JPH0210615B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はビデオ信号を、レーザダイオードLD
を用いて光伝送する光伝送装置に関する。

従来例の構成とその問題点 LDを光源としてアナログ信号を直接輝度変調
し、マルチモードフアイバを用いて伝送した場合
には光源のコヒーレンシイの良さに起因するモー
ダルノイズの発生のため良好な信号の伝送ができ
ない。そこで光源のコヒーレンシイを低下させる
ためには、高周波重畳法が有効であると言われて
いる。重畳高周波としては正弦波やパルス波等が
ある。正弦波の場合には重畳した高周波電流が
LDの閾値電流以下になつた場合には、LDの出力
光が無くなつてしまうため、入力信号と出力光強
度が比例せず歪を発生する。また、パルスの場合
には、重畳電流波形がきれいな矩形状の場合には
歪は発生しない。しかし、通常、この重畳パルス
の繰り返し周波数は100〜500MHz程度であり、き
れいな矩形パルス電流を印加するためには、５次
高調波程度までの帯域を必要とするので、駆動回
路や、LDには500MHz以上の広帯域が要求され
る。また、帯域がこれより低い場合には、正弦波
重畳と同じような事になり、歪の発生につなが
る。これは伝送信号のDG（デイフアレンシヤル
ゲイン）、DP（デイフアレンシヤルフエイズ）特
性の悪化となる。

その上、LDを駆動する回路に必要な周波数帯
域は、ビデオ信号帯域のように、比較的低周波の
もの以外に重畳される高周波の分まで必要となる
ため回路構成が複雑かつ高価となる。また、前述
した歪成分を補償するための方策が必要となる。

発明の目的 本発明は、LDに高周波重畳を行うに際して歪
を発生せず、かつ駆動電流の周波数が少なく、し
かも安定に動作するビデオ信号光伝送装置を提供
するものである。

発明の構成 本発明はビデオ信号を高周波で振幅変調して
LDに印加し、かつLDのバイアス電流をLDの閾
値とする事により、入力信号と、LD出力光強度
との比例関係を保ち、歪の発生を無くしている。
またバイアス電流を閾値とするために、LD出力
光の一部を光電変換し、その一定の部分（例えば
シンクチツプやペデスタル部分）の電圧をあらか
じめ定められた値と比較して、両者を一致させる
ように、LDのバイアス電流を制御している。

実施例の説明 本発明による一実施例を第１図に示す。ビデオ
信号入力はクランプ回路１によりクランプされ、
振幅変調器２で振幅変調される。高周波の発振器
３は100MHz〜500MHzの通常の発振器である。変
調器出力は、可変電流源４の出力（LDのバイア
ス電流）と加算回路５で加算されLD６に印加さ
れるLD６の出力光は光フアイバ１１に導かれ伝
送されるが、その一部又はLD６の後方出射光を
光電変換器７で光電変換する。光電変換器７の出
力のある特定部分の電圧をサンプルホールド回路
（Ｓ／Ｈ）８でサンプルホールドする。その出力
が基準電圧発生器９の出力と、比較器１０により
比較され、両者が一致するように、可変電流源４
の出力電流が制御される。

第２図を用いて、もう少し詳しく述べる。第２
図ａはLDの出力光波形ロを示している。横軸は
時間である。破線イは入力ビデオ信号波形に対応
する。この構成ではLD６のバイアス電流は、閾
値近傍に設定されているため、LD６に印加され
た電流のうち閾値以下の部分は発光せず、閾値以
上の部分のみが発光するため、LD出力光波形は
第２図ａの如く半波整流された形ａとなる。それ
を光電変換して、高周波成分を除くと第２図ｂの
波形ハが得られる。

なお、第１図では簡単のため光電変換器７とし
てはフオトダイオードのみを記してあるが、通常
は増幅器を含んでいる。また、この部分では重畳
された高周波成分を検出する必要はなく、DC成
分と伝送される信号帯域分のみを検出すれば良
い。この光電変換器７の光電変換素子としては、
LDの出力光モニター用のものを使用する事もで
きる。第２図ｂの一点鎖線は、基準電圧発生器９
の発生電圧V_Rを示している。この図ではサンプ
リングのタイミングを図のt₁→t₂の時間（HDパ
ルス）に行なつた場合を示している。このサンプ
リングはHDパルス幅（シンクチツプに対応）に
行つても良く、ペデスタル期間中に行なつても良
い。

タイミング抽出回路１２は、サンプルホールド
回路８のサンプリングのタイミングを決定するパ
ルスを、ビデオ信号から抽出するためのものであ
る。通常ビデオ信号から同期信号成分を抽出する
回路と、モノマルチ等のタイミング素子から構成
される。

サンプリングのタイミングを同期パルス期間中
とすれば、シンクチツプ部分の電圧がホールドさ
れ、ペデスタル期間で行なうとベデスタル部の電
圧がホールドされる事になる。比較器１０はこの
ホールド電圧と、基準電圧発生器９の電圧とが一
致するように可変電流源にフイードバツクを行な
う。この方法では、この系全体の応答速度を、水
平走査時間に近くする事が可能であり、高速応答
性を有している。

この時、LDを駆動するための必要帯域は、振
幅変調波を印加しているので、搬送波周波数を中
心に、ビデオ信号の帯域（４〜5MHz）の２倍あ
れば良い。また、バイアス電流を閾値に設定すれ
ば、原理的に全く歪は発生せず、ビデオ入力信号
と、LD出力強度は完全な直線関係になる。

本方式では、バイアス電流を閾値電流に設定す
ることが信号の直線性を確保する上で重要にな
る。

また、温度によりLDの閾値が変動した場合を
第３図を用いて説明する。第３図中央が、横軸を
電流、縦軸を光出力とする、いわゆるｉ−Ｌ特性
を示す。実線ニが温度T₁の時のｉ−Ｌ特性、破
線ホが温度T₂の時のものとする。サンプルホー
ルド回路８の出力が基準電圧V_Rと等しくなるよ
うに、可変電流源の出力が制御されるという事
は、サンプル期間中のLDの出力光強度が一定に
なるという事である。第３図のチがサンプル期間
中のLDの出力光波形であり、これを一定にする
ために、バイアス電流は、温度T₁の時I_B1となり、
温度T₂の時I_B2となる。その時のLDへの印加電流
波形がイ，トに示されている。

基準電圧発生器の出力電圧を、ある温度の時
に、バイアス電流が閾値となるように一度調整す
れば、その後は温度変化に対して自動的に制御さ
れる事になる。

本発明の異なる実施例を第４図に示す。番号１
〜７，９〜１０は第２図と共通なので同一番号を
付している。この例では、第１図のサンプルホー
ルド回路８のかわりに、負のピークホールド回路
１３を用いている。この回路は、光電変換器７の
出力のうちの最低レベルの信号の値をホールドし
て出力する構成である。この場合、ビデオ信号の
最低レベルはシンクチツプ部であるため、その電
圧が出力されることになる。この方法では、タイ
ミング抽出回路が不要であり、かつサンプルホー
ルド回路に比べて回路構成が簡単である。

発明の効果 以上述べた如く、本発明によれば歪の発生を生
じる事なく、しかも駆動周波数帯域がせまく、か
つ、温度変動にも非常に安定な高周波重畳が可能
となるため、伝送されたビデオ信号のDG，DP特
性が非常によく、しかも温度変動の少ないビデオ
信号光伝送装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のビデオ信号光伝送
送置の構成図、第２図は第１図における各部の波
形図、第３図は第１図における動作の温度特性を
示す図、第４図は本発明の異なる実施例のビデオ
信号光伝送装置の構成図である。 １……クランプ回路、２……振幅変調器、３…
…高周波発振器、４……可変電流源、５……加算
器、６……レーザダイオード、７……光電変換
器、８……サンプルホールド回路、９……基準電
圧発生器、１０……比較器、１１……光フアイバ
ー、１２……タイミング抽出回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 伝送信号を振幅変調する変調器と、バイアス
   電流を制御する可変電流源と、前記変調器出力と
   前記可変電流源出力により駆動されるレーザダイ
   オードと、前記レーザダイオードの出力光の一部
   を光電変換し、その出力を特定部分の電圧をあら
   かじめ定められた電圧と比較する比較器とを有
   し、前記比較器の出力で前記バイアス電流が前記
   レーザダイオードの閾値電流となるよう前記電流
   源を制御することを特徴とするビデオ信号光伝送
   装置。 ２ 比較器は、光電変換した信号をサンプルホー
   ルドし、前記サンプルホールドされた出力とあら
   かじめ定められた電圧とを比較し、バイアス電流
   が閾値電流となるよう電流源を制御する構成とし
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   ビデオ信号光伝送装置。 ３ 比較器は光電変換した信号の負のピークをホ
   ールドし、その電圧とあらかじめ定められた電圧
   とを比較して、バイアス電流が閾値電流となるよ
   う電流源を制御することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のビデオ信号光伝送装置。