsignal um und gibt das
Analogsignal zu einem Stromregler 140 aus. Der Stromregler 140 regelt
einen gemeinsamen Emitterstrom Is für die Transistoren Q1 und Q2
entsprechend dem Analogsignal vom D/A-Wandler 130.
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Nachstehend
wird die Funktionsweise der Laserdiodenansteuerungsschaltung beschrieben.
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An
die Basis des Transistors Q1 wird ein Vorspannungssignal angelegt.
Angenommen, der Zustand, in dem die Vorspannungssignalspannung höher als
eine Bezugsspannung (-VR) ist, sei ein Sperrzustand. In dem Sperrzustand
ist der Transistor Q1 auf Durchlaß bzw. eingeschaltet, der Transistor
Q2 ist gesperrt bzw. ausgeschaltet, und die Laserdiode LD wird nicht
angesteuert. Angenommen, der Zustand, in dem die Vorspannungssignalspannung niedriger
ist als die Bezugsspannung (-VR), ist ein Freigabezustand. Im Freigabezustand
ist der Transistor Q1 ausgeschaltet, der Transistor Q2 ist eingeschaltet,
und die Laserdiode LD wird durch einen Strom angesteuert, d. h.
durch einen zwischen Is und Is + Id wechselnden Strom, der durch Überlagerung des
Ansteuerungsstroms Id und des durch den Stromregler 140 erzeugten
Vorspannungsstroms Is bereitgestellt wird.
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In
dem Speicher 150 sind Daten über den der Umgebungstemperatur
entsprechenden Vorspannungsstrom gespeichert. Wenn Daten, die man durch
Digitalisierung eines die Umgebungstemperatur repräsentierenden
Temperatursignals erhält,
vom A/D-Wandler 120 in
die Adressenleitung des Speichers 150 eingegeben werden,
gibt der Speicher 150 Daten über den der Umge bungstemperatur
entsprechenden Vorspannungsstrom zur Datenleitung aus.
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Der
D/A-Wandler 130 wandelt die zur Datenleitung ausgegebenen
Vorspannungsstromdaten um und gibt das Analogsignal zum Stromregler 140 aus. Der
Stromregler 140 regelt dem Emitterstrom der Transistoren
Q1 und Q2 entsprechend dem vom D/A-Wandler 130 ausgegebenen Analogsignal.
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In
der Laserdiodenansteuerungsschaltung wird der Emitterstrom Is entsprechend
der Umgebungstemperatur reguliert. Das heißt, wenn sich die Umgebungstemperatur ändert, ändern sich
die Daten auf der Adressenleitung, und auf der Datenleitung erscheinen
Daten über
einen neuen Vorspannungsstrom. Der D/A-Wandler 130 wandelt
die Daten auf der Datenleitung in Analogwerte um, und der Stromregler 140 wandelt
das vom D/A-Wandler 130 ausgegebene
Signal in einen Strom um.
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Dabei
wird, wenn das Vorspannungssignal zum Freigabezustand umschaltet,
die Laserdiode LD durch einen Strom angesteuert, der durch Überlagerung
des Ansteuerungsstroms Id über
den entsprechend der Umgebungstemperatur geregelten neuen Vorspannungsstrom
Is bereitgestellt wird.
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Die
Laserdiodenansteuerungsschaltung verwendet einen Vorwärtsregler.
Da die Schaltung eine Regelung nur für voreingestellte Schwankungsbedingungen
des optischen Ausgangssignals ausführt, kann sie das optische
Ausgangssignal der Laserdiode nicht in Übereinstimmung mit anderen
Schwankungsbedingungen als Umgebungstemperaturschwankungen regeln.
Aus diesem Grunde kann zum Beispiel, wenn mit der Zeit eine Leistungsminderung
der Laserdiode auftritt und das optische Ausgangssignal schwächer wird,
das optische Ausgangssignal unter seinen in dem optischen Übertragungssystem
definierten unteren Grenzwert absinken.
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In
der Laserdiodenansteuerungsschaltung kann sich die Lichtemission
verzögern,
das Extinktionsverhältnis
kann abnehmen, und die Güte
des Übertragungssystems
kann sich verschlechtern, weil Temperaturschwankungen im differentiellen
Quantenwirkungsgrad der Laserdiode nicht berücksichtigt werden. Das heißt, das
optische Ausgangssignal wird auf einen konstanten Pegel geregelt,
indem nur der Vorspannungsstrom verändert wird, ohne den Steuerstrom
entsprechend der Umgebungstemperatur zu ändern.
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Die 1A und 1B zeigen die Charakteristiken des optischen
Ausgangssignals in Abhängigkeit von
der Stromstärke
für eine
allgemeine Laserdiode. 1A zeigt
die Charakteristik des optischen Ausgangssignals in Abhängigkeit
von der Stromstärke bei
idealer Verteilung des Vorspannungsstroms und des Steuerstroms. 1B zeigt die Charakteristik des
optischen Ausgangssignals in Abhängigkeit
von der Stromstärke
bei konstant gehaltenem Steuerstrom.
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In
den 1A und 1B bedeuten t1, t2 und t3 (t1 < t2 < t3) Umgebungstemperaturen,
Isn, Idn und Ithn (n = 1, 2, 3) bedeuten den Vorspannungsstrom, den
Steuerstrom und den Lichtemissionsschwellenstrom der Laserdiode;
und Po bedeutet das optische Ausgangssignal. Die Laserdiodenansteuerungsschaltung
regelt das optische Ausgangssignal Po bei den entsprechenden Temperaturen
auf einen konstanten Pegel. Die Laserdiode weist eine solche Charakteristik
auf, daß sowohl
der Vorspannungsstrom Is als auch der Steuerstrom Id, der erforderlich
ist, um ein konstantes optisches Ausgangssignal Po zu erhalten,
mit ansteigender Umgebungstemperatur zunehmen. Wie in 1A dargestellt, ist es für die rationelle
Ansteuerung der Laserdiode ideal, den Vorspannungsstrom Is annähernd auf
den Lichtemissionsschwellenstrom Ith der Laserdiode einzustellen und
den Steuerstrom Id dem Vorspannungsstrom Is zu überlagern, um das optische
Ausgangssignal konstant zu halten.
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Wenn
in der Laserdiodenansteuerungsschaltung gemäß 5 zur Regelung des optischen Ausgangssignals
auf einen konstanten Pegel durch Veränderung des Vorspannungsstroms
Is unter Konstanthalten des Steuerstroms Id der Vorspannungsstrom
Ist und der Steuerstrom Id2 bei einer Umgebungstemperatur t2 optimal
sind, aber die Umgebungstemperatur auf t1 absinkt, wird der Sollwert
Is1 des Vorspannungsstroms kleiner als der Lichtemissionsschwellenstrom
Ith1 und verzögert
die Lichtemission. Wenn die Umgebungstemperatur von t2 auf t3 ansteigt,
wird der Sollwert Is3 des Vorspannungsstroms größer als der Lichtemissionsschwellenstrom Ith3
und verkleinert das Extink tionsverhältnis, wodurch man keinen zuverlässigen Extinktionszustand erhält.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren
und eine Schaltung zum Ansteuern einer Laserdiode bereitzustellen,
die ein optische Ausgangssignal und ein Extinktionsverhältnis gegen
einen Schwankungsfaktor des optischen Ausgangssignals, wie z. B.
eine zeitabhängige
Leistungsminderung der Laserdiode, die nicht im voraus festgesetzt
werden kann, auf ein konstantes Niveau regeln können.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren
und eine Schaltung zum Ansteuern einer Laserdiode bereitzustellen,
die das optische Ausgangssignal und das Extinktionsverhältnis der
Laserdiode unabhängig
von der Umgebungstemperatur auf ein konstantes Niveau regeln können.
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Diese
Aufgaben werden mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.
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Nachstehend-
werden Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
näher erläutert.
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Die 1A und 1B zeigen Diagramme, die jeweils die
Charakteristik des optischen Ausgangssignals in Abhängigkeit
von der Stromstärke
einer Laserdiode darstellen.
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2 zeigt ein Blockschaltbild,
das die Anordnung einer Laserdiodenansteuerungsschaltung nach der
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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3 zeigt ein Blockschaltbild,
das die Anordnung einer Laserdiodenansteuerungsschaltung nach der
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4 zeigt ein Blockschaltbild,
das die Anordnung einer Laserdiodenansteuerungsschaltung nach der
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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5 zeigt ein Blockschaltbild,
das die Anordnung einer herkömmlichen
Laserdiodenansteuerungsschaltung darstellt.
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Erste Ausführungsform
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2 zeigt die Anordnung einer
Laserdiodenansteuerungsschaltung nach der ersten Ausführungsform
der vorliegen den Erfindung. Die Laserdiodenansteuerungsschaltung
nach der ersten Ausführungsform
weist auf: einen Temperaturfühler 10, A/D-Wandler 20 und 21,
D/A-Wandler 30 bis 32, Stromregler 40 bis 42,
einen Speicher 50, einen Mittelwertdetektor 57,
einen invertierenden Verstärker 65,
ein Tiefpaßfilter
(LPF) 70, einen Schalter 75, ein LD-Modul 80,
das von einer Laserdiode 81 und einer Monitorphotodiode 82 (nachstehend
als Monitor-PD bezeichnet) zur Erfassung des optischen Ausgangssignals
von der Laserdiode 81 gebildet wird, sowie die Transistoren
Q1 und Q2.
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In
der Laserdiodenansteuerungsschaltung bilden der A/D-Wandler 21,
der D/A-Wandler 32, der Stromregler 42, der Speicher 50,
der Mittelwertdetektor 57, der invertierende Verstärker 65,
das Tiefpaßfilter
(LPF) 70 und der Schalter 75 eine Kompensationsschaltung 1 für die zeitabhängige Leistungsminderung
der Laserdiode. Der Mittelwertdetektor 57, der invertierende
Verstärker 65 und
das Tiefpaßfilter (LPF) 70 bilden
eine Erfassungseinrichtung für
den zeitabhängigen
Leistungsminderungszustand.
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Die
Laserdiode 81 und die Monitorphotodiode 82, die
das LD-Modul 80 bilden, werden nach dem gleichen Verfahren
auf dem gleichen Substrat geformt.
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Der
Temperaturfühler 10 erzeugt
entsprechend der Umgebungstemperatur eine Spannung und gibt die
Spannung als Temperatursignal zum A/D-Wandler 20 aus. Der
A/D-Wandler 20 wandelt das Temperatursignal um und gibt
das digitale Signal als Adresse zum Speicher 50 aus.
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Daten über den
Impulsstrom, den Vorspannungsstrom und einen Lichtempfangsstrom
Ir der Monitorphotodiode 82 vor der Leistungsminderung werden
im Speicher 50 unter jeder der Umgebungstemperatur entsprechenden
Adresse abgelegt. Die im Speicher 50 abgelegten Werte des
Impulsstroms und des Vorspannungsstroms werden ermittelt, um das
optische Ausgangssignal und das Extinktionsverhältnis der Laserdiode 81 gegen
Schwankungen in der Umgebungstemperatur konstant zu halten.
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Der
Speicher 50 gibt Impulsstromdaten und Vorspannungsstromdaten,
die unter der durch den A/D-Wandler 20 festgelegten Adresse
gespeichert sind, zu den D/A-Wandlern 30 bzw. 31 aus.
Die D/A-Wandler 30 bzw. 31 wandeln die vom Speicher 50 ausgegebenen
Digitaldaten in Analogsignale um und geben die Analogsignale zu
den Stromreglern 40 bzw. 41 aus.
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Der
Stromregler 40 reguliert einen Konstantstrom Iac, der den
Transistoren Q1 und Q2 gemeinsam ist, entsprechend dem Analogsignal
vom D/A-Wandler 30. Der Stromregler 41 reguliert
einen Konstantstrom Idc entsprechend dem Analogsignal vom D/A-Wandler 31.
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Nachstehend
wird die genaue Anordnung der Kompensationsschaltung 1 für die zeitabhängige Leistungsminderung
der Laserdiode erläutert.
Der Lichtempfangsstrom Ir der Monitorphotodiode 82 wird
in den Mittelwertdetektor 57 eingegeben. Der Mittelwertdetektor 57 erfaßt den Mittelwert
des Lichtempfangsstroms Ir, wandelt ihn in ein Spannungssignal um
und gibt das Spannungssignal zum A/D-Wandler 21 und zum
invertierenden Eingangsanschluß des
invertierenden Verstärkers 65 aus.
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Der
A/D-Wandler 21 digitalisiert die Eingangsspannung vom Mittelwertdetektor 57.
Die durch den A/D-Wandler 21 digitalisierten Daten werden über den
Schalter 75 zum Speicher 50 ausgegeben.
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Im
Speicher 50 werden die vom A/D-Wandler 21 eingegebenen
Daten unter einer Adresse gespeichert, die der durch den Temperaturfühler 10 erfaßten Temperatur
entspricht. Diese Daten dienen als Bezugsspannung bei der Kompensation
des optischen Ausgangssignals nach einer Leistungsminderung der
Laserdiode.
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Der
Speicher 50 gibt die Bezugsspannungsdaten über den
Schalter 75 zum D/A-Wandler 32 aus. Der D/A-Wandler 32 wandelt
die Daten in ein Analogsignal um und gibt das Analogsignal zum nichtinvertierenden
Eingangsanschluß des
invertierenden Verstärkers 65 aus.
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Der
invertierende Verstärker 65 benutzt
die vom D/A-Wandler 32 zum
nichtinvertierenden Eingangsanschluß eingegebene Spannung als
Bezugsspannung, um die vom Mittelwertdetektor 57 zum invertierenden
Eingangsanschluß eingegebene
Spannung zu invertieren und zu verstärken und die Spannung zum Tiefpaßfilter
(LPF) 70 auszugeben.
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Das
Tiefpaßfilter
(LPF) 70 glättet
die invertierte/verstärkte
Spannung und gibt die resultierende Spannung zum Stromregler 42 aus.
Der Stromregler 42 reguliert einen Konstantstrom Iapc entsprechend dem
vom Tiefpaßfilter
(LPF) 70 ausgegebenen Signal.
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Nachstehend
wird die Funktionsweise der Laserdiodenansteuerungsschaltung nach
der ersten Ausführungsform
anhand eines Zahlenbeispiels erläutert.
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Der
Temperaturfühler 10 erfaßt eine
Umgebungstemperatur von –40
bis +115°C,
wandelt die erfaßte
Temperatur in eine Spannung von 0 bis 2 V um und gibt die Spannung
aus. Der A/D-Wandler 20 wandelt
die vom Temperaturfühler 10 ausgegebene Spannung
in einen digitalen 7-Bit-Datenwert um und gibt den Datenwert als
Adresse zum Speicher 50 aus.
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Der
Speicher 50 gibt zum D/A-Wandler 30 einen 7-Bit-Impulsstromdatenwert
aus, der unter einer vom A/D-Wandler 20 ausgegebenen Adresse
gespeichert ist, und gibt einen unter der gleichen Adresse gespeicherten
5-Bit-Vorspannungsstromdatenwert zum D/A-Wandler 31 aus.
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Der
D/A-Wandler 30 wandelt den eingegebenen Digitaldatenwert
in ein Analogsignal um und gibt das Analogsignal zum Stromregler 40 aus.
Entsprechend wandelt der D/A-Wandler 31 den eingegebenen
Digitaldatenwert in ein Analogsignal um und gibt das Analogsignal
zum Stromregler 41 aus.
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Der
Stromregler 40 reguliert den gemeinsamen Konstantstrom
Iac für
die Transistoren Q1 und Q2 zwischen 0 mA und 70 mA entsprechend
dem Analogsignal vom D/A-Wandler 30.
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Ein
Eingangssignal zur Basis des Transistors Q2 ist ein auf Übertragungsdaten
basierendes Signal, und ein invertiertes Eingangssignal zur Basis
des Transistors Q1 ist ein Signal, das durch Invertieren des Eingangssignals
gewonnen wird.
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Wenn
das Eingangssignal den H-Pegel aufweist, wird der Transistor Q2
auf Durchlaß bzw.
eingeschaltet, der Transistor Q1 wird gesperrt bzw. ausgeschaltet,
und der Konstantstrom Iac fließt
durch die Laserdiode 81. Wenn das Eingangssignal den L-Pegel aufweist, wird
der Transistor Q1 eingeschaltet, der Transistor Q2 wird ausgeschaltet,
und durch die Laserdiode 81 fließt kein Konstantstrom Iac.
Das heißt,
der Konstantstrom Iac steuert die Laserdiode 81 als auf Übertragungsdaten
basierender Impulsstrom.
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Der
Stromregler 41 reguliert den Konstantstrom Idc zwischen
0 mA und 50 mA entsprechend dem Analogsignal vom D/A-Wandler 31.
Der Konstantstrom Idc fließt
direkt durch die Laserdiode 81 und steuert sie als Vorspannungsstrom.
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Nachstehend
wird die Funktionsweise der Kompensationsschaltung 1 für die zeitabhängige Leistungsminderung
der Laserdiode erläutert.
Der Lichtempfangsstrom Ir von der Monitorphotodiode 82 wird
in den Mittelwertdetektor 57 eingegeben. Der Mittelwertdetektor 57 erfaßt den Mittelwert
des Lichtempfangsstroms Ir, wandelt ihn in eine Spannung von 0 bis
550 V um und gibt die Spannung zum A/D-Wandler 21 und zum
invertierenden Eingangsanschluß des
invertierenden Verstärkers 65 aus.
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Der
A/D-Wandler 21 wandelt die vom Mittelwertdetektor 57 ausgegebene
Spannung in einen 5-Bit-Digitaldatenwert um. Der vom A/D-Wandler 21 digitalisierte
Datenwert wird über
den Schalter 75 zum Speicher 50 ausgegeben.
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Im
Speicher 50 wird der vom A/D-Wandler 21 eingegebene
Datenwert unter einer Adresse gespeichert, die der durch den Temperaturfühler 10 erfaßten Temperatur
entspricht. Dieser Datenwert wird als Anfangswert des Ausgangssignals
der Monitorphotodiode 82, d. h. als Bezugsspannungswert
vor der Leistungsminderung der Laserdiode 81 benutzt.
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Der
Speicher 50 gibt den Bezugsspannungswert über den
Schalter 75 zum D/A-Wandler 32 aus. Der D/A-Wandler 32 wandelt
den Bezugsspannungswert in eine Spannung von 0 bis 550 mV um und
gibt die Spannung zum nichtinvertierenden Eingangsanschluß des invertierenden
Verstärkers 65 aus.
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Der
Schalter 75 verbindet entweder den A/D-Wandler 21 oder
den D/A-Wandler 32 mit dem Speicher 50. Der Schalter 75 schaltet
beim Einschreiben des Bezugsspannungswerts in den Speicher 50 zur
Seite ➁ des A/D-Wandlers 21 und beim Auslesen des
Bezugsspannungswerts aus dem Speicher 50 zur Seite ➀ des
D/A-Wandlers 32 um.
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Der
invertierende Verstärker 65 benutzt
die vom D/A-Wandler 32 in
den nichtinvertierenden Eingangsanschluß eingegebene Spannung als
Bezugsspannung zum Invertieren und Verstärken der vom Mittelwertdetektor 57 in
den invertierenden Eingangsanschluß eingegebenen Spannung und
gibt die Spannung zum Tiefpaßfilter
(LPF) 70 aus.
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Das
Tiefpaßfilter
(LPF) 70 glättet
die invertierte/verstärkte
Spannung und gibt die resultierende Spannung zum Stromregler 42 aus.
Der Stromregler 42 reguliert den Konstantstrom Iapc zwischen
0 mA und 30 mA entsprechend dem Ausgangssignal vom Tiefpaßfilter
(LPF) 70. Der Konstantstrom Iapc fließt direkt durch die Laserdiode 81 und
steuert diese als Vorspannungsstrom, ähnlich dem Konstantstrom Idc. Das
heißt,
der Stromregler 42 reguliert den Konstantstrom Iapc entsprechend
einer Abnahme des Lichtempfangsstroms Ir der Monitorphotodiode 82,
die durch die zeitabhängige
Leistungsminderung der Laserdiode 81 verursacht wird. Eine
durch die zeitabhängige
Leistungsminderung der Laserdiode 81 verursachte Abnahme
des Vorspannungsstroms wird bis zu 30 mA durch den Konstantstrom
Iapc kompensiert.
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Gemäß der ersten
Ausführungsform
wird die Schwankung des optischen Ausgangssignals bei zeitabhängiger Leistungsminderung
der Laserdiode 81 auf ein konstantes Niveau geregelt. Genauer
gesagt, im Speicher 50 werden für jede Temperatur Daten über den
Lichtempfangsstrom Ir der Monitorphotodiode 82 gespeichert,
wenn die Laserdiode 81 vor der Leistungsminderung eine
gewünschte
Lichtleistung ausgibt. Der im Speicher 50 abgelegte Anfangswert
wird als Bezugswert verwendet. Eine Abnahme des Lichtempfangsstroms
Ir der Monitorphotodiode 82 wird auf der Basis des Bezugswerts
als Abnahme des optischen Ausgangssignals der Laserdiode 81 erfaßt, und
es wird eine Regelung mit Rückführung ausgeführt, um
den Vorspannungsstrom zu erhöhen. Dementsprechend
kann das optische Ausgangssignal um einen Betrag kompensiert werden,
welcher der Leistungsminderung der Laserdiode 81 entspricht,
und das optische Ausgangssignal kann auf einen konstanten Pegel
geregelt werden.
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Der
Meßwert
des Lichtempfangsstroms Ir dient als Bezugswert, der Veränderungen
in einer individuellen Laserdiode und einem anderen Bauelement einschließt. Daher
können
das optische Ausgangssignal und das Extinktionsverhältnis ohne
besondere Einstellung der Kompensationsschaltung 1 für die zeitabhängige Leistungsminderung
geregelt werden.
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Nicht
nur der Vorspannungsstrom, sondern auch der Impulsstrom können unabhängig voneinander
entsprechend der Umgebungstemperatur geregelt werden. Genauer gesagt,
der Vorspannungsstrom und der Impulsstrom werden im Speicher 50 unter
einer Adresse gespeichert, die der Umgebungstemperatur entspricht.
Der Vorspannungsstrom und der Impulsstrom, die der Umgebungstemperatur
entsprechen, steuern die Laserdiode 81. Da in diesem Fall
der Vorspannungsstrom und der Impulsstrom unabhängig voneinander geregelt werden können, kann
nicht nur das optische Ausgangssignal, sondern auch das Extinktionsverhältnis entsprechend
der Umgebungstemperatur auf ein konstantes Niveau geregelt werden,
indem der Vorspannungsstrom und der Impulsstrom entsprechend der
Charakteristik des optischen Ausgangssignals in Abhängigkeit
von der Stromstärke
jeder Laserdiode 81 für jede
Temperatur im Speicher 50 gespeichert werden. Als Ergebnis
kann die Laserdiodenansteuerungsschaltung die Laserdiode auf eine
für das Übertragungssystem
geeignete Weise steuern, ohne die Lichtemission zu verzögern und
ohne wegen einer Abnahme des Extinktionsverhältnisses keinen zuverlässigen Extinktionszustand
zu erhalten.
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Zweite Ausführungsform
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Nachstehend
wird unter Bezugnahme auf 3 die
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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3 zeigt die Anordnung einer
Laserdiodenansteuerungsschaltung nach der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Laserdiodenansteuerungsschaltung
der zweiten Ausführungsform
weist einen Vorverstärker 55 und
einen Spitzenwertdetektor 60 anstelle des Mittelwertdetektors 57 in
der in 2 dargestellten
ersten Ausführungsform
auf. Da die übrige
Anordnung die gleiche wie die in 2 dargestellte
Ausführungsform
ist, werden gleiche Teile durch die gleichen Bezugszeichen wie in 2 bezeichnet, und ihre Beschreibung wird
weggelassen.
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Ein
Lichtempfangsstrom Ir einer Monitorphotodiode 82 wird in
den Vorverstärker 55 eingegeben und
in ein Spannungssignal umgewandelt. Das Spannungssignal wird zum
Spitzenwertdetektor 60 ausgegeben. Der Spitzenwertdetektor 60 erfaßt die Spitzenspannung
des vom Vorverstärker 55 ausgegebenen
Spannungssignals und gibt die erfaßte Spannung zu einem A/D-Wandler 21 und
zum invertierenden Eingangsanschluß eines invertierenden Verstärkers 65 aus.
Im übrigen
ist die Funktionsweise die gleiche wie in der ersten Ausführungsform.
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In
der ersten Ausführungsform
wird die zeitabhängige
Leistungsminderung der Laserdiode 81 auf der Basis des
Mittelwerts des Lichtempfangsstroms Ir der Monitorphotodiode 82 kompensiert.
In der zweiten Ausführungsform
wird die zeitabhängige Leistungsminderung
der Laserdiode 81 auf der Basis des Spitzenwerts des Lichtempfangsstroms
Ir der Monitorphotodiode 82 kompensiert.
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Wenn
in der ersten Ausführungsform
ein Burstsignal als Übertragungsdatenwert
verwendet wird, ist der Mittelwert des Lichtempfangsstroms Ir der
Monitorphotodiode 82 sehr niedrig, und Schwankungen im
Lichtempfangsstrom Ir der Monitorphotodiode 82 sind schwer
nachweisbar. Aus diesem Grund kann die Leistungsminderung der Laserdiode 81 nicht
bestimmt werden.
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Da
jedoch in der zweiten Ausführungsform der
Spitzenwert des Lichtempfangsstroms Ir der Monitorphotodiode 82 erfaßt wird,
kann auch bei Verwendung eines Burstsignals als Übertragungsdatenwert die zeitabhängige Leistungsminderung
der Laserdiode 81 bestimmt werden, und eine Verminderung
des optischen Ausgangssignals kann entsprechend einer Verminderung
des Spitzenwerts kompensiert werden.
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Dritte Ausführungsform
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Nachstehend
wird unter Bezugnahme auf 4 die
dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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4 zeigt die Anordnung einer
Laserdiodenansteuerungsschaltung nach der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Laserdiodenansteuerungsschaltung
der dritten Ausführungsform
weist die gleichen Bestandteile wie in der in 3 dargestellten zweiten Ausführungsform
auf, mit der Ausnahme, daß ein
Stromregler 42 zwei verschiedene Konstantströme regelt,
d. h. einen Konstantstrom Iapc1 und einen Konstantstrom Iapc2. Da die
Anordnung im übrigen
die gleiche ist wie in der in 3 dargestellten
zweiten Ausführungsform, werden
gleiche Teile durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet wie in 3, und ihre Beschreibung
wird weggelassen.
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Der
Konstantstrom Iapc1 dient als Vorspannungsstrom, der direkt durch
eine Laserdiode 81 fließt, während der Konstantstrom Iapc2
als Impulsstrom dient, der durch ein Eingangssignal geregelt wird.
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Genauer
gesagt, in der dritten Ausführungsform
werden sowohl der Vorspannungsstrom als auch der Impulsstrom entsprechend
der zeitabhängigen
Leistungsminderung der Laserdiode 81 kompensiert. Das optische
Ausgangssignal und das Extinktionsverhältnis können entsprechend der zeitabhängigen Leistungsminderung
der Laserdiode 81 auf ein konstantes Niveau geregelt werden.
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Vierte Ausführungsform
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In
der dritten Ausführungsform
werden der Vorverstärker 55 und
der Spitzenwertdetektor 60 eingeführt. Bei der in 4 dargestellten Anordnung
der dritten Ausführungsform
können
jedoch der Vorverstärker 55 und
der Spitzenwertdetektor 60 durch einen Mittelwertdetektor 57 ersetzt
werden, und die zeitabhängige
Leistungsminderung einer Laserdiode 81 kann ähnlich wie
bei der ersten Ausführungsform auf
der Basis des Mittelwerts des Lichtempfangsstroms Ir einer Monitorphotodiode 82 kompensiert werden.