JPH0951305A - 信号伝送用光送信器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部制御入力信号に頼らずにバースト信号伝
送ができる光送信器を提供する。 【解決手段】 レーザダイオード（ＬＤ）３とＬＤ３の
伝送信号入力の信号電流制御の電流源４とバイアス電流
制御部としてのトランジスタ８を設ける。フォトダイオ
ード（ＰＤ）５、時定数τ１の積分回路７を備え、ＬＤ
３のパワーを監視してバイアス電流が一定となるような
バイアス電圧をトランジスタ８に加えるパワー制御ルー
プ19を設け、このパワー制御ループ19にはＬＤ３の発光
パワーピークを検出する時定数τ２のピーク検出回路10
を備えたループ出力制御部24を設け、τ２＜τ１とす
る。ピーク検出回路10の出力に基づき、ループ出力制御
部24は、ＬＤ３の信号非入力時にはパワー制御ループ19
の出力をオフし、信号入力時にはパワー制御ループ19の
出力をオンしてバースト信号伝送を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、光通信用
に用いられるレーザダイオード等の発光素子を有する光
信号器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３には、発光素子としてのレーザダイ
オード（ＬＤ）３を用いた従来の光送信器の一例の回路
図が示されている。この回路は単一正電源で使用される
回路であり、同図において、トランジスタ２とトランジ
スタ１のエミッタが共通接続されて差動回路が構成され
ており、電流源４に接続されている。電流源４は、トラ
ンジスタ１，２のベースに入力信号（伝送信号）を入力
することによりレーザダイオード３のスイッチング動作
を行うようになっており、電流源４は、レーザダイオー
ド３を発光させる伝送信号の信号電流を制御する信号電
流制御部として機能するようになっている。また、レー
ザダイオード３には、レーザダイオード３に対するバイ
アス電流を制御するバイアス電流制御部として機能する
トランジスタ８が接続されており、トランジスタ８のベ
ース側には、積分回路17、Ｉ−Ｖ変換回路16、フォトダ
イオード（ＰＤ）５を有するパワー制御ループ19が接続
されている。

【０００３】フォトダイオード５は、レーザダイオード
３の発光パワーを監視するパワー監視部として機能する
ものであり、このフォトダイオード５によって監視され
る発光パワー（電流値）をＩ−Ｖ変換回路16によって電
圧値に変換して積分回路７に加える。積分回路７は、前
記発光パワーの電圧値を積分して、前記バイアス電流が
一定となるようなバイアス電圧をトランジスタ８に加え
るようになっている。パワー制御ループ19が、このよう
に、レーザダイオード３の発光パワーを監視してバイア
ス電流が一定となるバイアス電圧を加えるように機能す
ることにより、レーザダイオード３の発光パワーの温度
変動等を補償し、レーザダイオード３の発光パワーが一
定となるようにしている。

【０００４】そして、このようにすることで、図４に示
すように、レーザダイオード３に対し、トランジスタ８
によりバイアス電流ａが与えられ、トランジスタ１，２
および電流源４からの信号電流ｂにより変調が行われ、
光出力ｃに相当する光信号ｄが出力されるようになる。

【０００５】しかしながら、このような光信号器におい
ては、入力信号（伝送信号）が与えられていない状態で
も、パワー制御ループ19により、トランジスタ８のバイ
アス電流が一定となるようなバイアス電圧が加えられ
て、トランジスタ８がレーザダイオード３の発光パワー
を一定に保持するように動作するために、レーザダイオ
ード３は一定の光パワーを出し続けることになる。

【０００６】そこで、このような回路を基本回路構成と
する光伝送器において、バースト信号を伝送しようとす
るときには、図３に示すように、外部からのＲ．Ｓ．信
号（送信要求信号）の入力端子21を設け、バースト信号
のフレーム長に同期したＲ．Ｓ．信号を入力させてトラ
ンジスタ９をオン・オフさせるようにしている。そうす
ると、このことにより、トランジスタ８に流れるバイア
ス電流がトランジスタ９のオン・オフに対応させて供給
・停止されるために、バースト信号として光信号がレー
ザダイオード３から出力される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、Ｒ．Ｓ．信号入力用の外部回路を設けてバース
ト信号伝送を行うためには、バースト信号のフレーム長
に同期させてＲ．Ｓ．信号を入力しなければならないた
めに、このような回路を設けることにより、外部回路が
複雑になってしまうといった問題があった。

【０００８】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、送信要求信号入力
回路等の外部回路を接続しなくとも自己的にバースト信
号伝送を行うことができる信号伝送用光送信器を提供す
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
に、本発明は次のような構成により課題を解決するため
の手段としている。すなわち、本発明は、発光素子を有
し、該発光素子を発光させる伝送信号入力の信号電流を
制御する信号電流制御部と、発光素子に対するバイアス
電流を制御するバイアス電流制御部と、発光素子の発光
パワーを監視するパワー監視部とこのパワー監視部で監
視される発光パワーを積分する積分回路とを備え、この
積分回路により前記バイアス電流が一定となるようなバ
イアス電圧をバイアス電流制御部に加えるパワー制御ル
ープとが設けられている光信号器であって、該パワー制
御ループには発光素子の伝送信号入力時に該発光素子の
パワーピークを検出するピーク検出回路と、該ピーク検
出回路の出力によりピーク検出の有無を区別判断し、ピ
ーク検出無しのときには前記発光素子の信号非入力時と
判断して前記パワー制御ループの出力をオフし、ピーク
検出有りのときには前記発光素子の伝送信号入力時と判
断して前記パワー制御ループの出力をオンするループ出
力制御部が設けられており、前記ピーク検出回路の時定
数が前記積分回路の時定数よりも小さく形成されている
ことを特徴として構成されている。

【００１０】また、前記積分回路の時定数およびピーク
検出回路の時定数は伝送信号の最大パルス幅よりも大き
く形成されていることも本発明の特徴的な構成とされて
いる。

【００１１】上記構成の本発明において、発光素子の発
光パワーがパワー監視部で監視されて積分回路により積
分され、発光素子に対するバイアス電流が一定となるよ
うなバイアス電圧がバイアス電流制御部に加えられるよ
うになっているが、その一方で、この積分回路側の動作
と平行して、ピーク検出回路により、発光素子の伝送信
号入力時に発光素子のパワーピークが検出される。そし
て、ループ出力制御部によって、ピーク検出回路の出力
により、ピーク検出の有無が区別判断され、ピーク検出
無しのときには発光素子の信号非入力時と判断されてパ
ワー制御ループの出力をオフとする動作が行われ、ピー
ク検出有りのときには発光素子の伝送信号入力時と判断
されてパワー制御ループの出力をオフとする動作が行わ
れる。

【００１２】このように、本発明においては、ループ出
力制御部の動作と前記積分回路側の動作とが平行して同
時期に行われるが、本発明においては、ピーク検出回路
の時定数が積分回路の時定数よりも小さく形成されてい
るために、ループ出力制御部の動作が積分回路側の動作
よりも優先して行われることになる。したがって、伝送
信号非入力時にはパワー制御ループの出力がオフとな
り、伝送信号入力時にはパワー制御ループの出力がオン
となるために、従来のような送信要求信号入力回路等を
別個に設けなくとも、自己的にバースト信号が伝送され
るようになり、上記課題が解決される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略する。図１には、本発明に係る信号伝送用
光送信器の一実施形態例の回路構成が示されている。本
実施形態例が従来例と異なる特徴的なことは、Ｒ．Ｓ．
信号入力部を省略し、パワー制御ループ19に、レーザダ
イオード３のパワーピークを検出し、伝送信号入力時に
はパワー制御ループの出力をオンとし、伝送信号非入力
時にはパワー制御ループ19の出力をオフとするループ出
力制御部24を設けたことである。このループ出力制御部
24は、本実施形態例では、ピーク検出回路10、比較器1
1、基準電源23、トランジスタ９を有して構成されてお
り、積分回路７と並列に接続されている。

【００１４】ピーク検出回路10は、レーザダイオード３
の伝送信号入力時にレーザダイオード３のパワーピーク
を検出するものであり、このピーク検出回路10の時定数
はτ２に形成されている。ピーク検出回路10の出力側は
比較器11の反転入力端子側に接続されており、比較器11
の非反転入力端子側には基準電圧Ｖ_thを有する基準電源
23が接続されている。比較器11の出力側にはトランジス
タ９のベース側が接続されており、トランジスタ９のエ
ミッタ側はグランド（ＧＮＤ）側に接続され、コレクタ
側はトランジスタ８のベース側に接続されている。

【００１５】また、本実施形態例では、積分回路７の時
定数はτ１に形成されており、この時定数τ１はピーク
検出回路10の時定数τ２よりも大きく、言い換えれば時
定数τ２が時定数τ１よりも小さく（τ２＜τ１）なっ
ている。また、ピーク検出回路10の時定数τ２と積分回
路７の時定数τ１とは共に、伝送信号の最大パルス幅よ
りも充分に大きく形成されており、それにより、伝送信
号そのもののオン・オフ動作には比較器11が応答せず
に、伝送信号非入力状態がピーク検出回路10の時定数τ
２以上の時間続いたときに比較器11が応答するようにな
っている。

【００１６】なお、本実施形態例においては、レーザダ
イオード３に対する伝送信号入力が無いときには、図２
の（ａ）に示すように、Ｉ−Ｖ変換回路16の出力は、一
定の電圧Ｖ１となっており、この電圧Ｖ１は基準電源23
の基準電圧Ｖ_thよりも小さくなっている。

【００１７】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、次に、本実施形態例の動作について説明する。本実
施形態例でも従来例と同様に、電流源14によるレーザダ
イオード３に対する信号電流制御および、トランジスタ
８によるバイアス電流制御が行われる。また、本実施形
態例でも、パワー制御ループ19のフォトダイオード５、
Ｉ−Ｖ変換回路16、積分回路７によるレーザダイオード
３の発光パワーの監視およびバイアス電圧制御が従来例
と同様に行われるが、本実施形態例では、フォトダイオ
ード５によって監視されるレーザダイオード３の発光パ
ワーに基づいて、以下のような動作が、積分回路７側の
バイアス電圧制御動作と平行して行われる。

【００１８】例えば、図２の（ａ）に示すように、レー
ザダイオード３に対する伝送信号の入力がないときに
は、Ｉ−Ｖ変換回路16の出力電圧はＶ１で一定となり、
この電圧Ｖ１が積分回路17およびピーク検出回路10に加
えられる。そうすると、ピーク検出回路10からは、同図
の（ｂ）に示すように、Ｉ−Ｖ変換回路16の出力電圧Ｖ
１とほぼ同じ電圧Ｖ１が出力されて比較器11の反転入力
端子に加えられる。

【００１９】そうすると、比較器11では、この電圧Ｖ１
と基準電源23からの基準電圧Ｖ_thとの比較が行われ、電
圧Ｖ１が基準電圧Ｖ_thよりも小さいことから、同図の
（ｃ）に示すように、比較器11の出力は‘Ｈ’（ハイレ
ベル）となり、トランジスタ９がオンとなる。

【００２０】そして、本実施形態例では、前記のよう
に、ピーク検出回路10の時定数τ２が積分回路７の時定
数τ１よりも小さく形成されていることから、ループ出
力制御部24の動作が積分回路７側の動作よりも優先して
行われ、したがって、トランジスタ９がオンとなったと
き、すなわち、伝送信号非入力時にはトランジスタ８の
ベース電圧がオフし、バイアス電流は流れず、レーザダ
イオード３からの光信号は出力されない。

【００２１】また、バースト伝送信号が入力されると、
トランジスタ１，２が動作してレーザダイオードから光
信号が出力され、フォトダイオード５によってこの発光
パワーが監視され、Ｉ−Ｖ変換回路16の出力は、図２の
（ａ）のＡに示すようにパルス波形となる。そうする
と、このパルス波形のピークがピーク検出回路10によっ
て検出され、ピーク検出回路10の出力は、同図の（ｂ）
に示すように電圧Ｖ２となる。この電圧Ｖ２の値は、基
準電源23の基準電圧Ｖ_thよりも大きいことから、この電
圧Ｖ２が比較器11に加えられると、比較器11からは、同
図の（ｃ）に示すように‘Ｌ’（ローレベル）となっ
て、トランジスタ９はオフとなる。

【００２２】このようなループ出力制御部24の動作が行
われるときにも、前記と同様に、積分回路７側での動作
も行われるが、前記のように、ピーク検出回路10の時定
数τ２が積分回路７の時定数τ１よりも小さく形成され
て、ループ出力制御部24の動作が積分回路７側の動作よ
りも優先して行われることから、トランジスタ９がオフ
となると、トランジスタ８からバイアス電流が供給され
ることになり、レーザダイオード３からバースト信号と
して光信号が出力され、バースト伝送信号の立ち上がり
となる。

【００２３】そして、伝送信号が無くなり、無信号状態
（信号非入力時の状態）になると、再び、前記信号非入
力時の状態に戻り、トランジスタ９がオンとなってトラ
ンジスタ８がオフとなり、バイアス電流供給が停止され
る。

【００２４】なお、上記実施形態例においては、積分回
路７の時定数τ１およびピーク検出回路10の時定数τ２
が共に、伝送信号の最大パルス幅よりも充分に大きく形
成されているために、伝送信号そのもののオン・オフ動
作には比較器11が応答せずに、信号非入力状態が時定数
τ２以上の時間続いたときに応答し、これがバースト伝
送信号の立ち下がりとなる。

【００２５】本実施形態例によれば、上記動作により、
パワー制御ループ19の積分回路７の動作よりもループ出
力制御部24の動作を優先させて、伝送信号入力時にはパ
ワー制御ループの出力をオンとし、伝送信号非入力時に
はパワー制御ループの出力をオフとすることができるた
めに、バースト信号入力のタイミングを的確に検出判断
して、Ｒ．Ｓ．信号入力回路等の外部制御入力信号に頼
らずにバースト信号伝送を行うことができる。

【００２６】また、本実施形態例によれば、ピーク検出
回路10の時定数τ２および積分回路７の時定数τ１が共
に、伝送信号の最大パルス幅よりも充分に大きく形成さ
れており、それにより、比較器11が伝送信号そのものの
オン・オフ動作には応答せずに無信号状態が時定数τ２
以上の時間続いたときに応答してバースト伝送信号の立
ち下がりとなるために、的確にバースト信号伝送を行う
ことができる。そして、積分回路７の時定数τ１が小さ
すぎると、伝送信号のパルス波形が歪み、信号伝送を行
うことができなくなるが、本実施形態例によれば、積分
回路７の時定数τ１もピーク検出回路10の時定数τ２も
共に、伝送信号の最大パルス幅よりも大きく形成されて
いることから、上記のような支障を来すこともなく、低
周波数の伝送信号も的確に伝送することができる。

【００２７】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、
上記実施形態例では、レーザダイオード３を発光素子と
したが、発光素子はレーザダイオードとは限らず、他の
発光素子としてもよい。

【００２８】また、上記実施形態例では、ピーク検出回
路10と比較器11、基準電源23、トランジスタ９を設けて
ループ出力制御部24を構成したが、ループ出力制御部24
の構成要素は特に限定されるものではなく、ピーク検出
回路10を設けて、このピーク検出回路10の出力によりピ
ーク検出の有無を区別判断し、ピーク検出無しのときに
はパワー制御ループ19の出力をオフとし、ピーク検出有
りのときにはパワー制御ループ19の出力をオンとするよ
うに構成し、ピーク検出回路10の時定数τ２を積分回路
７の時定数τ１よりも小さく形成すればよい。

【００２９】さらに、上記実施形態例では、単一正電源
の回路としたが、本発明の信号伝送用光送信器は必ずし
も単一正電源で使用する回路とは限らない。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、発光素子の伝送信号入
力時に発光素子のパワーピークを検出し、このピーク検
出の有無によって発光素子の信号非入力時と信号入力時
とを判断し、発光素子の信号非入力時にはパワー制御ル
ープの出力をオフとして発光素子に対するバイアス電流
の供給を停止し、信号入力時にはパワー制御ループの出
力をオンとして発光素子に対するバイアス電流の供給を
行うようにしたものであるから、送信要求信号入力回路
等を外部回路に設けて、この回路により外部制御入力を
行わなくとも、伝送信号入力のタイミングを的確に判断
し、自己的にバースト信号伝送を正確に行うことができ
る。そのため、外部回路に送信要求信号入力回路等を設
ける必要はなくなり、信号伝送用光送信器の周辺回路の
簡素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る信号伝送用光送信器の一実施形態
例を示す回路構成図である。

【図２】上記実施形態例の動作を示す説明図である。

【図３】従来のバースト信号伝送用光送信器の一例を示
す回路構成図である。

【図４】一般的な光送信器の電流と光出力との関係を示
す説明図である。

【符号の説明】

３ レーザダイオード ５ フォトダイオード ７ 積分回路 ８ トランジスタ 10 ピーク検出回路 11 比較器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子を有し、該発光素子を発光させ
   る伝送信号入力の信号電流を制御する信号電流制御部
   と、発光素子に対するバイアス電流を制御するバイアス
   電流制御部と、発光素子の発光パワーを監視するパワー
   監視部とこのパワー監視部で監視される発光パワーを積
   分する積分回路とを備え、この積分回路により前記バイ
   アス電流が一定となるようなバイアス電圧をバイアス電
   流制御部に加えるパワー制御ループとが設けられている
   光信号器であって、該パワー制御ループには発光素子の
   伝送信号入力時に該発光素子のパワーピークを検出する
   ピーク検出回路と、該ピーク検出回路の出力によりピー
   ク検出の有無を区別判断し、ピーク検出無しのときには
   前記発光素子の信号非入力時と判断して前記パワー制御
   ループの出力をオフし、ピーク検出有りのときには前記
   発光素子の伝送信号入力時と判断して前記パワー制御ル
   ープの出力をオンするループ出力制御部が設けられてお
   り、前記ピーク検出回路の時定数が前記積分回路の時定
   数よりも小さく形成されていることを特徴とする信号伝
   送用光送信器。
2. 【請求項２】 積分回路の時定数およびピーク検出回路
   の時定数は伝送信号の最大パルス幅よりも大きく形成さ
   れていることを特徴とする信号伝送用光送信器。