JPS61228682A - 発光ダイオ−ドの駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 映像信号等のアナログ入力信号を発光ダイオードによっ
て光信号に変換し、その発光ダイオードの駆動範囲が一
定となるように、発光ダイオードの端子電圧又は発光出
力の検出信号をクランプして駆動電流を制御し、且つそ
の検出信号を負帰還信号とするもので、歪特性を改善し
且つ光変調度を高くすることができるものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光伝送システムに於いて、映像信号等のアナ
ログ入力信号を光信号に変換して伝送する為の発光ダイ
オードの駆動回路に関するものである。

光伝送路の進歩により広帯域の映像信号を光信号に変換
して伝送する光伝送システムが採用されている。映像信
号等のアナログ信号を光信号に変換する光電変換素子と
しては、半導体レーザや発光ダイオードが用いられてい
るが、寿命や直線性等の点で発光ダイオードが比較的多
く用いられている。

〔従来の技術〕

テレビカメラ等により得られたアナログの映像信号は、
増幅器を介して発光ダイオードの駆動回路に加えられて
、映像信号に対応した駆動電流が発光ダイオードに供給
され、その発光ダイオードから光信号に変換された映像
信号が出力され、その光信号は光フアイバ伝送路に送出
される。

又光中継装置に於いては、光フアイバ伝送路を介して受
信した光映像信号を一旦電気信号に変換して等化増幅し
、その増幅出力信号により発光ダイオードを駆動して光
映像信号に変換し、その光映像信号を光フアイバ伝送路
に送出するものである。

このような発光ダイオードの駆動回路は、発光ダイオー
ドと直列に駆動用のトランジスタが接続され、そのトラ
ンジスタのベースに映像信号が加えられる構成が一般的
であり、温度補償や動作点設定のバイアス電流供給等の
構成が付加される場合もある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般に映像信号は、コンデンサ結合の交流増幅器によっ
て増幅されるものであり、コンデンサ結合により直流分
がカントされるものである。しかし、受信側でその直流
分を再生することができるから、交流増幅した映像信号
に直流分を付加して、映像を再生表示することになる。

このような映像信号を光信号に変換して伝送する場合、
発光ダイオードの駆動回路には直流分がカントされた増
幅出力が入力されることになる。

従って、映像信号の平均電力レベルが変化すると、それ
に伴って発光ダイオードの動作点も変化することになる
。

例えば、第５図の従来の動作説明図に於いて、横軸は発
光ダイオードの駆動電流Ｉ、縦軸は発光ダイオードの光
出力Ｐであり、直線で近似した光出力特性の発光ダイオ
ードの駆動回路に、平均電力レベルＡＰＬが１０％のよ
うに小さい映像信号が入力された場合、駆動電流Ｉも小
さい値で映像信号に対応した振幅となるが、平均電力レ
ベルＡＰＬが９０％のように大きい映像信号が入力され
た場合は、駆動電流Ｉも大きい値となる。即ち、同一の
黒レベルの映像信号であっても、平均電力レベルが相違
すると、黒レベルに対応する駆動電流も相違することに
なる。従って、実際の映像信号の振幅値に対応した駆動
範囲よりも広い太線で示す駆動範囲となる。

又先出力特性曲線は、直線で近似して示しであるが、実
際には彎曲した曲線であって、その直線領域を発光ダイ
オードの動作範囲に選定するものである。しかし、前述
のように、映像信号の平均電力レベルＡＰＬの変化に対
応して動作点が変化し、比較的広い動作範囲を必要とす
るものであるから、直線性の良い領域を用いて歪を小さ
くする為には、光変調度を低くしなければならない欠点
があった。

本発明は、映像信号等のアナログ入力信号の平均電力レ
ベルＡＰＬの変化に対しても、発光ダイオードの動作点
を一定とし、駆動範囲を直線性の良い領域とすることを
目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の発光ダイオードの駆動回路は、第１図の原理ブ
ロック図を参照して説明すると、発光ダイオード１の端
子電圧又は発光出力を検出した検出信号を増幅器２に負
帰還信号として加え、又クランプ回路３に加え、増幅器
２には映像信号等のアナログ入力信号を加えて、そのア
ナログ入力信号に対応した駆動電流を発光ダイオード１
に供給し、又クラン、プ回路３により検出信号をクラン
プして発光ダイオード１の駆動範囲が一定となるように
、発光ダイオード１の駆動電流を制御するものである。

〔作用〕

発光ダイオード１の出力レベルがその発光出力又は端子
電圧で検出され、その検出信号をクランプ回路３でクラ
ンプして、発光ダイオード１の駆動電流を制御すること
により、アナログ入力信号の平均電力レベルが変化して
も、発光ダイオード１の駆動範囲が一定となるようにす
ることができ、又発光ダイオード１の端子電圧又は発光
出力を検出した検出信号を負帰還信号として増幅器２に
加えることにより、クランプされた検出信号で駆動電流
を制御することによって生じる歪等を抑圧することがで
きる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は、本発明の一実施例のブロック図であり、１１
は発光ダイオード、１２は増幅器、１３はクランプ回路
、１４は入力端子、１５．１６は発光ダイオード駆動用
トランジスタ、１７．１８は抵抗、１９はホトダイオー
ド、２０．２１は増幅器、２２は低域フィルタ、２３は
レンズ、２４は光ファイバである。入力端子１４に映像
信号等のアナログ入力信号が加えられ、増幅器１２で増
幅されてトランジスタ１５が制御される。このトランジ
スタ１５には発光ダイオード１１が接続され、電源−■
からアナログ入力信号に対応した駆動電流を発光ダイオ
ード１１に供給することになる。

又発光ダイオード１１の光出力信号は、レンズ２３を介
して光ファイバ２４に入射されて伝送され、その光出力
信号の一部がホトダイオード１９に入射され、光出力信
号に対応した検出信号が増幅器２０に加えられる。映像
信号が正変調の場合に、増幅器２０は検出信号を反転増
幅するものであり、その反転増幅された検出信号は増幅
器１２へ負帰還信号として加えられると共に、クランプ
回路１３へ加えられる。

増幅器１２は、アナログ入力信号と発光ダイオード１１
の光出力信号に対応した負帰還信号が加えられるので、
負帰還増幅器として動作し、発光ダイオード１１によっ
て変換される光信号の歪を抑圧することができる。

又クランプ回路１３は、増幅器２０で反転増幅された検
出信号を所定のレベルにクランプするものであり、映像
信号の場合には、例えば、同期信号レベルでクランプす
ることができる。このクランプ回路１３でクランプされ
た検出信号は増幅器２１で増幅され、低域フィルタ２２
で平滑化されてトランジスタ１６のベースへ加えられる
。このトランジスタ１６も発光ダイオード１１に接続さ
れ、発光ダイオード１１の駆動電流を制御するものであ
る。

入力端子１４に加えられるアナログ入力信号の平均電力
レベルが大きい場合には、検出信号も大きくなり、低域
フィルタ２２で平滑化された信号も大きくなり、トラン
ジスタ１６のベースには大きな逆バイアスとして加えら
れることになる。従って、トランジスタ１６を介して供
給される発光ダイオード１１の駆動電流は少なくなる。

又アナログ入力信号の平均電力レベルが小さい場合には
、検出信号も小さくなり、低域フィルタ２２で平滑化さ
れた信号も小さくなるので、トランジスタ１６を介して
供給される発光ダイオード１１の駆動電流は増加する。

従って、アナログ入力信号の″平均電力レベルの変化に
拘わらず、クランプレベルに相当するレベルを基準とし
て、アナログ入力信号の振幅に対応した光強度の光信号
が発光ダイオード１１から出力されることになる。

第３図は動作説明図であり、横軸は発光ダイオードの駆
動電流■、縦軸は発光ダイオードの光出力Ｐを示し、発
光ダイオードの光出力特性を直線で近似しているもので
ある。アナログ入力信号の平均電力レベルＡＰＬが１０
％のように低い場合でも、９０％のように高い場合でも
、クランプ回路１３に、よってクランプレベルＣＬにク
ランプされるので、駆動電流ＩはクランプレベルＣＬを
基準としてアナログ入力信号の振幅値に対応した振幅値
となる。このクランプレベルＣＬは、前述のように、映
像信号の同期信号レベルとすることができる。

このように、発光出力をクランプすることができるから
、発光ダイオードの駆動範囲は太線で示す範囲となり、
従来例に比較して狭い範囲となる。これは、光出力特性
曲線の直線性の良い領域を用いて光電変換できることを
意味し、又この直線性の良い領域が広い場合は、光変調
度を太き（できることを意味することになる。

第４図は、本発明の他の実施例のブロック図であり、第
２図と同一符号は同一部分を示し、発光ダイオード１１
の端子電圧を検出して増幅器２０により増幅し、その出
力信号を検出信号として、増幅器１２及びクランプ回路
１３へ加えるものである。発光ダイオード１１の端子電
圧は、駆動電流に対応した値となるから、発光出力を検
出して負帰還信号とする場合と同様に負帰還増幅を行わ
せることができる。又クランプ回路１３により平均電力
レベルの変化に伴う動作点の変化を抑圧することができ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、発光ダイオードｌ、１
１の端子電圧又は発光出力の検出信号をクランプ回路３
，１３でクランプして、発光ダイオード１．１１の駆動
電流を制御すると共に、検出信号を、映像信号等のアナ
ログ入力信号の増幅器２．１２に負帰還信号として加え
るものであるから、発光ダイオード１，１１の駆動範囲
を直線性の良い領域に設定することが容易となり、光変
調度を太き（することが可能となる。又このようなりラ
ンプ処理により歪が発生したとしても、負帰還増幅によ
りその歪を抑圧することができるから、映像信号等のア
ナログ入力信号を、高変調度で且つ低歪率で光信号に変
換することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、第２図は本発明の一
実施例のブロック図、第３図は動作説明図、第４図は本
発明の他の実施例のブロック図、第５図は従来の動作説
明図である。 １．１１は牢光ダイオード、２．１２は増幅器、３．１
３はクランプ回路、１４はアナログ入力信号の入力端子
、１５．１６は発光ダイオードの駆動用のトランジスタ
、１７．１８は抵抗、１９はホトダイオード、２０．２
１は増幅器、２２は低域フィルタ、２３はレンズ、２４
は光ファイバである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 アナログ入力信号を光信号に変換する発光ダイオード（
   １）の駆動回路に於いて、 前記発光ダイオード（１）の端子電圧又は発光出力を検
   出した検出信号を負帰還信号として、前記アナログ入力
   信号と共に加えて、増幅出力を前記発光ダイオード（１
   ）に駆動電流として加える増幅器（２）と、 前記発光ダイオード（１）の端子電圧又は発光出力を検
   出した検出信号をクランプして該発光ダイオード（１）
   の駆動範囲が一定となるように該発光ダイオード（１）
   の駆動電流を制御するクランプ回路（３）と を備えたことを特徴とする発光ダイオードの駆動回路。