JP2601097B2 - 光送信器 - Google Patents
光送信器Info
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- JP2601097B2 JP2601097B2 JP4068254A JP6825492A JP2601097B2 JP 2601097 B2 JP2601097 B2 JP 2601097B2 JP 4068254 A JP4068254 A JP 4068254A JP 6825492 A JP6825492 A JP 6825492A JP 2601097 B2 JP2601097 B2 JP 2601097B2
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- current
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光出力及び消光比を
容易に設定可能な光送信器に関するものである。
容易に設定可能な光送信器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は、例えば特許公報平２−４４４２
０に示された従来の光送信器を示す構成であり、図にお
いて、１は送信データ入力端子、２は入力端子１に接続
された変調器、３は発光素子（レーザダイオード）、４
は発光素子３の出力光の一部を受光する受光素子、５は
受光素子４に並列接続されたコンデンサ、６は受光素子
４のバイアス用電源、７は電流増幅器、８は第１の基準
電流源、９は第２の基準電流源、１０は第２の基準電流
源９の出力端に接続され、２値送信データに対応して切
換えるスイッチ回路である。
０に示された従来の光送信器を示す構成であり、図にお
いて、１は送信データ入力端子、２は入力端子１に接続
された変調器、３は発光素子（レーザダイオード）、４
は発光素子３の出力光の一部を受光する受光素子、５は
受光素子４に並列接続されたコンデンサ、６は受光素子
４のバイアス用電源、７は電流増幅器、８は第１の基準
電流源、９は第２の基準電流源、１０は第２の基準電流
源９の出力端に接続され、２値送信データに対応して切
換えるスイッチ回路である。
【０００３】次に動作について説明する。第２の基準電
流源９の出力は送信データに対してスイッチ回路１０で
オン・オフされた電流として出力され、第１の基準電流
源８の出力と加算合成される。定式化すると（１）式と
なる。 Ｉ0 ＝Ｉ01＋ｍ・Ｉ02 （１） ここでＩ0 は基準電流、Ｉ01は第１の基準電流源８の出
力電流、Ｉ02は第２の基準電流源９の出力電流である。
流源９の出力は送信データに対してスイッチ回路１０で
オン・オフされた電流として出力され、第１の基準電流
源８の出力と加算合成される。定式化すると（１）式と
なる。 Ｉ0 ＝Ｉ01＋ｍ・Ｉ02 （１） ここでＩ0 は基準電流、Ｉ01は第１の基準電流源８の出
力電流、Ｉ02は第２の基準電流源９の出力電流である。
【０００４】次に発光素子３の出力光の一部が受光素子
４に入射し、それに比例した電流が受光素子４を流れ
る。定式化すると（２）式となる。 ＩPD＝ｍ・Ｄ・Ｌ・ＰOUT （２） ここで、ＩPDは受光素子電流、ｍはデジタル信号のマー
ク率、Ｄはパルス占有率、Ｌは光出力と受光素子電流変
換効率、ＰOUT は光出力ピーク値である。
４に入射し、それに比例した電流が受光素子４を流れ
る。定式化すると（２）式となる。 ＩPD＝ｍ・Ｄ・Ｌ・ＰOUT （２） ここで、ＩPDは受光素子電流、ｍはデジタル信号のマー
ク率、Ｄはパルス占有率、Ｌは光出力と受光素子電流変
換効率、ＰOUT は光出力ピーク値である。
【０００５】受光素子４を流れるコンデンサ５で平均化
された電流と、上記合成された電流の差が電流増幅器７
で増幅され発光素子３に印加される。定式化すると
（３）式となる。 ＩB ＝β（Ｉ0 −ＩPD） （３） ここでＩB はバイアス電流（電流増幅器７の出力電
流）、βは電流増幅器７の増幅率である。
された電流と、上記合成された電流の差が電流増幅器７
で増幅され発光素子３に印加される。定式化すると
（３）式となる。 ＩB ＝β（Ｉ0 −ＩPD） （３） ここでＩB はバイアス電流（電流増幅器７の出力電
流）、βは電流増幅器７の増幅率である。
【０００６】発光素子３の電流・光変換特性は図６に示
すとおりである。従って、光出力ピーク値ＰOUT は、定
式化すると（４）式となる。 ＰOUT ＝Ａ・（ＩB ＋ＩOP−Ｉth） （４） ここでＩOPは変調電流（変調器出力電流）、Ｉthはレー
ザダイオード閾値電流、Ａはレーザダイオード電流・光
変換効率を示す。式（１）から式（４）より（５）式が
導かれる。
すとおりである。従って、光出力ピーク値ＰOUT は、定
式化すると（４）式となる。 ＰOUT ＝Ａ・（ＩB ＋ＩOP−Ｉth） （４） ここでＩOPは変調電流（変調器出力電流）、Ｉthはレー
ザダイオード閾値電流、Ａはレーザダイオード電流・光
変換効率を示す。式（１）から式（４）より（５）式が
導かれる。
【０００７】
【数１】
【０００８】これは図４に示すように、レーザダイオー
ド閾値電流が変動しても、バイアス電流ＩB が光出力ピ
ーク値ＰOUT を一定にするよう追従することを示す。
ド閾値電流が変動しても、バイアス電流ＩB が光出力ピ
ーク値ＰOUT を一定にするよう追従することを示す。
【０００９】初めに ＩB ＝Ｉth （６） に設定すれば、Ｉthが変動してもＰOUT が一定でかつ、
式（６）を満足することができる。
式（６）を満足することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の光送信器は、以
上のように構成されているので、レーザダイオード電流
・光変換効率Ａが低下すると、変調電流ＩOPが一定の
為、初めに式（６）に設定しても、 ＩB ＞Ｉth （７） となって光信号の消光比が悪くなり、逆にＡが増加する
と ＩB ＜Ｉth （８） となって光信号のパルス幅歪みが発生するなどの問題が
あった。
上のように構成されているので、レーザダイオード電流
・光変換効率Ａが低下すると、変調電流ＩOPが一定の
為、初めに式（６）に設定しても、 ＩB ＞Ｉth （７） となって光信号の消光比が悪くなり、逆にＡが増加する
と ＩB ＜Ｉth （８） となって光信号のパルス幅歪みが発生するなどの問題が
あった。
【００１１】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、レーザダイオード電流・光変換
効率が変動しても式（６）なる関係を保つ光送信器を得
ることを目的としている。
ためになされたもので、レーザダイオード電流・光変換
効率が変動しても式（６）なる関係を保つ光送信器を得
ることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明に係る光送信器
は、バイアス電流が閾値電流よりも少ない場合、光出力
パルス幅が変調電流パルス幅に比較し減少するというレ
ーザダイオードの性質を利用し、受光素子を流れる信号
電流を電圧に変換する第１の変換回路の出力と、変調電
流を電圧に変換する第２の変換回路の出力とを比較する
比較器を設け、その出力より変調電流の増加を制限する
ように構成したものである。
は、バイアス電流が閾値電流よりも少ない場合、光出力
パルス幅が変調電流パルス幅に比較し減少するというレ
ーザダイオードの性質を利用し、受光素子を流れる信号
電流を電圧に変換する第１の変換回路の出力と、変調電
流を電圧に変換する第２の変換回路の出力とを比較する
比較器を設け、その出力より変調電流の増加を制限する
ように構成したものである。
【００１３】
【作用】この発明における光送信器は、バイアス電流と
閾値電流値が同じ値になるように変調電流が自己制御さ
れるので、レーザダイオード電流・光変換効率Ａの変動
にかかわらず、式（６）及びＰOUT 一定なる関係が保た
れる。
閾値電流値が同じ値になるように変調電流が自己制御さ
れるので、レーザダイオード電流・光変換効率Ａの変動
にかかわらず、式（６）及びＰOUT 一定なる関係が保た
れる。
【００１４】
【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１において、１１ａは変調器２から
出力される変調電流を平均化するフィルタ回路、１２ａ
は第１の電流・電圧変換平均化回路、１３ａは第２の電
流・電圧変換平均化回路、１４ａは上記第１の電流・電
圧変換平均化回路１２ａの出力と上記第２の電流・電圧
変換平均化回路１３ａの出力を比較する比較器、１５は
上記比較器１４ａの出力信号より、変調電流値を制御す
る変調電流制御回路、１６は上記第１の電流・電圧変換
平均化回路１２ａにおける第１の電流電圧変換抵抗、１
７は上記第１の電流電圧変換抵抗１６の出力を増幅する
増幅器、１８は上記第２の電流・電圧変換平均化回路１
３ａにおける第２の電流電圧変換抵抗、１９は上記第２
の電流電圧変換抵抗１９の出力を増幅する増幅器であ
る。
ついて説明する。図１において、１１ａは変調器２から
出力される変調電流を平均化するフィルタ回路、１２ａ
は第１の電流・電圧変換平均化回路、１３ａは第２の電
流・電圧変換平均化回路、１４ａは上記第１の電流・電
圧変換平均化回路１２ａの出力と上記第２の電流・電圧
変換平均化回路１３ａの出力を比較する比較器、１５は
上記比較器１４ａの出力信号より、変調電流値を制御す
る変調電流制御回路、１６は上記第１の電流・電圧変換
平均化回路１２ａにおける第１の電流電圧変換抵抗、１
７は上記第１の電流電圧変換抵抗１６の出力を増幅する
増幅器、１８は上記第２の電流・電圧変換平均化回路１
３ａにおける第２の電流電圧変換抵抗、１９は上記第２
の電流電圧変換抵抗１９の出力を増幅する増幅器であ
る。
【００１５】次に動作について説明する。光出力ＰOUT
を一定に制御する動作については、従来の技術と同様で
ある。第２の電流・電圧変換平均化回路１３ａは、変調
器２の変調電流反転出力より発光素子３への変調電流
を、フィルタ回路１１ａによって平均化し、等価的に電
圧変換する。比較器１４ａは、第１の電流・電圧変換平
均化回路１２ａの出力と、第２の電流・電圧変換平均化
回路１３ａの出力を比較する。
を一定に制御する動作については、従来の技術と同様で
ある。第２の電流・電圧変換平均化回路１３ａは、変調
器２の変調電流反転出力より発光素子３への変調電流
を、フィルタ回路１１ａによって平均化し、等価的に電
圧変換する。比較器１４ａは、第１の電流・電圧変換平
均化回路１２ａの出力と、第２の電流・電圧変換平均化
回路１３ａの出力を比較する。
【００１６】発光素子３は式（８）なる状態にあると、
光パルスが変調電流パルスに対して立上がり時間が遅
れ、パルス幅が狭くなるため、平均化したレベルが低く
なる性質を持っている。従って、式（８）なる状態にな
ると、比較器１４ａにより光パルスの平均化されたレベ
ルが、変調電流パルスの平均化されたレベルに対して低
くなっていることで出力される。変調電流制御回路１５
は、上記平均化されたレベルが低くなり初めるところ
で、変調電流の増加を制限するよう構成されているの
で、式（６）なる関係を保つよう変調電流が制限される
ことになる。今、図２に示すようにレーザダイオード電
流・光変換効率Ａが減少し、Ａ’になったとする。この
時、光出力ＰOUT を一定にする制御動作により式（７）
なる状態に一旦遷移するが、上記平均化されたレベルが
低くなっていないので、変調電流制御回路１５は、変調
電流ＩOPを増加させ、上記平均化されたレベルが低くな
り初めたところ、すなわち式（６）なる関係になった所
で、変調電流増加を制限し、ＩOP’となって安定する。
逆に電流変換効率Ａが増大しＢになったとする。この時
は、式（８）なる状態に一旦遷移するので、平均化され
たレベルが低くなっていることが出力され、変調電流Ｉ
OPが減少し式（６）なる関係になった所でＩ0P”となっ
て安定する。この動作は式（４），式（６）相方を同時
に満足することを意味し、この時光出力は次式を満足す
る。 ＰOUT ＝Ａ・ＩOP （９）
光パルスが変調電流パルスに対して立上がり時間が遅
れ、パルス幅が狭くなるため、平均化したレベルが低く
なる性質を持っている。従って、式（８）なる状態にな
ると、比較器１４ａにより光パルスの平均化されたレベ
ルが、変調電流パルスの平均化されたレベルに対して低
くなっていることで出力される。変調電流制御回路１５
は、上記平均化されたレベルが低くなり初めるところ
で、変調電流の増加を制限するよう構成されているの
で、式（６）なる関係を保つよう変調電流が制限される
ことになる。今、図２に示すようにレーザダイオード電
流・光変換効率Ａが減少し、Ａ’になったとする。この
時、光出力ＰOUT を一定にする制御動作により式（７）
なる状態に一旦遷移するが、上記平均化されたレベルが
低くなっていないので、変調電流制御回路１５は、変調
電流ＩOPを増加させ、上記平均化されたレベルが低くな
り初めたところ、すなわち式（６）なる関係になった所
で、変調電流増加を制限し、ＩOP’となって安定する。
逆に電流変換効率Ａが増大しＢになったとする。この時
は、式（８）なる状態に一旦遷移するので、平均化され
たレベルが低くなっていることが出力され、変調電流Ｉ
OPが減少し式（６）なる関係になった所でＩ0P”となっ
て安定する。この動作は式（４），式（６）相方を同時
に満足することを意味し、この時光出力は次式を満足す
る。 ＰOUT ＝Ａ・ＩOP （９）
【００１７】実施例２．次に、この発明の他の実施例を
図について説明する。図３において、１１ｂは受光素子
４を流れる電流と、第１の基準電流源８と第２の基準電
流源９の出力を合成した電流との差を平均化するフィル
タ回路、１２ｂは第１の電流電圧変換回路、１３ｂは第
２の電流電圧変換回路、１４ｂは上記第１の電流電圧変
換回路１２ｂの出力と上記第２の電流電圧変換回路１３
ｂの出力との不一致を検出する不一致検出回路、１５は
上記不一致検出回路１４ｂの出力信号より、変調電流値
を制御する変調電流制御回路、１６は上記第１の電流電
圧変換回路１２ｂにおける、第１の電流電圧変換抵抗、
１７は上記第１の電流電圧変換抵抗出力を増幅する第１
の増幅器、１８は上記第２の電流電圧変換回路１３ｂに
おける、第２の電流電圧変換抵抗、１９は上記第２の電
流電圧変換抵抗出力を増幅する第２の増幅器である。
図について説明する。図３において、１１ｂは受光素子
４を流れる電流と、第１の基準電流源８と第２の基準電
流源９の出力を合成した電流との差を平均化するフィル
タ回路、１２ｂは第１の電流電圧変換回路、１３ｂは第
２の電流電圧変換回路、１４ｂは上記第１の電流電圧変
換回路１２ｂの出力と上記第２の電流電圧変換回路１３
ｂの出力との不一致を検出する不一致検出回路、１５は
上記不一致検出回路１４ｂの出力信号より、変調電流値
を制御する変調電流制御回路、１６は上記第１の電流電
圧変換回路１２ｂにおける、第１の電流電圧変換抵抗、
１７は上記第１の電流電圧変換抵抗出力を増幅する第１
の増幅器、１８は上記第２の電流電圧変換回路１３ｂに
おける、第２の電流電圧変換抵抗、１９は上記第２の電
流電圧変換抵抗出力を増幅する第２の増幅器である。
【００１８】次に動作について説明する。光出力ＰOUT
を一定に制御する動作については、従来の技術と同様で
ある。ただし、受光素子４を流れる電流と第１の基準電
流源８の出力電流と第２の基準電流源９の出力電流とを
合成した電流、との差を平均化するのにフィルタ１１ｂ
を用いた点が異なる。これは受光素子４を流れる電流を
平均化せずに第１の電流電圧変換回路１２ｂにて電圧に
変換する為である。第２の電流電圧変換回路１３ｂは、
変調器２の変調電流反転出力よりレーザダイオード３へ
の変調電流を等価的に電圧変換する。第１の電流電圧変
換回路１２ｂの出力と第２の電流電圧変換回路１３ｂの
出力は、不一致検出回路１４ｂにて、パルス幅の不一致
量が検出される。レーザダイオード３は式（８）なる状
態にあると、図４に示すように変調電流に比較し立上が
り時間が遅れパルス幅が狭くなるという性質を持ってい
る。従って式（８）なる状態になると不一致検出回路１
４ｂより不一致パルスが出力される。変調電流制御回路
１５は、上記不一致検出パルスが出力され初めるところ
で、変調電流の増加を制限するよう構成されているの
で、式（６）なる関係を保つよう変調電流が制御される
ことになる。
を一定に制御する動作については、従来の技術と同様で
ある。ただし、受光素子４を流れる電流と第１の基準電
流源８の出力電流と第２の基準電流源９の出力電流とを
合成した電流、との差を平均化するのにフィルタ１１ｂ
を用いた点が異なる。これは受光素子４を流れる電流を
平均化せずに第１の電流電圧変換回路１２ｂにて電圧に
変換する為である。第２の電流電圧変換回路１３ｂは、
変調器２の変調電流反転出力よりレーザダイオード３へ
の変調電流を等価的に電圧変換する。第１の電流電圧変
換回路１２ｂの出力と第２の電流電圧変換回路１３ｂの
出力は、不一致検出回路１４ｂにて、パルス幅の不一致
量が検出される。レーザダイオード３は式（８）なる状
態にあると、図４に示すように変調電流に比較し立上が
り時間が遅れパルス幅が狭くなるという性質を持ってい
る。従って式（８）なる状態になると不一致検出回路１
４ｂより不一致パルスが出力される。変調電流制御回路
１５は、上記不一致検出パルスが出力され初めるところ
で、変調電流の増加を制限するよう構成されているの
で、式（６）なる関係を保つよう変調電流が制御される
ことになる。
【００１９】今、図２に示すようにレーザダイオード電
流光変換効率Ａが減少しＡ’になったとする。この時、
光出力Ｐout を一定にする制御動作により式（７）なる
状態に一旦遷移するが、上記不一致検出パルスが出力さ
れないので、変調電流制御回路１５は、変調電流Ｉopを
増加させ、上記不一致検出パルスが出力され初めたとこ
ろ、すなわち式（６）なる関係になった所で変調電流増
加を制限し、Ｉop’となって安定する。逆に電流変換効
率Ａが増大しＢになったとする。この時は、式（８）な
る状態に一旦遷移するので、上記不一致検出パルスが出
力され、変調電流Ｉopが減少し式（６）なる関係になっ
た所でＩop”となって安定する。この動作は式（４），
式（６）相方を同時に満足することを意味し、この時光
出力は式（９）の関係をを満足することになる。
流光変換効率Ａが減少しＡ’になったとする。この時、
光出力Ｐout を一定にする制御動作により式（７）なる
状態に一旦遷移するが、上記不一致検出パルスが出力さ
れないので、変調電流制御回路１５は、変調電流Ｉopを
増加させ、上記不一致検出パルスが出力され初めたとこ
ろ、すなわち式（６）なる関係になった所で変調電流増
加を制限し、Ｉop’となって安定する。逆に電流変換効
率Ａが増大しＢになったとする。この時は、式（８）な
る状態に一旦遷移するので、上記不一致検出パルスが出
力され、変調電流Ｉopが減少し式（６）なる関係になっ
た所でＩop”となって安定する。この動作は式（４），
式（６）相方を同時に満足することを意味し、この時光
出力は式（９）の関係をを満足することになる。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば光出力
ピーク値が一定になる制御系に、レーザダイオードのし
きい値へ、バイアス電流値が制御安定する系を加えた構
成にしたのでレーザダイオードの温度変化経年劣化によ
る電流光変換効率の変動にともなう光信号の消光比劣化
パルス幅歪みがなくなる効果がある。
ピーク値が一定になる制御系に、レーザダイオードのし
きい値へ、バイアス電流値が制御安定する系を加えた構
成にしたのでレーザダイオードの温度変化経年劣化によ
る電流光変換効率の変動にともなう光信号の消光比劣化
パルス幅歪みがなくなる効果がある。
【図１】この発明の実施例１を示す回路ブロック図であ
る。
る。
【図２】レーザダイオードの電気・光変換効率が変化し
たときの光出力対電流特性図である。
たときの光出力対電流特性図である。
【図３】この発明の実施例２を示す回路ブロック図であ
る。
る。
【図４】レーザダイオードの変調電流及び光出力と不一
致検出出力のタイムチャートである。
致検出出力のタイムチャートである。
【図５】従来の実施例を示す回路ブロック図である。
【図６】レーザダイオードの光出力対電流特性図であ
る。
る。
【図７】レーザダイオードのしきい値が増加したときの
光出力対電流特性図である。
光出力対電流特性図である。
２ 変調器 ３ 発光素子 ４ 受光素子 ５ コンデンサ ８ 第１の基準電流源 ９ 第２の基準電流源 １０ スイッチ回路 １１ フィルタ回路 １２ａ 第１の電流電圧変換平均化回路 １２ｂ 第１の電流電圧変換回路 １３ａ 第２の電流電圧変換平均化回路 １３ｂ 第２の電流電圧変換回路 １４ａ 比較器 １４ｂ 不一致検出回路 １５ 変調電流制御回路
Claims (1)
- 【請求項１】 ２値送信データに対応して２値の変調電
流を発光素子に印加する変調器と、上記発光素子の出力
光の一部を受光する受光素子と、上記受光素子を流れる
信号電流と基準電流源の電流の差に比例した電流を上記
発光素子に印加する手段とを備えた光送信器において、
第１の基準電流源と、第２の基準電流源と、上記第２の
基準電流源の出力端に接続され２値送信データに応じて
オン・オフするスイッチ回路と、上記第１の基準電流源
の出力と上記スイッチ回路の出力とを合成する合成手段
と、上記受光素子を流れる信号電流を電圧に変換する第
１の変換回路と、上記変調器から出力される変調電流を
電圧に変換する第２の変換回路と、上記第１の変換回路
の出力と、上記第２の変換回路の出力との比較を行う比
較手段と、上記比較手段の出力により、上記変調器の変
調電流値を制御する変調電流制御回路とを備えたことを
特徴とする光送信器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4068254A JP2601097B2 (ja) | 1991-04-04 | 1992-03-26 | 光送信器 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-71646 | 1991-04-04 | ||
| JP7164691 | 1991-04-04 | ||
| JP7978191 | 1991-04-12 | ||
| JP3-79781 | 1991-04-12 | ||
| JP4068254A JP2601097B2 (ja) | 1991-04-04 | 1992-03-26 | 光送信器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0591058A JPH0591058A (ja) | 1993-04-09 |
| JP2601097B2 true JP2601097B2 (ja) | 1997-04-16 |
Family
ID=27299679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4068254A Expired - Lifetime JP2601097B2 (ja) | 1991-04-04 | 1992-03-26 | 光送信器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2601097B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4655457B2 (ja) * | 2003-08-08 | 2011-03-23 | 富士ゼロックス株式会社 | 光量制御装置及びこれを用いた画像形成装置 |
-
1992
- 1992-03-26 JP JP4068254A patent/JP2601097B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0591058A (ja) | 1993-04-09 |
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