KR0121310Y1 - 연산 증폭기를 이용한 레이저 다이오드의 구동제어회로 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 레이저 다이오드의 구동제어회로에 관한 것으로, 특히 연산증폭기를 이용하여 레이저 다이오드에 일정한 전류가 흐르도록 제어하여 광신호를 이용한 데이터 전송에 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 된 연산 증폭기를 이용한 레이저 다이오드의 구동제어회로에 관한 것으로서, 레이저 다이오드에 내장되어 입력되는 광신호를 전기적 신호로 변환시켜주는 포토 다이오드와, 제1연산증폭기를 이용하여 상기 포토 다이오드로부터 출력된 전기적 신호를 증폭하기 위한 증폭부, 제2연산증폭기를 이용하여 상기 증폭부로부터 출력된 신호를 내부에 설정된 기준전압과 비교하여 전압차의 누적분에 대한 전압을 출력하는 적분회로부, 및 상기 적분회로부로부터 출력된 전압을 근거로 레이저 다이오드에 인가되는 전류량에 따라 일정한 광파워를 출력하는 레이저 다이오드 구동회로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

연산 증폭기를 이용한 레이저 다이오드의 구동제어회로
제1도는 본 고안의 1실시예에 따른 연산 증폭기를 이용한 레이저 다이오드의 구동제어회로를 나타낸 회로도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1:포토 다이오드 2:제1연산 증폭기
3:제2연산 증폭기 A:증폭부
B:적분회로부 C:레이저 다이오드 구동회로
R1-R7:저항 C1:콘덴서
LD:레이저 다이오드 Q1:트랜지스터
본 고안은 레이저 다이오드의 구동제어회로에 관한 것으로,특히 연산증폭기를 이용하여 레이저 다이오드에 일정한 전류가 흐르도록 제어하여 광신호를 이용한 데이터 전송에 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 된 연산증폭기를 이용한 레이저 다이오드의 구동제어회로에 관한 것이다.
일반적으로 광통신 시스템(optical communication system)에서 사용되는 레이저 다이오드(LD)나 발광 다이오드(LED)는 전기적인 신호를 광신호로 변환하여 반송파를 발생하게 하는 소자이다.
한편, 송신측에서는 상기 레이저 다이오드(LD)나 발광 다이오드(LED)를 통해 생성된 반송파에 데이터를 실어 광파워를 출력하고, 수신측에서는 해당 광파워를 수신하여 반송파 성분과 데이터 성분을 분리 검파하여 데이터를 인지하게 된다.
그러나, 상기 레이저 다이오드(LD)에 인가되는 전류가 소정치로 일정하지 않고 변동적으로 인가되어지면 상기 레이저 다이오드(LD)는 변동적인 반송파를 생성하여 광파워를 출력하게 되고, 수신측에서는 이 변동된 신호를 제대로 파악하지 못하여 반송파 성분과 데이터 성분을 분리 검파하는 과정에서 두 성분을 정확히 검파하지 못하여 전송하고자 하는 데이터가 제대로 인지되지 못하여 광통신 시스템의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.
본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 연산 증폭기를 이용하여 레이저 다이오드로 항상 일정 전류가 흐를 수 있도록 하여 전반적인 광통신 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 연산증폭기를 이용한 레이저 다이오드의 구동제어회로를 제공함에 그 목적이 있다.
이에, 상기한 목적을 실현하기 위한 본 고안에 따른 연산 증폭기를 이용한 레이저 다이오드의 구동제어회로는 레이저 다이오드에 내장되어 입력되는 광신호를 전기적 신호로 변환시켜 주는 포토 다이오드와, 제1연산증폭기를 이용하여 상기 포토 다이오드로부터 출력된 전기적 신호를 증폭하기 위한 증폭부, 제2연산증폭기를 이용하여 상기 증폭부로부터 출력된 신호를 내부에 설정된 기준전압과 비교하여 전압차의 누적분에 대한 전압을 출력하는 적분회로부 및 상기 적분회로부로부터 출력된 전압을 근거로 레이저 다이오드에 인가되는 전류량에 따라 일정한 광파워를 출력하는 레이저 다이오드 구동회로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기한 구성으로 된 본 고안에 의하면, 상기 포토 다이오드로부터 출력되는 전기적 신호에 따라 레이저 다이오드로 인가되는 전류량이 기준전압을 근거로 일정하게 공급되어 레이저 다이오드로부터 출력되는 광파워가 항상 일정하게 출력되어지게 된다.
이어, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세히 설명한다.
제1도는 본 고안의 1실시예에 따른 연산 증폭기를 이용한 레이저 다이오드의 구동제어회로를 나타낸 도면으로서, 동 도면에서 참조번호 1은 레이저 다이오드에 내장되어 입력되는 광신호를 전기적 신호로 변환시키는 포토 다이오드(PD:Photo Diode)이다.
또한, 참조부호 A는 상기 포토 다이오드(PD)(1)로부터 출력된 미약한 전기적 신호를 연산증폭기를 이용하여 증폭하는 증폭부로서, 그 내부구성은 연산증폭기(2)의 반전단자인 2번 핀을 통해서 상기 포토 다이오드(PD)(1)의 (+)단자로부터 출력된 신호를 저항(R1)과 가변저항(R2)을 통해 인가받고, 가변저항(R2)과 직렬로 연결된 저항(R3)이 상기 연산증폭기(2)의 출력단자인 1번 핀과 접속되어 있다.
이때, 상기 연산증폭기(2)의 증폭도는 상기 가변저항(R2)을 조정하여 조절할 수 있으며, 상기 연산증폭기(2)의 비반전단자인 3번 핀은 저항(R4)를 통해서 접지되고, 전압인가단자인 4번 핀과 8번 핀을 통해서는 각각 -5V의 전압과 +5V의 전압이 인가되어진다.
그리고, 참조부호 B는 상기 증폭부(A)로부터 증폭되어 출력된 전기적 신호를 상기 연산증폭기(2)의 비반전 단자(3번 핀)로 입력되는 전압과 반전 단자(2번 핀)로 입력되는 전압의 차이에 대한 누적분을 출력전압으로 출력하는 적분회로부로서, 그 내부구성은 상기 증폭부(A)내의 제1연산증폭기(2)의 출력단자(1번 핀)로부터 출력되는 증폭신호를 저항(R5)을 통해 제2연산증폭기(3)의 반전 단자인 2번 핀으로 인가받고, 상기 제2연산증폭기(3)의 반전 단자(2번 핀)와 출력단자인 1번 핀 사이에 콘덴서(C1)를 접속시킨다
한편, 상기 비반전 단자인 3번핀을 통해서는 기준전압(Vref)을 인가하고, 전압인가단자인 4번 핀과 8번 핀을 통해서는 각각 -5V의 전압과 +5V의 전압이 인가되어진다.
또한, 참조부호 C는 상기 적분회로부(B)로부터 출력된 출력전압에 따라 레이저 다이오드(LD:Lazer Diode)에 흐르는 전류량을 조절하기 위한 레이저 다이오드 구동회로로서, 그 내부 구성은 상기 적분회로부(B) 내부의 제2연산증폭기(3)의 출력 단자(1번 핀)가 저항(R6)을 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스단(Base)과 접속되고, 레이저 다이오드(LD)의 (+)측은 접지되고 (-)측은 상기 트랜지스터(Q1)의 컬렉터단(Collector)와 연결되어 있으며, 상기 트랜지스터(Q1)의 이미터단(Emitter)은 저항(R7)을 통해 접지되어 있다.
즉, 상기한 구성에 있어서는 상기 포토 다이오드(1)에서 레이저 다이오드로부터 출력되는 광신호를 입력받아 광파워에 비례하는 전기적 신호가 출력되어지면, 상기 증폭부(A)에서 해당 신호를 입력받아 미약한 전기적 신호를 제1연산증폭기(2)를 이용하여 증폭시키는 바, 그 증폭도는 가변저항(R2)을 조정함으로써 조절할 수 있다.
이후에, 상기 증폭부(A)로부터 증폭되어 출력된 전기적 신호가 상기 적분회로부(B)로 입력되어지는 바, 상기 제2연산증폭기(3)의 비반전단자(3번 핀)로 인가되는 전압을 기준전압(Vref)으로 고정시켜 놓았기 때문에 상기 제2연산증폭기(3)는상기 포토 다이오드(PD)(1)로부터 낮은 전기적 신호가 출력됨에 따라, 반전 단자(2번 핀)로 기준전압(Vref)보다 낮은 전압이 인가되어지면, 상기 제2연산증폭기(3)의 출력단자(1번 핀)로는 일정전압보다 높은 전압을 출력되어지며, 상기 트랜지스터(Q1)는 해당 전압이 인가되어지게 된다.
한편, 상기 트랜지스터(Q1)는 베이스단에 인가되는 전압에 비례하는 전류량의 전류가 컬렉터단에서 이미터단으로 흐르고, 해당 전류량에 비례하여 상기 레이저 다이오드(LD)의 양단에 전류가 인가되어지게 되는 바, 해당 레이저 다이오드(LD)의 양단에 인가되어지는 전류량이 증가되어지면 상기 레이저 다이오드(LD)를 통해 출력되는 광파워(Optical Power)도 증가되어진다.
반면에, 상기 포토 다이오드(PD)로부터 높은 전기적 신호가 출력되어, 상기 제2연산증폭기(3)의 반전 단자(2번 핀)로 인가되는 전압이 비반전 단자(3번 핀)로 인가되는 기준전압(Vref)보다 높으면 상기 적분회로부(B)의 출력은 일정전압보다 낮은 전압이 출력되어지며, 해당 전압은 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스단으로 인가되어진다.
따라서, 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스단에 인가되는 전압이 낮으므로, 결과적으로 상기 트랜지스터(Q1)의 컬렉터단에서 이미터단으로 흐르는 전류량이 감소함에 따라, 상기 레이저 다이오드(LD)의 양단에 인가되는 전류량이 감소되게 되고, 이에 따라 상기 레이저 다이오드(LD)로부터 출력되는 광파워가 감소되게 된다.
한편, 본 고안에 따른 연산증폭기를 이용한 레이저 다이오드 구동회로는 상기 포토 다이오드(PD)(1)로부터 출력되는 전기적 신호에 따라 상기 제2연산증폭기(3)의 반전 단자(2번 핀)로 인가되는 전압의 크기를 근거로 상술되어진 동작을 번갈아 가면서 수행하기 때문에 상기 적분회로부의 비반전 단자(3번 핀)로 인가되는 기준전압(Vref)을 기준으로 상기 레이저 다이오드(LD)로부터 출력되는 광파워를 일정하기 유지할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 포토 다이오드(PD)로부터 출력되는 전기적 신호에 따라 적분회로부의 기준전압(Vref)을 근거로 하여 레이저 다이오드(LD)로 인가되는 전류량을 제어함으로써, 상기 레이저 다이오드(LD)로부터 항상 일정한 광파워를 출력되도록 하여 송신측에서 송신한 데이터 신호가 수신측으로 정확히 전송되어 검파되어짐에 따라 광통신 시스템의 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 본 고안의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형실시할 수 있다.

Claims (2)

  1. 레이저 다이오드에 내장되어 입력되는 광신호를 전기적 신호로 변환시켜주는 포토 다이오드와, 제1연산증폭기를 이용하여 상기 포토 다이오드로부터 출력된 전기적 신호를 증폭하기 위한 증폭부, 제2연산증폭기를 이용하여 상기 증폭부로부터 출력된 신호를 내부에 설정된 기준전압과 비교하여 전압차의 누적분에 대한 전압을 출력하는 적분회로부, 및 상기 적분회로부로부터 출력된 전압을 근거로 레이저 다이오드에 인가되는 전류량에 따라 일정한 광파워를 출력하는 레이저 다이오드 구동회로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연산 증폭기를 이용한 레이저 다이오드의 구동제어회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 레이저 다이오드 구동회로는, 상기 적분회로부로부터 출력되는 전압을 근거로 컬렉터단에서 이미터단으로 흐르는 전류량을 제어하는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터의 컬렉터단과 (-)단자가 접속되어, 양단에 인가되는 전류량에 근거로 광파워를 출력하는 레이저 다이오드를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 연산증폭기를 이용한 레이저 다이오드의 구동제어회로.
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