JP4341497B2 - Optical transmitter - Google Patents

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Description

本発明は、光送信器に関するものである。   The present invention relates to an optical transmitter.

レーザダイオードのような半導体発光素子の発振波長を制御するために、半導体発光素子の温度をペルチェ素子を用いて調整する光送信器が知られている。このような光送信器では、ペルチェ素子をＰＷＭ方式の駆動回路で駆動する。図７は、非特許文献１に記載された光送信器の構成を示す図である。この光送信器では、抵抗Ｒ１０がペルチェ素子と直列に接続されており、抵抗Ｒ１０の両端の電圧を駆動回路８２がモニタしている。駆動回路８２は、モニタ電圧に応じてペルチェ素子に流れる電流を制御する。
ＭＡＸＩＭ社、ＭＡＸ１９７８／ＭＡＸ１９７９データシート、ｐ．１１ In order to control the oscillation wavelength of a semiconductor light emitting device such as a laser diode, an optical transmitter that adjusts the temperature of the semiconductor light emitting device using a Peltier device is known. In such an optical transmitter, the Peltier element is driven by a PWM drive circuit. FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the optical transmitter described in Non-Patent Document 1. In this optical transmitter, the resistor R10 is connected in series with the Peltier element, and the drive circuit 82 monitors the voltage across the resistor R10. The drive circuit 82 controls the current flowing through the Peltier element according to the monitor voltage.
MAXIM, MAX1978 / MAX1979 data sheet, p. 11

上述の光送信器では、モニタ電圧に応答して、ペルチェ素子に流れる電流を制御する。ペルチェ素子を制御するためにはフィードバックループが必要となり、また、フィードバックループのための位相補償の回路が必要となる。したがって、駆動回路が複雑になる。また、抵抗Ｒ１０を用いるため、電力の損失が生じる。   In the above-described optical transmitter, the current flowing through the Peltier element is controlled in response to the monitor voltage. In order to control the Peltier element, a feedback loop is required, and a phase compensation circuit for the feedback loop is required. Therefore, the drive circuit becomes complicated. Moreover, since the resistor R10 is used, power loss occurs.

そこで、本発明の目的は、フィードバックループを形成せずにペルチェ素子を制御できる光送信器を提供することとする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical transmitter capable of controlling a Peltier element without forming a feedback loop.

本発明の光送信器は、（ａ）半導体発光素子と、（ｂ）半導体発光素子の温度を調整するためのペルチェ素子と、（ｃ）半導体発光素子の温度に対応する第１の信号を生成する電子素子と、（ｄ）半導体発光素子の目標温度を示す第２の信号と第１の信号とに応じて、０より大きく１より小さい範囲のデューティ比を有するＰＷＭ信号を発生し、該ＰＷＭ信号を用いてペルチェ素子を駆動する駆動部と、を備えることを特徴とするものである。駆動部は、制御信号を発生する制御部と、該制御信号に応答して前記ＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号生成部と、を含む。制御部は、ＰＷＭ信号のデューティ比の最大値および最小値を規定するための少なくとも一つの第３の信号、第１の信号、第２の信号、および周期信号に応答して前記制御信号を発生する。

The optical transmitter of the present invention includes (a) a semiconductor light emitting element, (b) a Peltier element for adjusting the temperature of the semiconductor light emitting element, and (c) a first signal corresponding to the temperature of the semiconductor light emitting element. And (d) generating a PWM signal having a duty ratio in a range greater than 0 and less than 1 in response to the second signal and the first signal indicating the target temperature of the semiconductor light emitting element. And a drive unit that drives the Peltier element using a signal. The driving unit includes a control unit that generates a control signal and a PWM signal generation unit that generates the PWM signal in response to the control signal. The control unit generates the control signal in response to at least one third signal, first signal, second signal, and periodic signal for defining a maximum value and a minimum value of the duty ratio of the PWM signal. To do.

上記光送信器によれば、ＰＷＭ信号のデューティ比は０より大きく１より小さい範囲に制限されるので、ペルチェ素子に流れる平均電流の最大値および最小値が制限される。このように、ＰＷＭ信号のデューティ比を制限することによってペルチェ素子を制御できるので、上述の抵抗が不要となり、フィードバックループが不要となる。また、ＰＷＭ信号が第１の信号と第２の信号とに応じて変化するので、ペルチェ素子が目標温度および半導体発光素子の温度に応じて駆動される。   According to the optical transmitter, the duty ratio of the PWM signal is limited to a range larger than 0 and smaller than 1, so that the maximum value and the minimum value of the average current flowing in the Peltier element are limited. Thus, since the Peltier element can be controlled by limiting the duty ratio of the PWM signal, the above-described resistance is not required, and a feedback loop is not required. In addition, since the PWM signal changes according to the first signal and the second signal, the Peltier element is driven according to the target temperature and the temperature of the semiconductor light emitting element.

本発明の光送信器では、駆動部は、（ｄ１）制御信号を発生する制御部と、（ｄ２）該制御信号に応答してＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号生成部と、を含み、制御部は、ＰＷＭ信号のデューティ比の最大値および最小値を規定するための少なくとも一つの第３の信号、第１の信号、第２の信号、および周期信号に応答して制御信号を発生する、ことを特徴としてもよい。   In the optical transmitter of the present invention, the drive unit includes (d1) a control unit that generates a control signal, and (d2) a PWM signal generation unit that generates a PWM signal in response to the control signal, and the control unit Generating a control signal in response to at least one third signal, a first signal, a second signal, and a periodic signal for defining a maximum value and a minimum value of a duty ratio of the PWM signal; May be a feature.

上記光送信器によれば、第３の信号に応答してＰＷＭ信号のデューティ比の最大値および最小値が変更されるので、ペルチェ素子に流れる電流量の最大値および最小値を変更することができる。   According to the optical transmitter, the maximum value and the minimum value of the duty ratio of the PWM signal are changed in response to the third signal, so that the maximum value and the minimum value of the amount of current flowing through the Peltier element can be changed. it can.

本発明の光送信器では、制御部は、第２の信号を第１の信号と比較して、比較結果を示す第４の信号を生成する第１のコンパレータと、第３の信号によって規定される範囲内に第４の信号の値を制限するリミッタと、リミッタからのリミット信号と周期信号とを受けて制御信号を発生する第２のコンパレータとを含み、第３の信号によって規定される範囲は周期信号の正のピーク値よりも小さく、周期信号の負のピーク値よりも大きい範囲である、ことを特徴としてもよい。   In the optical transmitter of the present invention, the control unit is defined by the first comparator that compares the second signal with the first signal and generates a fourth signal indicating the comparison result, and the third signal. A range defined by the third signal, including a limiter that limits the value of the fourth signal within a range, and a second comparator that generates a control signal in response to the limit signal and the periodic signal from the limiter. May be smaller than the positive peak value of the periodic signal and larger than the negative peak value of the periodic signal.

上記光送信器によれば、第３の信号を受けるリミッタを用いて、第４の信号の値の範囲を周期信号の正のピーク値よりも小さく、周期信号の負のピーク値よりも大きくできる。第４の信号を受ける第２のコンパレータを用いて、制御信号のデューティ比を０より大きく１より小さい範囲に制限することができる。   According to the optical transmitter described above, by using the limiter that receives the third signal, the range of the value of the fourth signal can be made smaller than the positive peak value of the periodic signal and larger than the negative peak value of the periodic signal. . The duty ratio of the control signal can be limited to a range larger than 0 and smaller than 1 by using the second comparator that receives the fourth signal.

以上説明したように、本発明の光送信器によれば、フィードバックループを形成せずにペルチェ素子を制御できる。   As described above, according to the optical transmitter of the present invention, the Peltier element can be controlled without forming a feedback loop.

引き続いて、添付図面を参照しながら、光送信器に係る本発明の実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。   Subsequently, an embodiment of the present invention relating to an optical transmitter will be described with reference to the accompanying drawings. Where possible, the same parts are denoted by the same reference numerals.

図１は、本発明の実施の形態に係る光送信器のブロック図を示す。光送信器１は、半導体発光素子２と、ペルチェ素子４と、電子素子６と、駆動部８と、を備えている。半導体発光素子２には、例えばレーザダイオードを用いることができる。   FIG. 1 is a block diagram of an optical transmitter according to an embodiment of the present invention. The optical transmitter 1 includes a semiconductor light emitting element 2, a Peltier element 4, an electronic element 6, and a drive unit 8. As the semiconductor light emitting element 2, for example, a laser diode can be used.

ペルチェ素子４は、半導体発光素子２の温度を調整する。より具体的には、駆動部８からの信号に応答して、ペルチェ素子４に流れる電流の大きさおよび向きが変更される。ペルチェ素子４は、この電流に応答して、半導体発光素子２に対して放熱および吸熱を行う。   The Peltier device 4 adjusts the temperature of the semiconductor light emitting device 2. More specifically, the magnitude and direction of the current flowing through the Peltier element 4 are changed in response to a signal from the drive unit 8. The Peltier element 4 performs heat dissipation and heat absorption with respect to the semiconductor light emitting element 2 in response to this current.

電子素子６は、半導体発光素子２の温度に応じた第１の信号を生成する。電子素子６は、例えばサーミスタといったような、半導体発光素子２の温度に応じて抵抗が変化する感温抵抗である。電子素子６は、負荷Ｒ１の一端と直列に接続されており、負荷Ｒ１の他端は電源Ｐａに接続されている。電子素子６および負荷Ｒ１は、例えばモニタ信号Ｓｍといった第１の信号を駆動部８に出力する。   The electronic element 6 generates a first signal corresponding to the temperature of the semiconductor light emitting element 2. The electronic element 6 is a temperature sensitive resistor whose resistance changes according to the temperature of the semiconductor light emitting element 2, such as a thermistor. The electronic element 6 is connected in series with one end of the load R1, and the other end of the load R1 is connected to the power source Pa. The electronic element 6 and the load R1 output a first signal such as a monitor signal Sm to the drive unit 8, for example.

駆動部８は、ＰＷＭ信号を用いてペルチェ素子４を駆動する。駆動部８は、制御部１０と、ＰＷＭ信号生成部１２と、Ｈブリッジ１４と、を備えている。   The drive unit 8 drives the Peltier element 4 using the PWM signal. The drive unit 8 includes a control unit 10, a PWM signal generation unit 12, and an H bridge 14.

制御部１０は、制御信号を発生する。制御部１０は、第１のコンパレータ１６、リミッタ１８、および第２のコンパレータ２０を有している。第１のコンパレータ１６は、例えば温度差信号Ｓｎといった第４の信号を生成する。第１のコンパレータ１６は、電子素子６からモニタ信号Ｓｍを受け、入力２２から第２の信号を受ける。第２の信号は半導体発光素子２のための目標温度を示す信号であり、例えば目標温度信号Ｓｔといった信号である。第１のコンパレータ１６は、モニタ信号Ｓｍを目標温度信号Ｓｔと比較して、比較結果を示す温度差信号Ｓｎを生成する。温度差信号Ｓｎは、例えばモニタ信号Ｓｍの値と目標温度信号Ｓｔの値との差分を示す信号である。リミッタ１８は、温度差信号Ｓｎの値の範囲を制限して、リミット信号を生成する。   The control unit 10 generates a control signal. The control unit 10 includes a first comparator 16, a limiter 18, and a second comparator 20. The first comparator 16 generates a fourth signal such as a temperature difference signal Sn, for example. The first comparator 16 receives the monitor signal Sm from the electronic element 6 and receives the second signal from the input 22. The second signal is a signal indicating a target temperature for the semiconductor light emitting element 2, and is a signal such as a target temperature signal St, for example. The first comparator 16 compares the monitor signal Sm with the target temperature signal St and generates a temperature difference signal Sn indicating the comparison result. The temperature difference signal Sn is a signal indicating a difference between the value of the monitor signal Sm and the value of the target temperature signal St, for example. The limiter 18 generates a limit signal by limiting the range of the value of the temperature difference signal Sn.

図２は、リミッタ１８の回路図である。リミッタ１８は、バッファ増幅器２６、反転増幅器２８、第１のダイオード３０、および第２のダイオード３２を有している。   FIG. 2 is a circuit diagram of the limiter 18. The limiter 18 includes a buffer amplifier 26, an inverting amplifier 28, a first diode 30, and a second diode 32.

バッファ増幅器２６は、入力２４から第３の信号を受けて、上限規定信号Ｓｕを発生する。第３の信号は、ＰＷＭ信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４のデューティ比の最大値および最小値を規定するための信号であり、例えば規定信号Ｓｐといった信号である。上限規定信号Ｓｕの値Ｖｕは、周期信号Ｓｗの正のピーク値である＋Ｖｗ（図３（ｄ）を参照）よりも小さい。   The buffer amplifier 26 receives the third signal from the input 24 and generates the upper limit defining signal Su. The third signal is a signal for defining the maximum value and the minimum value of the duty ratio of the PWM signals Sg1 to Sg4, and is a signal such as a regulation signal Sp, for example. The value Vu of the upper limit defining signal Su is smaller than + Vw (see FIG. 3D), which is a positive peak value of the periodic signal Sw.

反転増幅器２８は、基準電圧源Ｐｂから参照信号を受け、バッファ増幅器２６から上限規定信号Ｓｕを受ける。参照信号の値は、例えば周期信号Ｓｗの中心値に基づいて決定される。反転増幅器２８は上限規定信号Ｓｕを反転し、下限規定信号Ｓｄを発生する。下限規定信号Ｓｄの値Ｖｄは、周期信号Ｓｗの負のピーク値である−Ｖｗ（図３（ｄ）を参照）よりも大きい。   The inverting amplifier 28 receives a reference signal from the reference voltage source Pb and receives an upper limit defining signal Su from the buffer amplifier 26. The value of the reference signal is determined based on the center value of the periodic signal Sw, for example. The inverting amplifier 28 inverts the upper limit defining signal Su and generates a lower limit defining signal Sd. The value Vd of the lower limit defining signal Sd is larger than −Vw (see FIG. 3D) which is a negative peak value of the periodic signal Sw.

第１のダイオード３０のカソードはバッファ増幅器２６に接続されており、第１のダイオード３０のアノードは温度差信号Ｓｎを受ける端子に接続されている。第２のダイオード３２のアソードは反転増幅器２８に接続されており、第２のダイオード３２のカソードは温度差信号Ｓｎを受ける端子に接続されている。第１のダイオード３０のカソードに上限規定信号Ｓｕが入力され、第２のダイオード３２のアノードに下限規定信号Ｓｄが入力される。リミッタ１８は、温度差信号Ｓｎを受ける端子からリミット信号Ｓａを出力する。   The cathode of the first diode 30 is connected to the buffer amplifier 26, and the anode of the first diode 30 is connected to a terminal that receives the temperature difference signal Sn. The anode of the second diode 32 is connected to the inverting amplifier 28, and the cathode of the second diode 32 is connected to a terminal that receives the temperature difference signal Sn. The upper limit defining signal Su is input to the cathode of the first diode 30, and the lower limit defining signal Sd is input to the anode of the second diode 32. The limiter 18 outputs a limit signal Sa from a terminal that receives the temperature difference signal Sn.

再び図１を参照する。第２のコンパレータ２０には、リミッタ１８からリミット信号Ｓａが入力され、入力３４から周期信号Ｓｗが入力される。第２のコンパレータ２０は、リミット信号Ｓａおよび周期信号Ｓｗに応答して制御信号Ｓｃを発生する。周期信号Ｓｗは、例えば振幅Ｖｗを有する三角波である。制御信号Ｓｃは例えば矩形波であり、制御信号Ｓｃのデューティ比は０より大きく１より小さい。   Refer to FIG. 1 again. The limit signal Sa is input from the limiter 18 and the periodic signal Sw is input from the input 34 to the second comparator 20. The second comparator 20 generates a control signal Sc in response to the limit signal Sa and the periodic signal Sw. The periodic signal Sw is, for example, a triangular wave having an amplitude Vw. The control signal Sc is, for example, a rectangular wave, and the duty ratio of the control signal Sc is larger than 0 and smaller than 1.

制御部１０において、第１のコンパレータ１６が、モニタ信号Ｓｍおよび目標温度信号Ｓｔに応答して温度差信号Ｓｎを生成し、リミッタ１８が、温度差信号Ｓｎおよび規定信号Ｓｐに応答してリミット信号Ｓａを生成する。第２のコンパレータ２０が、リミット信号Ｓａおよび周期信号Ｓｗに応じて制御信号Ｓｃを発生する。   In the control unit 10, the first comparator 16 generates the temperature difference signal Sn in response to the monitor signal Sm and the target temperature signal St, and the limiter 18 responds to the temperature difference signal Sn and the regulation signal Sp in response to the limit signal. Sa is generated. The second comparator 20 generates a control signal Sc according to the limit signal Sa and the periodic signal Sw.

ＰＷＭ信号生成部１２は、ＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ信号生成部１２は制御部１０から制御信号Ｓｃを受ける。ＰＷＭ信号生成部１２は制御信号Ｓｃに応答して、ＰＷＭ信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４を発生する。ＰＷＭ信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４のデューティ比は、制御信号Ｓｃのデューティ比によって決定されている。   The PWM signal generation unit 12 generates a PWM signal. The PWM signal generation unit 12 receives the control signal Sc from the control unit 10. The PWM signal generator 12 generates PWM signals Sg1 to Sg4 in response to the control signal Sc. The duty ratio of the PWM signals Sg1 to Sg4 is determined by the duty ratio of the control signal Sc.

Ｈブリッジ１４は、ＰＷＭ信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４に応答して、ペルチェ素子４を駆動する。Ｈブリッジ１４は、例えばＰチャネル型電界効果トランジスタ４１，４２、Ｎチャネル型電界効果トランジスタ４３，４４、キャパシタ５１，５２、およびインダクタ６１，６２を有している。電界効果トランジスタ４１，４２のソースは、電源Ｐｃに接続されている。電界効果トランジスタ４１のゲートにＰＷＭ信号Ｓｇ１が入力され、電界効果トランジスタ４２のゲートにＰＷＭ信号Ｓｇ２が入力される。電界効果トランジスタ４３のゲートにＰＷＭ信号Ｓｇ３が入力され、電界効果トランジスタ４４のゲートにＰＷＭ信号Ｓｇ４が入力される。電界効果トランジスタ４１のドレインは、電界効果トランジスタ４３のドレインと接続され、電界効果トランジスタ４２のドレインは、電界効果トランジスタ４４のドレインに接続されている。インダクタ６１は、電界効果トランジスタ４１，４３のドレインとペルチェ素子４の一端４ａとの間に接続されている。インダクタ６２は電界効果トランジスタ４２，４４のドレインとペルチェ素子４の他端４ｂとの間に接続されている。   The H bridge 14 drives the Peltier element 4 in response to the PWM signals Sg1 to Sg4. The H bridge 14 includes, for example, P-channel field effect transistors 41 and 42, N-channel field effect transistors 43 and 44, capacitors 51 and 52, and inductors 61 and 62. The sources of the field effect transistors 41 and 42 are connected to the power source Pc. The PWM signal Sg 1 is input to the gate of the field effect transistor 41, and the PWM signal Sg 2 is input to the gate of the field effect transistor 42. The PWM signal Sg3 is input to the gate of the field effect transistor 43, and the PWM signal Sg4 is input to the gate of the field effect transistor 44. The drain of the field effect transistor 41 is connected to the drain of the field effect transistor 43, and the drain of the field effect transistor 42 is connected to the drain of the field effect transistor 44. The inductor 61 is connected between the drains of the field effect transistors 41 and 43 and the one end 4 a of the Peltier element 4. The inductor 62 is connected between the drains of the field effect transistors 42 and 44 and the other end 4 b of the Peltier element 4.

次に、光送信器１の動作について説明する。電子素子６は、半導体発光素子２の温度に応答してモニタ信号Ｓｍを生成する。モニタ信号Ｓｍは、駆動部８の第１のコンパレータ１６に入力される。第１のコンパレータ１６は、目標温度信号Ｓｔをモニタ信号Ｓｍと比較する。第１のコンパレータ１６は、目標温度信号Ｓｔの値とモニタ信号Ｓｍの値との差分に応じた温度差信号Ｓｎを生成する。   Next, the operation of the optical transmitter 1 will be described. The electronic element 6 generates a monitor signal Sm in response to the temperature of the semiconductor light emitting element 2. The monitor signal Sm is input to the first comparator 16 of the drive unit 8. The first comparator 16 compares the target temperature signal St with the monitor signal Sm. The first comparator 16 generates a temperature difference signal Sn corresponding to the difference between the value of the target temperature signal St and the value of the monitor signal Sm.

温度差信号Ｓｎは、リミッタ１８に入力される。リミッタ１８のバッファ増幅器２６は、規定信号Ｓｐに応答して上限規定信号Ｓｕを発生する。リミッタ１８の反転増幅器２８は、入力２４からの規定信号Ｓｐに応答して、下限規定信号Ｓｄを発生する。温度差信号Ｓｎの値Ｖｎが、上限規定信号Ｓｕの値Ｖｕよりも小さく、かつ下限規定信号Ｓｄの値Ｖｄよりも大きいと、第１のダイオード３０および第２のダイオード３２は逆方向バイアスされる。この場合、リミッタ１８は、温度差信号Ｓｎをそのままリミット信号Ｓａとして出力する。温度差信号Ｓｎの値Ｖｎが上限規定信号Ｓｕの値Ｖｕより大きいと、第１のダイオード３０は順バイアスされ、第２のダイオード３２は逆方向バイアスされる。この場合リミッタ１８は、温度差信号Ｓｎをそのまま出力するのではなく、Ｖｕの値を有するリミット信号Ｓａを出力する。温度差信号Ｓｎの値Ｖｎが下限規定信号Ｓｄの値Ｖｄよりも小さいと、第１のダイオード３０は逆バイアスされ、第２のダイオード３２は順方向バイアスされる。この場合リミッタ１８は、温度差信号Ｓｎをそのまま出力することなく、Ｖｄの値を有するリミット信号Ｓａを出力する。   The temperature difference signal Sn is input to the limiter 18. The buffer amplifier 26 of the limiter 18 generates the upper limit defining signal Su in response to the defining signal Sp. The inverting amplifier 28 of the limiter 18 generates a lower limit defining signal Sd in response to the defining signal Sp from the input 24. When the value Vn of the temperature difference signal Sn is smaller than the value Vu of the upper limit defining signal Su and larger than the value Vd of the lower limit defining signal Sd, the first diode 30 and the second diode 32 are reversely biased. . In this case, the limiter 18 outputs the temperature difference signal Sn as it is as the limit signal Sa. When the value Vn of the temperature difference signal Sn is larger than the value Vu of the upper limit defining signal Su, the first diode 30 is forward-biased and the second diode 32 is reverse-biased. In this case, the limiter 18 does not output the temperature difference signal Sn as it is, but outputs a limit signal Sa having a value of Vu. When the value Vn of the temperature difference signal Sn is smaller than the value Vd of the lower limit defining signal Sd, the first diode 30 is reverse-biased and the second diode 32 is forward-biased. In this case, the limiter 18 outputs the limit signal Sa having the value of Vd without outputting the temperature difference signal Sn as it is.

リミット信号Ｓａは、第２のコンパレータ２０に入力される。第２のコンパレータ２０は、入力３４からの周期信号Ｓｗの値Ｖｗがリミット信号Ｓａの値より大きいと、第１の値Ｈを有する制御信号Ｓｃを出力する。また、第２のコンパレータ２０は、周期信号Ｓｗの値Ｖｗがリミット信号Ｓａの値より小さいと、第２の値Ｌを有する制御信号Ｓｃを出力する。   The limit signal Sa is input to the second comparator 20. The second comparator 20 outputs a control signal Sc having a first value H when the value Vw of the periodic signal Sw from the input 34 is larger than the value of the limit signal Sa. Further, when the value Vw of the periodic signal Sw is smaller than the value of the limit signal Sa, the second comparator 20 outputs the control signal Sc having the second value L.

図３は、温度差信号Ｓｎの値Ｖｎが、上限規定信号Ｓｕの値Ｖｕよりも小さく、下限規定信号Ｓｄの値Ｖｄよりも大きい場合における各信号を示す図である。図３（ａ）は上限規定信号Ｓｕおよび下限規定信号Ｓｄを示す図であり、図３（ｂ）は温度差信号Ｓｎを示す図であり、図３（ｃ）はリミット信号Ｓａを示す図であり、図３（ｄ）は周期信号Ｓｗを示す図であり、図３（ｅ）は制御信号Ｓｃを示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating each signal when the value Vn of the temperature difference signal Sn is smaller than the value Vu of the upper limit defining signal Su and larger than the value Vd of the lower limit defining signal Sd. 3A is a diagram showing the upper limit regulation signal Su and the lower limit regulation signal Sd, FIG. 3B is a diagram showing the temperature difference signal Sn, and FIG. 3C is a diagram showing the limit signal Sa. 3D is a diagram showing the periodic signal Sw, and FIG. 3E is a diagram showing the control signal Sc.

図３（ａ）および図３（ｂ）に示されるように、温度差信号Ｓｎの値Ｖｎが上限規定信号Ｓｕの値Ｖｕよりも小さく、かつ下限規定信号Ｓｄの値Ｖｄよりも大きい場合には、図３（ｃ）に示される値Ｖｎを有するリミット信号Ｓａがリミッタ１８から出力される。第２のコンパレータ２０によって、図３（ｄ）に示されるようにリミット信号Ｓａの値Ｖｎと周期信号Ｓｗの値とが比較され、図３（ｅ）に示される制御信号Ｓｃが発生される。   As shown in FIGS. 3A and 3B, when the value Vn of the temperature difference signal Sn is smaller than the value Vu of the upper limit defining signal Su and larger than the value Vd of the lower limit defining signal Sd. A limit signal Sa having a value Vn shown in FIG. The second comparator 20 compares the value Vn of the limit signal Sa with the value of the periodic signal Sw as shown in FIG. 3D, and generates a control signal Sc shown in FIG.

図４は、温度差信号Ｓｎの値Ｖｎが上限規定信号Ｓｕの値Ｖｕよりも大きい場合における各信号を示す図である。図４（ａ）は上限規定信号Ｓｕおよび下限規定信号Ｓｄを示す図であり、図４（ｂ）は温度差信号Ｓｎを示す図であり、図４（ｃ）はリミット信号Ｓａを示す図であり、図４（ｄ）は周期信号Ｓｗを示す図であり、図４（ｅ）は制御信号Ｓｃを示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating each signal when the value Vn of the temperature difference signal Sn is larger than the value Vu of the upper limit defining signal Su. 4A is a diagram showing the upper limit regulation signal Su and the lower limit regulation signal Sd, FIG. 4B is a diagram showing the temperature difference signal Sn, and FIG. 4C is a diagram showing the limit signal Sa. FIG. 4D is a diagram showing the periodic signal Sw, and FIG. 4E is a diagram showing the control signal Sc.

図４（ａ）および図４（ｂ）に示されるように、温度差信号Ｓｎの値Ｖｎが上限規定信号Ｓｕの値Ｖｕよりも大きい場合には、図４（ｃ）に示される値Ｖｕを有するリミット信号Ｓａがリミッタ１８から出力される。第２のコンパレータ２０によって、図４（ｄ）に示されるようにリミット信号Ｓａの値Ｖｕと周期信号Ｓｗの値とが比較され、図４（ｅ）に示される制御信号Ｓｃが発生される。   As shown in FIGS. 4A and 4B, when the value Vn of the temperature difference signal Sn is larger than the value Vu of the upper limit defining signal Su, the value Vu shown in FIG. The limit signal Sa is output from the limiter 18. The second comparator 20 compares the value Vu of the limit signal Sa with the value of the periodic signal Sw as shown in FIG. 4D, and generates a control signal Sc shown in FIG.

図５は、温度差信号Ｓｎの値Ｖｎが下限規定信号Ｓｄの値Ｖｄよりも小さい場合における各信号を示す図である。図５（ａ）は上限規定信号Ｓｕおよび下限規定信号Ｓｄを示す図であり、図５（ｂ）は温度差信号Ｓｎを示す図であり、図５（ｃ）はリミット信号Ｓａを示す図であり、図５（ｄ）は周期信号Ｓｗを示す図であり、図５（ｅ）は制御信号Ｓｃを示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating each signal when the value Vn of the temperature difference signal Sn is smaller than the value Vd of the lower limit defining signal Sd. FIG. 5A is a diagram showing the upper limit regulation signal Su and the lower limit regulation signal Sd, FIG. 5B is a diagram showing the temperature difference signal Sn, and FIG. 5C is a diagram showing the limit signal Sa. FIG. 5D is a diagram showing the periodic signal Sw, and FIG. 5E is a diagram showing the control signal Sc.

図５（ａ）および図５（ｂ）に示されるように、温度差信号Ｓｎの値Ｖｎが下限規定信号Ｓｄの値Ｖｄよりも小さい場合には、図５（ｃ）に示される値Ｖｄを有するリミット信号Ｓａがリミッタ１８から出力される。第２のコンパレータ２０によって、図５（ｄ）に示されるようにリミット信号Ｓａの値Ｖｄと周期信号Ｓｗの値とが比較され、図５（ｅ）に示される制御信号Ｓｃが発生される。   As shown in FIGS. 5A and 5B, when the value Vn of the temperature difference signal Sn is smaller than the value Vd of the lower limit defining signal Sd, the value Vd shown in FIG. The limit signal Sa is output from the limiter 18. The second comparator 20 compares the value Vd of the limit signal Sa with the value of the periodic signal Sw as shown in FIG. 5D, and generates a control signal Sc shown in FIG.

このように、リミット信号Ｓａの値は、上限規定信号Ｓｕの値Ｖｕと下限規定信号Ｓｄとで定められた範囲に限定される。また、上限規定信号Ｓｕの値Ｖｕは周期信号Ｓｗの正のピーク値である＋Ｖｗよりも小さく、下限規定信号Ｓｄは周期信号Ｓｗの負のピーク値である−Ｖｗよりも大きい。このため、制御信号Ｓｃのデューティ比は、０より大きく１より小さい範囲に制限される。なお、図３（ｅ）に示すように、１サイクル時間がＴでありハイ信号が出力されている時間がＴｈであるとすると、デューティ比は（Ｔｈ／Ｔ）で表される。   As described above, the value of the limit signal Sa is limited to a range determined by the value Vu of the upper limit defining signal Su and the lower limit defining signal Sd. Further, the value Vu of the upper limit defining signal Su is smaller than + Vw which is a positive peak value of the periodic signal Sw, and the lower limit defining signal Sd is larger than −Vw which is a negative peak value of the periodic signal Sw. For this reason, the duty ratio of the control signal Sc is limited to a range larger than 0 and smaller than 1. As shown in FIG. 3E, when the cycle time is T and the time when the high signal is output is Th, the duty ratio is represented by (Th / T).

第２のコンパレータ２０で発生された制御信号Ｓｃは、ＰＷＭ信号生成部１２に入力される。ＰＷＭ信号生成部１２は、制御信号Ｓｃに応答してＰＷＭ信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４を発生する。ＰＷＭ信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４のデューティ比は、制御信号Ｓｃのデューティ比によって決定される。ＰＷＭ信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４は、Ｈブリッジ１４に入力される。   The control signal Sc generated by the second comparator 20 is input to the PWM signal generation unit 12. The PWM signal generator 12 generates PWM signals Sg1 to Sg4 in response to the control signal Sc. The duty ratio of the PWM signals Sg1 to Sg4 is determined by the duty ratio of the control signal Sc. The PWM signals Sg <b> 1 to Sg <b> 4 are input to the H bridge 14.

図６は、Ｈブリッジ１４およびペルチェ素子４の動作を示す図である。Ｈブリッジ１４は、ＰＷＭ信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４の値に応じて次の動作する。ＰＷＭ信号Ｓｇ１， Ｓｇ４が値Ｈを有し、かつＰＷＭ信号Ｓｇ２， Ｓｇ３が値Ｌを有しているとき、電界効果トランジスタ４１，４４は導通になり、電界効果トランジスタ４２，４３は非導通になる。電界効果トランジスタ４１からの電流Ｉ１は、インダクタ６１を通ってペルチェ素子４の一端４ａに流れ込み、ペルチェ素子４の他端４ｂから電界効果トランジスタ４４に流れ出す。また、ＰＷＭ信号Ｓｇ２， Ｓｇ３が値Ｈを有し、かつＰＷＭ信号Ｓｇ１， Ｓｇ４が値Ｌを有している場合には、電界効果トランジスタ４２からの電流Ｉ２がインダクタ６２を通ってペルチェ素子４の他端４ｂに流れ込み、ペルチェ素子４の一端４ａから電界効果トランジスタ４３に流れ出す。電流Ｉ１，Ｉ２によって、ペルチェ素子４が駆動される。   FIG. 6 is a diagram illustrating operations of the H bridge 14 and the Peltier element 4. The H bridge 14 operates as follows according to the values of the PWM signals Sg1 to Sg4. When the PWM signals Sg1 and Sg4 have the value H and the PWM signals Sg2 and Sg3 have the value L, the field effect transistors 41 and 44 are turned on and the field effect transistors 42 and 43 are turned off. . The current I1 from the field effect transistor 41 flows into the one end 4a of the Peltier element 4 through the inductor 61, and flows out from the other end 4b of the Peltier element 4 to the field effect transistor 44. When the PWM signals Sg2 and Sg3 have the value H and the PWM signals Sg1 and Sg4 have the value L, the current I2 from the field effect transistor 42 passes through the inductor 62 and the Peltier element 4 It flows into the other end 4 b and flows out from the one end 4 a of the Peltier element 4 to the field effect transistor 43. The Peltier element 4 is driven by the currents I1 and I2.

このように、モニタ信号Ｓｍと目標温度信号Ｓｔとに応じてＰＷＭ信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４が変化するので、ペルチェ素子４は、半導体発光素子２の温度と目標温度とに応答して駆動される。規定信号ＳｐがＰＷＭ信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４のデューティ比を制限するので、光送信器１はフィードバックループを形成せずにペルチェ素子４を制御できる。また光送信器１では、ペルチェ素子の電圧をモニタするための直列抵抗が不要となるので、直列抵抗による電力損失の発生や、この電力損失にともなうペルチェ素子の駆動効率の悪化を抑制することができる。   Thus, since the PWM signals Sg1 to Sg4 change according to the monitor signal Sm and the target temperature signal St, the Peltier element 4 is driven in response to the temperature of the semiconductor light emitting element 2 and the target temperature. Since the regulation signal Sp limits the duty ratio of the PWM signals Sg1 to Sg4, the optical transmitter 1 can control the Peltier element 4 without forming a feedback loop. Further, since the optical transmitter 1 does not require a series resistor for monitoring the voltage of the Peltier element, it is possible to suppress the generation of power loss due to the series resistance and the deterioration of the driving efficiency of the Peltier element due to the power loss. it can.

なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.

例えば、上記実施形態において、リミッタ１８には単一の規定信号Ｓｐが入力されるとしたが、リミッタ１８には複数の規定信号が入力されるとしてもよい。この場合リミッタ１８は、第１の規定信号に応答して上限規定信号Ｓｕを発生し、第２の規定信号に応答して下限規定信号Ｓｄを発生することになるので、反転増幅器２８が不要となる。   For example, in the above embodiment, the limiter 18 is input with the single defining signal Sp, but the limiter 18 may be input with a plurality of defining signals. In this case, the limiter 18 generates the upper limit defining signal Su in response to the first defining signal and generates the lower limit defining signal Sd in response to the second defining signal, so that the inverting amplifier 28 is unnecessary. Become.

図１は本発明の実施形態に係る光送信器のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an optical transmitter according to an embodiment of the present invention. 図２は、リミッタの回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of the limiter. 温度差信号の値が、上限規定信号の値よりも小さく、下限規定信号の値よりも大きい場合の（ａ）上限規定信号および下限規定信号、（ｂ）温度差信号、（ｃ）リミット信号、（ｄ）周期信号、（ｅ）制御信号を示す図である。(A) Upper limit regulation signal and lower limit regulation signal, (b) Temperature difference signal, (c) Limit signal when the value of the temperature difference signal is smaller than the value of the upper limit regulation signal and larger than the value of the lower limit regulation signal (D) It is a figure which shows a periodic signal and (e) control signal. 温度差信号の値が、上限規定信号の値よりも大きい場合の（ａ）上限規定信号および下限規定信号、（ｂ）温度差信号、（ｃ）リミット信号、（ｄ）周期信号、（ｅ）制御信号を示す図である。(A) Upper limit regulation signal and lower limit regulation signal when the value of the temperature difference signal is larger than the value of the upper limit regulation signal, (b) Temperature difference signal, (c) Limit signal, (d) Period signal, (e) It is a figure which shows a control signal. 温度差信号の値が、下限規定信号の値よりも小さい場合の（ａ）上限規定信号および下限規定信号、（ｂ）温度差信号、（ｃ）リミット信号、（ｄ）周期信号、（ｅ）制御信号を示す図である。(A) Upper limit regulation signal and lower limit regulation signal when the value of the temperature difference signal is smaller than the value of the lower limit regulation signal, (b) Temperature difference signal, (c) Limit signal, (d) Period signal, (e) It is a figure which shows a control signal. 図６は、Ｈブリッジおよびペルチェ素子の動作を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating operations of the H bridge and the Peltier element. 図７は、従来の光送信器の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional optical transmitter.

符号の説明Explanation of symbols

１・・・光送信器、２・・・半導体発光素子、４・・・ペルチェ素子、６・・・電子素子、８・・・駆動部、１０・・・制御部、１２・・・信号生成部、１６・・・第１のコンパレータ、１８・・・リミッタ、２０・・・第２のコンパレータ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical transmitter, 2 ... Semiconductor light-emitting device, 4 ... Peltier device, 6 ... Electronic device, 8 ... Drive part, 10 ... Control part, 12 ... Signal generation Part, 16 ... first comparator, 18 ... limiter, 20 ... second comparator.

Claims (2)

半導体発光素子と、
前記半導体発光素子の温度を調整するためのペルチェ素子と、
前記半導体発光素子の温度に対応する第１の信号を生成する電子素子と、
前記半導体発光素子の目標温度を示す第２の信号と前記第１の信号とに応じて、０より大きく１より小さい範囲のデューティ比を有するＰＷＭ信号を発生し、該ＰＷＭ信号を用いて前記ペルチェ素子を駆動する駆動部と
を備え、
前記駆動部は、制御信号を発生する制御部と、該制御信号に応答して前記ＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号生成部と、を含み、
前記制御部は、前記ＰＷＭ信号のデューティ比の最大値および最小値を規定するための少なくとも一つの第３の信号、前記第１の信号、前記第２の信号、および周期信号に応答して前記制御信号を発生する、ことを特徴とする光送信器。 A semiconductor light emitting device;
A Peltier device for adjusting the temperature of the semiconductor light emitting device;
An electronic device for generating a first signal corresponding to the temperature of the semiconductor light emitting device;
A PWM signal having a duty ratio in a range larger than 0 and smaller than 1 is generated according to the second signal indicating the target temperature of the semiconductor light emitting element and the first signal, and the Peltier signal is generated using the PWM signal. e Bei a driving unit for driving the element,
The drive unit includes a control unit that generates a control signal, and a PWM signal generation unit that generates the PWM signal in response to the control signal,
The control unit is responsive to at least one third signal, the first signal, the second signal, and a periodic signal for defining a maximum value and a minimum value of a duty ratio of the PWM signal. An optical transmitter characterized by generating a control signal . 前記制御部は、
前記第２の信号を前記第１の信号と比較して、比較結果を示す第４の信号を生成する第１のコンパレータと、
前記第３の信号によって規定される範囲内に前記第４の信号の値を制限するリミッタと、
前記リミッタからのリミット信号と前記周期信号とを受けて前記制御信号を発生する第２のコンパレータと
を含み、
前記第３の信号によって規定される範囲は前記周期信号の正のピーク値よりも小さく、前記周期信号の負のピーク値よりも大きい範囲である、ことを特徴とする請求項１に記載された光送信器。
The controller is
A first comparator for comparing the second signal with the first signal to generate a fourth signal indicating a comparison result;
A limiter that limits the value of the fourth signal within a range defined by the third signal;
A second comparator that generates the control signal in response to the limit signal from the limiter and the periodic signal;
Range defined by the third signal is smaller than the positive peak value of the periodic signal is negative in a range of greater than the peak value of the periodic signal, according to claim 1, characterized in that Optical transmitter.
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