KR20090012212A - 온도 변화, 에이징 및 그 밖의 영향들에 면역을 갖는 레이저 다이오드 구동 - Google Patents

온도 변화, 에이징 및 그 밖의 영향들에 면역을 갖는 레이저 다이오드 구동 Download PDF

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Abstract

레이저 파워 제어를 획득하기 위한 다양한 시스템 및 방법이 제공된다. 일 실시 예에서, 디지털 값을 홀딩하는 카운터를 포함하는 시스템이 제공된다. 디지털 값을 아날로그 전류(IBias/IMod)로 변환시키기 위해 디지털-아날로그 컨버터가 사용된다. 데이터 임계값 전류가 아날로그 전류(IBias/IMod)를 기초로 레이저 드라이버(100a/100b)에 의해 발생된다. 레이저 다이오드(103)를 구동하기 위해 사용되는 데이터 신호에서 데이터 값을 나타내기 위해 데이터 임계값 전류가 이용된다. 또한, 목표 임계값 전류 및 레이저 다이오드(103)의 레이저 출력(109)으로부터 발생되는 피드백 전류(FB) 사이의 비교를 기초로, 디지털 값을 조절하기 위한 회로가 사용된다.

Description

온도 변화, 에이징 및 그 밖의 영향들에 면역을 갖는 레이저 다이오드 구동{DRIVING LASER DIODES WITH IMMUNITY TO TEMPERATURE CHANGES, AGING, AND OTHER EFFECTS}
레이저 다이오드는 높은 데이터 속도로 귀착되는 비교적 높은 대역을 갖기 때문에, 디지털 옵티컬 데이터 통신 응용에 유익하게 사용된다. 레이저 다이오드를 제어하기 위해, 변조 기준 전류 및 바이어스 전류가 레이저 드라이버에 인가된다. 레이저 드라이버는 변조 기준 전류 및 바이어스 전류를 기초로, 레이저 다이오드를 구동시킨다. 전형적으로, 바이어스 전류는 레이저 다이오드에서 일정한 "0" 파워 레벨을 유지시키는데에 필요하다. 변조 기준 전류는 레이저 다이오드에서 일정한 "1" 파워 레벨을 유지시키는데에 필요하다. 데이터 전송을 위해, 레이저 바이어스 전류 및 변조 기준 전류가 사용되어, 레이저가 일정한 "0" 파워 레벨 및 "1" 파워 레벨 및 "0" 파워 레벨 사이의 비율인 일정한 소거 비율을 이용하여 데이터를 전송하게 한다. 불행히, 레이저 다이오드의 전송 파워 레벨들은 시간의 경과 함에 따라 온도의 변화, 레이저 다이오드의 노화로 그리고 다른 요인들로 인해, 바람직하지 않은 방식으로 변할 수 있다. 결과적으로, 시간이 지남에 따라 레이저 다이오드의 사용이 데이터 통신을 방해할 수 있다. 또한, 논리 "0"에 대한 논리 "1"의 파워 비율은 시간이 경과함에 따라 감퇴하여, 수신기 이득을 감소시키고, 어쩌면 비트 에 러 율을 증가시킨다.
본 발명은 다음의 도면들을 참조로 이해할 수 있다. 도면들의 구성 요소들은 반드시 실측은 아니다. 또한, 유사한 참조 번호들이 여러 도면들에서 대응하는 부분들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 레이저 파워 제어 회로의 일 예를 제공하는 개략도이다;
도 2a 내지 2f는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 도 1의 레이저 파워 제어 회로의 다양한 동작 시나리오들의 예들을 제공하는 타이밍도들이다;
도 3은 발명의 실시 예에 따라 레이저 파워 제어 회로의 다른 예를 제공하는 개략도이다; 및
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 도 3 레이저 파워 제어 회로의 다양한 동작 시나리오들의 예들을 제공하는 타이밍도들이다.
도 1을 관하여, 본 발명의 실시 에에 따라 레이저 다이오드(103)에 결합된 레이저 드라이버 회로(100a)의 개략도가 도시되어 있다. 레이저 드라이버 회로(100a)는 레이저 드라이버 전류를 발생시키는 레이저 다이오드 드라이버(LDD)(106)를 포함한다. 레이저 드라이버 전류는 레이저 다이오드(103)에 인가되는 데이터 신호를 포함한다. 레이저 다이오드 드라이버(106)는 데이터 입력을 기초로 레이저 드라이버 신호를 발생시킨다. 신호에 응답하여, 레이저 다이오드(103)는 레이저 방사(109)를 발생시킨다. 레이저 방사(109)의 일부는 레이저 광검출기(113)에 송출된다. 레이저 광검출기(113)는 레이저 다이오드(103)에 의해 발생되는 레이저 방사(109)에 비례한 피드백 신호를 발생시킨다. 설명하겠지만, 피드백 신호는 레이저 드라이버 회로(100a)에 인가된다.
레이저(109)에 의해 발생되는 레이저 방사(109)는 예컨대, 이해할 수 있는 바와 같이, 데이터가 광 섬유 케이블을 통해 전송되는 데이터 통신 응용들에 사용되는 예컨대, 사전에 정해진 파장의 레이저 빔을 포함할 수 있다. 또한, 레이저 다이오드(103)는 이해할 수 있는 바와 같이, 다른 응용들을 위한 다른 환경에서 사용될 수 있다. 레이저 다이오드(103)가 사용되는 응용에 관계없이, 레이저 다이오드(103)의 출력 방사(109)는 레이저 다이오드(103)의 응용이 사용되는 주어진 사용 설명서들을 종종 따른다. 예컨대, 레이저 다이오드(103)가 디지털 데이터 통신을 위해 사용되는 곳에서는, 출력 방사(109)는 논리 "1"을 표현하는 최대 방사 출력 및 논리 "0"을 표현하는 중간 또는 제로 방사 출력 사이에서 토글(toggle)할 수 있다. 논리 "0"를 표현하기 위해 이러한 상황들 하에서 레이저 다이오드(103)에 의해 발생되는 파워는 예컨대, 통신 표준안에 의해 명시될 수 있다. 따라서, 이러한 상황에서, 레이저 다이오드(103)의 파워 출력이 표준 요건들을 충족시킬 수 있도록 제어하는 것이 중요할 수 있다.
논리 "1"을 표현하는 최대 레이저 출력 및 논리 "0"을 표현하는 최소 레이저 출력("0"의 레이저 출력일 수 있음) 사이에서 토글하는 레이저 출력(109)을 발생시키기 위해, 레이저 다이오드(103)에 인가되는 레이저 드라이버 신호는 레이저 다이 오드 드라이버(106)에 의해 발생되는 대응하는 최대 및 최소 전류들 사이에서 토글한다. 레이저 다이오드 드라이버(106)에 인가되는 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)를 기초로, 최대 및 최소 전류들이 레이저 다이오드 드라이버(106)에 의해 발생된다. 이점에 있어서, 최대 전류가 예컨대, 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)의 합계를 기초로, 레이저 다이오드 드라이버(106)에 의해 발생된다. 최소 전류가 예컨대, 바이어스 전류(IBIAS)를 기초로, 레이저 다이오드 드라이버(106)에 의해 발생된다. 레이저 다이오드(103)에 인가되는 최대 및 최소 전류들을 발생시킬 때, 레이저 다이오드 드라이버(106)는 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)를 증폭시키거나 또는 어떤 다른 방식으로 이들 전류들을 조절할 수 있다.
레이저 다이오드(103)에 인가되는 최소 전류는 일반적으로 레이저 다이오드(103)가 작동 상태를 유지하는 데에 필요한 최소 전류이다. 이점에 있어서, 바이어스 전류(IBIAS)를 기초로 발생되는 최소 전류가 인가될 때, 레이저 다이오드(103)는 레이저 방사(109)를 발생시키는 임계값에서 동작하거나 또는 실질적으로 낮은 레벨의 레이저 방사(109)를 발생시키고 있을 수 있다. 일 실시 예에서, 레이저 다이오드(103)에 인가되는 최소 전류는 바이어스 전류(IBIAS)에 비례한다.
또한, 레이저 다이오드(103)에 인가되는 변조 전류(IMOD)는 레이저 다이오드(103)로 하여금 관련 통신 표준 또는 다른 규정에 의해 요구되는, 사전에 정한 파워 레벨로 레이저 방사(109)를 발생케 하는 것이다. 레이저 다이오드 드라이버(106)는 이하에서 상세히 설명하는 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따라 듀얼-루프 파워 제어 회로(123a)로부터의 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)를 수신한다.
일 실시 예에서, 레이저 다이오드(103)는 적어도 위에서 설명한 바와 같이, 동작 상태를 유지하기 위해, 바이어스 전류(IBIAS)를 기초로 발생되는 최소 전류에 의해 구동된다. 최소 입력 전류가 손실되면, 레이저 다이오드(103)는 비구동 상태로 전환되며, 재시동시켜야 한다. 이러한 것이 발생되는 경우, 레이저 다이오드(103)는 데이터를 전송할 수 있는 상태가 되기 이전에, 감쇄 후의 최소 전류의 인가 이후, 전형적으로 수 나노초로 계측되는 짧은 기간 동안 비구동될 것이다. 레이저 다이오드(103)가 고속 데이터 통신 용도로 사용되는 곳에서, 그러한 지연은 매우 큰 손실이 될 수 있어, 상당한 량의 데이터 손실을 일으키는 비-최적화 전송을 일으킬 수 있다. 또한, 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)가 오버타임(overtime)하거나, 또는 레이저 다이오드(103)의 레이저 출력은 레이저 드라이버 전류의 크기에 대해 가변될 수 있다. 따라서, 적절한 연속적인 동작을 위해 레이저 다이오드(103)에 인가되는 레이저 전류의 적절한 임계값들을 유지시키는 것이 중요하다.
이것을 성취하기 위해, 듀얼-루프 파워 제어 회로(123a)는 레이저 다이오드(103)에 인가되는 최종 전류를 발생시키는 레이저 다이오드 드라이버(106)에 인 가되는 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)를 발생시킨다. 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)를 발생시키기 위해, 듀얼-루프 파워 제어 회로(123a)는 두 개의 파워 제어 루프 회로들(126a 및 129a)을 포함한다. 파워 제어 루프 회로(126a)는 바이어스 전류(IBIAS)를 발생시키는 전류 발생 회로(131)를 포함한다. 파워 제어 루프 회로(129a)는 또한 변조 전류(IMOD)를 발생시키는 전류 발생 회로(132)를 포함한다. 파워 제어 루프 회로들(126a 및 129a)은 설명하게 되는 바와 같이, 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)의 크기가 최적의 레벨들을 유지하도록 한다.
일 실시 예에서, 전류 발생 회로(131)는 레이저 다이오드 드라이버(106)와 결합되는 디지털-아날로그 컨버터(133)를 포함한다. 유사하게, 전류 발생 회로(132)는 레이저 다이오드 드라이버(106)와 결합되는 디지털-아날로그 컨버터(136)를 포함한다. 또한, 전류 발생 회로(131)는 P0 카운터(139)를 포함하며, 전류 발생 회로(132)는 P1 카운터(143)를 포함한다. 표시들 "P0" 및 "P1"은 이들 카운터들(139 및 143)이 논리 "0" 또는 논리 "1"을 표시하는 레이저 파워를 발생시키기 위해 사용되는 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)의 크기를 제어함을 가리킨다. 카운터들(139 및 143)의 출력들이 각각의 디지털-아날로그 컨버터들(133 및 136)에 인가된다.
파워 제어 루프 회로들(126a 및 129a)은 또한 D 플립-플롭들(146 및 149)를 포함한다. 파워 제어 루프 회로(126a)의 D 플립-플롭(146)은 P0 카운터(139)의 반 전 입력에 인가되는 신호 출력(D0)을 발생시킨다. 유사한 방식으로, 파워 제어 루프 회로(129a)의 D 플립-플롭(149)에 의해 발생되는 출력 신호(D1)는 도시된 바와 같이, P1 카운터(143)의 입력에 인가된다. D 플립-플롭들(146 및 149) 모두는 논리 "1"이 인가되는 입력(D)을 포함한다. 이러한 점에서, 이해할 수 있는 바와 같이, 논리 "1"을 표현하는 전압이 D 플립-플롭들(146 및 149)의 입력들(D)에 인가된다.
게다가, 일 실시 예에서, 위에서 설명한 바와 같이, 전류 발생 회로들(131 및 132)은 카운터들(139/143) 및 디지털-아날로그 컨버터들(133/136)을 포함하는 디지털 회로로서 구현된다. 택일적으로, 다른 실시 예에서, 전류 발생 회로들(131 및 132)은 예컨대, D 플립-플롭들(146 및 149)의 출력이 루프 필터(RC 필터 또는 적분기와 같이)에 전송될 수 있으며, 그로부터의 아날로그 신호 출력이 이해할 수 있는 바와 같이, 단순한 스케일링 회로의 전압-전류 변환을 통해 바이어스 및 변조 전류들 (IBIAS 및 IMOD)을 생성시키는 아날로그 회로들로서 구현될 수 있다.
파워 제어 루프 회로들(126a 및 129a) 각각은 비교기(153 및 156)를 각각 포함한다. 비교기(153)는 D 플립-플롭(146)의 리셋 입력(R)에 인가되는 신호 출력(R0)을 발생시킨다. 유사하게, 비교기(156)는 반전되어 D 플립-플롭(149)의 리셋 입력에 인가되는 신호 출력(R1)을 발생시킨다. 비교기들(153 및 156)은 두 개의 아날로그 입력 전압들을 비교하고, 신호 출력들(R0 또는 R1)을 각각 발생시키는 아날로그 디바이스들이다. 특히, 신호 출력들(R0 및 R1)은 각 비교기들(153 또는 156)의 두 아날로그 입력들 사이에서의 비교를 기초로 발생되는 디지털 출력들이다. 신 호 출력들(R0 및 R1)은 비교 결과에 따라 달라지는, 논리 "0" 또는 논리 "1"를 나타내는 전압들을 포함한다.
일 실시 예에서, 파워 루프 제어 회로(126a)는 비교기(153)의 입력으로서 인가되는 아날로그 전류를 발생시키는 디지털-아날로그 컨버터(159)를 포함한다. 디지털-아날로그 컨버터(159)에 의해 발생되는 전류는 여기서 "P0 목표"로서 표시하는 제로 임계값 목표에 비례한다. 이러한 값은 레이저 다이오드(103)에 인가되는 대응하는 최소 전류를 발생시키기 위해 레이저 다이오드 드라이버(106)에 인가되어야 하는 원하는 바이어스 전류(IBIAS)에 비례하는 디지털 임계값을 수립한다.
유사하게, 일 실시 예에서, 파워 루프 제어 회로(129a)는 비교기(156)의 입력으로서 인가되는 아날로그 전류 출력을 발생시키는 디지털-아날로그 컨버터(163)를 또한 포함한다. 이러한 점에서, 디지털-아날로그 컨버터(163)는 레이저 방사(109)를발생시킬 때 레이저 다이오드(103)에 인가되는 최대 전류에 비례한 디지털 임계값을 포함하는 디지털 입력을 수신한다. 디지털-아날로그 컨버터(163)에 인가되는 디지털 임계값은 여기서 논리 "1"을 발생시키는데에 필요한 레이저 파워에 대응하는 모니터 광검출기 전류인 "P1 목표"로서 표시된다. 유사하게, 용어 "P0 목표"는 논리 "0"를 발생시키는 레이저 파워에 대응하는 모니터 광검출기 전류이다. 택일적으로, 전류 영역에서 구현될 때, P0 및 P1 목표들을 확립하기 위해 디지털-아날로그 컨버터들(159 및 163) 외에 다른 구성 요소들이 사용될 수 있다. 이러한 점에서, P0 및 P1 목표들은 사용되는 비교기에 따라 달라지는 전류들 또는 전압들 일 수 있으며, P0 및 P1 목표들이 디지털 비트들의 형태로 표현되는 경우에 디지털-아날로그 컨버터가 사용될 수 있다.
비교기들(153 및 156) 각각은 또한 레이저 포토다이오드(113)로부터의 피디백 입력을 수신한다. 특히, 레이저 포토다이오드(113)에 의해 발생되는 신호는 버퍼/증폭기(166)에 인가된다. 버퍼/증폭기(166)의 출력은 비교기들(153 및 156)의 각 입력에 인가된다. 비교기들(153 및 156)에 인가되는 피드백 신호가 P0 및 P1 목표 입력들을 기초로 디지털-아날로그 컨버터들(159 및 163)에 의해 발생되는 각 아날로그 신호들보다 큰 경우, 비교기들(153 및 156)의 출력들(R0 및 R1)은 논리 "1"과 같다. 택일적으로, 비교기들(153)에 의해 수행된 비교들에 기초된 출력은 전류 영역 등에서의 구현과 다를 수 있다.
게다가, 클럭 신호(Ck)가 D 플립-플롭들(146 및 149) 각각의 클럭 입력에 인가된다. 이러한 점에서, 비록 D 플립-플롭들과 동일한 기능을 수행하는 다른 구성 요소들이 사용될 수 있지만, D 플립-플롭은 클럭 구성 요소들이다. 클럭 신호(Ck)는 또한 카운터들(139 및 143)의 반전 클럭 입력들에 인가된다. 일 실시 예에 따라, 클럭 신호는 데이터 신호의 최소 주파수의 적어도 절반인 최대 주파수를 포함한다. 이러한 점에서, 클럭 신호의 50% 듀티 사이클의 주기는 레이저 다이오드에 의해 전송될 수 있는 동일 값의 다중의 연속적 디지트들의 최대 수의 기간보다 크다. 다른 방식으로 설명하면, 클럭 신호의 상향 및 하향 전이들 사이의 최소 주기는 다중의 연속적 디지트들의 최대 수가 전송되는데 필요한 시간보다 크다. 다중의 연속적인 디지트들의 최대 수는 예컨대, 레이저 다이오드(103)가 이용되는 데이터 통신의 요건들을 지시하는 응용가능한 표준에 의해 명시화될 수 있다. 이러한 주기는 설명하게 되는 바와 같이, D 플립-플롭들에 의해 출력되는 값들(D0 및 D1)이 P0 목표 또는 P1 목표를 스트래들(straddle)시키는 데이터 신호로 인해 발생될 수 있는 토글링에 의한 영향을 받지 않게 한다. 클럭 신호(Ck)는 위의 요건들을 따르는 임의의 신호일 수 있으며, 국부 발진기 또는 이용가능하다면 다른 기준 클럭을 이용하여 발생될 수 있다. 이러한 점에 있어서, 클럭 신호(Ck)는 어떤 다른 클럭 신호의 분리된 다운 버전 또는 데이터 신호의 분리된 다운 버전 등일 수 있다.
다음으로, 레이저 드라이버 회로(100a)의 일반 동작을 설명한다. 특히, 파워 제어 루프 회로들(126a 및 129a)의 동작은 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)를 발생시킬 때 설명한다. 먼저, 카운터들(139 및 143) 각각은 디지털 값을 홀드(hold)한다. 데이터 입력에 따라 다르게 레이저 다이오드 드라이버(106)에 인가되는 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)를 차례로 발생시키는 디지털-아날로그 컨버터들(133 및 136)으로의 출력으로서 인가되는 것이 이 디지털 값이다. 카운터들(139 및 143)에 의해 홀드되는 디지털 값들은 각 D 플립-플롭들(146 및 149)로부터 수신되는 입력들에 의존하여 증가 또는 감소될 수 있다. 택일적으로, 아날로그 설정(setup)에서, 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)는 예컨대, 아날로그 필터를 사용하여 조절될 수 있는 전압을 유지시키는 홀딩 커패시터를 이용함으로써, 디지털 값의 유지 없이, 유지 및 조절될 수 있다. 디지털 카운터의 경우, 만일 논리 "0"가 클럭(Ck)의 각 전이의 발생시에 카운터들(139 또는 143) 중 주어진 하나의 입력에 나타난다면, 그때 그곳에 저장된 디지털 값은 감소한다. 유사하게, 논리 "1"이 클럭(Ck)의 각 전이의 발생시에 카운터들(139 또는 143) 중 주어진 하나의 입력에 나타난다면, 그때 그곳에 저장된 디지털 값은 증가한다.
이와 같이, 레이저 다이오드 드라이버(106)에 인가되는 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)는 카운터들(139 및 143)에서 홀드되는 각 디지털 값들의 변화를 기초로 가변될 것이다. 디지털-아날로그 컨버터들(133 및 136)에 인가되는 이진 디지트들의 수에 따라 대응적으로 달라지는 카운터들(139 및 143)의 분해능에 기초하여, 카운터들(139 및 143)의 디지털 값들의 단일 증가 또는 감소는 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)에서의 대응하는 보다 크거나 또는 작은 변화를 발생시킬 것이다.
레이저 다이오드 드라이버(106)는 입력으로서 수신되는 데이터를 포함하는 레이저 드라이버 신호를 발생시킨다. 레이저 드라이버 신호는 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)를 기초로 발생되는 디지털 신호이다. 파워 제어 루프 회로들(126a 및 129a) 각각은 카운터들(139 및 143) 내의 디지털 값들이 P0 목표 또는 P1 목표의 디지털 값들을 기초로 발생된 각각의 목표 임계값 전류들 및 레이저 다이오드(103)의 레이저 포토다이오드(113)으로부터 발생된 피드백 전류 사이의 비교를 기초로 조절되게 한다. 카운터들(139 및 143)에 홀드된 디지털 값들은 D 플립-플롭들(146 및 149)의 출력들(P0 및 P1)을 기초로 조절된다. 이러한 점에 있어서, 클럭 신호(Ck)는 카운터들(139 및 143)의 디지털 값들의 조절을 트리거(trigger)시킨다. 클럭 신호(Ck)의 최대 주파수는 데이터 신호의 최소 주파수의 절반 이하이기 때문에, 카운터들(139 및 143)에 인가되는 D0 및 D1의 값들은 신뢰할 수 있으며, 그곳에 수용되는 디지털 값들에서의 원하는 변화가 원하는 최소 및 최대 레벨들 사이에서 레이저 다이오드 드라이버(106)의 출력이 전이되게 한다.
궁극적으로, 파워 제어 루프 회로(126a)에서, 예컨대, 레이저 포토다이오드(113)로부터의 피드백 신호가 인가되는 P0 목표 값으로 인해 디지털-아날로그 컨버터(159)에 의해 발생되는 아날로그 신호보다 큰 경우, 비교기(153)의 출력(R0)은 논리 "1"를 포함할 것이다. 결과적으로, D 플립-플롭(146)은 리셋되어 출력(D0)은 논리 "0"와 동일하다. D 플립-플롭(146)의 출력이 입력으로서 P0 카운터(139)에 인가될 때에 반전된다면, 논리 "1"이 P0 카운터(139)에 인가되어, 그곳에 저장된 디지털 값은 클럭 신호(Ck)의 하향 전이시에 증가된다. 비교기(153)의 출력(R0)이 수행된 비교를 기초로 논리 "0"인 경우, 그 반대가 발생된다.
파워 제어 루프 회로(129a)는, 신호 출력(R1)이 D 플립-플롭(149)에 인가될 때에 반전되고, D 플립-플롭의 출력(D1)이 P1 카운터(143)의 입력으로서 인가될 때에 비반전되며, 그리고 P1 카운터(143)에 저장된 디지털 값이 클럭 신호(Ck)에서의 상향 전이시 증가 또는 감소한다는 점을 제외하고는 유사한 방식으로 작동한다.
또한, 레이저 드라이버 회로(100a)를 전압 영역에서 설명하였지만, 동일한 회로가 전류 영역에서 구현될 수 있음을 이해한다. 이러한 점에 있어서, 피드백은 예컨대, 이해할 수 있는 바와 같이, 비교기들(153 및 156) 각각에 인가되는 두 피 드백 전류들을 발생시키기 위해 전류 미러에 인가되는 전류를 포함할 수 있다.
다음으로 도 2a를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 듀얼-루프 파워 제어 회로(123a)의 동작을 설명하는 타이밍도(173)가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 버퍼/증폭기(166: 도 1)에 의해 발생되는 피드백 신호(FB)는 포토다이오드(113: 도 1)에 의해 발생되는 피드백 전류의 반대 극성을 갖으며, 따라서, 피드백 신호(FB)는 타이밍도(173)에 나타낸 바와 같이, 데이터 신호의 반전된 버전이다. 피드백 신호(FB)가 데이터 신호에 대해 사전에 정해진 시간만큼 지연될 수 있다. 타이밍도(173)에서 피드백 신호(FB)는 목표 임계값들 P0 목표 및 P1 목표보다 크나, 최대 파워 전압(VDD)보다는 작다. 일 실시 예에 따라, 피드백 신호(FB)가 P1 목표 및 P0 목표 사이에 놓여져서, 피드백 신호(FB)의 상하 극치들이 대략 P0 목표 및 P1 목표와 동일하게 되는 것이 바람직하다. 다른 실시 예에서, 이해할 수 있는 바와 같이, 피드백 신호(FB)가 다른 입계값들과 관련한 크기들로 작동하는 것이 바람직할 수 있다.
타이밍도(173)에 나타낸 바와 같이, 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)는 피드백 신호(FB)가 적절한 위치에 놓여지고 최대 레이저 출력 및 최소 레이저 출력 사이의 차를 참조하는 희망 소거비로 작동되도록 조절되어야 할 필요가 있다.
클럭 신호(Ck)의 상향 및 하향 전이들은 반전 출력 D0 및 출력 D1을 포함하는 D 플립-플롭들(146 및 149)의 출력들의 카운터들(139 및 143)으로의 포착을 발생시킨다. 도시된 바와 같이, 반전 출력 D0는 논리 "1"이고 출력 D1 또한 논리 "1" 이다. 플립-플롭들(146 및 149: 도 1)의 출력들(D0 및 D1)뿐만 아니라, 비교기들(153 및 156: 도 1)의 출력들(R0 및 R1)의 상태들을 타이밍도(173)의 우측 아래에 도시된 진리표에 나타내었다. 이러한 점에 있어서, 진리표는 타이밍도(250)에서 설명하고 있는 시나리오와 부합한다. 편의를 위해, 여기서 설명하는 각 타이밍도는 또한 우측 아래에 대응하는 진리표를 포함한다.
도 2b에 대해, 피드백 신호(FB)가 임계값 P1 목표 미만으로 위치되는 타이밍도(176)가 도시되어 있다. 그러한 경우, 비교기들(153 및 156: 도 1)의 출력들(R0 및 R1)은 대기 상태를 유지하며, 값들(D0(반전) 및 D1)은 클럭 신호(Ck)의 각 전이시에 획득된다.
이어 도 2c를 참조하면, 피드백 신호(FB)가 임계값들 P0 목표 및 P1 목표 사이에 위치되는 타이밍도(179)가 도시되어 있다. 결과로서, 비교기들(153 및 156)의 출력들(R0 및 R1)의 토클링은 없다. 따라서, D 플립-플롭들(146 및 149: 도 1)의 출력들(D0(반전) 및 D1)은 클럭 신호(Ck)의 각 상향 및 하향 전이시에 카운터들(139 및 143)에 의해 획득된다.
도 2d을 보면, 피드백 신호(FB)가 임계값 P0 목표를 가로질러 토글링하는 타이밍도(183)가 도시되어 있다. 이러한 임계값에 대한 피드백 신호(FB)의 토글링으로 인해, 비교기(153: 도 1)의 출력(R0)은 동일한 방식으로 토글링한다. 출력(R0)의 토글링으로 인해, 클럭 신호(Ck)의 상향 전이는 D 플립-플롭(146)의 출력에서의 전이를 발생시킨다. 클럭 신호(Ck)의 상향 및 하향 전이들 사이의 주기가 데이터 신호에서 동일한 값의 연속적인 디지트들의 최대 수보다 크다는 사실로 인해, P0 카운터(139)에 의한 D 플립-플롭(146)의 출력(D0: 반전)에 의해 표현되는 데이터 값의 획득 이전에 D 플립-플롭(146)은 적어도 한 번 리셋된다. 한 번 획득되면, 카운터(139)에 저장된 디지털 값은 그에 따라 조절된다.
도 2e에 대해, 피드백 신호(FB)가 임계값 P1 목표 위 아래로 토글링하는 타이밍도(186)가 도시되어 있다. 따라서, 도시된 바와 같이, 비교기(156: 도 1)의 출력(R1)은 데이터와 같이 토글링한다. 위에서 설명한 바와 같이, 클럭 신호(Ck)의 상하향 전이들 사이에서의 주기의 존재로 인해, 값(D1)은 출력(R1)이 D1의 값이 클럭 신호(Ck)의 상향 전이시의 획득 이전에 데이터 그 자체에 따라 토글링한다는 사실에도 불구하고, 논리 "0"으로 리셋된다.
이어, 도 2f에 보면, 피드백 신호(FB)가 P0 목표 및 P1 목표 임계값들을 스트래들하는 타이밍도(189)가 도시되어 있다. 결과로서, 비교기(153 및 156)의 출력들(R0 및 R1)은 데이터와 같이 토글링한다. 또한, 클럭 신호(Ck)의 상하향 전이들 각각의 발생시에 출력들(D0(반전) 및 D1)은 전이를 경험한다. 위에서 설명한 바와 같이, 클럭 신호(Ck)의 상하향 전이들 사이에서의 주기의 존재로 인해, 출력들(D0(반전) 및 D1)을 획득하기 이전에 적어도 한 번 리셋된다. 이러한 리셋들은 긍극적으로 비교기 출력들(R0 및 R1(반전))의 토글링에 의한 임의의 역효과 없이 D 플립-플롭들(146 및 149)의 출력들(D0(반전) 및 D1)에 대한 대기 상태 값들의 획득을 이끈다.
도 2a 내지 2f의 타이밍도들을 참조로 알 수 있었던 바와 같이, 레이저 드라이버 회로(100a)는 레이저(103) 및 포토다이오드(113)와 버퍼/증폭기(166)의 대역 및 응답 시간이 피드백 신호(FB)를 약화시키지 않을 만큼 충분히 높은 한 소멸 비를 정확하게 제어한다. 포토다이오드(113) 및 버퍼/증폭기(166)의 대역 제한으로 인해 피드백 신호(FB)가 약화되는 경우, 레이저 드라이버 회로(100a)는 변조 전류(IMOD)를 증가시키고 바이어스 전류(IBIAS)를 감소시킴으로써 보상할 것이고, 그 결과로 소멸비는 증가될 것이다. 포토다이오드(113) 및 버퍼/증폭기(166)와 관련된 대역이 전송 신호의 유효 데이터 속도와 비교했을 때 너무 느릴 때마다, 소멸비는 떨어지게 될 것이며, 클럭 신호(Ck)는 아래에서 설명하는 바와 같이, 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)의 원치않는 조절을 피할 수 있도록 다른 방식으로 발생되게 해야 한다.
이것을 염두에 두고, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 다이오드(103)에 결합된 레이저 드라이버 회로(100b)의 개략적인 모습이 도 3을 참조하여 도시된다. 레이저 드라이버 회로(100b)는 레이저 드라이버 회로(100a)와 유사하며, 레이저 드라이버 회로(100a)의 몇몇 구성 요소들이 레이저 드라이버 회로(100b)의 부분으로서 나타낸 것들과 동일하다. 레이저 드라이버 회로(100a)에서의 동일한 구성 요소들이 레이저 드라이버 회로(100b)에 사용되는 부분에는, 동일한 참조 번호가 사용된다.
듀얼-루프 파워 제어 회로(123b)는 레이저 다이오드(103)에 인가되는 최종 전류를 발생시키는 레이저 다이오드 드라이버(106)에 인가되는 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)를 발생시킨다. 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)를 발생시 키기 위해, 듀얼 루프 파워 제어 회로(123b)는 두 개의 파워 제어 루프 회로들(126b 및 129b)를 포함한다. 파워 제어 루프 회로(126b)는 레이저 다이오드 드라이버(106)에 결합되는 디지털-아날로그 컨버터(133)를 포함한다. 유사하게, 파워 제어 루프 회로(129b)는 레이저 다이오드 드라이버(106)에 결합되는 디지털-아날로그 컨버터(136)를 포함한다. 또한, 파워 제어 루프 회로(126b)는 P0 카운터(139)를 포함하며, 파워 제어 루프 회로(129b)는 P1 카운터(143)를 포함한다. P0 및 P1 카운터들(139 및 143)의 출력들은 각 디지털-아날로그 컨버터들(133 및 136)에 인가된다. 파워 제어 루프 회로들(126b 및 129b)는 또한 D 플립-플롭들(146 및 149)을 포함한다.
파워 제어 루프 회로(126b)의 D 플립-플롭(146)은 P0 카운터(139)의 반전 입력에 인가되는 신호 출력(D0)을 발생시킨다. 유사한 방식으로, 파워 제어 루프 회로(129b)의 D 플립-플롭(149)에 의해 발생되는 출력 신호(D1)는 도시된 바와 같이, P1 카우터(143)의 입력에 인가된다. D 플립-플롭들(146 및 149) 모두는 논리 "1"이 인가되는 입력(D)을 포함한다. 이러한 점에서, 이해할 수 있는 바와 같이, 논리 "1"을 표현하는 전압이 D 플립-플롭들(146 및 149)의 입력들(D)에 인가된다.
파워 제어 루프 회로들(126b 및 129b) 각각은 비교기(153 및 156)를 각각 포함한다. 비교기(153)는 D 플립-플롭(146)의 리셋 입력(R)에 인가되는 신호 출력(R0)을 발생시킨다. 유사하게, 비교기(156)는 반전되어 D 플립-플롭(149)의 리셋 입력에 인가되는 신호 출력(R1)을 발생시킨다. 비교기들(153 및 156)은 두 개의 아날로그 입력 전압들을 비교하고, 신호 출력들(R0 또는 R1)을 각각 발생시키는 아날 로그 디바이스들이다. 특히, 신호 출력들(R0 및 R1)은 각 비교기들(153 또는 156)의 두 아날로그 입력들 사이에서 취해진 비교를 기초로 발생되는 디지털 출력들이다. 신호 출력들(R0 및 R1)은 비교 결과에 따라 달라지는, 논리 "0" 또는 논리 "1"를 나타내는 전압들을 포함한다.
파워 루프 제어 회로(126b)는 비교기(153)의 입력으로서 인가되는 아날로그 전류를 발생시키는 디지털-아날로그 컨버터(159)를 포함한다. 디지털-아날로그 컨버터(159)에 의해 발생되는 전류는 P0 목표 임계값에 비례한다. 이러한 값은 레이저 다이오드(103)에 인가되는 대응하는 최소 전류를 발생시키기 위해 레이저 다이오드 드라이버(106)에 인가되어야 하는 원하는 바이어스 전류(IBIAS)에 대응하는 모니터 광검출기 전류에 비례한 디지털 임계값을 수립한다. 이러한 최소 전류는 차례로 레이저 다이오드(103)로 하여금 논리 "0"에 대응하는 원하는 레이저 방사(109)를 발생시키게 한다. 다른 실시 예에서, 디지털-아날로그 컨버터(159)는 P0 목표가 피드백 신호(FB)와 동일한 형태로 표현되거나 및/또는 비교기(153)와 직접적으로 호환가능한 곳에서는 필요가 없을 수 있다.
파워 루프 제어 회로(129b)는 비교기(156)의 입력으로서 인가되는 아날로그 전류 출력을 발생시키는 디지털-아날로그 컨버터(163)를 또한 포함한다. 이러한 점에 있어서, 디지털-아날로그 컨버터(163)는 레이저 방사(109)를 발생시킬 때 레이저 다이오드(103)에 인가되는 최대 전류를 발생시키기 위해 사용되는 원하는 변조 전류(IMOD)에 대응하는 모니터 광검출기 전류에 비례한 디지털 임계값을 포함하는 디지털 입력을 수신한다. 디지털-아날로그 컨버터(163)에 인가되는 디지털 임계값은 P1 목표 임계값이다. 다른 실시 예에서, 디지털-아날로그 컨버터(156)는 P1 목표가 피드백 신호(FB)와 동일한 형태로 표현되거나 및/또는 비교기(156)와 직접적으로 호환가능한 곳에서는 필요 없을 수 있다.
비교기들(153 및 156) 각각은 또한 레이저 포토다이오드(113)로부터의 피드백 입력을 수신한다. 특히, 레이저 포토다이오드(113)에 의해 발생되는 신호는 버퍼/증폭기(166)에 인가된다. 버퍼/증폭기(166)의 출력은 비교기들(153 및 156)의 각 입력에 인가된다. 비교기들(153 및 156)에 인가되는 피드백 신호가 P0 및 P1 목표 입력들을 기초로 디지털-아날로그 컨버터들(156 및 159)에 의해 발생되는 각 아날로그 신호들보다 큰 경우, 비교기들(153 및 156)의 출력들(R0 및 R1)은 논리 "1"과 같다.
파워 제어 루프 회로(126b)는 또한 필터(203) 및 데시메이션(decimation) 필터(206)를 포함한다. 필터(203)는 "N개 연속된 0" 필터를 포함하며, 이것은 필터(203)의 입력으로서 수신되는 데이터 신호에 N개 연속된 논리 "0"이 발생할 때에 출력을 발생시킨다. 필터(203)의 입력으로서 수신되는 데이터 신호는 레이저 다이오드 드라이버(106)로 입력되는 동일한 데이터 신호이다. N개 연속된 "0"의 각 발생시, 필터(203)는 데시메이션 필터(206)에 인가되는 펄스 출력을 발생시킨다. 필터(203)의 펄스 출력은 유효한 수의 연속된 "0"이 발생했다는 사실을 참조하는 여기서 "유효 O"으로 나타낸 신호를 포함한다.
데시메이션 필터(206)는 D 플립-플롭(146)의 클럭 입력에 인가되는 클럭 출 력(P0Ck)을 발생시킨다. 또한, 클럭(P0Ck)은 반전되어 P0 카운터(139)의 클럭 입력에 인가된다. 데시메이션 필터(206)는 필터(203)에 의해 발생되는 소정 수의 펄스들의 발생시 양 또는 음의 전이를 격는 클럭 신호(P0Ck)를 발생시킨다. 일 실시 예에서, 클럭 신호(P0Ck)는 적어도 필터(203)에 의해 발생되는 각 3번째 또는 그 이상의 펄스들에서 양 또는 음의 전이를 겪는다. 따라서, 본 실시 예에 따라, 데시메이션 필터(206)는 3 또는 그 이상 대 일의 펄스 감소 비율을 갖는다. 이것으로 카운터(139)에 의한 데이터 획득이 설명하게 되는 바와 같이, 타당하다는 것이 확실하다.
파워 제어 루프 회로(129)는 또한 필터(209) 및 데시메이션 필터(213)를 포함한다. 필터(209)는 입력으로서 데이터 신호를 수신하며, 데시메이션 필터(213)의 입력에 인가되는 "유효 1" 신호를 발생시킨다. 그것에 응답하여, 데시메이션 필텨(213)는 D 플립-플립(149)의 클럭 입력에 인가되는 클럭 신호(P1Ck)를 발생시킨다. 또한, 클럭 신호(P1Ck)는 반전되어 P1 카운터(143)의 클럭 입력에 인가된다.
필터(209)가 데이터 내에 N개 연속된 논리 "1"의 발생시에 출력 펄스를 발생시킨다는 점을 제외하고는 필터(209)는 필터(203)와 유사하다. 데시메이션 필터(213)는 필터(209)에 의해 발생되는 유효 1 신호 내의 소정 수의 펄스들의 발생시에 전이되는 클럭 신호(P1Ck)를 발생시키는 데시메이션 필터(206)와 유사하다. 일 실시 예에서, 설명하게 되는 바와 같이, 카운터(143)에 의해 유효 데이터가 획득됨을 확실히 하기 위해, 필터(209)에 의해 적어도 3개의 펄스들이 발생된 후, 데시메이션 필터(213)는 클럭 신호(P1Ck)에서 양의 또는 음의 전이를 발생시킨다.
이어, 레이저 드라이버 회로(100b)의 일반 동작을 설명한다. 특히, 파워 제어 루프 회로들(126b 및 129b)의 동작은 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)를 발생시킬 때에 설명한다. 먼저, 카운터들(139 및 143) 각각은 디지털 값을 홀드한다. 이 디지털 값은 레이저 다이오드 드라이버(106)에 인가되는 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)를 차례로 발생시키는 디지털-아날로그 컨버터들(133 및 136)의 출력으로서 인가된다. 카운터들(139 및 143)에 의해 홀드되는 디지털 값들은 각 D 플립-플롭들(146 및 149)로부터 수신되는 입력들에 의존하여 증가 또는 감소될 수 있다. 특히, 만일 논리 "0"이 각 클럭 신호(P0Ck 또는 P1Ck)의 음의 전이 발생시에 카운터들(139 또는 143) 중 주어진 하나의 카운터의 입력에서 나타난다면, 상기 카운터에 저장된 디지털 값은 감소한다. 마찬가지로, 만일 논리 "1"이 각 클럭 신호(P0Ck 또는 P1Ck)의 음의 전이 발생시에 카운터들(139 또는 143) 중 주어진 하나의 카운터의 입력에서 나타난다면, 상기 카운터에 저장된 디지털 값은 증가한다. 택일적으로, 레이저 드라이버 회로(100a)을 참조로 위에서 설명한 바와 같이, 카운터들(139/143) 및 디지털-아날로그 컨버터들(133/136) 대신에 아날로그 회로가 사용될 수 있다.
이와 같이, 본 예에서, 상기 레이저 다이오드 드라이버(106)에 인가되는 상기 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)는 상기 카운터들(139 및 143)에 홀딩된 각 디지털 값들에서의 변화를 기초로 가변될 것이다. 디지털-아날로그 컨버터들(133 및 136)에 인가되는 이진 디지트들의 수에 따라 대응적으로 달라지는 카운 터들(139 및 143)의 분해능에 의존하여, 카운터들(139 및 143)의 디지털 값들의 단일의 증가 또는 감소는 바이어스 전류(IBIAS) 또는 변조 전류(IMOD)에서 대응하는 보다 크거나 또는 작은 변화를 발생시킬 것이다.
레이저 다이오드 드라이버(106)는 입력으로서 수신되는 데이터를 포함하는 레이저 드라이버 신호를 발생시킨다. 레이저 드라이버 신호는 바이어스 전류(IBIAS) 및 변조 전류(IMOD)를 기초로 발생되는 디지털 신호이다. 파워 제어 루프 회로들(126b 및 129b) 각각은 카운터들(139 및 143) 내의 디지털 값들이 P0 목표 또는 P1 목표의 디지털 값들을 기초로 발생된 각각의 목표 임계값 전류들 및 레이저 다이오드(103)의 레이저 포토다이오드(113)으로부터 발생된 피드백 전류 사이의 비교를 기초로 조절될 수 있게 한다.
카운터들(139 및 143)에 홀딩된 디지털 값들은 D 플립-플롭들(146 및 149)의 출력들(P0 및P1)을 기초로 조절된다. 이러한 점에 있어서, 동일한 값의 다중의 연속된 디지트들이 논리 "0" 또는 논리 "1"이던지 간에, 그들의 발생을 기초로 최종적으로 발생되는 클럭 신호들(P0Ck 및 P1Ck)은 카운터들(139 및 143) 내의 디지트 값들의 조절을 트리거(trigger)한다. 위에서 설명하고 다음의 타이밍도들에 도시된 바와 같이, 클럭 신호들(P0Ck 및 P1Ck)은 필터들(203 및 209)의 신호 출력의 데시메이션을 기초로 발생된다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 클럭 신호들(P0Ck 및 P1Ck)을 발생시키기 위해 사용되는 데시메이션 필터들(206 및 213)은 클럭 신호들(P0Ck 및 P1Ck)가 레이 저 포토다이오드(113)로부터 수신된 피드백 신호 및 레이저 다이오드 드라이버(106) 및 필터들(203 및 209)에 입력되는 데이터 신호 사이에서 발생될 수 있는 지연보다 큰 펄스 폭을 갖게 한다. 이러한 관계는 카운터들(139 및 143)에 홀드되는 디지털 값들을 조절하는 D 플립-플롭들(D0 및 D1)의 출력들이 다음의 타이밍도를 참조로 설명하는 바와 같이, 목표 파워 레벨들(P0 목표 및 P1 목표) 중 하나 이상을 스트래들링하는 피드백 신호에 의해 영향받지 않는 비교기들(153 및 156)의 동작을 기초로 발생되는 안정적인 값들이 되도록 한다.
긍극적으로, 파워 제어 루프 회로(126b)에서, 예컨대, 레이저 포토다이오드(113)로부터의 피드백 신호가 P0 목표보다 큰 경우, 비교기(153)의 출력(R0)은 논리 "1"을 포함할 것이다. 따라서, D 플립-플롭(146)은 리셋되며, 출력(D0)은 논리 "0"가 된다. D 플립-플롭(146)의 출력이 P0 카운터(139)에 입력으로서 인가될 때에 반전되면, 논리 "1"이 P0 카운터(139)에 인가되고, 상기 카운터에 저장된 디지털 값은 클럭 신호(P0Ck)의 하향 전이시에 증가한다. 파워 제어 루프 회로(129b)는 신호 출력(R1)이 D 플립 플롭(149)에 인가될 때에 반전되며, D 플립-플롭의 출력(D1)은 P1 카운터(143)에 입력으로서 인가될 때에 비반전된다는 점을 제외하고는 유사한 방식으로 작동한다.
또한, 레이저 드라이버 회로(100b)를 위에서 전압 영역에서 또한 설명하였지만, 전류 영역에서 동일한 회로를 구현할 수 있는 것으로 이해된다. 이러한 점에 있어서, 피드백은 예컨대, 이해할 수 있는 바와 같이, 비교기들(153 및 156) 각각에 인가되는 두 피드백 전류들을 발생시키기 위해 전류 미러에 인가되는 전류를 포 함할 수 있다.
다음으로 도 4a를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 듀얼-루프 파워 제어 회로(123b)의 동작을 설명하는 타이밍도(250)가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 레이저 포토다이오드(113: 도 3)에 의해 발생되는 피드백 신호(FB)는 타이밍도의 상부의 데이터 신호와 동일한다. 본 경우는 피드백 신호(FB)가 데이터 신호에 대해 사전에 정해진 기간 만큼 지연될 수 있는 경우이다. 타이밍도(250)에서 피드백 신호(FB)는 목표 임계값들 P0 목표 및 P1 목표보다 크나, 최대 파워 전압(VDD)보다는 작다. 일 실시 예에 따라, 피드백 신호(FB)가 P1 목표 및 P0 목표 사이에 놓여지고, 피드백 신호(FB)의 상하 극치들이 대략 P0 목표 및 P1 목표와 동일하게 되는 것이 바람직하다. 다른 실시 예에서, 이해할 수 있는 바와 같이, 피드백 신호(FB)가 다른 입계값들과 관련한 크기들로 작동하는 것이 바람직할 수 있다.
타이밍도(250)에 나타낸 바와 같이, 바이어스 전류(IBIAS: 도 3) 및 변조 전류(IMOD: 도 3)는 피드백 신호(FB)가 적절한 위치에 놓여지고 최대 레이저 출력 및 (제로 레이저 출력일 수 있는) 최소 레이저 출력 사이의 차를 참조하는 희망 소거비로 작동되도록 조절되어야 할 필요가 있다. 필터들(203 및 209: 도 3)에 의해 발생되는 유효 신호들(유효 0 및 유효 1)은 데이터 신호에서 소정 수의 연속 논리 "0" 또는 논리 "1"의 발생시에 발생되는 펄스들을 포함한다. 데시메이션 필터들(206 및 213)은 유효 신호들(유효 0 및 유효 1)에서 일어나는 네번째 펄스마다 양의 또는 음의 전이를 본 발명에 따라, 일으키는 클럭 신호들(P0Ck 및 P1Ck)을 발 생시킨다. 따라서, 데시메이션 필터들(206 및 213)은 4의 계수에서 작동된다. 그러나, 어떤 다른 계수가 사용될 수 있는 것이 가능하다. 일 실시 예에서, 데시메이션 필터들(206 및 213)에서 사용되는 계수는 최상의 결과를 위해 2 보다 크다.
클럭 신호들(P0Ck 및 P1Ck)의 하향 전이는 반전 출력 D0 및 출력 D1을 포함하는 D 플립-플롭들(146 및 149)의 출력들의 카운터들(139 및 143)으로의 획득을 발생시킨다. 도시된 바와 같이, 반전 출력 D0는 논리 "1"이고 출력 D1 또한 논리 "1"이다. 플립-플롭들(146 및 149: 도 3)의 출력들(D0 및 D1)뿐만 아니라, 비교기들(153 및 156: 도 3)의 출력들(R0 및 R1)의 상태들을 타이밍도(250)의 우측 아래에 도시된 진리표에 나타내었다. 이러한 점에 있어서, 진리표는 타이밍도(250)에서 설명하고 있는 시나리오와 부합한다. 편의를 위해, 여기서 설명하는 각 타이밍도는 또한 우측 코너 아래에 대응하는 진리표를 포함한다.
도 4b에 대해, 피드백 신호(FB)가 임계값 P0 목표를 가로질러 토글링하는 타이밍도(253)가 도시되어 있다. 이러한 임계값에 대한 피드백 신호(FB)의 토글링으로 인해, 비교기(153: 도 3)의 출력(R0)은 동일한 방식으로 토글링한다. 출력(R0)의 토글링으로 인해, 클럭 신호(P0Ck)의 상향 전이는 D 플립-플롭(146)의 출력에서의 전이를 발생시킨다. 데시메이션 필터(206)가 클럭 신호(P0Ck)가 유효 신호(유효 0)의 여러 펄스들의 진행에 거쳐 확장되게 함으로 인해, P0 카운터(139)에 의한 (반전된) D 플립-플롭(146)의 출력(D0)에 의해 나타나는 데이터 값의 획득 이전에 여러 차례 리셋된다. 한 번 획득되면, 카운터(139)에 저장된 디지털 값은 증가 유지되며 그에 따라 조절된다.
이어 도 4c를 보면, 피드백 신호(FB)가 임계값들 P0 목표 및 P1 목표 사이에 놓여지는 타이밍도(256)가 도시되어 있다. 결과로서, 비교기들(153 및 156)의 출력들(R0 및 R1)의 토클링은 없으며, D 플립-플롭들(146 및 149: 도 3)의 출력들(D0(반전) 및 D1)은 클럭들(P0Ck 및 P1Ck)의 하향 전이시에 카운터들(139 및 143)에 의해 획득된다.
다음으로 도 4d를 보면, 피드백 신호(FB)가 임계값 P1 목표 위 아래로 토글링하는 타이밍도(259)가 도시되어 있다. 따라서, 도시된 바와 같이, 비교기(156: 도 3)의 출력(R1)은 데이터와 같이 토글링한다. 데시메이션 필터(213)의 동작으로 인해, 값 D1이 클럭 신호(P1Ck)의 하향 전이시에 획득되기 이전에, 출력(R1)이 데이터 자체와 같이 토글링한다는 사실에도 불구하고, 값 D1을 논리 "0"로 리셋하도록 다수의 리셋들이 D 플립-플롭(149: 도 3)에 인가되게 하는 클럭 신호(P1Ck)의 상하향 전이들 사이에 충분한 시간이 있다.
도 4e에 대해, 피드백 신호(FB)가 임계값 P1 목표 아래로 위치되는 타이밍도(263)가 도시되어 있다. 그러한 경우, 비교기들(153 및 156: 도 3)의 출력들(R0 및 R1)은 대기 상태를 유지하며, 값들(D0(반전) 및 D1)은 클럭 신호들(P0Ck 및 P1Ck)의 하향 전이시에 획득된다.
다음으로, 도 4f에 대해, 피드백 신호(FB)가 임계값들 P0 목표 및 P1 목표 모두를 스트래들하는 타이밍도(266)가 도시되어 있다. 결과로서, 비교기(153 및 156)의 출력들(R0 및 R1)은 데이터와 같이 토글링한다. 또한, 출력들(D0(반전) 및 D1)은 클럭 신호들(P0Ck 및 P1Ck)의 상향 전이의 발생시 전이를 경험한다. 데시메 이션 필터들(206 및 213)이 클럭 신호들(P0Ck 및 P1Ck)의 양 및 음의 전이들 사이의 시간을 확장시킴으로 인해, 양의 전이가 클럭 신호들(P0Ck 및 P1Ck) 각각에서 발생하는 시간과 클럭 신호들(P0Ck 및 P1Ck)의 음의 전이 시간 사이에 다수의 리셋들이 D 플립-플롭들(146 및 149)에 인가된다. 이러한 리셋들은 긍극적으로 비교기 출력들(R0 및 R1(반전))의 토글링에 의한 임의의 역효과 없이 D 플립-플롭들(146 및 149)의 출력들(D0(반전) 및 D1)에 대해 대기 상태의 값들을 획득할 수 있게 한다.
비록 본 발명은 실시 예들에 대해 도시하고 설명하였지만, 당업자는 본 명세서를 읽고 이해하여 동등물들 및 변형들을 생각할 수 있을 것이다. 본 발명은 모든 그러한 동등물들 및 변형들을 포함하며, 청구 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (24)

  1. 아날로그 전류(IBias/IMod)를 발생시키는 제 1 회로로서, 데이터 임계값 전류가 적어도 상기 아날로그 전류(IBias/IMod)를 기초로 레이저 드라이버(100a/100b)에 의해 발생되며, 상기 데이터 임계값 전류가 레이저 다이오드(103)를 구동시키기 위해 사용되는 데이터 신호 내에 데이터 값을 발생시키기 위해 사용되는 것인, 상기 제 1 회로; 및
    이진 출력(R0, R1)을 발생시키기는 클럭 구성요소를 사용하는 제 2 회로로서, 상기 이진 출력(RO, R1)은 목표 임계값 전류 및 상기 레이저 다이오드(103)의 레이저 출력(109)로부터 발생되는 피드백 전류(FB) 사이의 비교에 따라 다르게 발생되는 것인, 상기 제 2 회로;
    를 포함하며, 상기 제 1 회로는 상기 이진 출력(R0, R1)을 기초로 상기 아날로그 전류(IBias/IMod)의 크기를 조절하는 것인, 레이저 파워 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 클럭 구성요소는 D 플립-플롭(146)를 더 포함하는 것인, 레이저 파워 제어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 아날로그 전류(IBias/IMod)는 바이어스 전류이며, 상기 데이터 임계값 전류는 상기 레이저 다이오드(103)에 인가되는 최소 전류를 포함 하는 것인, 레이저 파워 제어 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 아날로그 전류(IBias/IMod)는 변조 전류이며, 상기 데이터 임계값 전류는 상기 레이저 다이오드(103)에 인가되는 최대 전류를 포함하는 것인, 레이저 파워 제어 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 회로는
    디지털 값을 홀딩하는 카운터; 및
    상기 디지털 값을 상기 아날로그 전류(IBias/IMod)로 변환시키는 디지털-아날로그 컨버터를 더 포함하는 것인, 레이저 파워 제어 시스템.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 시스템은
    상기 D 플립-플롭(146)의 클럭 입력에 인가되는 클럭 신호를 더 포함하며, 상기 이진 출력(R0, R1)에 기초된 상기 아날로그 전류(IBias/IMod)의 크기의 조절은 상기 클럭 신호에서의 소정의 전이시에 발생되는 것인, 레이저 파워 제어 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 클럭 신호의 50% 듀티 사이클 기간은 상기 레이저 다이오드(103)에 의해 전송되도록 허용되는 최대수의 동일 값을 갖는 연속된 다중 디지트들의 기간보다 큰 것인, 레이저 파워 제어 시스템.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 시스템은
    상기 목표 임계값 전류 및 상기 피드백 전류(FB) 사이의 비교를 수행하는 비교기(153, 156)를 더 포함하며, 상기 비교기(153, 156)의 출력은 상기 D 플립-플롭(146)의 리셋 입력에 인가되는 것인, 레이저 파워 제어 시스템.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 시스템은
    상기 목표 임계값 전류 및 상기 피드백 전류(FB) 사이의 비교를 수행하는 비교기(153, 156)를 더 포함하며, 상기 비교기(153, 156)의 출력은 상기 D 플립-플롭(146)의 반전 리셋 입력에 인가되는 것인, 레이저 파워 제어 시스템.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 클럭 신호는 상기 디지털 신호에서의 동일한 값의 연속된 다중 디지트들의 발생을 기초로 발생되는 것인, 레이저 파워 제어 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 필터링된 데이터 신호가 상기 디지털 신호에서의 동일한 값의 다중의 연속 디지트들의 상기 발생들 각각을 기초로 발생되며, 상기 클럭 신호는 상기 필터링된 데이터 신호의 데시메이션을 기초로 발생되는 것인, 레이저 파워 제어 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 클럭 신호가 상기 필터링된 데이터 신호의 상기 데 시메이션으로 인하여 상기 피드백 신호 및 상기 데이터 신호 사이의 지연보다 큰 펄스 폭을 갖는 것인, 레이저 파워 제어 시스템.
  13. 아날로그 전류(IBias/IMod)를 발생시키는 단계;
    적어도 상기 아날로그 전류(IBias/IMod)를 기초로 레이저 드라이버(100a/100b)을 이용하여 데이터 임계값 전류를 발생시키는 단계;
    데이터 값을 나타내는 상기 데이터 임계값 전류를 포함하는 디지털 신호에 따라 레이저 다이오드(103)를 구동하는 단계;
    목표 임계값 전류 및 상기 레이저 다이오드(103)의 레이저 출력(109)으로부터 발생되는 피드백 전류(FB) 사이의 비교를 기초로 제 1 이진 출력을 발생시키는 단계;
    상기 제 1 이진 출력을 기초로 D 플립-플롭(146)을 이용하여 제 2 이진 출력을 발생시키는 단계; 및
    상기 제 2 이진 출력을 기초로 상기 아날로그 전류(IBias/IMod)의 크기를 조절하는 단계를 포함하는 것인, 레이저 파워 제어를 위한 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 방법은
    상기 레이저 다이오드(103)에 의해 전송되도록 허용된 최대 수의 동일한 값의 연속된 다중 디지트들의 기간보다 큰 기간의 50% 듀티 사이클을 갖는 클럭 신호 를 발생시키는 단계; 및
    상기 클럭 신호의 소정의 전이에 응답하여 상기 아날로그 전류(IBias/IMod)의 조절을 트리거링하는 단계를 더 포함하는 것인, 레이저 파워 제어를 위한 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 데이터 임계값 전류를 발생시키는 단계는
    상기 레이저 다이오드(103)에 인가되는 최소 전류를 발생시키는 단계를 더 포함하며, 상기 최소 전류는 논리 "0"를 나타내며, 상기 아날로그 전류(IBias/IMod)는 바이어스 전류를 포함하는 것인, 레이저 파워 제어를 위한 방법.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 데이터 임계값 전류를 발생시키는 단계는
    상기 레이저 다이오드(103)에 인가되는 최대 전류를 발생시키는 단계를 더 포함하며, 상기 최소 전류는 논리 "1"를 나타내며, 상기 아날로그 전류(IBias/IMod)는 변조 전류를 포함하는 것인, 레이저 파워 제어를 위한 방법.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 아날로그 전류(IBias/IMod)를 발생시키는 단계는
    카운터에서 디지털 값을 유지하는 단계; 및
    디지털-아날로그 컨버터를 이용하여 상기 디지털 값을 상기 아날로그 전류(IBias/IMod)로 변환시키는 단계를 더 포함하는 것인, 레이저 파워 제어를 위한 방 법.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 방법은
    상기 제 1 이진 출력을 상기 D 플립-플롭(146)의 리셋 입력에 인가하는 단계;
    클럭 신호를 발생시키는 단계; 및
    상기 클럭 신호에서 소정의 전이의 발생시에 상기 D 플립-플롭(146)을 리셋시키는 단계를 더 포함하는 것인, 레이저 파워 제어를 위한 방법.
  19. 제 13 항에 있어서, 상기 방법은
    상기 데이터 신호에서의 동일한 값의 연속된 다중 디지트들의 발생들을 기초로 클럭 신호를 발생시키는 단계; 및
    상기 클럭 신호에서의 소정의 전이에 응답하여 상기 아날로그 전류(IBias/IMod)의 상기 조절을 트리거링하는 단계를 더 포함하는 것인, 레이저 파워 제어를 위한 방법.
  20. 제 13 항에 있어서, 상기 방법은
    상기 D 플립-플롭(146)의 클럭 입력에 클럭 신호를 인가하는 단계를 더 포함하며, 상기 이진 출력에 기초된 상기 아날로그 전류(IBias/IMod)의 크기의 조절은 상 기 클럭 신호의 소정의 전이시에 발생되는 것인, 레이저 파워 제어를 위한 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 방법은
    상기 데이터 신호에서의 동일한 값의 연속된 다중 디지트들의 발생들을 기초로 상기 클럭 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것인, 레이저 파워 제어를 위한 방법.
  22. 아날로그 전류(IBias/IMod)를 발생시키기 위한 수단으로서, 데이터 임계값 전류가 적어도 상기 아날로그 전류(IBias/IMod)를 기초로 레이저 드라이버(100a/100b)에 의해 발생되며, 상기 데이터 임계값 전류가 레이저 다이오드(103)를 구동시키기 위해 사용되는 데이터 신호 내에 데이터 값을 발생시키기 위해 사용되는 것인, 상기 아날로그 전류 발생 수단;
    목표 임계값 전류 및 상기 레이저 다이오드(103)의 레이저 출력(109)로부터 발생되는 피드백 전류(FB) 사이의 비교를 기초로 이진 출력(R0, R1)을 발생시키기 위한 수단으로서, 상기 아날로그 전류(IBias/IMod)의 크기는 상기 이진 출력(RO, R1)을 기초로 조절되는 것인, 상기 이진 출력 발생 수단; 및
    상기 이진 출력(R0, R1)을 기초로 상기 아날로그 전류(IBias/IMod)의 크기의 조절을 트리거링하기 위한 수단을 포함하는 것인, 레이저 파워 제어 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 이진 출력(RO, R1)을 발생시키기 위한 수단은 D 플립-플롭(146)를 더 포함하는 것인, 레이저 파워 제어 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 이진 출력(RO, R1)을 발생시키기 위한 수단은 상기 목표 임계값 전류 및 상기 피드백 전류(FB) 사이의 상기 비교를 수행하는 비교기(153, 156)를 더 포함하며, 상기 비교기(153, 156)는 상기 D 플립-플롭(146)에 인가되는 출력을 발생시키는 것인, 레이저 파워 제어 시스템.
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