JPH0292031A - 光送信器回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスターカブラを使用した光ＬＡＮ等においてバ
ースト信号を伝送する半導体レーザを用いた光送信器回
路に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体レーザを用いた光送信器回路には、その光出力を
一定に保つために光出力補償回路（以下ＡＰＣと称する
）が設けられている。このＡＰＣは半導体レーザの光出
力をホトダイオードなどでモニタし、このモニタ結果に
よって半導体レーザのバイアス電流を制御するもので、
この光送信器回路は例えば第４図のように構成される。

第４図は従来回路の一例を示す回路図であり、同図にお
いて、トランジスタＱｌ（第２のトランジスタ）は半導
体レーザＬＤを発光駆動するためのもので、このベース
には送信すべき入力信号がコンパレータＩＣＩからダイ
オードＤｉ、Ｄ２および抵抗Ｒ２を介して入力されてい
る。トランジスタＱ３（第１のトランジスタ）は半導体
レーザＬＤのバイアス電流を調整し、その発光出力レベ
ルを一定にするためのものである。

半導体レーザＬＤの発光出力はホトダイオードＰＤによ
りモニタされ、モニタ電流は高速のオペアンプＩＣ２の
逆相人力に与えられる。また、オペアンプＩＣ２の正相
入力には抵抗Ｒ１１゜Ｒ１２により生成される基準レベ
ルが入力されており、この基準レベルとモニタ電流によ
る入力電圧との差電圧が増幅されてオペアンプＩＣ２か
ら出力される。そして、この出力はオペアンプＩＣ３に
入力され、可変抵抗ＶＲＩにより定まる正相入力電圧と
の差電圧がＲ７／Ｒ８倍に増幅されてオペアンプＩＣ３
から出力され、さらに、この出力はトランジスタＱ３の
ベースに与えられる。

このため、半導体レーザＬＤの発光出力に応じてそのバ
イアス電流は調整され、一定の光出力が得られることと
なる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこのような従来の回路構成における半導体
レーザＬＤから発光される出力は、信号入力状態（トラ
ンジスタＱ１への信号入力が有名状態）において適正な
ものとなるようにそのバイアス電流が粗調整される。つ
まり、このバイアス７１流の粗調整は、オペアンプＩＣ
３の正相入力に与える電圧を可変抵抗ＶＲＩにより可変
することにより行われるものとなっており、−旦、バイ
アス電流の粗調整が終了すると、この正相入力に与えら
れる電圧は常に固定されたものとなる。

このため、ホトダイオードＰＤ、オペアンプＩＣ２，Ｉ
Ｃ３から構成されるＡＰＣの出力電圧レベルの範囲は自
ずから限られたものとなってしまうため、無信号状態（
トランジスタＱ１への信号入力が無い状態）において、
トランジスタＱ３によるバイアス電流が半導体レーザＬ
Ｄのスレシホルドレベルを越えることがある。つまり、
バイアス電流を常に半導体レーザＬＤのスレシホルドレ
ベル以下に保持することが出来ないため、従来の回路構
成にあっては、本来ならば無信号状態では光出力は無い
はずであるのに、信号入力状態と同様な光出力が半導体
レーザＬＤから出力されてしまうという課題を有してい
た。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこのような課題を解消するためになされたもの
で、入力信号のパルス幅を引き伸ばして半導体レーザ駆
動用のトランジスタに出力するパルス幅引き伸し回路と
、この出力信号の交流分を除去して直流分を取り出す交
流分除去回路と、半導体レーザの発光出力を安定化する
と共に交流分除去回路の出力信号を入力して無信号状態
時にバイアス電流調整用のトランジスタをオフ制御する
光出力補償回路とを備えたものである。

〔作用〕

信号入力状態において、入力信号はパルス幅引き伸し回
路により引き伸ばされて半導体レーザ駆動用のトランジ
スタを駆動する。一方、無信号状態において、半導体レ
ーザ駆動用のトランジスタはオフすると共に、入力信号
の交流分は交流分除去回路により除去され、交流分除去
回路からＡＰＣへ出力、される信号レベルは低下してバ
イアス電流調整用のトランジスタはオフする。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して以下に詳述する。

第１図は本発明の一実施例を表す回路図であり、第４図
と同一または相当部分については同符号を用いる。

同図において、コンパレータＩＣＩの正相入力。

逆相入力には半導体レーザＬＤを駆動するため、互いに
１８０度位相のずれたデユーティ比５０％の信号が入力
される。そして、コンパレータＩＣＩの正相出力はコン
パレータＩＣ４の正相に入力され、また、コンパレータ
ＩＣＩの逆相出力はワイヤードオア接続されたコンパレ
ータＩＣ５の正相入力となる。このコンパレータＩＣ５
の逆相出力はコンパレータＩＣＩの正相出力と同相とな
り、かつ、一定の時間だけ遅延されてコンパレータＩＣ
Ｉの正相出力に重畳される。このため、コンパレータＩ
Ｃ４の正相に入力される信号は、コンパレータＩＣＩの
正相入力がコンパレータＩＣ５による遅延時間だけ引き
伸ばされた信号となる。

この結果、コンパレータＩＣ４からの出力信号は、正相
出力は第２図（ａ）、逆相出力は同図（ｂ）に示される
ような波形になる。つまり、コンパレータＩＣＩに入力
されたデユーティ比５０％の信号は、第２図に示される
ごとく、正相出力のハイレベル時間が引き伸ばされた形
になる。

このコンパレータＩＣ１，ＩＣ４，ＩＣ５および抵抗Ｒ
２５はパルス幅引き伸し回路を構成し、このパルス幅引
き伸し回路の正相出力は、ダイオードＤＩ、Ｄ２および
抵抗Ｒ２を介してトランジスタＱ１を駆動し、半導体ダ
イオードＬＤを発光させて光信号を送出させる。

また、パルス幅遅延回路の出力信号はコンパレータＩＣ
６にも入力されており、コンノくレータＩＣ６の出力端
子間にはコンデンサＣ２が接続されているため、コンパ
レータＩＣ６から出力される信号の交流成分は短絡され
て直流成分のみが取り出される。そして、この交流成分
の除去された信号はコンパレータＩＣ７に入力され、コ
ンノずレータＩＣ７の正相出力はダイオードＤ７．Ｄ８
および抵抗Ｒ２０を介してオペアンプＩＣ３の正相入力
に与えられ、また、コンパレータＩＣ７の逆相出力はダ
イオードＤ５．Ｄ６および抵抗Ｒ２１゜Ｒ２２，Ｒ２０
を介してオペアンプＩＣ３の正相入力に与えられる。な
お、コンパレータＩＣ６゜１Ｃ７、コンデンサＣ２およ
び抵抗Ｒ２３゜Ｒ２４は交流付除去回路を構成している
。

また、半導体レーザＬＤの発光出力はホトダイオードＰ
Ｄによってモニタされ、ホトダイオードＰＤによるモニ
タ電流出力はオペアンプＩＣ２の逆相入力に与えられる
。また、オペアンプＩＣ２の正相入力には抵抗Ｒ１１，
Ｒ１２で生成される基準電圧が与えられており、ホトダ
イオードＰＤによる入力端子とこの基準電圧との差電圧
は可変抵抗ＶＲ２で定まる増幅率で増幅されてオペアン
プＩＣ２から出力される。この出力された信号はオペア
ンプＩＣ３の逆相入力に与えられ、この正相入力に与え
られている交流付除去回路からの出力電圧との差電圧が
Ｒ７／Ｒ８倍されてオペアンプＩＣ３から出力される。

オペアンプＩＣ３から出力された信号は抵抗Ｒ９を介し
てトランジスタＱ３のベースに入力され、トランジスタ
Ｑ３を駆動して半導体レーザＬＤにバイアス電流を与え
る。また、このバイアス電流はエミッタに接続された可
変抵抗Ｖ　Ｒ３１，：よってｔｎ　、Ｍ’Ｉｔされるも
のとなっている。なお、ホＩ・ダイオードＰＤ、オペア
ンプＩＣ２，ＩＣ３から構成される回路は周知のＡＰＣ
を構成している。

このような構成において、コンパレータＩＣ１の正相人
力、逆相入力に信号が入力されると、前述したように、
パルス幅引き伸し回路によってコンパレータＩＣＩの正
相入力のハイレベル信号が引き伸ばされた形となってコ
ンパレータＩＣ４の正相出力に現れる。そして、この正
相出力に従ってトランジスタＱ１は駆動され、パルス幅
歪みを生じさせることなく半導体レーザＬＤから光信号
が送出されることとなる。

また、パルス幅引き伸し回路の正相出力、逆相出力は交
流付除去回路のコンパレータＩＣ６に入力されることに
より交流分は除去され、信号入力状態においてはコンパ
レータＩＣ６の正相出力の直流成分は逆相出力の直流成
分よりも高くなる。

このため、コンパレータＩＣ７からの正相出力はハイレ
ベル、逆相出力はロウレベルになり、オペアンプＩＣ３
の正相入力に与えられる電圧は高くなる。従って、オペ
アンプＩＣ３に入力される差電圧が高くなることによっ
てＡＰＣの出力信号は、トランジスタＱ３のコレクタ電
流が半導体レーザＬＤのバイアス電流として十分な値と
なるように、かつ、半導体レーザＬＤの発光出力が一定
になるようにトランジスタＱ３のベースを駆動する。

一方、コンパレータＩＣＩに信号が入力されない無信号
状態のときはこのコンパレータＩＣＩの正相入力はロウ
レベルになっており、パルス幅引き伸し回路のコンパレ
ータＩＣ４から出力される正相出力はロウレベル、逆相
出力はハイレベルとなり、この正相出力のロウレベルは
トランジスタＱ１のベースに入力されてトランジスタＱ
１はオフとなる。

また、パルス幅引き伸し回路の出力信号には交流成分が
含まれているために絶えず変動しているが、この変動は
交流分除去回路のコンデンサＣ２によって消滅する。こ
のため、無信号状態においては常に安定してコンパレー
タＩＣ７の正相入力はロウレベル、逆相入力はハイレベ
ル状態になり、交流分除去回路からＡＰＣへ出力される
正相出力はロウレベル、逆相出力はハイレベルとなる。

従って、オペアンプＩＣ３の正相入力に与えられる電圧
が低下することによりオペアンプＩＣ３に入力される差
電圧も低下し、ＡＰＣの出力電圧レベルは低下してトラ
ンジスタＱ３はオフ状態となり、半導体レーザＬＤのバ
イアス電流は消滅する。

このように本実施例によれば、無信号状態においてはト
ランジスタＱ１．Ｑ３は常にオフ状態となるために半導
体レーザＬＤには全く電流が通電されなくなり、従来の
ように無信号状態時に半導体レーザＬＤから誤信号が送
出されるといったことは無くなる。また、信号入力時に
はパルス幅引き伸し回路によって正相入力のハイレベル
信号は遅延されることにより、半導体レーザＬＤの発光
時間遅れによって生じるパルス幅歪は補正される。

この実施例による効果は、第３図（ａ）に示されるバー
スト電気信号を同図（ｂ）に示される装置に人力し、同
図（Ｃ）に示されるバースト対応光出力信号を観測する
ことによって確認することが出来る。つまり、同図にお
いて、光送信器１は第１図に示された回路構成を有し、
この光送信器１に同図（ａ）のバースト電気信号が入力
されると、半導体レーザＬＤから光°ファイバ２へ光信
号が送出され、光／電気（０／Ｅ）変換器３によって電
気信号に戻されてオシロスコープ４に入力される。そし
て、このオシロスコープ４では第３図＜ｃ＞のバースト
対応光出力信号が観測される。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、入力信号を引き伸
ばすパルス幅引き伸し回路と、このパルス幅引き伸し回
路の出力から直流分信号を取り出す交流分除去回路と、
この直流分信号が人力される光出力補償回路（ＡＰＣ）
とを備えたことにより、無信号状態におけるＡＰＣ内の
」オペアンプへ与えられる差電圧は低下し、半導体レー
ザのバイアス電流駆動用の第１のトランジスタはそのベ
ース電位が低下することによりオフ制御されてバイアス
電流は消滅する。つまり、無信号状態時においては第１
のトランジスタおよび第２のトランジスタは必ずオフ状
態となって半導体レーザには全く電流は通電されなくな
り、従来のように無信号状態時において誤った光信号が
送出されてしまうという課題は解消されるという効果を
有する。

また、信号入力時においては正相入力のハイレベル信号
が引き伸ばされて半導体レーザ発光駆動用の第２のトラ
ンジスタを駆動するため、半導体レーザの発光時間遅れ
によって生じるパルス幅歪は補正されるという効果をも
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を表す回路図、第２図は、
パルス幅引き伸し回路の出力信号波形を表す波形図、第
３図（ａ）は、バースト電気信号の一例を表す波形図、
同図（ｂ）は、この信号が人力されてこの実施例の効果
を確認する装置を示スフロック図、同図（Ｃ）は、この
装置において観ａｌｌＪされる信号を表す波形図、第４
図は、従来の回路図である。 ＬＤ・・・半導体レーザ、Ｑｌ・・・第２のトランジス
タ、Ｑ３・・・第１のトランジスタ、ＩＣ１，ＩＣ４゜
ＩＣ５，Ｉ　Ｃ６，Ｉ　Ｃ７−−−：ｌンバレータ、Ｉ
Ｃ２゜ＩＣ３・・・オペアンプ、Ｃ２・・・コンデンサ
、Ｄ５〜Ｄ８・・・ダイオード、Ｒ２０〜Ｒ２５・・・
抵抗。 特許出願人　　住友電気工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　第１のトランジスタによりバイアス電流が与えられ、
   第２のトランジスタにより発光駆動される半導体レーザ
   を光源とする光送信器回路において、前記半導体レーザ
   の発光時間遅れによって生じるパルス幅歪を無くすため
   にこの半導体レーザを発光させる入力信号のパルス幅を
   引き伸ばして前記第２のトランジスタに出力するパルス
   幅引き伸し回路と、このパルス幅引き伸し回路から出力
   された信号の交流分を除去して直流分を取り出す交流分
   除去回路と、前記半導体レーザの発光出力をホトダイオ
   ードによりモニタして安定化するとともに前記交流分除
   去回路の出力信号を入力して無信号状態時における前記
   第１のトランジスタをオフ制御する光出力補償回路とを
   備えた光送信器回路。