JPH0832156A - 自動パワー制御回路 - Google Patents

自動パワー制御回路

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Publication number
JPH0832156A
JPH0832156A JP6168386A JP16838694A JPH0832156A JP H0832156 A JPH0832156 A JP H0832156A JP 6168386 A JP6168386 A JP 6168386A JP 16838694 A JP16838694 A JP 16838694A JP H0832156 A JPH0832156 A JP H0832156A
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JP
Japan
Prior art keywords
resistor
control circuit
power control
operational amplifier
capacitor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6168386A
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English (en)
Inventor
Noboru Katsui
昇 勝井
Kazumasa Kubodera
和昌 久保寺
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0832156A publication Critical patent/JPH0832156A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザー・ダイオードの自動パワー制御回路
に関し、電源投入時の過剰発光からレーザー・ダイオー
ドを保護することが可能な自動パワー制御回路を提供す
る。 【構成】 レーザー・ダイオードのバック光をフォト・
ダイオードが電気変換した電圧を、第一の抵抗を介して
演算増幅器の逆相入力端子に印加し、該演算増幅器の出
力端子と逆相入力端子の間に第一のコンデンサーを接続
し、該演算増幅器の同相入力端子は電源とアース間又は
電源間の電圧を分圧する第二、第三の抵抗の接続点と接
続し、該演算増幅器の出力端子は前記レーザー・ダイオ
ードのバイアス電流供給回路及びパルス電流供給回路に
接続される自動パワー制御回路において、前記第二、第
三の抵抗の接続点と、交流的なアースとの間に第二のコ
ンデンサーを接続して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザー・ダイオード
の自動パワー制御回路に係り、特に、電源投入時の過剰
発光からレーザー・ダイオードを保護することが可能な
自動パワー制御回路に関する。
【0002】直接変調型光送信回路においては、レーザ
ー・ダイオードの温度特性の補償などのために自動パワ
ー制御回路が用いられる。この自動パワー制御回路は、
レーザー・ダイオードが発するバック光をフォト・ダイ
オードで電気変換し、この電圧と基準電圧との差の電圧
をレーザー・ダイオードのバイアス電流供給回路とパル
ス電流供給回路にフィードバックすることにより、バイ
アス電流とパルス電流を制御して、レーザー・ダイオー
ドの発光出力を一定に保つ役割を果たす。
【0003】
【従来の技術】図2は、従来の自動パワー制御回路を使
用したレーザー・ダイオードの駆動回路(その1)であ
る。
【0004】図2において、2は第二の抵抗、3は第三
の抵抗、4は第四の抵抗、5は第五の抵抗、6は第六の
抵抗、7は第七の抵抗、8は第八の抵抗、13は第三の
コンデンサー、14は第四のコンデンサー、21は演算
増幅器、31はフォト・ダイオード、41は第一のトラ
ンジスタ、42は第二のトランジスタ、43は第三のト
ランジスタ、44は第四のトランジスタ、51はレーザ
ー・ダイオードである。そして、第二、第三、第四、第
七、第八の抵抗と、第三のコンデンサー、第四のコンデ
ンサーと、演算増幅器とフォト・ダイオードとによって
自動パワー制御回路が構成される。
【0005】自動パワー制御回路の動作は下記の通りで
ある。レーザー・ダイオードのバック光をフォト・ダイ
オードが電流に変換する。この電流が第四の抵抗を流れ
ることによってバック光が電圧に変換され、この電圧が
演算増幅器の同相入力端子に印加される。又、該演算増
幅器の逆相入力端子側には、電源とアースの間に接続さ
れた第二の抵抗と第三の抵抗の接続点が接続さ、基準電
圧が供給されている。同時に、該演算増幅器の出力端子
と逆相入力端子との間に第七の抵抗が接続され、第二、
第三の抵抗の並列抵抗とによって負帰還がかかるように
なっている。そして、該演算増幅器の出力端子には第八
の抵抗の一方の端子が接続され、該第八の抵抗のもう一
方の端子は第三のコンデンサーの一方の端子に接続さ
れ、該第三のコンデンサーのもう一方の端子は交流的な
アースに接続される。更に、第八の抵抗と第三のコンデ
ンサーの接続点には、レーザー・ダイオードにパルス電
流を供給する第三のトランジスタのベースと、レーザー
・ダイオードにバイアス電流を供給する第四のトランジ
スタのベースが接続されて、レーザー・ダイオードを駆
動する。このようにして構成される負帰還によって、レ
ーザー・ダイオードの出力が一定に保たれる。
【0006】図3は、従来の自動パワー制御回路を使用
したレーザー・ダイオードの駆動回路(その2)であ
る。図3において、1は第一の抵抗、11は第一のコン
デンサーである。その他の、図2と同じ符号を付した構
成要素は図2のものと同一である。そして、第一、第
二、第三、第四の抵抗と、第一のコンデンサー、第四の
コンデンサーと、演算増幅器と、フォト・ダイオードと
によって自動パワー制御回路が構成される。
【0007】自動パワー制御回路としての機能は、図2
の構成と全く同じなので説明は省略する。図4は、図2
の自動パワー制御回路の増幅部の等価回路である。図4
のR1 は第二、第三の抵抗の並列抵抗の値、R2 は第七
の抵抗の値、R3 は第八の抵抗の値、Cは第三のコンデ
ンサーの値である。又、演算増幅器は一次のロールオフ
に整形されるので、その利得は次の式で与えられる。
【0008】
【数1】
【0009】但し、G0 は演算増幅器の直流利得、ω0
は一次ロールオフのカットオフ周波数である。図4の等
価回路について解析し、演算増幅器において許容される
近似をおこなうと、この回路の電圧伝達関数は次の式で
与えられる。
【0010】
【数2】
【0011】図5は、図3の自動パワー制御回路の増幅
部の等価回路である。図5のRは第一の抵抗の値、Cは
第一のコンデンサーの値である。尚、演算増幅器の同相
入力端子には第二、第三の抵抗の並列抵抗の値が接続さ
れるが、演算増幅器の入力電流は無視できるという通常
行われる近似によって、並列抵抗の値を零として近似し
ている。又、演算増幅器の利得は(1)式で与えられ
る。
【0012】図5の等価回路について解析し、演算増幅
器に許容される近似をおこなうと、この回路の電圧伝達
関数は次の式で与えられる。
【0013】
【数3】
【0014】
【発明が解決しようとする課題】(2)式より、図2の
構成における増幅部のロールオフにおける第一、第二の
折れ点の周波数ω1 、ω2 は次の式で与えられる。
【0015】
【数4】
【0016】
【数5】
【0017】即ち、第一の折れ点の周波数は第八の抵抗
と第三のコンデンサーの値によって決定される。又、第
二の折れ点の周波数は、演算増幅器のカットオフ周波数
に、直流の帰還量を乗じたものになる。通常、直流での
帰還利得を大きくとるように設計するためにR2 ≫R1
に設定されているので、(5)式の第2項は有限の値で
ある。従って、図2の構成の増幅部のロールオフは2次
の傾斜を持っており、ループの安定性を阻害する。
【0018】一方、(3)式より、図3の構成における
増幅部のロールオフにおける第一、第二の折れ点の周波
数ω1'、ω2'は次の式で与えられる。
【0019】
【数6】
【0020】
【数7】
【0021】即ち、第一の折れ点の周波数は、第一の抵
抗の値と、第一のコンデンサーの値の直流利得倍(ミラ
ー容量)とによって決定される。又、第二の折れ点の周
波数は、演算増幅器のカットオフ周波数の直流利得倍
で、実質的には第二の折れ点は存在しないと見なし得
る。従って、図3の構成の増幅部のロールオフは実質的
に一次の傾斜であり、ループの安定性はよい。
【0022】しかし、図3の構成には下記の不都合な点
がある。図3のレーザー・ダイオードの駆動回路に電源
を投入したばかりでは、レーザー・ダイオードの発光遅
れとループの伝搬時間により、直ちにはレーザー・ダイ
オードに自動パワー制御がかからない。この間に第二、
第三の抵抗の接続点の電圧が増幅されて第三、第四のト
ランジスタに印加されるので、レーザー・ダイオードに
は過大な電流が供給され、レーザー・ダイオードは過剰
発光して破壊にいたることにもなる。
【0023】これを防止するために、図2のように演算
増幅器の出力側に抵抗とコンデンサーによる低域ろ波器
を設けると、図2の構成と同じようにループの安定性を
損なう。
【0024】本発明は、かかる問題点に鑑み、自動パワ
ー制御回路のループの安定性を確保しながら、電源投入
時にレーザー・ダイオードに過大な電流が供給されるこ
とがない自動パワー制御回路を提供することを目的とす
る。
【0025】
【課題を解決するための手段】図1は、本発明の自動パ
ワー制御回路を使用したレーザー・ダイオードの駆動回
路である。
【0026】図1において、1は第一の抵抗、2は第二
の抵抗、3は第三の抵抗、4は第四の抵抗、5は第五の
抵抗、6は第六の抵抗、11は第一のコンデンサー、1
2は第二のコンデンサー、14は第四のコンデンサー、
21は演算増幅器、31はフォト・ダイオード、41は
第一のトランジスタ、42は第二のトランジスタ、43
は第三のトランジスタ、44は第四のトランジスタ、5
1はレーザー・ダイオードである。そして、第一乃至第
三の抵抗と、第一、第二、第四のコンデンサーと、演算
増幅器とフォト・ダイオードとによって自動パワー制御
回路を構成する。
【0027】自動パワー制御回路としての動作は、図3
の構成と全く同じであるので説明を省略する。図1の構
成の特徴は、第二のコンデンサーを第二、第三の抵抗の
接続点と、交流的なアースとの間に接続した点である。
【0028】
【作用】図1における自動パワー制御回路において、演
算増幅器の同相入力端子側のインピーダンスは演算増幅
器の特性には殆ど関係ないので、自動パワー制御回路の
増幅部のロールオフを決定する第一、第二の折れ点の周
波数は(6)式と(7)式とで与えられ、図3の構成と
変わりがない。
【0029】一方、電源投入時の動作においては下記の
ように改善が施されている。即ち、電源が投入された後
には、演算増幅器の同相入力端子の電圧は第二、第三の
抵抗の並列抵抗の値と第二のコンデンサーの値によって
決まる時定数で上昇を開始し、最終的に第二、第三の抵
抗で決まる分圧に漸近する。
【0030】従って、電源投入直後にレーザー・ダイオ
ードに過大な電流が供給されることがないので、レーザ
ー・ダイオードの破壊を避けることができる。
【0031】
【実施例】演算増幅器の同相入力端子の電源投入後の電
圧は、第二、第三の抵抗の並列抵抗の値と第二のコンデ
ンサーの値とによって決まる時定数T1 をもつ指数関数
で与えられる。
【0032】一方、自動パワー制御回路における演算増
幅器の逆相入力端子に電圧がかかるまでの遅延は、レー
ザー・ダイオードの発光遅れとループの遅延によって決
まる。通常、後者の方が前者より大きいので、近似的に
は第一の抵抗とミラー容量によって決まる時定数T2
持つ指数関数となる。
【0033】ところで、定常状態では基準電圧と光−電
気変換されて得られる電圧はほぼ等しい。従って、演算
増幅器の両方の入力端子における電圧をほぼ同じ値にす
るには、上記T1 とT2 とをほぼ等しく設定すればよ
い。これによって、電源投入時にレーザー・ダイオード
に過剰な電流を供給することがなくなり、レーザー・ダ
イオードを破壊から保護することができる。又、レーザ
ー・ダイオードの駆動回路の運用中に電源電圧が急変し
た時にも、前記第二のコンデンサーと第二、第三の抵抗
によって電源急変の影響が吸収されて、レーザー・ダイ
オードの出力を安定に保つことが可能である。
【0034】尚、図1においては、演算増幅器の同相入
力端子に基準電圧を与えるための分圧回路を第二、第三
の抵抗、即ち、二の抵抗で実現する例で示したが、実際
には、調整その他のために第二、第三の抵抗は複合抵抗
で構成されることがある。しかし、複合抵抗であっても
等価的には一の抵抗と見なすことができ、二の抵抗で分
圧回路を構成するのと同じであるので、本発明の技術に
含まれるものである。また、図1においては、分圧回路
を異なる二の電源間に設ける例を示しているが、一の電
源とアース間に設けても作用、効果は同一である。
【0035】又、図1においては、自動パワー制御回路
の電源系には抵抗とコンデンサーによる低域ろ波器を適
用していない例を示しているが、一般的には複数の回路
間の電源系を介する結合を防止するために抵抗とコンデ
ンサーによる低域ろ波器が適用される。このような構成
においては、演算増幅器の同相入力端子の電圧変化の時
定数は、電源回路の低域ろ波器の時定数と前記第二、第
三の抵抗と第二のコンデンサーによって決まる時定数の
複合の時定数となる。この時には、上記複合の時定数を
第一の抵抗とミラー容量によって決まる時定数T2 にほ
ぼ等しくすればよい。近似的には、低域ろ波器単体の時
定数と第二、第三の抵抗と第二のコンデンサーによって
決まる時定数の自乗和の平方根を第一の抵抗とミラー容
量によって決まる時定数T2 にほぼ等しくすればよい。
【0036】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明により、自動
パワー制御回路においてループの安定性を確保しつつ、
電源投入後のレーザー・ダイオードの過剰発光を防止す
ることが可能な自動パワー制御回路が実現される。又、
自動パワー制御回路の運用中に発生する電源電圧変動に
対しても、レーザー・ダイオードの出力を安定に保つこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の自動パワー制御回路を使用したレー
ザー・ダイオードの駆動回路。
【図2】 従来の自動パワー制御回路を使用したレーザ
ー・ダイオードの駆動回路(その1)。
【図3】 従来の自動パワー制御回路を使用したレーザ
ー・ダイオードの駆動回路(その2)。
【図4】 図2の自動パワー制御回路の増幅部の等価回
路。
【図5】 図3の自動パワー制御回路の増幅部の等価回
路。
【符号の説明】
1 第一の抵抗 2 第二の抵抗 3 第三の抵抗 4 第四の抵抗 5 第五の抵抗 6 第六の抵抗 11 第一のコンデンサー 12 第二のコンデンサー 14 第四のコンデンサー 21 演算増幅器 31 フォト・ダイオード 41 第一のトランジスタ 42 第二のトランジスタ 43 第三のトランジスタ 44 第四のトランジスタ 51 レーザー・ダイオード

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザー・ダイオードのバック光をフォ
    ト・ダイオードが電気変換した電圧を、第一の抵抗を介
    して演算増幅器の逆相入力端子に印加し、該演算増幅器
    の出力端子と逆相入力端子の間に第一のコンデンサーを
    接続し、該演算増幅器の同相入力端子は電源とアース間
    又は電源間の電圧を分圧する第二、第三の抵抗の接続点
    と接続し、該演算増幅器の出力端子は前記レーザー・ダ
    イオードのバイアス電流供給回路及びパルス電流供給回
    路に接続される自動パワー制御回路において、 前記第二、第三の抵抗の接続点と、交流的なアースとの
    間に第二のコンデンサーを接続することを特徴とする自
    動パワー制御回路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の自動パワー制御回路であ
    って、 前記第二、第三の抵抗の抵抗値と第二のコンデンサーの
    容量とによって決まる時定数を、前記第一のコンデンサ
    ーの容量を前記演算増幅器の直流利得倍した容量と前記
    第一の抵抗の抵抗値とによって決まる時定数にほぼ等し
    くすることを特徴とする自動パワー制御回路。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の自動パワー制御回路であ
    って、 前記演算増幅器の同相入力端子の電圧変化の時定数を、
    前記第一のコンデンサーの容量を前記演算増幅器の直流
    利得倍した容量と前記第一の抵抗の抵抗値とによって決
    まる時定数にほぼ等しくすることを特徴とする自動パワ
    ー制御回路。
JP6168386A 1994-07-20 1994-07-20 自動パワー制御回路 Withdrawn JPH0832156A (ja)

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JP6168386A JPH0832156A (ja) 1994-07-20 1994-07-20 自動パワー制御回路

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103326790A (zh) * 2013-06-28 2013-09-25 成都思迈科技发展有限责任公司 可自动控制功率的光发射机

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103326790A (zh) * 2013-06-28 2013-09-25 成都思迈科技发展有限责任公司 可自动控制功率的光发射机

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Effective date: 20011002