JP2007103668A - Light emitting device driving circuit and optical transmitter - Google Patents

Light emitting device driving circuit and optical transmitter Download PDF

Info

Publication number
JP2007103668A
JP2007103668A JP2005291458A JP2005291458A JP2007103668A JP 2007103668 A JP2007103668 A JP 2007103668A JP 2005291458 A JP2005291458 A JP 2005291458A JP 2005291458 A JP2005291458 A JP 2005291458A JP 2007103668 A JP2007103668 A JP 2007103668A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
signal
light
emitting element
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005291458A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4501835B2 (en
Inventor
Keiji Tanaka
啓二 田中
Katsumi Kamisaka
勝己 上坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2005291458A priority Critical patent/JP4501835B2/en
Priority to US11/508,284 priority patent/US7418018B2/en
Publication of JP2007103668A publication Critical patent/JP2007103668A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4501835B2 publication Critical patent/JP4501835B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light emitting device driving circuit capable of adjusting the conversion gain when converting the photo-current from a monitoring photoreceptor into a voltage signal, and reducing the effect of the adjustment of the conversion gain on the frequency characteristic; and to provide an optical transmitter. <P>SOLUTION: The driving circuit 1a includes a current-voltage converter 5a for converting the photo-current Imon from a monitoring photodiode 22 into a light quantity signal Smon; a reference signal generator 13 for generating a reference signal Vref of a voltage corresponding to a transmission signal Sin; and a driving current generator 19 for generating a driving current Id modulated according to the transmission signal Sin, for adjusting the current amount of the driving current Id according to the difference between the light quantity signal Smon and the reference signal Vref, and for supplying the driving current Id to a laser diode 21. The current-voltage converter 5a includes a common-base TIA circuit, and the transimpedance of the common-base TIA circuit is variable. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光通信に用いられる発光素子駆動回路及び光送信器に関するものである。   The present invention relates to a light emitting element driving circuit and an optical transmitter used for optical communication.

レーザダイオードなどの発光素子の信号光強度および消光比を安定化するために、モニタ用受光素子からの光電流に基づいて駆動電流量を制御する発光素子駆動回路が知られている。例えば、特許文献1に開示された半導体レーザ駆動回路は、AC結合型のレーザ駆動回路において、モニタフォトダイオードからの光電流の大きさの平均レベルを検出し、レーザダイオードに供給されるバイアス電流の大きさを該平均レベルに応じて制御している。また、この駆動回路は、モニタフォトダイオードからの光電流の大きさの平均レベル及びハイレベル(ピーク値)に応じて、バイアス電流の変調度を制御している。   In order to stabilize the signal light intensity and the extinction ratio of a light emitting element such as a laser diode, a light emitting element driving circuit that controls the amount of driving current based on the photocurrent from a light receiving element for monitoring is known. For example, a semiconductor laser driving circuit disclosed in Patent Document 1 detects an average level of the magnitude of photocurrent from a monitor photodiode in an AC-coupled laser driving circuit, and detects the bias current supplied to the laser diode. The size is controlled according to the average level. The drive circuit controls the modulation degree of the bias current according to the average level and high level (peak value) of the magnitude of the photocurrent from the monitor photodiode.

特開平4−139779号公報JP-A-4-13979

レーザダイオードなどの発光素子の発光特性および光信号のモニタ用受光素子への結合効率は、個体毎に少しずつ異なる。従って、上記したような発光素子駆動回路においては、モニタ用受光素子からの光電流に基づいて駆動電流量を制御する際に、光電流を電流電圧変換するときの変換利得を発光素子の発光特性および光信号のモニタ用受光素子への結合効率に応じて調整可能であることが望ましい。   The light emission characteristics of a light emitting element such as a laser diode and the coupling efficiency of an optical signal to a monitoring light receiving element are slightly different for each individual. Therefore, in the light emitting element driving circuit as described above, when controlling the amount of drive current based on the photocurrent from the light receiving element for monitoring, the conversion gain when converting the photocurrent to current voltage is set to the light emission characteristic of the light emitting element. It is desirable that the optical signal can be adjusted in accordance with the coupling efficiency of the optical signal to the monitoring light receiving element.

しかしながら、電流電圧変換回路として従来より多用されている負帰還型のトランスインピーダンスアンプにおいては、トランスインピーダンスを実現するための抵抗素子と受光素子の内部容量とによってローパスフィルタが構成される。従って、電流電圧変換回路の変換利得(トランスインピーダンス)を変化させると、電流電圧変換回路の高域カットオフ周波数が変動し、電流電圧変換回路出力のピーク、ボトムレベルを検出する際に、検出誤差となってしまう為、好ましくない。   However, in a negative feedback type transimpedance amplifier that has been widely used as a current-voltage conversion circuit, a low-pass filter is configured by a resistance element for realizing the transimpedance and the internal capacitance of the light receiving element. Therefore, if the conversion gain (transimpedance) of the current-voltage converter circuit is changed, the high-frequency cutoff frequency of the current-voltage converter circuit will fluctuate, and detection errors will occur when detecting the peak and bottom levels of the current-voltage converter circuit output. Therefore, it is not preferable.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、モニタ用受光素子からの光電流を電圧信号に変換する際の変換利得を調整できるとともに、変換利得の調整による周波数特性への影響を低減できる発光素子駆動回路及び光送信器を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and can adjust the conversion gain when converting the photocurrent from the light receiving element for monitoring into a voltage signal, and reduce the influence on the frequency characteristics by adjusting the conversion gain. An object of the present invention is to provide a light emitting element driving circuit and an optical transmitter.

上記課題を解決するため、本発明の発光素子駆動回路は、送信信号に応じた信号光を発光素子に生成させるとともに、信号光を検出する受光素子からの光電流に基づいて信号光を制御する発光素子駆動回路であって、受光素子からの光電流を電圧信号である光量信号に変換する第1の電流電圧変換部と、送信信号に対応する電圧信号である参照信号を生成する参照信号生成部と、送信信号に応じて変調された駆動電流を生成するとともに、光量信号と参照信号との差に応じて駆動電流の電流量を調節し、該駆動電流を発光素子に供給する駆動電流生成部とを備え、第1の電流電圧変換部がコモンベース型トランスインピーダンスアンプ回路を含んでおり、該コモンベース型トランスインピーダンスアンプ回路のトランスインピーダンスが可変であることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the light-emitting element driving circuit according to the present invention causes the light-emitting element to generate signal light corresponding to the transmission signal and controls the signal light based on the photocurrent from the light-receiving element that detects the signal light. A light-emitting element driving circuit, a first current-voltage conversion unit that converts a photocurrent from a light-receiving element into a light amount signal that is a voltage signal, and a reference signal generation that generates a reference signal that is a voltage signal corresponding to a transmission signal And a drive current that is modulated according to the transmission signal, adjusts the amount of the drive current according to the difference between the light amount signal and the reference signal, and supplies the drive current to the light emitting element And the first current-voltage converter includes a common base type transimpedance amplifier circuit, and the transimpedance of the common base type transimpedance amplifier circuit is variable. Characterized in that there.

上記した発光素子駆動回路においては、第1の電流電圧変換部がコモンベース型トランスインピーダンスアンプ(TIA)回路を含んでいる。本来、コモンベース型TIA回路は負帰還型のTIA回路と比較してノイズを拾い易いため、発光素子駆動回路には不向きとされていた。しかし、本発明者らは、コモンベース型TIA回路のトランスインピーダンス用抵抗素子と受光素子の内部容量とによってローパスフィルタは構成されず、トランスインピーダンスを変化させても閉ループ制御系の周波数特性が殆ど変化しないことを見出した。すなわち、上記した発光素子駆動回路によれば、第1の電流電圧変換部がコモンベース型TIA回路を含み、且つトランスインピーダンスが可変であることによって、(モニタ用)受光素子からの光電流を電圧信号(光量信号)に変換する際の変換利得を調整できるとともに、変換利得の調整による周波数特性への影響を低減できる。   In the above-described light emitting element driving circuit, the first current-voltage converter includes a common base type transimpedance amplifier (TIA) circuit. Originally, the common base type TIA circuit easily picks up noise as compared with the negative feedback type TIA circuit, and thus is not suitable for the light emitting element driving circuit. However, the present inventors do not configure a low-pass filter by the transimpedance resistance element of the common base type TIA circuit and the internal capacitance of the light receiving element, and even if the transimpedance is changed, the frequency characteristic of the closed-loop control system changes almost. I found it not. That is, according to the above-described light emitting element driving circuit, the first current-voltage conversion unit includes the common base type TIA circuit and the transimpedance is variable, so that the photocurrent from the light receiving element (for monitoring) is changed to the voltage. The conversion gain at the time of conversion into a signal (light quantity signal) can be adjusted, and the influence on the frequency characteristics due to the adjustment of the conversion gain can be reduced.

また、発光素子駆動回路は、コモンベース型トランスインピーダンスアンプ回路のトランスインピーダンスを変更するための利得制御信号を第1の電流電圧変換部へ提供する利得制御部を備えることを特徴としてもよい。これにより、発光素子の特性のばらつきに応じて第1の電流電圧変換部の変換利得を容易に変更できる。   The light emitting element driving circuit may further include a gain control unit that provides a gain control signal for changing the transimpedance of the common base type transimpedance amplifier circuit to the first current-voltage conversion unit. Thereby, the conversion gain of the first current-voltage conversion unit can be easily changed in accordance with variations in characteristics of the light emitting elements.

また、発光素子駆動回路は、参照信号生成部が、送信信号に対応する参照電流を生成する参照電流生成部と、参照電流を参照信号に変換する第2の電流電圧変換部と、参照電流生成部及び第2の電流電圧変換部を結ぶ信号線と定電位線との間に接続された可変容量部とを有し、第2の電流電圧変換部がコモンベース型トランスインピーダンスアンプ回路を含んでおり、該コモンベース型トランスインピーダンスアンプ回路のトランスインピーダンスが可変であることを特徴としてもよい。   In the light emitting element driving circuit, the reference signal generation unit generates a reference current corresponding to the transmission signal, a second current-voltage conversion unit that converts the reference current into a reference signal, and a reference current generation And a variable capacitance portion connected between the signal line connecting the second current-voltage conversion portion and the constant potential line, and the second current-voltage conversion portion includes a common base type transimpedance amplifier circuit. The transimpedance of the common base type transimpedance amplifier circuit may be variable.

このように、参照信号生成部が参照電流生成部及び第2の電流電圧変換部を有し、第2の電流電圧変換部が第1の電流電圧変換部と同様にトランスインピーダンス可変のコモンベース型TIA回路を有することにより、第1の電流電圧変換部の利得等の変換特性が温度変化等により変動した場合に、第2の電流電圧変換部の変換特性も同様に変動するので、特性の変動を相殺できる。また、参照電流生成部及び第2の電流電圧変換部を結ぶ信号線と定電位線との間に可変容量部を有することにより、受光素子の内部容量やノイズ除去用の並列コンデンサ容量に起因する光量信号の周波数特性と同様の周波数特性を参照信号にも与えることができ、且つ個々の受光素子の内部容量のばらつきにも容易に対応できる。これらにより、更に精度良く駆動電流量を制御できる。   As described above, the reference signal generation unit includes the reference current generation unit and the second current-voltage conversion unit, and the second current-voltage conversion unit is a transimpedance variable common base type like the first current-voltage conversion unit. By having the TIA circuit, when the conversion characteristics such as the gain of the first current-voltage converter change due to a temperature change or the like, the conversion characteristics of the second current-voltage converter also change in the same manner. Can be offset. Further, by having a variable capacitance portion between the signal line connecting the reference current generation portion and the second current-voltage conversion portion and the constant potential line, it results from the internal capacitance of the light receiving element and the parallel capacitor capacitance for noise removal. A frequency characteristic similar to the frequency characteristic of the light quantity signal can be given to the reference signal, and the internal capacitance of each light receiving element can be easily handled. As a result, the drive current amount can be controlled with higher accuracy.

また、発光素子駆動回路は、可変容量部の容量を変更するための容量制御信号を可変容量部へ提供する容量制御部を備えることを特徴としてもよい。これにより、受光素子の内部容量のばらつきに応じて可変容量部の容量値を容易に変更できる。   In addition, the light emitting element driving circuit may include a capacitance control unit that provides a capacitance control signal for changing the capacitance of the variable capacitance unit to the variable capacitance unit. Thereby, the capacitance value of the variable capacitance portion can be easily changed according to the variation in the internal capacitance of the light receiving element.

また、本発明の光送信器は、送信信号に応じた信号光を出力する光送信器であって、信号光を生成する発光素子と、発光素子からの信号光を検出する受光素子と、送信信号に応じて変調された駆動電流を発光素子へ供給する発光素子駆動回路とを備え、発光素子駆動回路が、受光素子からの光電流を電圧信号である光量信号に変換する電流電圧変換部と、送信信号に対応する電圧信号である参照信号を生成する参照信号生成部と、駆動電流を生成するとともに、光量信号と参照信号との差に応じて駆動電流の電流量を調節し、該駆動電流を発光素子に供給する駆動電流生成部とを有し、電流電圧変換部がコモンベース型トランスインピーダンスアンプ回路を含んでおり、該コモンベース型トランスインピーダンスアンプ回路のトランスインピーダンスが可変であることを特徴とする。この光送信器によれば、電流電圧変換部がコモンベース型TIA回路を含み、且つトランスインピーダンスが可変であることによって、(モニタ用)受光素子からの光電流を電圧信号に変換する際の変換利得を調整できるとともに、変換利得の調整による周波数特性への影響を低減できる。   The optical transmitter of the present invention is an optical transmitter that outputs signal light according to a transmission signal, a light emitting element that generates signal light, a light receiving element that detects signal light from the light emitting element, and a transmission A light-emitting element drive circuit that supplies a drive current modulated in accordance with a signal to the light-emitting element, and the light-emitting element drive circuit converts a photocurrent from the light-receiving element into a light amount signal that is a voltage signal; A reference signal generation unit that generates a reference signal that is a voltage signal corresponding to the transmission signal, and generates a drive current, adjusts the amount of drive current according to the difference between the light amount signal and the reference signal, and drives the drive A drive current generation unit for supplying current to the light emitting element, and the current-voltage conversion unit includes a common base type transimpedance amplifier circuit. Wherein the dance is variable. According to this optical transmitter, the current-voltage conversion unit includes a common base type TIA circuit, and the transimpedance is variable, so that the conversion of the photocurrent from the light receiving element (for monitoring) into a voltage signal is performed. The gain can be adjusted, and the influence on the frequency characteristics due to the adjustment of the conversion gain can be reduced.

本発明の発光素子駆動回路または光送信器によれば、モニタ用受光素子からの光電流を電圧信号に変換する際の変換利得を調整できるとともに、変換利得の調整による周波数特性への影響を低減できる。   According to the light emitting element driving circuit or the optical transmitter of the present invention, it is possible to adjust the conversion gain when converting the photocurrent from the monitoring light receiving element into a voltage signal, and to reduce the influence on the frequency characteristics by adjusting the conversion gain. it can.

以下、図面を参照しつつ本発明に係る発光素子駆動回路及び光送信器の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of a light emitting element driving circuit and an optical transmitter according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の好適な一実施形態である発光素子駆動回路1aの構成を示すブロック図である。同図に示す発光素子駆動回路1aは、光モジュール2を駆動するための回路であり、光モジュール2とともに本実施形態に係る光送信器を構成する。なお、光モジュール2は、例えばTOSA(Transmitter Optical Sub-Assembly)といった小型のパッケージ構成を有する。光モジュール2は、信号光Pを生成するレーザダイオード21といった発光素子と、レーザダイオード21からの信号光P(正確には、レーザダイオード21の光反射端面からの光)を検出(モニタ)するフォトダイオード22といったモニタ用の受光素子とを有する。レーザダイオード21は、外部からの送信信号Sp,Snに応じた変調電流Imod及びバイアス電流Ibiasを含む駆動電流Idを発光素子駆動回路1aから受け、駆動電流Idに応じたレーザ光である信号光Pを生成する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a light emitting element driving circuit 1a according to a preferred embodiment of the present invention. A light-emitting element driving circuit 1a shown in the figure is a circuit for driving the optical module 2, and constitutes the optical transmitter according to the present embodiment together with the optical module 2. The optical module 2 has a small package configuration such as TOSA (Transmitter Optical Sub-Assembly). The optical module 2 detects (monitors) a light emitting element such as a laser diode 21 that generates the signal light P and the signal light P from the laser diode 21 (more precisely, light from the light reflection end face of the laser diode 21). And a light receiving element for monitoring such as a diode 22. The laser diode 21 receives a drive current Id including a modulation current Imod and a bias current Ibias corresponding to the transmission signals Sp and Sn from the outside from the light emitting element drive circuit 1a, and the signal light P which is a laser light corresponding to the drive current Id. Is generated.

ここで、図2(a)は、レーザダイオード21の出力特性の一例を示す図である。図2(a)において、横軸はレーザダイオード21を流れる順方向電流(LD駆動電流)を示し、縦軸はレーザダイオード21の光出力強度を示している。また、図中のグラフG1はレーザダイオード21の温度が或る値T[℃]のときの出力特性を示しており、グラフG2はレーザダイオード21の温度がT(>T)[℃]のときの出力特性を示している。グラフG1におけるIth、及びグラフG2におけるIthは、温度T,Tのそれぞれにおけるレーザダイオード21の閾値電流値を示している。 Here, FIG. 2A is a diagram illustrating an example of output characteristics of the laser diode 21. 2A, the horizontal axis indicates the forward current (LD drive current) flowing through the laser diode 21, and the vertical axis indicates the light output intensity of the laser diode 21. FIG. Further, the graph G1 in the figure shows the output characteristics when the temperature of the laser diode 21 is a certain value T 1 [° C.], and the graph G2 shows the temperature of the laser diode 21 at T 2 (> T 1 ) [° C. ] Shows the output characteristics. Ith 1 in the graph G1 and Ith 2 in the graph G2 indicate the threshold current values of the laser diode 21 at the temperatures T 1 and T 2 , respectively.

また、図2(b)は、レーザダイオード21から出力される信号光Pの時間波形の一例を示すグラフであり、ローレベル時の信号光強度PLとハイレベル時の信号光強度PHとを交互に繰り返す波形を示している。また、図2(c)は、図2(b)に示す信号光Pを出力するために必要な駆動電流Idの時間波形の一例を示すグラフである。図2(c)において、グラフG3は温度T[℃]のときに必要な駆動電流Idの時間波形の一例であり、グラフG4は温度T[℃]のときに必要な駆動電流Idの時間波形の一例である。なお、図2(c)中のIbiasは、レーザダイオードにレーザ駆動回路がAC結合される場合のバイアス電流値を示している。また、図2(c)中のIbiasは、レーザダイオードにレーザ駆動回路がDC結合される場合のバイアス電流値を示している。駆動電流Idは、変調電流Imodがバイアス電流Ibias(またはIbias)に畳重されて成る。 FIG. 2B is a graph showing an example of a time waveform of the signal light P output from the laser diode 21. The signal light intensity PL at the low level and the signal light intensity PH at the high level are alternately displayed. The waveform that repeats is shown. FIG. 2C is a graph showing an example of a time waveform of the drive current Id necessary for outputting the signal light P shown in FIG. In FIG. 2C, a graph G3 is an example of a time waveform of the drive current Id required at the temperature T 1 [° C.], and a graph G4 shows the drive current Id required at the temperature T 2 [° C.]. It is an example of a time waveform. Note that Ibias 1 in FIG. 2C indicates a bias current value when the laser driving circuit is AC-coupled to the laser diode. In addition, Ibias 2 in FIG. 2C indicates a bias current value when the laser drive circuit is DC coupled to the laser diode. The drive current Id is formed by convolution of the modulation current Imod with the bias current Ibias 1 (or Ibias 2 ).

図2(a)に示すように、レーザダイオード21の出力特性は、温度変化により大きく変動する。すなわち、レーザダイオード21の素子温度が高くなると、レーザ発振の閾値電流値が大きくなるとともに、所定の光出力強度を得るためにより大きな駆動電流が必要となる。従って、レーザダイオード21の素子温度に依らず信号光強度PH及び消光比(PH/PL)を一定に保つためには、図2(c)のグラフG3,G4に示すように、バイアス電流Ibias(Ibias)及び変調電流Imodの大きさを光出力強度に応じて制御する必要がある。そこで、発光素子駆動回路1aは、フォトダイオード22からの光電流Imonに基づいて、信号光Pの信号光強度PH及び消光比(PH/PL)を制御する。 As shown in FIG. 2A, the output characteristics of the laser diode 21 vary greatly with changes in temperature. That is, as the element temperature of the laser diode 21 increases, the laser oscillation threshold current value increases, and a larger drive current is required to obtain a predetermined light output intensity. Therefore, in order to keep the signal light intensity PH and the extinction ratio (PH / PL) constant regardless of the element temperature of the laser diode 21, as shown in graphs G3 and G4 in FIG. 2C, the bias current Ibias 1 It is necessary to control the magnitudes of (Ibias 2 ) and modulation current Imod according to the light output intensity. Therefore, the light emitting element driving circuit 1 a controls the signal light intensity PH and the extinction ratio (PH / PL) of the signal light P based on the photocurrent Imon from the photodiode 22.

再び図1を参照する。本実施形態の発光素子駆動回路1aは、いわゆるAC結合型のレーザ駆動回路である。発光素子駆動回路1aは、変調電流生成部3、バイアス電流源4、電流電圧変換部5a及び5b、レベルホールド部6a及び6b、誤差増幅器17a及び7b、参照電流生成部8、可変容量部9、スイッチ素子10a〜10f、並びに制御部16を有する。   Refer to FIG. 1 again. The light emitting element driving circuit 1a of the present embodiment is a so-called AC coupling type laser driving circuit. The light emitting element drive circuit 1a includes a modulation current generator 3, a bias current source 4, current-voltage converters 5a and 5b, level hold units 6a and 6b, error amplifiers 17a and 7b, a reference current generator 8, a variable capacitor 9, The switch elements 10a to 10f and the control unit 16 are included.

変調電流生成部3は、後述するバイアス電流源4と共に本実施形態における駆動電流生成部19を構成する。駆動電流生成部19は、送信信号Sn,Spに応じて変調された駆動電流Idをレーザダイオード21へ供給するための回路部分である。変調電流生成部3は、駆動電流Idのうち、送信信号Sn,Spに応じた変調電流Imod,Imodを生成する。具体的には、変調電流生成部3は、送信データを含む差動信号である送信信号Sp(正相),Sn(逆相)を外部から入力するための2つの入力端と、送信信号Snに応じた変調電流Imod及び送信信号Spに応じた変調電流Imodをレーザダイオード21へ出力するための2つの出力端とを有する。変調電流Imodを出力するための出力端は、低周波成分をカットするためのコンデンサ(容量素子)11aを介して、レーザダイオード21のアノードと電気的に接続される。また、変調電流Imodを出力するための出力端は、低周波成分をカットするためのコンデンサ(容量素子)11bを介して、レーザダイオード21のカソードと電気的に接続される。 The modulation current generator 3 constitutes a drive current generator 19 in the present embodiment together with a bias current source 4 to be described later. The drive current generator 19 is a circuit part for supplying the laser diode 21 with the drive current Id modulated according to the transmission signals Sn and Sp. The modulation current generator 3 generates modulation currents Imod 1 and Imod 2 corresponding to the transmission signals Sn and Sp among the drive current Id. Specifically, the modulation current generator 3 includes two input terminals for inputting transmission signals Sp (positive phase) and Sn (negative phase), which are differential signals including transmission data, from the outside, and the transmission signal Sn. and two output terminals for outputting to the laser diode 21 modulated current Imod 2 in accordance with the modulation current Imod 1 and the transmission signal Sp corresponding to. The output terminal for outputting the modulation current Imod 1 is electrically connected to the anode of the laser diode 21 via a capacitor (capacitance element) 11a for cutting low frequency components. The output terminal for outputting the modulation current Imod 2 is electrically connected to the cathode of the laser diode 21 via a capacitor (capacitance element) 11b for cutting low frequency components.

また、変調電流生成部3は、後述する誤差増幅器17bからの差信号Sd_btを入力するための入力端を更に有する。変調電流生成部3は、差信号Sd_btの大きさが小さくなるように、変調電流Imod及びImodの大きさを調節する。 The modulation current generator 3 further includes an input terminal for inputting a difference signal Sd_bt from an error amplifier 17b described later. The modulation current generator 3 adjusts the magnitudes of the modulation currents Imod 1 and Imod 2 so that the magnitude of the difference signal Sd_bt becomes small.

バイアス電流源4は、駆動電流Idのうち、順方向のバイアス電流Ibiasを生成する。具体的には、バイアス電流源4の一端は、高周波成分をカットするためのインダクタ12bを介してレーザダイオード21のカソードと電気的に接続されている。また、バイアス電流源4の他端は、GNDラインといった基準電位線15と電気的に接続されている。レーザダイオード21のアノードは、高周波成分をカットするためのインダクタ12aを介して、電源電位線14と電気的に接続されている。電源電位線14には、電源電圧Vccが供給される。また、バイアス電流源4は、後述する誤差増幅器17aからの差信号Sd_pkを入力するための入力端を更に有する。バイアス電流源4は、差信号Sd_pkの大きさが小さくなるように、バイアス電流Ibiasの大きさを調節する。   The bias current source 4 generates a forward bias current Ibias out of the drive current Id. Specifically, one end of the bias current source 4 is electrically connected to the cathode of the laser diode 21 via an inductor 12b for cutting high frequency components. The other end of the bias current source 4 is electrically connected to a reference potential line 15 such as a GND line. The anode of the laser diode 21 is electrically connected to the power supply potential line 14 via an inductor 12a for cutting high frequency components. A power supply voltage Vcc is supplied to the power supply potential line 14. The bias current source 4 further has an input terminal for inputting a difference signal Sd_pk from an error amplifier 17a described later. The bias current source 4 adjusts the magnitude of the bias current Ibias so that the magnitude of the difference signal Sd_pk becomes small.

なお、本実施形態においてはレーザダイオード21のカソードと基準電位線15との間にバイアス電流源4が接続されているが、バイアス電流源は、レーザダイオードのアノードと電源電位線14との間に接続されてもよい。   In the present embodiment, the bias current source 4 is connected between the cathode of the laser diode 21 and the reference potential line 15, but the bias current source is connected between the anode of the laser diode and the power supply potential line 14. It may be connected.

電流電圧変換部5aは、本実施形態における第1の電流電圧変換部であり、フォトダイオード22からの光電流Imonを電圧信号である光量信号Smonに変換するための回路である。電流電圧変換部5aは、後述するように、コモンベース型TIA回路を含んで構成されており、更に、このコモンベース型TIA回路のトランスインピーダンスが可変となっている。コモンベース型TIA回路のトランスインピーダンスは、後述する制御部16からの利得制御信号ZTSEL1,ZTSEL2に応じて変更される。   The current-voltage converter 5a is a first current-voltage converter in the present embodiment, and is a circuit for converting the photocurrent Imon from the photodiode 22 into a light amount signal Smon that is a voltage signal. As will be described later, the current-voltage conversion unit 5a includes a common base type TIA circuit, and the transimpedance of the common base type TIA circuit is variable. The transimpedance of the common base type TIA circuit is changed according to gain control signals ZTSEL1 and ZTSEL2 from the control unit 16 described later.

ここで、図3は、本実施形態における(a)フォトダイオード22からの光電流Imonの時間波形の一例、及び(b)光電流Imonに対応する光量信号Smonの時間波形の一例を示すグラフである。図3(a)及び(b)に示すように、本実施形態の電流電圧変換部5aは、光電流Imonのローレベルに対応する光量信号Smonとしてピークレベルを出力し、光電流Imonのハイレベルに対応する光量信号Smonとしてボトムレベルを出力する。従って、光電流Imonと光量信号Smonとは、互いに逆転しており相補的な時間波形となる。   Here, FIG. 3 is a graph showing an example of a time waveform of the photocurrent Imon from the photodiode 22 and an example of a time waveform of the light amount signal Smon corresponding to the photocurrent Imon in this embodiment. is there. As shown in FIGS. 3A and 3B, the current-voltage converter 5a of the present embodiment outputs a peak level as the light amount signal Smon corresponding to the low level of the photocurrent Imon, and the high level of the photocurrent Imon. The bottom level is output as the light quantity signal Smon corresponding to Therefore, the photocurrent Imon and the light amount signal Smon are reversed from each other and have complementary time waveforms.

レベルホールド部6aは、ピーク検出部61a及びボトム検出部62aを有する。ピーク検出部61aは、光量信号Smonのピークレベルを検出するための回路である。ピーク検出部61aは、光量信号Smonのピークレベルを示すピークレベル信号Spkを生成し、スイッチ素子10aを介して誤差増幅器17aへ提供する。また、ボトム検出部62aは、光量信号Smonのボトムレベルを検出するための回路である。ボトム検出部62aは、光量信号Smonのボトムレベルを示すボトムレベル信号Sbtを生成し、スイッチ素子10bを介して誤差増幅器17bへ提供する。なお、光量信号Smonのピークレベルは、送信信号Sp,Snのローレベル(すなわち、信号光Pのローレベル)に対応しており、光量信号Smonのボトムレベルは、送信信号Sp,Snのハイレベル(すなわち、信号光Pのハイレベル)に対応している。   The level hold unit 6a includes a peak detection unit 61a and a bottom detection unit 62a. The peak detector 61a is a circuit for detecting the peak level of the light amount signal Smon. The peak detector 61a generates a peak level signal Spk indicating the peak level of the light amount signal Smon, and provides it to the error amplifier 17a via the switch element 10a. The bottom detection unit 62a is a circuit for detecting the bottom level of the light amount signal Smon. The bottom detector 62a generates a bottom level signal Sbt indicating the bottom level of the light amount signal Smon, and provides the bottom level signal Sbt to the error amplifier 17b via the switch element 10b. The peak level of the light amount signal Smon corresponds to the low level of the transmission signals Sp and Sn (that is, the low level of the signal light P), and the bottom level of the light amount signal Smon is the high level of the transmission signals Sp and Sn. (That is, the high level of the signal light P).

誤差増幅器17aは、ピーク検出部61aからのピークレベル信号Spkと、後述するピーク検出部61bからのピークレベル参照電圧Vpkとの差を増幅し、バイアス電流源4へ提供するための回路である。具体的には、誤差増幅器17aはオペアンプを含んで構成され、誤差増幅器17aの非反転入力端はピーク検出部61aと電気的に接続されており、誤差増幅器17aの反転入力端はピーク検出部61bと電気的に接続されている。また、誤差増幅器17aの出力端は、スイッチ素子10eを介してバイアス電流源4と電気的に接続されている。誤差増幅器17aは、ピークレベル信号Spkとピークレベル参照電圧Vpkとの差を示す差信号Sd_pkを生成し、差信号Sd_pkをバイアス電流源4へ提供する。   The error amplifier 17a is a circuit for amplifying a difference between a peak level signal Spk from the peak detector 61a and a peak level reference voltage Vpk from a peak detector 61b described later, and providing the amplified signal to the bias current source 4. Specifically, the error amplifier 17a includes an operational amplifier, the non-inverting input terminal of the error amplifier 17a is electrically connected to the peak detector 61a, and the inverting input terminal of the error amplifier 17a is the peak detector 61b. And are electrically connected. The output terminal of the error amplifier 17a is electrically connected to the bias current source 4 via the switch element 10e. The error amplifier 17a generates a difference signal Sd_pk indicating the difference between the peak level signal Spk and the peak level reference voltage Vpk, and provides the difference signal Sd_pk to the bias current source 4.

また、誤差増幅器17bは、ボトム検出部62aからのボトムレベル信号Sbtと、後述するボトム検出部62bからのボトムレベル参照電圧Vbtとの差を増幅し、変調電流生成部3へ提供するための回路である。具体的には、誤差増幅器17bはオペアンプを含んで構成され、誤差増幅器17bの非反転入力端はボトム検出部62aと電気的に接続されており、誤差増幅器17bの反転入力端はボトム検出部62bと電気的に接続されている。また、誤差増幅器17bの出力端は、スイッチ素子10fを介して変調電流生成部3と電気的に接続されている。誤差増幅器17bは、ボトムレベル信号Sbtとボトムレベル参照電圧Vbtとの差を示す差信号Sd_btを生成し、差信号Sd_btを変調電流生成部3へ提供する。   The error amplifier 17b is a circuit for amplifying a difference between a bottom level signal Sbt from the bottom detection unit 62a and a bottom level reference voltage Vbt from a bottom detection unit 62b described later, and providing the amplified current to the modulation current generation unit 3 It is. Specifically, the error amplifier 17b includes an operational amplifier, the non-inverting input terminal of the error amplifier 17b is electrically connected to the bottom detection unit 62a, and the inverting input terminal of the error amplifier 17b is the bottom detection unit 62b. And are electrically connected. The output terminal of the error amplifier 17b is electrically connected to the modulation current generator 3 through the switch element 10f. The error amplifier 17 b generates a difference signal Sd_bt that indicates the difference between the bottom level signal Sbt and the bottom level reference voltage Vbt, and provides the difference signal Sd_bt to the modulation current generator 3.

参照電流生成部8は、後述する可変容量部9及び電流電圧変換部5bと共に、本実施形態における参照信号生成部13を構成する。参照信号生成部13は、外部からの送信信号Sp,Snに対応する電圧信号である参照信号Vrefを生成するための回路である。参照電流生成部8は、送信信号Sp,Snに対応する参照電流Irefを生成する。この参照電流Irefは、送信信号Sp,Snに対応するパルス電流である。すなわち、参照電流Irefは、送信信号Sp,Snと同じデータ成分を含んでおり、送信信号Sp,Snの振動に応じた立ち上がりおよび立ち下がりを有する。参照電流生成部8は、例えば、送信信号Sp,Snを電圧−電流変換することにより変調成分を生成し、所定のバイアス成分に該変調成分を畳重することにより参照電流Irefを生成できる。   The reference current generation unit 8 constitutes the reference signal generation unit 13 in the present embodiment together with a variable capacitance unit 9 and a current-voltage conversion unit 5b described later. The reference signal generation unit 13 is a circuit for generating a reference signal Vref that is a voltage signal corresponding to the transmission signals Sp and Sn from the outside. The reference current generator 8 generates a reference current Iref corresponding to the transmission signals Sp and Sn. This reference current Iref is a pulse current corresponding to the transmission signals Sp and Sn. That is, the reference current Iref includes the same data component as the transmission signals Sp and Sn, and has a rise and a fall corresponding to the vibration of the transmission signals Sp and Sn. For example, the reference current generator 8 can generate a modulation component by performing voltage-current conversion on the transmission signals Sp and Sn, and can generate the reference current Iref by convolution of the modulation component with a predetermined bias component.

また、電流電圧変換部5bは、本実施形態における第2の電流電圧変換部であり、参照電流生成部8からの参照電流Irefを電圧信号である参照信号Vrefに変換するための回路である。電流電圧変換部5bの機能及び内部構成は、上述した電流電圧変換部5aと同様である。すなわち、本実施形態の電流電圧変換部5bは、コモンベース型TIA回路を含んで構成されており、更に、このコモンベース型TIA回路のトランスインピーダンスが可変となっている。コモンベース型TIA回路のトランスインピーダンスは、後述する制御部16からの利得制御信号ZTSEL1,ZTSEL2に応じて変更される。また、電流電圧変換部5bは、参照電流Irefのローレベルに対応する参照信号Vrefとしてピークレベルを出力し、参照電流Irefのハイレベルに対応する参照信号Vrefとしてボトムレベルを出力する。従って、参照電流Irefと参照信号Vrefとは、互いに逆転しており相補的な時間波形となる。   The current-voltage converter 5b is a second current-voltage converter in the present embodiment, and is a circuit for converting the reference current Iref from the reference current generator 8 into a reference signal Vref that is a voltage signal. The function and internal configuration of the current-voltage converter 5b are the same as those of the current-voltage converter 5a described above. That is, the current-voltage converter 5b of the present embodiment includes a common base type TIA circuit, and the transimpedance of the common base type TIA circuit is variable. The transimpedance of the common base type TIA circuit is changed according to gain control signals ZTSEL1 and ZTSEL2 from the control unit 16 described later. The current-voltage converter 5b outputs a peak level as the reference signal Vref corresponding to the low level of the reference current Iref, and outputs a bottom level as the reference signal Vref corresponding to the high level of the reference current Iref. Therefore, the reference current Iref and the reference signal Vref are reversed from each other and have a complementary time waveform.

可変容量部9は、参照電流生成部8及び電流電圧変換部5bを結ぶ信号線と基準電位線15といった定電位線との間に接続されている。可変容量部9は、制御部16からの容量制御信号BW_AD1〜BW_AD3に応じて容量値を変更可能なように構成されている。   The variable capacitance unit 9 is connected between a signal line connecting the reference current generation unit 8 and the current-voltage conversion unit 5 b and a constant potential line such as a reference potential line 15. The variable capacitance unit 9 is configured so that the capacitance value can be changed according to the capacitance control signals BW_AD1 to BW_AD3 from the control unit 16.

可変容量部9は、フォトダイオード22の内部容量や、クロストークノイズ除去用の並列コンデンサ容量による光量信号Smonへの影響を、参照信号Vrefにも同様に与えるための回路である。すなわち、発光素子駆動回路1aにおいては、フォトダイオード22の並列容量と電流電圧変換部5aの入力インピーダンスとによって、ローパスフィルタが構成される。従って、光量信号Smonはこのローパスフィルタによって帯域制限を受けることとなる。なお、このローパスフィルタは、光電流Imonに畳重したノイズを除去する効果がある。これに対し、参照信号生成部13においても、参照電流生成部8及び電流電圧変換部5bを結ぶ信号線と基準電位線15との間に可変容量部9を接続し、可変容量部9の容量と電流電圧変換部5bの入力インピーダンスとによってローパスフィルタを構成する。これにより、参照信号Vrefにも光量信号Smonと同様の帯域制限を与えることができる。   The variable capacitance unit 9 is a circuit for similarly giving the reference signal Vref the influence on the light quantity signal Smon by the internal capacitance of the photodiode 22 and the parallel capacitor capacitance for removing crosstalk noise. That is, in the light emitting element driving circuit 1a, a low-pass filter is configured by the parallel capacitance of the photodiode 22 and the input impedance of the current-voltage conversion unit 5a. Therefore, the light amount signal Smon is subjected to band limitation by the low-pass filter. This low-pass filter has an effect of removing noise convoluted with the photocurrent Imon. On the other hand, also in the reference signal generation unit 13, the variable capacitance unit 9 is connected between the signal line connecting the reference current generation unit 8 and the current-voltage conversion unit 5 b and the reference potential line 15, and the capacitance of the variable capacitance unit 9. And the input impedance of the current-voltage converter 5b constitute a low-pass filter. As a result, the reference signal Vref can be given the same band limitation as the light amount signal Smon.

レベルホールド部6bは、ピーク検出部61b及びボトム検出部62bを有する。ピーク検出部61bは、参照信号Vrefのピークレベルを検出し、該ピークレベルを示すピークレベル参照電圧Vpkを、スイッチ素子10cを介して誤差増幅器17aへ提供する。また、ボトム検出部62bは、参照信号Vrefのボトムレベルを検出し、該ボトムレベルを示すボトムレベル参照電圧Vbtを、スイッチ素子10dを介して誤差増幅器17bへ提供する。なお、参照信号Vrefのピークレベルは、送信信号Sp,Snのローレベル(すなわち、信号光Pのローレベル)に対応しており、参照信号Vrefのボトムレベルは、送信信号Sp,Snのハイレベル(すなわち、信号光Pのハイレベル)に対応している。   The level hold unit 6b includes a peak detection unit 61b and a bottom detection unit 62b. The peak detector 61b detects the peak level of the reference signal Vref, and provides the peak level reference voltage Vpk indicating the peak level to the error amplifier 17a via the switch element 10c. The bottom detector 62b detects the bottom level of the reference signal Vref, and provides the bottom level reference voltage Vbt indicating the bottom level to the error amplifier 17b via the switch element 10d. Note that the peak level of the reference signal Vref corresponds to the low level of the transmission signals Sp and Sn (that is, the low level of the signal light P), and the bottom level of the reference signal Vref is the high level of the transmission signals Sp and Sn. (That is, the high level of the signal light P).

制御部16は、本実施形態における利得制御部としての機能と、容量制御部としての機能とを併せ持っている。すなわち、制御部16は、コモンベース型TIA回路のトランスインピーダンスを変更するための利得制御信号ZTSEL1,ZTSEL2を電流電圧変換部5a及び5bへ提供する。また、制御部16は、可変容量部9の容量を変更するための容量制御信号BW_AD1〜BW_AD3を可変容量部9へ提供する。なお、利得制御信号ZTSEL1,ZTSEL2は、レーザダイオード21の発光特性の個体ばらつきに応じて設定される。また、容量制御信号BW_AD1〜BW_AD3は、フォトダイオード22の内部容量の個体ばらつきやノイズ除去用コンデンサの容量に応じて設定される。   The control unit 16 has both a function as a gain control unit and a function as a capacity control unit in the present embodiment. That is, the control unit 16 provides gain control signals ZTSEL1 and ZTSEL2 for changing the transimpedance of the common base type TIA circuit to the current-voltage conversion units 5a and 5b. Further, the control unit 16 provides capacity control signals BW_AD <b> 1 to BW_AD <b> 3 for changing the capacity of the variable capacity unit 9 to the variable capacity unit 9. The gain control signals ZTSEL1 and ZTSEL2 are set according to individual variations in the light emission characteristics of the laser diode 21. Further, the capacitance control signals BW_AD1 to BW_AD3 are set according to individual variations in the internal capacitance of the photodiode 22 and the capacitance of the noise removing capacitor.

また、制御部16は、各スイッチ素子10a〜10fの導通状態を制御する。制御部16は、スイッチ素子10a及び10cの制御端子に電気的に接続された出力端を有しており、スイッチ素子10a及び10cの制御端子へスイッチ制御信号RST_Pを送る。また、制御部16は、スイッチ素子10b及び10dの制御端子に電気的に接続された出力端を有しており、スイッチ素子10b及び10dの制御端子へスイッチ制御信号RST_Bを送る。また、制御部16は、スイッチ素子10e及び10fの制御端子に電気的に接続された出力端を有しており、スイッチ素子10e及び10fの制御端子へスイッチ制御信号LDOFFを送る。なお、各スイッチ素子10a〜10fにおいては、制御端子への入力論理が0のときに入力端及び出力端が導通状態となる。また、制御端子への入力論理が1のときに入力端及び出力端が非導通状態となり、出力端は基準電位線15と短絡する。   Moreover, the control part 16 controls the conduction | electrical_connection state of each switch element 10a-10f. The control unit 16 has an output terminal electrically connected to the control terminals of the switch elements 10a and 10c, and sends a switch control signal RST_P to the control terminals of the switch elements 10a and 10c. In addition, the control unit 16 has an output terminal electrically connected to the control terminals of the switch elements 10b and 10d, and sends a switch control signal RST_B to the control terminals of the switch elements 10b and 10d. The control unit 16 has an output end electrically connected to the control terminals of the switch elements 10e and 10f, and sends a switch control signal LDOFF to the control terminals of the switch elements 10e and 10f. In each of the switch elements 10a to 10f, when the input logic to the control terminal is 0, the input end and the output end are in a conductive state. When the input logic to the control terminal is 1, the input terminal and the output terminal are in a non-conductive state, and the output terminal is short-circuited with the reference potential line 15.

図4は、本実施形態の変調電流生成部3の構成の一例を詳細に示す回路図である。図4を参照すると、変調電流生成部3は、一対のトランジスタ31a及び31bと、一対の抵抗素子32a及び32bと、変調電流源33とを有する。   FIG. 4 is a circuit diagram showing in detail an example of the configuration of the modulation current generator 3 of the present embodiment. Referring to FIG. 4, the modulation current generator 3 includes a pair of transistors 31a and 31b, a pair of resistance elements 32a and 32b, and a modulation current source 33.

トランジスタ31aのベースは、変調電流生成部3の外部から送信信号Sp(正相)を入力するための入力端子と電気的に接続されている。トランジスタ31bのベースは、変調電流生成部3の外部から送信信号Sn(逆相)を入力するための入力端子と電気的に接続されている。トランジスタ31a及び31b双方のエミッタは、変調電流源33を介して基準電位線15と電気的に接続されている。トランジスタ31aのコレクタは、抵抗素子32aを介して電源電位線14と電気的に接続されるとともに、レーザダイオード21(図1参照)のカソードと電気的に接続される。トランジスタ31bのコレクタは、抵抗素子32bを介して電源電位線14と電気的に接続されるとともに、レーザダイオード21(図1参照)のアノードと電気的に接続される。変調電流源33は、誤差増幅器17b(図1参照)からの差信号Sd_btを入力するための入力端を有しており、差信号Sd_btが小さくなるように電流量を調節する。   The base of the transistor 31a is electrically connected to an input terminal for inputting the transmission signal Sp (positive phase) from the outside of the modulation current generator 3. The base of the transistor 31b is electrically connected to an input terminal for inputting the transmission signal Sn (reverse phase) from the outside of the modulation current generator 3. The emitters of both the transistors 31 a and 31 b are electrically connected to the reference potential line 15 via the modulation current source 33. The collector of the transistor 31a is electrically connected to the power supply potential line 14 via the resistance element 32a, and is also electrically connected to the cathode of the laser diode 21 (see FIG. 1). The collector of the transistor 31b is electrically connected to the power supply potential line 14 via the resistance element 32b, and is also electrically connected to the anode of the laser diode 21 (see FIG. 1). The modulation current source 33 has an input terminal for inputting the difference signal Sd_bt from the error amplifier 17b (see FIG. 1), and adjusts the amount of current so that the difference signal Sd_bt becomes small.

図4に示す変調電流生成部3に差動信号である送信信号Sp(正相),Sn(逆相)が入力されると、送信信号Spがトランジスタ31aのベースに入力されるとともに、送信信号Snがトランジスタ31bのベースに入力される。送信信号Spがトランジスタ31aのベースに入力されることにより、レーザダイオード21には変調電流Imodが流れる。変調電流Imodは、変調電流源33によって電流値が規定され、トランジスタ31aを介して流れる。また、送信信号Snがトランジスタ31bのベースに入力されることにより、変調電流Imodとは逆相の変調電流Imodが流れる。変調電流Imodは、変調電流源33によって変調電流Imodと同じ電流量に規定され、トランジスタ31bを介して流れる。 When the transmission signals Sp (positive phase) and Sn (reverse phase) that are differential signals are input to the modulation current generator 3 illustrated in FIG. 4, the transmission signal Sp is input to the base of the transistor 31a and the transmission signal Sn is input to the base of the transistor 31b. When the transmission signal Sp is input to the base of the transistor 31a, the modulation current Imod 2 flows through the laser diode 21. The modulation current Imod 2 has a current value defined by the modulation current source 33 and flows through the transistor 31a. Further, by transmitting signal Sn is input to the base of the transistor 31b, it flows modulation current Imod 1 reverse phase to the modulation current Imod 2. The modulation current Imod 1 is regulated by the modulation current source 33 to have the same amount of current as the modulation current Imod 2 and flows through the transistor 31b.

図5は、本実施形態の電流電圧変換部5aの構成の一例を詳細に示す回路図である。図5を参照すると、電流電圧変換部5aは、トランジスタ51及び52と、定電流源53及び54と、可変抵抗部57とを有する。   FIG. 5 is a circuit diagram showing in detail an example of the configuration of the current-voltage converter 5a of the present embodiment. Referring to FIG. 5, the current-voltage conversion unit 5 a includes transistors 51 and 52, constant current sources 53 and 54, and a variable resistance unit 57.

トランジスタ51、定電流源53、及び可変抵抗部57は、コモンベース型TIA回路を構成する。すなわち、トランジスタ51のコレクタは、可変抵抗部57を介して電源電位線14に電気的に接続されている。また、トランジスタ51のエミッタは、フォトダイオード22のカソードに電気的に接続されるとともに、定電流源53を介して基準電位線15に電気的に接続されている。また、トランジスタ51のベースには所定のコモン電圧VCBが印加される。この構成により、トランジスタ51のコレクタには、フォトダイオード22を流れる光電流Imonの電流量に比例する電位が現れる。この比例係数(変換利得)は可変抵抗部57の抵抗値によって定まる。 The transistor 51, the constant current source 53, and the variable resistor 57 constitute a common base type TIA circuit. In other words, the collector of the transistor 51 is electrically connected to the power supply potential line 14 via the variable resistance portion 57. The emitter of the transistor 51 is electrically connected to the cathode of the photodiode 22 and is also electrically connected to the reference potential line 15 via the constant current source 53. A predetermined common voltage V CB is applied to the base of the transistor 51. With this configuration, a potential proportional to the amount of photocurrent Imon flowing through the photodiode 22 appears at the collector of the transistor 51. This proportionality coefficient (conversion gain) is determined by the resistance value of the variable resistance portion 57.

可変抵抗部57は、互いに並列に接続されたn列(n≧2,本実施形態ではn=3)の抵抗素子55a〜55cと、(n−1)個のトランジスタ56b及び56cとを有する。トランジスタ56b及び56cは、それぞれ抵抗素子55b及び55cに直列に接続されている。トランジスタ56b及び56cは、スイッチ素子として用いられ、例えばMOS−FETが好適に用いられる。具体的には、抵抗素子55b,55cの一端が電源電位線14と電気的に接続され、他端がトランジスタ56b,56cのソース及びドレインのうち一方の端子と電気的に接続される。トランジスタ56b,56cのソース及びドレインのうち他方の端子は、トランジスタ51のコレクタと電気的に接続される。トランジスタ56b,56cのゲートは制御部16と電気的に接続されており、制御部16から利得制御信号ZTSEL1,ZTSEL2を受ける。そして、利得制御信号ZTSEL1,ZTSEL2に応じてトランジスタ56b,56cのソース−ドレイン間の導通状態/非導通状態が様々に変更されることにより、可変抵抗部57としての抵抗値が変更される。   The variable resistance unit 57 includes n columns (n ≧ 2, n = 3 in the present embodiment) of resistance elements 55a to 55c and (n−1) transistors 56b and 56c connected in parallel to each other. Transistors 56b and 56c are connected in series to resistance elements 55b and 55c, respectively. The transistors 56b and 56c are used as switching elements, and for example, MOS-FETs are preferably used. Specifically, one end of the resistance elements 55b and 55c is electrically connected to the power supply potential line 14, and the other end is electrically connected to one terminal of the sources and drains of the transistors 56b and 56c. The other terminal of the sources and drains of the transistors 56 b and 56 c is electrically connected to the collector of the transistor 51. The gates of the transistors 56b and 56c are electrically connected to the control unit 16, and receive gain control signals ZTSEL1 and ZTSEL2 from the control unit 16. The resistance value as the variable resistance unit 57 is changed by variously changing the conduction / non-conduction state between the source and drain of the transistors 56b and 56c in accordance with the gain control signals ZTSEL1 and ZTSEL2.

トランジスタ52及び定電流源54は、エミッタフォロワ回路を構成する。すなわち、上記したコモンベース型TIA回路は出力インピーダンスが大きいので、このエミッタフォロワ回路によって電流電圧変換部5aの出力インピーダンスを低下させる。具体的には、トランジスタ52のベースはトランジスタ51のコレクタと電気的に接続されており、トランジスタ52のコレクタは電源電位線14と電気的に接続されており、トランジスタ52のエミッタは定電流源54を介して基準電位線15と電気的に接続されている。そして、トランジスタ52のエミッタにおける電位が、光量信号Smonとして出力される。   The transistor 52 and the constant current source 54 constitute an emitter follower circuit. That is, since the above-described common base type TIA circuit has a large output impedance, the emitter follower circuit reduces the output impedance of the current-voltage converter 5a. Specifically, the base of the transistor 52 is electrically connected to the collector of the transistor 51, the collector of the transistor 52 is electrically connected to the power supply potential line 14, and the emitter of the transistor 52 is a constant current source 54. Is electrically connected to the reference potential line 15. Then, the potential at the emitter of the transistor 52 is output as the light amount signal Smon.

なお、図5に示すように、本実施形態の光モジュール2は、フォトダイオード22に対して並列に接続されたクロストークノイズ除去用のコンデンサ23を更に有してもよい。   As shown in FIG. 5, the optical module 2 of the present embodiment may further include a capacitor 23 for removing crosstalk noise connected in parallel to the photodiode 22.

図6は、本実施形態の参照電流生成部8の構成の一例を示すブロック図である。図6を参照すると、参照電流生成部8は、ローレベル基準電圧生成部81、バイアス成分生成部82、ハイレベル基準電圧生成部83、スイッチ素子84、及び変調成分生成部85を有する。   FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the reference current generation unit 8 of the present embodiment. Referring to FIG. 6, the reference current generation unit 8 includes a low level reference voltage generation unit 81, a bias component generation unit 82, a high level reference voltage generation unit 83, a switch element 84, and a modulation component generation unit 85.

ローレベル基準電圧生成部81は、参照電流Irefのローレベルの大きさを示す基準電圧Vreflを生成するための回路である。この基準電圧Vreflの大きさは、予め適切な値に設定される。バイアス成分生成部82は、ローレベル基準電圧生成部81からの基準電圧Vreflを電流に変換し、参照電流Irefのローレベル(バイアス成分)を示す電流Ireflとして出力する。   The low level reference voltage generation unit 81 is a circuit for generating a reference voltage Vrefl indicating the low level magnitude of the reference current Iref. The magnitude of this reference voltage Vrefl is set to an appropriate value in advance. The bias component generation unit 82 converts the reference voltage Vrefl from the low level reference voltage generation unit 81 into a current, and outputs it as a current Irefl indicating the low level (bias component) of the reference current Iref.

ハイレベル基準電圧生成部83は、参照電流Irefのハイレベル(変調成分のピーク値)の大きさを示す基準電圧Vrefhを生成するための回路である。この基準電圧Vrefhの大きさは、基準電圧Vreflと同様に予め適切な値に設定される。変調成分生成部85は、ハイレベル基準電圧生成部83からの基準電圧Vrefhを電流に変換するとともに、この電流を送信信号Sp,Snによって変調する。変調成分生成部85は、こうして生成した電流Irefhを参照電流Irefの変調成分として出力する。電流Irefh及び電流Ireflは互いに畳重され、参照電流Irefとして参照電流生成部8から電流電圧変換部5b(図1参照)へ提供される。   The high level reference voltage generation unit 83 is a circuit for generating a reference voltage Vrefh indicating the magnitude of the high level (the peak value of the modulation component) of the reference current Iref. The magnitude of the reference voltage Vrefh is set to an appropriate value in advance as in the case of the reference voltage Vrefl. The modulation component generation unit 85 converts the reference voltage Vrefh from the high level reference voltage generation unit 83 into a current, and modulates the current with the transmission signals Sp and Sn. The modulation component generator 85 outputs the current Irefh thus generated as a modulation component of the reference current Iref. The current Irefh and the current Irefl are overlapped with each other and provided as the reference current Iref from the reference current generator 8 to the current-voltage converter 5b (see FIG. 1).

ハイレベル基準電圧生成部83はスイッチ素子84の入力端と接続されており、変調成分生成部85はスイッチ素子84の出力端と接続されている。スイッチ素子84の制御端子は制御部16と接続されており、制御部16からスイッチ制御信号RST_Bを受ける。スイッチ素子84においては、制御端子への入力論理が0のときに入力端及び出力端が導通状態となる。また、制御端子への入力論理が1のときに入力端及び出力端が非導通状態となり、出力端は基準電位線15と短絡する。この構成により、スイッチ制御信号RST_Bの論理が1のときには、参照電流Irefの変調成分(電流Irefh)が生成されず、バイアス成分(電流Irefl)のみが参照電流Irefとして参照電流生成部8から出力される。また、スイッチ制御信号RST_Bの論理が0のときには、参照電流Irefの変調成分(電流Irefh)が生成され、バイアス成分(電流Irefl)と共に参照電流Irefとして参照電流生成部8から出力される。   The high level reference voltage generator 83 is connected to the input terminal of the switch element 84, and the modulation component generator 85 is connected to the output terminal of the switch element 84. A control terminal of the switch element 84 is connected to the control unit 16 and receives a switch control signal RST_B from the control unit 16. In the switch element 84, when the input logic to the control terminal is 0, the input end and the output end are in a conductive state. When the input logic to the control terminal is 1, the input terminal and the output terminal are in a non-conductive state, and the output terminal is short-circuited with the reference potential line 15. With this configuration, when the logic of the switch control signal RST_B is 1, the modulation component (current Irefh) of the reference current Iref is not generated, and only the bias component (current Irefl) is output from the reference current generator 8 as the reference current Iref. The Further, when the logic of the switch control signal RST_B is 0, a modulation component (current Irefh) of the reference current Iref is generated, and is output from the reference current generation unit 8 as the reference current Iref together with the bias component (current Irefl).

図7は、本実施形態の可変容量部9の構成の一例を詳細に示す回路図である。なお、図7には、上述した変調成分生成部85の構成の一例、及び電流電圧変換部5bの構成の一例もまた詳細に示されている。このうち、電流電圧変換部5bの構成については、既述した電流電圧変換部5aの構成と同様なので説明を省略する。   FIG. 7 is a circuit diagram showing in detail an example of the configuration of the variable capacitance section 9 of the present embodiment. FIG. 7 also shows in detail an example of the configuration of the modulation component generation unit 85 and an example of the configuration of the current-voltage conversion unit 5b. Among these, since the configuration of the current-voltage conversion unit 5b is the same as the configuration of the current-voltage conversion unit 5a described above, the description thereof is omitted.

図7を参照すると、可変容量部9は、互いに並列に接続されたm列(m≧2,本実施形態ではm=3)のコンデンサ(容量素子)91a〜91cと、コンデンサ91a〜91cにそれぞれ直列に接続されたn個のトランジスタ92a〜92cとを有する。トランジスタ92a〜92cは、スイッチ素子として用いられ、例えばMOS−FETが好適に用いられる。具体的には、コンデンサ91a〜91cの一端は、バイアス成分生成部82及び変調成分生成部85と電流電圧変換部5bとを結ぶ信号線18に電気的に接続される。また、コンデンサ91a〜91cの他端は、それぞれトランジスタ92a〜92cのソース及びドレインのうち一方の端子に電気的に接続される。トランジスタ92a〜92cのソース及びドレインのうち他方の端子は、基準電位線15といった定電位線に電気的に接続される。トランジスタ92a〜92cのゲートは制御部16に接続されており、制御部16からそれぞれ容量制御信号BW_AD1〜BW_AD3を受ける。そして、容量制御信号BW_AD1〜BW_AD3に応じてトランジスタ92a〜92cのソース−ドレイン間の導通状態/非導通状態が様々に変更されることにより、可変容量部9としての容量値が変更される。   Referring to FIG. 7, the variable capacitance unit 9 is connected to capacitors (capacitance elements) 91 a to 91 c and capacitors 91 a to 91 c in m columns (m ≧ 2, in this embodiment, m = 3) connected in parallel to each other. N transistors 92a to 92c connected in series. The transistors 92a to 92c are used as switching elements, and for example, MOS-FETs are preferably used. Specifically, one ends of the capacitors 91a to 91c are electrically connected to the signal line 18 that connects the bias component generation unit 82, the modulation component generation unit 85, and the current-voltage conversion unit 5b. The other ends of the capacitors 91a to 91c are electrically connected to one terminal of the sources and drains of the transistors 92a to 92c, respectively. The other terminal of the sources and drains of the transistors 92 a to 92 c is electrically connected to a constant potential line such as the reference potential line 15. The gates of the transistors 92a to 92c are connected to the control unit 16 and receive capacitance control signals BW_AD1 to BW_AD3 from the control unit 16, respectively. The capacitance value as the variable capacitance unit 9 is changed by variously changing the conduction / non-conduction state between the source and drain of the transistors 92a to 92c according to the capacitance control signals BW_AD1 to BW_AD3.

変調成分生成部85は、例えば図7に示すように、トランジスタ86と、一対のトランジスタ87a及び87bと、定電流源88とを含んで構成される。トランジスタ87aのベースには送信信号Spが入力され、トランジスタ87bのベースには送信信号Snが入力される。トランジスタ87a及び87b双方のエミッタは、定電流源88を介して基準電位線15と電気的に接続されている。トランジスタ87aのコレクタは、トランジスタ86のエミッタと電気的にカスコード接続されている。トランジスタ87bのコレクタは、信号線18を介して電流電圧変換部5bと電気的に接続されている。この信号線18には、バイアス成分生成部82も接続されている。定電流源88は、ハイレベル基準電圧生成部83からの基準電圧Vrefhを入力するための入力端を有しており、基準電圧Vrefhに応じて電流量を規定する。また、トランジスタ86のコレクタは電源電位線14と電気的に接続されており、トランジスタ86のベースには所定のコモン電圧VCBが印加されている。トランジスタ86は、電流電圧変換部5bのトランジスタ51に対応して(一対として)設けられる。 For example, as shown in FIG. 7, the modulation component generation unit 85 includes a transistor 86, a pair of transistors 87 a and 87 b, and a constant current source 88. The transmission signal Sp is input to the base of the transistor 87a, and the transmission signal Sn is input to the base of the transistor 87b. The emitters of both the transistors 87 a and 87 b are electrically connected to the reference potential line 15 through a constant current source 88. The collector of the transistor 87a is electrically cascode-connected to the emitter of the transistor 86. The collector of the transistor 87b is electrically connected to the current / voltage converter 5b via the signal line 18. A bias component generation unit 82 is also connected to the signal line 18. The constant current source 88 has an input terminal for inputting the reference voltage Vrefh from the high level reference voltage generation unit 83, and defines the amount of current according to the reference voltage Vrefh. The collector of the transistor 86 is electrically connected to the power supply potential line 14, and a predetermined common voltage V CB is applied to the base of the transistor 86. The transistor 86 is provided (as a pair) corresponding to the transistor 51 of the current-voltage converter 5b.

以上の構成を有する発光素子駆動回路1aの動作について、図8〜図10を参照しながら説明する。図8(a)〜(e)のそれぞれは、ローレベル基準電圧生成部81(図6参照)における基準電圧Vrefl(図8(a))、ハイレベル基準電圧生成部83(図6参照)における基準電圧Vrefh(図8(b))、参照信号Vref(図8(c))、ピークレベル参照電圧Vpk(図8(d))、及びボトムレベル参照電圧Vbt(図8(e))の時間波形の一例を示すグラフである。また、図9(a)〜(c)のそれぞれは、制御部16から出力されるスイッチ制御信号LDOFF(図9(a))、スイッチ制御信号RST_B(図9(b))、及びスイッチ制御信号RST_P(図9(c))の時間波形の一例を示すグラフである。また、図10(a)〜(d)のそれぞれは、光量信号Smon(図10(a))、ピークレベル信号Spk(図10(b))、ボトムレベル信号Sbt(図10(c))、及び駆動電流Id(図10(d))の時間波形の一例を示すグラフである。   The operation of the light emitting element driving circuit 1a having the above configuration will be described with reference to FIGS. 8A to 8E are respectively the reference voltage Vrefl (FIG. 8A) in the low level reference voltage generation unit 81 (see FIG. 6) and the high level reference voltage generation unit 83 (see FIG. 6). Time of the reference voltage Vrefh (FIG. 8B), the reference signal Vref (FIG. 8C), the peak level reference voltage Vpk (FIG. 8D), and the bottom level reference voltage Vbt (FIG. 8E) It is a graph which shows an example of a waveform. Each of FIGS. 9A to 9C includes a switch control signal LDOFF output from the control unit 16 (FIG. 9A), a switch control signal RST_B (FIG. 9B), and a switch control signal. It is a graph which shows an example of the time waveform of RST_P (FIG.9 (c)). Each of FIGS. 10A to 10D includes a light amount signal Smon (FIG. 10A), a peak level signal Spk (FIG. 10B), a bottom level signal Sbt (FIG. 10C), 11 is a graph showing an example of a time waveform of the drive current Id (FIG. 10D).

まず、ローレベル基準電圧生成部81からの基準電圧Vreflが時刻tにおいて立ち上がる(図8(a))。このとき、制御部16からのスイッチ制御信号RST_Bは論理1となっており(図9(b))、スイッチ素子84(図6)は非接続状態なので、参照電流Irefとしてバイアス成分(Irefl)のみが参照電流生成部8から出力される。従って、参照信号生成部13からは、参照信号Vrefとして図8(c)に示すようにバイアス成分Vrefbのみが出力される。なお、本実施形態では、電流電圧変換部5bにおいて参照電流Irefと参照信号Vrefとが互いに逆転して相補的な時間波形となるので、実際の参照信号Vrefは電源電圧Vccからバイアス分(Vrefb)だけ低下した電圧値となる。 First, the reference voltage Vrefl from the low level reference voltage generator 81 rises at time t 1 (FIG. 8 (a)). At this time, the switch control signal RST_B from the control unit 16 is logic 1 (FIG. 9B), and the switch element 84 (FIG. 6) is not connected, so only the bias component (Irefl) is used as the reference current Iref. Is output from the reference current generator 8. Therefore, only the bias component Vrefb is output from the reference signal generator 13 as the reference signal Vref as shown in FIG. In the present embodiment, since the reference current Iref and the reference signal Vref are reversed from each other in the current-voltage converter 5b to form a complementary time waveform, the actual reference signal Vref is biased from the power supply voltage Vcc (Vrefb). The voltage value is reduced only by this.

また、この段階では、参照信号Vrefに変調成分が含まれていないため、ピークレベル参照電圧Vpk及びボトムレベル参照電圧Vbtは、参照信号Vrefのバイアス成分Vrefbと同じレベルに収束する(図8(d),図8(e))。   At this stage, since the modulation component is not included in the reference signal Vref, the peak level reference voltage Vpk and the bottom level reference voltage Vbt converge to the same level as the bias component Vrefb of the reference signal Vref (FIG. 8D). ), FIG. 8 (e)).

続いて、時刻tにおいて制御部16からのスイッチ制御信号LDOFF及びRST_Pが論理0に切り替えられる(図9(a),図9(b))。すなわち、スイッチ素子10a,10c,10e,及び10f(図1参照)が接続状態となる。これにより、ピークレベル参照電圧Vpkが誤差増幅器17aへ入力され、誤差増幅器17aからの差信号Sd_pkがバイアス電流源4へ入力されることとなり、バイアス電流Ibiasに関する閉ループ回路が形成される。そして、バイアス電流源4により、バイアス電流Ibiasの供給が開始され、差信号Sd_pkが小さくなるように(すなわち、ピークレベル信号Spkの大きさがピークレベル参照電圧Vpkに近づくように)バイアス電流Ibiasの電流値が調節されるので、バイアス電流Ibiasの電流値が参照電流Irefの大きさ(Irefl)に近づく(図10(b),図10(d))。 Subsequently, the switch control signal LDOFF and RST_P from the control unit 16 at time t 2 is switched to a logic 0 (FIG. 9 (a), the FIG. 9 (b)). That is, the switch elements 10a, 10c, 10e, and 10f (see FIG. 1) are connected. As a result, the peak level reference voltage Vpk is input to the error amplifier 17a, and the difference signal Sd_pk from the error amplifier 17a is input to the bias current source 4, thereby forming a closed loop circuit relating to the bias current Ibias. Then, the supply of the bias current Ibias is started by the bias current source 4 so that the difference signal Sd_pk becomes small (that is, the magnitude of the peak level signal Spk approaches the peak level reference voltage Vpk). Since the current value is adjusted, the current value of the bias current Ibias approaches the magnitude (Irefl) of the reference current Iref (FIGS. 10B and 10D).

続いて、時刻tから所定時間経過後の時刻tにおいて、制御部16からのスイッチ制御信号RST_Bが論理0に切り替えられる(図9(c))。すなわち、スイッチ素子10b及び10d(図1)並びに84(図6)が接続状態となる。 Subsequently, at time t 3 after a predetermined time has elapsed from time t 2, the switch control signal RST_B from the control unit 16 is switched to a logic 0 (FIG. 9 (c)). That is, the switch elements 10b and 10d (FIG. 1) and 84 (FIG. 6) are connected.

このとき、参照電流生成部8において、参照電流Irefとしてはバイアス成分(Irefl)だけでなく変調成分(Irefh)も畳重されて出力される。従って、参照信号生成部13からは、参照信号Vrefとして図8(c)に示すようにバイアス成分Vrefbに加えて変調成分Vrefmが出力される。すなわち、参照信号Vrefのボトムレベルを示すボトムレベル参照電圧Vbtは、図8(e)に示すように変調成分Vrefmのピーク値とバイアス成分Vrefbとの和となる。   At this time, the reference current generator 8 outputs not only the bias component (Irefl) but also the modulation component (Irefh) as the reference current Iref. Therefore, the reference signal generator 13 outputs the modulation component Vrefm as the reference signal Vref in addition to the bias component Vrefb as shown in FIG. 8C. That is, the bottom level reference voltage Vbt indicating the bottom level of the reference signal Vref is the sum of the peak value of the modulation component Vrefm and the bias component Vrefb as shown in FIG.

また、ボトムレベル参照電圧Vbtが誤差増幅器17bへ入力され、誤差増幅器17bからの差信号Sd_btが変調電流生成部3へ入力されることとなり、変調電流Imodに関する閉ループ回路が形成される。そして、変調電流生成部3により、変調電流Imodの供給が開始され、差信号Sd_btが小さくなるように(すなわち、ボトムレベル信号Sbtの大きさがボトムレベル参照電圧Vbtに近づくように)変調電流Imodの電流値が調節される。これにより、バイアス電流Ibiasと変調電流Imodとを合わせた駆動電流Idの大きさは、参照電流Irefの大きさに応じて制御されることとなる(図10(d))。   Further, the bottom level reference voltage Vbt is input to the error amplifier 17b, and the difference signal Sd_bt from the error amplifier 17b is input to the modulation current generation unit 3, so that a closed loop circuit relating to the modulation current Imod is formed. Then, the modulation current generator 3 starts supplying the modulation current Imod so that the difference signal Sd_bt becomes small (that is, the magnitude of the bottom level signal Sbt approaches the bottom level reference voltage Vbt). Current value is adjusted. As a result, the magnitude of the drive current Id obtained by combining the bias current Ibias and the modulation current Imod is controlled according to the magnitude of the reference current Iref (FIG. 10D).

本実施形態の発光素子駆動回路1aが有する効果について説明する。図11(a)及び(b)は、発光素子駆動回路1aの効果を説明するための図である。図11(a)は、発光素子駆動回路1aの電流電圧変換部5aを示す回路図である。また、図11(b)は、比較例として、負帰還型のTIA回路を有する電流電圧変換回路の構成の一例を示す回路図である。なお、図11(a)及び(b)の回路図中に示す容量成分Cinは、フォトダイオード22と並列に設けられるノイズ除去用コンデンサ23(図5参照)の容量と、フォトダイオード22が有する寄生容量といった内部容量との合成容量を示している。   The effect which the light emitting element drive circuit 1a of this embodiment has is demonstrated. FIGS. 11A and 11B are diagrams for explaining the effect of the light emitting element driving circuit 1a. FIG. 11A is a circuit diagram showing the current-voltage converter 5a of the light emitting element driving circuit 1a. FIG. 11B is a circuit diagram showing an example of a configuration of a current-voltage conversion circuit having a negative feedback type TIA circuit as a comparative example. Note that the capacitance component Cin shown in the circuit diagrams of FIGS. 11A and 11B includes the capacitance of the noise removing capacitor 23 (see FIG. 5) provided in parallel with the photodiode 22 and the parasitic characteristics of the photodiode 22. A combined capacity with an internal capacity such as a capacity is shown.

ここで、図11(b)に示した負帰還型のTIA回路を有する電流電圧変換回路7について説明する。電流電圧変換回路7は、トランジスタ71及び72、抵抗素子73a〜73c、及び可変抵抗部74を有する。トランジスタ71のコレクタは抵抗素子73aを介して電源電位線14に接続されており、エミッタは基準電位線15に接続されている。トランジスタ71のベースは、フォトダイオード22のカソードに接続されるとともに、可変抵抗部74を介してトランジスタ72のエミッタに接続されている。また、トランジスタ72のコレクタは抵抗素子73bを介して電源電位線14に接続されており、ベースはトランジスタ71のコレクタに接続されており、エミッタは抵抗素子73cを介して基準電位線15に接続されている。   Here, the current-voltage conversion circuit 7 having the negative feedback type TIA circuit shown in FIG. 11B will be described. The current-voltage conversion circuit 7 includes transistors 71 and 72, resistance elements 73a to 73c, and a variable resistance unit 74. The collector of the transistor 71 is connected to the power supply potential line 14 via the resistance element 73 a, and the emitter is connected to the reference potential line 15. The base of the transistor 71 is connected to the cathode of the photodiode 22 and is connected to the emitter of the transistor 72 via the variable resistance unit 74. The collector of the transistor 72 is connected to the power supply potential line 14 via the resistance element 73b, the base is connected to the collector of the transistor 71, and the emitter is connected to the reference potential line 15 via the resistance element 73c. ing.

電流電圧変換回路7においては、フォトダイオード22を流れる光電流Imonが可変抵抗部74を通過することによって、光電流Imonの電流量に比例するベース電流がトランジスタ71のベースから流れ出すことによって、ベースにはベース電流に対して逆位相の電位Vbが現れる。そして、この電位Vbとは逆位相の電位がトランジスタ71のコレクタに現れ、更にトランジスタ72のコレクタ側に電位Vbと同位相の電位が現れ、エミッタ側には電位Vbと逆位相の電位が現れる。このトランジスタ72の電位Vbと逆位相のエミッタ電位が可変抵抗部74を介して、負帰還されることで、負帰還型のトランスイピーダンスアンプとして動作する。トランジスタ72のコレクタ電位は、光量信号Smonとして取り出される。なお、この電流電圧変換回路7の比例係数(変換利得)は、可変抵抗部74の抵抗値によって定まる。   In the current-voltage conversion circuit 7, when the photocurrent Imon flowing through the photodiode 22 passes through the variable resistor 74, a base current proportional to the current amount of the photocurrent Imon flows out from the base of the transistor 71, thereby Shows a potential Vb having an opposite phase to the base current. A potential having a phase opposite to that of the potential Vb appears at the collector of the transistor 71, a potential having the same phase as the potential Vb appears on the collector side of the transistor 72, and a potential opposite to the potential Vb appears on the emitter side. The emitter potential having a phase opposite to that of the potential Vb of the transistor 72 is negatively fed back via the variable resistor 74, thereby operating as a negative feedback transimpedance amplifier. The collector potential of the transistor 72 is taken out as a light amount signal Smon. The proportionality coefficient (conversion gain) of the current-voltage conversion circuit 7 is determined by the resistance value of the variable resistance unit 74.

図11(a)に示す本実施形態の電流電圧変換部5aは、既述したようにコモンベース型であり、入力インピーダンスZin及びトランスインピーダンスZTは、それぞれ以下の数式(1),(2)で表される。また、入力インピーダンスZin及び容量成分Cinによるカットオフ周波数fcは、以下の数式(3)で表される。なお、数式(1)〜(3)において、gはトランジスタ51の相互コンダクタンスであり、RTIAは可変抵抗部57の抵抗値である。

Figure 2007103668

Figure 2007103668

Figure 2007103668
The current-voltage conversion unit 5a of this embodiment shown in FIG. 11A is a common base type as described above, and the input impedance Zin and the transimpedance ZT are expressed by the following equations (1) and (2), respectively. expressed. Further, the cutoff frequency fc by the input impedance Zin and the capacitance component Cin is expressed by the following mathematical formula (3). In Equations (1) to (3), g m is the mutual conductance of the transistor 51, and RTIA is the resistance value of the variable resistance unit 57.
Figure 2007103668

Figure 2007103668

Figure 2007103668

上式(1)に示されるように、本実施形態の電流電圧変換部5aにおいて、入力インピーダンスZinはトランジスタ51の相互コンダクタンスgにのみ依存しており、トランジスタ51に流れるエミッタ電流に応じて定まる。従って、カットオフ周波数fcは、上式(3)に示されるように容量成分Cin及び相互コンダクタンスgにのみ依存することとなる。また、上式(2)に示されるように、電流電圧変換部5aのトランスインピーダンスZTは、可変抵抗部57の抵抗値RTIAのみによって定まる。従って、トランスインピーダンスZTを変更するために可変抵抗部57の抵抗値RTIAを変更したとしても、カットオフ周波数fcは殆ど変化しない。逆に、カットオフ周波数fcを変更するために容量成分Cinを変更したとしても、トランスインピーダンスZTは殆ど変化しない。 As shown in the above equation (1), in the current-voltage conversion unit 5a of the present embodiment, the input impedance Zin is dependent only on the transconductance g m of the transistor 51, determined according to the emitter current flowing through the transistor 51 . Accordingly, the cutoff frequency fc, will depend only on the capacitive component Cin and transconductance g m As shown in the above equation (3). Further, as shown in the above equation (2), the transimpedance ZT of the current-voltage converter 5a is determined only by the resistance value RTIA of the variable resistor 57. Therefore, even if the resistance value RTIA of the variable resistor 57 is changed in order to change the transimpedance ZT, the cutoff frequency fc hardly changes. Conversely, even if the capacitance component Cin is changed to change the cutoff frequency fc, the transimpedance ZT hardly changes.

これに対し、図11(b)に示した負帰還型のTIA回路を有する電流電圧変換回路7において、入力インピーダンスZin及びトランスインピーダンスZTは、それぞれ以下の数式(4),(5)で表される。また、入力インピーダンスZin及び容量成分Cinによるカットオフ周波数fcは、以下の数式(6)で表される。なお、数式(4)〜(6)において、Aoは開ループゲインであり、RTIAは可変抵抗部74の抵抗値である。

Figure 2007103668

Figure 2007103668

Figure 2007103668
In contrast, in the current-voltage conversion circuit 7 having the negative feedback type TIA circuit shown in FIG. 11B, the input impedance Zin and the transimpedance ZT are expressed by the following equations (4) and (5), respectively. The Further, the cutoff frequency fc by the input impedance Zin and the capacitance component Cin is expressed by the following mathematical formula (6). In Equations (4) to (6), Ao is an open loop gain, and RTIA is a resistance value of the variable resistance unit 74.
Figure 2007103668

Figure 2007103668

Figure 2007103668

上式(4)に示されるように、負帰還型のTIA回路を有する電流電圧変換回路7において、入力インピーダンスZinは開ループゲインAoに依存している。また、上式(5)に示されるように、電流電圧変換回路7のトランスインピーダンスZTは、可変抵抗部74の抵抗値RTIAと開ループゲインAoに依存する。従って、カットオフ周波数fcは、上式(6)に示されるように容量成分Cin及びトランスインピーダンスZTに依存することとなる。このため、トランスインピーダンスZTを変更するために可変抵抗部74の抵抗値RTIAを変更すると、カットオフ周波数fcも変化してしまう。   As shown in the above equation (4), in the current-voltage conversion circuit 7 having the negative feedback type TIA circuit, the input impedance Zin depends on the open loop gain Ao. Further, as shown in the above equation (5), the transimpedance ZT of the current-voltage conversion circuit 7 depends on the resistance value RTIA and the open loop gain Ao of the variable resistance unit 74. Accordingly, the cutoff frequency fc depends on the capacitance component Cin and the transimpedance ZT as shown in the above equation (6). For this reason, if the resistance value RTIA of the variable resistance unit 74 is changed to change the transimpedance ZT, the cutoff frequency fc also changes.

本来、コモンベース型TIA回路(図11(a))は負帰還型のTIA回路(図11(b))と比較してノイズを拾い易いため、発光素子駆動回路には不向きとされていた。しかし、以上に説明したように、本発明者らは、コモンベース型TIA回路のトランスインピーダンス用抵抗素子(可変抵抗部57)と容量成分Cin(フォトダイオード22の内部容量及び並列コンデンサ23の容量)とによってローパスフィルタは構成されず、トランスインピーダンスZTを変化させても高域カットオフ周波数fcが殆ど変化しない事から、レベルホールド部6におけるレベル検出精度はトランスインピーダンスZTに依存しなくなり、精度よく信号光強度と消光比を制御できることを見出した。   Originally, the common base type TIA circuit (FIG. 11A) easily picks up noise as compared with the negative feedback type TIA circuit (FIG. 11B), and thus is not suitable for the light emitting element driving circuit. However, as described above, the present inventors have made the transimpedance resistance element (variable resistance portion 57) and the capacitance component Cin (the internal capacitance of the photodiode 22 and the capacitance of the parallel capacitor 23) of the common base type TIA circuit. Since the low-pass filter is not configured and the transimpedance ZT is changed, the high-frequency cut-off frequency fc hardly changes. Therefore, the level detection accuracy in the level hold unit 6 does not depend on the transimpedance ZT, and the signal is accurately obtained. It was found that the light intensity and extinction ratio can be controlled.

すなわち、本実施形態に係る発光素子駆動回路1a及び光送信器によれば、電流電圧変換部5aがコモンベース型TIA回路を含み、且つトランスインピーダンスZT(可変抵抗部57)が可変であることによって、フォトダイオード22からの光電流Imonを光量信号Smonに変換する際の変換利得を調整できるとともに、変換利得の調整による周波数特性(カットオフ周波数fc)への影響を低減できる。また、これによって、個々のレーザダイオード21の特性に応じて変換利得を調整する際の帯域補正が容易になり、帯域幅を一定に保つことができる。   That is, according to the light emitting element driving circuit 1a and the optical transmitter according to the present embodiment, the current-voltage conversion unit 5a includes the common base type TIA circuit, and the transimpedance ZT (variable resistance unit 57) is variable. The conversion gain at the time of converting the photocurrent Imon from the photodiode 22 into the light amount signal Smon can be adjusted, and the influence on the frequency characteristics (cutoff frequency fc) due to the adjustment of the conversion gain can be reduced. This also facilitates band correction when adjusting the conversion gain in accordance with the characteristics of the individual laser diodes 21 and keeps the bandwidth constant.

また、本実施形態のように、発光素子駆動回路1aは、コモンベース型TIA回路のトランスインピーダンスZTを変更するための利得制御信号ZTSEL1,ZTSEL2を電流電圧変換部5a及び5bへ提供するための利得制御部(制御部16)を備えることが好ましい。これにより、レーザダイオード21の特性のばらつきに応じて電流電圧変換部5aの変換利得を容易に変更できる。   Further, as in the present embodiment, the light emitting element driving circuit 1a is provided with gain control signals ZTSEL1 and ZTSEL2 for changing the transimpedance ZT of the common base type TIA circuit to the current-voltage converters 5a and 5b. It is preferable to include a control unit (control unit 16). Thereby, the conversion gain of the current-voltage conversion part 5a can be easily changed according to the dispersion | variation in the characteristic of the laser diode 21. FIG.

また、本実施形態のように、参照信号生成部13が参照電流生成部8及び電流電圧変換部5bを有し、電流電圧変換部5bが電流電圧変換部5aと同様にトランスインピーダンス可変のコモンベース型TIA回路を有することにより、電流電圧変換部5aの利得等の変換特性が温度変化等により変動した場合に、電流電圧変換部5bの変換特性も同様に変動するので、特性の変動を相殺できる。また、参照電流生成部8及び電流電圧変換部5bを結ぶ信号線18と基準電位線15との間に可変容量部9を有することにより、フォトダイオード22の内部容量に起因する光量信号Smonの周波数特性と同様の周波数特性を参照信号Vrefに与えることができ、且つ個々のフォトダイオード22の内部容量のばらつきにも容易に対応できる。従って、本実施形態の発光素子駆動回路1aによれば、更に精度良く駆動電流Idの電流量を制御できる。   Further, as in the present embodiment, the reference signal generation unit 13 includes a reference current generation unit 8 and a current-voltage conversion unit 5b, and the current-voltage conversion unit 5b is a common base having a variable transimpedance like the current-voltage conversion unit 5a. By having the type TIA circuit, when the conversion characteristics such as the gain of the current-voltage converter 5a change due to a temperature change or the like, the conversion characteristics of the current-voltage converter 5b also change in the same way, so that the change in characteristics can be offset . Further, by having the variable capacitance unit 9 between the signal line 18 connecting the reference current generation unit 8 and the current-voltage conversion unit 5 b and the reference potential line 15, the frequency of the light amount signal Smon caused by the internal capacitance of the photodiode 22. Frequency characteristics similar to the characteristics can be given to the reference signal Vref, and variations in internal capacitance of the individual photodiodes 22 can be easily handled. Therefore, according to the light emitting element drive circuit 1a of the present embodiment, the amount of drive current Id can be controlled with higher accuracy.

また、本実施形態のように、発光素子駆動回路1aは、可変容量部9の容量を変更するための容量制御信号BW_AD1〜BW_AD3を可変容量部9へ提供するための容量制御部(制御部16)を備えることが好ましい。これにより、フォトダイオード22の内部容量のばらつきに応じて可変容量部9の容量値を容易に変更できる。   Further, as in the present embodiment, the light emitting element driving circuit 1a is provided with a capacitance control unit (control unit 16) for providing the variable capacitance unit 9 with capacitance control signals BW_AD1 to BW_AD3 for changing the capacitance of the variable capacitance unit 9. ). Thereby, the capacitance value of the variable capacitance section 9 can be easily changed according to the variation in the internal capacitance of the photodiode 22.

(第2の実施の形態)
図12は、本発明の他の好適な一実施形態である発光素子駆動回路1bの構成を示すブロック図である。同図に示す発光素子駆動回路1bは、光モジュール2を駆動するための回路であり、光モジュール2とともに本実施形態に係る光送信器を構成する。なお、本実施形態の光モジュール2の構成は、上記第1実施形態と同様なので詳細な説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a light emitting element driving circuit 1b according to another preferred embodiment of the present invention. A light-emitting element driving circuit 1b shown in the figure is a circuit for driving the optical module 2, and constitutes the optical transmitter according to the present embodiment together with the optical module 2. In addition, since the structure of the optical module 2 of this embodiment is the same as that of the said 1st Embodiment, detailed description is abbreviate | omitted.

発光素子駆動回路1bは、変調電流生成部103及びバイアス電流生成部104を含んでいる。変調電流生成部103及びバイアス電流生成部104は、本実施形態における駆動電流生成部119を構成する。変調電流生成部103は、コンデンサ102を介してレーザダイオード21のカソードと電気的に接続される。バイアス電流生成部104は、インダクタ101を介してレーザダイオード21のカソードと電気的に接続される。なお、本実施形態においては、レーザダイオード21のアノードは、電源電位線14と電気的に接続される。   The light emitting element driving circuit 1 b includes a modulation current generation unit 103 and a bias current generation unit 104. The modulation current generation unit 103 and the bias current generation unit 104 constitute a drive current generation unit 119 in the present embodiment. The modulation current generator 103 is electrically connected to the cathode of the laser diode 21 via the capacitor 102. The bias current generation unit 104 is electrically connected to the cathode of the laser diode 21 via the inductor 101. In the present embodiment, the anode of the laser diode 21 is electrically connected to the power supply potential line 14.

バイアス電流生成部104は、レーザダイオード21に供給される駆動電流Idのバイアス成分である順方向のバイアス電流Ibiasを供給する。バイアス電流生成部104は、制御端104aを有する。後述するように、バイアス電流Ibiasの大きさは、制御端104aに提供される差信号Sd_aveに応じて調節される。また、変調電流生成部103の入力端103aは、発光素子駆動回路1bの信号入力端115と電気的に接続されている。信号入力端115には、外部の信号発生装置(図示せず)から送信信号Sinが供給される。変調電流生成部103は、入力端103aを通じて送信信号Sinを受け取り、送信信号Sinに応じた変調電流Imodを出力端103bに生成し、それをバイアス電流Ibiasに重畳する。変調電流Imodは、レーザダイオード21に供給される駆動電流Idの変調成分であり、送信信号Sinのデータ伝送速度に等しい周波数を有する。変調電流生成部103は、更に制御端103cを有する。後述するように、変調電流Imodの振幅は制御端103cに提供される差信号Sd_ampに応じて調節される。インダクタ101は、交流の変調電流Imodがバイアス電流生成部104に流入することを防止し、コンデンサ102は、直流のバイアス電流Ibiasが変調電流生成部103に流入することを防止する。   The bias current generator 104 supplies a forward bias current Ibias that is a bias component of the drive current Id supplied to the laser diode 21. The bias current generation unit 104 has a control end 104a. As will be described later, the magnitude of the bias current Ibias is adjusted according to the difference signal Sd_ave provided to the control terminal 104a. The input terminal 103a of the modulation current generator 103 is electrically connected to the signal input terminal 115 of the light emitting element driving circuit 1b. The signal input terminal 115 is supplied with a transmission signal Sin from an external signal generator (not shown). The modulation current generator 103 receives the transmission signal Sin through the input terminal 103a, generates a modulation current Imod corresponding to the transmission signal Sin at the output terminal 103b, and superimposes it on the bias current Ibias. The modulation current Imod is a modulation component of the drive current Id supplied to the laser diode 21 and has a frequency equal to the data transmission speed of the transmission signal Sin. The modulation current generator 103 further has a control terminal 103c. As will be described later, the amplitude of the modulation current Imod is adjusted according to the difference signal Sd_amp provided to the control terminal 103c. The inductor 101 prevents the AC modulation current Imod from flowing into the bias current generation unit 104, and the capacitor 102 prevents the DC bias current Ibias from flowing into the modulation current generation unit 103.

フォトダイオード22のカソードは、フォトダイオード22に逆方向のバイアス電圧を印加するための電源電位線14と電気的に接続されている。フォトダイオード22のアノードは、電流電圧変換部105の入力端105aと電気的に接続されている。電流電圧変換部105は、本実施形態における第1の電流電圧変換部であり、第1実施形態の電流電圧変換部5aと同様の回路構成を有する。すなわち、電流電圧変換部105は、コモンベース型TIA回路(図5参照)を含んでおり、該コモンベース型TIA回路のトランスインピーダンスを変更可能に構成されている。電流電圧変換部105は、フォトダイオード22からの光電流Imonを受け取り、電圧信号である光量信号Smonに変換する。この光量信号Smonは電流電圧変換部105の出力端105bに生成される。   The cathode of the photodiode 22 is electrically connected to the power supply potential line 14 for applying a reverse bias voltage to the photodiode 22. The anode of the photodiode 22 is electrically connected to the input terminal 105 a of the current-voltage conversion unit 105. The current-voltage conversion unit 105 is a first current-voltage conversion unit in the present embodiment, and has a circuit configuration similar to that of the current-voltage conversion unit 5a of the first embodiment. That is, the current-voltage conversion unit 105 includes a common base type TIA circuit (see FIG. 5), and is configured to be able to change the transimpedance of the common base type TIA circuit. The current-voltage converter 105 receives the photocurrent Imon from the photodiode 22 and converts it into a light amount signal Smon that is a voltage signal. This light quantity signal Smon is generated at the output terminal 105 b of the current-voltage converter 105.

また、電流電圧変換部105は、制御端105cを有する。制御端105cは、制御部130と電気的に接続されている。電流電圧変換部105のトランスインピーダンスは、制御部130から制御端105cに提供される利得制御信号ZTSELに応じて変更される。   Further, the current-voltage conversion unit 105 has a control end 105c. The control end 105c is electrically connected to the control unit 130. The transimpedance of the current-voltage conversion unit 105 is changed according to the gain control signal ZTSEL provided from the control unit 130 to the control terminal 105c.

出力端105bは、平均値検出部106の入力端106aと電気的に接続されている。平均値検出部106は、電流電圧変換部105から光量信号Smonを受け取り、その光量信号Smonの平均値を検出する。この平均値は、フォトダイオード22からの光電流Imonの平均値と等価であり、したがって、レーザダイオード21の信号光強度の平均値と等価である。平均値検出部106は、検出された平均値に応じた出力電圧をその出力端106bに生成する。   The output terminal 105 b is electrically connected to the input terminal 106 a of the average value detection unit 106. The average value detector 106 receives the light amount signal Smon from the current-voltage converter 105 and detects the average value of the light amount signal Smon. This average value is equivalent to the average value of the photocurrent Imon from the photodiode 22, and therefore equivalent to the average value of the signal light intensity of the laser diode 21. The average value detection unit 106 generates an output voltage corresponding to the detected average value at the output terminal 106b.

出力端106bは、誤差増幅器108の非反転入力端108aと電気的に接続されている。したがって、平均値検出部106からの出力電圧は非反転入力端108aに提供される。誤差増幅器108の反転入力端108bは、参照電圧生成部107と電気的に接続されている。参照電圧生成部107は、所定の参照電圧を生成し、反転入力端108bに提供する。誤差増幅器108は、平均値検出部106からの出力電圧と参照電圧生成部107からの参照電圧との差に応じた電圧信号(差信号Sd_ave)を出力端108cに生成する。出力端108cはバイアス電流生成部104の制御端104aに接続されており、差信号Sd_aveはバイアス電流生成部104の制御端104aへ提供される。   The output terminal 106b is electrically connected to the non-inverting input terminal 108a of the error amplifier 108. Therefore, the output voltage from the average value detection unit 106 is provided to the non-inverting input terminal 108a. The inverting input terminal 108 b of the error amplifier 108 is electrically connected to the reference voltage generation unit 107. The reference voltage generation unit 107 generates a predetermined reference voltage and provides it to the inverting input terminal 108b. The error amplifier 108 generates a voltage signal (difference signal Sd_ave) corresponding to the difference between the output voltage from the average value detection unit 106 and the reference voltage from the reference voltage generation unit 107 at the output terminal 108c. The output terminal 108 c is connected to the control terminal 104 a of the bias current generator 104, and the difference signal Sd_ave is provided to the control terminal 104 a of the bias current generator 104.

バイアス電流生成部104は、誤差増幅器108からの差信号Sd_aveに応じてバイアス電流Ibiasの大きさを調節する。具体的には、バイアス電流生成部104は、差信号Sd_aveが安定するようにバイアス電流Ibiasの大きさを負帰還制御する。このように、発光素子駆動回路1bは、レーザダイオード21の信号光強度の平均値に応じてバイアス電流Ibiasを調節し、信号光Pの平均強度を安定化する。   The bias current generation unit 104 adjusts the magnitude of the bias current Ibias according to the difference signal Sd_ave from the error amplifier 108. Specifically, the bias current generation unit 104 performs negative feedback control on the magnitude of the bias current Ibias so that the difference signal Sd_ave is stabilized. Thus, the light emitting element driving circuit 1b adjusts the bias current Ibias according to the average value of the signal light intensity of the laser diode 21, and stabilizes the average intensity of the signal light P.

電流電圧変換部105の出力端105bは、更に、ローパスフィルタ109を介して振幅検出部110と電気的に接続されている。ローパスフィルタ109は、電流電圧変換部105によって生成された光量信号Smonをフィルタリングし、光量信号Smonの周波数帯域を制限する。ローパスフィルタ109は、所定のカットオフ周波数を有しており、光量信号Smonにおいてカットオフ周波数より高い周波数を有する成分を主に減衰させる。本実施形態では、ローパスフィルタ109は、送信信号Sinのデータ伝送速度よりも低いカットオフ周波数を有する。   The output terminal 105 b of the current-voltage conversion unit 105 is further electrically connected to the amplitude detection unit 110 via the low-pass filter 109. The low-pass filter 109 filters the light amount signal Smon generated by the current-voltage conversion unit 105 and limits the frequency band of the light amount signal Smon. The low-pass filter 109 has a predetermined cutoff frequency, and mainly attenuates a component having a frequency higher than the cutoff frequency in the light amount signal Smon. In the present embodiment, the low pass filter 109 has a cutoff frequency that is lower than the data transmission rate of the transmission signal Sin.

ローパスフィルタ109によってフィルタリングされた光量信号Smonは、振幅検出部110の入力端110aに供給される。振幅検出部110は、この光量信号Smonの振幅を検出する。振幅検出部110の出力端110bには、検出された振幅に応じた出力電圧が生成される。出力端110bは、誤差増幅器111の非反転入力端111aと電気的に接続されている。したがって、振幅検出部110からの出力電圧は非反転入力端111aへ提供される。   The light amount signal Smon filtered by the low pass filter 109 is supplied to the input terminal 110 a of the amplitude detector 110. The amplitude detector 110 detects the amplitude of the light quantity signal Smon. An output voltage corresponding to the detected amplitude is generated at the output terminal 110b of the amplitude detector 110. The output terminal 110b is electrically connected to the non-inverting input terminal 111a of the error amplifier 111. Therefore, the output voltage from the amplitude detector 110 is provided to the non-inverting input terminal 111a.

誤差増幅器111の反転入力端111bは、振幅検出部114の出力端114bと電気的に接続されている。振幅検出部114の入力端114aは、ローパスフィルタ113を介して参照振幅生成部112の出力端112bと電気的に接続されている。参照振幅生成部112の入力端112aは、発光素子駆動回路1bの信号入力端115と電気的に接続されている。   The inverting input terminal 111 b of the error amplifier 111 is electrically connected to the output terminal 114 b of the amplitude detection unit 114. The input end 114 a of the amplitude detection unit 114 is electrically connected to the output end 112 b of the reference amplitude generation unit 112 via the low pass filter 113. The input terminal 112a of the reference amplitude generator 112 is electrically connected to the signal input terminal 115 of the light emitting element driving circuit 1b.

参照振幅生成部112は、信号入力端115を通じて送信信号Sinを受け取り、参照信号Vrefを出力端112bに生成する。この参照信号Vrefは、送信信号Sinに対応するパルス信号である。すなわち、参照信号Vrefは、送信信号Sinの振幅に応じた振幅を有する。また、参照信号Vrefは、送信信号Sinの振動に応じた立ち上がりおよび立ち下がりを有する。参照信号Vrefは、送信信号Sinと同じデータを示す。参照振幅生成部112は、例えば、送信信号Sinを増幅することにより参照信号Vrefを生成してもよい。   The reference amplitude generator 112 receives the transmission signal Sin through the signal input terminal 115 and generates the reference signal Vref at the output terminal 112b. This reference signal Vref is a pulse signal corresponding to the transmission signal Sin. That is, the reference signal Vref has an amplitude corresponding to the amplitude of the transmission signal Sin. The reference signal Vref has a rising edge and a falling edge corresponding to the vibration of the transmission signal Sin. The reference signal Vref indicates the same data as the transmission signal Sin. For example, the reference amplitude generation unit 112 may generate the reference signal Vref by amplifying the transmission signal Sin.

ローパスフィルタ113は、ローパスフィルタ109と実質的に同一の周波数特性およびカットオフ周波数を有する。ローパスフィルタ113は、参照信号Vrefをフィルタリングし、参照信号Vrefの周波数帯域を制限する。ローパスフィルタ113は、参照信号Vrefにおいてカットオフ周波数より高い周波数を有する成分を主に減衰させる。ローパスフィルタ113によってフィルタリングされた参照信号Vrefは、振幅検出部114の入力端114aに提供される。振幅検出部114は、この参照信号Vrefの振幅を検出する。振幅検出部114の出力端114bには、検出された振幅に応じた出力電圧が生成される。この結果、振幅検出部114の出力電圧が誤差増幅器111の反転入力端111bに提供される。   The low-pass filter 113 has substantially the same frequency characteristics and cut-off frequency as the low-pass filter 109. The low-pass filter 113 filters the reference signal Vref and limits the frequency band of the reference signal Vref. The low-pass filter 113 mainly attenuates a component having a frequency higher than the cutoff frequency in the reference signal Vref. The reference signal Vref filtered by the low pass filter 113 is provided to the input terminal 114a of the amplitude detector 114. The amplitude detector 114 detects the amplitude of the reference signal Vref. An output voltage corresponding to the detected amplitude is generated at the output end 114 b of the amplitude detector 114. As a result, the output voltage of the amplitude detector 114 is provided to the inverting input terminal 111 b of the error amplifier 111.

誤差増幅器111は、振幅検出部110及び114の出力電圧の差に応じた電圧信号(差信号Sd_amp)を出力端111cに生成する。出力端111cは変調電流生成部103の制御端103cと電気的に接続されており、差信号Sd_ampは変調電流生成部103の制御端103cに提供される。   The error amplifier 111 generates a voltage signal (difference signal Sd_amp) corresponding to the difference between the output voltages of the amplitude detectors 110 and 114 at the output terminal 111c. The output end 111 c is electrically connected to the control end 103 c of the modulation current generation unit 103, and the difference signal Sd_amp is provided to the control end 103 c of the modulation current generation unit 103.

変調電流生成部103は、差信号Sd_ampに応じて変調電流Imodの振幅を調節する。具体的には、変調電流生成部103は、差信号Sd_ampが安定するように変調電流Imodの振幅を負帰還制御する。このように、発光素子駆動回路1bは、レーザダイオード21の信号光強度の振幅に応じて変調電流Imodの振幅を調節し、信号光Pの消光比を安定化する。これにより、レーザダイオード21の個体ばらつきや温度変動に起因するレーザダイオード21の不安定な動作を防止できる。   The modulation current generator 103 adjusts the amplitude of the modulation current Imod according to the difference signal Sd_amp. Specifically, the modulation current generator 103 performs negative feedback control on the amplitude of the modulation current Imod so that the difference signal Sd_amp is stabilized. As described above, the light emitting element driving circuit 1b adjusts the amplitude of the modulation current Imod according to the amplitude of the signal light intensity of the laser diode 21, and stabilizes the extinction ratio of the signal light P. Thereby, the unstable operation | movement of the laser diode 21 resulting from the individual dispersion | variation in the laser diode 21 and a temperature fluctuation can be prevented.

本実施形態に係る発光素子駆動回路1b及び光送信器によれば、電流電圧変換部105がコモンベース型TIA回路を含み、且つトランスインピーダンスが可変であることによって、第1実施形態の発光素子駆動回路1aと同様に、フォトダイオード22からの光電流Imonを光量信号Smonに変換する際の変換利得を調整できるとともに、変換利得の調整による周波数特性(カットオフ周波数)への影響を低減できる。また、これによって、個々のレーザダイオード21の特性に応じて変換利得を調整する際の帯域補正が容易になり、帯域幅を一定に保つことができる。   According to the light emitting element driving circuit 1b and the optical transmitter according to the present embodiment, the current-voltage conversion unit 105 includes the common base type TIA circuit, and the transimpedance is variable, whereby the light emitting element driving of the first embodiment is performed. Similar to the circuit 1a, the conversion gain when the photocurrent Imon from the photodiode 22 is converted into the light amount signal Smon can be adjusted, and the influence on the frequency characteristics (cutoff frequency) due to the adjustment of the conversion gain can be reduced. This also facilitates band correction when adjusting the conversion gain in accordance with the characteristics of the individual laser diodes 21 and keeps the bandwidth constant.

また、本実施形態に係る発光素子駆動回路1bにおいては、電流電圧変換部105と振幅検出部110との間にローパスフィルタ109が設置されている。このローパスフィルタ109が電流電圧変換部105の出力電圧信号(光量信号Smon)の帯域を制限するので、駆動電流Idに起因する光量信号Smon中のクロストークノイズを低減する。したがって、振幅検出部110は、光量信号Smonの振幅を正確に検出することができる。この結果、レーザダイオード21の信号光強度の振幅を正確に監視し、その振幅に応じて変調電流Imodの振幅を調節して、信号光Pの消光比を適切に安定化できる。   Further, in the light emitting element driving circuit 1 b according to the present embodiment, the low-pass filter 109 is installed between the current-voltage conversion unit 105 and the amplitude detection unit 110. Since the low-pass filter 109 limits the band of the output voltage signal (light quantity signal Smon) of the current-voltage converter 105, crosstalk noise in the light quantity signal Smon due to the drive current Id is reduced. Therefore, the amplitude detector 110 can accurately detect the amplitude of the light quantity signal Smon. As a result, the amplitude of the signal light intensity of the laser diode 21 can be accurately monitored, and the amplitude of the modulation current Imod can be adjusted according to the amplitude to appropriately stabilize the extinction ratio of the signal light P.

(第1の変形例)
図13は、上記第2実施形態の変形例に係る発光素子駆動回路の構成を示すブロック図である。この発光素子駆動回路1cは、図12に示した発光素子駆動回路1bの構成要素に加え、フィルタ制御部116を含んでいる。以下では、本変形例の発光素子駆動回路1cと上記第2実施形態の発光素子駆動回路1bとの相違点について説明する。
(First modification)
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a light emitting element driving circuit according to a modification of the second embodiment. The light emitting element driving circuit 1c includes a filter control unit 116 in addition to the components of the light emitting element driving circuit 1b shown in FIG. Hereinafter, differences between the light emitting element driving circuit 1c of the present modification and the light emitting element driving circuit 1b of the second embodiment will be described.

本変形例では、ローパスフィルタ109及び113のカットオフ周波数が可変となっている。フィルタ制御部116は、ローパスフィルタ109及び113のカットオフ周波数を制御する。ローパスフィルタ109及び113はそれぞれ制御端109c及び113cを有しており、制御端109c及び113cは、フィルタ制御部116の出力端116bと電気的に接続されている。フィルタ制御部116は、出力端116bからローパスフィルタ109及び113へ制御信号を送出し、それらのカットオフ周波数を設定する。フィルタ制御部116の入力端116aには、外部の回路から送信信号Sinのデータ伝送速度情報Dtrが送られる。   In this modification, the cut-off frequencies of the low-pass filters 109 and 113 are variable. The filter control unit 116 controls the cutoff frequency of the low-pass filters 109 and 113. The low-pass filters 109 and 113 have control ends 109c and 113c, respectively, and the control ends 109c and 113c are electrically connected to the output end 116b of the filter control unit 116. The filter control unit 116 sends control signals from the output end 116b to the low-pass filters 109 and 113, and sets their cutoff frequencies. Data transmission rate information Dtr of the transmission signal Sin is sent from an external circuit to the input terminal 116a of the filter control unit 116.

フィルタ制御部116は、データ伝送速度情報Dtrに応じて、ローパスフィルタ109及び113のカットオフ周波数をデータ伝送速度よりも低くなるように制御する。また、フィルタ制御部116は、ローパスフィルタ109及び113のカットオフ周波数を同じ値に設定する。この結果、送信信号Sinのデータ伝送速度が変化しても、ローパスフィルタ109及び113のカットオフ周波数がデータ伝送速度を超えることはない。従って、データ伝送速度にかかわらずクロストークノイズを低減し、信号光Pの消光比を良好に安定化することができる。また、データ伝送速度に応じてカットオフ周波数を最適化することが可能となる。これにより、発光素子駆動回路1cは、広範囲のデータ伝送速度のもとで動作することができる。   The filter control unit 116 controls the cutoff frequencies of the low-pass filters 109 and 113 to be lower than the data transmission rate according to the data transmission rate information Dtr. In addition, the filter control unit 116 sets the cutoff frequencies of the low-pass filters 109 and 113 to the same value. As a result, even if the data transmission rate of the transmission signal Sin changes, the cutoff frequencies of the low-pass filters 109 and 113 do not exceed the data transmission rate. Therefore, crosstalk noise can be reduced regardless of the data transmission speed, and the extinction ratio of the signal light P can be satisfactorily stabilized. In addition, the cutoff frequency can be optimized according to the data transmission rate. As a result, the light emitting element driving circuit 1c can operate under a wide range of data transmission speeds.

(第2の変形例)
図14は、上記第2実施形態の他の変形例に係る発光素子駆動回路の構成を示すブロック図である。本変形例の発光素子駆動回路1dは、発光素子駆動回路1bにおける参照振幅生成部112に代えて、参照電流生成部121、電流電圧変換部122、及び可変容量部123を備える。参照電流生成部121、電流電圧変換部122、及び可変容量部123は、本実施形態における参照信号生成部を構成しており、相互に電気的に接続されている。
(Second modification)
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a light emitting element driving circuit according to another modification of the second embodiment. The light emitting element drive circuit 1d according to the present modification includes a reference current generation unit 121, a current-voltage conversion unit 122, and a variable capacitance unit 123 instead of the reference amplitude generation unit 112 in the light emission element drive circuit 1b. The reference current generator 121, the current-voltage converter 122, and the variable capacitor 123 constitute a reference signal generator in the present embodiment, and are electrically connected to each other.

参照電流生成部121は、発光素子駆動回路1dの信号入力端115と電気的に接続された入力端121aを有する。参照電流生成部121は、信号入力端115を通じて送信信号Sinを受け取り、送信信号Sinに応じた参照電流を出力端121bに生成する。この参照電流は、送信信号Sinに対応するパルス信号である。すなわち、参照電流は、送信信号Sinの振幅に応じた振幅を有する。また、参照電流は、送信信号Sinの振動に応じた立ち上がりおよび立ち下がりを有する。参照電流は、送信信号Sinと同じデータを示す。   The reference current generation unit 121 has an input terminal 121a that is electrically connected to the signal input terminal 115 of the light emitting element driving circuit 1d. The reference current generator 121 receives the transmission signal Sin through the signal input terminal 115, and generates a reference current corresponding to the transmission signal Sin at the output terminal 121b. This reference current is a pulse signal corresponding to the transmission signal Sin. That is, the reference current has an amplitude corresponding to the amplitude of the transmission signal Sin. The reference current has a rising edge and a falling edge corresponding to the vibration of the transmission signal Sin. The reference current indicates the same data as the transmission signal Sin.

参照電流生成部121の出力端121bは、電流電圧変換部122の入力端122aと電気的に接続されている。電流電圧変換部122は、本実施形態における第2の電流電圧変換部であり、電流電圧変換部105と同様の回路構成を有する。すなわち、電流電圧変換部122は、コモンベース型TIA回路(図5参照)を含んでおり、該コモンベース型TIA回路のトランスインピーダンスを変更可能に構成されている。電流電圧変換部122は、参照電流生成部121によって生成された参照電流を受け取り、電圧信号である参照信号Vrefに変換する。参照信号Vrefは、電流電圧変換部122の出力端122bに生成される。   The output terminal 121 b of the reference current generation unit 121 is electrically connected to the input terminal 122 a of the current / voltage conversion unit 122. The current-voltage conversion unit 122 is a second current-voltage conversion unit in the present embodiment, and has a circuit configuration similar to that of the current-voltage conversion unit 105. That is, the current-voltage converter 122 includes a common base type TIA circuit (see FIG. 5), and is configured to be able to change the transimpedance of the common base type TIA circuit. The current-voltage converter 122 receives the reference current generated by the reference current generator 121 and converts it into a reference signal Vref that is a voltage signal. The reference signal Vref is generated at the output terminal 122b of the current-voltage converter 122.

また、電流電圧変換部122は、制御端122cを有する。制御端122cは、制御部130の出力端130aと電気的に接続されている。電流電圧変換部122のトランスインピーダンスは、制御部130の出力端130aから制御端122cに提供される利得制御信号ZTSELに応じて変更される。   The current-voltage conversion unit 122 has a control end 122c. The control end 122c is electrically connected to the output end 130a of the control unit 130. The transimpedance of the current-voltage conversion unit 122 is changed according to a gain control signal ZTSEL provided from the output terminal 130a of the control unit 130 to the control terminal 122c.

電流電圧変換部122の出力端122bは、ローパスフィルタ113と電気的に接続されている。ローパスフィルタ113は、電流電圧変換部122から参照信号Vrefを受け取り、それをフィルタリングする。その後、振幅検出部114が参照信号Vrefの振幅を検出し、その振幅に応じた出力電圧を生成する。この出力電圧は誤差増幅器111の反転入力端111bに提供される。誤差増幅器111は、振幅検出部110及び114の出力電圧の差に応じた差信号Sd_ampを出力端111cに生成する。変調電流生成部103における変調電流Imodの振幅は誤差増幅器111からの差信号Sd_ampに応じて負帰還制御され、それにより信号光Pの消光比が安定化される。   An output end 122 b of the current-voltage conversion unit 122 is electrically connected to the low-pass filter 113. The low-pass filter 113 receives the reference signal Vref from the current-voltage converter 122 and filters it. Thereafter, the amplitude detector 114 detects the amplitude of the reference signal Vref and generates an output voltage corresponding to the amplitude. This output voltage is provided to the inverting input terminal 111 b of the error amplifier 111. The error amplifier 111 generates a difference signal Sd_amp corresponding to the difference between the output voltages of the amplitude detectors 110 and 114 at the output terminal 111c. The amplitude of the modulation current Imod in the modulation current generator 103 is negative feedback controlled in accordance with the difference signal Sd_amp from the error amplifier 111, thereby stabilizing the extinction ratio of the signal light P.

参照電流生成部121及び電流電圧変換部122を結ぶ信号線と基準電位線15との間には、可変容量部123が接続されている。すなわち、可変容量部123の一端は、参照電流生成部121の出力端121bと電流電圧変換部122の入力端122aとを結ぶ信号線と電気的に接続されている。可変容量部123の他端は、基準電位線15と電気的に接続されている。可変容量部123は、フォトダイオード22の静電容量が電流電圧変換部105の動作に及ぼす影響を補正するために設けられている。   A variable capacitor 123 is connected between the signal line connecting the reference current generator 121 and the current-voltage converter 122 and the reference potential line 15. That is, one end of the variable capacitance unit 123 is electrically connected to a signal line that connects the output end 121 b of the reference current generation unit 121 and the input end 122 a of the current-voltage conversion unit 122. The other end of the variable capacitor 123 is electrically connected to the reference potential line 15. The variable capacitor 123 is provided to correct the influence of the capacitance of the photodiode 22 on the operation of the current-voltage converter 105.

また、可変容量部123は、制御部130の出力端130bと電気的に接続されており、制御部130の出力端130bから出力される容量制御信号BW_ADに応じて容量値を変更可能なように構成されている。例えば、可変容量部123は、図7に示した第1実施形態の可変容量部9と同様の構成を有するとよい。   The variable capacitance unit 123 is electrically connected to the output end 130b of the control unit 130 so that the capacitance value can be changed according to the capacitance control signal BW_AD output from the output end 130b of the control unit 130. It is configured. For example, the variable capacitor 123 may have the same configuration as the variable capacitor 9 of the first embodiment shown in FIG.

発光素子駆動回路1dは、平均値検出部117を更に備える。平均値検出部117は、平均値検出部106と同じ構成を有することが好ましい。平均値検出部117の入力端117aはローパスフィルタ113と電気的に接続されており、出力端117bは誤差増幅器108の反転入力端108bと電気的に接続されている。誤差増幅器108は、平均値検出部106及び117からの出力電圧の差に応じた差信号Sd_aveを出力端108cに生成する。バイアス電流生成部104は、この差信号Sd_aveに応じてバイアス電流Ibiasの大きさを負帰還制御する。これにより、信号光Pの平均光強度が安定化される。   The light emitting element driving circuit 1d further includes an average value detection unit 117. The average value detection unit 117 preferably has the same configuration as the average value detection unit 106. An input terminal 117 a of the average value detection unit 117 is electrically connected to the low-pass filter 113, and an output terminal 117 b is electrically connected to the inverting input terminal 108 b of the error amplifier 108. The error amplifier 108 generates a difference signal Sd_ave corresponding to the difference between the output voltages from the average value detection units 106 and 117 at the output terminal 108c. The bias current generation unit 104 performs negative feedback control on the magnitude of the bias current Ibias according to the difference signal Sd_ave. Thereby, the average light intensity of the signal light P is stabilized.

本変形例の発光素子駆動回路1dによれば、第2実施形態の発光素子駆動回路1bの効果に加え、更に以下の効果を得ることができる。すなわち、本変形例の発光素子駆動回路1dのように、参照信号生成部が参照電流生成部121及び電流電圧変換部122を有し、電流電圧変換部122が電流電圧変換部105と同様にトランスインピーダンス可変のコモンベース型TIA回路を有することにより、電流電圧変換部105の利得等の変換特性が温度変化等により変動した場合に、電流電圧変換部122の変換特性も同様に変動するので、特性の変動を相殺できる。また、参照電流生成部121及び電流電圧変換部122を結ぶ信号線と基準電位線15との間に可変容量部123を有することにより、フォトダイオード22の内部容量に起因する光量信号Smonの周波数特性と同様の周波数特性を参照信号Vrefに与えることができ、且つ個々のフォトダイオード22の内部容量のばらつきにも容易に対応できる。従って、本変形例の発光素子駆動回路1dによれば、更に精度良く駆動電流Idの電流量を制御できる。   According to the light emitting element driving circuit 1d of the present modification, in addition to the effects of the light emitting element driving circuit 1b of the second embodiment, the following effects can be further obtained. That is, like the light emitting element driving circuit 1 d of this modification, the reference signal generation unit includes the reference current generation unit 121 and the current-voltage conversion unit 122, and the current-voltage conversion unit 122 is similar to the current-voltage conversion unit 105. By having the impedance-variable common base type TIA circuit, when the conversion characteristic such as the gain of the current-voltage conversion unit 105 changes due to a temperature change or the like, the conversion characteristic of the current-voltage conversion unit 122 also changes similarly. Fluctuations can be offset. In addition, since the variable capacitance unit 123 is provided between the signal line connecting the reference current generation unit 121 and the current-voltage conversion unit 122 and the reference potential line 15, the frequency characteristic of the light amount signal Smon caused by the internal capacitance of the photodiode 22 is obtained. The same frequency characteristic as that of the reference signal Vref can be applied to the reference signal Vref, and variations in internal capacitance of the individual photodiodes 22 can be easily handled. Therefore, according to the light emitting element drive circuit 1d of the present modification, the amount of drive current Id can be controlled with higher accuracy.

また、本変形例のように、発光素子駆動回路1dは、可変容量部123の容量を変更するための容量制御信号BW_ADを可変容量部123へ提供するための容量制御部(制御部130)を備えることが好ましい。これにより、フォトダイオード22の内部容量のばらつきに応じて可変容量部123の容量値を容易に変更できる。   Further, as in the present modification, the light emitting element drive circuit 1 d includes a capacitance control unit (control unit 130) for providing the variable capacitance unit 123 with a capacitance control signal BW_AD for changing the capacitance of the variable capacitance unit 123. It is preferable to provide. Thereby, the capacitance value of the variable capacitance unit 123 can be easily changed according to the variation in the internal capacitance of the photodiode 22.

(第3の変形例)
図15は、上記第2実施形態の他の変形例に係る発光素子駆動回路の構成を示すブロック図である。本変形例の発光素子駆動回路1eは、第2変形例における電流電圧変換部及びローパスフィルタを単一の回路部分で置き換えた構造を有する。すなわち、発光素子駆動回路1eは、図14における電流電圧変換部105及びローパスフィルタ109をフィルタ機能付き電流電圧変換部124に、電流電圧変換部122及びローパスフィルタ113をフィルタ機能付き電流電圧変換部125にそれぞれ置き換えた構造を有する。
(Third Modification)
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a light emitting element driving circuit according to another modification of the second embodiment. The light emitting element drive circuit 1e of the present modification has a structure in which the current-voltage converter and the low-pass filter in the second modification are replaced with a single circuit portion. That is, the light emitting element driving circuit 1e includes the current / voltage converter 105 and the low-pass filter 109 in FIG. 14 as the current-voltage converter 124 with a filter function, and the current-voltage converter 122 and the low-pass filter 113 as the current-voltage converter 125 with a filter function. Each has a structure replaced.

これらのフィルタ機能付き電流電圧変換部124及び125は同一の回路構造を有しており、したがって実質的に同一の動作特性を有する。また、フィルタ機能付き電流電圧変換部124及び125は、コモンベース型TIA回路を含んでおり、該コモンベース型TIA回路のトランスインピーダンスを変更可能に構成されている。フィルタ機能付き電流電圧変換部124の入力端124aは、フォトダイオード22のアノードと電気的に接続されており、出力端124bは、平均値検出部106の入力端106a及び振幅検出部110の入力端110aと電気的に接続されている。また、フィルタ機能付き電流電圧変換部125の入力端125aは、参照電流生成部121の出力端121bと電気的に接続されており、出力端125bは、平均値検出部117の入力端117a及び振幅検出部114の入力端114aと電気的に接続されている。   These current-voltage converters 124 and 125 with a filter function have the same circuit structure, and therefore have substantially the same operating characteristics. Further, the current-voltage conversion units 124 and 125 with a filter function include a common base type TIA circuit, and are configured to be able to change the transimpedance of the common base type TIA circuit. The input terminal 124 a of the current-voltage converter 124 with a filter function is electrically connected to the anode of the photodiode 22, and the output terminal 124 b is an input terminal 106 a of the average value detection unit 106 and an input terminal of the amplitude detection unit 110. 110a is electrically connected. Further, the input terminal 125a of the current-voltage conversion unit with filter function 125 is electrically connected to the output terminal 121b of the reference current generation unit 121, and the output terminal 125b includes the input terminal 117a and the amplitude of the average value detection unit 117. The detector 114 is electrically connected to the input end 114a.

また、フィルタ機能付き電流電圧変換部124及び125は、それぞれ制御端124c及び125cを有する。制御端124c及び125cは、制御部130の出力端130aと電気的に接続されている。フィルタ機能付き電流電圧変換部124及び125のトランスインピーダンスは、制御部130の出力端130aから制御端124c及び125cに提供される利得制御信号ZTSELに応じて変更される。   Moreover, the current-voltage converters 124 and 125 with a filter function have control ends 124c and 125c, respectively. The control ends 124 c and 125 c are electrically connected to the output end 130 a of the control unit 130. The transimpedance of the current-voltage conversion units 124 and 125 with the filter function is changed according to the gain control signal ZTSEL provided from the output terminal 130a of the control unit 130 to the control terminals 124c and 125c.

フィルタ機能付き電流電圧変換部124及び125の動作は、第2変形例における電流電圧変換部及びローパスフィルタの動作と同様である。したがって、本変形例の発光素子駆動回路1eは、第2変形例の発光素子駆動回路1dと同様の効果を有する。   The operations of the current-voltage converters 124 and 125 with a filter function are the same as the operations of the current-voltage converter and the low-pass filter in the second modification. Therefore, the light emitting element drive circuit 1e of this modification has the same effect as the light emitting element drive circuit 1d of the second modification.

(第4の変形例)
図16は、上記第2実施形態の他の変形例に係る発光素子駆動回路の構成を示すブロック図である。本変形例の発光素子駆動回路1fは、差動型のAC結合型発光素子駆動回路である。すなわち、発光素子駆動回路1fは、第2実施形態の変調電流生成部103(図12)に代えて、差動型の変調電流生成部126を備える。変調電流生成部126は、二つの出力端126bおよび126dを有する。出力端126bおよび126dの一方からは、送信信号Sinと同相の変調電流Imodが出力され、他方からは送信信号Sinと逆相の変調電流Imodが出力される。
(Fourth modification)
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a light emitting element driving circuit according to another modification of the second embodiment. The light emitting element driving circuit 1f of this modification is a differential AC coupled light emitting element driving circuit. That is, the light emitting element drive circuit 1f includes a differential modulation current generation unit 126 instead of the modulation current generation unit 103 (FIG. 12) of the second embodiment. The modulation current generator 126 has two output ends 126b and 126d. A modulation current Imod 1 having the same phase as that of the transmission signal Sin is output from one of the output terminals 126b and 126d, and a modulation current Imod 2 having a phase opposite to that of the transmission signal Sin is output from the other.

また、本変形例においては、レーザダイオード21のアノードは、インダクタ101aを介して電源電位線14と電気的に接続されるとともに、コンデンサ102aを介して変調電流生成部126の出力端126bと電気的に接続される。レーザダイオード21のカソードは、インダクタ101bを介してバイアス電流生成部104と電気的に接続されるとともに、コンデンサ102bを介して変調電流生成部126の出力端126cと電気的に接続される。そして、二つの出力端126b及び126cのそれぞれから出力される変調電流Imod及びImodの差がバイアス電流Ibiasに重畳され、駆動電流Idとしてレーザダイオード21に供給される。この結果、レーザダイオード21は送信信号Sinに応じた信号光Pを生成する。また、変調電流生成部126は、更に制御端126cを有する。変調電流Imod及びImodの振幅は、制御端126cに提供される差信号Sd_ampに応じて調節される。 In the present modification, the anode of the laser diode 21 is electrically connected to the power supply potential line 14 via the inductor 101a, and is electrically connected to the output end 126b of the modulation current generator 126 via the capacitor 102a. Connected to. The cathode of the laser diode 21 is electrically connected to the bias current generation unit 104 via the inductor 101b, and is also electrically connected to the output terminal 126c of the modulation current generation unit 126 via the capacitor 102b. The difference between the modulation currents Imod 1 and Imod 2 output from the two output terminals 126b and 126c is superimposed on the bias current Ibias and supplied to the laser diode 21 as the drive current Id. As a result, the laser diode 21 generates signal light P corresponding to the transmission signal Sin. The modulation current generator 126 further has a control terminal 126c. The amplitudes of the modulation currents Imod 1 and Imod 2 are adjusted according to the difference signal Sd_amp provided to the control terminal 126c.

発光素子駆動回路1fは、第2実施形態の発光素子駆動回路1bと同様の回路構造を用いてフォトダイオード22からの光電流Imonを処理し、信号光Pの光強度を制御する。従って、発光素子駆動回路1fは、発光素子駆動回路1bと同様の効果を有する。このように、本発明は差動型の発光素子駆動回路にも適用することができ、その場合にも非差動型の発光素子駆動回路と同様の効果が得られる。   The light emitting element drive circuit 1f processes the photocurrent Imon from the photodiode 22 using the same circuit structure as the light emitting element drive circuit 1b of the second embodiment, and controls the light intensity of the signal light P. Therefore, the light emitting element driving circuit 1f has the same effect as the light emitting element driving circuit 1b. As described above, the present invention can also be applied to a differential light emitting element driving circuit, and in this case, the same effect as that of a non-differential light emitting element driving circuit can be obtained.

本発明による発光素子駆動回路及び光送信器は、上記した各実施形態及び各変形例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、図1の実施例では差動型のAC結合回路の発光素子駆動回路について説明しているが、本発明による発光素子駆動回路を、片相のAC結合回路としても良いし、DC結合型としてもよい。また図16の実施例は図12の実施例を差動型のAC結合回路に変形したものであるが、図13〜図15の実施例に示される発光素子駆動回路を差動型に変形してもよい。   The light-emitting element driving circuit and the optical transmitter according to the present invention are not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made. For example, although the light emitting element driving circuit of the differential AC coupling circuit is described in the embodiment of FIG. 1, the light emitting element driving circuit according to the present invention may be a single-phase AC coupling circuit or a DC coupling type. It is good. The embodiment of FIG. 16 is a modification of the embodiment of FIG. 12 to a differential AC coupling circuit, but the light emitting element driving circuit shown in the embodiments of FIGS. 13 to 15 is modified to a differential type. May be.

図1は、本発明に係る発光素子駆動回路の第1実施形態の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a light emitting element driving circuit according to the present invention. 図2(a)は、レーザダイオードの出力特性の一例を示す図である。図2(b)は、レーザダイオードから出力される信号光の時間波形の一例を示すグラフである。図2(c)は、図2(b)に示す信号光を出力するために必要な駆動電流の時間波形の一例を示すグラフである。FIG. 2A is a diagram illustrating an example of output characteristics of a laser diode. FIG. 2B is a graph showing an example of the time waveform of the signal light output from the laser diode. FIG. 2C is a graph showing an example of a time waveform of the drive current necessary for outputting the signal light shown in FIG. 図3は、第1実施形態における(a)フォトダイオードからの光電流の時間波形の一例、及び(b)光電流に対応する光量信号の時間波形の一例を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an example of (a) a time waveform of a photocurrent from a photodiode and (b) an example of a time waveform of a light amount signal corresponding to the photocurrent in the first embodiment. 図4は、第1実施形態の変調電流生成部の構成の一例を詳細に示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram illustrating in detail an example of the configuration of the modulation current generation unit of the first embodiment. 図5は、第1実施形態の電流電圧変換部の構成の一例を詳細に示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing in detail an example of the configuration of the current-voltage conversion unit of the first embodiment. 図6は、第1実施形態の参照電流生成部の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of the configuration of the reference current generation unit according to the first embodiment. 図7は、第1実施形態の可変容量部の構成の一例を詳細に示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing in detail an example of the configuration of the variable capacitance section of the first embodiment. 図8は、(a)ローレベル基準電圧生成部における基準電圧Vrefl、(b)ハイレベル基準電圧生成部における基準電圧Vrefh、(c)参照信号Vref、(d)ピークレベル参照電圧Vpk、及び(e)ボトムレベル参照電圧Vbtの時間波形の一例を示すグラフである。FIG. 8 shows (a) a reference voltage Vrefl in the low level reference voltage generator, (b) a reference voltage Vrefh in the high level reference voltage generator, (c) a reference signal Vref, (d) a peak level reference voltage Vpk, and ( e) A graph showing an example of a time waveform of the bottom level reference voltage Vbt. 図9は、(a)制御部から出力されるスイッチ制御信号LDOFF、(b)スイッチ制御信号RST_B、及び(c)スイッチ制御信号RST_Pの時間波形の一例を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing an example of time waveforms of (a) the switch control signal LDOFF output from the control unit, (b) the switch control signal RST_B, and (c) the switch control signal RST_P. 図10は、(a)光量信号Smon、(b)ピークレベル信号Spk、(c)ボトムレベル信号Sbt、及び(d)駆動電流Idの時間波形の一例を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing examples of time waveforms of (a) the light amount signal Smon, (b) the peak level signal Spk, (c) the bottom level signal Sbt, and (d) the drive current Id. 図11(a)は、第1実施形態の発光素子駆動回路の電流電圧変換部を示す回路図である。図11(b)は、比較例として、負帰還型のTIA回路を有する電流電圧変換回路の構成の一例を示す回路図である。FIG. 11A is a circuit diagram illustrating a current-voltage conversion unit of the light emitting element driving circuit according to the first embodiment. FIG. 11B is a circuit diagram showing an example of a configuration of a current-voltage conversion circuit having a negative feedback type TIA circuit as a comparative example. 図12は、本発明に係る発光素子駆動回路の第2実施形態の構成を示すブロック図である。FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of the second embodiment of the light-emitting element driving circuit according to the present invention. 図13は、第1の変形例に係る発光素子駆動回路の構成を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a light emitting element driving circuit according to the first modification. 図14は、第2の変形例に係る発光素子駆動回路の構成を示すブロック図である。FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of a light emitting element driving circuit according to a second modification. 図15は、第3の変形例に係る発光素子駆動回路の構成を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a light emitting element driving circuit according to a third modification. 図16は、第4の変形例に係る発光素子駆動回路の構成を示すブロック図である。FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a light emitting element driving circuit according to a fourth modification.

符号の説明Explanation of symbols

1a〜1f…発光素子駆動回路、2…光モジュール、3…変調電流生成部、4…バイアス電流源、5a,5b…電流電圧変換部、6a,6b…レベルホールド部、8…参照電流生成部、9…可変容量部、13…参照信号生成部、16…制御部、19…駆動電流生成部、21…レーザダイオード、22…フォトダイオード、BW_AD1〜BW_AD3…容量制御信号、Ibias…バイアス電流、Imod,Imod…変調電流、Imon…光電流、P…信号光、RST_B,RST_P…スイッチ制御信号、Smon…光量信号、Sp,Sn…送信信号、Vref…参照信号、ZTSEL1,ZTSEL2…利得制御信号。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a-1f ... Light emitting element drive circuit, 2 ... Optical module, 3 ... Modulation current generation part, 4 ... Bias current source, 5a, 5b ... Current voltage conversion part, 6a, 6b ... Level hold part, 8 ... Reference current generation part , 9 ... Variable capacitance unit, 13 ... Reference signal generation unit, 16 ... Control unit, 19 ... Drive current generation unit, 21 ... Laser diode, 22 ... Photodiode, BW_AD1 to BW_AD3 ... Capacitance control signal, Ibias ... Bias current, Imod 1, Imod 2 ... modulation current, Imon ... photocurrent, P ... signal light, RST_B, RST_P ... switch control signal, Smon ... light quantity signal, Sp, Sn ... transmission signal, Vref ... reference signal, ZTSEL1, ZTSEL2 ... gain control signal .

Claims (5)

送信信号に応じた信号光を発光素子に生成させるとともに、前記信号光を検出する受光素子からの光電流に基づいて前記信号光を制御する発光素子駆動回路であって、
前記受光素子からの前記光電流を電圧信号である光量信号に変換する第1の電流電圧変換部と、
前記送信信号に対応する電圧信号である参照信号を生成する参照信号生成部と、
前記送信信号に応じて変調された駆動電流を生成するとともに、前記光量信号と前記参照信号との差に応じて前記駆動電流の電流量を調節し、該駆動電流を前記発光素子に供給する駆動電流生成部と
を備え、
前記第1の電流電圧変換部がコモンベース型トランスインピーダンスアンプ回路を含んでおり、該コモンベース型トランスインピーダンスアンプ回路のトランスインピーダンスが可変であることを特徴とする、発光素子駆動回路。
A light emitting element driving circuit for generating signal light corresponding to a transmission signal in a light emitting element and controlling the signal light based on a photocurrent from a light receiving element for detecting the signal light;
A first current-voltage converter that converts the photocurrent from the light receiving element into a light amount signal that is a voltage signal;
A reference signal generation unit that generates a reference signal that is a voltage signal corresponding to the transmission signal;
Drive that generates a drive current modulated according to the transmission signal, adjusts the amount of the drive current according to a difference between the light amount signal and the reference signal, and supplies the drive current to the light emitting element A current generator and
The light-emitting element driving circuit, wherein the first current-voltage conversion unit includes a common base type transimpedance amplifier circuit, and the transimpedance of the common base type transimpedance amplifier circuit is variable.
前記コモンベース型トランスインピーダンスアンプ回路の前記トランスインピーダンスを変更するための利得制御信号を前記第1の電流電圧変換部へ提供する利得制御部を備えることを特徴とする、請求項1に記載の発光素子駆動回路。   The light emission according to claim 1, further comprising: a gain control unit that provides a gain control signal for changing the transimpedance of the common base type transimpedance amplifier circuit to the first current-voltage conversion unit. Element drive circuit. 前記参照信号生成部が、
前記送信信号に対応する参照電流を生成する参照電流生成部と、
前記参照電流を前記参照信号に変換する第2の電流電圧変換部と、
前記参照電流生成部及び前記第2の電流電圧変換部を結ぶ信号線と定電位線との間に接続された可変容量部と
を有し、
前記第2の電流電圧変換部がコモンベース型トランスインピーダンスアンプ回路を含んでおり、該コモンベース型トランスインピーダンスアンプ回路のトランスインピーダンスが可変であることを特徴とする、請求項1または2に記載の発光素子駆動回路。
The reference signal generator is
A reference current generator for generating a reference current corresponding to the transmission signal;
A second current-voltage converter that converts the reference current into the reference signal;
A variable capacitance section connected between a signal line connecting the reference current generation section and the second current-voltage conversion section and a constant potential line;
The second current-voltage conversion unit includes a common base type transimpedance amplifier circuit, and the transimpedance of the common base type transimpedance amplifier circuit is variable. Light emitting element driving circuit.
前記可変容量部の容量を変更するための容量制御信号を前記可変容量部へ提供する容量制御部を備えることを特徴とする、請求項3に記載の発光素子駆動回路。   The light emitting element drive circuit according to claim 3, further comprising a capacitance control unit that provides a capacitance control signal for changing a capacitance of the variable capacitance unit to the variable capacitance unit. 送信信号に応じた信号光を出力する光送信器であって、
前記信号光を生成する発光素子と、
前記発光素子からの前記信号光を検出する受光素子と、
前記送信信号に応じて変調された駆動電流を前記発光素子へ供給する発光素子駆動回路と
を備え、
前記発光素子駆動回路が、
前記受光素子からの光電流を電圧信号である光量信号に変換する電流電圧変換部と、
前記送信信号に対応する電圧信号である参照信号を生成する参照信号生成部と、
前記駆動電流を生成するとともに、前記光量信号と前記参照信号との差に応じて前記駆動電流の電流量を調節し、該駆動電流を前記発光素子に供給する駆動電流生成部と
を有し、
前記電流電圧変換部がコモンベース型トランスインピーダンスアンプ回路を含んでおり、該コモンベース型トランスインピーダンスアンプ回路のトランスインピーダンスが可変であることを特徴とする、光送信器。
An optical transmitter that outputs signal light according to a transmission signal,
A light emitting element for generating the signal light;
A light receiving element for detecting the signal light from the light emitting element;
A light emitting element driving circuit for supplying a driving current modulated in accordance with the transmission signal to the light emitting element,
The light emitting element driving circuit comprises:
A current-voltage converter that converts the photocurrent from the light receiving element into a light amount signal that is a voltage signal;
A reference signal generation unit that generates a reference signal that is a voltage signal corresponding to the transmission signal;
A drive current generator that generates the drive current, adjusts a current amount of the drive current according to a difference between the light amount signal and the reference signal, and supplies the drive current to the light emitting element;
An optical transmitter, wherein the current-voltage conversion unit includes a common base type transimpedance amplifier circuit, and the transimpedance of the common base type transimpedance amplifier circuit is variable.
JP2005291458A 2005-08-24 2005-10-04 Light emitting element driving circuit and optical transmitter Expired - Fee Related JP4501835B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005291458A JP4501835B2 (en) 2005-10-04 2005-10-04 Light emitting element driving circuit and optical transmitter
US11/508,284 US7418018B2 (en) 2005-08-24 2006-08-23 Driver circuit for semiconductor laser diode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005291458A JP4501835B2 (en) 2005-10-04 2005-10-04 Light emitting element driving circuit and optical transmitter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007103668A true JP2007103668A (en) 2007-04-19
JP4501835B2 JP4501835B2 (en) 2010-07-14

Family

ID=38030308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005291458A Expired - Fee Related JP4501835B2 (en) 2005-08-24 2005-10-04 Light emitting element driving circuit and optical transmitter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4501835B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009231362A (en) * 2008-03-19 2009-10-08 Sumitomo Electric Ind Ltd Semiconductor laser driving circuit
JP2010129570A (en) * 2008-11-25 2010-06-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Laser driving circuit
JP2010129571A (en) * 2008-11-25 2010-06-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Laser driving circuit
US8831059B2 (en) 2011-02-07 2014-09-09 Mitsubishi Electric Corporation Laser diode driver circuit
JP2015530615A (en) * 2012-09-05 2015-10-15 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation Electro-optic modulator device, electro-optic modulator device system, and method for controlling an electro-optic modulator device (electro-optic modulator)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6190487A (en) * 1984-10-11 1986-05-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor laser drive circuit

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6190487A (en) * 1984-10-11 1986-05-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Semiconductor laser drive circuit

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009231362A (en) * 2008-03-19 2009-10-08 Sumitomo Electric Ind Ltd Semiconductor laser driving circuit
JP2010129570A (en) * 2008-11-25 2010-06-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Laser driving circuit
JP2010129571A (en) * 2008-11-25 2010-06-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Laser driving circuit
US8831059B2 (en) 2011-02-07 2014-09-09 Mitsubishi Electric Corporation Laser diode driver circuit
JP2015530615A (en) * 2012-09-05 2015-10-15 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションInternational Business Machines Corporation Electro-optic modulator device, electro-optic modulator device system, and method for controlling an electro-optic modulator device (electro-optic modulator)

Also Published As

Publication number Publication date
JP4501835B2 (en) 2010-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7492797B2 (en) Laser driver circuit
US7792167B2 (en) Light source driving apparatus and light source driving method
US7418018B2 (en) Driver circuit for semiconductor laser diode
JP4501835B2 (en) Light emitting element driving circuit and optical transmitter
EP0513002A1 (en) Laser control circuit.
US7012938B2 (en) Laser device, controller and method for controlling the laser device
JP5459424B2 (en) Signal amplifier for optical receiver circuit
JP2006261866A (en) Preamplifier
US7809034B2 (en) Auto-power control circuit to maintain extinction ratio of optical output from laser diode
JP2015211376A (en) Receiving circuit
JP2006081141A (en) Optical receiver
US6760353B2 (en) Jitter suppression techniques for laser driver circuits
US7193478B2 (en) Signal transmission in opto-electronic devices by moving the quiescent component of a differential signal
JP4788547B2 (en) Laser diode drive circuit
JP4677858B2 (en) Light emitting element driving circuit and optical transmitter
US9608405B2 (en) Laser driver with maintaining average optical power constant
JP2002111120A (en) Optical transmission module
US7415053B2 (en) Optical transmitter with a least pair of semiconductor laser diodes
JP4032531B2 (en) Optical receiver
JP2010041158A (en) Optical receiver
KR100679268B1 (en) A laser diode driver integrated circuit with automatic temperature compensation and a method thereof
JP4088385B2 (en) Optical transmitter and optical communication system
JP2011171812A (en) Optical receiver
JP2005166939A (en) Semiconductor light emitting element drive circuit
JP2012070146A (en) Transimpedance amplifier for optical reception circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091124

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100113

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100330

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100412

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4501835

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130430

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130430

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140430

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees