JP4065744B2 - 光送信器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光送信器に関し、より詳細には、発光素子の光出力制御を行う駆動回路とアラームを発出する回路を含む光送信器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ファイバを伝送媒体とする光伝送システムは、長距離、大容量伝送を行う公衆網の幹線系のみならず、公衆網の加入者系、私設網であるローカルエリアネットワーク、構内ネットワークなどの近距離伝送、ならびに装置間、パッケージ間において電気的配線の代替手段としての短距離伝送など、様々な用途に用いられている。また、光デバイス、集積回路の小型化が図られ、近距離伝送、短距離伝送の用途には、光送信器と光受信器とが一体で構成された光モジュールが用いられている。
【０００３】
このような光モジュールは、光モジュールを搭載する装置の運用に際してメンテナンスフリーを実現するために、例えば、発光素子の出力を一定に保つＡＰＣ（Automatic Power Control）回路が光送信器に搭載されている。また、ＡＰＣ回路が正しく動作していることを確認するための検出回路も設けられている。
【０００４】
図１に、従来の光送信器の構成を示す。光送信器１０は、発光素子１１と、発光素子１１を駆動する駆動回路１２と、発光素子１１の出力光をモニタする受光素子１３とから構成されている。駆動回路１２は、光モジュールを搭載する装置からデータとクロックを入力してリタイミングを行うリタイミング回路１４と、リタイミング回路１４の出力を発光素子１１の変調信号として出力する増幅回路１５と、受光素子１３の出力電流を電圧に変換して、発光素子１１のバイアスを制御するＡＰＣ回路１６とを有する。
【０００５】
また、駆動回路１２は、光モジュールの装置保守に使用するために、発光素子の光出力を強制的に消光するディスエーブル端子と、発光素子１１のバイアス電流または受光素子１３の出力電流を電圧に変換し、アラーム調整端子電圧と比較してアラームを発出するためのコンパレータ１７とを有している。
【０００６】
このような構成により、ＡＰＣ回路１６は、受光素子１３の出力電流を電圧に変換し、予め設定された電圧と比較して、発光素子１１のバイアス電流および変調電流を制御することにより、発光素子１１の光出力を一定に保つようになっている。このようにして、周囲温度の変化に伴う発光素子１１の光出力の低下、発光素子１１の経年劣化による光出力の低下を補償している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来、光送信器は、発光素子のバイアス電流を、発光素子の特性のばらつきに応じて適切な値に調整できるように、バイアス調整端子を有している。従って、温度特性、経年変化にともなう出力低下をＡＰＣ回路で補償するとともに、発光素子の特性の初期偏差も補償することができる。
【０００８】
一方、アラームを発出するしきい値となるアラーム調整端子電圧は、直接コンパレータ１７に入力されるため、発光素子の初期偏差、温度特性、経年変化などのばらつきを考慮することができなかった。したがって、個々の発光素子の特性のばらつきにより、アラーム発出の誤動作をおこすという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、発光素子の特性のばらつきを考慮したアラームを発出する光送信器を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、発光素子と、該発光素子の光出力をモニタする受光素子と、該受光素子の出力電流に応じて前記発光素子のバイアス電流を制御する駆動回路を備えた光送信器において、前記バイアス電流を制御するためのバイアス調整端子からの制御電圧を入力するバッファアンプと、アラーム調整端子により調整された調整電圧と、前記バッファアンプの出力電圧とを加算し、前記制御電圧にオフセットを加えたアラーム調整電圧を出力するアラーム調整回路と、該アラーム調整回路から出力された前記アラーム調整電圧を、温度特性が付加されたリファレンス電圧を基準に増幅して、アラーム端子からバイアスアラームを発出するためのしきい値電圧として出力する出力アンプとを備えたことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の前記アラーム調整回路は、前記バッファアンプの出力に接続された抵抗を含み、前記出力アンプの増幅度と前記抵抗の抵抗値との積により、前記オフセットの電圧値を設定することを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
図２に、本発明の一実施形態にかかるＡＰＣ回路の構成を示す。ＡＰＣ回路２０には、受光素子１３の出力電流を電圧に変換して入力するバッファアンプ２１と、位相補償および増幅を行うアンプ２２と、温度特性を付加するアンプ２３と、バイアス調整端子からの制御電圧を加えるアンプ２４とが縦続接続されている。また、バッファアンプ２５を介してバイアス調整端子からの制御電圧と、アラーム調整端子により設定された電圧とを入力して、アラームのしきい値電圧を調整するアラーム調整回路２６と、温度特性を付加してアラーム端子に出力するアンプ２７とを備えている。
【００１８】
温度特性付加回路２８は、温度調整端子からの制御電圧により、所定の温度特性を有するリファレンス電圧を出力して、アンプ２３に供給し、またバッファアンプ２９を介してアンプ２７に供給する。
【００１９】
このような構成により、ＡＰＣ回路２０は、受光素子１３の出力電流を電圧に変換し、温度特性付加回路２８からのリファレンス電圧によりアンプ２３において温度特性を付加し、バイアス調整端子で設定された電圧をアンプ２４において付加して、発光素子１１のバイアス電流を制御する。バイアス制御端子は、バイアス電流を制御する差動増幅器のリファレンス電圧として出力され、リファレンス電圧に温度特性を付加することにより、発光素子１１の出力を一定に保つようになっている。
【００２０】
本実施形態においては、発光素子１１のバイアス電流を制御する回路のアラームについて述べるが、発光素子１１の変調電流を制御する回路のアラームにも適用することができる。
【００２１】
図３に、本発明の一実施形態にかかるアラーム調整回路の構成を示す。アラーム調整回路２６は、カレントミラー回路で構成されている。バイアス調整端子からの制御電圧を、バッファアンプ２５を介して入力し、カレントミラー電流×Ｒ_ＡＬＭの抵抗値に相当する電圧をオフセットとして出力する。
【００２２】
次に、アラームのしきい値電圧を調整する方法を説明する。アンプ２２の出力電圧を１．１Ｖとし、温度特性付加回路２８から出力されるリファレンス電圧を＋１．３Ｖ＠＋０℃
＋１．１Ｖ＠＋５０℃
＋０．９Ｖ＠＋１００℃
とする。アンプ２３を増幅度Ａ＝１の反転増幅器とすると、出力は、
＋１．５Ｖ＠＋０℃
＋１．１Ｖ＠＋５０℃
＋０．７Ｖ＠＋１００℃
となる。バイアス調整端子からの制御電圧を１．１Ｖとし、アンプ２４をＡ＝２．５の反転増幅器とすると、バイアス制御端子出力は、
＋０．１Ｖ＠＋０℃
＋１．１Ｖ＠＋５０℃
＋２．１Ｖ＠＋１００℃
となる。
【００２３】
アラーム調整回路２６において、バイアス調整端子からの制御電圧１．１Ｖに対して、０．１Ｖのオフセットを加えて出力する。温度特性付加回路２８から出力されるリファレンス電圧は、アンプ２９を介して、
＋１．５Ｖ＠＋０℃
＋１．１Ｖ＠＋５０℃
＋０．７Ｖ＠＋１００℃
とする。アンプ２７をＡ＝２．５の反転増幅器とすると、アラーム端子出力は、
＋０．４５Ｖ＠＋０℃
＋１．４５Ｖ＠＋５０℃
＋２．４５Ｖ＠＋１００℃
となる。
【００２４】
すなわち、バイアス制御端子出力に対して、０．３５Ｖのオフセットを加えた電圧となる。バイアス電流の設定値は、上述したように、発光素子の初期偏差、温度特性、経年変化などのばらつきを考慮した設定値となっている。したがって、バイアス電流の設定値を基準として、オフセットを加えるので、アラームを発出するしきい値となるアラーム端子電圧も、発光素子のばらつきの影響をうけることがない。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、駆動回路の制御電圧にオフセットを加えた電圧を、アラームを発出するしきい値電圧とするので、発光素子の特性のばらつきを考慮したアラームを発出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光送信器の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるＡＰＣ回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるアラーム調整回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１０ 光送信器
１１ 発光素子
１２ 駆動回路
１３ 受光素子
１４ リタイミング回路
１５ 増幅回路
１６，２０ ＡＰＣ回路
２１，２５，２９ バッファアンプ
２２，２３，２４，２７ アンプ
２６ アラーム調整回路
２８ 温度特性付加回路

Claims (2)

1. 発光素子と、該発光素子の光出力をモニタする受光素子と、該受光素子の出力電流に応じて前記発光素子のバイアス電流を制御する駆動回路を備えた光送信器において、
   前記バイアス電流を制御するためのバイアス調整端子からの制御電圧を入力するバッファアンプと、
   アラーム調整端子により調整された調整電圧と、前記バッファアンプの出力電圧とを加算し、前記制御電圧にオフセットを加えたアラーム調整電圧を出力するアラーム調整回路と、
   該アラーム調整回路から出力された前記アラーム調整電圧を、温度特性が付加されたリファレンス電圧を基準に増幅して、アラーム端子からバイアスアラームを発出するためのしきい値電圧として出力する出力アンプと
   を備えたことを特徴とする光送信器。
2. 前記アラーム調整回路は、前記バッファアンプの出力に接続された抵抗を含み、
   前記出力アンプの増幅度と前記抵抗の抵抗値との積により、前記オフセットの電圧値を設定することを特徴とする請求項１に記載の光送信器。

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