JP3644010B2 - 光送信回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子として半導体レーザを備え、所定のパルス幅で且つ所定の光出力パワーとなるように制御し、且つ小型且つ低価格化を図った光送信回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
交換網等に収容される加入者に対しても、マルチメディア通信に対応する為の光加入者線が敷設されることになり、それに伴って、加入者端末装置側には光信号の送受信回路が設けられることになる。この場合の加入者用の光送信回路は、消光比を大きくする為に、発光素子としての半導体レーザのバイアス電流を零として駆動する構成が一般的である。
【0003】
その為、半導体レーザの発振遅れにより、所定の光パルス幅とならないことがある。この発振遅れTdは、一般には次式で表される。
Td=τs・log (Ip)/(Ip+Ib−Ith) …(1)
なお、τsはキャリア寿命時間、Ipは変調電流、Ibはバイアス電流、Ithは閾値電流を示す。即ち、バイアス電流Ibを大きくすると、発振遅れTdを小さくすることができるが、前述のように、加入者用の光送信回路では、低消費電力化の為と、消光比を大きくする為に、バイアス電流Ib=0の状態で半導体レーザを駆動する構成が採用されているから、発振遅れTdが問題となる。
【0004】
この発振遅れTdを補償する為に、半導体レーザを駆動する駆動回路に入力するデータのデューティを調整する構成が採用されている。図25は従来例の説明図であり、201は半導体レーザ、202は駆動回路、203は前述の発振遅れTdを調整するデューティ可変回路、204はデューティ調整回路、205はAPC(Automatic Power Control)回路、206はモニタ用のフォトダイオード、207はモニタ調整回路を示す。
【0005】
入力データDATAをデューティ可変回路203に入力し、デューティ調整回路204に於ける初期設定による制御信号によって、入力データDATAのデューティを、半導体レーザ201の発振遅れTdを補償できるように制御して、駆動回路202に入力する。駆動回路202は、デューティが制御されたデータを基に半導体レーザ201に駆動電流を供給する。
【0006】
又フォトダイオード206は、半導体レーザ201の光出力をモニタし、APC回路205に入力する。即ち、半導体レーザ201の光出力が大きくなると、フォトダイオード206に流れる電流が大きくなり、モニタ調整回路207により変換された電圧が高くなる。これをAPC回路205で識別して、光出力パワー制御信号を駆動回路202に入力し、半導体サーザ201の駆動電流を低減する。その場合に、モニタ調整回路207の初期設定によって、半導体レーザ201の光出力の設定を行うことができる。
【0007】
又APC回路205を省略した構成も知られており、そのような構成の光送信回路に於いても、駆動回路202から半導体レーザ201に供給する駆動電流の大きさに従った光出力となるから、この光出力を初期設定する為の調整回路を設け、設定された値の光出力パワー制御信号を駆動回路202に入力することになる。又半導体レーザ201の光出力の初期設定を行うと共に、駆動回路202に入力するデータのデューティをデューティ調整回路204に調整する構成が用いられる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、消光比を大きくする為に、光送信回路の半導体レーザ201に常時供給するバイアス電流を小さく、更には零とするもので、それによる発振遅れによって光信号としてのパルス幅が縮小される。そこで、デューティ可変回路203を設けて入力データDATAのデューティを調整可能となるものである。従って、従来例の光送信回路は、少なくとも、デューティ可変回路203を制御するデューティ調整回路204と、APC回路205への入力を調整するモニタ調整回路207との2箇所の調整回路を必要とするものであった。
【0009】
そして、モニタ調整回路207により例えば光出力を大きくするように調整すると、半導体レーザ201の駆動電流を大きくするように駆動回路202が動作し、それにより半導体レーザ201の発振遅れが小さくなる。それを補償するように、デューティ調整回路204によりデューティ可変回路203に加える制御信号を、デューティが小さくなるように調整する必要がある。即ち、調整箇所が少なくとも2箇所あって、関連した調整が必要であるから、調整作業が煩雑である問題があった。又外部からの調整を可能とする為に、小型化を図ることが困難であった。
本発明は、デューティ調整と光出力調整とを連動させて1箇所の調整で済むように構成し、小型化並びに低価格化を図ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の光送信回路は、(1)半導体レーザ1と、この半導体レーザ1に駆動電流を供給する駆動回路2と、この駆動回路2に入力するデータのデューティを制御するデューティ可変回路3とを含む光送信回路であって、初期設定を行う調整回路5と、この調整回路5により光半導体レーザ1の光出力の初期設定を行うと共に、光出力と逆方向の特性でデューティの初期設定を行う為の変換回路4とを備えている。即ち、1個の調整回路5により、半導体レーザ1の光出力調整と、デューティ可変回路3のデューティ調整とを同時に行うことができる。
【0011】
又(2)変換回路4は、調整回路5により設定して駆動回路2に入力した光出力パワー制御信号を、光出力を大とした時にデューティを小とするように、デューティ制御用の制御信号に変換してデューティ可変回路3に入力する構成を備えている。
【0012】
又(3)変換回路4は、光出力パワー制御信号をディジタル信号に変換してアドレス信号とするAD変換器と、このAD変換器からのアドレス信号によりアクセスされ、このアドレス信号と対応付けてデューティ制御用の制御信号を格納したメモリと、このメモリから読出されたディジタル信号のデューティ制御用の制御信号を、アナログ信号のデューティ制御用の制御信号に変換してデューティ可変回路3に入力するDA変換器とにより構成することができる。
【0013】
又(4)半導体レーザ1の温度特性を補償する温度補償回路を、調整回路と駆動回路との間に設けることができる。更に、デューティ可変回路の温度特性も補償するように、調整回路とデューティ可変回路との間に温度補償回路を設けることもできる。
【0014】
又(5)温度補償回路は、温度検出素子と、この温度検出素子による検出信号をディジタル信号に変換してアドレス信号とするAD変換器と、このAD変換器からのアドレス信号によりアクセスされて、温度データを読出すメモリとを含み、調整回路からの光出力パワー制御信号をディジタル信号に変換してメモリから読出した温度データと乗算する乗算器と、この乗算器の出力信号をアナログ信号に変換して駆動回路に入力する光出力パワー制御信号とするDA変換器とを備えることができる。
【0015】
又(6)半導体レーザの光出力をモニタするフォトダイオードと、このフォトダイオードに流れる電流を検出して駆動回路にフィードバックするAPC回路と、フォトダイオードに流れる電流の初期設定を行う調整回路と、APC回路の出力信号をデューティ可変回路にデューティ制御用の制御信号に変換して入力する変換回路とを備えている。この1個の調整回路により、半導体レーザの特性のばらつきを補正するように初期値を設定し、それに対応してデューティも同時に調整する。
【0016】
又(7)変換回路は、初期値設定部と、前記調整回路からの光出力パワー制御信号に従って流れる電流を電圧に変換する電流−電圧変換部と、前記初期値設定部からの初期設定値に従った値に対して前記電流−電圧変換部からの出力電圧に対応して前記デューティ制御用の制御信号を出力する連動調整部とを備えることができる。
【0017】
又(8)変換回路は、初期値設定部と、前記調整回路からの光出力パワー制御信号に従って流れる電流を電圧に変換する電流−電圧変換部と、電源電圧変動を検出して前記電流−電圧変換部の出力電圧を補正する電源変動補償部と、この電源変動補償部の出力電圧を電流に変換する電圧−電流変換部と、前記初期値設定部からの初期設定値に従った値に対して前記電圧−電流変換部からの電流に対応して前記デューティ制御用の制御信号を出力する連動調整部とを備えることができる。
【0018】
又(9)変換回路は、初期値設定部と、前記調整回路からの光出力パワー制御信号に従って流れる電流を電圧に変換する電流−電圧変換部と、この電流−電圧変換部の出力電圧に対応して抵抗値制御信号に変換する抵抗値制御部と、前記初期値設定部からの初期設定値に従った値に対して前記抵抗値制御部からの抵抗値制御信号に対応して前記デューティ制御用の制御信号を出力する連動調整部とを備えることができる。
【0019】
又(10)デューティ可変回路を、データとクロック信号とを入力して、前記変換回路からの前記デューティ制御用の制御信号に従って前記駆動回路に入力するデータのデューティを調整するクロックリファレンス型デューティ可変回路とすることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の第1の実施の形態の説明図であり、1は半導体レーザ、2は駆動回路、3はデューティ可変回路、4は変換回路、5は調整回路を示す。入力データDATAはデューティ可変回路3を介して駆動回路2に入力され、駆動回路2から半導体レーザ1に駆動電流が供給される。
【0021】
又調整回路5は、所望の光出力が半導体レーザ1から出力されるように、光出力パワー制御信号の初期値を設定して駆動回路2に入力する。駆動回路2は光出力パワー制御信号に従った駆動電流を半導体レーザ1に供給する。その時の光出力パワー制御信号を変換回路4により変換した制御信号をデューティ可変回路3に入力し、入力データDATAのデューティを制御する。即ち、光出力の調整とデューティの調整とを、1箇所の調整回路5により同時に行うものである。
【0022】
図2は半導体レーザの特性説明図であり、縦軸を発振遅れTd〔ns〕、横軸をバイアス電流Ib〔mA〕とし、閾値電流Ith=16.3mAの半導体レーザに、駆動電流ILD=30mAを流した時と、ILD=50mAを流した時との発振遅れTdを測定した結果を示すものである。この駆動電流ILDは、バイアス電流Ibと変調電流Ipとの和に相当するものである。
【0023】
半導体レーザの発振遅れTdは、変調電流Ip及びバイアス電流Ibを大きくすることにより、小さくすることができる。この発振遅れTdは、(1)式に示すものであり、デューティ可変回路3の出力信号のデューティW〔%〕は、入力データの周期をToとすると、例えば、光出力信号のデューティを100%にするには、
W=(To+Td)/To
としてデューティ可変回路3の初期調整を行えば良いことが判る。
【0024】
又光出力パワーの調整に変調電流Ipを使用する場合、バイアス電流Ibは定数であり、又閾値電流Ithの固体ばらつきが少ない場合、この閾値電流Ithを定数と見做すことができる。従って、Ib,Ithを定数とすることにより、(1)式の発振遅れTdは、変調電流Ipの関数Td(Ip)となる。即ち、Td=Td(Ip)と表すことができる。この関数Td(Ip)は常に負の傾きを持つものである。
【0025】
一方、デューティWは、
W=1+(1/To)Td(Ip)
と表すことができる。従って、デューティの調整値は、変調電流Ipに対して常に負の傾きを持つ関数となる。即ち、
Ip→大⇒Td→小 …(2)
と表すことができる。
【0026】
例えば、デューティ〔%〕と駆動電流ILD〔mA〕との関係は、図3に示すものとなる。駆動回路2から半導体レーザ1に供給する駆動電流ILDを大きくして光出力を増大した時は、例えば、デューティを典型設定値より小さくし、反対に駆動電流ILDを小さくして光出力を低下させた時は、デューティを典型設定値より大きくする。このように負の傾斜を有する関係となるように、調整回路5から駆動回路2に加える光出力パワー制御信号と、デューティ可変回路3に加える制御信号との関係を、変換回路4によって変換する。
【0027】
図4は駆動回路及び調整回路の要部説明図であり、Q1〜Q3はnチャネル型MOS FET(以下トランジスタと略称する)、R1は抵抗、INV1はインバータ、RV1は可変抵抗、CI1は定電流源を示す。調整回路5は、可変抵抗RV1に定電流源CI1を接続し、可変抵抗RV1の端子電圧を光出力パワー制御信号として、駆動回路2のトランジスタQ3のゲートに入力するものである。この調整回路5の可変抵抗RV1により、光出力が所定値となるように初期設定するものである。
【0028】
又駆動回路2は、トランジスタQ1〜Q3とインバータINV1と抵抗R1とを含み、トランジスタQ1,Q2のソースを共通にトランジスタQ3のドレインに接続し、このトランジスタQ3のゲートに、調整回路5からの光出力パワー制御信号を入力し、又トランジスタQ1,Q2のゲートに入力信号が逆位相に入力されるように接続し、トランジスタQ1のドレインに抵抗R1を介して電源電圧VDDを印加し、トランジスタQ2のドレインに半導体レーザ1を接続し、この半導体レーザ1の駆動電流の大きさを、光出力パワー制御信号に従って制御するものである。この場合、光出力パワー制御信号を大きくすると、駆動電流が大きくなって光出力が増大することになる。
【0029】
図5はデューティ可変回路と変換回路との説明図であり、Q4,Q5,Q8,Q9,Q11はpチャネル型MOS FET、Q6,Q7,Q10はnチャネル型MOS FETであり、以下トランジスタと略称する。又INV2,INV3はインバータ、R2〜R4は抵抗、A1は比較器を構成する演算増幅器、A2は所定の利得で増幅する演算増幅器、CI2は定電流源を示す。又I5はトランジスタQ5を流れる電流、V1はインバータINV2の入力電圧である。
【0030】
変換回路4は、演算増幅器A2と抵抗R3,R4とにより非反転増幅器を構成した場合を示し、調整回路5(図2参照)の可変抵抗RV1の調整に従った光出力パワー制御信号を、演算増幅器A2により前述の関係の制御信号に変換して、デューティ可変回路3に入力するものである。
【0031】
デューティ可変回路3は、カレントミラー回路を構成するトランジスタQ4,Q5の電流を制御するトランジスタQ6と、このトランジスタQ6のゲートに接続した比較器A1と、入力データDATAをゲートに入力するトランジスタQ7,Q8と、トランジスタQ5,Q7の接続点にゲートを接続したトランジスタQ10,Q12と、トランジスタQ8と定電流源との接続点にゲートを接続したトランジスタQ9,Q11と、トランジスタQ11,Q12の接続点に縦続接続したインバータINV2,INV3とを含むものである。
【0032】
例えば、調整回路5に於ける初期設定により、半導体レーザ1の光出力を大きくする光出力パワー制御信号が変換回路4に入力されたとすると、図3に示す関係からデューティを小さくするようにデューティ可変回路3を制御すれば良いことになる。このデューティ可変回路3は、比較器A1に入力する信号レベルを大きくすると、抵抗R2の両端の電圧と比較してトランジスタQ6のゲートに入力することから、トランジスタQ6に流れる電流が大きくなる。
【0033】
それによって、トランジスタQ5に流れる電流I5が大きくなる。又入力データDATAが“1”の時、トランジスタQ7がオン、トランジスタQ8がオフとなり、“0”の時、トランジスタQ7がオフ、トランジスタQ8がオンとなる。そして、トランジスタQ7がオンの時、トランジスタQ12がオフ、トランジスタQ11がオンとなり、V1はハイレベルとなる。反対に、トランジスタQ7がオフの時、トランジスタQ12がオン、トランジスタQ11がオフとなって、V1はローレベルとなる。
【0034】
従って、右下に、入力(データDATA)と、V1と、出力(インバータINV3の出力)とを示すように、矩形波のパルス入力に対して、トランジスタの動作遅れにより、立上り及び立下りが緩やかになる。その場合に、トランジスタQ5に流れる電流I5を小さくすると、V1の立下りが矢印で示すように緩くなる方向に変化し、反対に、トランジスタQ5に流れる電流I5を大きくすると、V1の立下りは急峻になる。この波形の変化をインバータINV2,INV3の閾値によって矩形波に変換するから、出力のパルス幅は、電流I5を小さくするに従って、矢印で示すように狭くなる方向に変化する。又電流I5を大きくするように調整すると、出力パルス幅は、広くなる方向に変化する。
【0035】
前述のように、調整回路5に於ける初期設定により、例えば、半導体レーザ1の光出力を低くする光出力パワー制御信号を駆動回路2に入力した時、変換回路4からデューティ可変回路3に入力される制御信号は、図3に関連してデューティを大きくするように変換される。従って、トランジスタQ5に流れる電流I5は減少され、V1の波形の立下りが緩やかとなり、インバータINV3の出力のパルス幅が広くなる。即ち、デューティが大きくなるように制御される。従って、調整回路5の可変抵抗RV1の調整によって、光出力とデューティとの初期設定を同時に行うことができる。
【0036】
図6は本発明の第2の実施の形態の説明図であり、11は半導体レーザ、12は駆動回路、13はデューティ可変回路、14は変換回路、15は調整回路、16はフォトダイオード、17はAPC回路を示す。この実施の形態は、半導体レーザ11の光出力をフォトダイオード16によりモニタする場合を示す。
【0037】
半導体レーザ11の閾値電流を無視すると、フォトダイオード16に流れる電流Imと、半導体レーザ11の駆動電流ILDとは比例関係となる。即ち、
Im→大⇒Td→小 …(3)
の関係となる。従って、調整回路15によるフォトダイオード16に流れる電流Imの調整と連動するように変換回路14により変換して、デューティ可変回路13に入力する制御信号を形成する。それにより、調整回路15の可変抵抗の初期設定により、APC回路17を介して半導体レーザ11の光出力の初期設定を行うと共に、駆動回路12に入力するデータのデューティの初期設定が可能となる。
【0038】
図7は駆動回路の説明図であり、Q21〜Q28はMOS FETで、Q27,Q28はディプレション型FETを示し、以下トランジスタと略称する。又A3は相補出力のバッファ増幅器、R21〜R25は抵抗、CI3〜CI5は定電流源、VDD,VSSは電源電圧を示す。
【0039】
又LDは、図示を省略した半導体レーザを示し、トランジスタQ28を介してバイアス電流Ibを供給し、トランジスタQ26を介して入力データに対応した変調電流Ipを供給する場合を示す。なお、調整回路15の初期設定による光出力パワー制御信号により、変調電流Ip及びバイアス電流Ibを制御する場合を示すが、バイアス電流Ibを零とする場合は、トランジスタQ27を省略し、又バイアス電流Ibを一定とする場合は、ゲートに点線で示す抵抗R25を接続することになる。
【0040】
又トランジスタQ23,Q24は、ダイオードと定電流源CI4,CI5とにより、差動対のトランジスタQ21,Q22とトランジスタQ25,Q26との間のレベル変換を行う為のものであり、例えば、“1”のデータがバッファ増幅器A3に入力されると、差動対の一方のトランジスタQ21はオフ、他方のトランジスタQ22はオンとなり、それによって、トランジスタQ24はオン、トランジスタQ26はオンとなって、トランジスタQ27を介して半導体レーザLDに変調電流Ipが供給される。
【0041】
この変調電流Ipは、トランジスタQ27を制御することによって調整できるものであり、又半導体レーザLDの光出力は変調電流Ipの大きさに従って調整できるから、調整回路15からの光出力パワー制御信号(Ip制御)によって制御することができる。なお、この駆動回路12は、図1に於ける駆動回路2にも適用可能である。
【0042】
図8はデューティ可変回路及び変換回路の説明図であり、Q31〜Q33はnチャネル・パイポーラ・トランジスタ(以下トランジスタと略称する)、C1,C2はコンデンサ、R26〜R29は抵抗、A4は演算増幅器、CI6,CI7は定電流源を示す。
【0043】
調整回路14は、演算増幅器A4と抵抗R28,R29とを含み、抵抗R28,R29により変換比を設定し、デューティ可変回路13にデューティ制御用の制御信号を出力する。又デューティ可変回路13は、コンデンサC1と抵抗R26とをコレクタに接続したトランジスタQ31と、コンデンサC2と抵抗R27とをコレクタに接続したトランジスタQ32とのエミッタに共通に定電流源CI6を接続し、差動対の一方のトランジスタQ31のベースにデータDATAを入力し、他方のトランジスタQ32のベースに変換回路14からの制御信号を入力し、このトランジスタQ32のコレクタにベースを接続したトランジスタQ33のエミッタからデューティを制御したデータを出力する。
【0044】
入力データDATAの立上り及び立下りに傾斜を有する図示のような台形波形の場合、例えば、調整回路15からの制御信号のレベルを高くすると、変換回路14からの制御信号のレベルも高くなり、従って、トランジスタQ31は入力データDATAのデューティ100%の台形波のピーク値近傍でオン,オフするから、トランジスタQ32のオン期間が長くなる。それにより、トランジスタQ33のオフ期間が長くなるから、デューティは100%より小さくなる。即ち、光出力パワーを大きくするように光出力パワー制御信号を設定すると、入力データDATAのデューティは小さくなるように、デューティ可変回路13が動作することになる。なお、このデューティー可変回路13及び変換回路14は、図1に於けるデューティ可変回路3及び変換回路4に適用可能である。
【0045】
図9は本発明の第3の実施の形態の説明図であり、21は半導体レーザ、22は駆動回路、23はデューティ可変回路、24は変換回路、25は調整回路、26は温度補償回路、A5は演算増幅器、R31〜R33は抵抗、TH1はサーミスタ等の温度検出素子を示す。
【0046】
半導体レーザ21と駆動回路22とデューティ可変回路23と変換回路24と調整回路25とについては、図1に示す実施の形態と同様であるから重複した説明は省略する。又半導体レーザ21は、一定の駆動電流の場合、温度が上昇すると、閾値が上昇し、又損失が増加して光出力が低下する傾向を有するものである。そこで、この実施の形態は、温度補償回路26を設けて、半導体レーザ21や駆動回路22の温度特性を補償するものである。
【0047】
この温度補償回路26は、演算増幅器A5と抵抗R31〜R33と温度検出素子TH1とを含み、温度検出素子TH1により、周囲温度或いは半導体レーザ21の温度を検出して、例えば、温度が上昇した場合、温度検出素子TH1をサーミスタとした場合、その抵抗値が低くなる。それにより、調整回路25からの光出力パワー制御信号のレベルが初期設定値より高くなり、駆動回路22から半導体レーザ21に供給する駆動電流を上昇させて、光出力が低下しないように制御することができる。従って、広範囲の温度変化環境に於いても安定な動作を行わせることができる。
【0048】
図10は本発明の第4の実施の形態の説明図であり、31は半導体レーザ、32は駆動回路、33はデューティ可変回路、34は変換回路、35は調整回路、36は温度補償回路、A6は比較器、Q35,Q37はpチャネル型MOS FET、Q36,Q38はnチャネル型MOS FET(以下、トランジスタと略称する)、TH2は温度検出素子を示す。
【0049】
この実施の形態は、図9に示す実施の形態と温度補償回路36の構成が異なるだけで、他の構成は同一であるから重複した説明は省略する。この温度補償回路36は、比較器A6と、トランジスタQ35〜Q38と温度検出素子TH2とを含む構成を有し、調整回路35の初期設定による光出力パワー制御信号と、温度検出素子TH2の端子電圧とを比較して、トランジスタQ36を制御し、カレントミラー回路を構成するトランジスタQ35に流れる電流を温度に対応して制御する。それによって、トランジスタQ38から駆動回路32に入力される光出力パワー制御信号が温度に対応して制御される。
【0050】
例えば、温度上昇により半導体レーザ31の光出力が低下するようになると、調整回路35の初期設定による光出力パワー制御信号は、温度調整回路36の温度検出素子TH2の抵抗値が低下することにより、カレントミラー回路を構成するトランジスタQ35,Q36に流れる電流が上昇し、トランジスタQ38から駆動回路32に、初期設定値より高くなる値の光出力パワー制御信号が入力されて、光出力の低下を補正することができる。
【0051】
図11は本発明の第5の実施の形態の説明図であり、41は半導体レーザ、42は駆動回路、43はデューティ可変回路、44は変換回路、45は調整回路、46は温度補償回路、47,50はAD変換器(A/D)、48は乗算器、49はDA変換器(D/A)、TH3は温度検出素子、M1はメモリを示す。
【0052】
温度補償回路46は、温度検出素子TH3によるアナログの温度検出信号をAD変換器50によりディジタル信号に変換し、メモリM1のアドレス信号として入力する。このメモリM1には、検出温度値に対応す温度補償値を格納しており、この温度補償値は、調整回路45に於いて初期設定した値に対して、増加させるか又は減少させるかの補償比率を示すものである。
【0053】
そして、メモリM1から読出した温度補償値を乗算器48に入力する。又調整回路48は、半導体レーザ41の光出力を設定し、駆動回路42に光出力パワー制御信号を入力するものであるが、ディジタル演算を行う為に、AD変換器47によりディジタル信号に変換し、又温度補償回路46からのディジタルの温度補償値とを乗算器48により乗算し、DA変換器49によりアナログの光出力パワー制御信号として、駆動回路42に入力する。
【0054】
例えば、温度が上昇すると、温度補償回路46の温度検出素子TH3の抵抗値が低下し、AD変換器50に入力する温度検出素子TH3の端子電圧が低下し、AD変換器50により変換したディジタル値が小さくなる。このディジタル信号をメモリM1のアドレス信号としてアクセスし、格納されている温度補償値を読出して乗算器48に入力する。この場合、温度補償値は、検出温度の上昇に対して光出力パワー制御信号を増加させる比率を示し、従って、乗算器48の出力信号をDA変換器49により変換した光出力パワー制御信号のレベルは初期設定値に比較して大きくなり、駆動回路42から半導体レーザ41に供給される駆動電流が上昇し、光出力の低下を補正することができる。
【0055】
図12は本発明の第6の実施の形態の説明図であり、図8と同一符号は同一部分を示し、51は温度補償回路、TH4は温度検出素子、R34は抵抗を示す。この温度補償回路51を変換回路14とデューティ可変回路13との間に接続し、温度変化に対応して初期設定値のデューティを調整可能としたものである。
【0056】
半導体レーザは、温度上昇により閾値電流Ithが上昇し、発振遅れTdが大きくなる傾向を有するものである。即ち、
Tth→大⇒Td→大 …(4)
となる。そこで、温度上昇により発振遅れTdが大きくなることを補償する為に、デューティを大きくする。
【0057】
例えば、温度が上昇すると、温度検出素子TH4の抵抗値が低下するから、変換回路14を介した制御信号の初期値は低下する。従って、デューティ可変回路13のトランジスタQ32のベースに入力される制御信号が低下するから、トランジスタQ32から出力されるデータのデューティは大きくなるように制御されて、発振遅れTdを補償することができる。
【0058】
図13は本発明の第7の実施の形態の説明図であり、図6と同一符号は同一部分を示し、重複した説明は省略する。なお、52は温度補償回路である。即ち、この実施の形態は、APC回路17と駆動回路12との間に温度補償回路52を接続したもので、温度変化が発生しても、APCループを介して駆動回路12に入力される光出力パワー制御信号を、温度補償回路52により補償して、調整回路15により初期設定した光出力を維持できるように制御するものである。なお、温度補償回路52は、前述の各実施の形態の温度補償回路を適用することができるものである。
【0059】
図14は本発明の第8の実施の形態の変換回路及び調整回路の説明図であり、(A)は変換回路、(B)は調整回路を示す。同図の(A)の変換回路は、AD変換器(A/D)とメモリM2とDA変換器(D/A)とから構成されている。又メモリM2は、例えば、リードオンリメモリ(ROM)や、電気的に消去,書込が可能のリードオンリメモリ(EEPROM)等を適用することができ、駆動回路に入力する光出力パワー制御信号に対応するデューティ制御用の制御信号を格納するものである。
【0060】
従って、調整回路又はAPC回路を介した光出力パワー制御信号を、変換回路のAD変換器(A/D)によりディジタル信号に変換してメモリM2のアクセス信号とし、デューティ制御用の制御信号を読出し、DA変換器(D/A)によりアナログの制御信号に変換してデューティ可変回路に入力することになる。この変換回路は、演算増幅器等を用いる必要がないから、小型化が可能で且つ安定な動作が可能となる利点があり、前述の各実施の形態に於ける変換回路に適用することができる。
【0061】
又図14の(B)の調整回路は、メモリM3とDA変換器(D/A)とにより構成されている。メモリM3は、リードオンリメモリ(ROM)や電気的に消去,書込みが可能のリードオンリメモリ(EEPROM)等を適用することができる。そして、複数の光出力パワー制御信号を格納して、手動設定或いは上位装置のプロセッサ等から初期設定値としての光出力パワー制御信号を選択読出しする構成とする。そして、読出したディジタルの光出力パワー制御信号をDA変換器(D/A)によりアナログの光出力パワー制御信号に変換して、前述の変換回路及び半導体レーザの駆動回路に入力することになる。
【0062】
この調整回路は、前述の各実施の形態の調整回路として適用することができる。又この調整回路を図11の実施の形態に適用した場合は、図11のAD変換器47を省略して、メモリM3から読出したディジタルの光出力パワー制御信号を乗算器48に入力する構成とすることになる。
【0063】
図15は本発明の第9の実施の形態の説明図であり、61は半導体レーザ、62は駆動回路、63はデューティ可変回路、64は変換回路、65は調整回路、66はフォトダイオード、67はAPC回路、68は温度補償回路、69は自動調整用のコンピュータ、M1はメモリ、SELはセレクタを示す。
【0064】
この実施の形態は、図13に示す実施の形態と光送信回路の機能は同一であるから重複した説明は省略する。この実施の形態に於ける調整回路65は、フォトダイオード66に流れる電流の設定を可能とするように、抵抗分圧による複数の値の中の一つを選択出力するセレクタSEL1と、このセレクタSEL1を制御するメモリM4とにより構成して、このメモリM4に、コンピュータ69からセレクタSEL1制御用のデータを書込む場合を示す。光送信回路として動作する場合は、メモリM4から読出された制御用データによりセレクタSEL1を制御して、初期設定された値を選択してAPC回路67に入力することになる。
【0065】
この場合、例えば、半導体レーザ61の光出力パワー及びデューティを、図示を省略した測定装置により測定し、その測定値をコンピュータ49に入力し、所定の光出力パワー及び光信号のデューティが得られるように、コンピュータ49から調整回路65のメモリM4にセレクタSEL1の制御用データを書込むことにより、初期設定の自動化を図ることができる。
【0066】
このような調整回路65は、前述の各実施の形態の調整回路として適用可能であり、多数の光送信回路を所定の光出力パワーとなるように調整する場合の作業が簡単化され、且つ高精度の初期設定が可能となる。
【0067】
図16は本発明の第10の実施の形態の説明図であり、71は半導体レーザ、72は駆動回路、73はデューティ可変回路、74は変換回路、75は光出力調整回路、76はフォトダイオード、77はAPC回路、78は温度補償回路、79は制御信号生成部、80は基準電圧生成回路を示す。
【0068】
この実施の形態は、図6,図13又は図15に示すAPC回路を含む光送信回路を示す。又温度補償回路78は、サーミスタ等の温度検出素子TH5とnチャネル型MOS FETQ40とを含み、APC回路77と変換回路74との間に接続し、デューティ可変回路73に変換回路74を介して加えるデューティ制御用の制御信号の温度補償を行うものである。
【0069】
又APC回路77は、光出力調整回路75と、制御信号生成部79と、基準電圧生成回路80とを含むもので、光出力調整回路75は、例えば、図13に於ける初期設定用の可変抵抗等を含む調整回路15に相当した構成とすることができる。又基準電圧生成回路80は、入力データDATAを基に、光出力を送出するデータを検出して制御信号生成部79に基準電圧を入力するものである。
【0070】
従って、データDATAの入力時の半導体レーザ71の光出力をフォトダイオード76により検出し、光出力調整回路75による初期設定に従った光検出信号と基準電圧生成回路80からの基準電圧とを、制御信号生成部79に於いて比較して、駆動回路72に入力する光出力パワー制御信号の更新を行って、半導体レーザ71の光出力の変動を抑制する。
【0071】
又温度補償回路78は、温度検出素子TH5とトランジスタQ40とを含み、光出力パワー制御信号をトランジスタQ40のゲートに入力し、そのトランジスタQ40のドレインに変換回路74を接続している。この場合、温度検出素子TH5をサーミスタにより構成すると、温度上昇により抵抗値が低くなり、変換回路74に入力する光出力パワー制御信号のレベルが高くなる。
【0072】
これをそのままデューティ可変回路73に入力する制御信号に変換すると、その制御信号のレベルも高くなり、前述の図5,図8又は図12に示すデューティ可変回路の場合、デューティが小さくなるように制御される。即ち、温度補償が逆方向に作用することになる。そこで、変換回路74又はデューティ可変回路73は、温度補償回路78を介した光出力パワー制御信号のレベルが高くなった時に、デューティを大きくするように、変換或いはデューティ可変を行う構成とすることになる。
【0073】
図17は本発明の第11の実施の形態の説明図であり、81は半導体レーザ、82は駆動回路、83はデューティ可変回路、84は変換回路、85は光出力調整回路、86はフォトダイオード、87はAPC回路、88は温度補償回路、89は制御信号生成部、90は基準電圧生成回路を示す。
【0074】
この実施の形態は、図16のAPC回路77と変換回路74とを接続し、APC回路77と駆動回路72との間に温度補償回路78を接続した構成に相当し、又温度補償回路88は、比較器A5と、温度検出素子TH6と、nチャネル型MOS FETQ41,Q44と、pチャネル型MOS FETQ42,Q43(以下トランジスタと略称する)とを含む構成を有するもので、変換回路74が前述の各実施の形態と同様の場合、逆温度補償を行う構成に相当する。
【0075】
従って、温度補償回路の構成と変換回路74の構成とに対応し、通常の温度補償特性を得ることを可能である。何れの場合も、調整回路に於ける初期設定によって、光出力とデューティとを同時に調整することができる。
【0076】
図18は本発明の第12の実施の形態のデューティ可変回路と変換回路との説明図であり、デューティ可変回路は、図5に示すデューティ可変回路3と同様の構成を有するものであるから、同一部分は同一符号を付加して示している。又比較器A1は、基準電圧Vrと抵抗R2の両端電圧とを比較して、トランジスタQ6に流れる電流を一定化するものである。
【0077】
又変換回路は、比較器A6と、pチャネル型MOS FETQ45,Q47とnチャネル型MOS FETQ46(以下Q45〜Q47をトランジスタと略称する)と、抵抗R41とを含む構成を有し、トランジスタQ47のソースを、デューティ可変回路のトランジスタQ5,Q7の接続点に接続する。
【0078】
従って、調整回路からの光出力パワー制御信号が、変換回路の比較器A6に入力され、抵抗R41の両端の電圧と比較されて、トランジスタQ46が制御されるから、その光出力パワー制御信号のレベルが大きい程、トランジスタQ47からの電流Idによる制御信号が大きくなる。この電流Idは、デューティ可変回路のトランジスタQ5,Q7の接続点に加えられ、トランジスタQ6に流れる電流を大きくした場合に相当し、入力データDATAのデューティーが小さくなる方向に制御されて、インバータINV3から駆動回路へ入力される。即ち、変換回路からデューティ可変回路に対する制御信号を、電流Idとして伝達する場合を示すものである。
【0079】
図19は本発明の第13の実施の形態のデューティ可変回路と変換回路との説明図であり、デューティ可変回路は、図5に示すデューティ可変回路3と及び図18に示すデューティ可変回路と同様な構成を有する場合を示し、それぞれ同一部分は同一の符号を付加して示し、Q13,Q48〜Q49はnチャネル型MOS FET(以下トランジスタと略称する、A7は比較器、R42は抵抗、CI8,CI9は定電流源を示す。
【0080】
デューティ可変回路は、図5及び図18のデューティ可変回路の抵抗R2の代わりに、トランジスタQ13を接続し、このトランジスタQ13を変換回路からの制御信号によって制御する場合を示す。又変換回路は、比較器A6,A7と、トランジスタQ45〜Q50と、抵抗R41,R42と、定電流源CI8,CI9とを含む構成を有するものである。
【0081】
即ち、トランジスタQ45,Q47によるカレントミラー回路のトランジスタQ45のソースに、トランジスタQ46のドレインを接続し、このトランジスタQ46のソースに抵抗R41を接続し、この抵抗R41の両端の電圧と調整回路からの制御信号とを比較する比較器A6の出力端子をトランジスタQ46のゲートに接続する。
【0082】
又トランジスタQ47のソースに、トランジスタQ48のゲートとドレインとを接続し、更にトランジスタQ50のゲートを接続し、定電流源CI8をドレインに接続したトランジスタQ49のゲートに比較器A7の出力端子を接続し、又定電流源CI9と抵抗R42との接続点に、トランジスタQ50のドレインを接続し、比較器A7により、トランジスタQ49,Q50のドレイン電位を比較し、その比較出力を変換した制御信号として、デューティ可変回路のトランジスタQ13のゲートに入力する。
【0083】
従って、調整回路からの制御信号は、抵抗R41の両端の電圧と比較され、制御信号のレベルに対応してトランジスタQ46に流れ、それに対応してトランジスタQ47,Q50に電流が流れ、抵抗R42の両端の電圧は、制御信号のレベルを高くすると、低くなる。従って、比較器A7からの制御信号のレベルが高くなる。即ち、光出力パワー制御信号のレベルを高くして、光出力を大きくすると、デューティ可変回路により入力データDATAのデューティは小さくなるように制御される。
【0084】
図20はクロックリファレンス型デューティ可変回路の説明図であり、91はクロックリファレンス型デューティ制御回路、92はフリップフロップ(F/F)、93は分周回路、94,95は第1,第2のデューティ可変部(Duty1,Duty2)、96は電圧・電流変換回路(V/I)、97は比較器、C11はコンデンサ、R51は抵抗、Vdは基準電圧を示す。
【0085】
クロック信号CLKは、データDATAの速度に従った速度であり、フリップフロップ92に於いてデータDATAをクロック信号CLKに同期させ、このフリップフロップ92の出力信号を第1のデューティ可変部94に入力する。又クロック信号CLKを分周回路93に入力して2分周して、デューティ100%の信号として、第2のデューティ可変部95に入力する。
【0086】
デューティ可変部94,95は同一の構成を有し、電圧・電流変換部96からの信号によってデューティの制御が行われるものであり、第2のデューティ可変部95からデューティが調整された信号が出力され、抵抗R51とコンデンサC11とによる平均化回路による平均値を比較器97に入力し、基準電圧Vdと比較する。この基準電圧Vdは、光送信回路に適用した時に、半導体レーザの光出力の初期設定又は光出力検出による光出力パワー制御信号とするものである。
【0087】
図21はデューティ可変部と電圧・電流変換部との説明図であり、Q51,Q53〜Q56はpチャネル型MOS FET、Q52,Q57〜Q59はnチャネル型MOS FET(以下トランジスタと略称する)、R52は抵抗、INV5,INV6はインバータ、CI10は定電流源を示す。
【0088】
電圧・電流変換回路96は、比較器97の出力信号をゲートに入力するトランジスタQ52と、このトランジスタQ52のドレインにソースとゲートとを接続したトランジスタQ51と、トランジスタQ52のソースに接続した抵抗R52とを含み、デューティ可変部のトランジスタQ53と、電圧・電流変換回路96のトランジスタQ51とによりカレントミラー回路を構成することになる。従って、例えば、図18のデューティ可変回路のトランジスタQ4,Q6と抵抗R2とに相当する構成を示すことになる。
【0089】
又フリップフロップ92又は分周回路93の出力信号は、デューティ可変部のトランジスタQ54,Q57のゲートに入力される。従って、電圧・電流変換回路96のトランジスタQ52に流れる電流を大きくすると、デューティ可変部のトランジスタQ53に流れる電流が大きくなって、インバータINV6から出力されるデータのデューティが小さくなる。反対に、トランジスタQ52に流れる電流を小さくすると、デューティ可変部のトランジスタQ53に流れる電流が小さくなって、出力データのデューティが大きくなる。
【0090】
図22は本発明の第14の実施の形態の要部説明図であり、クロックリファレンス型デューティ可変回路103と変換回路104と調整回路105とを示し、クロックリファレンス型デューティ可変回路103は、データDATAとクロック信号CLKとが入力され、図20に示す構成を有するものであり、同一の符号を付して示している。
【0091】
又変換回路104は、比較器A10,A11と、抵抗R61〜R65と、nチャネル型MOS FETQ64,Q66,Q67,Q69と、pチャネル型MOS FETQ63,Q65,Q68,Q70(以下トランジスタと略称する)とを含む構成を有する。又調整回路105は、pチャネル型MOS FETQ61,Q62と、定電流源CI12と、可変抵抗RV2とを含む構成を有するものである。
【0092】
比較器A11とトランジスタQ69,Q70と抵抗R63〜R65とを含む回路は、初期値生成部であり、又トランジスタQ67,Q68と抵抗R62とを含む回路は、連動調整部である。又比較器A10とトランジスタQ63〜Q66と抵抗R61とを含む回路は、電流量調整部である。初期値生成部のトランジスタQ70と連動調整部のトランジスタQ68のゲートが接続され、従って、初期値生成部により設定した値の電流がトランジスタQ68を流れることになる。
【0093】
そして、調整回路105の可変抵抗RV2を調整して、変換回路104の比較器A10の+端子に入力する信号レベルを高くすると、即ち、光出力パワー制御信号のレベルを高くして、半導体レーザの光出力を増加する場合、トランジスタQ64を流れる電流が増加し、従って、トランジスタQ66,Q67に流れる電流が増加する。それにより、抵抗R62の端子電圧、即ち、クロックリファレンス型デューティ可変回路103の比較器97の+端子に入力する電圧(図20に於ける基準値Vdに相当する)が低くなる。
【0094】
従って、入力データDATAは、クロックリファレンス型デューティ可変回路103によって、デューティが小さくなる方向に制御される。即ち、調整回路105により、例えば、半導体レーザの光出力を増加する方向に調整すると、これに連動して、デューティは小さくなる方向に制御される。即ち、調整箇所を1箇所として、光出力に関連したデューティの調整が可能となる。
【0095】
図23は本発明の第15の実施の形態の要部説明図であり、図22に示す構成と同様に、クロックリファレンス型デューティ可変回路113と変換回路114と調整回路115とを示し、駆動回路等は図示を省略している。クロックリファレンス型デューティ可変回路113は、第2のデューティ可変部(Duty2)と抵抗R51とコンデンサC11と比較器97とのみを示し、他の構成は図示を省略している。
【0096】
又調整回路115は、定電流源CI13と可変抵抗RV3とから構成された場合を示し、変換回路114は、比較器A12と抵抗R71とトランジスタQ71,Q72トランジスタからなる電圧−電流変換部117と、比較器A13と抵抗R72,R73と定電流源CI14とトランジスタQ73〜Q75とからなる電源変動補償部118と、比較器A14とトランジスタQ76〜Q79と抵抗R74とかならる電圧−電流変換部119と、比較器A15と抵抗R75〜R77とトランジスタQ80,Q81とからなる初期値設定部116と、トランジスタQ82,Q83と抵抗R78とからなる連動調整部120とを含むものである。なお、トランジスタは、nチャネル型MOS FETとpチャネル型MOS FETとを含むものであるが、それぞれ略称する。
【0097】
調整回路115の可変抵抗RV3の調整により、図示を省略した半導体レーザの光出力を増大する方向の光出力パワー制御信号を出力したとすると、電圧−電流変換部117の比較器A12により、トランジスタQ71に流れる電流が増加する。即ち、比較器A12に入力される電圧値を電流値として出力し、電源変動補償部118のトランジスタQ75に流れる電流を増加させる。この電源変動補償部118は、抵抗R72,R73により電源電圧を分圧して比較器A13の−端子に入力し、電源電圧が低下した時は、トランジスタQ74に流れる電流を増加させ、反対に電源電圧が上昇した時は、トランジスタQ74に流れる電流を減少させることによって、各部の電源電圧の変動による信号レベルの変動を補償するものである。
【0098】
又電圧−電流変換部119の比較器A14には、調整回路114からの光出力パワー制御信号に対応し、且つ電源電圧の変動を補償したレベルの信号が+端子に入力され、トランジスタQ79と連動調整部120のトランジスタQ83とがカレントミラー構成の接続であるから、電源変動補償部118から入力された信号を、電流値として連動調整部120に伝達し、抵抗R78の両端の電圧を、クロックリファレンス型デューティ可変回路113の比較器97の+端子に入力する。
【0099】
この時、光出力パワー制御信号のレベルを大きくすることに伴って、クロックリファレンス型デューティ可変回路113の比較器97の+端子に入力されるレベルが低くなり、デューティは小さくなる方向に制御される。即ち、光出力増加の方向に調整すると、デューティは小さくなる方向に制御され、反対に、光出力を低下する方向に調整すると、デューティは大きくなる方向に制御されて、半導体レーザの発振遅れを補償した光信号を送信することができる。又電源電圧の変動に対しても高精度で光出力及びデューティの制御が可能となる。
【0100】
図24は本発明の第16の実施の形態の要部説明図であり、図22,図23に示す構成と同様に、クロックリファレンス型デューティ可変回路123と変換回路124と調整回路125とを示し、駆動回路等は図示を省略している。又クロックリファレンス型デューティ可変回路123は、第2のデューティ可変部(Duty2)と抵抗R51とコンデンサC11と比較器97とのみを示し、他の構成は図示を省略している。
【0101】
又A21〜A23は比較器、CI15〜CI17は定電流源、RV4は可変抵抗、R81〜R86は抵抗、Q85,Q88,Q89,Q90,Q91,Q93はnチャネル型MOS FET、Q86,Q87,Q92,Q94はpチャネル型MOS FET(以下トランジスタと略称する)を示す。
【0102】
又調整回路125は、図23の調整回路115と同様に、定電流源CI5と可変抵抗RV4とから構成され、又変換回路124は、初期値設定部126と、電流−電圧変換部127と、抵抗値制御部128と、連動調整部129とから構成されている。初期値設定部126は、図23に於ける初期値設定部116と同様の構成を有し、抵抗R75〜R77等によって初期値を設定し、その設定値を連像調整部129のトランジスタQ92のベースに入力する。
【0103】
又電圧−電流変換部127は、図23の電圧−電流変換部117と同様の構成を有し、又抵抗値制御部128は、電流−電圧変換部127から入力された電圧値に対応して、連動調整部129のトランジスタQ91を制御し、抵抗R83と直列に接続されたトランジスタQ91の等価抵抗値を制御することになる。
【0104】
例えば、調整回路125の可変抵抗RV4の調整により、半導体レーザの光出力を大きくするような光出力パワー制御信号を出力すると、電流−電圧変換部127のトランジスタQ85に流れる電流が増加し、トランジスタQ88のソース電位が高くなる。それによって、抵抗値制御部128のトランジスタQ90に流れる電流が増加し、比較器A22の出力信号のレベルは高くなる。
【0105】
従って、連動調整部129のトランジスタQ91の等価抵抗値は小さくなり、クロックリファレンス型デューティ可変回路123の比較器97の+端子に入力される信号レベルが低くなり、デューティは小さくなる方向に制御される。即ち、光出力を増加するように、調整回路125に於いて調整すると、デューティは小さくなる方向に制御されることになる。
【0106】
本発明は、前述の各実施の形態のみに限定されるものではなく、種々付加変更することが可能であり、各実施の形態の組合せも可能である。
【0107】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、半導体レーザ1の光出力の初期設定と、光信号パルスのデューティの初期設定とを1個の調整回路5に於いて行うことができるから、初期設定が容易であり、且つ1個の調整回路5で済むから、小型化を図ることもできる利点がある。又温度補償回路を付加すれば、半導体レーザ1の温度特性を補償して、一定の光出力の送信を継続することができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の説明図である。
【図2】半導体レーザの特性説明図である。
【図3】デューティと駆動電流との関係説明図である。
【図4】駆動回路及び調整回路の要部説明図である。
【図5】デューティ可変回路及び変換回路の説明図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態の説明図である。
【図7】駆動回路の説明図である。
【図8】デューティ可変回路及び変換回路の説明図である。
【図9】本発明の第3の実施の形態の説明図である。
【図10】本発明の第4の実施の形態の説明図である。
【図11】本発明の第5の実施の形態の説明図である。
【図12】本発明の第6の実施の形態の説明図である。
【図13】本発明の第7の実施の形態の説明図である。
【図14】本発明の第8の実施の形態の変換回路及び調整回路の説明図である。
【図15】本発明の第9の実施の形態の説明図である。
【図16】本発明の第10の実施の形態の説明図である。
【図17】本発明の第11の実施の形態の説明図である。
【図18】本発明の第12の実施の形態のデューティ可変回路と変換回路との説明図である。
【図19】本発明の第13の実施の形態のデューティ可変回路と変換回路との説明図である。
【図20】クロックリファレンス型デューティ可変回路の説明図である。
【図21】デューティ可変部と電圧・電流変換回路との説明図である。
【図22】本発明の第14の実施の形態の要部説明図である。
【図23】本発明の第15の実施の形態の要部説明図である。
【図24】本発明の第16の実施の形態の要部説明図である。
【図25】従来例の説明図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザ
2 駆動回路
3 デューティ可変回路
4 変換回路
5 調整回路
Claims (11)
- 半導体レーザと、該半導体レーザに駆動電流を供給する駆動回路と、該駆動回路に入力するデータのデューティを制御するデューティ可変回路とを含む光送信回路に於いて、
前記駆動回路に前記半導体レーザの光出力パワー制御信号を初期設定して入力する調整回路と、
該調整回路からの前記光出力パワー制御信号による前記半導体レーザの光出力特性と、前記駆動回路に入力するデータのデューティの特性とが逆特性となるように前記デューティ可変回路に制御信号を入力する変換回路と
を備えたことを特徴とする光送信回路。 - 前記変換回路は、前記調整回路により設定して前記駆動回路に入力した光出力パワー制御信号を、光出力を大とした時にデューティを小とするように、デューティ制御用の制御信号に変換して前記デューティ可変回路に入力する構成を備えたことを特徴とする請求項1記載の光送信回路。
- 前記変換回路は、前記光出力パワー制御信号をディジタル信号に変換してアドレス信号とするAD変換器と、該AD変換器からのアドレス信号によりアクセスされて、該アドレス信号と対応付けて前記デューティ制御用の制御信号を格納したメモリと、該メモリから読出されたディジタル信号のデューティ制御用の制御信号を、アナログ信号の前記デューティ制御用の制御信号に変換して前記デューティ可変回路に入力するDA変換器とにより構成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の光送信回路。
- 前記半導体レーザの温度特性を補償する温度補償回路を、前記調整回路と前記駆動回路との間に設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の光送信回路。
- 前記半導体レーザの温度特性並びに前記デューティ可変回路の温度特性を補償する温度補償回路を、前記調整回路と前記デューティ可変回路との間に設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の光送信回路。
- 前記温度補償回路は、温度検出素子と、該温度検出素子による検出信号をディジタル信号に変換してアドレス信号とするAD変換器と、該AD変換器からのアドレス信号によりアクセスされて、温度データを読出すメモリとを含み、前記調整回路からの光出力パワー制御信号をディジタル信号に変換して前記メモリから読出した温度データとを乗算する乗算器と、該乗算器の出力信号をアナログ信号に変換して前記駆動回路に入力する光出力パワー制御信号とするDA変換器とを備えたことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の光送信回路。
- 前記半導体レーザの光出力をモニタするフォトダイオードと、該フォトダイオードに流れる電流を検出して前記駆動回路にフィードバックするAPC回路と、前記フォトダイオードに流れる電流の初期設定を行う調整回路と、前記APC回路の出力信号をデューティ可変回路にデューティ制御用の制御信号に変換して入力する変換回路とを備えたことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項記載の光送信回路。
- 前記変換回路は、初期値設定部と、前記調整回路からの光出力パワー制御信号に従って流れる電流を電圧に変換する電流−電圧変換部と、前記初期値設定部からの初期設定値に従った値に対して前記電流−電圧変換部からの出力電圧に対応して前記デューティ制御用の制御信号を出力する連動調整部とを備えたことを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項記載の光送信回路。
- 前記変換回路は、初期値設定部と、前記調整回路からの光出力パワー制御信号に従って流れる電流を電圧に変換する電流−電圧変換部と、電源電圧変動を検出して前記電流−電圧変換部の出力電圧を補正する電源変動補償部と、該電源変動補償部の出力電圧を電流に変換する電圧−電流変換部と、前記初期値設定部からの初期設定値に従った値に対して前記電圧−電流変換部からの電流に対応して前記デューティ制御用の制御信号を出力する連動調整部とを備えたことを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項記載の光送信回路。
- 前記変換回路は、初期値設定部と、前記調整回路からの光出力パワー制御信号に従って流れる電流を電圧に変換する電流−電圧変換部と、該電流−電圧変換部の出力電圧に対応して抵抗値制御信号に変換する抵抗値制御部と、前記初期値設定部からの初期設定値に従った値に対して前記抵抗値制御部からの抵抗値制御信号に対応して前記デューティ制御用の制御信号を出力する連動調整部とを備えたことを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項記載の光送信回路。
- 前記デューティ可変回路を、データとクロック信号とを入力して、前記変換回路からの前記デューティ制御用の制御信号に従って前記駆動回路に入力するデータのデューティを調整するクロックリファレンス型デューティ可変回路としたことを特徴とする請求項1乃至11の何れか1項記載の光送信回路。
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US20050271100A1 (en) * | 2004-06-04 | 2005-12-08 | Keith Everett | System and method for controlling optical sources, such as laser diodes, and computer program product therefor |
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JP2014225850A (ja) * | 2013-05-17 | 2014-12-04 | Necプラットフォームズ株式会社 | データ伝送装置、データ伝送システム、伝送制御値の算出方法、データ伝送方法、プログラムおよび記録媒体 |
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