JP3804336B2 - Pulse width control circuit and electric / optical conversion circuit having pulse width control function - Google Patents

Pulse width control circuit and electric / optical conversion circuit having pulse width control function Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パルス幅制御回路及び電気・光変換回路に係り、特に、デューティ比が変動した入力信号を受けても一定のデューティ比の信号を出力する小型で低価格なパルス幅制御回路及び上記パルス幅制御技術を適用する電気・光変換回路に関する。
【0002】
信号伝送装置においては、論理レベルの識別を安定にできるために、論理レベル“1”と論理レベル“0”を交互に繰り返す(即ち、論理レベル“1”と論理レベル“0”の符号の率が50%である)場合に、論理レベル“1”の継続時間と論理レベル“0”の継続時間が等しいこと、即ち、デューティ比が50%であることを前提に設計を行なっている。
【0003】
そして、論理レベル“1”の符号(これを通常マークと呼ぶ。)と論理レベル“0”の符号(これを通常スペースと呼ぶ。)の率が50%からずれても、所定の時間内でマーク率50%を保つ符号の場合に1個のマークの継続時間と1個のスペースの継続時間がマークとスペースを交互に繰り返す場合と同じ継続時間になることが要求される。
【0004】
しかし、パルス信号の立ち上がり時間と立ち下がり時間が0ではなく、且つ、立ち上がり時間と立ち下がり時間が等しくないことが通常であるため、信号伝送装置に用いられる識別回路の閾値の変動によってデューティ比が変動することがある。
【0005】
そして、一旦デューティ比が変動すると、その変動が保存されながら信号が伝送されてゆく。これにより、後続の信号伝送装置では識別のタイミング・マージンが減少して信号の論理レベルの識別誤りが増加し、信号伝送の品質が低下するようになる。
【0006】
又、上記の如くデューティ比が変動した信号を電気・光変換回路に入力すると、光信号においてもデューティ比が変動したままであると同時に、通常実施される自動光パワー制御(Automatic Power Control:一般にAPCと標記される。)によって光パルスの振幅が変動するようになる。
【0007】
従って、デューティ比が変動した入力信号を受けても一定のデューティ比の信号を出力するパルス幅制御回路及び上記パルス幅制御技術を適用する電気・光変換回路の実現が強く望まれている。
【0008】
【従来の技術】
図14は、従来のパルス幅調整回路の例である。
【0009】
図14において、50は緩衝増幅器、51は積分回路、52はパルス幅の人為的な調整回路である。
【0010】
そして,該積分回路51は抵抗51−1及びコンデンサ51−2によって構成され、該パルス幅調整回路52は直流遮断コンデンサ52−1、抵抗52−2、可変抵抗52−3、インバータ52−4によって構成される。
【0011】
図14の構成では、次のようにしてパルス幅を人為的な調整する。
【0012】
即ち、入力信号は該緩衝増幅器50を介して該積分回路51に供給され、パルス波形から指数関数の充電・放電波形に変換される。
【0013】
該積分回路51の出力が該パルス幅調整回路52に供給されるが、先ず該直流遮断コンデンサ52−1によって直流分を遮断され、次いで該抵抗52−2及び該可変抵抗52−3よりなる分圧回路によって再び直流分を重畳される。
【0014】
上記分圧回路の出力は該インバータ52−4に印加される。該インバータ52−4は論理レベル“1”と論理レベル“0”を識別する特有の閾値を持っている。
【0015】
一方、該インバータ52−4に入力される波形のレベルは上記分圧回路によって人為的な調整可能である。
【0016】
従って、該分圧回路によって重畳する直流レベルと該インバータ52−4の閾値との関係によって、該インバータ52−4の出力端子におけるパルス幅を所定の値に人為的に調整することができる。
【0017】
図15は、従来の電気・光変換回路の例である。
【0018】
図15において、50は緩衝増幅器、51は積分回路、52はパルス幅の人為的な調整回路である。又、該積分回路51は抵抗51−1及びコンデンサ51−2によって構成され、該パルス幅の人為的な調整回路52は直流遮断コンデンサ52−1、抵抗52−2、可変抵抗52−3、インバータ52−4によって構成される。そして、上記構成要素によって図14に示した従来のパルス幅調整回路が構成される。
【0019】
更に、53はレーザ・ダイオード駆動回路(図ではLD駆動回路と標記している。)、54はレーザ・ダイオード、55は該レーザ・ダイオードのバック光を再び電気変換するフォト・ダイオード、56は該フォト・ダイオード55の出力する電流を電圧変換する抵抗、57は自動光パワー制御回路(これについても、APC回路と略記されることが多い。)である。
【0020】
図15におけるパルス幅調整回路の出力、即ち該インバータ52−4の出力が該レーザ・ダイオード駆動回路53に供給され、該レーザ・ダイオード54が駆動されて電気信号が光信号に変換される。
【0021】
該レーザ・ダイオード54の出力光の一部である、通常バック光と呼ばれる光が該フォト・ダイオード55に供給されて再び電気変換され、該抵抗56によって電圧変換される。
【0022】
該抵抗56によって電圧変換された信号は該自動光パワー制御回路57に導かれ、平均値検出又はピーク検出された後に基準電圧との差の電圧が生成され、該その電圧によって該レーザ・ダイオード駆動回路53のバイアス電流を制御して該レーザ・ダイオード54の光出力のパワーを一定に保つ。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
図14に示した従来のパルス幅調整回路では、該可変抵抗52−3によって該インバータ52−4に入力される波形のレベルを人為的に調整して、該インバータ52−4特有の閾値との関係でパルス幅を人為的に調整する。即ち、図14の構成では可変抵抗が必須な構成要素である。
【0024】
しかし、可変抵抗の形状は大きく、且つ可変機構は集積回路には適合しないために、図14の場幅人為的な調整回路の形状が大きくなる。又、上記の如き人為的な調整作業が必要なために、図14のパルス幅調整回路では人為的な調整工数が大きくなって該パルス幅調整回路の価格が上昇する。
【0025】
同様に、図15の電気・光変換回路においても、回路形状が大きくなると共に価格が上昇する。
【0026】
本発明は、かかる問題点に鑑み、デューティ比が変動した入力信号を受けても一定のデューティ比の信号を出力する小型で低価格なパルス幅制御回路及び上記パルス幅制御技術を適用する電気・光変換回路を提供することを目的とする。
【0027】
【課題を解決するための手段】
本発明のパルス幅制御回路の基本構成は、入力信号を低域通過ろ波器に通してパルス波形からレベルが漸増/漸減する波形に変換し、レベルが漸増/漸減する波形をCMOSノン・インバータ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Non-Invertor) に供給し、該CMOSノン・インバータの出力を自動レベル制御回路に供給し、該自動レベル制御回路の出力を平均値検出した電圧を非反転圧縮増幅器の非反転入力端子に供給し、該非反転圧縮増幅器の反転入力端子には該非反転圧縮増幅器の出力の1/2の電圧を基準電圧として供給し、該非判定圧縮増幅器の出力を該CMOSノン・インバータの電源電圧として供給する構成である。
【0028】
本発明のパルス幅制御回路の基本構成によれば、入力信号のデューティ比が変動すると下記の如き動作で入力信号のパルス幅の変動を抑圧する。
【0029】
ここでは、入力信号のパルス幅が大きくなるものとして説明する。入力信号のパルス場が大きくなると、この瞬間には該CMOSノン・インバータの電源電圧はパルス幅が変動する前の電圧であり、閾値もパルス幅が変動する前の閾値であるので、該CMOSノン・インバータの出力パルスの幅が広がる。
【0030】
従って、該自動レベル制御回路の出力パルスの幅も広がり、該平均値検出回路の出力も上昇する。
【0031】
この平均値検出回路の出力が該非反転圧縮増幅器の非反転入力端子に供給されるので、該非反転圧縮増幅器の出力電圧も上昇する。
【0032】
該非反転圧縮増幅器の出力電圧が該CMOSノン・インバータに電源電圧として供給されているので、該CMOSノン・インバータの識別閾値も上昇し、該CMOSノン・インバータの出力パルスの幅が狭くなる。
【0033】
従って、該自動レベル制御回路の出力パルスの幅も狭くなる。ところで、該CMOSノン・インバータの出力は該自動レベル制御回路によって一定振幅に制御されるので、該自動レベル制御回路の出力を平均値検出した出力は低下する。
【0034】
従って、該非反転圧縮増幅器の出力電圧が低下し、該CMOSノン・インバータの識別閾値も低下して、該CMOSノン・インバータの出力パルスの幅が広がるように制御がかかる。
【0035】
更に、該非反転圧縮増幅器の出力電圧の1/2が該非反転圧縮増幅器の反転入力端子に基準電圧として供給されているので、上記帰還によって該平均値検出回路の出力と該非反転圧縮増幅器の出力電圧の1/2とが最終的に一致するように制御がかかる。
【0036】
即ち、該CMOSノン・インバータにおいては識別閾値は電源電圧の1/2であるが、識別閾値と信号の平均値とが等しくなるように制御がかかる。これは、とりもなおさず信号のパルス幅の変動が抑圧されることを示す。
【0037】
上記においては入力信号のパルス幅が広がる場合を想定して説明したが、入力信号のパルス幅が狭くなっても同様にパルス幅の変動が抑圧される。
【0038】
かくの如くして、入力信号のパルス幅に変動があっても出力信号においてはパルス幅の変動が抑圧される。
【0039】
しかも、上記パルス幅の制御において可変抵抗などの可変素子の人為的な調整を必要としない。従って、小型で低価格なパルス幅制御回路を得ることができる。
【0040】
又、上記パルス幅制御回路を入力回路に適用する電気・光変換回路においても小型化と低価格化が可能である。
【0041】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の第一の実施の形態である。
【0042】
図1において、1は低域通過ろ波器、2はCMOSノン・インバータ、3は自動レベル制御回路、4は平均値検出回路、5は分圧回路、6は非反転圧縮増幅器である。
【0043】
又、該CMOSノン・インバータ2は,P−CH型MOSトランジスタ2−1、N−CH型MOSトランジスタ2−2、P−CH型MOSトランジスタ2−3及びN−CH型MOSトランジスタ2−4によって構成され、該分圧回路5は抵抗5−1及び抵抗5−2によって構成される。
【0044】
更に、該平均値検出回路4の構成は、図11に示す如く、直列枝に抵抗、並列枝にコンデンサを備える回路で構成すればよい。そして、その時定数は信号のマーク率を規定する時間より長く設定しておけば、マークとスペースの微視的な率が変動しても信号の正しい平均値を求めることができる。
【0045】
図1の構成においては、入力信号を該低域通過ろ波器1に通してパルス波形からレベルが漸増/漸減する高周波成分を減衰させた波形に変換し、該低域通過ろ波器1の出力を該CMOSノン・インバータ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Non-Invertor) 2に供給し、該CMOSノン・インバータ2の出力を該自動レベル制御回路3に供給し、該自動レベル制御回路3の出力を該平均値検出回路4によって平均値検出した電圧を該非反転圧縮増幅器6の非反転入力端子に供給し、該非反転圧縮増幅器6の反転入力端子には該非反転圧縮増幅器6の出力の1/2の電圧を基準電圧として供給し、該非反転圧縮増幅器6の出力を該CMOSノン・インバータ2の電源電圧として供給する。そして、該自動レベル制御回路3の出力をパルス幅制御回路の出力とする。
【0046】
図2は、図1の構成の動作を説明する図で、図2(イ)に低域通過ろ波器の入力、図2(ロ)にCMOSノン・インバータの出力、図2(ハ)に自動レベル制御回路の出力を示している。
【0047】
以降、図1及び図2を参照しながら図1の構成の動作を説明する。
【0048】
図2(イ)に細い実線で示す信号はパルス幅が正常な信号であり、太い実線で示す信号はパルス幅が広がった信号である。ここでは、図2(イ)の太い実線で示す信号が図1の低域通過ろ波器1に入力されるものとする。
【0049】
図2(ロ)は、図2(イ)の太い実線で示す信号が入力された時の該低域通過ろ波器1の出力で、該低域通過ろ波器1の特性に対応して高周波成分が抑圧された波形になる。もし、図14に示したような積分回路で該低域通過ろ波器1を構成するものとすれば、図2(ロ)の立ち上がり波形は積分回路の充電時定数で振幅を増加させる指数関数となり、立ち下がり波形は積分回路の放電時定数で振幅を減少させる指数関数となる。
【0050】
図2(ロ)の波形が図1のCMOSノン・インバータ2に入力される。該CMOSノン・インバータ2の識別閾値は、この瞬間に供給されている電源電圧の1/2に等しい。これが図2(ロ)の閾値1に等しいものとすれば、該CMOSノン・インバータ2の出力は、図2(ロ)の波形の振幅が該閾値1より大きい時に論理レベル“1”となり、図2(ロ)の波形の振幅が該閾値1より小さい時に論理レベル“0”となる波形になる。これが図1のCMOSノン・インバータ2に供給されるので、該CMOSノン・インバータの出力波形においてもパルス幅は所定値より広くなる。
【0051】
該CMOSノン・インバータ2の出力が図1の自動レベル制御回路3に供給されるので、該自動レベル制御回路3の出力は振幅が一定で、パルス幅が所内値より広くなった波形となる。これを図2(ハ)において太い実線の波形で示している。
【0052】
図2(ハ)の太い実線の波形が図1の平均値検出回路4に供給されるので、該平均値検出回路4の出力は上昇する。
【0053】
該平均値検出回路4の出力が図1の非反転圧縮増幅器6の非反転入力端子に供給されるので、該非反転圧縮増幅器6の出力電圧も上昇する。
【0054】
該非反転圧縮増幅器6の出力電圧が該CMOSノン・インバータ2に電源電圧として供給されている。ところで、CMOSノン・インバータ2の識別閾値は当該CMOSノン・インバータ2に供給されている電源電圧の1/2であるので、該CMOSノン・インバータ2の識別閾値も上昇し、該CMOSノン・インバータ2の出力パルスの幅が狭くなる。
【0055】
従って、該自動レベル制御回路3の出力パルスの幅も狭くなる。これを、図2(ハ)において細い実線の波形によって示している。
【0056】
ところで、該CMOSノン・インバータ2の出力は該自動レベル制御回路3によって一定振幅に制御されるので、該自動レベル制御回路3の出力を図1の平均値検出回路4で平均値検出した電圧は低下する。
【0057】
従って、該非反転圧縮増幅器6の出力電圧が低下し、該CMOSノン・インバータ2の識別閾値も低下して、該CMOSノン・インバータ2の出力パルスの幅が広がるように制御がかかる。
【0058】
更に、該非反転圧縮増幅器6の出力電圧の1/2が該非反転圧縮増幅器6の反転入力端子に基準電圧として供給されているので、上記帰還によって該平均値検出回路4の出力と該非反転圧縮増幅器6の出力電圧の1/2とが最終的に一致するように制御がかかる。
【0059】
即ち、該CMOSノン・インバータ2の識別閾値と信号の平均値とが等しくなるように制御がかかる。これは、とりもなおさず信号のパルス幅が広がる方向の変動が抑圧されることを示す。
【0060】
上記においては入力信号のパルス幅が広がる場合を想定して説明したが、入力信号のパルス幅が狭くなっても同様にパルス幅の変動が抑圧される。
【0061】
かくの如くして、入力信号のパルス幅に変動があっても出力信号においてはパルス幅の変動が抑圧される。
【0062】
しかも、上記パルス幅の制御において可変抵抗などの可変素子の人為的な調整を必要としない。従って、小型で低価格なパルス幅制御回路を得ることができる。
【0063】
図3は、本発明の第二の実施の形態である。
【0064】
図3において、1は低域通過ろ波器、2はCMOSノン・インバータ、3は自動レベル制御回路、4は平均値検出回路、6は非反転圧縮増幅器、7はピーク検出回路、8は直流遮断コンデンサである。
【0065】
又、該CMOSノン・インバータ2は,P−CH型MOSトランジスタ2−1、N−CH型MOSトランジスタ2−2、P−CH型MOSトランジスタ2−3及びN−CH型MOSトランジスタ2−4によって構成される。
【0066】
更に、該平均値検出回路4の構成は、図11に示す如く、直列枝に抵抗、並列枝にコンデンサを備える回路で構成すればよい。そして、その時定数は信号のマーク率を規定する時間より長く設定しておけば、マークとスペースの微視的な率が変動しても信号の正しい平均値を求めることができる。
【0067】
又、該ピーク検出回路7の構成は、図12に示す如く、直列枝にダイオード、並列枝にコンデンサを備える回路で構成すればよい。
【0068】
図3の構成においては、入力信号を該低域通過ろ波器1に通してパルス波形から高周波成分を減衰させた波形に変換し、該低域通過ろ波器1の出力を該CMOSノン・インバータ2に供給し、該CMOSノン・インバータ2の出力を該自動レベル制御回路3に供給し、該自動レベル制御回路3の出力を2分割して、一方を該平均値検出回路4に供給し、もう一方を該直流遮断コンデンサ8を介して該ピーク検出回路7に供給し、該平均値検出回路4の出力を該非反転圧縮増幅器6の非反転入力端子に供給し、該ピーク検出回路7の出力を該非反転圧縮増幅器6の反転入力端子に供給し、該非反転圧縮増幅器6の出力を該CMOSノン・インバータ2に電源電圧として供給する。
【0069】
ここでは、入力信号のパルス幅が広がった場合を想定して説明する。
【0070】
入力信号は該低域通過ろ波器1を通過すると高周波成分が減衰させられて、レベルが漸増/漸減する波形に変換される。この波形を該CMOSノン・インバータ2の識別閾値で識別してパルス波形に戻す。
【0071】
今は、入力信号のパルス幅が広がった場合を想定しているので、該CMOSノン・インバータ2の出力におけるパルス幅も広くなり、従って、該自動レベル制御回路3の出力においてもパルス幅が広くなる。
【0072】
該自動レベル制御回路3の出力が該平均値検出回路4に供給されるので、該平均値検出回路4の出力は上昇し、従って、該非反転圧縮増幅器6の出力も上昇する。
【0073】
これにつれて、該CMOSノン・インバータ2の識別閾値が上昇するので、該CMOSノン・インバータ2の出力波形のパルス幅は狭くなる方向に変化する。
【0074】
従って、該自動レベル制御回路3の出力の平均値は低下し、該非反転圧縮増幅器6の出力も低下する方向に変化するので、該CMOSノン・インバータ2の識別閾値が低下する。
【0075】
これにより、該CMOSノン・インバータの出力波形においてパルス幅は広くなる方向に制御がかかる。
【0076】
更に、該自動レベル制御回路3の出力の直流を遮断した信号が該ピーク検出回路7に供給される。従って、該ピーク検出回路7の出力は該自動レベル制御回路4の出力振幅の1/2の電圧となる。
【0077】
即ち、該CMOSノン・インバータ2の識別閾値と信号の平均値とが等しくなるように制御がかかる。これは、とりもなおさず信号のパルス幅が広がる方向の変動が抑圧されることを示す。
【0078】
上記においては入力信号のパルス幅が広がる場合を想定して説明したが、入力信号のパルス幅が狭くなっても同様にパルス幅の変動が抑圧される。
【0079】
かくの如くして、入力信号のパルス幅に変動があっても出力信号においてはパルス幅の変動が抑圧される。
【0080】
しかも、上記パルス幅の制御において可変抵抗などの可変素子の人為的な調整を必要としない。従って、小型で低価格なパルス幅制御回路を得ることができる。
【0081】
図4は、本発明の第三の実施の形態である。
【0082】
図4において、1は低域通過ろ波器、2はCMOSノン・インバータ、3は自動レベル制御回路、4は平均値検出回路、5は分圧回路、6は非反転圧縮増幅器、8は直流遮断コンデンサ、9は第二の平均値検出回路である。
【0083】
又、該CMOSノン・インバータ2は,P−CH型MOSトランジスタ2−1、N−CH型MOSトランジスタ2−2、P−CH型MOSトランジスタ2−3及びN−CH型MOSトランジスタ2−4によって構成され、該分圧回路5は抵抗5−1及び抵抗5−2によって構成される。
【0084】
更に、該平均値検出回路4及び該第二の平均値検出回路9の構成は、図11に示す如く、直列枝に抵抗、並列枝にコンデンサを備える回路で構成すればよい。そして、その時定数は信号のマーク率を規定する時間より長く設定しておけば、マークとスペースの微視的な率が変動しても信号の正しい平均値を求めることができる。
【0085】
図4の構成においては、入力信号を該低域通過ろ波器1に通してパルス波形から高周波成分を減衰させた波形に変換し、該低域通過ろ波器1の出力を該CMOSノン・インバータ2に供給し、該CMOSノン・インバータ2の出力を該自動レベル制御回路3に供給し、該自動レベル制御回路3の出力を2分割して、一方を該平均値検出回路4に供給し、もう一方を該直流遮断コンデンサ8と該分圧回路5を介して該第二の平均値検出回路9に供給し、該平均値検出回路4の出力を該非反転圧縮増幅器6の非反転入力端子に供給し、該第二の平均値検出回路9の出力を該非反転圧縮増幅器6の反転入力端子に供給し、該非反転圧縮増幅器6の出力を該CMOSノン・インバータ2に電源電圧として供給すると共に、該分圧回路5の一端にも供給する。
【0086】
ここでは、入力信号のパルス幅が広がった場合を想定して説明する。
【0087】
入力信号は該低域通過ろ波器1を通過すると高周波成分が減衰させられて、レベルが漸増/漸減する波形に変換される。この波形を該CMOSノン・インバータ2の識別閾値で識別してパルス波形に戻す。
【0088】
今は、入力信号のパルス幅が広がった場合を想定しているので、該CMOSノン・インバータ2の出力におけるパルス幅も広くなり、従って、該自動レベル制御回路3の出力においてもパルス幅が広くなる。
【0089】
該自動レベル制御回路3の出力が該平均値検出回路4に供給されるので、該平均値検出回路4の出力は上昇し、従って、該非反転圧縮増幅器6の出力も上昇する。
【0090】
これにつれて、該CMOSノン・インバータ2の識別閾値が上昇するので、該CMOSノン・インバータ2の出力波形のパルス幅は狭くなる方向に変化する。
【0091】
従って、該自動レベル制御回路3の出力の平均値は低下し、該非反転圧縮増幅器6の出力も低下する方向に変化するので、該CMOSノン・インバータ2の識別閾値が低下する。
【0092】
これにより、該CMOSノン・インバータ2の出力波形においてパルス幅は広くなる方向に制御がかかる。
【0093】
更に、該自動レベル制御回路3の出力の直流を遮断した信号に該非反転圧縮増幅器6の出力を該分圧回路5で分圧した電圧を重畳した信号が該第二の平均値検出回路9に供給される。従って、該第二の平均値検出回路9の出力は該非反転圧縮増幅器6の出力振幅の1/2の電圧となる。
【0094】
即ち、該CMOSノン・インバータ2の識別閾値と信号の平均値とが等しくなるように制御がかかる。これは、とりもなおさず信号のパルス幅が広がる方向の変動が抑圧されることを示す。
【0095】
上記においては入力信号のパルス幅が広がる場合を想定して説明したが、入力信号のパルス幅が狭くなっても同様にパルス幅の変動が抑圧される。
【0096】
かくの如くして、入力信号のパルス幅に変動があっても出力信号においてはパルス幅の変動が抑圧される。
【0097】
しかも、上記パルス幅の制御において可変抵抗などの可変素子の人為的な調整を必要としない。従って、小型で低価格なパルス幅制御回路を得ることができる。
【0098】
図4の構成でも、該第二の平均値検出回路9の出力が該非反転圧縮増幅器6の出力の1/2に等しくなるので、基本的には図1の構成の動作と同じであるが、該平均値検出回路4と該第二の平均値検出回路9の特性が理想的な平均値検出回路の特性からの誤差を持っている場合にも、それらの誤差を打ち消すことができる。
【0099】
図5は、本発明の第一の実施の形態の変形である。
【0100】
図5において、1は低域通過ろ波器、2aはCMOSインバータ、3は自動レベル制御回路、4は平均値検出回路、5は分圧回路、6は非反転圧縮増幅器、7はピーク検出回路、16は反転側も非反転側も電圧利得の絶対値が1である差動増幅器である。
【0101】
又、該CMOSインバータ2aは,P−CH型MOSトランジスタ2−1、N−CH型MOSトランジスタ2−2によって構成され、該分圧回路5は抵抗5−1及び抵抗5−2によって構成される。
【0102】
更に、該平均値検出回路4の構成は、図11に示す如く、直列枝に抵抗、並列枝にコンデンサを備える回路で構成すればよい。そして、その時定数は信号のマーク率を規定する時間より長く設定しておけば、マークとスペースの微視的な率が変動しても信号の正しい平均値を求めることができる。
【0103】
又、該ピーク検出回路7の構成は、図12に示す如く、直列枝にダイオード、並列枝にコンデンサを備える回路で構成すればよい。
【0104】
尚、反転側も非反転側も電圧利得の絶対値が1である差動増幅器16は、演算増幅器によってボルテージ・フォロワを形成し、該ボルテージ・フォロワの非反転入力端子側に1/2分圧回路を接続すれば実現できる。
【0105】
図5の構成においては、入力信号を該低域通過ろ波器1に通してパルス波形から高周波成分を減衰させたレベルが漸増/漸減する波形に変換し、該低域通過ろ波器1の出力を該CMOSインバータ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Invertor) 2aに供給し、該CMOSインバータ2aの出力を該自動レベル制御回路3に供給し、該自動レベル制御回路3の出力を該平均値検出回路4によって平均値検出すると共に該ピーク検出回路7によってピーク検出し、該平均値検出回路4の出力を該差動増幅器16の反転入力端子に供給し、該ピーク検出回路の出力を該差動増幅器の非反転入力端子に供給し、該差動増幅器16の出力を該非反転圧縮増幅器6の非反転入力端子に供給し、該非反転圧縮増幅器6の反転入力端子には該分圧回路5によって該非反転圧縮増幅器6の出力の1/2の電圧を基準電圧として供給し、該非判定圧縮増幅器6の出力を該CMOSインバータ2aの電源電圧として供給する。そして、該自動レベル制御回路3の出力をパルス幅制御回路の出力とする。
【0106】
該低域通過ろ波器1の出力を該CMOSインバータ2aに供給する場合、入力信号のデューティ比が大きくなると該平均値検出回路4の出力が低下する。
【0107】
該平均値回路4の出力を直接該非反転圧縮増幅器6の非反転入力端子に供給すると、該CMOSインバータ2aの閾値が低下し、該平均値検出回路の出力は一層低下して、信号のデューティ比を元に戻す制御が不可能である。
【0108】
上記制御が可能になるのは、入力信号のデューティ比が大きくなった時に該CMOSインバータの電源電圧が高くできる場合である。このために、一見圧縮増幅器の極性を反転させればよいように思われる。
【0109】
しかし、圧縮増幅器の極性を単に逆転させると、該分圧回路5によって圧縮増幅器に正帰還がかかってしまい、安定な動作を得ることが不可能になる。
【0110】
そこで、該ピーク検出回路7と該差動増幅器16を設けて、該ピーク検出回路7の出力から該平均値検出回路4の出力を引算した電圧を生成して該比反転圧縮増幅器6の比反転入力端子に供給すれば、図1の構成において入力電圧のデューティ比が大きくなった時に該比反転圧縮増幅器6の比反転入力端子に供給されるのと全く同じ電圧が供給でき、信号のデューティ比の制御が可能になる。
【0111】
従って、図1においてCMOSノン・インバータを使用して信号のデューティ比を制御するための構成を示してきたが、CMOSインバータを用いても同じことが可能になる。
【0112】
即ち、図1と図5に示した技術は本質的に、入力信号波形の高周波成分を減衰させた信号波形を識別するCMOSゲートと、該CMOSゲートの出力波形の平均値を検出する平均値検出回路と、自己の出力の1/2の電圧を反転入力端子に受け、該平均値検出回路の出力の変化を非反転入力端子に受け、出力を該CMOSゲートに電源電圧として供給する非反転圧縮増幅器とを備えるパルス幅制御回路であるということができる。
【0113】
そして、図5の構成に示した技術は、図3及び図4の構成に対しても適用できることはいうまでもない。
【0114】
さて、図1、図3、図4及び図5の構成においては一貫して、CMOSゲートの出力を自動レベル制御回路に供給し、該自動レベル制御回路の出力を平均値検出回路又はピーク検出回路に供給する構成を示してきた。しかし、本発明は上記構成に限定されるものではなく、該CMOSゲートの出力を直接平均値検出回路又はピーク検出回路に供給する構成でもパルス幅の制御が可能である。これは、既に説明したパルス幅制御の動作を上記構成について確認すれば明らかであるが敢えて付言すれば、入力信号のデューティ比が変化して上記デューティ比の制御動作に入る瞬間には該CMOSゲートの出力振幅は該非反転圧縮増幅器6が供給する所定の電圧によって決まっているので、該平均値検出回路4においてCMOSゲートの出力の平均値の変化を必ず検出できるからである。
【0115】
尚、上記構成の場合、デューティ比を制御している間には該CMOSゲートの出力の論理レベルが入力パルス幅によって変動しうるので、該CMOSゲートと該平均値検出回路又は該ピーク検出回路との接続点の後に自動レベル制御回路を配置し、該自動レベル制御回路の出力をパルス幅制御回路の出力とする構成にすることが望ましい。
【0116】
図6は、本発明の第四の実施の形態である。
【0117】
図6において、1は低域通過ろ波器、2はCMOSノン・インバータ、3は自動レベル制御回路、5aは分圧回路、10は緩衝増幅器である。
【0118】
又、該CMOSノン・インバータ2は,P−CH型MOSトランジスタ2−1、N−CH型MOSトランジスタ2−2、P−CH型MOSトランジスタ2−3及びN−CH型MOSトランジスタ2−4によって構成され、該分圧回路5aは抵抗5−1及び温度特性を有する抵抗5−3によって構成される。
【0119】
図6の構成では、入力信号を該低域通過ろ波器1に通してパルス波形から高周波成分を減衰させた波形に変換し、該低域通過ろ波器1の出力を該CMOSノン・インバータ2に供給し、該分圧回路5aで生成させた温度特性のある電圧を該緩衝増幅器10を介して該CMOSノン・インバータ2に電源電圧として供給する。
【0120】
図6の構成への入力信号のパルス幅の温度特性が正の係数を有する場合、該抵抗5−3として正の温度係数を有する抵抗を適用すれば、パルス幅の変動を抑圧することができる。
【0121】
何故なら、該抵抗5−3の温度係数が正であることを想定しているので、温度が上昇すると該CMOSノン・インバータ2に供給される電源電圧が上昇し、これにつれて該CMOSノン・インバータ2の識別閾値も上昇する。この結果、該CMOSノン・インバータ2の出力におけるパルス幅は狭くなり、入力信号のパルス幅の広がりを抑圧するからである。
【0122】
そして、温度が下降すると該CMOSノン・インバータ2に供給される電源電圧も下降し、これにつれて該CMOSノン・インバータ2の識別閾値も下降する。この結果、該CMOSノン・インバータ2の出力におけるパルス幅は広くなり、入力信号のパルス幅の狭まりを抑圧することができる。
【0123】
逆に、図6の構成への入力信号のパルス幅の温度特性が負の係数を有する場合、該抵抗5−3として負の温度係数を有する抵抗を適用すれば、パルス幅の変動を抑圧することができる。
【0124】
何故なら、該抵抗5−3の温度係数が負であることを想定しているので、温度が上昇すると該CMOSノン・インバータ2に供給される電源電圧が下降し、これにつれて該CMOSノン・インバータ2の識別閾値も下降する。この結果、該CMOSノン・インバータ2の出力におけるパルス幅は広くなり、入力信号のパルス幅の狭まりを抑圧するからである。
【0125】
そして、温度が下降すると該CMOSノン・インバータ2に供給される電源電圧が上昇し、これにつれて該CMOSノン・インバータ2の識別閾値も上昇する。この結果、該CMOSノン・インバータ2の出力におけるパルス幅は狭くなり、入力信号のパルス幅の広がりを抑圧することができる。
【0126】
かくの如くして、入力信号のパルス幅に温度変動があっても出力信号においてはパルス幅の変動が抑圧される。
【0127】
しかも、上記パルス幅の制御において可変抵抗などの可変素子の人為的な調整を必要としない。従って、小型で低価格なパルス幅制御回路を得ることができる。
【0128】
そして、図6の構成の利点は、フィード・フォワード型のパルス幅制御回路で、回路構成が簡易になることが利点である。
【0129】
尚、図6のような単純な分圧回路ではなく、温度係数を有する抵抗を複数組み合わせる回路で温度係数を有する電圧を生成すれば、パルス幅制御の確度を向上させることができる。
【0130】
図7は、本発明の第四の実施の形態の変形である。
【0131】
図7において、1は低域通過ろ波器、2aはCMOSインバータ、3は自動レベル制御回路、5aは分圧回路、10は緩衝増幅器である。
【0132】
又、該CMOSインバータ2aは,P−CH型MOSトランジスタ2−1、N−CH型MOSトランジスタ2−2によって構成され、該分圧回路5aは抵抗5−1及び温度特性を有する抵抗5−3によって構成される。
【0133】
図7の構成では、入力信号を該低域通過ろ波器1に通してパルス波形から高周波成分を減衰させた波形に変換し、該低域通過ろ波器1の出力を該CMOSインバータ2aに供給し、該分圧回路5aで焼死させた温度特性のある電圧を該緩衝増幅器10を介して該CMOSインバータ2aに電源電圧として供給する。
【0134】
図7の構成への入力信号のパルス幅の温度特性が正の係数を有する場合、該抵抗5−3として正の温度係数を有する抵抗を適用すれば、パルス幅の変動を抑圧することができる。
【0135】
何故なら、該抵抗5−3の温度係数が正であることを想定しているので、温度が上昇すると該CMOSインバータ2aに供給される電源電圧が上昇し、これにつれて該CMOSインバータ2aの識別閾値も上昇する。この結果、該CMOSインバータ2aの出力におけるパルス幅は狭くなり、入力信号のパルス幅の広がりを抑圧するからである。
【0136】
そして、温度が下降すると該CMOSインバータ2aに供給される電源電圧も下降し、これにつれて該CMOSインバータ2aの識別閾値も下降する。この結果、該CMOSインバータ2aの出力におけるパルス幅は広くなり、入力信号のパルス幅の狭まりを抑圧することができる。
【0137】
逆に、図7の構成への入力信号のパルス幅の温度特性が負の係数を有する場合、該抵抗5−3として負の温度係数を有する抵抗を適用すれば、パルス幅の変動を抑圧することができる。
【0138】
何故なら、該抵抗5−3の温度係数が負であることを想定しているので、温度が上昇すると該CMOSインバータ2aに供給される電源電圧が下降し、これにつれて該CMOSインバータ2aの識別閾値も下降する。この結果、該CMOSインバータ2aの出力におけるパルス幅は広くなり、入力信号のパルス幅の狭まりを抑圧するからである。
【0139】
そして、温度が下降すると該CMOSインバータ2aに供給される電源電圧が上昇し、これにつれて該CMOSインバータ2aの識別閾値も上昇する。この結果、該CMOSインバータ2aの出力におけるパルス幅は狭くなり、入力信号のパルス幅の広がりを抑圧することができる。
【0140】
かくの如くして、入力信号のパルス幅に温度変動があっても出力信号においてはパルス幅の変動が抑圧される。
【0141】
しかも、上記パルス幅の制御において可変抵抗などの可変素子の人為的な調整を必要としない。従って、小型で低価格なパルス幅制御回路を得ることができる。
【0142】
そして、図7の構成の利点は、フィード・フォワード型のパルス幅制御回路で、回路構成が簡易になることが利点である。
【0143】
尚、図7のような単純な分圧回路ではなく、温度係数を有する抵抗を複数組み合わせる回路で温度係数を有する電圧を生成すれば、パルス幅制御の確度を向上させることができる。
【0144】
さて、図6の構成と図7の構成は、CMOSノン・インバータとCMOSインバータが異なり、温度係数を有する抵抗の温度係数の正負が異なるだけで、本質的には同じ構成である。即ち、図6と図7の構成は、温度係数を有する電圧を電源電圧として受け、入力信号波形の高周波成分を減衰させられた波形を識別するCMOSゲートによってパルス幅を制御するパルス幅制御回路であるということができる。
【0145】
図8は、本発明の第五の実施の形態で、図1の構成のパルス幅制御回路と電気・光変換回路を組み合わせてなる電気・光変換回路の構成を示す。
【0146】
図8において、1は低域通過ろ波器、2はCMOSノン・インバータ、3は自動レベル制御回路、4は平均値検出回路、5は分圧回路、6は非反転圧縮増幅器である。
【0147】
又、該CMOSノン・インバータ2は,P−CH型MOSトランジスタ2−1、N−CH型MOSトランジスタ2−2、P−CH型MOSトランジスタ2−3及びN−CH型MOSトランジスタ2−4によって構成され、該分圧回路5は抵抗5−1及び抵抗5−2によって構成される。
【0148】
更に、該平均値検出回路4の構成は、図11に示す如く、直列枝に抵抗、並列枝にコンデンサを備える回路で構成すればよい。そして、その時定数は信号のマーク率を規定する時間より長く設定しておけば、マークとスペースの微視的な率が変動しても信号の正しい平均値を求めることができる。
【0149】
そして、上記の構成要素によって図1に示したパルス幅制御回路を構成する。
【0150】
次いで、11はレーザ・ダイオード駆動回路(図ではLD駆動回路と標記している。以降も同様に標記する。)、12は電気信号を光信号に変換するレーザ・ダイオード、13は該レーザ・ダイオード12の出力光の一部であるバック光を受けて再び電気変換するフォト・ダイオード、14は該フォト・ダイオード13の出力電流を電圧変換する抵抗、15は該レーザ・ダイオード12の出力光のパワーを制御する自動光パワー制御回路である。
【0151】
尚、該自動光パワー制御回路15は、図13に示す如く、フォト・ダイオードPDが光・電気変換して生成する電流を電圧変換した電圧を直流に変換する平均値検出回路又はピーク検出回路と、該平均値検出回路又は該ピーク検出回路が基準状態の時に出力する電圧VREF を非反転入力端子に受け、該平均値検出回路又は該ピーク検出回路の出力を反転入力端子に受けて出力をレーザ・ダイオード駆動回路(図ではLD駆動回路と標記している。)に供給する反転圧縮増幅器によって構成すればよい。
【0152】
図8の構成では、図1の構成によってパルス幅を制御された信号を該レーザ・ダイオード駆動回路11に供給して自動光パワー制御がかかった該レーザ・ダイオード12によって光信号に変換する。
【0153】
従って、該レーザ・ダイオード12の出力光のパルス幅も制御されたものになり、後段の回路にパルス幅の変動をそのまま伝えることを防止することができる。
【0154】
しかも、上記パルス幅の制御において可変抵抗などの可変素子の人為的な調整を必要としない。従って、小型で低価格な電気・光変換回路を得ることができる。
【0155】
尚、図8では図1のパルス幅制御回路と電気・光変換回路を組み合わせた電気・光変換回路を説明したが、この組み合わせは図3乃至図7のパルス幅制御回路と電気・光変換回路についても可能であることはいうまでもない。
【0156】
図9は、本発明の第六の実施の形態である。
【0157】
図9において、1は低域通過ろ波器、2はCMOSノン・インバータ、6は非反転圧縮増幅器、7はピーク検出回路、11はレーザ・ダイオード駆動回路、12はレーザ・ダイオード、13はフォト・ダイオード、14は抵抗、15は自動光パワー制御回路である。
【0158】
又、該CMOSノン・インバータ2は,P−CH型MOSトランジスタ2−1、N−CH型MOSトランジスタ2−2、P−CH型MOSトランジスタ2−3、N−CH型MOSトランジスタ2−4によって構成される。
【0159】
更に、該ピーク検出回路7の構成は、図12に示す如く、直列枝にダイオード、並列枝にコンデンサを備える回路で構成すればよい。
【0160】
図9の構成では、入力信号を該低域通過ろ波器1に通してパルス波形から高周波成分を減衰させた波形に変換し、該低域通過ろ波器1の出力を該CMOSノン・インバータ2に供給し、該CMOSノン・インバータ2の出力を該レーザ・ダイオード駆動回路11に供給し、該レーザ・ダイオード12を駆動して電気信号を光信号に変換する。そして、該レーザ・ダイオード12の出力光の一部であるバック光を該フォト・ダイオード13で受けて電気変換し、該抵抗14によって電圧変換する。
【0161】
該抵抗14の端子電圧を、一方では該自動光パワー制御回路15に供給して、該レーザ・ダイオード12の出力光レベルを一定に制御する。又、該抵抗14の端子電圧を、もう一方では該ピーク検出回路7に供給し、該ピーク検出回路7の出力を、反転入力端子に基準電圧VREF を供給された該非反転圧縮増幅器6の反転入力端子に供給し、該非反転圧縮増幅器6の出力を該CMOSノン・インバータ2に電源電圧として供給する。
【0162】
今、入力信号のパルス幅が広くなったとして図9の構成の動作を説明する。
【0163】
入力信号のパルス幅が広くなると、高周波成分を減衰させられた信号を該CMOSノン・インバータ2で識別した信号のパルス幅は広くなる。この信号で該レーザ・ダイオード駆動回路11が自動光パワー制御がかかった該レーザ・ダイオード12を駆動するので、該レーザ・ダイオード12の出力光のパルス振幅は低下する。
【0164】
従って、該抵抗14の端子電圧も低下するので、該非反転圧縮増幅器6は該CMOSノン・インバータ2に低い電源電圧を供給することになる。電源電圧が低下するので、該CMOSノン・インバータ2の識別閾値も低下し、該CMOSインバータ2aのパルス幅を狭くするように制御する。
【0165】
そして、該非反転圧縮増幅器6の非反転入力端子に供給されている基準電圧VREF と該ピーク検出回路7の出力電圧が等しくなるように制御が働いて図9の構成の各部のレベルが安定する。
【0166】
そして、入力信号のパルス幅が狭くなっても、同様にパルス幅の狭まりを抑圧するように制御が働く。
【0167】
かくの如くして、図9の構成によって入力信号のパルス幅に変動があっても出力光のパルス幅を一定に保つことができる。
【0168】
しかも、上記パルス幅の制御において可変抵抗などの可変素子の人為的な調整を必要としない。従って、小型で低価格な電気・光変換回路を得ることができる。
【0169】
そして、図9の構成の利点は、パルス幅制御を行なうループの中に電気・光変換を行なう回路が入っているために、レーザ・ダイオードの出力特性の閾値に個体差があってもレーザ・ダイオードの出力光のパルス幅を一定に保つことができる点にある。
【0170】
図10は、本発明の第六の実施の形態の変形である。
【0171】
図10において、1は低域通過ろ波器、2aはCMOSインバータ、6aは反転圧縮増幅器、7はピーク検出回路、11はレーザ・ダイオード駆動回路、12は電気信号を光信号に変換するレーザ・ダイオード、13は該レーザ・ダイオード12の出力光の一部であるバック光を受けて再び電気変換するフォト・ダイオード、14は該フォト・ダイオード13の出力電流を電圧変換する抵抗、15は該レーザ・ダイオード12の出力光のパワーを制御する自動光パワー制御回路である。
【0172】
又、該CMOSインバータ2aは,P−CH型MOSトランジスタ2−1、N−CH型MOSトランジスタ2−2によって構成される。
【0173】
更に、該ピーク検出回路7の構成は、図12に示す如く、直列枝にダイオード、並列枝にコンデンサを備える回路で構成すればよい。
【0174】
最後に、該自動光パワー制御回路は図13の如く、平均値検出回路又はピーク検出回路と、該平均値検出回路又はピーク検出回路が基準状態で出力する基準電圧を反転入力端子に受け、該平均値検出回路又はピーク検出回路の出力電圧を非反転入力端子に受ける反転圧縮増幅器によって構成され、該反転圧縮増幅器の出力電圧によって該レーザ・ダイオード駆動回路のバイアス電流を制御するように構成する。
【0175】
図10の構成では、入力信号を該低域通過ろ波器1に通して高周波成分を抑圧した信号に変換し、該低域通過ろ波器1の出力信号を該CMOSインバータ2aに供給し、該CMOSインバータ2aの出力を該レーザ・ダイオード駆動回路11に供給し、該レーザ・ダイオード12によって電気信号を光信号に変換する。
【0176】
該レーザ・ダイオード12の出力光の一部であるバック光を該フォト・ダイオード13によって再び電気信号に変換して該抵抗14によって電圧変換する。
【0177】
該抵抗14の端子電圧を2分割し、一方は該自動光パワー制御回路15に供給して該レーザ・ダイオード駆動回路11のバイアス電流を制御して該レーザ・ダイオード12の出力パワーを一定に制御する。
【0178】
同時に、該抵抗14の端子電圧は該ピーク検出回路7に供給され、該ピーク検出回路7の出力電圧を該CMOSインバータ2aの電源電圧として供給する。
【0179】
今,入力電気信号のパルス幅が広くなったとする。この時には該CMOSインバータ2aの出力信号においてはパルス幅が狭くなり、この信号が該レーザ・ダイオード駆動回路11に供給されて該レーザ・ダイオード12を駆動する。
【0180】
ところで、該レーザ・ダイオード12には自動光パワー制御がかかっているので、該レーザ・ダイオード駆動回路11の入力パルス幅が狭くなると該レーザ・ダイオード12の出力光のパワーを一定に保つために該レーザ・ダイオード12の出力光の振幅を上昇させる方向に制御がかかる。
【0181】
従って、該ピーク検出回路7の出力電圧も上昇する方向に変化する。この電圧が該反転圧縮増幅器6aの非反転入力端子に供給され、該反転圧縮増幅器6aの出力が該CMOSインバータ2aに電源電圧として供給されるので、該CMOSインバータ2aの識別閾値も上昇し、該CMOSインバータ2aの出力信号のパルス幅が狭くなる方向に制御がかかる。
【0182】
かくの如くして、入力信号のパルス幅が広くなっても該レーザ・ダイオード12の出力光のパルス幅の広がりは抑圧される。
【0183】
同様に、入力信号のパルス幅が狭くなっても該レーザ・ダイオード12の出力光のパルス幅の狭まりは抑圧される。
【0184】
従って、図10の構成によって入力信号のパルス幅が変動しても、レーザ・ダイオードから出力される光信号のパルス幅の変動が抑圧される。
【0185】
しかも、上記パルス幅の制御において可変抵抗などの可変素子の人為的な調整を必要としない。従って、小型で低価格な電気・光変換回路を得ることができる。
【0186】
そして、図10の構成の利点は、パルス幅制御を行なうループの中に電気・光変換を行なう回路が入っているために、レーザ・ダイオードの出力特性の閾値に個体差があってもレーザ・ダイオードの出力光のパルス幅を一定に保つことができる点にある。
【0187】
さて、図9の構成と図10の構成は、CMOSノン・インバータとCMOSインバータが異なり、非反転圧縮増幅器と反転圧縮増幅器が異なるものの、本質的には同じ構成である。即ち、図9と図10の構成は、入力信号波形の高周波成分を減衰させた信号波形を識別するCMOSゲートと、該CMOSゲートの出力を受けるレーザ・ダイオード駆動回路と、該レーザ・ダイオード駆動回路によって駆動されて電気信号を光信号に変換するレーザ・ダイオードと、該レーザ・ダイオードのバック光を電気変換するフォト・ダイオードと、該フォト・ダイオードの出力電流を電圧変換した電圧によって該レーザ・ダイオード駆動回路のバイアスを制御して該レーザ・ダイオードに自動光パワー制御をかける自動光パワー制御回路と、該フォト・ダイオードの出力電流を電圧変換した電圧のピーク値を検出し、検出したピーク値によって該CMOSゲートの電源電圧を制御するピーク検出回路とを備える電気・光変換回路であるということができる。
【0188】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明により、パルス幅が変動した入力信号を受けても一定のパルス幅の信号を出力する小型で低価格なパルス幅制御回路が得られ、上記パルス幅制御技術を適用する小型で低価格な電気・光変換回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第一の実施の形態。
【図2】 図1の構成の動作を説明する図。
【図3】 本発明の第二の実施の形態。
【図4】 本発明の第三の実施の形態。
【図5】 本発明の第一の実施の形態の変形。
【図6】 本発明の第四の実施の形態。
【図7】 本発明の第四の実施の形態の変形。
【図8】 本発明の第五の実施の形態。
【図9】 本発明の第六の実施の形態。
【図10】 本発明の第六の実施の形態の変形。
【図11】 平均値検出回路の例。
【図12】 ピーク検出回路の例。
【図13】 自動光パワー制御回路の例。
【図14】 従来のパルス幅制御回路の例。
【図15】 従来の電気・光変換回路の例。
【符号の説明】
1 低域通過ろ波器(LPF)
2 CMOSノン・インバータ
2a CMOSインバータ
2−1 P−CH型MOSトランジスタ
2−2 N−CH型MOSトランジスタ
2−3 P−CH型MOSトランジスタ
2−4 N−CH型MOSトランジスタ
3 自動レベル制御回路(ALC回路)
4 平均値検出回路
5 分圧回路
5a 分圧回路
5−1 抵抗
5−2 抵抗
5−3 温度特性を有する抵抗
6 非反転圧縮増幅器
6a 反転圧縮増幅器
7 ピーク検出回路
8 直流遮断コンデンサ
9 第二の平均値検出回路
10 緩衝増幅器
11 レーザ・ダイオード駆動回路(LD駆動回路)
12 レーザ・ダイオード
13 フォト・ダイオード
14 抵抗
15 自動光パワー制御回路(APC回路)
16 差動増幅器
50 緩衝増幅器
51 積分回路
51−1 抵抗
51−2 コンデンサ
52 パルス幅の人為的な調整回路
52−1 直流遮断コンデンサ
52−2 抵抗
52−3 可変抵抗
52−4 インバータ
53 レーザ・ダイオード駆動回路(LD駆動回路)
54 レーザ・ダイオード
55 フォト・ダイオード
56 抵抗
57 自動光パワー制御回路(APC回路)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pulse width control circuit and an electric / optical conversion circuit, and in particular, a small and low-cost pulse width control circuit that outputs a signal with a constant duty ratio even when an input signal with a varying duty ratio is received, and the above-mentioned The present invention relates to an electrical / optical conversion circuit to which a pulse width control technique is applied.
[0002]
In the signal transmission apparatus, the logic level “1” and the logic level “0” are alternately repeated (that is, the code rate of the logic level “1” and the logic level “0”) in order to be able to stably identify the logic level. In this case, the design is performed on the assumption that the duration of the logical level “1” is equal to the duration of the logical level “0”, that is, the duty ratio is 50%.
[0003]
Even if the rate of the logic level “1” code (referred to as a normal mark) and the logic level “0” code (referred to as a normal space) deviate from 50%, within a predetermined time In the case of a code that maintains a mark rate of 50%, the duration of one mark and the duration of one space are required to be the same as when the mark and space are alternately repeated.
[0004]
However, since the rise time and the fall time of the pulse signal are usually not zero, and the rise time and the fall time are usually not equal, the duty ratio is changed due to the fluctuation of the threshold value of the identification circuit used in the signal transmission device. May fluctuate.
[0005]
Once the duty ratio fluctuates, the signal is transmitted while the fluctuation is preserved. As a result, in the subsequent signal transmission apparatus, the identification timing margin decreases, the identification error of the logic level of the signal increases, and the signal transmission quality decreases.
[0006]
Moreover, when a signal with a duty ratio fluctuating as described above is input to the electrical / optical conversion circuit, the duty ratio also remains fluctuating in the optical signal, and at the same time, automatic power control (Automatic Power Control: The amplitude of the light pulse varies.
[0007]
Accordingly, it is strongly desired to realize a pulse width control circuit that outputs a signal with a constant duty ratio even when an input signal with a varying duty ratio is received, and an electric / optical conversion circuit to which the pulse width control technique is applied.
[0008]
[Prior art]
FIG. 14 shows an example of a conventional pulse width adjustment circuit.
[0009]
In FIG. 14, 50 is a buffer amplifier, 51 is an integration circuit, and 52 is an artificial adjustment circuit for the pulse width.
[0010]
The integrating circuit 51 includes a resistor 51-1 and a capacitor 51-2. The pulse width adjusting circuit 52 includes a DC blocking capacitor 52-1, a resistor 52-2, a variable resistor 52-3, and an inverter 52-4. Composed.
[0011]
In the configuration of FIG. 14, the pulse width is artificially adjusted as follows.
[0012]
That is, the input signal is supplied to the integration circuit 51 via the buffer amplifier 50, and converted from a pulse waveform to an exponential function charge / discharge waveform.
[0013]
The output of the integrating circuit 51 is supplied to the pulse width adjusting circuit 52. First, the DC component is cut off by the DC blocking capacitor 52-1, and then the component consisting of the resistor 52-2 and the variable resistor 52-3. The DC component is again superimposed by the pressure circuit.
[0014]
The output of the voltage dividing circuit is applied to the inverter 52-4. The inverter 52-4 has a specific threshold value for discriminating between the logic level “1” and the logic level “0”.
[0015]
On the other hand, the level of the waveform input to the inverter 52-4 can be artificially adjusted by the voltage dividing circuit.
[0016]
Therefore, the pulse width at the output terminal of the inverter 52-4 can be artificially adjusted to a predetermined value based on the relationship between the DC level superimposed by the voltage dividing circuit and the threshold value of the inverter 52-4.
[0017]
FIG. 15 shows an example of a conventional electric / optical conversion circuit.
[0018]
In FIG. 15, 50 is a buffer amplifier, 51 is an integration circuit, and 52 is an artificial adjustment circuit for the pulse width. The integrating circuit 51 includes a resistor 51-1 and a capacitor 51-2, and the artificial adjustment circuit 52 for the pulse width includes a DC blocking capacitor 52-1, a resistor 52-2, a variable resistor 52-3, an inverter. 52-4. The above-described components constitute the conventional pulse width adjustment circuit shown in FIG.
[0019]
Further, 53 is a laser diode drive circuit (indicated as an LD drive circuit in the figure), 54 is a laser diode, 55 is a photo diode that electrically converts back light of the laser diode again, and 56 is the laser diode. A resistor 57 for converting the current output from the photodiode 55 into a voltage is an automatic optical power control circuit (also abbreviated as an APC circuit in many cases).
[0020]
The output of the pulse width adjusting circuit in FIG. 15, that is, the output of the inverter 52-4 is supplied to the laser diode driving circuit 53, and the laser diode 54 is driven to convert the electrical signal into an optical signal.
[0021]
A part of the output light of the laser diode 54, which is usually called back light, is supplied to the photo diode 55 and converted again into electrical power, and is converted into voltage by the resistor 56.
[0022]
The voltage-converted signal by the resistor 56 is guided to the automatic optical power control circuit 57, and after a mean value detection or peak detection, a difference voltage from the reference voltage is generated, and the laser diode drive is generated by the voltage. The bias current of the circuit 53 is controlled to keep the optical output power of the laser diode 54 constant.
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional pulse width adjustment circuit shown in FIG. 14, the level of the waveform input to the inverter 52-4 is artificially adjusted by the variable resistor 52-3 to obtain a threshold value unique to the inverter 52-4. The pulse width is artificially adjusted. In other words, the variable resistor is an essential component in the configuration of FIG.
[0024]
However, since the shape of the variable resistor is large and the variable mechanism is not compatible with an integrated circuit, the shape of the field width artificial adjustment circuit in FIG. 14 is large. Further, since the above-described artificial adjustment work is necessary, the pulse width adjustment circuit of FIG. 14 increases the man-hours for adjustment and increases the price of the pulse width adjustment circuit.
[0025]
Similarly, in the electrical / optical conversion circuit of FIG. 15, the circuit shape increases and the price increases.
[0026]
In view of such problems, the present invention is a small and low-cost pulse width control circuit that outputs a signal with a constant duty ratio even when an input signal with a varying duty ratio is received, and an electric / An object is to provide an optical conversion circuit.
[0027]
[Means for Solving the Problems]
The basic configuration of the pulse width control circuit according to the present invention is that the input signal is passed through a low-pass filter to convert the pulse waveform into a waveform whose level gradually increases / decreases, and the waveform whose level gradually increases / decreases is CMOS non-inverter. (Complementary Metal-Oxide Semiconductor Non-Invertor), the output of the CMOS non-inverter is supplied to an automatic level control circuit, and the voltage obtained by detecting the average value of the output of the automatic level control circuit is supplied to the non-inverting compression amplifier. The non-inverting compression amplifier is supplied to the inverting input terminal of the non-inverting compression amplifier with a voltage half the output of the non-inverting compression amplifier as a reference voltage, and the output of the non-decision compression amplifier is supplied to the power source of the CMOS non-inverter. It is the structure supplied as a voltage.
[0028]
According to the basic configuration of the pulse width control circuit of the present invention, when the duty ratio of the input signal varies, the fluctuation of the pulse width of the input signal is suppressed by the following operation.
[0029]
Here, description will be made assuming that the pulse width of the input signal is increased. When the pulse field of the input signal increases, the power supply voltage of the CMOS non-inverter is the voltage before the pulse width fluctuates at this moment, and the threshold value is also the threshold value before the pulse width fluctuates.・ The output pulse width of the inverter is expanded.
[0030]
Accordingly, the output pulse width of the automatic level control circuit is widened, and the output of the average value detection circuit is also increased.
[0031]
Since the output of the average value detection circuit is supplied to the non-inverting input terminal of the non-inverting compression amplifier, the output voltage of the non-inverting compression amplifier also increases.
[0032]
Since the output voltage of the non-inverting compression amplifier is supplied to the CMOS non-inverter as a power supply voltage, the discrimination threshold of the CMOS non-inverter is also increased, and the output pulse width of the CMOS non-inverter is narrowed.
[0033]
Accordingly, the output pulse width of the automatic level control circuit is also narrowed. By the way, since the output of the CMOS non-inverter is controlled to have a constant amplitude by the automatic level control circuit, the output obtained by detecting the average value of the output of the automatic level control circuit is lowered.
[0034]
Accordingly, the output voltage of the non-inverting compression amplifier is lowered, the discrimination threshold value of the CMOS non-inverter is also lowered, and control is performed so that the width of the output pulse of the CMOS non-inverter is widened.
[0035]
Further, since ½ of the output voltage of the non-inverting compression amplifier is supplied as a reference voltage to the inverting input terminal of the non-inverting compression amplifier, the output of the average value detection circuit and the output voltage of the non-inverting compression amplifier are fed by the feedback. Control is performed so that ½ of the code finally matches.
[0036]
That is, in the CMOS non-inverter, the discrimination threshold is ½ of the power supply voltage, but control is performed so that the discrimination threshold is equal to the average value of the signal. This indicates that fluctuations in the pulse width of the signal are suppressed.
[0037]
In the above description, it is assumed that the pulse width of the input signal is widened. However, even when the pulse width of the input signal is narrowed, fluctuations in the pulse width are similarly suppressed.
[0038]
In this way, even if the pulse width of the input signal varies, the variation in the pulse width is suppressed in the output signal.
[0039]
In addition, artificial adjustment of a variable element such as a variable resistor is not required in the control of the pulse width. Therefore, a small and inexpensive pulse width control circuit can be obtained.
[0040]
In addition, it is possible to reduce the size and price of an electric / optical conversion circuit in which the pulse width control circuit is applied to an input circuit.
[0041]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
[0042]
In FIG. 1, 1 is a low-pass filter, 2 is a CMOS non-inverter, 3 is an automatic level control circuit, 4 is an average value detection circuit, 5 is a voltage dividing circuit, and 6 is a non-inverting compression amplifier.
[0043]
The CMOS non-inverter 2 includes a P-CH type MOS transistor 2-1, an N-CH type MOS transistor 2-2, a P-CH type MOS transistor 2-3, and an N-CH type MOS transistor 2-4. The voltage dividing circuit 5 includes a resistor 5-1 and a resistor 5-2.
[0044]
Furthermore, as shown in FIG. 11, the average value detection circuit 4 may be configured by a circuit having a resistor in the series branch and a capacitor in the parallel branch. If the time constant is set longer than the time for defining the mark rate of the signal, the correct average value of the signal can be obtained even if the microscopic rate of the mark and space fluctuates.
[0045]
In the configuration of FIG. 1, an input signal is passed through the low-pass filter 1 and converted from a pulse waveform to a waveform in which a high-frequency component whose level gradually increases / decreases is attenuated, and the low-pass filter 1 The output is supplied to the complementary metal-oxide semiconductor non-invertor (CMOS) 2, the output of the CMOS non-inverter 2 is supplied to the automatic level control circuit 3, and the output of the automatic level control circuit 3 is supplied. The voltage detected by the average value detection circuit 4 is supplied to the non-inverting input terminal of the non-inverting compression amplifier 6, and the inverting input terminal of the non-inverting compression amplifier 6 is ½ of the output of the non-inverting compression amplifier 6. A voltage is supplied as a reference voltage, and an output of the non-inverting compression amplifier 6 is supplied as a power supply voltage for the CMOS non-inverter 2. The output of the automatic level control circuit 3 is used as the output of the pulse width control circuit.
[0046]
2 is a diagram for explaining the operation of the configuration of FIG. 1. FIG. 2 (a) shows the input of the low-pass filter, FIG. 2 (b) shows the output of the CMOS non-inverter, and FIG. The output of the automatic level control circuit is shown.
[0047]
Hereinafter, the operation of the configuration of FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0048]
A signal indicated by a thin solid line in FIG. 2A is a signal having a normal pulse width, and a signal indicated by a thick solid line is a signal having a wide pulse width. Here, it is assumed that a signal indicated by a thick solid line in FIG. 2A is input to the low-pass filter 1 in FIG.
[0049]
2 (b) shows the output of the low-pass filter 1 when the signal indicated by the thick solid line in FIG. 2 (a) is input, corresponding to the characteristics of the low-pass filter 1. FIG. A waveform with suppressed high-frequency components. If the low-pass filter 1 is constituted by an integrating circuit as shown in FIG. 14, the rising waveform in FIG. 2 (b) is an exponential function that increases the amplitude by the charging time constant of the integrating circuit. The falling waveform becomes an exponential function that decreases the amplitude by the discharge time constant of the integration circuit.
[0050]
The waveform of FIG. 2B is input to the CMOS non-inverter 2 of FIG. The discrimination threshold of the CMOS non-inverter 2 is equal to ½ of the power supply voltage supplied at this moment. If this is equal to the threshold value 1 in FIG. 2 (b), the output of the CMOS non-inverter 2 becomes a logic level “1” when the amplitude of the waveform in FIG. When the amplitude of the waveform of 2 (b) is smaller than the threshold value 1, the waveform becomes a logic level “0”. Since this is supplied to the CMOS non-inverter 2 of FIG. 1, even in the output waveform of the CMOS non-inverter, the pulse width becomes wider than a predetermined value.
[0051]
Since the output of the CMOS non-inverter 2 is supplied to the automatic level control circuit 3 of FIG. 1, the output of the automatic level control circuit 3 has a waveform in which the amplitude is constant and the pulse width is wider than the internal value. This is shown by a thick solid line waveform in FIG.
[0052]
Since the thick solid line waveform in FIG. 2 (c) is supplied to the average value detection circuit 4 in FIG. 1, the output of the average value detection circuit 4 rises.
[0053]
Since the output of the average value detection circuit 4 is supplied to the non-inverting input terminal of the non-inverting compression amplifier 6 of FIG. 1, the output voltage of the non-inverting compression amplifier 6 also rises.
[0054]
The output voltage of the non-inverting compression amplifier 6 is supplied to the CMOS non-inverter 2 as a power supply voltage. By the way, since the identification threshold value of the CMOS non-inverter 2 is ½ of the power supply voltage supplied to the CMOS non-inverter 2, the identification threshold value of the CMOS non-inverter 2 also increases, and the CMOS non-inverter 2 The width of the output pulse 2 is reduced.
[0055]
Accordingly, the output pulse width of the automatic level control circuit 3 is also narrowed. This is shown by the thin solid line waveform in FIG.
[0056]
By the way, since the output of the CMOS non-inverter 2 is controlled to a constant amplitude by the automatic level control circuit 3, the voltage obtained by detecting the average value of the output of the automatic level control circuit 3 by the average value detection circuit 4 of FIG. descend.
[0057]
Accordingly, the output voltage of the non-inverting compression amplifier 6 is lowered, the discrimination threshold value of the CMOS non-inverter 2 is also lowered, and control is performed so that the output pulse width of the CMOS non-inverter 2 is widened.
[0058]
Further, since ½ of the output voltage of the non-inverting compression amplifier 6 is supplied as a reference voltage to the inverting input terminal of the non-inverting compression amplifier 6, the output of the average value detection circuit 4 and the non-inverting compression amplifier are fed by the feedback. Control is performed so that ½ of the output voltage of 6 finally matches.
[0059]
That is, control is performed so that the discrimination threshold of the CMOS non-inverter 2 is equal to the average value of the signal. This means that fluctuations in the direction in which the pulse width of the signal widens is suppressed.
[0060]
In the above description, it is assumed that the pulse width of the input signal is widened. However, even when the pulse width of the input signal is narrowed, fluctuations in the pulse width are similarly suppressed.
[0061]
In this manner, even if the pulse width of the input signal varies, the variation in the pulse width is suppressed in the output signal.
[0062]
In addition, artificial adjustment of a variable element such as a variable resistor is not required in the control of the pulse width. Therefore, a small and inexpensive pulse width control circuit can be obtained.
[0063]
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
[0064]
In FIG. 3, 1 is a low-pass filter, 2 is a CMOS non-inverter, 3 is an automatic level control circuit, 4 is an average value detection circuit, 6 is a non-inverting compression amplifier, 7 is a peak detection circuit, and 8 is a direct current. It is a blocking capacitor.
[0065]
The CMOS non-inverter 2 includes a P-CH type MOS transistor 2-1, an N-CH type MOS transistor 2-2, a P-CH type MOS transistor 2-3, and an N-CH type MOS transistor 2-4. Composed.
[0066]
Furthermore, as shown in FIG. 11, the average value detection circuit 4 may be configured by a circuit having a resistor in the series branch and a capacitor in the parallel branch. If the time constant is set longer than the time for defining the mark rate of the signal, the correct average value of the signal can be obtained even if the microscopic rate of the mark and space fluctuates.
[0067]
Further, the configuration of the peak detection circuit 7 may be a circuit having a diode in the serial branch and a capacitor in the parallel branch, as shown in FIG.
[0068]
In the configuration of FIG. 3, an input signal is passed through the low-pass filter 1 to convert a pulse waveform into a waveform in which a high-frequency component is attenuated, and the output of the low-pass filter 1 is converted to the CMOS non-pass filter 1. Supply to the inverter 2, supply the output of the CMOS non-inverter 2 to the automatic level control circuit 3, divide the output of the automatic level control circuit 3 into two, and supply one to the average value detection circuit 4 The other is supplied to the peak detection circuit 7 through the DC blocking capacitor 8, and the output of the average value detection circuit 4 is supplied to the non-inverting input terminal of the non-inverting compression amplifier 6. The output is supplied to the inverting input terminal of the non-inverting compression amplifier 6, and the output of the non-inverting compression amplifier 6 is supplied to the CMOS non-inverter 2 as a power supply voltage.
[0069]
Here, description will be made assuming that the pulse width of the input signal is widened.
[0070]
When the input signal passes through the low-pass filter 1, the high frequency component is attenuated and converted into a waveform whose level gradually increases / decreases. This waveform is identified by the identification threshold value of the CMOS non-inverter 2 and returned to a pulse waveform.
[0071]
Now, since it is assumed that the pulse width of the input signal is widened, the pulse width at the output of the CMOS non-inverter 2 is also widened. Therefore, the pulse width is wide at the output of the automatic level control circuit 3 as well. Become.
[0072]
Since the output of the automatic level control circuit 3 is supplied to the average value detection circuit 4, the output of the average value detection circuit 4 rises, and therefore the output of the non-inverting compression amplifier 6 also rises.
[0073]
Along with this, the discrimination threshold of the CMOS non-inverter 2 rises, so that the pulse width of the output waveform of the CMOS non-inverter 2 changes in the direction of narrowing.
[0074]
Therefore, the average value of the output of the automatic level control circuit 3 is lowered and the output of the non-inverting compression amplifier 6 is also lowered, so that the discrimination threshold value of the CMOS non-inverter 2 is lowered.
[0075]
As a result, control is performed in the direction in which the pulse width becomes wider in the output waveform of the CMOS non-inverter.
[0076]
Further, a signal obtained by cutting off the direct current output from the automatic level control circuit 3 is supplied to the peak detection circuit 7. Therefore, the output of the peak detection circuit 7 becomes a voltage that is ½ of the output amplitude of the automatic level control circuit 4.
[0077]
That is, control is performed so that the discrimination threshold of the CMOS non-inverter 2 is equal to the average value of the signal. This means that fluctuations in the direction in which the pulse width of the signal widens is suppressed.
[0078]
In the above description, it is assumed that the pulse width of the input signal is widened. However, even when the pulse width of the input signal is narrowed, fluctuations in the pulse width are similarly suppressed.
[0079]
In this way, even if the pulse width of the input signal varies, the variation in the pulse width is suppressed in the output signal.
[0080]
In addition, artificial adjustment of a variable element such as a variable resistor is not required in the control of the pulse width. Therefore, a small and inexpensive pulse width control circuit can be obtained.
[0081]
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
[0082]
In FIG. 4, 1 is a low-pass filter, 2 is a CMOS non-inverter, 3 is an automatic level control circuit, 4 is an average value detection circuit, 5 is a voltage dividing circuit, 6 is a non-inverting compression amplifier, and 8 is a direct current. A cutoff capacitor 9 is a second average value detection circuit.
[0083]
The CMOS non-inverter 2 includes a P-CH type MOS transistor 2-1, an N-CH type MOS transistor 2-2, a P-CH type MOS transistor 2-3, and an N-CH type MOS transistor 2-4. The voltage dividing circuit 5 includes a resistor 5-1 and a resistor 5-2.
[0084]
Further, the configuration of the average value detection circuit 4 and the second average value detection circuit 9 may be configured by a circuit having a resistor in the serial branch and a capacitor in the parallel branch, as shown in FIG. If the time constant is set longer than the time for defining the mark rate of the signal, the correct average value of the signal can be obtained even if the microscopic rate of the mark and space fluctuates.
[0085]
In the configuration of FIG. 4, an input signal is passed through the low-pass filter 1 to convert a pulse waveform into a waveform in which a high-frequency component is attenuated, and the output of the low-pass filter 1 is converted into the CMOS non-pass filter 1. Supply to the inverter 2, supply the output of the CMOS non-inverter 2 to the automatic level control circuit 3, divide the output of the automatic level control circuit 3 into two, and supply one to the average value detection circuit 4 The other is supplied to the second average value detection circuit 9 via the DC blocking capacitor 8 and the voltage dividing circuit 5, and the output of the average value detection circuit 4 is supplied to the non-inverting input terminal of the non-inverting compression amplifier 6. And the output of the second average value detection circuit 9 is supplied to the inverting input terminal of the non-inverting compression amplifier 6, and the output of the non-inverting compression amplifier 6 is supplied to the CMOS non-inverter 2 as a power supply voltage. , Also supplied to one end of the voltage dividing circuit 5 That.
[0086]
Here, description will be made assuming that the pulse width of the input signal is widened.
[0087]
When the input signal passes through the low-pass filter 1, the high frequency component is attenuated and converted into a waveform whose level gradually increases / decreases. This waveform is identified by the identification threshold value of the CMOS non-inverter 2 and returned to a pulse waveform.
[0088]
Now, since it is assumed that the pulse width of the input signal is widened, the pulse width at the output of the CMOS non-inverter 2 is also widened. Therefore, the pulse width is wide at the output of the automatic level control circuit 3 as well. Become.
[0089]
Since the output of the automatic level control circuit 3 is supplied to the average value detection circuit 4, the output of the average value detection circuit 4 rises, and therefore the output of the non-inverting compression amplifier 6 also rises.
[0090]
Along with this, the discrimination threshold of the CMOS non-inverter 2 rises, so that the pulse width of the output waveform of the CMOS non-inverter 2 changes in the direction of narrowing.
[0091]
Therefore, the average value of the output of the automatic level control circuit 3 is lowered and the output of the non-inverting compression amplifier 6 is also lowered, so that the discrimination threshold value of the CMOS non-inverter 2 is lowered.
[0092]
As a result, control is applied in the direction in which the pulse width becomes wider in the output waveform of the CMOS non-inverter 2.
[0093]
Further, a signal obtained by superimposing a voltage obtained by dividing the output of the non-inverting compression amplifier 6 by the voltage dividing circuit 5 on the signal obtained by cutting off the direct current of the output of the automatic level control circuit 3 is supplied to the second average value detection circuit 9. Supplied. Therefore, the output of the second average value detection circuit 9 becomes a voltage that is ½ of the output amplitude of the non-inverting compression amplifier 6.
[0094]
That is, control is performed so that the discrimination threshold of the CMOS non-inverter 2 is equal to the average value of the signal. This means that fluctuations in the direction in which the pulse width of the signal widens is suppressed.
[0095]
In the above description, it is assumed that the pulse width of the input signal is widened. However, even when the pulse width of the input signal is narrowed, fluctuations in the pulse width are similarly suppressed.
[0096]
In this way, even if the pulse width of the input signal varies, the variation in the pulse width is suppressed in the output signal.
[0097]
In addition, artificial adjustment of a variable element such as a variable resistor is not required in the control of the pulse width. Therefore, a small and inexpensive pulse width control circuit can be obtained.
[0098]
Also in the configuration of FIG. 4, the output of the second average value detection circuit 9 is equal to ½ of the output of the non-inverted compression amplifier 6. Therefore, the operation is basically the same as that of the configuration of FIG. Even when the characteristics of the average value detection circuit 4 and the second average value detection circuit 9 have errors from the characteristics of the ideal average value detection circuit, these errors can be canceled out.
[0099]
FIG. 5 is a modification of the first embodiment of the present invention.
[0100]
In FIG. 5, 1 is a low-pass filter, 2a is a CMOS inverter, 3 is an automatic level control circuit, 4 is an average value detection circuit, 5 is a voltage dividing circuit, 6 is a non-inverting compression amplifier, and 7 is a peak detection circuit. , 16 is a differential amplifier whose absolute value of voltage gain is 1 on both the inverting side and the non-inverting side.
[0101]
The CMOS inverter 2a is composed of a P-CH type MOS transistor 2-1 and an N-CH type MOS transistor 2-2, and the voltage dividing circuit 5 is composed of a resistor 5-1 and a resistor 5-2. .
[0102]
Furthermore, as shown in FIG. 11, the average value detection circuit 4 may be configured by a circuit having a resistor in the series branch and a capacitor in the parallel branch. If the time constant is set longer than the time for defining the mark rate of the signal, the correct average value of the signal can be obtained even if the microscopic rate of the mark and space fluctuates.
[0103]
Further, the configuration of the peak detection circuit 7 may be a circuit having a diode in the serial branch and a capacitor in the parallel branch, as shown in FIG.
[0104]
The differential amplifier 16 having an absolute value of voltage gain of 1 on both the inverting side and the non-inverting side forms a voltage follower by an operational amplifier and divides the voltage by 1/2 on the non-inverting input terminal side of the voltage follower. This can be realized by connecting a circuit.
[0105]
In the configuration of FIG. 5, the input signal is passed through the low-pass filter 1 to convert the pulse waveform into a waveform in which the level at which the high-frequency component is attenuated gradually increases / decreases, and the low-pass filter 1 The output is supplied to a CMOS inverter (Complementary Metal-Oxide Semiconductor Invertor) 2a, the output of the CMOS inverter 2a is supplied to the automatic level control circuit 3, and the output of the automatic level control circuit 3 is supplied to the average value detection circuit 4 And the peak detection circuit 7 detects the peak value, supplies the output of the average value detection circuit 4 to the inverting input terminal of the differential amplifier 16, and outputs the output of the peak detection circuit to the differential amplifier. The non-inverting input terminal is supplied, the output of the differential amplifier 16 is supplied to the non-inverting input terminal of the non-inverting compression amplifier 6, and the non-inverting input terminal of the non-inverting compression amplifier 6 is supplied to the non-inverting input terminal by the voltage dividing circuit 5. Rolling a half voltage of the output of the compression amplifier 6 and supplied as a reference voltage, and supplies the output of the non-determination compression amplifier 6 as a power supply voltage of the CMOS inverter 2a. The output of the automatic level control circuit 3 is used as the output of the pulse width control circuit.
[0106]
When the output of the low-pass filter 1 is supplied to the CMOS inverter 2a, the output of the average value detection circuit 4 decreases as the duty ratio of the input signal increases.
[0107]
When the output of the average value circuit 4 is supplied directly to the non-inverting input terminal of the non-inverting compression amplifier 6, the threshold value of the CMOS inverter 2a is lowered, the output of the average value detecting circuit is further lowered, and the duty ratio of the signal is reduced. It is impossible to control to restore
[0108]
The above control is possible when the power supply voltage of the CMOS inverter can be increased when the duty ratio of the input signal is increased. For this reason, it seems that the polarity of the compression amplifier may be reversed at first glance.
[0109]
However, when the polarity of the compression amplifier is simply reversed, positive feedback is applied to the compression amplifier by the voltage dividing circuit 5, making it impossible to obtain a stable operation.
[0110]
Therefore, the peak detection circuit 7 and the differential amplifier 16 are provided to generate a voltage obtained by subtracting the output of the average value detection circuit 4 from the output of the peak detection circuit 7, and the ratio of the ratio inverting compression amplifier 6. When supplied to the inverting input terminal, when the duty ratio of the input voltage increases in the configuration of FIG. 1, the same voltage as that supplied to the ratio inverting input terminal of the ratio inverting compression amplifier 6 can be supplied. The ratio can be controlled.
[0111]
Therefore, although the configuration for controlling the duty ratio of a signal using a CMOS non-inverter in FIG. 1 has been shown, the same can be achieved using a CMOS inverter.
[0112]
That is, the technique shown in FIGS. 1 and 5 essentially includes a CMOS gate for identifying a signal waveform in which a high frequency component of an input signal waveform is attenuated, and an average value detection for detecting an average value of the output waveform of the CMOS gate. A non-inverting compression circuit that receives a voltage half of its output at its inverting input terminal, receives a change in the output of the average value detection circuit at its non-inverting input terminal, and supplies the output to the CMOS gate as a power supply voltage It can be said that the pulse width control circuit includes an amplifier.
[0113]
Needless to say, the technique shown in the configuration of FIG. 5 can also be applied to the configurations of FIGS. 3 and 4.
[0114]
1, 3, 4, and 5, consistently, the output of the CMOS gate is supplied to the automatic level control circuit, and the output of the automatic level control circuit is supplied to the average value detection circuit or the peak detection circuit. The configuration to supply to has been shown. However, the present invention is not limited to the above configuration, and the pulse width can be controlled by a configuration in which the output of the CMOS gate is directly supplied to the average value detection circuit or the peak detection circuit. This is clear if the operation of the pulse width control already described is confirmed with respect to the above-mentioned configuration, but if it is dared to add, if the duty ratio of the input signal changes and enters the control operation of the duty ratio, the CMOS gate This is because the average value detection circuit 4 can always detect the change in the average value of the output of the CMOS gate.
[0115]
In the case of the above configuration, since the logic level of the output of the CMOS gate can vary depending on the input pulse width while the duty ratio is controlled, the CMOS gate and the average value detection circuit or the peak detection circuit It is desirable that an automatic level control circuit is arranged after the connection point of the above and the output of the automatic level control circuit is used as the output of the pulse width control circuit.
[0116]
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention.
[0117]
In FIG. 6, 1 is a low-pass filter, 2 is a CMOS non-inverter, 3 is an automatic level control circuit, 5a is a voltage dividing circuit, and 10 is a buffer amplifier.
[0118]
The CMOS non-inverter 2 includes a P-CH type MOS transistor 2-1, an N-CH type MOS transistor 2-2, a P-CH type MOS transistor 2-3, and an N-CH type MOS transistor 2-4. The voltage dividing circuit 5a includes a resistor 5-1 and a resistor 5-3 having temperature characteristics.
[0119]
In the configuration of FIG. 6, an input signal is passed through the low-pass filter 1 to convert a pulse waveform into a waveform in which a high-frequency component is attenuated, and the output of the low-pass filter 1 is converted to the CMOS non-inverter. 2 is supplied to the CMOS non-inverter 2 through the buffer amplifier 10 as a power supply voltage.
[0120]
When the temperature characteristic of the pulse width of the input signal to the configuration of FIG. 6 has a positive coefficient, fluctuation of the pulse width can be suppressed by applying a resistor having a positive temperature coefficient as the resistor 5-3. .
[0121]
This is because it is assumed that the temperature coefficient of the resistor 5-3 is positive. Therefore, when the temperature rises, the power supply voltage supplied to the CMOS non-inverter 2 rises, and the CMOS non-inverter accordingly. The identification threshold of 2 also increases. As a result, the pulse width at the output of the CMOS non-inverter 2 becomes narrow, and the spread of the pulse width of the input signal is suppressed.
[0122]
When the temperature decreases, the power supply voltage supplied to the CMOS non-inverter 2 also decreases, and the discrimination threshold of the CMOS non-inverter 2 also decreases accordingly. As a result, the pulse width at the output of the CMOS non-inverter 2 is widened, and the narrowing of the pulse width of the input signal can be suppressed.
[0123]
Conversely, when the temperature characteristic of the pulse width of the input signal to the configuration of FIG. 6 has a negative coefficient, fluctuation of the pulse width is suppressed by applying a resistor having a negative temperature coefficient as the resistor 5-3. be able to.
[0124]
Because it is assumed that the temperature coefficient of the resistor 5-3 is negative, the power supply voltage supplied to the CMOS non-inverter 2 decreases as the temperature rises, and the CMOS non-inverter is accordingly reduced. The identification threshold of 2 also falls. As a result, the pulse width at the output of the CMOS non-inverter 2 becomes wider, and the narrowing of the pulse width of the input signal is suppressed.
[0125]
When the temperature falls, the power supply voltage supplied to the CMOS non-inverter 2 rises, and the discrimination threshold of the CMOS non-inverter 2 rises accordingly. As a result, the pulse width at the output of the CMOS non-inverter 2 becomes narrow, and the spread of the pulse width of the input signal can be suppressed.
[0126]
In this way, even if there is a temperature fluctuation in the pulse width of the input signal, the fluctuation in the pulse width is suppressed in the output signal.
[0127]
In addition, artificial adjustment of a variable element such as a variable resistor is not required in the control of the pulse width. Therefore, a small and inexpensive pulse width control circuit can be obtained.
[0128]
The advantage of the configuration of FIG. 6 is that the circuit configuration is simplified in a feed-forward type pulse width control circuit.
[0129]
If the voltage having the temperature coefficient is generated by a circuit that combines a plurality of resistors having the temperature coefficient instead of the simple voltage dividing circuit as shown in FIG. 6, the accuracy of the pulse width control can be improved.
[0130]
FIG. 7 is a modification of the fourth embodiment of the present invention.
[0131]
In FIG. 7, 1 is a low-pass filter, 2a is a CMOS inverter, 3 is an automatic level control circuit, 5a is a voltage dividing circuit, and 10 is a buffer amplifier.
[0132]
The CMOS inverter 2a includes a P-CH type MOS transistor 2-1 and an N-CH type MOS transistor 2-2. The voltage dividing circuit 5a includes a resistor 5-1 and a resistor 5-3 having temperature characteristics. Consists of.
[0133]
In the configuration of FIG. 7, an input signal is passed through the low-pass filter 1 to convert a pulse waveform into a waveform in which high-frequency components are attenuated, and the output of the low-pass filter 1 is sent to the CMOS inverter 2a. The voltage having a temperature characteristic supplied and burned out by the voltage dividing circuit 5a is supplied to the CMOS inverter 2a through the buffer amplifier 10 as a power supply voltage.
[0134]
When the temperature characteristic of the pulse width of the input signal to the configuration of FIG. 7 has a positive coefficient, fluctuation of the pulse width can be suppressed by applying a resistor having a positive temperature coefficient as the resistor 5-3. .
[0135]
This is because it is assumed that the temperature coefficient of the resistor 5-3 is positive. Therefore, when the temperature rises, the power supply voltage supplied to the CMOS inverter 2a rises, and the discrimination threshold of the CMOS inverter 2a increases accordingly. Also rises. As a result, the pulse width at the output of the CMOS inverter 2a becomes narrow, and the spread of the pulse width of the input signal is suppressed.
[0136]
When the temperature decreases, the power supply voltage supplied to the CMOS inverter 2a also decreases, and the identification threshold value of the CMOS inverter 2a also decreases accordingly. As a result, the pulse width at the output of the CMOS inverter 2a is widened, and the narrowing of the pulse width of the input signal can be suppressed.
[0137]
Conversely, when the temperature characteristic of the pulse width of the input signal to the configuration of FIG. 7 has a negative coefficient, fluctuation of the pulse width can be suppressed by applying a resistor having a negative temperature coefficient as the resistor 5-3. be able to.
[0138]
This is because it is assumed that the temperature coefficient of the resistor 5-3 is negative. Therefore, when the temperature rises, the power supply voltage supplied to the CMOS inverter 2a decreases, and the discrimination threshold of the CMOS inverter 2a is accordingly increased. Also descends. As a result, the pulse width at the output of the CMOS inverter 2a becomes wider, and the narrowing of the pulse width of the input signal is suppressed.
[0139]
When the temperature decreases, the power supply voltage supplied to the CMOS inverter 2a increases, and the identification threshold value of the CMOS inverter 2a also increases accordingly. As a result, the pulse width at the output of the CMOS inverter 2a becomes narrow, and the spread of the pulse width of the input signal can be suppressed.
[0140]
In this way, even if there is a temperature fluctuation in the pulse width of the input signal, the fluctuation in the pulse width is suppressed in the output signal.
[0141]
In addition, artificial adjustment of a variable element such as a variable resistor is not required in the control of the pulse width. Therefore, a small and inexpensive pulse width control circuit can be obtained.
[0142]
The advantage of the configuration of FIG. 7 is that the circuit configuration is simplified in a feed-forward type pulse width control circuit.
[0143]
If the voltage having the temperature coefficient is generated by a circuit combining a plurality of resistors having the temperature coefficient instead of the simple voltage dividing circuit as shown in FIG. 7, the accuracy of the pulse width control can be improved.
[0144]
The configuration of FIG. 6 and the configuration of FIG. 7 are essentially the same except that the CMOS non-inverter and the CMOS inverter are different and the temperature coefficient of the resistor having the temperature coefficient is different. 6 and 7 is a pulse width control circuit that receives a voltage having a temperature coefficient as a power supply voltage and controls the pulse width by a CMOS gate that identifies a waveform in which a high frequency component of an input signal waveform is attenuated. It can be said that there is.
[0145]
FIG. 8 shows a configuration of an electric / optical conversion circuit according to the fifth embodiment of the present invention, which is a combination of the pulse width control circuit having the configuration of FIG. 1 and the electric / optical conversion circuit.
[0146]
In FIG. 8, 1 is a low-pass filter, 2 is a CMOS non-inverter, 3 is an automatic level control circuit, 4 is an average value detection circuit, 5 is a voltage dividing circuit, and 6 is a non-inverting compression amplifier.
[0147]
The CMOS non-inverter 2 includes a P-CH type MOS transistor 2-1, an N-CH type MOS transistor 2-2, a P-CH type MOS transistor 2-3, and an N-CH type MOS transistor 2-4. The voltage dividing circuit 5 includes a resistor 5-1 and a resistor 5-2.
[0148]
Furthermore, as shown in FIG. 11, the average value detection circuit 4 may be configured by a circuit having a resistor in the series branch and a capacitor in the parallel branch. If the time constant is set longer than the time for defining the mark rate of the signal, the correct average value of the signal can be obtained even if the microscopic rate of the mark and space fluctuates.
[0149]
Then, the pulse width control circuit shown in FIG.
[0150]
Next, 11 is a laser diode drive circuit (indicated as an LD drive circuit in the figure, and so on), 12 is a laser diode that converts an electrical signal into an optical signal, and 13 is the laser diode. Photodiode which receives back light which is a part of the output light of 12 and converts it again into electric power, 14 is a resistor which converts the output current of the photodiode 13 into voltage, and 15 is the power of the output light of the laser diode Is an automatic optical power control circuit for controlling
[0151]
The automatic optical power control circuit 15 includes, as shown in FIG. 13, an average value detection circuit or a peak detection circuit that converts a voltage obtained by converting a current generated by photo / electric conversion by a photo diode PD into a direct current. The voltage V output when the average value detection circuit or the peak detection circuit is in the reference state REF Is received at the non-inverting input terminal, the output of the average value detection circuit or the peak detection circuit is received at the inverting input terminal, and the output is supplied to a laser diode driving circuit (denoted as an LD driving circuit in the figure). What is necessary is just to comprise by an inverting compression amplifier.
[0152]
In the configuration of FIG. 8, a signal whose pulse width is controlled by the configuration of FIG. 1 is supplied to the laser diode drive circuit 11 and converted into an optical signal by the laser diode 12 subjected to automatic optical power control.
[0153]
Therefore, the pulse width of the output light of the laser diode 12 is also controlled, and it is possible to prevent the fluctuation of the pulse width from being transmitted as it is to the subsequent circuit.
[0154]
In addition, artificial adjustment of a variable element such as a variable resistor is not required in the control of the pulse width. Therefore, it is possible to obtain a small and inexpensive electric / optical conversion circuit.
[0155]
In FIG. 8, the electric / optical conversion circuit in which the pulse width control circuit of FIG. 1 and the electric / optical conversion circuit are combined has been described. This combination is the same as the pulse width control circuit and the electric / optical conversion circuit of FIGS. Needless to say, this is also possible.
[0156]
FIG. 9 shows a sixth embodiment of the present invention.
[0157]
In FIG. 9, 1 is a low-pass filter, 2 is a CMOS non-inverter, 6 is a non-inverting compression amplifier, 7 is a peak detection circuit, 11 is a laser diode drive circuit, 12 is a laser diode, and 13 is a photo diode. A diode, 14 is a resistor, and 15 is an automatic optical power control circuit.
[0158]
The CMOS non-inverter 2 includes a P-CH type MOS transistor 2-1, an N-CH type MOS transistor 2-2, a P-CH type MOS transistor 2-3, and an N-CH type MOS transistor 2-4. Composed.
[0159]
Furthermore, as shown in FIG. 12, the peak detection circuit 7 may be configured by a circuit having a diode in the serial branch and a capacitor in the parallel branch.
[0160]
In the configuration of FIG. 9, an input signal is passed through the low-pass filter 1 to convert a pulse waveform into a waveform in which a high-frequency component is attenuated, and the output of the low-pass filter 1 is converted to the CMOS non-inverter. 2, the output of the CMOS non-inverter 2 is supplied to the laser diode drive circuit 11, and the laser diode 12 is driven to convert an electrical signal into an optical signal. Then, the back light, which is a part of the output light of the laser diode 12, is received by the photo diode 13 and is electrically converted, and voltage is converted by the resistor 14.
[0161]
The terminal voltage of the resistor 14 is supplied to the automatic optical power control circuit 15 on the one hand to control the output light level of the laser diode 12 to be constant. Further, the terminal voltage of the resistor 14 is supplied to the peak detection circuit 7 on the other side, and the output of the peak detection circuit 7 is supplied to the reference voltage V at the inverting input terminal. REF Is supplied to the inverting input terminal of the non-inverting compression amplifier 6 and the output of the non-inverting compression amplifier 6 is supplied to the CMOS non-inverter 2 as a power supply voltage.
[0162]
Now, the operation of the configuration of FIG. 9 will be described assuming that the pulse width of the input signal is widened.
[0163]
When the pulse width of the input signal is widened, the pulse width of the signal in which the high frequency component is attenuated by the CMOS non-inverter 2 is widened. With this signal, the laser diode drive circuit 11 drives the laser diode 12 subjected to automatic optical power control, so that the pulse amplitude of the output light of the laser diode 12 is lowered.
[0164]
Accordingly, since the terminal voltage of the resistor 14 also decreases, the non-inverting compression amplifier 6 supplies a low power supply voltage to the CMOS non-inverter 2. Since the power supply voltage is lowered, the discrimination threshold value of the CMOS non-inverter 2 is also lowered, and the pulse width of the CMOS inverter 2a is controlled to be narrowed.
[0165]
The reference voltage V supplied to the non-inverting input terminal of the non-inverting compression amplifier 6 REF And the control works so that the output voltage of the peak detection circuit 7 becomes equal, and the level of each part of the configuration of FIG. 9 is stabilized.
[0166]
Then, even if the pulse width of the input signal is narrowed, the control is similarly performed so as to suppress the narrowing of the pulse width.
[0167]
In this manner, the pulse width of the output light can be kept constant even if the pulse width of the input signal varies due to the configuration of FIG.
[0168]
In addition, artificial adjustment of a variable element such as a variable resistor is not required in the control of the pulse width. Therefore, it is possible to obtain a small and inexpensive electric / optical conversion circuit.
[0169]
The advantage of the configuration of FIG. 9 is that a circuit for performing electrical / optical conversion is included in a loop for performing pulse width control, so that there is an individual difference in the threshold value of the output characteristics of the laser diode. This is because the pulse width of the output light of the diode can be kept constant.
[0170]
FIG. 10 is a modification of the sixth embodiment of the present invention.
[0171]
In FIG. 10, 1 is a low-pass filter, 2a is a CMOS inverter, 6a is an inverting compression amplifier, 7 is a peak detection circuit, 11 is a laser diode drive circuit, and 12 is a laser that converts an electrical signal into an optical signal. A diode, 13 is a photodiode that receives back light, which is a part of the output light of the laser diode 12, and converts it again, 14 is a resistor that converts the output current of the photodiode 13 to voltage, and 15 is the laser. An automatic optical power control circuit that controls the power of the output light of the diode 12.
[0172]
The CMOS inverter 2a includes a P-CH type MOS transistor 2-1 and an N-CH type MOS transistor 2-2.
[0173]
Furthermore, as shown in FIG. 12, the peak detection circuit 7 may be configured by a circuit having a diode in the serial branch and a capacitor in the parallel branch.
[0174]
Finally, as shown in FIG. 13, the automatic optical power control circuit receives an average value detection circuit or peak detection circuit and a reference voltage output by the average value detection circuit or peak detection circuit in a reference state at an inverting input terminal, The inverting compression amplifier receives the output voltage of the average value detection circuit or peak detection circuit at a non-inverting input terminal, and the bias current of the laser diode driving circuit is controlled by the output voltage of the inverting compression amplifier.
[0175]
In the configuration of FIG. 10, an input signal is passed through the low-pass filter 1 to be converted into a signal in which a high-frequency component is suppressed, and an output signal of the low-pass filter 1 is supplied to the CMOS inverter 2a. The output of the CMOS inverter 2a is supplied to the laser diode drive circuit 11, and the laser diode 12 converts an electrical signal into an optical signal.
[0176]
Back light, which is a part of the output light of the laser diode 12, is converted again into an electric signal by the photo diode 13 and converted into a voltage by the resistor 14.
[0177]
The terminal voltage of the resistor 14 is divided into two, and one is supplied to the automatic optical power control circuit 15 to control the bias current of the laser diode drive circuit 11 to control the output power of the laser diode 12 to be constant. To do.
[0178]
At the same time, the terminal voltage of the resistor 14 is supplied to the peak detection circuit 7, and the output voltage of the peak detection circuit 7 is supplied as the power supply voltage of the CMOS inverter 2a.
[0179]
Assume that the pulse width of the input electrical signal is now wide. At this time, the pulse width of the output signal of the CMOS inverter 2a becomes narrow, and this signal is supplied to the laser diode drive circuit 11 to drive the laser diode 12.
[0180]
By the way, since the laser diode 12 is subjected to automatic optical power control, when the input pulse width of the laser diode driving circuit 11 becomes narrow, the power of the output light of the laser diode 12 is kept constant. Control is applied in the direction of increasing the amplitude of the output light of the laser diode 12.
[0181]
Accordingly, the output voltage of the peak detection circuit 7 also changes in the increasing direction. Since this voltage is supplied to the non-inverting input terminal of the inverting compression amplifier 6a and the output of the inverting compression amplifier 6a is supplied as a power supply voltage to the CMOS inverter 2a, the discrimination threshold of the CMOS inverter 2a also increases, Control is applied in the direction in which the pulse width of the output signal of the CMOS inverter 2a becomes narrower.
[0182]
In this way, even if the pulse width of the input signal is widened, the spread of the pulse width of the output light of the laser diode 12 is suppressed.
[0183]
Similarly, even if the pulse width of the input signal is narrowed, the narrowing of the pulse width of the output light of the laser diode 12 is suppressed.
[0184]
Therefore, even if the pulse width of the input signal varies due to the configuration of FIG. 10, the variation in the pulse width of the optical signal output from the laser diode is suppressed.
[0185]
In addition, artificial adjustment of a variable element such as a variable resistor is not required in the control of the pulse width. Therefore, it is possible to obtain a small and inexpensive electric / optical conversion circuit.
[0186]
The advantage of the configuration of FIG. 10 is that a circuit for performing electrical / optical conversion is included in a loop for performing pulse width control, so that there is an individual difference in the threshold value of the output characteristics of the laser diode. This is in that the pulse width of the output light of the diode can be kept constant.
[0187]
The configuration of FIG. 9 and the configuration of FIG. 10 are essentially the same, although the CMOS non-inverter and the CMOS inverter are different and the non-inverting compression amplifier and the inverting compression amplifier are different. 9 and FIG. 10, the CMOS gate for identifying the signal waveform obtained by attenuating the high frequency component of the input signal waveform, the laser diode driving circuit for receiving the output of the CMOS gate, and the laser diode driving circuit. A laser diode that is driven by the laser to convert an electrical signal into an optical signal, a photo diode that electrically converts the back light of the laser diode, and a voltage obtained by voltage-converting the output current of the photo diode An automatic optical power control circuit for controlling the bias of the driving circuit to perform automatic optical power control on the laser diode, and detecting a peak value of a voltage obtained by converting the output current of the photo diode, and depending on the detected peak value An electric / optical conversion circuit including a peak detection circuit for controlling a power supply voltage of the CMOS gate; It can be said that.
[0188]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a small and low-cost pulse width control circuit that outputs a signal having a constant pulse width even when an input signal with a varying pulse width is received can be obtained. A small and inexpensive electric / optical conversion circuit can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the configuration of FIG. 1;
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 shows a modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows a modification of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 shows a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 shows a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 10 shows a modification of the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 11 shows an example of an average value detection circuit.
FIG. 12 shows an example of a peak detection circuit.
FIG. 13 shows an example of an automatic optical power control circuit.
FIG. 14 shows an example of a conventional pulse width control circuit.
FIG. 15 shows an example of a conventional electric / optical conversion circuit.
[Explanation of symbols]
1 Low-pass filter (LPF)
2 CMOS non-inverter
2a CMOS inverter
2-1 P-CH type MOS transistor
2-2 N-CH type MOS transistor
2-3 P-CH type MOS transistor
2-4 N-CH MOS transistor
3 Automatic level control circuit (ALC circuit)
4 Average value detection circuit
5 Voltage divider circuit
5a Voltage divider circuit
5-1 Resistance
5-2 Resistance
5-3 Resistance with temperature characteristics
6 Non-inverting compression amplifier
6a Inverting compression amplifier
7 Peak detection circuit
8 DC blocking capacitor
9 Second average value detection circuit
10 Buffer amplifier
11 Laser diode drive circuit (LD drive circuit)
12 Laser diode
13 Photo diode
14 Resistance
15 Automatic optical power control circuit (APC circuit)
16 Differential amplifier
50 buffer amplifier
51 Integration circuit
51-1 Resistance
51-2 Capacitor
52 Artificial adjustment circuit of pulse width
52-1 DC blocking capacitor
52-2 Resistance
52-3 Variable resistance
52-4 Inverter
53 Laser diode drive circuit (LD drive circuit)
54 Laser diode
55 Photo diode
56 Resistance
57 Automatic optical power control circuit (APC circuit)

Claims (5)

入力信号の高周波成分を抑圧する低域通過ろ波器と、
該低域通過ろ波器の出力を入力するCMOSゲートと、
該CMOSゲートの出力が供給され、出力電圧の振幅が一定の出力を行う自動レベル制御回路と、
該自動レベル制御回路の出力電圧の平均値を検出する平均値検出回路と、
自己の出力の1/2の電圧を反転入力端子に受け、該平均値検出回路の出力を非反転入力端子に受け、自己の出力を該CMOSゲートに電源電圧として供給する非反転増幅器とを備えることを特徴とするパルス幅制御回路。
A low-pass filter that suppresses high-frequency components of the input signal ;
A CMOS gate for inputting the output of the low-pass filter ;
An automatic level control circuit for supplying an output of the CMOS gate and outputting an output voltage having a constant amplitude;
An average value detection circuit for detecting an average value of the output voltage of the automatic level control circuit ;
A non-inverting amplifier that receives a voltage half of its own output at its inverting input terminal, receives the output of the average value detection circuit at its non-inverting input terminal, and supplies its own output as a power supply voltage to the CMOS gate; A pulse width control circuit characterized by that.
入力信号の高周波成分を抑圧する低域通過ろ波器と、
該低域通過ろ波器の出力を入力するCMOSゲートと、
該CMOSゲートの出力が供給され、出力電圧の振幅が一定の出力を行う自動レベル制御回路と、
該自動レベル制御回路の出力電圧の平均値を検出する平均値検出回路と、
該CMOSゲートの出力の直流成分を遮断した信号のピーク値を検出するピーク検出回路と、
該平均値検出回路の出力を非反転入力端子に受け、該ピーク検出回路の出力を反転入力端子に受け、自己の出力を該CMOSゲートに電源電圧として供給する非反転増幅器とを備えることを特徴とするパルス幅制御回路。
A low-pass filter that suppresses high-frequency components of the input signal ;
A CMOS gate for inputting the output of the low-pass filter ;
An automatic level control circuit for supplying an output of the CMOS gate and outputting an output voltage having a constant amplitude;
An average value detection circuit for detecting an average value of the output voltage of the automatic level control circuit ;
A peak detection circuit for detecting a peak value of a signal obtained by cutting off a DC component of the output of the CMOS gate;
A non-inverting amplifier that receives the output of the average value detection circuit at a non-inverting input terminal, receives the output of the peak detection circuit at an inverting input terminal, and supplies its own output as a power supply voltage to the CMOS gate. A pulse width control circuit.
入力信号の高周波成分を抑圧する低域通過ろ波器と、
該低域通過ろ波器の出力を入力するCMOSゲートと、
該CMOSゲートの出力が供給され、出力電圧の振幅が一定の出力を行う自動レベル制御回路と、
該自動レベル制御回路の出力電圧の平均値を検出する平均値検出回路と、
該平均値検出回路の出力を非反転入力端子に受け、自己の出力を該CMOSゲートに電源電圧として供給すると共に、自己の出力の1/2の電圧を発生する1/2分圧回路に供給する非反転増幅器と、
該CMOSゲートの出力の直流成分を遮断した信号に該1/2分圧回路の出力を重畳した信号の平均値を検出して該非反転増幅器の反転入力端子に供給する第二の平均値検出回路とを備えることを特徴とするパルス幅制御回路。
A low-pass filter that suppresses high-frequency components of the input signal ;
A CMOS gate for inputting the output of the low-pass filter ;
An automatic level control circuit for supplying an output of the CMOS gate and outputting an output voltage having a constant amplitude;
An average value detection circuit for detecting an average value of the output voltage of the automatic level control circuit ;
The output of the average value detection circuit is received at a non-inverting input terminal, and its own output is supplied as a power supply voltage to the CMOS gate, and also supplied to a 1/2 voltage dividing circuit that generates a voltage half that of its own output. A non-inverting amplifier that
A second average value detection circuit for detecting an average value of a signal obtained by superimposing the output of the 1/2 voltage dividing circuit on a signal obtained by cutting off the DC component of the output of the CMOS gate and supplying the average value to the inverting input terminal of the non-inverting amplifier And a pulse width control circuit.
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のパルス幅制御回路と、
該パルス幅制御回路の出力を受けるレーザ・ダイオード駆動回路と、
該レーザ・ダイオード駆動回路によって駆動されて電気信号を光信号に変換するレーザ・ダイオードと、
該レーザ・ダイオードのバック光を電気信号に変換するフォト・ダイオードと、
該フォト・ダイオードの出力電流を電圧変換した電圧によって該レーザ・ダイオード駆動回路のバイアスを制御し、該レーザ・ダイオードに自動光パワー制御をかける自動光パワー制御回路とを備えることを特徴とするパルス幅制御機能を有する電気・光変換回路。
A pulse width control circuit according to any one of claims 1 to 3,
A laser diode drive circuit receiving the output of the pulse width control circuit;
A laser diode driven by the laser diode drive circuit to convert an electrical signal into an optical signal;
A photodiode for converting the back light of the laser diode into an electrical signal;
And an automatic optical power control circuit for controlling a bias of the laser diode driving circuit by a voltage obtained by converting the output current of the photo diode into a voltage, and applying automatic optical power control to the laser diode. Electrical / optical conversion circuit with width control function.
入力信号の高周波成分を抑圧する低域通過ろ波器と、
該低域通過ろ波器の出力を入力するCMOSゲートと、
該CMOSゲートの出力を受けるレーザ・ダイオード駆動回路と、
該レーザ・ダイオード駆動回路によって駆動されて電気信号を光信号に変換するレーザ・ダイオードと、
該レーザ・ダイオードのバック光を電気信号に変換するフォト・ダイオードと、
該フォト・ダイオードの出力電流を電圧変換した電圧によって該レーザ・ダイオード駆動回路のバイアスを制御して該レーザ・ダイオードに自動光パワー制御をかける自動光パワー制御回路と
該フォト・ダイオードの出力電流を電圧変換した電圧のピーク値を検出するピーク検出回路と、
該検出したピーク値に基づいた自己の出力を該CMOSゲートの電源電圧として供給する非反転増幅器とを備えることを特徴とするパルス幅制御機能を有する電気・光変換回路。
A low-pass filter that suppresses high-frequency components of the input signal ;
A CMOS gate for inputting the output of the low-pass filter ;
A laser diode drive circuit receiving the output of the CMOS gate;
A laser diode driven by the laser diode drive circuit to convert an electrical signal into an optical signal;
A photodiode for converting the back light of the laser diode into an electrical signal;
An automatic optical power control circuit for controlling the bias of the laser diode driving circuit by a voltage obtained by converting the output current of the photo diode to perform automatic optical power control on the laser diode, and an output current of the photo diode A peak detection circuit for detecting a peak value of the voltage converted voltage;
An electric / optical conversion circuit having a pulse width control function, comprising: a non-inverting amplifier that supplies its own output based on the detected peak value as a power supply voltage of the CMOS gate.
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