JPH0553078B2 - - Google Patents
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- JPH0553078B2 JPH0553078B2 JP60183010A JP18301085A JPH0553078B2 JP H0553078 B2 JPH0553078 B2 JP H0553078B2 JP 60183010 A JP60183010 A JP 60183010A JP 18301085 A JP18301085 A JP 18301085A JP H0553078 B2 JPH0553078 B2 JP H0553078B2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/06832—Stabilising during amplitude modulation
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、光通信を行う光伝送装置等に用いら
れるレーザダイオード駆動回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a laser diode drive circuit used in an optical transmission device or the like that performs optical communication.
（従来技術）
従来、例えば特公昭59−38756号に記載されて
いるように、レーザダイオードを駆動する方法と
しては、一定の変調電流と可変の直流バイアス電
流を重畳してレーザダイオードを制御する方法が
あつた。つまり、温度やレーザ素子劣化によるし
きい値の変化を検出して、それに応じて直流バイ
アス電流を変化させて光出力を一定に保つ方法で
ある。(Prior Art) Conventionally, as described in Japanese Patent Publication No. 59-38756, a method for driving a laser diode is to control the laser diode by superimposing a constant modulation current and a variable DC bias current. It was hot. In other words, this method detects changes in the threshold value due to temperature or laser element deterioration and changes the DC bias current accordingly to keep the optical output constant.
第３図は従来のレーザダイオード駆動回路の一
構成例を示すブロツク図である。レーザダイオー
ド３１はバイアス電流源３８によつて直流バイア
ス電流IBがかけられ、入力信号をバイアス電流源
３３およびAC変調器３４によつて変調した固定
変調ピーク電流IPが入力されることにより発光す
る。レーザダイオード３１の光出力の一部はモニ
タ光として受光素子３２で受光され、DCモニタ
回路３９で受光電力の平均値が得られる。また、
入力信号も低域ろ波器３５によつて積分され、前
記平均値信号とともに差動増幅器３６に入力し、
比較増幅され、フイルタ３７を介してバイアス電
流源３８に入力される。そして前記比較結果に従
つて、バイアス電流源３８は直流バイアス電流IB
を制御する。つまり、変調電流IPを固定し、直流
バイアス電流IBを制御することにより光出力のピ
ーク値を一定とするよう動作するのである。 FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional laser diode drive circuit. A DC bias current I B is applied to the laser diode 31 by a bias current source 38, and a fixed modulation peak current I P obtained by modulating the input signal by a bias current source 33 and an AC modulator 34 is input, so that the laser diode 31 emits light. do. A part of the optical output of the laser diode 31 is received by the light receiving element 32 as monitor light, and the DC monitor circuit 39 obtains the average value of the received light power. Also,
The input signal is also integrated by the low-pass filter 35 and input to the differential amplifier 36 together with the average value signal,
The signals are compared and amplified and input to a bias current source 38 via a filter 37. According to the comparison result, the bias current source 38 outputs a DC bias current I B
control. In other words, by fixing the modulation current I P and controlling the DC bias current I B , it operates to keep the peak value of the optical output constant.
（発明の解決しようとする問題点）
しかしながら、従来の方法によれば変調電流を
一定としているので温度やレーザダイオード自体
の劣化による微分効率の変化を補償することがで
きず、高速動作時に光出力波形の劣化、変動およ
び消光劣化が発生する。(Problem to be solved by the invention) However, according to the conventional method, since the modulation current is kept constant, it is not possible to compensate for changes in differential efficiency due to temperature or deterioration of the laser diode itself, which reduces the optical output during high-speed operation. Waveform degradation, fluctuations and extinction degradation occur.
この様子を第４図を用いて説明する。同図中ａ
はレーザダイオードの駆動電流に対する光出力の
特性を示す図、ｂは前記ａの特性によつて得られ
る光出力波形を示す図であり、Ｔは温度（T2＞
T1）、IB1，IB2は直流バイアス電流、IPは変調電流
である。 This situation will be explained using FIG. 4. a in the same figure
is a diagram showing the characteristics of the optical output with respect to the driving current of the laser diode, b is a diagram showing the optical output waveform obtained by the characteristic of a above, and T is the temperature (T 2 >
T 1 ), I B1 , and I B2 are DC bias currents, and I P is a modulation current.
第４図ａに示す様に、高温動作時（Ｔ＝T2）
にはレーザダイオードの特性が劣化するため、バ
イアス電流IB2を補正してやつてもｂに示す如く
波形のピーク値が変化する消光比劣化が生ずる。 As shown in Figure 4a, during high temperature operation (T=T 2 )
Since the characteristics of the laser diode deteriorate in , even if the bias current I B2 is corrected, extinction ratio deterioration occurs in which the peak value of the waveform changes as shown in b.
また、レーザダイオードの発光には遅延時間が
あり、これはしきい値近傍以下から駆動電流が立
上がる場合には、直流バイアス電流としきい値電
流の関数となり、高速動作時に光出力波形劣化を
招くという問題点もあつた。 In addition, there is a delay time in the light emission of a laser diode, and this becomes a function of the DC bias current and threshold current when the drive current rises from below the threshold, resulting in optical output waveform deterioration during high-speed operation. There was also a problem.
（問題点を解決するための手段）
本発明は上述したような従来技術の問題点に鑑
み、温度、およびレーザダイオード自体の劣化に
よるしきい値電流変動、微分効率変動による消光
比変動、および光出力波形変動の少ないレーザダ
イオード駆動回路を提供することを目的とし、そ
の構成はレーザダイオードの光出力をモニタする
受光素子と、前記受光素子の出力をDC増幅して
第１の平均値信号を出力する手段と、前記デイジ
タル駆動信号（入力信号）を積分して第２の平均
値信号を出力する手段と、前記第１の平均値信号
と第２の平均値信号の差分をとり、その値に従つ
て第１の制御信号を出力する手段と、前記受光素
子の出力をAC増幅して出力する手段と、前記AC
増幅された出力を最大値と最小値の中間値でスラ
イスして前記デイジタル駆動信号のレベルまで増
幅するレベル識別手段と、前記レベル識別手段の
出力を積分する手段と、前記第２の平均値信号と
前記積分化されたレベル識別手段の出力と差分を
とり、その値に従つて第２の制御信号を出力する
手段とから成り、前記第１の制御信号および第２
の制御信号のいずれか一方の制御信号によりレー
ザダイオードの直流バイアス電流源を制御し、他
方の制御信号により前記変調電流源を制御するこ
とを特徴としている。(Means for Solving the Problems) In view of the problems of the prior art as described above, the present invention solves the problems of threshold current fluctuations due to temperature and deterioration of the laser diode itself, extinction ratio fluctuations due to differential efficiency fluctuations, and optical The purpose is to provide a laser diode drive circuit with less variation in output waveform, and its configuration includes a light receiving element that monitors the optical output of the laser diode, and a DC amplification of the output of the light receiving element to output a first average value signal. means for integrating the digital drive signal (input signal) and outputting a second average value signal; taking the difference between the first average value signal and the second average value signal; Therefore, means for outputting a first control signal, means for AC amplifying and outputting the output of the light receiving element, and
level identification means for slicing the amplified output at an intermediate value between the maximum value and the minimum value and amplifying it to the level of the digital drive signal; means for integrating the output of the level identification means; and the second average value signal. and a means for calculating a difference between the output of the integrated level identifying means and outputting a second control signal according to the difference, the first control signal and the second control signal being different from each other.
The present invention is characterized in that the DC bias current source of the laser diode is controlled by one of the control signals, and the modulation current source is controlled by the other control signal.
（作用）
本発明は光出力を受光素子によつてモニタし、
その出力と元のデイジタル駆動信号（入力信号）
とを２通りの方法で比較し、光出力の平均パワー
とデユーテイ劣化をそれぞれ検出して、それらを
制御しようとするものである。(Function) The present invention monitors the light output with a light receiving element,
Its output and original digital drive signal (input signal)
In this method, the average power and duty deterioration of the optical output are respectively detected and controlled using two methods.
本発明は、受光素子によりレーザダイオードの
光をモニタし、さらにDCモニタ回路で該受光素
子の出力をDC増幅して第１の平均値信号を得、
差動増幅器等でデイジタル駆動信号（入力信号）
を積分して得られる第２の平均値信号と比較する
ことにより光出力の平均パワーをモニタしてい
る。また前記受光素子の出力をACモニタ回路で
AC増幅し、その出力をレベル識別回路により最
大値と最小値の中間値でスライスして前記デイジ
タル駆動回路のレベルまで増幅し、さらに低域ろ
波器により積分し、差動増幅器等により前記第２
の平均値信号と比較することにより、光出力波形
のデユーテイをモニタしているのである。 The present invention monitors the light of a laser diode with a light receiving element, further DC amplifies the output of the light receiving element with a DC monitor circuit to obtain a first average value signal,
Digital drive signal (input signal) with differential amplifier, etc.
The average power of the optical output is monitored by comparing it with a second average value signal obtained by integrating. In addition, the output of the photodetector is monitored by an AC monitor circuit.
AC amplification is performed, and the output is sliced at an intermediate value between the maximum value and the minimum value by a level discrimination circuit, amplified to the level of the digital drive circuit, further integrated by a low-pass filter, and the output is 2
The duty of the optical output waveform is monitored by comparing it with the average value signal.
（実施例）
本発明の実施例を説明する前に光波形のデユー
テイについて説明する。(Embodiment) Before explaining the embodiment of the present invention, the duty of the optical waveform will be explained.
レーザダイオードの駆動入力信号に対する光出
力波形の立上がり遅延時間tdは一般に直流バイア
ス電流IBとしきい値電流Ithの関数として次式で表
わされる。 The rise delay time t d of the optical output waveform with respect to the drive input signal of the laser diode is generally expressed as a function of the DC bias current I B and the threshold current I th by the following equation.
td＝τo o〔IP／｛（IP＋IB）−Ith｝〕 … (1-1)式
τo：キヤリア寿命
IP：変調電流ピーク値
従つて直流バイアス電流IBに対する光出力の立
上がり遅延特性は第５図の様になる。逆に光出力
の立下がりに関して駆動入力信号に対する遅延差
は発生しない。 t d = τ o o [I P / {(I P + I B ) − I th }] … Equation (1-1) τ o : Carrier life I P : Modulation current peak value Therefore, light relative to DC bias current I B The output rise delay characteristic is as shown in FIG. Conversely, no delay difference with respect to the drive input signal occurs regarding the fall of the optical output.
この様子を表わすと第６図の様になり、光出力
波形はレーザダイオード駆動電流波形に比して大
きくデユーテイ劣化することになる。このデユー
テイ劣化を利用し、又波形劣化を最小限とするた
め、直流バイアス電流IBをしきい値電流Ithよりわ
ずかに小さい値に設定し、立上がり遅延時間tdを
非常に小さくなるように直流バイアス電流IBもし
くは変調電流IPの制御を行う。これにより自動的
に消光比も良好になる。 This situation is shown in FIG. 6, where the optical output waveform suffers from greater duty deterioration than the laser diode drive current waveform. To take advantage of this duty deterioration and to minimize waveform deterioration, the DC bias current I B is set to a value slightly smaller than the threshold current I th and the rise delay time t d is set to be extremely small. Controls the DC bias current I B or modulation current I P. This automatically improves the extinction ratio.
もしレーザダイオード（LD）に一定の立上げ
遅延tdを与えることができれば（１−１）式よ
り、レーザダイオード（LD）のバイアス電流IP
とIbの関係は１次方程式で表される。つまり光出
力の平均値と立上げ遅延tdを適当に設定すれば、
バイアス電流IPとIbとは連立１次方程式の解とし
て一意に決定される。 If a constant start-up delay t d can be given to the laser diode (LD), then from equation (1-1), the bias current I P of the laser diode (LD)
The relationship between and I b is expressed by a linear equation. In other words, if the average value of the optical output and the start-up delay t d are set appropriately,
Bias currents I P and I b are uniquely determined as solutions of simultaneous linear equations.
これは、光出力の平均値と立上げ遅延tdを検値
して一定になるようにバイアス電流IPとIbをルー
プ制御することによりレーザダイオード（LD）
の特性の経時及び温度変化に対しても安定にバイ
アス電流IPとIbが自動設定されることになる。 This is achieved by loop-controlling the bias currents I P and I b to keep them constant by checking the average value of the optical output and the start-up delay t d .
The bias currents I P and I b are automatically set stably even with changes in characteristics over time and temperature.
実際の回路では、決められた時間差tdをレーザ
ダイオード（LD）に与えるためには、前述した
デイジタル駆動信号の平均値信号と、前述したレ
ベル識別回路の出力の平均値信号とを比較する時
に、時間差tdに相当するオフセツト電圧を与える
方法と、光出力波形の立上がりに対応するデイジ
タル駆動信号のパルス幅をtdだけ増やすといつた
方法がとられる。 In an actual circuit, in order to give a determined time difference t d to the laser diode (LD), it is necessary to compare the average value signal of the digital drive signal described above with the average value signal of the output of the level discrimination circuit described above. , a method of applying an offset voltage corresponding to the time difference t d , and a method of increasing the pulse width of the digital drive signal corresponding to the rise of the optical output waveform by t d .
第１図ａは本発明の第１の実施例を示すブロツ
ク図、第７図は第１実施例の波形説明図である。
第１図ａに示す様に、入力信号はAC変調回路１
３に入力され、ピーク変調電流IPでレーザダイオ
ード１１を変調する。レーザダイオード１１の発
光出力は、その一部が受光素子１２で受光され、
ACモニタ回路２０で電気信号波形に変換され、
レベル識別回路１９で直流再生された後、最大値
と最小値の中間値でスライスされ、入力信号と比
較できるレベル、例えば論理レベルまで増幅され
る。その後、レベル識別回路１９の出力は低域ろ
波器１８によつて積分され、第７図ｃに示すよう
にオフセツト付与回路１７によりレーザダイオー
ド（LD）光波形立上り遅延によるデユーテイ劣
化に対応するDC成分減少分のオフセツト電圧が
与えられ差動増幅器１６に入力される。差動増幅
器１６には低域ろ波器２２によつて積分された第
２の平均値信号が入力されており、差動増幅器１
６は前記オフセツト付与回路１７の出力と第２の
平均値信号との両方を比較して光出力波形のデユ
ーテイ劣化を検出し、その結果に従つて、フイル
タ１５を介して前記変調電流IPの大きさを制御す
るバイアス電流源１４に対して第２の制御信号を
送出する。また、その結果に従い、図示しない制
御手段によつて前記オフセツト付与回路１７を制
御してオフセツト電圧の値を制御することも可能
である。尚低域ろ波器２２と２３は同等の機能を
有し、低域ろ波器２３の出力である第２の平均値
信号は差動増幅器２４に入力される。 FIG. 1a is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a waveform explanatory diagram of the first embodiment.
As shown in Figure 1a, the input signal is input to the AC modulation circuit 1.
3 and modulates the laser diode 11 with the peak modulation current I P. A part of the light emitting output of the laser diode 11 is received by the light receiving element 12,
It is converted into an electrical signal waveform by the AC monitor circuit 20,
After being DC-regenerated by the level discrimination circuit 19, it is sliced at an intermediate value between the maximum value and the minimum value, and amplified to a level that can be compared with the input signal, for example, a logic level. Thereafter, the output of the level discrimination circuit 19 is integrated by the low-pass filter 18, and as shown in FIG. An offset voltage corresponding to the component decrease is provided and input to the differential amplifier 16. The second average value signal integrated by the low-pass filter 22 is input to the differential amplifier 16.
6 compares both the output of the offset applying circuit 17 and the second average value signal to detect duty deterioration of the optical output waveform, and according to the result, changes the modulation current I P through the filter 15. A second control signal is sent to the bias current source 14 whose magnitude is controlled. Furthermore, it is also possible to control the offset voltage value by controlling the offset applying circuit 17 by a control means (not shown) according to the result. Note that the low-pass filters 22 and 23 have equivalent functions, and the second average value signal that is the output of the low-pass filter 23 is input to the differential amplifier 24.
一方、受光素子１２の出力はDCモニタ回路２
１にも入力しており、光出力パワーの第１の平均
値信号が差動増幅器２４に入力されている。差動
増幅器２４は前記第１の平均値信号と低域ろ波器
２３によつて積分化された第２の平均値信号とを
比較することによつて光出力の平均パワーを信号
マーク率変動を含めて監視しており、その比較結
果に基づいてフイルタ２５を介して、直流バイア
ス電流IBの大きさを制御するバイアス電流源２６
に対して第１の制御信号を送出するのである。 On the other hand, the output of the light receiving element 12 is sent to the DC monitor circuit 2.
1, and a first average value signal of the optical output power is input to the differential amplifier 24. The differential amplifier 24 compares the first average value signal with the second average value signal integrated by the low-pass filter 23, thereby calculating the average power of the optical output from the signal mark rate fluctuation. A bias current source 26 controls the magnitude of the DC bias current IB via a filter 25 based on the comparison result.
The first control signal is sent to the first control signal.
第１図ｂは光出力波形の立上がりで生ずる一定
の遅延tdを補償するために、同図ａで示したよう
なオフセツト付与回路１７の代わりにパルス幅変
更回路２７を設けて、入力信号のパルス幅をtxだ
け広げるようにした本発明の第２の実施例であ
る。 In FIG. 1b, in order to compensate for the constant delay td that occurs at the rise of the optical output waveform, a pulse width changing circuit 27 is provided in place of the offset applying circuit 17 as shown in FIG. This is a second embodiment of the present invention in which the pulse width is widened by tx .
第８図に入力信号（デイジタル駆動信号）波形
とパルス幅変更回路２７の出力波形並びにレベル
識別回路１９の出力波形を示す。 FIG. 8 shows the input signal (digital drive signal) waveform, the output waveform of the pulse width changing circuit 27, and the output waveform of the level discrimination circuit 19.
第８図ｂに示すように、パルス幅変更回路２７
の出力はtxだけパルス幅を広げAC変調回路１３
へ加える。そして光出力をACモニタ回路２０で
電気信号波形に変換し、レベル識別回路１９で直
流再生する。該レベル識別回路１９の出力は低域
ろ波器１８で積分され差動増幅器１６に入力され
る。差動増幅器１６には低域ろ波器２２によつて
積分され第２の平均値信号が入力されており、こ
の第２の平均値信号と前記低域ろ波器１８の出力
とが比較され、バイアス電流源１４に対し第２の
制御信号を送出する。 As shown in FIG. 8b, the pulse width changing circuit 27
The output of AC modulation circuit 13 widens the pulse width by t x .
Add to. Then, the optical output is converted into an electrical signal waveform by the AC monitor circuit 20, and the DC signal is reproduced by the level discrimination circuit 19. The output of the level discrimination circuit 19 is integrated by a low-pass filter 18 and input to a differential amplifier 16. A second average value signal integrated by a low-pass filter 22 is input to the differential amplifier 16, and this second average value signal and the output of the low-pass filter 18 are compared. , sends a second control signal to the bias current source 14.
差動増幅器１６はバイアス電流源１４を通して
変調電流IPを制御し、低域ろ波器１８と２２の出
力誤差信号をなくすようにループ動作する。 Differential amplifier 16 controls the modulation current I P through bias current source 14 and operates in a loop to eliminate the output error signals of low pass filters 18 and 22.
またDCモニタ回路２１の出力である第１の平
均値信号は差動増幅器２４で、低域ろ波器２３の
出力と比較され、バイアス電流源２６を制御する
第１の制御信号を送出する。 Further, the first average value signal, which is the output of the DC monitor circuit 21, is compared with the output of the low-pass filter 23 in the differential amplifier 24, and a first control signal for controlling the bias current source 26 is sent out.
次に第２図ａは本発明の第３の実施例を示すブ
ロツク図であり、ACモニタ回路２０から差動増
幅器２４までの、光出力波形のデユーテイを監視
する構成で直流バイアス電流IBのバイアス電流源
２６を制御し、さらにDCモニタ回路２１から差
動増幅器１６までの、光出力のピークパワーを監
視する構成で変調電流IPのバイアス電流源１４を
制御する例を示している。また、遅延時間を補償
する手段としてオフセツト付与回路１７を用いて
いる。 Next, FIG. 2a is a block diagram showing a third embodiment of the present invention, in which the duty of the optical output waveform from the AC monitor circuit 20 to the differential amplifier 24 is monitored . An example is shown in which the bias current source 14 of the modulation current I P is controlled in a configuration in which the bias current source 26 is controlled and the peak power of the optical output from the DC monitor circuit 21 to the differential amplifier 16 is monitored. Further, an offset applying circuit 17 is used as means for compensating for delay time.
以下具体的な動作を説明する。受光素子１２で
受光した光出力はACモニタ回路２０で電気信号
波形に変換され、レベル識別回路１９で直流再生
される。該レベル識別回路１９の出力は低域ろ波
器１８によつて積分された後、オフセツト付与回
路１７でDC成分減少分のオフセツト電圧が付加
され差動増幅器２４に入力される。 The specific operation will be explained below. The optical output received by the light receiving element 12 is converted into an electrical signal waveform by the AC monitor circuit 20, and the DC signal is reproduced by the level discrimination circuit 19. After the output of the level discrimination circuit 19 is integrated by a low-pass filter 18, an offset voltage corresponding to a reduction in the DC component is added by an offset applying circuit 17, and the output is input to a differential amplifier 24.
差動増幅器２４には低域ろ波器２３によつて積
分された第１の平均値信号が入力されており、こ
こで前記オフセツト付与回路１７の出力と比較し
て、その結果に従つて直流バイアス電流IBを制御
するバイアス電流源２６に対して第１の制御信号
を送出する。一方DCモニタ回路２１からは第２
の平均値信号が差動増幅器１６へ入力される。こ
こで低域ろ波器２２の出力である第２の平均値信
号と比較し、その結果に従つて変調電流IPを制御
する第２の制御信号を出力する。 The first average value signal integrated by the low-pass filter 23 is input to the differential amplifier 24, where it is compared with the output of the offset applying circuit 17, and the DC signal is adjusted according to the result. A first control signal is sent to the bias current source 26 that controls the bias current IB . On the other hand, the second
The average value signal is input to the differential amplifier 16. Here, it is compared with the second average value signal which is the output of the low-pass filter 22, and a second control signal for controlling the modulation current I P is output according to the result.
第２図ｂは本発明の第４の実施例を示すブロツ
ク図であり、第２図ａのオフセツト付与回路１７
の代りに遅延時間を補償する手段としてパルス幅
変更回路２７を用いた例である。 FIG. 2b is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention, in which the offset applying circuit 17 of FIG. 2a is
This is an example in which a pulse width changing circuit 27 is used as a means for compensating the delay time instead.
即ち入力信号はパルス幅変更回路２７でtxだけ
パルス幅を広げてAC変調回路１３へ加える。前
記txは光出力の立ち上り時の遅延時間tdと等しく
とることにより遅延時間を補償することができ
る。実際の動作については前述の第２図ａの場合
のように第１の制御信号によつて直流バイアス電
流IBを制御し、第２の制御信号によつて変調電流
IPを制御するものである。 That is, the input signal is widened in pulse width by tx by the pulse width changing circuit 27 and then applied to the AC modulation circuit 13. The delay time can be compensated by setting t x equal to the delay time t d at the rise of the optical output. In actual operation, the first control signal controls the DC bias current IB , and the second control signal controls the modulation current as shown in Figure 2a.
It controls IP .
（発明の効果）
本発明によれば光出力波形のピークパワーとデ
ユーテイの両方を監視でき、さらには直流バイア
ス電流と変調電流の両方をそれぞれ最適制御でき
るので、レーザダイオードのしきい値電流の変
化、バラツキ、劣化等による波形劣化、消光比劣
化等の少ないレーザダイオード駆動回路を実現す
ることができる。また、本発明は光出力のデユー
テイを信号の変化点で検出しているので周波数が
上昇するほど検出能率があがり、従つて高速の光
伝送技術に応用することができる。(Effects of the Invention) According to the present invention, it is possible to monitor both the peak power and duty of the optical output waveform, and furthermore, it is possible to optimally control both the DC bias current and the modulation current, so that changes in the threshold current of the laser diode can be controlled. It is possible to realize a laser diode drive circuit with less waveform deterioration and extinction ratio deterioration due to variations, deterioration, etc. Furthermore, since the present invention detects the duty of the optical output at the change point of the signal, the detection efficiency increases as the frequency increases, and therefore it can be applied to high-speed optical transmission technology.
第１図ａは本発明の第１の実施例のブロツク
図、同図ｂは本発明の第２の実施例のブロツク
図、第２図ａは本発明の第３の実施例のブロツク
図、同図ｂは本発明の第４の実施例を示すブロツ
ク図、第３図は従来のレーザダイオード駆動回路
のブロツク図、第４図はレーザダイオードの光出
力波形劣化の説明図、第５図はレーザダイオード
の立上がり遅延特性の説明図、第６図は光出力波
形と駆動電流波形の比較図、第７図は第１実施例
の波形説明図、第８図は第２実施例の波形説明図
である。
１１……レーザダイオード、１２……受光素
子、１３……AC変調回路、１４，２６……バイ
アス電流源、１５，２５……フイルタ、１６，２
４……差動増幅器、１７……オフセツト付与回
路、１８，２２，２３……低域ろ波器、１９……
レベル識別回路、２０……ACモニタ回路、２１
……DCモニタ回路、２７……パルス幅変更回路。
FIG. 1a is a block diagram of a first embodiment of the present invention, FIG. 1b is a block diagram of a second embodiment of the present invention, FIG. 2a is a block diagram of a third embodiment of the present invention, Figure b is a block diagram showing the fourth embodiment of the present invention, Figure 3 is a block diagram of a conventional laser diode drive circuit, Figure 4 is an explanatory diagram of optical output waveform deterioration of a laser diode, and Figure 5 is a diagram showing a conventional laser diode drive circuit. An explanatory diagram of the rise delay characteristics of a laser diode, Fig. 6 is a comparison diagram of the optical output waveform and drive current waveform, Fig. 7 is an explanatory diagram of the waveform of the first embodiment, and Fig. 8 is an explanatory diagram of the waveform of the second embodiment. It is. 11... Laser diode, 12... Light receiving element, 13... AC modulation circuit, 14, 26... Bias current source, 15, 25... Filter, 16, 2
4...Differential amplifier, 17...Offset imparting circuit, 18, 22, 23...Low pass filter, 19...
Level identification circuit, 20...AC monitor circuit, 21
...DC monitor circuit, 27...Pulse width changing circuit.
Claims (1)
および消光するレーザダイオード駆動回路であつ
て、レーザダイオードをバイアスする直流バイア
ス電流源と前記入力信号の変調電流源とを制御し
て光出力を安定化するレーザダイオード駆動回路
において、 (a) レーザダイオードの出力をモニタする受光素
子と、 (b) 前記受光素子の出力をDC増幅して平均値信
号を出力するDCモニタ回路と、 (c) 前記入力信号を積分して平均値信号を出力す
る低域ろ波器２３と、 (d) 前記DCモニタ回路の出力と低域ろ波器２３
出力の差分をとり、その値に従つて第１の制御
信号を出力する差動増幅器と、 (e) 前記受光素子の出力をAC増幅して出力する
ACモニタ回路と、 (f) 前記AC増幅された出力を最大値と最小値の
中間値でスライスして前記入力信号のレベルま
で増幅するレベル識別回路と、 (g) 前記レベル識別回路の出力を積分する低域ろ
波器１８と、該低域ろ波器１８の出力に光出力
の立上り遅延によるDC成分減少分の電圧を加
えるオフセツト付与回路と (h) 低域ろ波器２２の出力とオフセツト付与回路
の出力との差分をとり、その値に従つて第２の
制御信号を出力する差動増幅器１６とを備え、
前記第１の制御信号により前記直流バイアス電
流源を制御し、第２の制御信号により前記変調
電流源を制御することを特徴とするレーザダイ
オード駆動回路。 ２ 入力信号に応じてレーザダイオードを発光、
および消光するレーザダイオード駆動回路であつ
て、レーザダイオードをバイアスする直流バイア
ス電流源と前記入力信号の変調電流源とを制御し
て光出力を安定化するレーザダイオード駆動回路
において、 (a) レーザダイオードの出力をモニタする受光素
子と、 (b) 前記受光素子の出力をDC増幅して平均値信
号を出力するDCモニタ回路と、 (c) 前記入力信号を積分して平均値信号を出力す
る低域ろ波器２３の出力と、 (d) 前記DCモニタ回路の出力と低域ろ波器２３
の出力との差分をとり、その値に従つて第１の
制御信号を出力する差動増幅器２４と、 (e) 前記受光素子の出力をAC増幅して出力する
ACモニタ回路と、 (f) 前記AC増幅された出力を最大値と最小値の
中間値でスライスして前記入力信号のレベルま
で増幅するレベル識別回路と、 (g) 前記レベル識別回路の出力を積分する低域ろ
波器１８と、 (h) 低域ろ波器２２の出力と低域ろ波器１８の出
力との差分をとり、その値に従つて第２の制御
信号を出力する差動増幅器と、 (i) AC変調のパルス幅を制御するパルス幅変更
回路 とを備え、前記第１の制御信号により前記直流バ
イアス電流源を制御し、第２の制御信号により前
記変調電流源を制御することを特徴とするレーザ
ダイオード駆動回路。 ３ 入力信号に応じてレーザダイオードを発光、
および消光するレーザダイオード駆動回路であつ
て、レーザダイオードをバイアスする直流バイア
ス電流源と前記入力信号の変調電流源とを制御し
て光出力を安定化するレーザダイオード駆動回路
において、 (a) レーザダイオードの出力をモニタする受光素
子と、 (b) 前記受光素子の出力をAC増幅して出力する
ACモニタ回路と、 (c) 前記AC増幅された出力を最大値と最小値の
中間値でスライスして前記入力信号のレベルま
で増幅するレベル識別回路と、 (d) 前記レベル識別回路の出力を積分する低域ろ
波器１８と、該低域ろ波器１８の出力に光出力
の立上り遅延によるDC成分減少分の電圧を加
えるオフセツト付与回路と (e) 低域ろ波器２３の出力とオフセツト付与回路
の出力との差分をとり、その値に従つて第１の
制御信号を出力する差動増幅器２４と (f) 前記受光素子の出力をDC増幅して平均値信
号を出力するDCモニタ回路と、 (g) 前記入力信号を積分して平均値信号を出力す
る低域ろ波器２２と、 (h) 前記DCモニタ回路の出力と低域ろ波器２２
出力の差分をとり、その値に従つて第２の制御
信号を出力する差動増幅器１６ とを備え、前記第１の制御信号により前記直流バ
イアス電流源を制御し、第２の制御信号により前
記変調電流源を制御することを特徴とするレーザ
ダイオード駆動回路。 ４ 入力信号に応じてレーザダイオードを発光、
および消光するレーザダイオード駆動回路であつ
て、レーザダイオードをバイアスする直流バイア
ス電流源と前記入力信号の変調電流源とを制御し
て光出力を安定化するレーザダイオード駆動回路
において、 (a) レーザダイオードの出力をモニタする受光素
子と、 (b) 前記受光素子の出力をAC増幅して出力する
ACモニタ回路と、 (c) 前記AC増幅された出力を最大値と最小値の
中間値でスライスして前記入力信号のレベルま
で増幅するレベル識別回路と、 (d) 前記レベル識別回路の出力を積分する低域ろ
波器１８と、 (e) 低域ろ波器２３の出力と低域ろ波器１８の出
力との差分をとり、その値に従つて第１の制御
信号を出力する差動増幅器２４と、 (f) 前記受光素子の出力をDC増幅して平均値信
号を出力するDCモニタ回路と、 (g) 前記入力信号を積分して平均値信号を出力す
る低域ろ波器２２の出力と、 (h) 前記DCモニタ回路の出力と低域ろ波器２２
の出力との差分をとり、その値に従つて第２の
制御信号を出力する差動増幅器１６と、 (i) AC変調のパルス幅を制御するパルス幅変更
回路 とを備え、前記第１の制御信号により前記直流バ
イアス電流源を制御し、第２の制御信号により前
記変調電流源を制御することを特徴とするレーザ
ダイオード駆動回路。[Claims] 1. A laser diode emits light according to an input signal,
and a laser diode drive circuit that stabilizes optical output by controlling a DC bias current source that biases the laser diode and a modulation current source of the input signal, comprising: (a) a laser diode; (b) a DC monitor circuit that DC amplifies the output of the light receiving element and outputs an average value signal; and (c) a DC monitor circuit that integrates the input signal and outputs an average value signal. (d) the output of the DC monitor circuit and the low-pass filter 23;
a differential amplifier that calculates a difference in output and outputs a first control signal according to the difference; and (e) AC amplifies the output of the light receiving element and outputs the amplified signal.
an AC monitor circuit; (f) a level discrimination circuit that slices the AC amplified output at an intermediate value between a maximum value and a minimum value and amplifies it to the level of the input signal; (g) an output of the level discrimination circuit; (h) the output of the low-pass filter 22; and (h) the output of the low-pass filter 22. and a differential amplifier 16 that calculates the difference between the output of the offset applying circuit and outputs a second control signal according to the difference,
A laser diode drive circuit, wherein the first control signal controls the DC bias current source, and the second control signal controls the modulation current source. 2 The laser diode emits light according to the input signal,
and a laser diode drive circuit that stabilizes optical output by controlling a DC bias current source that biases the laser diode and a modulation current source of the input signal, comprising: (a) a laser diode; (b) a DC monitor circuit that DC amplifies the output of the light receiving element and outputs an average value signal; and (c) a DC monitor circuit that integrates the input signal and outputs an average value signal. (d) the output of the DC monitor circuit and the low-pass filter 23;
(e) a differential amplifier 24 that calculates the difference between the output of the light receiving element and outputs a first control signal according to the difference; and (e) AC amplifies the output of the light receiving element and outputs the amplified signal.
an AC monitor circuit; (f) a level discrimination circuit that slices the AC amplified output at an intermediate value between a maximum value and a minimum value and amplifies it to the level of the input signal; (g) an output of the level discrimination circuit; (h) a difference between the output of the low-pass filter 22 and the output of the low-pass filter 18, and outputs a second control signal according to the difference; (i) a pulse width changing circuit for controlling the pulse width of AC modulation, the DC bias current source being controlled by the first control signal, and the modulation current source being controlled by the second control signal; A laser diode drive circuit characterized by controlling. 3 The laser diode emits light according to the input signal,
and a laser diode drive circuit that stabilizes optical output by controlling a DC bias current source that biases the laser diode and a modulation current source of the input signal, comprising: (a) a laser diode; (b) a light receiving element that monitors the output of the light receiving element; (b) AC amplifying the output of the light receiving element and outputting it;
an AC monitor circuit; (c) a level discrimination circuit that slices the AC amplified output at an intermediate value between a maximum value and a minimum value and amplifies it to the level of the input signal; (d) an output of the level discrimination circuit; (e) an integrating low-pass filter 18; an offset applying circuit that applies a voltage corresponding to a decrease in the DC component due to the rise delay of the optical output to the output of the low-pass filter 18; and (e) an output of the low-pass filter 23. (f) a differential amplifier 24 that takes the difference from the output of the offset applying circuit and outputs a first control signal according to the difference; and (f) a DC monitor that DC amplifies the output of the light receiving element and outputs an average value signal. (g) a low-pass filter 22 that integrates the input signal and outputs an average value signal; (h) an output of the DC monitor circuit and the low-pass filter 22;
a differential amplifier 16 that calculates a difference between the outputs and outputs a second control signal according to the difference; the DC bias current source is controlled by the first control signal, and the DC bias current source is controlled by the second control signal. A laser diode drive circuit characterized by controlling a modulated current source. 4 The laser diode emits light according to the input signal,
and a laser diode drive circuit that stabilizes optical output by controlling a DC bias current source that biases the laser diode and a modulation current source of the input signal, comprising: (a) a laser diode; (b) a light receiving element that monitors the output of the light receiving element; (b) AC amplifying the output of the light receiving element and outputting it;
an AC monitor circuit; (c) a level discrimination circuit that slices the AC amplified output at an intermediate value between a maximum value and a minimum value and amplifies it to the level of the input signal; (d) an output of the level discrimination circuit; (e) a difference between the output of the low-pass filter 23 and the output of the low-pass filter 18, and outputs a first control signal according to the difference; (f) a DC monitor circuit that DC amplifies the output of the light receiving element and outputs an average value signal; (g) a low-pass filter that integrates the input signal and outputs an average value signal. (h) the output of the DC monitor circuit and the low-pass filter 22;
a differential amplifier 16 that calculates the difference between the output of A laser diode drive circuit, characterized in that the DC bias current source is controlled by a control signal, and the modulation current source is controlled by a second control signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60183010A JPS6245086A (en) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | Laser diode drive circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60183010A JPS6245086A (en) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | Laser diode drive circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6245086A JPS6245086A (en) | 1987-02-27 |
| JPH0553078B2 true JPH0553078B2 (en) | 1993-08-09 |
Family
ID=16128156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60183010A Granted JPS6245086A (en) | 1985-08-22 | 1985-08-22 | Laser diode drive circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6245086A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5268916A (en) * | 1992-06-15 | 1993-12-07 | Alcatel Network Systems, Inc. | Laser bias and modulation circuit |
| JP2005340278A (en) * | 2004-05-24 | 2005-12-08 | Freescale Semiconductor Inc | Light emitting element driving circuit |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59984A (en) * | 1982-06-25 | 1984-01-06 | Nec Corp | Light output stabilizing circuit |
-
1985
- 1985-08-22 JP JP60183010A patent/JPS6245086A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59984A (en) * | 1982-06-25 | 1984-01-06 | Nec Corp | Light output stabilizing circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6245086A (en) | 1987-02-27 |
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