JPH08298337A - 光出力モニタ回路 - Google Patents
光出力モニタ回路Info
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- JPH08298337A JPH08298337A JP10349495A JP10349495A JPH08298337A JP H08298337 A JPH08298337 A JP H08298337A JP 10349495 A JP10349495 A JP 10349495A JP 10349495 A JP10349495 A JP 10349495A JP H08298337 A JPH08298337 A JP H08298337A
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Abstract
に関し、低いモニタ光においても所要の信号対雑音比を
保つことができ、一方モニタ光レベルが高い場合にも回
路の飽和を避けることができる上に、いかなるモニタ光
レベルで動作しているかを監視することができる光出力
モニタ回路を提供する。 【構成】 電気−光変換回路におけるモニタ光を電気変
換した電圧を増幅する、異なる利得を有するn(nは2
以上の整数)の増幅器の出力から一の出力をモニタ出力
として選択して出力するモニタ出力選択回路を備える。
Description
ける光出力モニタ回路に係り、特に、低いモニタ光にお
いても所要の信号対雑音比を保つことができ、一方モニ
タ光レベルが高い場合にも回路の飽和を避けることがで
きる上に、いかなるモニタ光レベルで動作しているかを
監視することができる光出力モニタ回路に関する。
である。図12において、101は電気信号によってレ
ーザー・ダイオードを駆動するレーザー駆動回路、10
2は電気信号を光出力に変換するレーザー・ダイオー
ド、103は該レーザー・ダイオードの出力光の一部で
あるモニタ光(バック光ともいう)を電気変換するフォ
ト・ダイオード、104は該フォト・ダイオードが電気
変換した電流を電圧に変換する抵抗、105は該電圧を
整流し、基準電圧との差をレーザー・ダイオードのバイ
アス電流、パルス電流を決定する電流源に負帰還する整
流・比較回路である。即ち、図12の構成は、レーザー
・ダイオードのモニタ光によってレーザー・ダイオード
に自動パワー制御(APC)をかけている。このように
APCをかけている回路において、レーザー・ダイオー
ドのモニタ光からAPCのための電圧を生成する回路を
光出力モニタ回路といい、図12においては、フォト・
ダイオードと抵抗によって構成されている。
ドの光変換効率を確保するために、モニタ光は出力光に
比較して低いレベルであるのが通常であるので、抵抗の
端子電圧であるモニタ出力を十分なレベルに保つには抵
抗値を大きくする必要がある。
ダイオードの暗電流の影響でモニタ出力の信号対雑音比
が劣化する上に、モニタ光が大きいレーザー・ダイオー
ドと組で使う場合には整流・比較回路での飽和が懸念さ
れる。
号対雑音比を保つことができ、一方モニタ光レベルが上
昇しても回路の飽和を避けることができて、広いダイナ
ミック・レンジにわたって使用可能な光出力モニタ回路
の実現が望まれている。
かなるレベルで動作しているかを監視できることも必要
である。
るための従来の光出力モニタ回路の例である。
するフォト・ダイオード、2a乃至2cは抵抗値が異な
る第一乃至第三の抵抗、6は該三の抵抗を選択するため
のスイッチである。
い時には大きい抵抗をスイッチ制御信号によって選択
し、モニタ光のレベルが大きい時には小さい抵抗をスイ
ッチ制御信号によって選択して、整流・比較回路に供給
するモニタ出力のレベル差を圧縮することができるとい
う特徴を持つ。しかし、大きい抵抗を選択した時と小さ
い抵抗を選択した時ではモニタ出力における信号対雑音
比が異なるという欠点を併せ持つ。
号によって、一応、いかなるレベルで動作しているかを
知ることが可能ではあるが、例えば、フォト・ダイオー
ドの特性が変化してモニタ出力が低下しても、それを検
出することはできない。
て高い利得の増幅器を介して電気変換した電圧を整流・
比較回路に供給するならば、モニタ光のレベルが高い時
に増幅器以降の回路での飽和が問題になる。
に対処すべく、広いダイナミック・レンジにわたって使
用可能な光出力モニタ回路を提供することを目的とす
る。
いかなるレベルで動作しているかを監視できる光出力モ
ニタ回路の実現も図るものである。
である。図1において、1はフォト・ダイオード、2は
抵抗、3a乃至3cは各々利得が異なる第一乃至第三の
増幅器、4は該三の増幅器の出力のうち一の出力をモニ
タ出力として選択するモニタ出力選択回路である。
ベルと、設定された電圧Vthとの関係によって、モニタ
出力選択回路によって一の増幅器の出力を選択して出力
する点にある。
幅器の利得をGa、Gb、Gcとし、Ga>Gb>Gc
とする。ここで、フォト・ダイオードの電流Ipを0か
ら大きい方にスイープすると、第一の増幅器の出力Va
が最も早く大きくなり、次に第二の増幅器の出力Vbが
大きくなり、第三の増幅器の出力Vcは最もゆっくり変
化する。この様子を、モニタ出力の選択を説明する図で
ある図2に示している。
圧Vthに等しくなるフォト・ダイオードの電流をそれぞ
れIa、Ib、Icとする時、モニタ出力選択回路にお
いて、VthとVa、Vb、Vcとの関係によって、Ia
以下ではVaを選択し、IaからIbの範囲ではVbを
選択し、Ib以上ではVcを選択して出力することによ
り、整流・比較回路に供給する電圧のレベルの変化が少
なくなり、整流・比較回路での飽和の懸念が少なくな
る。又、低い値の抵抗に生ずる電圧を増幅した出力の中
から一の出力を選択するので、図11の構成におけるよ
うに、抵抗の大きさを変えてモニタ出力を得るのに比較
して、モニタ出力の信号対雑音比を改善できる。
択信号)を出力することにより、Ipのいずれの領域で
動作しているかを監視することが可能になる。
回路の構成例である。図3において、41aは第一の比
較回路(COMP1)、41bは第二の比較回路(CO
MP2)、42は否定論理和(NOR)回路、43は排
他的論理和(EXOR)回路、44は論理積(AND)
回路、45は三の増幅器の出力から一の出力をモニタ出
力として選択するセレクタである。
た出力VaをCOMP1の一方の入力端子に供給し、二
番目に高い利得で増幅された出力VbをCOMP2の一
方の入力端子に供給し、設定された電圧VthをCOMP
1とCOMP2のもう一方の入力端子に与え、NOR回
路、EXOR回路、AND回路の二の出力にはCOMP
1とCOMP2の出力を供給している。そして、NOR
回路、EXOR回路、AND回路の出力によってVa、
Vb、Vcのいずれかを選択する。
ら大きい方にスイープすると、Vaが最も早く大きくな
り、次いでVbが大きくなり、Vcが最もゆっくり変化
するので、設定電圧Vthに達する順番もVa、Vb、V
cの順になる。
IpがIa以下の領域では、Va、Vb、Vcのいずれ
もがVthに達してはいないので、COMP1、COMP
2の出力は“0”である。従って、この領域ではNOR
回路のみが“1”を出力し、EXOR回路、AND回路
は“0”を出力する。これに対して、IpがIaからI
bの領域では、COMP1の出力が“1”でCOMP2
の出力が“0”であるので、EXOR回路のみが“1”
を出力し、IpがIb以上の領域ではCOMP1とCO
MP2が共に“1”を出力するので、AND回路のみが
“1”を出力する。即ち、Ipの領域の各々に対応し
て、NOR回路、EXOR回路、AND回路ののいずれ
かから“1”が出力される。図4は、上記のことを表に
まとめた、モニタ出力選択回路の真理値表である。
回路の出力をセレクタに供給して三の増幅器の出力のう
ち一の出力を選択する。このためのセレクタは、上記N
OR回路、EXOR回路、AND回路の出力を制御信号
とするアナログ・スイッチで構成すれば、三の増幅器の
出力から一の出力を選択することができる。具体的に
は、NOR回路、EXOR回路、AND回路の出力をそ
れぞれ第一、第二、第三の電界効果トランジスタ(FE
T)のゲートに供給し、該第一のFETのソース(又は
ドレイン)にはVaを、該第二のFETのソース(又は
ドレイン)にはVbを供給し、該第三のFETのソース
(又はドレイン)にはVcを供給し、該三のFETのド
レイン(又はソース)を共通に接続して出力端子とすれ
ば、三の増幅器の出力から一の出力を選択することがで
きる。この選択された出力は整流・比較回路に供給す
る。
D回路の出力を外部に引き出して監視回路に供給すれ
ば、Ipの如何なるレベルで動作しているかを監視する
ことができる。
5において、1はフォト・ダイオード、2は抵抗、3a
乃至3cは各々利得が異なる第一乃至第三の増幅器、4
は該三の増幅器の出力のうち一の出力をモニタ出力とし
て選択するモニタ出力選択回路、5は該選択されたモニ
タ出力が受けた利得を相殺する利得調整回路である。
が受けた利得を相殺して出力する点にある。即ち、利得
を相殺された出力を監視回路に供給することにより、動
作レベルの絶対値を知ることができる上に、連続監視す
れば、動作レベルの変化をも知ることが可能になる。
の構成である。図6において、51は読出し専用メモリ
(ROM)、52はアナログ・デジタル変換回路(A/
D)、53は掛算回路、54はデジタル・アナログ変換
回路(D/A)である。
力する選択信号はROMのアドレスとして使用され、選
択信号のパターンによってROMから異なるデータが読
み出される。このデータは、モニタ出力選択回路が選択
したモニタ出力が受けた利得の逆数を示すものである。
一方、モニタ出力選択回路が出力するモニタ出力はA/
Dに供給されてデジタル化される。そして、ROMが出
力したデータとA/Dの出力との積を掛算回路で求め、
該積をD/Aによってアナログ変換して出力する。つま
り、D/Aの出力は選択されたモニタ出力が受けた利得
を相殺されたものになっているので、難いD/Aの出力
によって動作している絶対レベルを知ることができる。
説明した利得調整の結果を示す図である。即ち、Gaと
Gbを相殺するので、利得調整回路の出力はIpに比例
する出力になる。
8において、1はフォト・ダイオード、2は抵抗、3a
乃至3cは各々利得が異なる第一乃至第三の増幅器、4
は該三の増幅器の出力のうち一の出力をモニタ出力とし
て選択するモニタ出力選択回路である。
Ipによって抵抗の両端に生じた電圧を外部に引き出す
点にある。この外部に引き出した電圧は、図5における
利得調整を受けた電圧に等しいので、図8の機能は図と
全く同じである。そして、利得調整回路を必要としない
のが、図5の構成に対する利点である。
から一の出力を選択する場合を例にモニタ出力選択回路
の構成例を説明したが、本発明の技術は図3の構成に限
定されるものではない。以下、モニタ出力選択回路の一
般形を導く。
明する図(その1)で、図3と同様な構成によるもの
で、五の増幅器の出力から一の出力を選択する回路を示
している。
至第四の比較回路(図3と同様にCOMP1乃至COM
P4と略記する)、42はNOR回路、43a乃至43
cは第一乃至第三のEXOR回路(同様に、EXOR1
乃至EXOR3と略記する)、44はAND回路であ
る。
入力端子には最も高い利得の増幅器の出力を供給し、以
降順に、COMP4の一方の入力端子には四番目に高い
利得の増幅器の出力を供給し、COMP1からCOMP
4の全てについてもう一方の入力端子に設定電圧Vthを
供給する。そして、NOR回路にはCOMP1とCOM
P2の出力を供給する。EXOR回路については、EX
OR1にはCOMP1とCOMP2の出力を供給し、以
降順に、EXOR3にはCOMP3とCOMP4の出力
を供給する。又、AND回路にはCOMP3とCOMP
4の出力を供給する。この構成について図3と同様に、
各々の比較器が出力するレベルの組み合わせに対して選
択信号を求めてみれば、図4と同様な対角行列が得られ
る。即ち、図9の構成によって五の増幅器の出力から一
の出力を選択することができる。
ら、n(nは2以上の整数)の増幅器の出力から一の出
力を選択するモニタ出力選択回路の構成は次のようにな
る。即ち、一番利得が高い増幅器の出力を一方の入力端
子に供給され、設定電圧Vthをもう一方の入力端子に供
給されるCOMP1から、以降順に、(n−1)番目に
利得が高い増幅器の出力を一方の入力端子に供給され、
Vthをもう一方の入力端子に供給されるCOMP(n−
1)までの(n−1)の比較回路と、COMP1の出力
とCOMP2の出力を供給される一のNOR回路と、C
OMP1出力とCOMP2の出力を供給されるEXOR
1から、以降順に、COMP(n−2)とCOMP(n
−1)の出力を供給されるEXOR(n−2)まで(n
−2)の排他的論理和回路と、COMP(n−2)とC
OMP(n−1)の出力を供給される一のAND回路
と、該NOR回路、該EXOR1からEXOR(n−
2)までの排他的論理和回路、該AND回路の出力によ
って、利得が高い増幅器の出力から順に、nの出力から
一の出力を選択するセレクタを備えるモニタ出力選択回
路である。
いない時にはCOMP2も当然“1”を出力していない
ので、NOR回路にはCOMP1の出力と“0”とを供
給してもよい。又、COMP(n−1)が“1”を出力
している時にはCOMP(n−2)は必ず“1”を出力
しているので、AND回路にはCOMP(n−1)の出
力と“1”を供給してもよい。
正論理を前提にしたレベルであるが、図9の構成は負論
理でも同じ機能を実現できることはいうまでもない。負
論理での動作までも包含すると、NOR回路にはCOM
P1の出力と最も高い利得の増幅器の出力がVthに達し
ていない時にCOMP1以降が出力する論理レベルを供
給し、AND回路にはCOMP(n−1)の出力と(n
−1)番目に利得が高い増幅器の出力がVthに達してい
る時にCOMP(n−2)以前が出力する論理レベルを
供給するようにすればよい。
EXOR回路、AND回路の組み合わせを使用したが、
OR回路、EXNOR回路、NAND回路の組み合わせ
でも同じ機能を実現できる。これは、NOR回路、EX
OR回路、AND回路の組み合わせを使用する回路にお
いて、全てのNOR回路、EXOR回路、AND回路の
出力に論理反転回路を設けた場合に、出力論理レベルが
反転するだけで真理値表の内容には変化がないことと同
じことである。
(その2)である。これは、図3の構成とは若干異なる
もので、やはり図9と同じように、五の増幅器の出力か
ら一の出力を選択する構成を示している。
MP1乃至COMP4、43a乃至43eはEXOR1
乃至EXOR5である。図10の構成においては、CO
MP1の一方の入力端子には最も高い利得の増幅器の出
力を供給し、以降順に、COMP4の一方の入力端子に
は四番目に高い利得の増幅器の出力を供給し、COMP
1からCOMP4の全てについてもう一方の入力端子に
設定電圧Vthを供給する。そして、EXOR1には
“1”とCOMP1の出力を供給し、EXOR2にはC
OMP1とCOMP2の出力を供給し、以降順に、EX
OR4にはCOMP3とCOMP4の出力を供給し、E
XOR5にはCOMP4の出力と“0”を供給する。こ
れについて図3と同様な解析をすれば、EXOR1から
EXOR5の出力の一の出力からのみ“1”が出力され
ることが判る。即ち、図4と同様な対角行列が得られる
ので、これらの出力によって五の増幅器の出力から一の
出力を選択できる。
ら、n(nは2以上の整数)の増幅器の出力から一の出
力を選択するモニタ出力選択回路の構成は次のようにな
る。即ち、一番利得が高い増幅器の出力を一方の入力端
子に供給され、設定電圧Vthをもう一方の入力端子に供
給されるCOMP1から、以降順に、(n−1)番目に
利得が高い増幅器の出力を一方の入力端子に供給され、
Vthをもう一方の入力端子に供給されるCOMP(n−
1)までの(n−1)の比較回路と、“1”とCOMP
1の出力を供給される一のEXORと、COMP1出力
とCOMP2の出力を供給されるEXOR2から、以降
順に、COMP(n−2)とCOMP(n−1)の出力
を供給されるEXOR(n−1)まで(n−2)の排他
的論理和回路と、COMP(n−1)の出力と“0”を
供給される一のEXORとからなるnの排他的論理輪回
路と、該EXOR1からEXORnの出力によって、利
得が高い増幅器の出力から順に、nの出力から一の出力
を選択するセレクタを備えるモニタ出力選択回路であ
る。
は正論理を前提にしたレベルであるが、図10の構成は
負論理でも同じ機能を実現できることはいうまでもな
い。負論理での動作までも包含すると、EXOR1には
COMP1の出力と(n─1)番目に利得が高い増幅器
の出力がVthに達した時にCOMP1以降が出力する論
理レベルを供給し、EXORnにはCOMP(n−1)
の出力と最も利得が高い増幅器の出力がVthに達してい
ない時にCOMP(n−1)以前が出力する論理レベル
を供給するようにすればよい。
の組み合わせを使用したが、当然、EXNOR回路の組
み合わせでも同じ機能を実現できる。
モニタ光においても所要の信号対雑音比を保つことがで
き、一方モニタ光レベルが高い場合にも回路の飽和を避
けることができて、ひろいダイナミック・レンジで使用
することが可能で、又、いかなるモニタ光レベルで動作
しているかを監視することができる光出力モニタ回路を
実現できる。
(その1)。
成(その2)。
Claims (6)
- 【請求項1】 電気−光変換回路におけるモニタ光を電
気変換した電圧を増幅する、異なる利得を有するn(n
は2以上の整数)の増幅器の出力から一の出力をモニタ
出力として選択して出力するモニタ出力選択回路を備え
ることを特徴とする光出力モニタ回路。 - 【請求項2】 請求項1記載の光出力モニタ回路におい
て、 前記モニタ出力選択回路は、 異なる利得を有するn(nは2以上の整数)の増幅器の
出力から一の出力をモニタ出力として選択して出力する
と共に、 該モニタ出力を選択する選択信号を出力するモニタ出力
選択回路であることを特徴とする光出力モニタ回路。 - 【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の光出力モニ
タ回路であって、 前記モニタ出力と選択信号とを供給され、 該選択信号によって該モニタ出力が受けている利得を相
殺して出力する利得調整回路を備えることを特徴とする
光出力モニタ回路。 - 【請求項4】 請求項1又は請求項2記載の光出力モニ
タ回路であって、 前記モニタ光を電気変換した電圧を出力することを特徴
とする光出力モニタ回路。 - 【請求項5】 請求項1又は請求項2又は請求項3又は
請求項4記載の光出力モニタ回路であって、 前記モニタ出力選択回路は、 nを2以上の整数とする時に、 一番利得が高い増幅器の出力を一方の入力端子に供給さ
れ、設定電圧Vthをもう一方の入力端子に供給される第
一の比較回路から、以降順に、(n−1)番目に利得が
高い増幅器の出力を一方の入力端子に供給され、Vthを
もう一方の入力端子に供給される第(n−1)の比較回
路までの(n−1)の比較回路と、 第一の比較回路の出力と第二の比較回路の出力、又は、
一番利得が大きい増幅器の出力がVthに達していない時
に第一の比較回路以降の比較回路が出力する論理レベル
と第一の比較回路の出力とを供給される一のNOR回路
と、 第一の比較回路の出力とと第二の比較回路のの出力を供
給される第一の排他的論理輪回路から、以降順に、第
(n−2)の比較回路の出力と第(n−1)の比較回路
の出力を供給される第(n−2)の排他的論理輪回路ま
で(n−2)の排他的論理和回路と、 (n−1)番目に利得が高い増幅器の出力がVthを超え
た時に第(n−1)以前の比較回路が出力する論理レベ
ルと第(n−1)の比較回路の出力を供給される一のA
ND回路と、 該一のNOR回路、該(n−2)の排他的論理輪回路、
該一のAND回路の出力によって、nの増幅器の出力か
ら一の出力を選択するセレクタを備えるモニタ出力選択
回路であることを特徴とする光出力モニタ回路。 - 【請求項6】 請求項1又は請求項2又は請求項3又は
請求項4記載の光出力モニタ回路であって、 前記モニタ出力選択回路は、 nを2以上の整数とする時に、 一番利得が高い増幅器の出力を一方の入力端子に供給さ
れ、設定電圧Vthをもう一方の入力端子に供給される第
一の比較回路から、以降順に、(n−1)番目に利得が
高い増幅器の出力を一方の入力端子に供給され、Vthを
もう一方の入力端子に供給される第(n−1)の比較回
路までの(n−1)の比較回路と、 第一の比較回路の出力と(n─1)番目に利得が高い増
幅器の出力がVthに達した時に第一の比較回路以降が出
力する論理レベルを供給される第一の排他的論理輪回路
と、 第一の比較回路の出力と第二の比較回路の出力を供給さ
れる第二の排他的論理輪回路から、以降順に、第(n−
2)の比較回路の出力と第(n−1)の比較回路の出力
を供給される第(n−2)の排他的論理輪回路まで(n
−2)の排他的論理輪回路と、 最も利得が高い増幅器の出力がVthに達していない時に
第(n−1)以前の比較回路が出力する論理レベルと第
(n−1)の比較回路の出力を供給される第nの排他的
論理輪回路とを包含するnの排他的論理輪回路と、 該第一の排他的論理輪回路から第nの排他的論理輪回路
の出力によって、nの出力から一の出力を選択するセレ
クタを備えるモニタ出力選択回路であることを特徴とす
る光出力モニタ回路。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP10349495A JP3404984B2 (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 光出力モニタ回路 |
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- 1995-04-27 JP JP10349495A patent/JP3404984B2/ja not_active Expired - Fee Related
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