JP3368738B2 - 光送信器 - Google Patents
光送信器Info
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- JP3368738B2 JP3368738B2 JP00556596A JP556596A JP3368738B2 JP 3368738 B2 JP3368738 B2 JP 3368738B2 JP 00556596 A JP00556596 A JP 00556596A JP 556596 A JP556596 A JP 556596A JP 3368738 B2 JP3368738 B2 JP 3368738B2
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- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/503—Laser transmitters
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Description
に関するものである。
会秋季全国大会B−445図1に示された従来の光送信
器である。図9において1は差動型の構成をした入力バ
ッファ、2及び3は正相もしくは逆相信号を出力する差
動構成をなすFET(電界効果トランジスタ)、4は定
電流源としてのFET、5は発光素子としてのLD(レ
ーザーダイオード)、6はLDのバイアス電流をコント
ロールするLDバイアス供給回路である。
1は、Vin端子から入力される信号を基準電圧と比較
する事により正相/逆相の両相信号を生成する。この入
力バッファ1の正相出力信号がFET2のゲート、逆相
出力信号がFET3のゲートに接続される。FET2及
びFET3のソースは両者共定電流源であるFET4の
ドレインに接続される。FET2及びFET3はゲート
電圧が低い場合により大きな電流を流すタイプであり、
結果FET2及びFET3にて信号は反転し、正相の入
力されたFET2は逆相信号を逆相の入力されたFET
3は正相信号をFET4にて決定されるピーク電流値を
有する発光素子駆動電流に変換して出力する。FET2
ではドレインはGNDに接続されるため、出力電流はG
NDに直接流れる。FET3ではドレインが発光素子L
D5のカソードに接続されて所望の駆動電流を印加す
る。これにより発光素子LD5は駆動電流波形に準じた
光信号を出力する。ここで一般にLDにはあるDC電流
値まで光出力を殆ど発しない閾値電流なるものが存在す
る。そこで通常光通信ではこの閾値電流とほぼ等しいD
C電流(以下バイアス電流)をLDに流しておき、これ
に信号電流を重畳する事により光信号波形を得る方式が
一般的である。LDバイアス供給回路6は前記目的のた
めに発光素子LD5にバイアス電流を供給する電流源で
ある。
では、発光素子に信号電流を供給するFETのドレイン
端子と発光素子間の線路をどの様なインピーダンスに設
計/製作しても、発光素子に印加される電流値により発
光素子そのものの有するインピーダンスが変化する事、
及びチップやモジュールの有する容量及びインダクタ成
分により周波数によりインピーダンスが変化する事等に
起因して反射波が生じ、これが前記FETのドレイン端
子に悪影響を与えて駆動波形を劣化させ、その結果光出
力波形の劣化をきたすという問題があった。この問題
は、信号速度が低速の際にはFETのドレイン端子−発
光素子間の線路を極力短くする事で回避する事が可能で
あるが、信号速度が高速になるにつれて影響が無視でき
なくなってくる。
になされたものであり、発光素子付近で生じるインピー
ダンス変化により必然的に生じる反射波の影響を除去
し、良好な駆動電流波形を発光素子に供給し良好な光出
力波形を得る事を目的とする。
では、発光素子付近にて生じる反射波を吸収する反射吸
収回路を、発光素子と発光素子に信号を供給するFET
のドレインとの間に付加した構成とするものである。
素子付近にて生じる反射波を吸収する反射吸収回路とダ
ンピング抵抗を、発光素子と発光素子に信号を供給する
FETのドレインとの間に付加した構成とするものであ
る。
素子付近にて生じる反射波を吸収する反射吸収回路とフ
ィルタを、発光素子と発光素子に信号を供給するFET
のドレインとの間に付加した構成とするものである。
素子付近にて生じる反射波を吸収する反射吸収回路とダ
ンピング抵抗とフィルタを、発光素子と発光素子に信号
を供給するFETのドレインとの間に付加した構成とす
るものである。
素子付近にて生じる反射波を吸収する反射吸収回路を、
発光素子と発光素子に信号を供給するトランジスタのコ
レクタとの間に付加した構成とするものである。
素子付近にて生じる反射波を吸収する反射吸収回路とダ
ンピング抵抗を、発光素子と発光素子に信号を供給する
トランジスタのコレクタとの間に付加した構成とするも
のである。
素子付近にて生じる反射波を吸収する反射吸収回路とフ
ィルタを、発光素子と発光素子に信号を供給するトラン
ジスタのコレクタとの間に付加した構成とするものであ
る。
素子付近にて生じる反射波を吸収する反射吸収回路とダ
ンピング抵抗とフィルタを、発光素子と発光素子に信号
を供給するトランジスタのコレクタとの間に付加した構
成とするものである。
す図であり、図において1は差動型の構成をした入力バ
ッファ、2及び3は正相もしくは逆相信号を出力する差
動構成をなすFET(電界効果トランジスタ)、4は定
電流源としてのFET、5は発光素子としてのLD(レ
ーザーダイオード)、6はLDのバイアス電流をコント
ロールするLDバイアス供給回路、7は反射吸収回路で
ある。図1において発光素子としては代表としてLDと
したがLED(発光ダイオード)等他の発光素子でも構
わない。入力バッファ1はなくても他の構成でも構わな
い。定電流源としてFET4を用いた回路を例示したが
電流源であれば他の構成でも構わない。LDバイアス供
給回路6はなくても構わない。電源としては代表として
GND−Vee(負電源)を例示したが、GND−Vc
c(正電源)もしくはVee(負電源)−Vcc(正電
源)を用いても構わない。
1は、Vin端子から入力される信号を基準電圧と比較
する事により正相/逆相の両相信号を生成する。この入
力バッファ1の正相出力信号がFET2のゲート、逆相
出力信号がFET3のゲートに接続される。FET2及
びFET3のソースは両者共定電流源であるFET4の
ドレインに接続される。FET2及びFET3はゲート
電圧が低い場合により大きな電流を流すタイプであり、
結果FET2及びFET3にて信号は反転し、正相の入
力されたFET2は逆相信号を逆相の入力されたFET
3は正相信号をFET4にて決定される電流値に変換し
て出力する。FET2ではドレインはGNDに接続され
るため、出力電流はGNDに直接流れる。FET3では
ドレインが反射吸収回路7を介し、発光素子としてのL
D5のカソードに接続されて所望の電流を印加する事で
LD5を発光させ光信号を出力する。LDにはあるDC
電流値まで光出力を殆ど発しない閾値電流なるものが存
在し、通常光送信器ではLDにこの閾値電流とほぼ等し
い電流をバイアス電流として供給し、これに高周波の信
号電流を重畳して印加する。LDバイアス供給回路6は
LD5にこのバイアス電流を供給する電流源である。
ーダンスが変化する事、LDチップやモジュールの有す
る容量及びインダクタ成分により周波数によってインピ
ーダンスが変化する事等に起因し、LD付近で反射波が
生じる。この反射波はFET3のドレインやひいては発
光素子駆動電流波形に悪影響を与え、結果LD5の光出
力波形が劣化する。反射吸収回路7はこの反射波を吸収
し、LD5の光出力波形の劣化を抑える働きをする。
示す。図1(b)の反射吸収回路例1では抵抗1個とい
うシンプルな構成である。FET3の出力インピーダン
スよりもこの抵抗値を下げぎみにすると、反射波の大部
分がこの抵抗側に流れ込みFET3の出力に戻る反射波
が大きく減少するためLD5駆動波形が良好になり、結
果LD5の光出力波形が良好なものとなる。
ンデンサという構成である。図1(b)の回路例1では
抵抗1個の構成であるため全ての周波数で有効である
が、これは同時に駆動波形のピーク電流の減少を生み結
果無駄な電力が多く存在する事になる。しかし回路例2
の構成であれば、反射が問題となる所望の周波数以上の
みの反射波を取り除く効果が期待でき、必要とする周波
数までの駆動電流のピーク電流を減らさずに回路例1と
同様の効果が期待できる。本例はコンデンサのみの構成
でも同様な効果が期待できる。
態2を示す図であり、図において1〜7は実施の形態1
と同様である。8はダンピング抵抗である。図2におい
て発光素子としては代表としてLDとしたがLED等他
の発光素子でも構わない。入力バッファ1はなくても他
の構成でも構わない。定電流源としてFET4を用いた
回路を例示したが電流源であれば他の構成でも構わな
い。LDバイアス供給回路6はなくても構わない。電源
としては代表としてGND−Vee(負電源)を例示し
たが、GND−Vcc(正電源)もしくはVee(負電
源)−Vcc(正電源)を用いても構わない。
おける動作は実施の形態1と全く同様でありここではダ
ンピング抵抗8の動作についてのみ述べる。一般にLD
等発光素子には緩和振動という周波数特性上のピークが
存在する。このためLD等発光素子をAC駆動するとそ
の光出力波形は特にその波形立ち上がり時においてオー
バーシュート/アンダーシュートを伴った波形となりが
ちである。ダンピング抵抗8を付加する事によりFET
3の負荷が高負荷となり、LD5駆動電流波形がなまら
せられる。
態3を示す図であり、図において1〜7は実施の形態1
と同様である。9はフィルタである。図3において発光
素子としては代表としてLDとしたがLED等他の発光
素子でも構わない。入力バッファ1はなくても他の構成
でも構わない。定電流源としてFET4を用いた回路を
例示したが電流源であれば他の構成でも構わない。LD
バイアス供給回路6はなくても構わない。電源としては
代表としてGND−Vee(負電源)を例示したが、G
ND−Vcc(正電源)もしくはVee(負電源)−V
cc(正電源)を用いても構わない。
おける動作は実施の形態1と全く同様でありここではフ
ィルタ9の動作についてのみ述べる。LD等発光素子が
有する周波数特性上のピークである緩和振動により、L
D等発光素子をAC駆動するとその光出力波形は特にそ
の波形立ち上がり時においてオーバーシュート/アンダ
ーシュートを伴った波形となりがちである。フィルタ9
はこの周波数特性上のピークを打ち消す様に動作する。
本フィルタの形式としてはC(容量),L(インダク
タ)C,R(抵抗)Cにより構成されたものが考えら
れ、一般にはローパスフィルタとなる。
態4を示す図であり、図において1〜7は実施の形態1
と同様である。8はダンピング抵抗、9はフィルタであ
る。図4において発光素子としては代表としてLDとし
たがLED等他の発光素子でも構わない。入力バッファ
1はなくても他の構成でも構わない。定電流源としてF
ET4を用いた回路を例示したが電流源であれば他の構
成でも構わない。LDバイアス供給回路6はなくても構
わない。電源としては代表としてGND−Vee(負電
源)を例示したが、GND−Vcc(正電源)もしくは
Vee(負電源)−Vcc(正電源)を用いても構わな
い。
おける動作は実施の形態1と全く同様でありここではダ
ンピング抵抗8及びフィルタ9の動作についてのみ述べ
る。LD等発光素子が有する周波数特性上のピークであ
る緩和振動により、LD等発光素子をAC駆動するとそ
の光出力波形は特にその波形立ち上がり時においてオー
バーシュート/アンダーシュートを伴った波形となりが
ちである。ダンピング抵抗8はFET3の負荷が高負荷
とし、またフィルタ9は周波数特性上のピークを打ち消
す様に動作する。
5を示す図であり、図において1は差動型の構成をした
入力バッファ、5は発光素子としてのLD(レーザーダ
イオード)、6はLDのバイアス電流をコントロールす
るLDバイアス供給回路、7は反射吸収回路、10及び
11は正相もしくは逆相信号を出力する差動構成をなす
トランジスタ、12は定電流源としてのトランジスタで
ある。図5において発光素子としては代表としてLDと
したLED(発光ダイオード)等他の発光素子でも構わ
ない。入力バッファ1はなくても他の構成でも構わな
い。定電流源としてトランジスタ12を用いた回路を例
示したが電流源であれば他の構成でも構わない。LDバ
イアス供給回路6はなくても構わない。電源としては代
表としてGND−Vee(負電源)を例示したが、GN
D−Vcc(正電源)もしくはVee(負電源)−Vc
c(正電源)を用いても構わない。
1は、Vin端子から入力される信号を基準電圧と比較
する事により正相/逆相の両相信号を生成する。この入
力バッファ1の正相出力信号がトランジスタ10のベー
ス、逆相出力信号がトランジスタ11のベースに接続さ
れる。トランジスタ10及びトランジスタ11のエミッ
タは両者共定電流源であるトランジスタ12のコレクタ
に接続される。正相の入力されたトランジスタ10は正
相信号を、逆相の入力されたトランジスタ11は逆相信
号をトランジスタ12にて決定される電流値に変換して
出力する。トランジスタ11ではコレクタはGNDに接
続されるため、出力電流はGNDに直接流れる。トラン
ジスタ10ではコレクタが反射吸収回路7を介し、発光
素子としてのLD5のカソードに接続されて所望の電流
を印加する事でLD5を発光させ光信号を出力する。L
DにはあるDC電流値まで光出力を殆ど発しない閾値電
流なるものが存在し、通常光送信器ではLDにこの閾値
電流とほぼ等しい電流をバイアス電流として供給し、こ
れに高周波の信号電流を重畳して印加する。LDバイア
ス供給回路6はLD5にこのバイアス電流を供給する電
流源である。
ーダンスが変化する事、LDチップやモジュールの有す
る容量及びインダクタ成分により周波数によってインピ
ーダンスが変化する事等に起因し、LD付近で反射波が
生じる。この反射波はトランジスタ10のコレクタやひ
いては発光素子駆動電流波形に悪影響を与え、結果LD
5の光出力波形が劣化する。反射吸収回路7はこの反射
波を吸収し、LD5の光出力波形の劣化を抑える働きを
する。以上の動作は、FETの代わりにトランジスタが
用いられる事を除いてほぼ実施の形態1と同様である。
態6を示す図であり、図において1と5〜7及び10〜
12は実施の形態5と同様である。8はダンピング抵抗
である。図6において発光素子としては代表としてLD
としたがLED等他の発光素子でも構わない。入力バッ
ファ1はなくても他の構成でも構わない。定電流源とし
てトランジスタ12を用いた回路を例示したが電流源で
あれば他の構成でも構わない。LDバイアス供給回路6
はなくても構わない。電源としては代表としてGND−
Vee(負電源)を例示したが、GND−Vcc(正電
源)もしくはVee(負電源)−Vcc(正電源)を用
いても構わない。
7及び10〜12における動作は実施の形態5と全く同
様でありここではダンピング抵抗8の動作についてのみ
述べる。一般にLD等発光素子には緩和振動という周波
数特性上のピークが存在する。このためLD等発光素子
をAC駆動するとその光出力波形は(特に波形立ち上が
り時において)オーバーシュート/アンダーシュートを
伴った波形となりがちである。ダンピング抵抗8を付加
する事によりトランジスタ10の負荷が高負荷となり、
LD5駆動電流波形がなまらせられる。
態7を示す図であり、図において1と5〜7及び10〜
12は実施の形態5と同様である。9はフィルタであ
る。図7において発光素子としては代表としてLDとし
たがLED等他の発光素子でも構わない。入力バッファ
1はなくても他の構成でも構わない。定電流源としてト
ランジスタ12を用いた回路を例示したが電流源であれ
ば他の構成でも構わない。LDバイアス供給回路6はな
くても構わない。電源としては代表としてGND−Ve
e(負電源)を例示したが、GND−Vcc(正電源)
もしくはVee(負電源)−Vcc(正電源)を用いて
も構わない。
7及び10〜12における動作は実施の形態5と全く同
様でありここではフィルタ9の動作についてのみ述べ
る。LD等発光素子が有する周波数特性上のピークであ
る緩和振動により、LD等発光素子をAC駆動するとそ
の光出力波形は特にその波形立ち上がり時においてオー
バーシュート/アンダーシュートを伴った波形となりが
ちである。フィルタ9はこの周波数特性上のピークを打
ち消す様に動作する。本フィルタの形式としてはC(容
量),L(インダクタ)C,R(抵抗)Cにより構成さ
れたものが考えられ、一般にはローパスフィルタとな
る。
態8を示す図であり、図において1と5〜7及び10〜
12は実施の形態5と同様である。8はダンピング抵
抗、9はフィルタである。図8において発光素子として
は代表としてLDとしたがLED等他の発光素子でも構
わない。入力バッファ1はなくても他の構成でも構わな
い。定電流源としてトランジスタ12を用いた回路を例
示したが電流源であれば他の構成でも構わない。LDバ
イアス供給回路6はなくても構わない。電源としては代
表としてGND−Vee(負電源)を例示したが、GN
D−Vcc(正電源)もしくはVee(負電源)−Vc
c(正電源)を用いても構わない。
7及び10〜12における動作は実施の形態5と全く同
様でありここではダンピング抵抗8及びフィルタ9の動
作についてのみ述べる。LD等発光素子が有する周波数
特性上のピークである緩和振動により、LD等発光素子
をAC駆動するとその光出力波形は特にその波形立ち上
がり時においてオーバーシュート/アンダーシュートを
伴った波形となりがちである。ダンピング抵抗8はトラ
ンジスタ10の負荷を高負荷とし、またフィルタ9は周
波数特性上のピークを打ち消す様に動作する。
るインピーダンス変化により必然的に生じる反射波の影
響を除去し、良好な駆動電流波形を発光素子に供給し良
好な光出力波形を得る事が出来る。
生じるインピーダンス変化により必然的に生じる反射波
の影響を除去し、良好な駆動電流波形を発光素子に供給
出来ると共に、発光素子の緩和振動に起因するピークを
除去し良好な光出力波形を得る事が出来る。
す図である。
す図である。
す図である。
す図である。
す図である。
す図である。
す図である。
す図である。
差動構成を成すFET(電界効果トランジスタ)、3
2と一対の差動構成を成すFET、4 電流源としての
FET、5 発光素子としてのLD(レーザーダイオー
ド)、6 LDバイアス電流供給回路、7 反射吸収回
路、8 ダンピング抵抗、9 フィルタ、10 11と
一対の差動構成を成すトランジスタ、11 10と一対
の差動構成を成すトランジスタ、12 電流源としての
トランジスタ。
Claims (4)
- 【請求項1】 電流源と、前記電流源にソースが接続さ
れ、ゲートに正相信号が入力される第1のFET(電界
効果トランジスタ)と、前記電流源にソースが接続さ
れ、ゲートに逆相信号が入力された第2のFETと、前
記第1又は第2のFETのドレインにカソードが接続さ
れた発光素子とを有する光送信器において、 前記第1又は第2のFETのドレインと前記発光素子の
間に設けられた反射吸収回路と、前記反射吸収回路と前
記発光素子の間に設けられたダンピング抵抗と、前記ダ
ンピング抵抗と前記発光素子の間に並列接続され、前記
発光素子にバイアス電流を供給するバイアス供給回路と
を備え、 前記反射吸収回路は、前記第1又は第2のFETの出力
インピーダンスよりも低い抵抗値の抵抗を有することを
特徴とする光送信器。 - 【請求項2】 電流源と、前記電流源にエミッタが接続
され、ベースに正相信号が入力される第1のトランジス
タと、前記電流源にエミッタが接続され、ベースに逆相
信号が入力される第2のトランジスタと、前記第1又は
第2のトランジスタのコレクタにカソードが接続された
発光素子とを有する光送信器において、 前記第1又は第2のトランジスタのコレクタと前記発光
素子の間に設けられた反射吸収回路と、前記反射吸収回
路と前記発光素子の間に設けられたダンピング抵抗と、
前記ダンピング抵抗と前記発光素子の間に並列接続さ
れ、前記発光素子にバイアス電流を供給するバイアス供
給回路とを備え、 前記反射吸収回路は、前記第1又は第2のトランジスタ
の出力インピーダンスよりも低い抵抗値の抵抗を有する
ことを特徴とする光送信器。 - 【請求項3】 前記反射吸収回路は、前記抵抗と直列に
接続されたコンデンサを備えたことを特徴とする請求項
1もしくは請求項2に記載の光送信器。 - 【請求項4】 前記ダンピング抵抗と前記発光素子の間
に、前記発光素子の緩和振動に起因するピークを打ち消
すように動作する容量を有したフィルタを設けた事を特
徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の光送
信器。
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