JPH10173600A - 電気/光信号変換器の光出力デューティー調整回路 - Google Patents

電気/光信号変換器の光出力デューティー調整回路

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JPH10173600A
JPH10173600A JP8329545A JP32954596A JPH10173600A JP H10173600 A JPH10173600 A JP H10173600A JP 8329545 A JP8329545 A JP 8329545A JP 32954596 A JP32954596 A JP 32954596A JP H10173600 A JPH10173600 A JP H10173600A
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JP
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duty
signal
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optical
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JP8329545A
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Hideki Kobayashi
英樹 小林
Katsuhiko Hakomori
克彦 箱守
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 人手を介在させず出力光を常に、所望のデュ
ーティー100%に維持させる電気/光信号変換器の光
出力デューティー調整回路を実現する。 【解決手段】 データ信号に対するデューティー制御部
2と、その出力を受けて駆動電流を生成する駆動部3
と、その駆動電流を受けて発光するレーザダイオード4
とからなる電気/光信号変換器10に付加される光出力
デューティー調整回路1であって、レーザダイオード4
の出力光をモニターしてデータ信号のデューティーの変
動を検出するデューティー変動検出手段21と、検出さ
れたデューティーの変動に応じたデューティー調整信号
を生成してデューティー制御部2に帰還するデューティ
ー設定手段22とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電気/光信号変換
器、特にその電気/光信号変換器に付加される光出力デ
ューティー調整回路に関する。電気/光信号変換器(以
下、E/O変換器とも略称す)は、光伝送装置を構成す
る重要なモジュールの1つであり、入力されたデータ信
号を光出力パルスに変換して例えば光ファイバ等の端面
に入射する。かかるE/O変換器においては光出力パル
スのデューティーを100%に維持することが要求さ
れ、そのために光出力デューティー調整回路が導入され
る。本発明は主としてこの光出力デューティー調整回路
について述べるものである。
【0002】
【従来の技術】図6は従来の光出力デューティー調整回
路の一例を示す図である。本図において、左端のD
inは、電気信号からなる論理“1”,“0”の入力デー
タ信号である。このデータ信号Dinはデューティー制御
部2に入力され、ここでそのデータ信号Dinのデューテ
ィーが制御される。
【0003】デューティー制御部2を経たデータ信号D
inはさらに駆動部(DRV)3に印加され、ここで駆動
電流Id が生成される。この駆動電流Id によってレー
ザダイオード4は発光し(Din=論理“1”)または非
発光(Din=論理“0”)となる。レーザダイオード4
からの出力光Pは一方において目的とする次段の回路要
素例えば光ファイバに入射される。また他方において、
ホトダイオード5に入射される。このホトダイオード5
は光出力のモニター用として一般的なものであり、主と
して自動出力制御部(APC)6と共働して、温度変動
や経時劣化等に敏感なレーザダイオード4の光出力を安
定化させる。
【0004】上述した構成要素が全体として電気/光信
号変換器(E/O変換器)10をなす。このE/O変換
器10に付加すべき、従来の光出力デューティー調整回
路1は一例として半固定電圧源として表されている。こ
の電圧源の電圧レベルを適宜調整することによりデュー
ティー100%の光出力をレーザダイオード4から得る
ことができる。なお、デューティー100%について図
7で簡単に説明する。
【0005】図7は光出力のデューティーを説明するた
めの図である。光通信において用いる光信号はNRZ信
号であり、最小の1周期が1ビットに相当し、その1周
期の間光出力は変化しない。このため、デューティーは
理想的には100%となる。図7の(A)は入力される
データ信号Dinであり、通常は完全なデューティー10
0%を保持する。本図の例では、155Mbpsの信号Din
を示しており、1周期は6.4nsであってその間、ビッ
ト変化はない。
【0006】本図の(B)は上記のデータ信号Dinに応
答してレーザダイオード4から出力される光パルスを示
すが、一般には種々の要因によりデューティー100%
を維持できず、例えばデューティー80%となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図6に示すE/O変換
器10および光出力デューティー調整回路1は、通常、
モジュールとして工場から出荷される。このモジュール
の出荷時には種々の調整が加えられるが、その1つにデ
ューティー調整がある。このデューティー調整は、図6
の光出力デューティー調整回路1を介し手作業にて行わ
れ、理想的なデューティーになるまで上述の半固定電圧
源を調整する。
【0008】したがって、第1に、デューティー調整の
ための特別の工数を要するという問題がある。これはモ
ジュールのコスト増にもつながる。そして一旦工場から
出荷されて市場に出まわったモジュールは最早デューテ
ィー調整を受ける機会はなくなる。ところが、レーザダ
イオードは経時劣化するのが普通である。そうすると光
出力のデューティーが規定値(100%)から減少した
としてもこれを元に戻すことができない。
【0009】結局、第2に、一旦市場にモジュールが出
まわった後はこれに対し光出力のデューティーの調整を
加えることができず、経時劣化により低下した伝送効率
を回復することができないという問題がある。したがっ
て本発明は上記問題点に鑑み、電気/光信号変換器にお
いて、その光出力のデューティーを常に、かつ、自動的
に調整できる光出力デューティー調整回路を設けるよう
にすることを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】図1は本発明に係る光出
力デューティー調整回路の原理構成を示す図である。本
発明を特徴づける光出力デューティー調整回路1は、図
示するように、デューティー変動検出手段21と、デュ
ーティー設定手段22とからなる。これらの手段21お
よび22が付加される電気/光信号変換器(O/E変換
器)10は、従来と同様、 i)入力されたデータ信号Dinのデューティーを制御す
るデューティー制御部2と、 ii)そのデューティー制御部2の出力を受けて駆動電流
d を生成する駆動部(DRV)3と、 iii )この駆動部3からの駆動電流Id を受けて発光す
るレーザダイオード4とからなる。
【0011】ここに上記手段21および22は次のよう
に動作する。 iv)デューティー変動検出手段21は、レーザダイオー
ド4の出力光を、例えばホトダイオード5によりモニタ
ーしてデータ信号Dinのデューティーの変動を検出す
る。 v)デューティー設定手段22は、そのデューティー変
動検出手段21により検出されたデューティーの変動に
応じたデューティー調整信号Sc を生成してデューティ
ー制御部2に帰還する。
【0012】かくして、図1に示す本発明の光出力デュ
ーティー調整回路1は、レーザダイオード4から出射さ
れる出力光のデューティーを常に監視し、そのデューテ
ィーを理想値(100%)に向かわせるようなフィード
バック制御を実現する。
【0013】
【発明の実施の形態】図2は本発明に係る第1実施例を
示す図である。本第1実施例において、上記デューティ
ー変動検出手段21(図1)は、反転/平滑化回路31
からなる。また、上記デューティー設定手段22(図
1)はコンパレータ32からなる。上記の反転/平滑化
回路31は、レーザダイオード4の出力光を、例えばホ
トダイオード5によりモニターして得た出力光モニター
信号M+および、これを反転して得た反転出力光モニタ
ー信号M−をそれぞれ平滑化した平滑化モニター信号M
+′および反転平滑化モニター信号M−′を出力する。
さらに詳しくは、反転回路33と、第1の平滑回路34
および第2の平滑回路35とからなる。
【0014】他方、上記のコンパレータ32は、平滑化
モニター信号M+′および反転平滑化モニター信号M
−′を入力とし、両モニター信号が一致するように、両
モニター信号間の差分をデューティー制御部2に帰還す
る。さらに、好ましくは、デューティー設定手段22と
デューティー制御部2との間に、ローパスフィルタ36
を挿入する。デューティー調整信号Sc の変化を滑らか
にし、デューティー制御部2への帰還にハンチングを生
じさせないようにするためである。
【0015】図3の(A)〜(D)は第1実施例の動作
説明をするための信号波形図である。まず、デューティ
ー制御部2に入力される“1”,“0”のデータ信号D
inのアイパターンは同図(A)のごとくなる。入力の段
階で、データ信号Dinはデューティー100%のNRZ
信号である。ところが、レーザダイオード4での発光遅
延や回路遅延等に起因して、レーザダイオード4からの
出力光Pは、同図(B)に示すように、デューティー1
00%から劣化する。
【0016】そこで、その出力光Pを受けたホトダイオ
ード5からのモニター電流を、図2の右下に示すCR回
路にて交流電圧に変換して、一方において出力光モニタ
ー信号M+とし、他方において反転回路33を通して、
反転出力光モニター信号M−とする。これらのモニター
信号M+およびM−はそれぞれ第1および第2の平滑回
路34および35にて平滑化され、平滑化モニター信号
M+′および反転平滑化モニター信号M−′となる。図
3(C)の左欄および右欄は、これらの信号M+,M
+′,M−およびM−′の波形を示す。
【0017】反転させたモニター信号M−およびM−′
も生成する理由は次のとおりである。平滑化モニター信
号M+′は通常、図3(C)に示すように、信号M+の
振幅の1/2のレベルよりも下側に来る。そこでその信
号M+′を反転させた信号M−′を生成する。そしてこ
れらの信号M+′とM−′を一致させるように後述のフ
ィードバック制御を行えば、最終的にM+′=M−′と
なり、デューティー100%のときに得られるレベルに
至る。このときの様子を示したのが図3の(D)であ
る。
【0018】次に第2実施例を説明する。図4は本発明
に係る第2実施例を示す図である。本第2実施例におい
て、既述のデューティー変動検出手段21(図1)は、
遅延回路41と立上り・立下り判定回路42とからな
る。また既述のデューティー設定手段22(図1)は、
加算回路47からなる。
【0019】遅延回路41は、データ信号Dinに一定の
遅延を付与する。立上り・立下り判定回路42は、遅延
回路41からの遅延データ信号Din′と、レーザダイオ
ードの出力光Pをモニターして得た出力光モニター信号
mとを入力として、これら両信号の各立上り時のずれ時
間およびこれら両信号の各立下がりのずれ時間を検出
し、かつ、その立上り時のずれ時間Δtと立下がりのず
れ時間ΔTにそれぞれ相当する時間中第1の電圧
(VCC)および第2の電圧(VEE)を出力する。さらに
詳しくは、第1のNANDゲート43と、第2のNAN
Dゲート44と、第1の半導体スイッチ45と、第2の
半導体スイッチ46とからなる。
【0020】他方、上記の加算回路47は、立上り・立
下り判定回路42からの第1の電圧(VCC)および第2
の電圧(VEE)を入力とし、立下りのずれ時間Δtと立
上り時のずれ時間ΔTとが一致するように、第1の電圧
(VCC)および第2の電圧(VEE)間の差分をデューテ
ィー制御部2に帰還する。さらに好ましくは、デューテ
ィー設定手段22とデューティー制御部2との間に、既
述のローパスフィルタ36を挿入する。挿入の理由は前
述のとおりである。
【0021】図5の(A)〜(G)は第2実施例の動作
を説明するための信号波形図である。まずデューティー
制御部2に入力される“1”,“0”のデータ信号Din
の一例を同図(A)に示す。そのデューティーは100
%である。ところが、信号D inに対応する、レーザダイ
オード4からの出力光Pは、このレーザダイオードに本
来的な発光遅延(τ)等により、同図(B)に示すごと
くそのデューティーが例えば80%に劣化する。
【0022】したがって、その出力光Pをホトダイオー
ド5でモニターして得た出力光モニター信号mも、同図
(C)に示すとおり、そのデューティーが80%の波形
となる。本第2実施例のポイントの1つは、同図(D)
に示すリファレンス信号Refを導入したことである。こ
のリファレンス信号Refは、入力されたデータ信号Din
に、上述した遅延回路41を経て一定の遅延を加えた信
号Din′である。したがってリファレンス信号Refのデ
ューティーは理想のデューティー100%である。同図
(C)の出力光モニター信号mが、結果的にリファレン
ス信号Refに合致すれば目的のデューティー100%が
達成される。このためのフィードバック制御を以下に説
明する。
【0023】出力光モニター信号mの立上りとリファレ
ンス信号Ref(=Din′)の立上りとの間のずれ時間Δ
tをまず検出する。なお、遅延回路41による上記の一
定の遅延は、このΔtを検出するのに都合の良い大きさ
とし、一例としてはデータ信号の半ビット幅である。そ
して出力光モニター信号mの立下りとリファレンス信号
Ref(=Din′)の立下りとの間のずれ時間ΔTを検出
する。そしてフィードバック制御により、Δt=ΔTと
なるように系全体を導く。
【0024】具体的には、図4のNANDゲート43,
44により、立上りのずれ時間Δtおよび立下りのずれ
時間ΔTを判定して、図3の(F)および(E)に示す
ごとく、半導体スイッチ46および45により、第1の
電圧VCCおよび第2の電圧V EEとして出力する。VCC
正極性(+)例えば+5V、VEEは負極性(−)例えば
−5Vとするのが望ましい。
【0025】フィードバックをかけ始める時点では、加
算回路47の出力レベルは図5の(G)に示すレベル
L′にある。このレベルL′に相当するデューティー調
整信号SC が、デューティー制御部2に印加されると、
このデューティー制御部2を経たデータ信号Dinは、同
図(A)に示す原データ信号Dinよりも立下りがさらに
遅れる。そうすると、同図(C)に示す出力光モニター
信号mの立下りも遅れるので、同図(D)に示すリファ
レンス信号(原データ信号Dinと全く同一のパルス幅を
有する)の立下りとの差時間(ずれ時間)は短くなる。
さらにフィードバック制御を続けると、同図(G)のレ
ベルL′が安定レベルLに一致し、Δt=ΔTとなって
目的とするデューティー100%の維持が可能となる。
なお、上記の安定レベルLは、第1の電圧(VCC)と第
2の電圧(VEE)の中間レベルであり、VCC=+5V,
EE=−5Vならば、安定レベルLはグランドレベルで
ある。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、人
手を介在させずに、また経時劣化があっても常に所望の
デューティー100%を維持した出力光Pを得ることの
できる自動出力光デューティー調整回路が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光出力デューティー調整回路の原
理構成を示す図である。
【図2】本発明に係る第1実施例を示す図である。
【図3】(A)〜(D)は第1実施例の動作説明をする
ための信号波形図である。
【図4】本発明に係る第2実施例を示す図である。
【図5】(A)〜(G)は第2実施例の動作を説明する
ための信号波形図である。
【図6】従来の光出力デューティー調整回路の一例を示
す図である。
【図7】光出力のデューティーを説明するための図であ
る。
【符号の説明】
1…光出力デューティー調整回路 2…デューティー制御部 3…駆動部(DRV) 4…レーザダイオード 5…ホトダイオード 10…電気/光信号変換器 21…デューティー変動検出手段 22…デューティー設定手段 31…反転/平滑化回路 32…コンパレータ 33…反転回路 34…第1の平滑回路 35…第2の平滑回路 36…ローパスフィルタ 41…遅延回路 42…立上り・立下り判定回路 43…第1のNANDゲート 44…第2のNANDゲート 45…第1の半導体スイッチ 46…第2の半導体スイッチ 47…加算回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04B 10/00 10/28 10/26 10/14 10/04 10/06

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力されたデータ信号のデューティーを
    制御するデューティー制御部と、 前記デューティー制御部の出力を受けて駆動電流を生成
    する駆動部と、 前記駆動部からの前記駆動電流を受けて発光するレーザ
    ダイオードとからなる電気/光信号変換器に付加される
    光出力デューティー調整回路において、 前記レーザダイオードの出力光をモニターして前記デー
    タ信号のデューティーの変動を検出するデューティー変
    動検出手段と、 前記デューティー変動検出手段により検出された前記デ
    ューティーの変動に応じたデューティー調整信号を生成
    して前記デューティー制御部に帰還するデューティー設
    定手段とからなることを特徴とする電気/光信号変換器
    の光出力デューティー調整回路。
  2. 【請求項2】 前記デューティー変動検出手段が、 前記レーザダイオードの出力光をモニターして得た出力
    光モニター信号および、これを反転して得た反転出力光
    モニター信号をそれぞれ平滑化した平滑化モニター信号
    および反転平滑化モニター信号を出力する反転/平滑化
    回路からなり、 前記デューティー設定手段が、 前記平滑化モニター信号および反転平滑化モニター信号
    を入力とし、両モニター信号が一致するように、両モニ
    ター信号間の差分を前記デューティー制御部に帰還する
    コンパレータからなる請求項1に記載の電気/光信号変
    換器の光出力デューティー調整回路。
  3. 【請求項3】 前記デューティー設定手段と前記デュー
    ティー制御部との間に、ローパスフィルタを挿入する請
    求項2に記載の電気/光信号変換器の光出力デューティ
    ー調整回路。
  4. 【請求項4】 前記デューティー変動検出手段が、 前記データ信号に一定の遅延を付与する遅延回路と、 前記遅延回路からの遅延データ信号と、前記レーザダイ
    オードの出力光をモニターして得た出力光モニター信号
    とを入力として、これら両信号の各立上り時のずれ時間
    およびこれら両信号の各立下りのずれ時間を検出し、か
    つ、該立上り時のずれ時間と該立下りのずれ時間にそれ
    ぞれ相当する時間中第1の電圧および第2の電圧を出力
    する立上り・立下り判定回路とからなり、 該デューティー設定手段が、 前記立上り・立下り判定回路からの前記第1の電圧およ
    び第2の電圧を入力とし、前記立下りのずれ時間と前記
    立上り時のずれ時間とが一致するように、該第1の電圧
    および第2の電圧間の差分を前記デューティー制御部に
    帰還する加算回路からなる請求項1に記載の電気/光信
    号変換器の光出力デューティー調整回路。
  5. 【請求項5】 前記デューティー設定手段と前記デュー
    ティー制御部との間に、ローパスフィルタを挿入する請
    求項4に記載の電気/光信号変換器の光出力デューティ
    ー調整回路。
JP8329545A 1996-12-10 1996-12-10 電気/光信号変換器の光出力デューティー調整回路 Withdrawn JPH10173600A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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