JPH09331096A - 駆動回路 - Google Patents

駆動回路

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JPH09331096A
JPH09331096A JP14929296A JP14929296A JPH09331096A JP H09331096 A JPH09331096 A JP H09331096A JP 14929296 A JP14929296 A JP 14929296A JP 14929296 A JP14929296 A JP 14929296A JP H09331096 A JPH09331096 A JP H09331096A
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JP
Japan
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delay time
control signal
circuit
drive
delay
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JP14929296A
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English (en)
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Hisaki Nakayama
寿樹 仲山
Kosei Sakuragi
孝正 桜木
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力制御信号に忠実に対応した駆動対象素子
の駆動パルスを得ること。 【解決手段】 入力制御信号に対してディレイ時間が可
変なディレイ信号を発生し、前記入力制御信号との論理
演算を行ない、駆動回路に制御信号を提供する駆動パル
ス発生回路と、駆動回路の出力をモニターし、所望のパ
ルス幅が得られているかを判定する判定回路と、判定回
路の出力をもとに前記駆動パルス発生回路内のディレイ
時間を調整するディレイ時間制御回路を具備してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光磁気ディスクやレ
ーザービームプリンタなどに使用されるレーザー駆動回
路のような高速スイッチング用の駆動回路に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】この種の駆動回路として本願人により特
開平5−243654が出願されている。図12に特開
平5−243654に示されたカソードコモンタイプの
レーザーの駆動回路を示す。図13にレーザーダイオー
ドの電流と光出力の関係を示す。
【0003】1001は、レーザー半導体の駆動電流を
決定するための基準電流源であり、通常レーザー発光素
子の発光量をホトダイオード(図示せず)でモニターし
てその出力電圧(すなわち発光量)が一定となるように
制御される。1002と1003は、PMOSトランジ
スタと抵抗で構成したカレントミラー回路であり、その
入力は基準電流源1001が接続され、この電流値が出
力にミラーされる。トランジスタ1003のドレイン出
力はNPNトランジスタ1004のコレクタ−ベースシ
ョート端に入力される。NPNトランジスタ1005の
ベースはNPNトランジスタ1004のコレクタ−ベー
スショート端に接続され、両トランジスタ1004,1
005はカレントミラーを構成している。ここで両トラ
ンジスタのエミッタ面積の比を1:Nにしておくことに
より両トランジスタ1004,1005の共通エミッタ
端からはPMOSトランジスタ1003のドレイン出力
電流の(1+N)倍の電流を出力できる。1007はレ
ーザーダイオードであり、そのカソードはGND(接
地)電位点1009に接続され、アノードはNPNトラ
ンジスタ1004と1005の共通エミッタに接続され
ている。NチャンネルのMOSトランジスタ1006
は、スイッチング用トランジスタであり、制御信号入力
端子1010がハイレベルの時オンし、PMOSトラン
ジスタ1003の電流出力を吸い込む。
【0004】これによりNPNトランジスタ1004の
コレクタベースショート端には電流は流れず、NPNト
ランジスタ1004と1005によって形成されるカレ
ントミラー回路はオフする。よってレーザーダイオード
1007の駆動電流は抵抗1011で決まるアイドリン
グ電流だけとなり、レーザーは点灯しない。ここでアイ
ドリング電流とは、レーザーダイオード1007に発光
しない程度の微小な電流(図13のIth以下)を流すこ
とによりレーザーダイオード1007のアノードの電位
を予め高めておき、スイッチングをより高速に行なおう
とするものである。
【0005】また制御信号入力端子1010がローレベ
ルのときNMOSトランジスタ1006はオフするため
PMOSトランジスタ1003の電流出力はNPNトラ
ンジスタ1004と1005からなるカレントミラー回
路を駆動してレーザーダイオード1007を駆動する。
そしてこのNMOSトランジスタ1006が高速にオン
−オフすることによりレーザーダイオード1007の光
出力が高速スイッチングされる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、図14に示すようにトランジスタ1004と1
005からなるカレントミラー回路のオンとオフのスピ
ードが異なったり、レーザーダイオードに固有なしきい
値電流(図13のIth)に達するまで発光しないという
理由により、入力制御パルス幅W1 とレーザーダイオー
ドの光のパルス幅W2 が異なってしまうという問題があ
る。
【0007】このためこの駆動回路を用いてレーザービ
ームプリンター等のレーザーダイオードを駆動した場
合、レーザーの発光するパルス幅が制御信号と異なるた
め、プリントされた出力が所望の線幅と違ってくる(例
えば細くなったりする)という問題が発生する。これは
特に高速でスイッチングする場合や、基準電流源100
1の電流値が小さいときに顕著になる。
【0008】そこで本発明の目的は、入力制御信号に忠
実に対応したレーザーダイオード等の駆動パルス、さら
には発光信号を得られるような駆動回路を提供すること
にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明は入力制御信号にディレイを付加し
た信号と入力制御信号との論理演算に基づいて制御信号
を発生する駆動パルス発生手段と、該駆動パルス発生手
段からの制御信号に基づいて駆動対象素子の駆動を行な
う駆動手段と、該駆動手段からの前記駆動対象素子を駆
動する信号のパルス幅を評価する評価手段と、該評価手
段の評価結果に基づいて前記駆動パルス発生手段におけ
る前記ディレイ時間を制御するディレイ時間制御手段と
を具えたことを特徴とする。
【0010】また、請求項2の発明は請求項1におい
て、前記駆動パルス発生手段は、1段以上のゲートを有
し、前記ディレイ時間の制御を前記ゲートの段数または
前記ゲート1段あたりの遅延時間または、両者の組み合
わせで行なうことを特徴とする。
【0011】さらに、請求項3の発明は請求項1におい
て、前記評価手段は、パルス幅の評価を積分回路とコン
パレータとを用いて行なうことを特徴とする。
【0012】さらに、請求項4の発明は請求項1におい
て、前記評価手段は、パルス幅の評価を前記入力制御信
号に対する前記駆動対象素子を駆動する信号の立ち上り
遅れ時間または立ち下り遅れ時間または両者の差を検出
することによって行なうことを特徴とする。
【0013】さらに、請求項5の発明は請求項4におい
て、前記評価手段は、立ち上り遅れ時間または立ち下り
遅れ時間または両者の差を積分回路とコンパレータを用
いて検出することを特徴とする。
【0014】さらに、請求項6の発明は入力制御信号に
ディレイを付加した信号と入力制御信号との論理演算に
基づいて制御信号を発生する駆動パルス発生手段と、該
駆動パルス発生手段からの制御信号に基づいて駆動対象
素子の駆動を行なう駆動手段と、前記入力制御信号にデ
ィレイを付加した信号と入力制御信号との論理演算を施
した信号のパルス幅を評価する評価手段と、該評価手段
の評価結果に基づいて前記パルス発生手段における前記
ディレイ時間を制御するディレイ時間制御手段とを具え
たことを特徴とする。
【0015】さらに、請求項7の発明は請求項6におい
て、前記駆動パルス発生手段は、1段以上のゲートを有
し、前記ディレイ時間の制御を前記ゲートの段数または
前記ゲート1段あたりの遅延時間または両者の組み合わ
せで行なうことを特徴とする。
【0016】さらに、請求項8の発明は請求項6におい
て、前記評価手段は、パルス幅の評価を積分回路とコン
パレータとを用いて行なうことを特徴とする。
【0017】さらに、請求項9の発明は請求項6におい
て、前記評価手段は、パルス幅の評価を前記入力制御信
号に対する、前記入力制御信号にディレイを付加した信
号と入力制御信号との論理演算を施した信号の立ち上り
の遅れ時間または立ち下りの遅れ時間または両者の差を
検出することによって行なうことを特徴とする。
【0018】さらに、請求項10の発明は請求項9にお
いて、前記評価手段は、立ち上り遅れ時間または立ち下
り遅れ時間または両者の差を積分回路とコンパレータを
用いて検出することを特徴とする。
【0019】さらに、請求項11の発明は入力制御信号
にディレイを付加した信号と入力制御信号との論理演算
に基づいて制御信号を発生する駆動パルス発生手段と、
該駆動パルス発生手段からの制御信号に基づいて駆動対
象素子の駆動を行なう駆動手段と、前記駆動対象素子の
出力をモニターするモニター手段と、前記入力制御信号
のパルス幅と前記モニター手段の出力のパルス幅とを比
較する比較手段と、該比較手段の比較結果に基づいて前
記駆動パルス発生手段における前記ディレイ時間を制御
するディレイ時間制御手段とを具えたことを特徴とす
る。
【0020】さらに、請求項12の発明は請求項11に
おいて、前記駆動パルス発生手段は、1段以上のゲート
を有し、前記ディレイ時間の制御を前記ゲートの段数ま
たはゲート1段あたりの遅延時間または両者の組み合わ
せで行なうことを特徴とする。
【0021】さらに、請求項13の発明は請求項11に
おいて、前記駆動対象素子は発光素子であり、前記モニ
ター手段はフォトダイオードを含むことを特徴とする。
【0022】さらに、請求項14の発明は請求項11に
おいて、前記比較手段は、パルス幅の比較を積分回路と
コンパレータとを用いて行なうことを特徴とする。
【0023】さらに、請求項15の発明は請求項11に
おいて、前記比較手段は、パルス幅の比較を前記入力制
御信号に対する前記モニター手段の出力の立ち上り遅れ
時間または立ち下り遅れ時間または両者の差を検出する
ことによって行なうことを特徴とする。
【0024】さらに、請求項16の発明は請求項15に
おいて、前記比較手段は、立ち上り遅れ時間または立ち
下り遅れ時間または両者の差を積分回路とコンパレータ
を用いて検出することを特徴とする。
【0025】
【発明の実施の形態】本発明は、従来の駆動回路に加え
て入力制御信号に対してディレイ時間が可変なディレイ
信号を発生し、前記入力制御信号との論理演算を行な
い、駆動回路に制御信号を提供する駆動パルス発生回路
と、駆動回路の出力をモニターし、所望のパルス幅が得
られているかを判定する判定回路と、判定回路の出力を
もとに前記駆動パルス発生回路内のディレイ時間を調整
するディレイ時間制御回路を具備してなることを特徴と
する。
【0026】上記構成において、駆動パルス発生回路
は、ディレイ時間制御回路の出力に基づき駆動回路の出
力が所望なパルス幅となるように入力制御信号のパルス
幅を増減させた駆動回路の制御信号を生成する。判定回
路は駆動回路の出力のパルス幅が所望の値に対して長い
のか短かいのか、又はどの程度長いのか短かいのかの判
定を行なう。ディレイ時間制御回路は、判定回路の出力
に基づいて駆動パルス発生回路のディレイ時間を調整す
る。
【0027】
【実施例】
(第1の実施例)図1は本発明の特徴を最もよく表わす
図面である。図1において1は駆動対象素子の駆動を行
なうための基本となる入力制御信号である。2は駆動パ
ルス発生回路であって、入力制御信号に対してディレイ
を付加した信号を生成し、入力制御信号と論理演算を行
ない、実際に駆動対象素子の駆動を行なう駆動回路3の
入力信号を生成するブロックであり、上記ディレイの値
を変更できるように構成しているところに特徴がある。
4は駆動回路3が駆動対象素子を実際に駆動している信
号7のパルス幅が所望の値となっているか否かを判定す
るパルス幅判定回路であり、パルス幅の所望の値との差
に対応する信号を2の駆動パルス発生回路内のディレイ
値を制御するディレイ時間制御回路5に出力する。
【0028】図2に図1に示した実施例のより具体的な
例を示す。図3には、図2の回路を動作させる際のタイ
ミングチャートを示す。図2,図3を用いて詳細な説明
を行なう。
【0029】図2において、VINは入力制御信号1で
あり、駆動パルス発生回路2は、一定のディレイを作る
ためのインバータ31〜34と、可変ディレイを作るた
めのインバータ35,36,40,41,45,46
と、アナログスイッチ37,38,42,43,47,
48と、アナログスイッチを逆相で動かすためのインバ
ータ39,44,49と、入力制御信号1(VIN)と
ディレイを付加された信号10(VDELAY)との論
理演算を行なうANDゲート50とから構成されてい
る。
【0030】ここで一定のディレイ値を作るインバータ
31〜34は無くても良いし、段数も必要とされるディ
レイの値に応じて増減してもよい。またこの例では可変
ディレイとして3段(インバータ6個)分までのディレ
イを変えられるような例を示したが、必要に応じて段数
は増減して良い。またディレイを発生させるためのゲー
トはインバータに限らずNANDやNORといったゲー
トを用いても良い。
【0031】ディレイの変更の仕方について説明する。
後述するディレイ時間制御回路5の出力18〜20のう
ち18が“L”のとき、アナログスイッチ38がオンし
アナログスイッチ37はオフする。従ってインバータ3
4の出力はインバータ35,36を通り越してインバー
タ40とアナログスイッチ43に入力され、インバータ
35,36はディレイに寄与しなくなる。
【0032】これに対して18が“H”のとき、アナロ
グスイッチ38はオフし、アナログスイッチ37はオン
する。従ってインバータ34の出力はインバータ35,
36を経由してインバータ40とアナログスイッチ43
に入力する。このためインバータ2段分のディレイが入
力信号に対して加わることになる。インバータ40,4
1、及び45,46で形成される残りの2段についても
ディレイ時間制御回路5の出力19,20の“H”,
“L”によりディレイが付加されるか否かが決まる。図
2の例の回路ではインバータ31〜34によるインバー
タ4個によるディレイの他に制御信号18,19,20
によりインバータ6個,8個,10個のディレイを入力
信号に付加するよう調整が可能となっている。
【0033】なお、インバータ1段あたりのディレイ時
間は現在の半導体の製造プロセスを用いるとおおむね
0.5〜1nsecのオーダーとなるが、この値よりも
細かいステップでディレイの調整を行ないたい場合には
図2中の35〜39で構成される1段のディレイ生成回
路の全部または一部を図4,図6のようなユニットに置
換えて、1段あたりの遅延時間を変化させれば良い。
【0034】図4はインバータの出力に容量を付けるか
否かを切替てインバータの立ち上り立ち下り時間を変化
させディレイ時間を変更する手段である。ディレイ時間
制御回路5の出力はCONT端子70に入力する。CO
NTが“L”のとき、アナログスイッチ73がオフし、
インバータ71の出力に容量74は接続されない。一方
CONTが“H”のときアナログスイッチ73がオン
し、容量74が接続されるため、インバータ71の出力
76はなまり(図5の76の波形参照)、立ち上り立ち
下り時間が増加し、出力77で観測されるディレイ時間
も増大する。従ってCONT端子の“H”,“L”でデ
ィレイの大小を変更できる。
【0035】図6はインバータの実効的なゲート長を変
えることによりディレイを可変とする構成である。ディ
レイ時間変更回路5の出力がCONT端子80に入力す
る。CONTが“L”のときアナログスイッチ85,8
6がオンするため、インバータを構成するPMOSのゲ
ート長はPMOS81のゲート長になり、NMOSのゲ
ート長はNMOS84のゲート長になる。これに対し
て、CONT端子80が“H”のときアナログスイッチ
85,86がオフするためインバータを構成するPMO
Sのゲート長は、PMOS81と82のゲート長の和に
なり、NMOSのゲート長はNMOS83と84のゲー
ト長の和になる。従って出力88の寄生容量や次段のゲ
ート容量を充電する際の時定数はCONT端子80が
“H”のときの方が、MOSの実効ゲート長が長くなり
抵抗成分が大きくなるため長くなる。このため図4で容
量が増加したケースと同様、出力88がなまりディレイ
は増加する。
【0036】以上のようにインバータを構成するMOS
の実効的なゲート長を変化させることにより、ディレイ
時間の変更が可能である。ここではPMOSとNMOS
の両方のゲート長を変化させたが一方のみでも良い。ま
た同様にゲート幅を変化させても同等の効果が得られ
る。
【0037】図2に戻って、3の駆動回路自体は従来例
と同一なので構成要素に同一番号を付け説明を省略す
る。6の駆動対象素子としてはレーザーダイオードの例
を示す。4のパルス幅判定回路は駆動回路3の出力信号
7の“H”,“L”をモニターするためのコンパレータ
52、後述する積分回路の入力をコンパレータ52の出
力に基づいて異なる2つの基準電圧Vref1+V1,V
ref1−V1いずれかを選択するためのアナログスイッチ
55と56及びインバータ53,54、前記2つの基準
電圧の一方を入力とし、積分動作を行なうためのオペア
ンプ58、抵抗57、容量59及び積分回路のリセット
をリセット信号15(RESET2)により行なうスイ
ッチ60、積分回路の出力と基準電圧V0を比較するコ
ンパレータ61から構成される。
【0038】ここでコンパレータ52のリファレンス電
位V2は駆動回路3が駆動対象素子6を駆動する信号7
の振幅の中間に設定する。この例では信号7は、Low
レベルがレーザーダイオードのアイドリング時の順方向
電圧VF (OFF)、Highレベルがレーザーが発光
しているときの順方向電圧VF (ON)となるので、こ
の間の電圧に設定する。VF は電流値によって変化する
が、この例ではレーザーダイオードの発光しているパル
ス幅をモニターしたいわけであるから、レーザーダイオ
ードの発光を始める電流Ithに対応したVF (I=
th)にV2を設定すれば良い。このときコンパレータ
52はレーザーダイオードが発光しているとき“H”、
していないとき“L”を出力する。
【0039】積分回路の入力はコンパレータ52の出力
が“H”のとき(レーザーダイオードがオンのとき)、
ref +V1となり、アンプ58の正転入力端子の入力
がVref であるから積分回路の出力は単位時間あたりV
1/CRの割合で減少する。他方、コンパレータ52の
出力が“L”のとき(レーザーダイオードがオフのと
き)、積分回路の入力はVref −V1となり、積分回路
の出力は単位時間あたりV1/CRの割合で増加する。
【0040】このため、リセット信号15を“H”とし
積分回路の出力をVref にリセットした後、周期Tでn
回入力制御信号を入力したときの積分回路の出力は、
【0041】
【数1】
【0042】となる。ここで、t1 は一周期の中でコン
パレータ52の出力が“H”の時間である。つまり、
【0043】
【数2】
【0044】がコンパレータ52の出力が“H”、即ち
ほぼレーザーダイオードがONしている時間のデューテ
ィーとなる。式又はの中で、C,R,Vref ,V
1,T,nは設定できるので、積分回路の出力をモニタ
ーすることによって、駆動対象素子の駆動状態(ここで
はレーザーダイオードの発光パルス幅)がわかる。
【0045】例えば入力制御信号のデューティを50%
として、式の
【0046】
【数3】 VOUT =Vref − のとき、レーザーダイオードはほぼデューティ50%で
発光しており、入力制御信号を忠実に反映していること
がわかる。また
【0047】
【数4】
【0048】のとき、x=0.45となり、デューティ
45%で発光していて、パルス幅が入力制御信号に対し
て10%短かくなっていることがわかる。
【0049】本実施例では積分回路の出力14
(VOUT )と基準電圧V0の比較をコンパレータ61に
て行ない、その結果に基づいて2の駆動パルス発生回路
内のディレイ時間を調整し所望のパルス幅を得るように
している。
【0050】V0は、式又は式を用いて必要な精度
を考慮して決める。上記例を参考にすると、10MHz
で入力制御信号と発光パルスの幅の差を±5nsec以
上に調整したい場合が、レーザーダイオードの発光パル
ス幅をデューティ45〜55%に抑える場合に相当する
ので、式を用いてデューティ45%に相当する
【0051】
【数5】
【0052】と設定しておけばよい。ただし2の駆動パ
ルス発生回路内のディレイの調整が5nsec×2=1
0nsec以下のステップで可能となるようにしておく
必要がある。
【0053】4のパルス幅判定回路の出力をもとにして
ディレイ時間を調整するのがディレイ時間制御回路5で
あり、本実施例では3つのフリップフロップを用いたシ
フトレジスタより構成されている。パルス幅判定回路4
の出力COMP2はCLK17に同期してフリップフロ
ップに取り込まれる。フリップフロップ62〜64の正
転出力18〜20のH,Lにより前述のように2の駆動
パルス発生回路内のディレイが変化する。
【0054】レーザーダイオードのパルス幅が短かいと
き、リセット後、1サイクルの積分動作を行なった後の
積分回路の出力VOUT は、Vref より大きくなる。V
OUT が式のV0より大きくなるとコンパレータ61の
出力COMP2は“H”となり、この信号がCLK17
によりフリップフロップ62に取り込まれ、出力18は
Hとなる。したがってアナログスイッチ37がオン、3
8がオフし、インバータ35,36によるディレイが付
加されパルス幅は延びる。これを繰りかえしてVOUT
式のV0より小さくなるまで続ければ、レーザーダイ
オードのパルス幅の誤差は式で代表される所定の誤差
以内に収束するよう調整ができる。
【0055】図3を用いてパルス幅の調整の様子を詳し
く説明する。
【0056】(1)まず積分回路とフリップフロップの
リセットがRESET2(15),RESET1(1
6)のパルスにより実行される。これで積分回路の出力
はVrefに、フリップフロップの出力は全て“L”にな
り、ディレイはインバータ31〜34だけに依存し、最
も短かくなる。なお式に応じてV0を設定しておく。
【0057】(2)RESET1,RESET2の立ち
下りに略同期して、入力制御信号VINをデューティ5
0%で入力する。ディレイ回路の出力VDELAYはV
INより遅れて変化する。
【0058】VINとVDELAYの論理積をとったV
DRIVEはディレイ回路の分、“L”レベルの幅が伸
びる。駆動回路の出力VMONはVDRIVEが“H”
のときNMOS1006がONしているため“L”レベ
ルにある。
【0059】(3)VDRIVEが“L”となると、P
MOS1003のドレイン電流によってNPNトランジ
スタ1005のコレクタ−ベース容量、NPNトランジ
スタ1004のコレクタサブ容量等のVMONのノード
に付く寄生容量がチャージされ、電位は上昇し電流は指
数関数的に増加し、レーザーダイオードの発光するレベ
ルIthまで達すると発光を始め、さらにコンパレータ5
2の出力COMP1が反転する。
【0060】(4)PMOS1003の定電流によるチ
ャージはNMOS1006のドレイン電流によるディス
チャージに比較して遅いため、レーザー光のパルス幅、
さらにCOMP1の“H”レベルの幅はVDRIVEの
“H”レベルに比較して短かくなる。
【0061】(5)積分回路の出力VOUT はCOMP1
が“L”のときVref −V1が入力されるため増加し、
“H”のときVref +V1が入力されるため減少する
が、はじめはディレイ時間が最小となっているため、レ
ーザー光のパルスの細りが顕著でCOMP1が“L”の
期間が長い(実際にはインバータ31〜34による最小
のディレイはレーザー光のパルス幅が入力制御信号より
長くならないように設定しておく)。従って、VOUT
VINのパルスの立ち下りに同期したタイミングでみれ
ば必ずVref より大きくなっている。
【0062】(6)本実施例ではVINを2サイクル入
力した後、VINの立ち下りに略同期してVOUT のレベ
ルとV0の比較を行ない、コンパレータ61の出力CO
MP2をフリップフロップ62にCLK17により取り
込んでいる。COMP2の出力のサイクルは必ずしも2
回である必要はなく、VOUT が飽和しない範囲で増減し
て良い。当然その場合V0も式を用いて変更する必要
がある。
【0063】(7)ここでVOUT がV0より小さけれ
ば、レーザー光のパルス幅の誤差が許容値(本例ではV
INを10MHzで入力したとき5nsec)以内とい
うことで、フリップフロップ62には“L”レベルが取
り込まれディレイ値は変化しない。
【0064】図3の例ではVOUT >V0となっており、
パルス幅が許容値に入っていないため、フリップフロッ
プには“H”レベルが取り込まれ、インバータ35,3
6によるディレイがディレイ回路に付加されディレイが
増加するよう調整される。
【0065】(8)次にRESET2の信号により積分
回路がリセットされたあと、(2)〜(7)が繰り返え
され、フリップフロップの出力62と63を決めてい
く。
【0066】このとき(7)によりディレイ回路のディ
レイはインバータ2段分増加しているため、1回目より
はレーザー光のパルス幅は増加しており、これに対応し
てCOMP1の“H”レベルの期間も増加する。このた
め、積分回路の出力の増加は抑えられる。
【0067】(9)本実施例ではVOUT <V0となり、
これ以上ディレイの増加をしなくてもレーザー光のパル
ス幅は許容値に入るという例を示した。2回目でVOUT
<V0とならなければ、さらにディレイを増やして3回
目以降の調整に入ればよい。
【0068】本実施例では簡単のためディレイの変更は
3段階までとなる回路構成を示したが、必要に応じて段
数を増やしておけばさらに広い範囲でディレイの調整が
可能である。
【0069】なお本実施例では入力制御信号と駆動対象
素子の出力が許容範囲内で一致するような例を示した
が、式と式を用いてV0の値を調整することによっ
て入力制御信号に対して所定のパルス幅だけずれた駆動
対象素子の出力を得ることも可能である。例えば、前記
の10MHz動作でデューティ50%の入力信号に対し
て、65nsec±5nsecの光出力を得るために
は、積分の周期n=1のとき許容範囲の最小である60
nsecのパルス幅に対応する
【0070】
【数6】
【0071】式にV0を設定すればよい。
【0072】また、駆動回路の出力としてノード(出
力)7の電圧をコンパレータ52に入力したが、NPN
トランジスタ1004のコレクタ−ベースショートのノ
ードの電圧を入力しても、V2をNPNトランジスタの
BE分高くしておけば同等の結果が得られる。
【0073】(第2の実施例)図7に第2の実施例を示
す。本実施例は図1の第1の実施例と構成要素は同じで
あるが、駆動パルス発生回路2の出力91がパルス幅判
定回路の入力となっている点が異なる。
【0074】図1及び図2の第1の実施例ではPMOS
1003の定電流でチャージを行なうNPNトランジス
タ1004のコレクタ−ベースショートのノードか又は
1004のエミッタのノードに、コンパレータ52の入
力が接続される。このためコンパレータ52の入力容量
分の余分な寄生容量をチャージしなければならないこと
となり、基準電流源1001の電流が小さいときや高速
にスイッチングを行なう際に誤差を発生させる原因にな
る。これを避けるため、駆動パルス発生回路2の出力9
1が入力制御信号1に対して図14のW1 −W2 の分長
くなっているか否かをパルス幅判定回路4で判定し、そ
の結果をもとに駆動パルス発生回路2内のディレイを調
整し出力91が所定の幅に入るように自動調整しようと
するものである。
【0075】図8に具体的な回路の例を示す。図2と同
じ部分には同一の番号を付け説明を省略する。違いはA
ND50の出力がNMOS1006のゲートだけでなく
コンパレータ92の反転入力端子に入っている点と、基
準電圧V2がコンパレータ92の非反転入力端子に接続
されている点と、V2がAND50の論理振幅の“H”
レベルと“L”レベルの中間、望しくはNMOS100
6のVTH近傍に設定されている点である。
【0076】NPNトランジスタ1004のエミッタと
AND50の出力は逆相で動くので、図2に対してモニ
ターするAND50の出力をコンパレータ92の反転入
力端子に入力することで以下の動作は実施例1と同様と
なる。
【0077】基本動作は実施例1と同じなので省略す
る。動作上の改善点は基準電流源1001の電流をPM
OS1002,1003のカレントミラー回路でおり返
した電流でチャージするNPNトランジスタ1004の
コレクタ−ベースショートのノードや、レーザーダイオ
ードのアノードと共通のNPNトランジスタ1004の
エミッタのノードにコンパレータの入力容量が付かない
ため、誤差が小さくなる点である。これを実現するた
め、駆動回路3の入力とレーザーダイオードの光出力の
パルス幅の差分(図14のW1 −W2 )を予め求めてお
き、これに合わせてV0の値を設定しておく。周期Tで
デューティ50%のVINをn回入力してコンパレータ
61でパルス幅の判定を行なう場合、レーザーダイオー
ドが発光する、即ちAND50の出力が“L”であるパ
ルス幅t1
【0078】
【数7】 t1 ={0.5+(W1 −W2 )}T − と伸しておけばよく、コンパレータ61の比較レベルV
0を
【0079】
【数8】
【0080】と設定しておけばよい。
【0081】本実施例では駆動回路3の出力を直接モニ
ターするかわりに駆動パルス発生回路2のパルス幅をモ
ニターし、そのパルス幅を所定値だけ変更することによ
って駆動回路の内部又は出力に余分な寄生容量を付ける
ことなしに好適な駆動対象素子の出力が得られる。
【0082】(第3の実施例)図9は第3の実施例の特
徴を表わす図面である。実施例1では駆動対象素子6を
駆動するパルス幅をモニターすることによって駆動対象
素子のパルス幅を調整しようとしたものであるが、本実
施例では直接的に駆動対象素子の出力自身をモニターし
そのパルス幅を調整しようとするものである。
【0083】このため図9ではモニター回路93を新た
に設け、モニター回路93の出力94をパルス幅判定回
路4に入力し、出力94が所定のパルス幅となるように
駆動パルス発生回路2の中のディレイを調整する。
【0084】図10に本実施例の具体的な回路例を示
す。実施例1,2との違いは・駆動対象素子(この場合
レーザーダイオード)の出力をモニターするため、フォ
トダイオード142,抵抗141,バッファ143から
なるモニター回路93が付加されている。
【0085】・駆動パルス発生回路2内の可変ディレイ
回路がディレイを長くするだけでなく短かくすることも
可能な構成となっている。
【0086】・入力制御信号に必ずしもデューティ50
%の入力を入れて、パルス幅の調整をしなくても良いよ
うに、入力制御信号の立ち下りにおける駆動対象素子6
の出力の遅れ時間と入力制御信号の立ち上りにおける駆
動対象素子6の出力の遅れ時間との差をとることによっ
て、出力パルスの幅を評価する構成となっている。
【0087】以下図10の構成の詳細な説明を行ない、
その後図11のタイミングチャートを用いて実際の動作
の説明を行なう。従来例と同一部分には同一番号を付け
説明を省略する。
【0088】駆動パルス発生回路2は可変ディレイを作
るためのインバータ101,102,106,107,
111,112,116,117、アナログスイッチ1
03,104,108,109,113,114,11
8,119、ペアとなるアナログスイッチを逆相で動か
すためのインバータ105,110,115,120、
入力制御信号1とディレイを付加された信号10の論理
演算を行なうAND(ゲート)50より構成されてい
る。ここで可変ディレイを作るためのアナログスイッチ
とインバータは2つのグループに分けられ、101〜1
10と111〜120である。後述する5のパルス幅制
御回路の出力151〜154はリセット時は全て“L”
である。従ってアナログスイッチ104,109,11
3,118はオンとなり、103,108,114,1
19はオフとなる。このため、インバータ101,10
2,106,107はディレイに寄与せず、インバータ
111,112,116,117がディレイに寄与す
る。
【0089】つまり、当初は入力制御信号1にインバー
タ4個分のディレイが加わった出力が50のANDゲー
トに入力している。この状態で後述するようにパルス幅
の判定を行ない、駆動対象素子6の出力が短かければ、
パルス幅制御回路5の出力151や153を“H”と
し、インバータ101,102,106,107がディ
レイに寄与するように変更することによって、出力パル
ス幅を調整できる。駆動対象素子6の出力が長ければパ
ルス幅制御回路5の出力152や154を“H”とし、
インバータ111,112,116,117がディレイ
に寄与しなくなるよう変更することで出力パルス幅を調
整できる。
【0090】パルス幅判定回路4では、AND122と
インバータ124を用いて入力制御信号1VINの立ち
下りとモニター回路93の出力150の立ち下りの差の
時間(t3 )だけアナログスイッチ56がオンし、積分
回路の入力がVref −V1となるように制御している。
またAND121とインバータ123を用いて入力制御
信号VINの立ち上りとモニター回路の出力150の立
ち上りの差の時間(t4 )だけアナログスイッチ55が
オンし、積分回路の入力がVref +V1となるよう制御
している。両アナログスイッチ55,56がオフのと
き、容量59により積分回路の出力VOUT は一定値に保
たれる。
【0091】さらにパルス幅判定回路4には、積分回路
の出力14(VOUT )と基準電圧V 2 ,V3 (V2 >V
3 )の比較を行なうコンパレータ125と126が設け
てある。V2 ,V3 はそれぞれパルス幅の許容値の下限
と上限に対応した基準電圧である。
【0092】積分回路をリセット後、入力制御信号をn
サイクル入力したときのVOUT
【0093】
【数9】
【0094】となる。(t3 −t4 )が入力制御信号と
モニター回路のパルス幅の差であるから、パルス幅に要
求される精度と式から、V2 ,V3 が計算できる。
【0095】コンパレータ125,126の出力の組み
合わせによりモニター回路のパルス幅が長い(コンパレ
ータ出力“H”,“H”)か、許容範囲内(“L”,
“H”)か、短い(“L”,“L”)かが判かる。
【0096】ディレイ時間制御回路5では、コンパレー
タ125,126の出力を受けて、インバータ127,
128、AND129,130,131により上記3つ
の状態を判定する。
【0097】(1)モニター出力のパルス幅が所望の値
より短いときはAND129の出力が“H”となり、
(2)モニター出力のパルス幅が所望の値に入っている
ときAND130の出力が“H”となり、(3)モニタ
ー出力のパルス幅が所望の値より長いときはAND13
1の出力が“H”となる。
【0098】入力制御信号の入力のnサイクル分、積分
を行なった後、CLKをHとすることにより、上記3つ
の状態がフリップフロップ132,135,136,1
37,138に取りこまれる。
【0099】AND133は、状態(1)のときAND
129の出力をフリップフロップ135や136に取り
込み、フリップフロップ137,138は変化させない
ための選択回路であり、AND134は、状態(3)の
ときAND131の出力をフリップフロップ137,1
38に取り込み、フリップフロップ135,136は変
化させないための選択回路である。なお、本例では、デ
ィレイの調整を伸す方向、縮める方向とも2段階で行な
えるようになっているため、フリップフロップ135,
136及び137,138で構成するシフトレジスタは
2bitであるが、調整範囲に応じて段数は増減してよ
い。
【0100】それにともなってシフトレジスタの段数も
増減すればよい。
【0101】シフトレジスタ135や136に“H”レ
ベルが取り込まれると、駆動パルス発生回路内のアナロ
グスイッチ103や108がオンし、104や109が
オフするため、インバータ101,102や106,1
07がディレイに寄与することになり、駆動対象素子の
パルス幅は広がる。逆にシフトレジスタ137や138
に“H”レベルが取り込まれると、アナログスイッチ1
14,119がオンし、113,118がオフするた
め、インバータ111,112や116,117がディ
レイに寄与しなくなるため、パルス幅は狭まる。
【0102】パルス幅が許容範囲内に入っているとき、
フリップフロップ132の出力が“H”となるので、調
整の終了が検出される。
【0103】以上のようにしてパルス幅の調整が自動的
に行なわれる。
【0104】図11のタイミングチャートを用いて動作
の説明を行なう。
【0105】(1)RESET1,RESET2のパル
スにより積分回路とフリップフロップのリセットを実行
する。
【0106】積分回路の出力VOUT は、Vref となり、
ディレイ回路ではインバータ111,112,116,
117がディレイに寄与した状態で調整がはじまる。
【0107】(2)RESET1,RESET2の立ち
下りに略同期して入力制御信号VINを入力する。
【0108】なお、ディレイ回路の出力VDELAYと
VDRIVE、駆動回路の出力VMONおよびレーザー
の出力については図3と同じなので省略する。
【0109】(3)レーザーダイオードが発光すると、
フォトダイオード142に光電流が流れ、モニター回路
の出力150は“L”レベルとなる。150とVINの
信号に対して論理演算を行なったAND122の出力1
56は、VINの立ち下りから150の立ち下りの間
“H”となり、AND121の出力157はVINの立
ち上りから150の立ち上りの間“H”となり、積分回
路の入力を切り替える。
【0110】(4)156が“H”の間、積分回路の出
力VOUT は上昇し、157が“H”の間は減少する。
【0111】(5)本実施例ではVINを2サイクル入
力したときCLKを“H”とする。
【0112】このときVOUT は許容範囲を代表するV3
とV2 の間に入ってないため、フリップフロップ132
の出力ENDは“H”とならず(この場合AND129
の出力が“H”の例を示したので)、フリップフロップ
135の出力が“H”となり、インバータ101,10
2がディレイに寄与し、パルス幅が伸びるような変更を
行ない、RESET2で積分回路のリセットを行なった
後、再度(1)〜(4)を繰り返す。
【0113】(6)2回目にCLKを“H”にした状態
で、VOUT が許容範囲内に入っているため、フリップフ
ロップ132の出力ENDが“H”となり、調整は終了
する。許容範囲に入ってなければ同様の調整を繰り返せ
ばよい。
【0114】なお本実施例ではモニター回路の出力と入
力制御信号の立ち上りの遅れ時間の差と立ち下りの遅れ
時間の差を両方モニターしてパルス幅の比較を行なった
が、必ずしも両方使用する必要はなく一方でも良い。本
例の論理では、入力制御信号の立ち上りに対応する駆動
パルスの立ち上りを変化させているので、立ち上りの遅
れ時間の比較だけでもパルス幅は調整可能である。
【0115】以上示したように本回路を用いることによ
り、駆動対象素子の出力を直接モニターできるため、そ
のパルス幅と入力制御信号のパルス幅の差を所望の差に
より正確に調整することができる。
【0116】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力制御信号にディレイを付加した信号と入力信号の論
理演算により駆動回路の入力信号を生成し、駆動回路の
出力又は駆動回路の入力又は駆動対象素子の出力をモニ
ターして入力制御信号のパルス幅との差を検出し、その
差分が所定の範囲になるように上記ディレイ値を調整す
ることによって、駆動回路内のカレントミラーのオンと
オフの時間差やレーザーダイオードのしきい値電流のよ
うなパルス幅を変動させる要因があっても、入力制御信
号に忠実に対応した駆動対象素子の駆動パルス、さらに
は駆動対象素子の出力を得られるように制御された駆動
回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例を説明するブロック図である。
【図2】第1の実施例の具体的な回路構成例を示す図で
ある。
【図3】同回路の動作を説明するタイミングチャートで
ある。
【図4】本発明で使われるディレイ回路のその他の回路
例を示す図である。
【図5】図4のディレイ回路の動作を説明するタイミン
グチャートである。
【図6】本発明で使われるディレイ回路の他の回路例を
示す図である。
【図7】第2の実施例を説明するブロック図である。
【図8】第2の実施例の具体的な回路構成例を示す図で
ある。
【図9】第3の実施例を説明するブロック図である。
【図10】第3の実施例の具体的な回路構成例を示す図
である。
【図11】同回路の動作を説明するタイミングチャート
である。
【図12】従来例を説明する図である。
【図13】従来例を説明する図である。
【図14】従来例を説明する図である。
【符号の説明】
1 入力制御信号 2 駆動パルス発生回路 3 駆動回路 4 パルス幅判定回路 5 ディレイ時間制御回路 6 駆動対象回路 7 駆動回路の出力 12,13 コンパレータ出力 14 積分回路 18,19,20,151,152,153,154
ディレイ制御信号 31,32,33,34,35,36,39,40,4
1,44,45,46,49,53,54,71,7
2,89,101,102,105,106,107,
110,111,112,115,116,117,1
20,123,124,127,128 インバータ 37,38,42,43,47,48,55,56,6
0,73,85,86,103,104,108,10
9,113,114,118,119 アナログスイッ
チ 50,121,122,129,130,131 AN
D回路 52,61,125,126 コンパレータ 57,1011,1141 抵抗 58 オペアンプ 59,74 容量 62,63,64,132,135,136,137,
138 フリップフロップ 81,82,1002,1003 PMOSトランジス
タ 83,84,1006 NMOSトランジスタ 93 モニター回路 142 フォトダイオード 143 バッファ 1007 レーザーダイオード 1001 基準電流源 1004,1005 NPNトランジスタ

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力制御信号にディレイを付加した信号
    と入力制御信号との論理演算に基づいて制御信号を発生
    する駆動パルス発生手段と、該駆動パルス発生手段から
    の制御信号に基づいて駆動対象素子の駆動を行なう駆動
    手段と、該駆動手段からの前記駆動対象素子を駆動する
    信号のパルス幅を評価する評価手段と、該評価手段の評
    価結果に基づいて前記駆動パルス発生手段における前記
    ディレイ時間を制御するディレイ時間制御手段とを具え
    たことを特徴とする駆動回路。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記駆動パルス発生手段は、1段以上のゲートを有し、
    前記ディレイ時間の制御を前記ゲートの段数または前記
    ゲート1段あたりの遅延時間または、両者の組み合わせ
    で行なうことを特徴とする駆動回路。
  3. 【請求項3】 請求項1において、 前記評価手段は、パルス幅の評価を積分回路とコンパレ
    ータとを用いて行なうことを特徴とする駆動回路。
  4. 【請求項4】 請求項1において、 前記評価手段は、パルス幅の評価を前記入力制御信号に
    対する前記駆動対象素子を駆動する信号の立ち上り遅れ
    時間または立ち下り遅れ時間または両者の差を検出する
    ことによって行なうことを特徴とする駆動回路。
  5. 【請求項5】 請求項4において、 前記評価手段は、立ち上り遅れ時間または立ち下り遅れ
    時間または両者の差を積分回路とコンパレータを用いて
    検出することを特徴とする駆動回路。
  6. 【請求項6】 入力制御信号にディレイを付加した信号
    と入力制御信号との論理演算に基づいて制御信号を発生
    する駆動パルス発生手段と、該駆動パルス発生手段から
    の制御信号に基づいて駆動対象素子の駆動を行なう駆動
    手段と、前記入力制御信号にディレイを付加した信号と
    入力制御信号との論理演算を施した信号のパルス幅を評
    価する評価手段と、該評価手段の評価結果に基づいて前
    記パルス発生手段における前記ディレイ時間を制御する
    ディレイ時間制御手段とを具えたことを特徴とする駆動
    回路。
  7. 【請求項7】 請求項6において、 前記駆動パルス発生手段は、1段以上のゲートを有し、
    前記ディレイ時間の制御を前記ゲートの段数または前記
    ゲート1段あたりの遅延時間または両者の組み合わせで
    行なうことを特徴とする駆動回路。
  8. 【請求項8】 請求項6において、 前記評価手段は、パルス幅の評価を積分回路とコンパレ
    ータとを用いて行なうことを特徴とする駆動回路。
  9. 【請求項9】 請求項6において、 前記評価手段は、パルス幅の評価を前記入力制御信号に
    対する、前記入力制御信号にディレイを付加した信号と
    入力制御信号との論理演算を施した信号の立ち上りの遅
    れ時間または立ち下りの遅れ時間または両者の差を検出
    することによって行なうことを特徴とする駆動回路。
  10. 【請求項10】 請求項9において、 前記評価手段は、立ち上り遅れ時間または立ち下り遅れ
    時間または両者の差を積分回路とコンパレータを用いて
    検出することを特徴とする駆動回路。
  11. 【請求項11】 入力制御信号にディレイを付加した信
    号と入力制御信号との論理演算に基づいて制御信号を発
    生する駆動パルス発生手段と、該駆動パルス発生手段か
    らの制御信号に基づいて駆動対象素子の駆動を行なう駆
    動手段と、前記駆動対象素子の出力をモニターするモニ
    ター手段と、前記入力制御信号のパルス幅と前記モニタ
    ー手段の出力のパルス幅とを比較する比較手段と、該比
    較手段の比較結果に基づいて前記駆動パルス発生手段に
    おける前記ディレイ時間を制御するディレイ時間制御手
    段とを具えたことを特徴とする駆動回路。
  12. 【請求項12】 請求項11において、 前記駆動パルス発生手段は、1段以上のゲートを有し、
    前記ディレイ時間の制御を前記ゲートの段数またはゲー
    ト1段あたりの遅延時間または両者の組み合わせで行な
    うことを特徴とする駆動回路。
  13. 【請求項13】 請求項11において、 前記駆動対象素子は発光素子であり、前記モニター手段
    はフォトダイオードを含むことを特徴とする駆動回路。
  14. 【請求項14】 請求項11において、 前記比較手段は、パルス幅の比較を積分回路とコンパレ
    ータとを用いて行なうことを特徴とする駆動回路。
  15. 【請求項15】 請求項11において、 前記比較手段は、パルス幅の比較を前記入力制御信号に
    対する前記モニター手段の出力の立ち上り遅れ時間また
    は立ち下り遅れ時間または両者の差を検出することによ
    って行なうことを特徴とする駆動回路。
  16. 【請求項16】 請求項15において、 前記比較手段は、立ち上り遅れ時間または立ち下り遅れ
    時間または両者の差を積分回路とコンパレータを用いて
    検出することを特徴とする駆動回路。
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JP2006013166A (ja) * 2004-06-25 2006-01-12 Sharp Corp 発光ダイオード駆動回路、及びそれを備えた光送信デバイス、並びに電子機器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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