KR100207118B1 - 펄스 레이저 다이오드 구동 펄스 정형회로 - Google Patents
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Abstract
이 발명은 펄스 레이저 다이오드 구동 펄스 정형회로에 관한 것으로, 마이크로 컴퓨터(100)로부터 출력되는 펄스 신호를 입력받아 같은 주기를 갖는 톱니파 신호로 변환하여 출력하는 제1신호 변환부(10)와, 상기 제1신호 변환부(10)로부터 출력되는 톱니파 신호를 입력받아 모서리 부근에서의 펄스를 검출하여 출력하는 제1펄스 검출부(20)와, 상기 제1펄스 검출부(20)로부터 출력되는 신호를 입력받아 같은 주기를 갖는 톱니파 신호로 변환하여 출력하는 제2커패시터(capacitor, C30)와, 상기 제2커패시터(C30)로부터 출력되는 톱니파 신호를 입력받아 모서리 부근에서의 펄스를 검출하여 출력하는 제2펄스 검출부(40)와, 상기 제2펄스 검출부(40)로부터 출력되는 신호를 게이트를 통해 입력받아, 그 신호에 따라 펄스 레이저 다이오드를 구동하는 사이리스터(300)로 이루어져 있으며, 마이크로 컴퓨터로부터 출력되는 신호를 이용하여 펄스 레이저 다이오드를 구동할 수 있는 신호를 생성하는 펄스 레이저 다이오드 구동 펄스 정형회로에 관한 것이다.
Description
이 발명은 펄스 레이저 다이오드(PLD; Pulse Laser Diode)를 구동하기 위한 펄스(pulse) 신호를 정형화하여 출력하는 펄스 레이저 다이오드 구동 펄스 정형회로에 관한 것이다.
통상의 레이저는 펄스 모양의 출력이 얻어지지만, 특히 연속파(CW; Continuous Wave)에 대비해서 말할 때에는 펄스 레이저라고 부른다.
펄스 레이저 다이오드는 다이오드의 'pn' 접합에 큰 순방향 전류를 흘려서 레이저 발광을 발생시키는 것으로서, 레이저를 통신에 이용하는 경우, 변조에 사용하며, 액상 성장으로 만든 비소화 갈륨의 단결정이 일반적으로 사용된다.
펄스 레이저 다이오드의 구동은 일반적으로 사이리스터(thyristor)의 일종인 에스씨알(SCR; Silicon Controlled Rectifier)을 많이 사용하고 있다.
상기 사이리스터는 'pnpn'구조를 가진 반도체 스위칭(switching) 소자로서, 특히 전력 제어용으로 널리 사용되고 있는 소자이며, 이것을 이용하면 교류 100볼트로 구동하는 부하의 온/오프(on/off) 제어를 간단히 할 수 있다.
그런데, 상기 사이리스터를 구동할 때에는 펄스 레이저 다이오드의 발광 펄스폭을 고려하여, 매우 짧은 시간 동안만 구동해야 한다.
따라서, 상기 사이리스터를 단시간 동안만 구동하기 위해서는 매우 짧은 펄스의 게이트 트리거(gate trigger)가 필요하다.
일반적으로 대부분의 레이저 다이오드의 게이트 트리거 신호는 100 나노(nano) 초 이하가 되어야 한다.
그런데, 상기 사이리스터를 구동할 만한 짧은 펄스를 마이크로 컴퓨터(microcomputer)에서 직접 구동하는 것이 어려운 문제점이 있다.
따라서, 이 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 마이크로 컴퓨터로부터 출력되는 신호를 이용하여 펄스 레이저 다이오드를 구동할 수 있는 신호를 생성하는 펄스 레이저 다이오드 구동 펄스 정형회로를 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은 다음과 같이 이루어져 있다.
마이크로 컴퓨터로부터 출력되는 펄스 신호를 입력받아 같은 주기를 갖는 톱니파 신호로 변환하여 출력하는 제1신호 변환수단과, 상기 제1신호 변환수단으로부터 출력되는 톱니파 신호를 입력받아 모서리 부근에서의 펄스를 검출하여 출력하는 제1펄스 검출수단과; 상기 제1펄스 검출수단으로부터 출력되는 신호를 입력받아 같은 주기를 갖는 톱니파 신호로 변환하여 출력하는 제2신호 변환수단과; 상기 제2신호 변환수단으로부터 출력되는 톱니파 신호를 입력받아 모서리 부근에서의 펄스를 검출하여 출력하는 제2펄스 검출수단으로 이루어져 있다.
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 펄스 레이저 다이오드 구동 펄스 정형회로를 적용한 회로도이고,
제2도는 제1도의 각 부분에서의 파형도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 이 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
제1도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 펄스 레이저 다이오드 구동 펄스 정형회로의 구성은 다음과 같이 이루어져 있다.
펄스 레이저 다이오드를 구동하기 위한 펄스 신호를 생성하여 출력하는 마이크로 컴퓨터(100)와, 상기 마이크로 컴퓨터(100)로부터 출력되는 펄스 신호를 입력받아 같은 주기를 갖는 톱니파 신호로 변환하여 출력하는 제1신호 변환부(10)와, 상기 제1신호 변환부(10)로부터 출력되는 톱니파 신호를 입력받아 모서리 부근에서의 펄스를 검출하여 출력하는 제1펄스 검출부(20)와, 상기 제1펄스 검출부(20)로부터 출력되는 신호를 입력받아 같은 주기를 갖는 톱니파 신호로 변환하여 출력하는 제2커패시터(capacitor, C30)와, 상기 제2커패시터(C30)로부터 출력되는 톱니파 신호를 입력받아 모서리 부근에서의 펄스를 검출하여 출력하는 제2펄스 검출부(40)와, 상기 제2펄스 검출부(40)로부터 출력되는 신호를 게이트를 통해 입력받아, 그 신호에 따라 펄스 레이저 다이오드를 구동하는 사이리스터(300)로 이루어져 있다.
상기 제1신호 변환부(10)의 구성은, 구동전원(VCC)이 일측단자로 입력되고 상기 마이크로 컴퓨터(100)로부터 출력되는 펄스 신호가 타측단자로 입력되는 저항(R11)과, 상기 마이크로 컴퓨터(100)로부터 출력되는 펄스 신호가 일측단자로 입력되고 타측단자가 접지되어 있는 제1커패시터(C11)로 이루어져 있다.
상기 제1펄스 검출부(20)의 구성은, 상기 제1신호 변환부(10)로부터 출력되는 신호를 입력받아 반전하여 출력하는 제1인버터(inverter, INV21)와, 상기 제1인버터(INV21)로부터 출력되는 신호를 입력받아 반전하여 출력하는 제1인버터군(INV22A,INV22B,INV22C)으로 이루어져 있다.
상기 제2펄스 검출부(40)의 구성은, 구동전원(VCC)이 일측단자로 입력되고 상기 제2커패시터(C30)의 출력신호가 타측단자로 입력되는 가변저항(VR41)과, 상기 제2커패시터(C30)의 출력신호를 입력받아 반전하여 출력하는 제2인버터군(INV41A,INV41B)으로 이루어져 있다.
상기와 같이 이루어져 있는 이 발명의 동작은 다음과 같다.
마이크로 컴퓨터(100)는 펄스 레이저 다이오드를 구동하기 위한 펄스 신호를 생성하여 출력하고, 제1신호 변환부(10)는 상기 마이크로 컴퓨터(100)로부터 출력되는 펄스 신호를 입력받아 같은 주기를 갖는 톱니파 신호로 변환하여 출력한다.
그리고, 제1펄스 검출부(20)는 상기 제1신호 변환부(10)로부터 출력되는 톱니파 신호를 입력받아 모서리 부근에서의 펄스를 검출하여 출력하고, 제2커패시터(C30)는 상기 제1펄스 검출부(20)로부터 출력되는 신호를 입력받아 같은 주기를 갖는 톱니파 신호로 변환하여 출력한다.
제2펄스 검출부(40)는 상기 제2커패시터(C30)로부터 출력되는 톱니파 신호를 입력받아 모서리 부근에서의 펄스를 검출하여 출력하며, 사이리스터(300)는 상기 제2펄스 검출부(40)로부터 출력되는 신호를 게이트를 통해 입력받아, 그 신호에 따라 펄스 레이저 다이오드를 구동시킨다.
제2도를 참고로 하여 상기 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
마이크로 컴퓨터(100)로부터 제2a도와 같은 펄스 신호가 출력되면, 상기 제1신호 변환부(10)의 저항(R11)은 구동전원(VCC)을 이용하여 상기 마이크로 컴퓨터(100)로부터 출력되는 펄스 신호의 전압을 안정되게 하고, 제1커패시터(C11)는 제2b도에서 보는 바와 같이, 상기 마이크로 컴퓨터(100)로부터 출력되는 펄스신호의 주기에 맞추어 방전과 충전을 반복한다.
상기 제1펄스 검출부(20)의 제1인버터(INV21)는 상기 제1신호 변환부(10)로부터 출력되는 펄스 신호를 입력받아 반전하여 출력한다.
그런데, 상기 제1신호 변환부(10)로부터 출력되는 신호가 제2b도와 같으므로, 제1문턱전압(Vth1)까지 되는 동안은 그 값이 하이(high)로 되어, 그 때까지의 제1인버터(INV21)의 출력신호는 로우(low)를 유지한다.
그러다가, 상기 제1신호 변환부(10)로부터 출력되는 신호가 제1문턱전압(Vth1)보다 작아지면 그 값이 로우로 되어, 상기 제1인버터(INV21)의 출력신호가 하이로 전환된다.
그리고, 상기 마이크로 컴퓨터(100)로부터 출력되는 신호가 로우에서 하이로 전환되면 제1커패시터(C11)가 충전되어 상기 제1신호 변환부(10)의 출력신호의 전압이 상승하게 되는데, 이때에도 제2문턱전압(Vth2)까지는 그 값이 로우로 되어, 상기 제1인버터(INV21)의 출력신호는 하이를 유지한다.
그러다가, 제1커패시터(C11)가 충전이 진전되어 상기 제1신호 변환부(10)의 출력신호의 전압이 제2문턱전압(Vth2)을 넘어서면 그 값이 하이로 되어, 상기 제1인버터(INV21)의 출력신호는 로우로 전환된다.
따라서, 상기 제1인버터(INV21)를 통과한 신호의 펄스폭은 상기 마이크로 컴퓨터(100)로부터 출력되는 신호의 펄스폭보다 매우 작아지게 된다.
상기 제1펄스 검출부(20)의 제1인버터군(INV22A,INV22B,INV22C)은 상기 제1인버터(INV21)로부터 출력되는 펄스 신호를 입력받아 반전하여, 제2d도와 같은 신호를 출력한다.
그리고, 제2커패시터(C30)는 제2e도에서 보는 바와 같이, 상기 제1펄스검출부(20)로부터 출력되는 신호의 변화에 따라 방전과 충전을 반복한다.
즉, 상기 제1펄스 검출부(20)로부터 출력되는 신호가 하이에서 로우로 전환되면 방전을 시작하였다가, 상기 제1펄스 검출부(20)로부터 출력되는 신호가 로우에서 하이로 전환되면 충전을 시작하여, 제2e도와 같은 톱니파를 형성한다.
그리고, 상기 제2펄스 검출부(40)의 가변저항(VR41)은 구동전원(VCC)을 이용하여 상기 제2커패시터(C30)로부터 출력되는 신호의 값을 안정되게 한다.
제2펄스 검출부(40)의 제2인버터군(INU41A,INV41B)은 상기 제2커패시터(C30)의 출력신호를 입력받아 반전하여 출력한다.
그런데, 상기 제2커패시터(C30)로부터 출력되는 신호가 제2e도와 같으므로, 제3문턱전압(Vth3)까지 되는 동안은 그 값이 하이로 되어, 그 때까지의 제2인버터군(INV41A,INV41B)의 출력신호는 로우를 유지한다.
그러다가, 상기 제2커패시터(C30)로부터 출력되는 신호가 제3문턱전압(Vth3)보다 작아지면 그 값이 로우로 되어, 상기 제2인버터군(INV41A,INV41B)의 출력신호가 하이로 전환된다.
그리고, 상기 제1펄스 검출부(20)로부터 출력되는 신호가 로우에서 하이로 전환되면 제2커패시터(C30)가 충전되어 출력신호의 전압이 상승하게 되는데, 이때에도 제4문턱전압(Vth4)까지는 그 값이 로우로 되어, 상기 제2인버터군(INV41A,INV41B)의 출력신호는 하이를 유지한다.
그러다가, 상기 제2커패시터(C30)의 충전이 진전되어 출력신호의 전압이 제4문턱전압(Vth4)을 넘어서면 그 값이 하이로 되어, 상기 제2인버터군(INV41A,INV41B)의 출력신호는 로우로 전환된다.
따라서, 제2a도와 제2c도와 제2f도에서 볼 수 있듯이, 상기 제2인버터군(INV41A,INV41B)을 통과한 신호의 펄스폭은 상기 제1펄스 검출부(20)로부터 출력되는 신호의 펄스폭보다 작아지게 되며, 상기 마이크로 컴퓨터(100)로부터 출력되는 신호의 펄스폭보다는 매우 작아지게 된다.
따라서, 상기와 같이 동작하는 이 발명은, 마이크로 컴퓨터로부터 출력되는 신호를 펄스의 충방전 및 인버터의 논리 전환을 이용하여 신호의 듀티비(duty ratio)를 줄임으로써, 펄스 레이저 다이오드를 구동할 수 있는 정도로 폭이 작은 펄스 신호를 생성할 수 있는 효과가 있다.
Claims (5)
- 마이크로 컴퓨터로부터 출력되는 펄스 신호를 입력받아 같은 주기를 갖는 톱니파 신호로 변환하여 출력하는 제1신호 변환수단과; 상기 제1신호 변환수단으로부터 출력되는 톱니파 신호를 입력받아 모서리 부근에서의 펄스를 검출하여 출력하는 제1펄스 검출수단과; 상기 제1펄스 검출수단으로부터 출력되는 신호를 입력받아 같은 주기를 갖는 톱니파 신호로 변환하여 출력하는 제2신호 변환수단과, 상기 제2신호 변환수단으로부터 출력되는 톱니파 신호를 입력받아 모서리 부근에서의 펄스를 검출하여 출력하는 제2펄스 검출수단으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 펄스 레이저 다이오드 구동 펄스 정형회로.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1신호 변환수단의 구성은, 제1커패시터(C11)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 펄스 레이저 다이오드 구동 펄스 정형회로.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제1펄스 검출수단의 구성은, 상기 제1신호 변환수단으로부터 출력되는 신호를 입력받아 반전하여 출력하는 제1인버터(INV21)와, 상기 제1인버터(INV21)로부터 출력되는 신호를 입력받아 반전하여 출력하는 제1인버터군(INV22A,INV22B,INV22C)으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 펄레이저 다이오드 구동 펄스 정형회로.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제2신호 변환수단의 구성은, 제2커패시터(C30)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 펄스 레이저 다이오드 구동 펄스 정형회로.
- 청구항 1에 있어서, 상기 제2펄스 검출수단의 구성은, 구동전원(VCC)이 일측단자로 입력되고 상기 제2신호 변환수단 출력신호가 타측단자로 입력되는 가변저항(VR41)과, 상기 제2커패시터(C30)의 출력신호를 입력받아 반전하여 출력하는 제2인버터군(INV41A,INV41B)으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 펄스 레이저 다이오드 구동 펄스 정형회로.
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| KR1019960055102A KR100207118B1 (ko) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 펄스 레이저 다이오드 구동 펄스 정형회로 |
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| KR1019960055102A KR100207118B1 (ko) | 1996-11-19 | 1996-11-19 | 펄스 레이저 다이오드 구동 펄스 정형회로 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR19980036532A KR19980036532A (ko) | 1998-08-05 |
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| KR (1) | KR100207118B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101502770B1 (ko) | 2014-02-27 | 2015-03-18 | 주식회사 이피코 | 펄스레이저 구동제어 회로 |
-
1996
- 1996-11-19 KR KR1019960055102A patent/KR100207118B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101502770B1 (ko) | 2014-02-27 | 2015-03-18 | 주식회사 이피코 | 펄스레이저 구동제어 회로 |
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|---|---|
| KR19980036532A (ko) | 1998-08-05 |
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