KR100240281B1 - 자동광출력 조정장치 및 경보장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 파장변환 유니트(Wavelength Conversion Unit)에 요구되는 송신부의 자동 광출력조정회로 및 경보회로로서, 레이저 다이오드의 온도 및 노화에 따른 광출력의 변화를 최소화시키고 이상 발생시 이를 경보하도록 한 자동 광출력조정장치 및 경보장치에 관한 것이다.
종래 광송신기의 자동 광출력조정장치는 서로 다른 연산증폭기(OP-AMP)를 3개 사용하고 다이오드, 트랜지스터 등의 부피있는 것을 다수 사용하므로 소형화가 어려운 문제점이 있었다.
이것을 해결하기 위해, 본 발명은 레이저다이오드의 광출력을 자동 제어하여 과도한 전류로 부터 시스템의 파손을 보호하는 자동 광출력제어부와, 자동 광출력제어부내의 포토검출기에 흐르는 전류의 양을 감지하여 저전원 경보를 판단하기 위해 기설정된 기준전압과 비교하고 그 결과에 따라 저전압 경보를 발생하는 저광출력경보부와, 자동 광출력제어부 내의 레이저다이오드의 광출력 발생을 정지시키는 레이저셧다운부, 및 자동 광출력제어부 내의 레이저다이오드에 과도한 전류가 흐를 때 이를 감지하여 경보를 발생시키는 하이바이어스경보부로 구성된다.
Description
본 발명은 파장분할 다중 장치에 관한 것으로, 특히 파장변환 유니트(Wavelength Conversion Unit)에 요구되는 송신부의 자동 광출력조정회로 및 경보회로로서 레이저 다이오드의 온도 및 노화에 따른 광출력의 변화를 최소화시키고 이상 발생시 이를 경보하도록 한 자동 광출력조정장치 및 경보장치에 관한 것이다.
종래의 광송신기의 자동 광출력조정장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 다수개의 연산증폭기(1)(2)(3)와, 다수개의 다이오드(D1)(D2)(D3)와, 제너다이오드(ZD1)와, 다수개의 가변저항(VR1)(VR2)(VR3)와, 다수개의 트랜지스터(Q1)(Q2)(Q3)와, 다수개의 고정저항(R1∼R13)등으로 구성되어져 있다.
그 기능으로는 모니터 광검출기(PD)의 전압으로 피드-백 회로를 구성하여 프리바이어스(Prebias) 전압을 조정하며 이상 현상으로 과전류를 흐르는 것으로부터 레이저다이오드(LD)를 보호하는 기능을 갖고 있다.
한편, 레이저다이오드(LD)의 출력이 온도에 따라 달라지는 현상을 보완하기 위하여 모니터 광검출기(PD)에 흐르는 전류를 피드-백시켜 회로를 구성하고 가변저항(VR1)으로 프리바이어스(Prebias)를 설정되어 있으며 하단부를 이용하여 레이저다이오드(LD)에 과전류가 흐르는 것을 방지하도록 되어 있다.
포토다이오드는 3.6V의 역바이어스가 걸리도록 되어 있으며 역전압이 걸리는 경우에는 회로의 보호를 위한 기능이 다이오드, 트랜지스터, 연산증폭기 등으로 구성되어 있다.
그러나 이러한 종래 광송신기의 자동 광출력조정장치는 파장분할다중(WDM) 시스템에서의 많은 수의 파장변환 유니트를 필요로 하므로 유니트의 소형화가 필수적이다.
따라서, 보다 간단한 회로의 구성과 안정된 성능의 광송수신 회로가 요구된다. 그러므로, 서로 다른 연산증폭기(OP-AMP)를 3개 사용하고 다이오드, 트랜지스터 등의 부피있는 것을 다수 사용하므로 소형화가 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 파장변환 유니트(Wavelength Conversion Unit)에 요구되는 송신부의 자동 광출력조정회로 및 경보회로로서 레이저 다이오드의 온도 및 노화에 따른 광출력의 변화를 최소화시키고 이상 발생시 이를 경보하도록 한 자동 광출력조정장치 및 경보장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 레이저다이오드의 광출력을 자동 제어하여 과도한 전류로부터 시스템의 파손을 보호하는 자동 광출력제어부(101);
상기 자동 광출력제어부(101)내의 포토검출기에 흐르는 전류의 양을 감지하여 저전원 경보를 판단하기 위해 기설정된 기준전압과 비교하고 그 결과에 따라 저전압 경보를 발생하는 저광출력경보부(102);
상기 자동 광출력제어부(101) 내의 레이저다이오드의 광출력 발생을 정지시키는 레이저셧다운부(103); 및
상기 자동 광출력제어부(101)내의 레이저다이오드에 과도한 전류가 흐를 때 이를 감지하여 경보를 발생시키는 하이바이어스경보부(104)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 광송신기의 자동 광출력조정장치를 나타낸 회로 구성도이고,
도 2는 본 발명에 의한 자동 광출력조정장치 및 경보장치를 나타낸 블록도이고,
도 3 내지 도 6은 도 2의 각 부에 대한 상세 회로를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101: 자동광출력제어부 102: 저광출력경보부
103: 레이저셧다운부 104: 하이바이어스경보부
이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 자동 광출력조정장치 및 경보장치의 블록 구성도이고, 도 3 내지 도 6은 도 2의 각 부에 대한 상세 회로를 나타낸 것으로서, 레이저다이오드의 광출력을 자동 제어하여 과도한 전류로부터 시스템의 파손을 보호하는 자동 광출력제어부(101)와, 상기 자동 광출력제어부(101)내의 포토검출기에 흐르는 전류의 양을 감지하여 저전원 경보를 판단하기 위해 미리 설정한 기준전압과 비교하고 그 결과에 따라 저전압 경보를 발생하는 저광출력경보부(102)와, 상기 자동 광출력제어부(101)내의 레이저다이오드의 광출력 발생을 정지시키는 레이저셧다운부(103)와, 상기 자동 광출력제어부(101)내의 레이저다이오드에 과도한 전류가 흐를 때 이를 감지하여 경보를 발생시키는 하이바이어스경보부(104)로 구성되어져 있다.
상기에서, 자동 광출력제어부(101)는 입력되는 전압을 분압하는 분압저항(R1)(R2)과, 상기 분압저항(R1)(R2)에 의한 분압된 전압을 프리바이어스 설정을 위해 소정의 레벨로 가변하는 가변저항기(VR1)와, 상기 가변저항기(VR1)를 통해 출력된 전압을 출력단에 피드-백된 전압과 비교하고 그 비교 결과에 따라 선택된 전압을 증폭하여 출력하는 제 1 연산증폭기(101a)와, 상기 제 1 연산증폭기(101a)를 통해 출력된 전압과 접지전압과의 차전압을 증폭하여 출력하는 제 2 연산증폭기(101b)와, 상기 제 2 연산증폭기(101b)를 통해 출력된 전압과 접지전압과의 차전압을 증폭하여 출력하는 제 3 연산증폭기(101c)와, 상기 제 3 연산증폭기(101c)를 통해 출력된 전압에 의해 스위칭되어 레이저다이오드(LD)를 동작시키는 스위칭소자(Q1)와, 상기 레이저다이오드(LD)에서 광출력되는 것을 감지하여 전기적 신호를 변환하는 포토디텍터(PD)로 구성되어져 있다.
상기에서, 저광출력경보부(102)는 상기 자동 광출력제어부(101)내의 포토디텍트(PD)에서 검출된 입력 전압과 가변저항기(VR1)를 통해 가변된 기준전압을 비교하고 그 결과에 따라 저전원 경보제어신호를 발생하는 연산증폭기(102a)로 구성되어져 있다.
상기에서, 레이저셧다운부(103)는 자동레이저셧다운(Auto Laser Shut Down) 신호에 따라 스위칭 동작을 하는 스위칭소자(Q1)와, 상기 스위칭소자(Q1)의 스위칭 동작에 따라 구동이 제어되어 레이저다이오드의 광출력 발생을 정지시키는 릴레이(103a)로 구성되어져 있다.
아울러, 하이 바이어스경보부(104)는 상기 자동 광출력제어부(101)내의 레이저다이오드(LD)의 광출력 전압을 분압하는 분압저항(R1)(R2)과, 상기 분압저항(R1)(R2)에 의한 분압전압이 고정저항(R3)을 통해 입력되는 전압을 연산 증폭하여 출력하는 제 1 연산증폭기(104a)와, 상기 제 1 연산증폭기(104a)를 통해 출력되는 전압을 가변저항기(VR1)를 통해 가변된 기준전압과 비교하고 그 결과에 따라 하이바이어스 경보 제어신호를 발생하는 제 2 연산증폭기(104b)로 구성되어져 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과를 첨부한 도면 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 자동제원제어부(101)는 프리바이어스의 다이나믹 영역(Dynamic Range)을 0∼50㎃로 설정하고 광검출기(PD)에 흐르는 전류의 양을 2㎃까지 흐를 수 있도록 구성한다.
그러면, 광검출기(PD)에 흐르는 전류의 양은 레이저다이오드(LD)의 최대 전류인 50㎃를 기준으로 구성함으로써 상기 레이저다이오드(LD)의 광출력을 자동 제어하여 과도한 전류로부터 시스템의 파손을 보호하게 된다.
한편, 저광출력경보부(102)는 상기 자동 광출력제어부(101)내의 포토검출기(PD)에 흐르는 전류의 양을 감지하여 저전원 경보를 판단하기 위해 미리 설정한 기준전압과 비교하고 그 결과에 따라 저전압 경보를 발생한다.
즉, 저광출력경보부(102)내의 가변저항기(VR1)를 통해 가변된 기준전압과 상기 자동 광출력제어부(101)내의 광검출기(PD)에서 검출된 입력 전압을 비교하고 그 결과에 따라 저전원 경보 제어신호를 발생하게 되는 것이다.
레이저셧다운부(103)는 자동레이저셧다운(ALS)신호에 따라 스위칭소자(Q1)의 스위칭 동작에 따라 릴레이(103a)의 구동이 제어되어 레이저다이오드(LD)의 광출력 발생을 정지시키게 된다.
아울러, 하이바이어스경보부(104)는 상기 자동 광출력제어부(101)내의 레이저다이오드(LD)에 과도한 전류가 흐를 경우 이를 감지하여 과도 전류 경보를 발생시킨다.
즉, 하이바이어스경보부(104)는 상기 자동 광출력제어부(101)내의 레이저다이오드(LD)의 광출력 전압을 분압저항(R1)(R2)를 통해 분압하고 제 1 연산증폭기(104a)는 고정저항(R3)을 통해 입력되는 전압을 연산 증폭하여 출력한다.
그러면, 가변저항기(VR1)는 상기 제 1 연산증폭기(104a)를 통해 출력되는 전압을 가변된 기준전압과 비교하고 그 결과에 따라 하이바이어스 경보 제어신호를 발생하게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 회로의 소형화 필요에 부합하도록 구현되었으며 독립적으로 모듈 형태의 혼성직접회로(Hybrid Integrated Circuit)로 제작하는데 효과적이다.
또한, 자동 광출력제어부의 경우 연산증폭기 1개, 트랜지스터 1개, 콘덴서 3개로 구성 가능한 효과가 있으며, 아울러 파장분할다중(WDM) 시스템에서 파장변환유니트의 동작에 필요한 모든 경보를 발생시키는 효과가 있다.
Claims (5)
- 레이저다이오드의 광출력을 자동 제어하여 과도한 전류로부터 시스템의 파손을 보호하는 자동 광출력제어부(101);상기 자동 광출력제어부(101)내의 포토검출기에 흐르는 전류의 양을 감지하여 저전원 경보를 판단하기 위해 기설정된 기준전압과 비교하고 그 결과에 따라 저전압 경보를 발생하는 저광출력경보부(102);상기 자동 광출력제어부(101) 내의 레이저다이오드의 광출력 발생을 정지시키는 레이저셧다운부(103); 및상기 자동 광출력제어부(101)내의 레이저다이오드에 과도한 전류가 흐를 때 이를 감지하여 경보를 발생시키는 하이바이어스경보부(104)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동 광출력조정장치 및 경보장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 자동 광출력제어부(101)는 입력되는 전압을 분압하는 분압저항(R1)(R2)과, 상기 분압저항(R1)(R2)에 의한 분압된 전압을 프리바이어스 설정을 위해 소정의 레벨로 가변하는 가변저항기(VR1)와, 상기 가변저항기(VR1)를 통해 출력된 전압을 출력단에 피드-백된 전압과 비교하고 그 비교 결과에 따라 선택된 전압을 증폭하여 출력하는 제 1 연산증폭기(101a)와, 상기 제 1 연산증폭기(101a)를 통해 출력된 전압과 접지 전압과의 차전압을 증폭하여 출력하는 제 2 연산증폭기(101b)와, 상기 제 2 연산증폭기(101b)를 통해 출력된 전압과 접지전압과의 차전압을 증폭하여 출력하는 제 3 연산증폭기(101c)와, 상기 제 3 연산증폭기(101c)를 통해 출력된 전압에 의해 스위칭되어 레이저다이오드(LD)를 동작시키는 스위칭소자(Q1), 및 상기 레이저다이오드(LD)에서 광출력되는 것을 감지하여 전기적 신호를 변환하는 포토디텍터(PD)로 구성된 것을 특징으로 하는 자동 광출력조정장치 및 경보장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 저광출력경보부(102)는 상기 자동 광출력제어부(101)내의 포토디텍트(PD)에서 검출된 입력 전압과 가변저항기(VR1)를 통해 가변된 기준전압을 비교하고 그 결과에 따라 저전원 경보제어신호를 발생하는 연산증폭기(102a)로 구성된 것을 특징으로 하는 자동 광출력조정장치 및 경보장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 레이저셧다운부(103)는 자동레이저셧다운(ALS)신호에 따라 스위칭 동작을 하는 스위칭소자(Q1), 및 상기 스위칭소자(Q1)의 스위칭 동작에 따라 구동이 제어되어 레이저다이오드의 광출력 발생을 정지시키는 릴레이(103a)로 구성된 것을 특징으로 하는 자동 광출력조정장치 및 경보장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 하이 바이어스경보부(104)는 상기 자동 광출력제어부(101)내의 레이저다이오드(LD)의 광출력 전압을 분압하는 분압저항(R1)(R2)과, 상기 분압저항(R1)(R2)에 의한 분압전압이 고정저항(R3)을 통해 입력되는 전압을 연산 증폭하여 출력하는 제 1 연산증폭기(104a), 및 상기 제 1 연산증폭기(104a)를 통해 출력되는 전압을 가변저항기(VR1)를 통해 가변된 기준전압과 비교하고 그 결과에 따라 하이바이어스 경보제어신호를 발생하는 제 2 연산증폭기(104b)로 구성된 것을 특징으로 하는 자동 광출력조정장치 및 경보장치.
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