JP3607685B2 - 駆動回路および光送信器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動回路および光送信器に関し、より詳細には、光モジュールに搭載され、発光素子の光出力制御を自動的に行う駆動回路および光送信器に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、光ファイバを伝送媒体とする光伝送システムは、長距離、大容量伝送を行う公衆網の幹線系のみならず、公衆網の加入者系、私設網であるローカルエリアネットワーク、構内ネットワークなどの近距離伝送、ならびに装置間、パッケージ間において電気的配線の代替手段としての短距離伝送など、様々な用途に用いられている。また、光デバイス、集積回路の小型化が図られ、近距離伝送、短距離伝送の用途には、光送信器と光受信器とが一体で構成された光モジュールが用いられている。
【0003】
このような光モジュールは、光モジュールを搭載する装置の設計を容易にし、装置の運用に際してメンテナンスフリーを実現するために、様々な付加機能が搭載されている。例えば、光送信器には、発光素子の出力を一定に保つAPC(Automatic Power Control)回路が搭載されている。
【0004】
図1に、従来の光送信器の構成を示す。光送信器10は、発光素子11と、発光素子11を駆動する駆動回路12と、発光素子11の出力光をモニタする受光素子13とから構成されている。駆動回路12は、光モジュールを搭載する装置からデータとクロックを入力してリタイミングを行うリタイミング回路14と、リタイミング回路14の出力を発光素子11の変調信号として出力する増幅回路15と、受光素子13の出力電流を電圧に変換して、発光素子11のバイアスを制御するAPC回路16とを有する。また、駆動回路12は、ディスエーブル端子を有し、光モジュールの製品検査または装置保守の際に、発光素子の光出力を強制的に消光する機能を有している。
【0005】
このような構成により、APC回路16は、受光素子13の出力電流を電圧に変換し、リファレンス電圧と比較して、発光素子11のバイアスを制御することにより、発光素子11の出力を一定に保つようになっている。このようにして、周囲温度の変化に伴う発光素子11の出力低下、発光素子11の経年劣化による出力低下を補償している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来のAPC回路16は、受光素子13の出力電流を電圧に変換し、リファレンス電圧と比較して、複数段の差動増幅器により発光素子11のバイアス電流を制御していた。従って、リファレンス電圧が安定していない場合には、バイアス電流の制御が適切に行われない。特に、光モジュールの電源電圧の遮断時には、光モジュールへの供給電流が急激に減少することに伴い、電源電圧が上昇し、APC回路を含む制御ループで発振するという問題があった。
【0007】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、電源電圧の遮断時に供給電流を漸減して、発光素子からの過大な出力を防止した駆動回路および光送信器を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、発光素子の光出力をモニタする受光素子からの出力電流に応じて、前記発光素子のバイアスおよび変調を制御するAPC回路を備えた駆動回路において、前記駆動回路の電源の電圧を検知し、検知された電圧が所与のしきい値電圧より低い場合には、前記光送信器の電源から一定時間補償電流を流し、前記発光素子のバイアスおよび変調を制御して前記光出力を消光することを特徴とする。
【0009】
この構成によれば、駆動回路の電源電圧を検知して、光送信器の電源電圧の遮断時に補償電流を流すことにより、電源からの供給電流を漸減して、発光素子からの過大な出力を防止することができる。
【0010】
請求項2に記載の発明は、発光素子と、該発光素子の光出力をモニタする受光素子と、該受光素子の出力電流に応じて前記発光素子のバイアスおよび変調を制御するAPC回路を含む駆動回路とを備えた光送信器において、前記駆動回路は、前記光送信器の電源の電圧を検知し、検知された電圧が所与のしきい値電圧より低い場合には、前記光送信器の電源から一定時間補償電流を流し、前記発光素子のバイアスおよび変調を制御して前記光出力を消光することを特徴とする。
【0011】
この構成によれば、光送信器の電源電圧を検知して、光送信器の電源電圧の遮断時に補償電流を流すことにより、電源からの供給電流を漸減して、発光素子からの過大な出力を防止することができる。
【0012】
請求項3に記載の発明は、発光素子と、該発光素子の光出力をモニタする受光素子と、該受光素子の出力電流に応じて前記発光素子のバイアスおよび変調を制御するAPC回路を含む駆動回路とを備えた光送信器において、前記光送信器の電源の電圧を検知し、検知された電圧と所与のしきい値電圧とを比較し、前記検知された電圧が所与のしきい値電圧より低い場合には、ディスエーブル信号を出力する電圧検知手段と、該電圧検知手段から前記ディスエーブル信号を入力すると、前記光送信器の電源から一定時間補償電流を流す電流補償手段とを備え、前記駆動回路は、前記電圧検知手段から前記ディスエーブル信号を入力すると、前記発光素子のバイアスおよび変調を制御して前記光出力を消光することを特徴とする。
【0013】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の前記電流補償手段の前記一定時間を決定する時定数は、前記電圧検知手段の時定数よりも短いことを特徴とする。
【0014】
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の前記電流補償手段の前記一定時間を決定する時定数は、前記駆動回路の前記光出力を消光する回路の時定数よりも長いことを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【0016】
図2に、本発明の一実施形態にかかる光送信器の構成を示す。光送信器20は、発光素子21と、発光素子21を駆動する駆動回路22と、発光素子21の出力光をモニタする受光素子23とから構成されている。駆動回路22は、例えば、図1に示した駆動回路12を用いてもよく、光モジュールを搭載する装置からデータとクロックを入力して、発光素子21の変調信号を出力する。また、駆動回路22は、受光素子23の出力電流を電圧に変換して、発光素子21のバイアスおよび変調を制御するAPC回路を有する。さらに、駆動回路22は、発光素子21を強制的に消光するためのディスエーブル端子を有し、電圧検知回路24が接続されている。
【0017】
このような構成により、電圧検知回路24は、光モジュールの電源電圧を検知して、所定の電圧値以上になるまで、駆動回路22のディスエーブル端子にディスエーブル信号を入力する。従って、駆動回路22は、所定の電圧値以上になるまで、変調信号を出力する増幅回路と、バイアスを制御するAPC回路とが動作しない。所定の電圧値以上になると、駆動回路22は、動作を開始するが、電源電圧とリファレンス電圧とが一定しているので、APC回路の制御が適切に行われる。
【0018】
一般的には、光モジュールの電源電圧Vccは、3.3Vが用いられ、駆動回路の動作が安定するためには、およそ2.9V以上を必要とする。従って、電源電圧Vccが2.9V以上になるまで、駆動回路22のディスエーブル端子にディスエーブル信号を入力する。
【0019】
図3に、光モジュールの電源遮断時の発光素子の光出力パワーを示す。図3(a)は、横軸に時間、縦軸に電源電圧Vccを示し、図3(b)は、縦軸に駆動回路22のディスエーブル端子の電圧を示す。図3(c)は、縦軸に発光素子21の光出力パワーを示している。電源遮断直後は、駆動回路22のディスエーブル端子にディスエーブル信号が入力され、発光素子21に供給されるバイアス電流と変調電流とが遮断される。従って、光モジュールへの供給電流が急激に減少することにより、電源電圧Vccが上昇する。電源電圧Vccの上昇に伴い、ディスエーブル端子にはディスエーブル信号が入力されず、駆動回路22は、動作を開始する。しかし、電源を遮断しているために電源電圧Vccは下降し、再びディスエーブル端子にディスエーブル信号が入力される。
【0020】
このようにして、電圧検知回路24によるディスエーブル信号の入力が繰り返され、APC回路を含む制御ループで発振が起こる。特に、所定の電圧値以下では、電源電圧とリファレンス電圧とが一定せず、APC回路の制御が適切に行われず、発光素子21から過大な光パワーが瞬間的に出力されている。そこで、図2に示したように、光送信器20に電流補償回路25を付加する。
【0021】
図4は、本発明の一実施形態にかかる電流補償回路の構成を示す。電流補償回路25は、時定数を設定する積分回路41と、補償電流を流すトランジスタ42と、抵抗43とから構成されている。電流補償回路25は、電圧検知回路24が駆動回路22のディスエーブル端子にディスエーブル信号を入力してから、積分回路41で設定された時定数だけ、トランジスタ42をオンにし、トランジスタ42に補償電流を流す。
【0022】
時定数は、電圧検知回路24における回路の時定数よりも短く、駆動回路22におけるディスエーブル端子の回路の時定数よりも長く設定する。なお、電源投入時を考慮すると、ディスエーブル端子の回路は、電源電圧の上昇に従ってスロースタートするので、時定数は、電圧検知回路24における回路の時定数よりも短かければよい。
【0023】
図5は、本発明の一実施形態にかかる光モジュールの電源遮断時の発光素子の光出力パワーを示す。図5(a)は、横軸に時間、縦軸に電源電圧を示し、図5(b)は、縦軸に駆動回路22のディスエーブル端子の電圧を示す。電圧検知回路24は、電源電圧Vccがしきい値電圧Vth以下となると動作し、駆動回路22のディスエーブル端子にディスエーブル信号を入力する。
【0024】
図5(c)は、縦軸に電流補償回路25のトランジスタ42に流れる補償電流を示す。ディスエーブル端子にディスエーブル信号が入力されて補償電流が急激に流れるため、電源電圧Vccの上昇が抑えられる。図5(d)は、縦軸に発光素子の光出力パワーを示している。電源電圧Vccの上昇が抑えられるので、ディスエーブル信号は入力されたままであり、駆動回路32は動作しないので、発光素21子から過大な光パワーは出力されない。
【0025】
本実施形態によれば、駆動回路の保守用のディスエーブル端子を、電圧検知回路により制御するとともに、電流補償回路を設けた。駆動回路と電圧検知回路と電流補償回路とを異なるブロックで図示したが、例えば、駆動回路と電圧検知回路と電流補償回路とを同一の集積回路で構成することもできる。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光送信器の電源電圧を検知して、光送信器の電源電圧の遮断時に補償電流を流すことにより、電源からの供給電流を漸減して、発光素子からの過大な出力を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の光送信器の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態にかかる光送信器の構成を示すブロック図である。
【図3】光モジュールの電源遮断時の発光素子の光出力パワーを示す図である。
【図4】本発明の一実施形態にかかる電流補償回路の構成を示す回路図である。
【図5】本発明の一実施形態にかかる光モジュールの電源遮断時の発光素子の光出力パワーを示す図である。
【符号の説明】
10,20 光送信器
11,21 発光素子
12,22 駆動回路
13,23 受光素子
14 リタイミング回路
15 増幅回路
16 APC回路
24 電圧検知回路
25 電流補償回路
41 積分回路
42 トランジスタ
43 抵抗
Claims (5)
- 発光素子の光出力をモニタする受光素子からの出力電流に応じて、前記発光素子のバイアスおよび変調を制御するAPC回路を備えた駆動回路において、
前記駆動回路の電源の電圧を検知し、検知された電圧が所与のしきい値電圧より低い場合には、前記光送信器の電源から一定時間補償電流を流し、前記発光素子のバイアスおよび変調を制御して前記光出力を消光することを特徴とする駆動回路。 - 発光素子と、該発光素子の光出力をモニタする受光素子と、該受光素子の出力電流に応じて前記発光素子のバイアスおよび変調を制御するAPC回路を含む駆動回路とを備えた光送信器において、
前記駆動回路は、前記光送信器の電源の電圧を検知し、検知された電圧が所与のしきい値電圧より低い場合には、前記光送信器の電源から一定時間補償電流を流し、前記発光素子のバイアスおよび変調を制御して前記光出力を消光することを特徴とする光送信器。 - 発光素子と、該発光素子の光出力をモニタする受光素子と、該受光素子の出力電流に応じて前記発光素子のバイアスおよび変調を制御するAPC回路を含む駆動回路とを備えた光送信器において、
前記光送信器の電源の電圧を検知し、検知された電圧と所与のしきい値電圧とを比較し、前記検知された電圧が所与のしきい値電圧より低い場合には、ディスエーブル信号を出力する電圧検知手段と、
該電圧検知手段から前記ディスエーブル信号を入力すると、前記光送信器の電源から一定時間補償電流を流す電流補償手段とを備え、
前記駆動回路は、前記電圧検知手段から前記ディスエーブル信号を入力すると、前記発光素子のバイアスおよび変調を制御して前記光出力を消光することを特徴とする光送信器。 - 前記電流補償手段の前記一定時間を決定する時定数は、前記電圧検知手段の時定数よりも短いことを特徴とする請求項3に記載の光送信器。
- 前記電流補償手段の前記一定時間を決定する時定数は、前記駆動回路の前記光出力を消光する回路の時定数よりも長いことを特徴とする請求項4に記載の光送信器。
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