SE461696B - Foerfarande foer in- och urkoppling av lysdiod samt kopplad foerspaenningskrets foer lysdiodsaendare - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 40 2. 461 696 åstadkomma kretsar och logik, som kommer att helt urkoppla laserdíoderna vid frånvaro av en databurstsignal och mata en förspänningsström, som kommer att förnyas pcriodiskt vid en upprepningscykol och som kommer att inställa laserdiodens drift vid knät av dess karaktäristiska kurva omedelbart före och under varje databurst och därefter helt urkoppla dioden vid slutet av varje databurst.

Uppfinningen realiseras i en krets, som innefattar en styrbar strömkälla för in- och urkoppling av en lysdiod för att på en fiberoptikdatabuss sända en databurst kodad i överensstämmelse med höga och låga nivåer av en i nämnda-krets mottagen databurstsignal. Dioden har en karaktäristisk arbets- kurva vilken (a) haren låg ökningsgrad av emitterat ljus med ökande dimkmciteringsström över ett första område, som sträcker sig från nolhmciteringsströmnivå till en excitcringsströmnivà, vilken orsakas av en ström vid en första nivå I , och (b) har en hög ökningsgrad av emitterat ljus med ytterligare ökande exclteringsström över en andra del av den karaktäristiska arbetskurvan, varvid den andra delen sträcker sig från den extíteringsnivâ, som åstadkommes av IB, till en exciteringsnivâ som åstadkommes av strömmen vid en andra nivå IB + IM, och (c) har ett knä i den karaktäristiska arbetskurvan mellan den första och den andra delen. Enligt uppfinningen innefattar kretsen detekteringsorgan, som reagerar för från díoden utsänt ljus för ästadkommande av en första indikering, när ljusínten- siteten från díoden når den intensitet, som förorsakas genom exciuing av díoden med ström vid den första nivån I och för » att åstadkomma en andra indikering, när ljusíntensitgten från díoden når den intensitet, som förorsakas genom excitering av díoden genom ström vid den andra nivån IB + IM, varvid ström- källan innefattar kopplingsorgan (188,156) samt ett första programmerbart organ och ett andra programmerbart organ. Det första programmerbara organet innefattar en första strömkälla för excitering av díoden genom en första excíteringsström, som ökar från noll till dess den första lndikeríngen uppträder, så att díoden, då nämnda första indikering uppträder, excíteras för att åstadkomma ljus vid den exítcringsnivå, som motsvarar exciteringvid den första strömnivän IB. Det andra programmer- bara organet (154) innefattar en andra strömkälla, som reagerar för den första indikeríngen för att ytterligare excitcra díoden 10 15 20 25 30 35 40 5 461 696 med en ytterligare, andra cxciteringsström,som adderas till den första strömmen och som ökar från noll till dess den andra indikcringen uppträder. När den andra indikeringen upp- träder excitcrasdioden för att åstadkomma ljus vid den excite- ringsnivå, som motsvarar excítning vid den andra strömnivân IB + IM, och den andra strömkällan åstadkommer ström vid en nivå, som motsvarar strömnivån IM. Både det första och det andra programmerbara organet innefattar mínnesorgan, som reagerar för den första respektive andra indikeringen, för spärrande av den första och den andra programmerbara källan för att därefter åstadkomma strömmar svarande mot IB- resp.

IM-nivån. Efter det att dc båda programmerbara organens ström- källor har spärrats och emedan den signal, som representerar databursten, mottages i kretsen arbetar kopplíngsorganet för att sända ström från den första källan till dioden och det arbetar dessutom för att sända den ytterligare strömmen från den andra källan till dioden, emedan databurstssignalens nivå är hög. .

För ritningarna gäller följande: Pig. 1 visar den karaktäristiska arbetskurvan för en laserdiod med de därigenom åstadkomma utsignalerna såsom svar på givna insignaler.

Fig. Z visar ett generaliserat kombinationsblock och logiskt diagram för uppfinningen.

Pig. 3 visar ett logiskt och schematiskt diagram för lämpliga snabbkopplare, som kan användas för att hastigt in- och urkoppla en laserdíod, vars förspänníng under fråntill- ståndet återgår till nollvärde för inställning av laserdiodens drift vid nollexcíteringsnívånhos dess karakteristiska kurva.

Pig. 4 visar en grupp vågformer, som åskådliggör de signaler, vilka uppträder vid olika punkter i kretsen enligt fig. 2 och 3.

Pig. 5 visar ett mera detaljerat logik- och blockdiagram för de styrkretsar, som användes för att utföra tidsstyrningen av upprepningscykeltillståndet samt även det normala arbets- tillståndet för kretsen.

Pig. 6 visar ett detaljerat logik- och blockdiagram för sekvensstyrlogiken 216 i fig. S.

Fig. 7 visar ett blockdiagram för hela systemet.

För korthets skull kommer i denna beskrivning vågformerna 10 15 20 25 30 35 40 461 696 enligt fig. 4 att hänvisas till såsom vàgform 4A eller våg- form 4B istället för att de hänvisas till såsom vågform A i fig. 4 eller vågform B i fig. 4.

-I fíg. 1 representerar kurvan 100 den karaktäristiska arbetskurvan för laserdioden, varvid den vertikala axeln reprcsentar intensiteten av den utsända laserljuset och var- vid den horisontella axeln representerar amplítuden av den excíteringsström,som matas till laserdioden. Kurvan 100 har en origopunkt 112, där nolllaserljus genereras genom noll- exciteringsström,en relativt platt lutningsdel 114, där kurvans (dL/dl) lutning är relativt liten, som en brant lut- ningsdel 110, där dL/dI är relativt stor. Ett knä 116 markerar separationspunkten mellan den relativt platta och branta lutnings- delen 114 respektive 110 som kurvan 100.

Vid laserdiodens drift är det önskvärt att den modulerade delen av den signal, som överför intelligensen, uppträder mellan knät 116 och det kompletta till-tillståndet, representerat av kurvans 100 punkt 118, vilket uppnås genom excitering av laser dioden med en förspänningsström IB plus en moduleringsström IM. I Såsom kommer att framgå längre fram matas modulerings- strömmen IM i fig. 1 till laserdioden via omkopplaren 156 (fig. 3). Denna omkopplare 156 reagerar för en tvånívàdata- burst, som sändes till ingángsledaren 180 i fig. 3 för att leda eller inte leda IM till laserdioden via OR-griden 176.

Signaldelen 120 i fig. 1 representerar den modulerade signalen IM, som sändes till laserdioden 162 via omkopplaren 156. När sålunda IM väljes för att exciteralaserdíoden 162 till arbets- punkten 118 på kurvan 100 i fíg. 1 kommer moduleringsutrymmet att ligga mellan punkterna 116 och 118 hos kurvan 100.

Kurvans 100 arbetsdel 110 definieras också såsom liggande mellan de två vertikalt streckade linjerna 106 och 108 i fig. 1. För att erhålla drift hos laserdiodcn i kurvans del 110 erfordras förstlen förspänningsström IB för inställning av laser- diodens arbete vid knät 116, så att en moduleringsström kommer att medföra att dioden arbetar i sin branta lutningsdel 110.

En moduleringsström 120 med en toppamplitud IM, vilken ström sändes till laserdioden, kommer då att ge en ljusutsignal 122.

Såsom nämnts ovan använder tidigare kända anordningar 10 15 20 25 30 35 40 ÅÅ.1 W 696 normalt en konstant förspänningsström IB även vid frånvaro av en moduleringsström. Vid Frånvaro av en dylik moduleríngs- ström kommer det sålunda att förekomma ett kvarvarande laser- ljus, som åstadkommas av laserdioden 162 beroende på IB, vilket kvarvarande ljus kommer att uppträda pâ F(>bussen och störa den önskade ljussignalen på densamma.

Enligt föreliggande uppfinning matas en förspänningsström IB till laserdioden omedelbart före och under en databurst.

Vid alla andra tidpunkter kommer denna förspänningsström IB att ha nollvärde, så att laserdiodens emitterade ljusutsígnal också kommer att vara noll, såsom indikeras vid punkt 112 i fig. 1, varigenom restljus hindras från att uppträda på FO-bussen.

Uppfinningen ger också en logik för att periodiskt upprepa vär- det av förspänningsströmmen IB, så att den alltid kommer att förspänna dioderna vid knät 116 av dessas karaktäristiska arbetskurvor. Dessa repetitionscykler är önskvärda, eftersom de karaktäristiska arbetskurvorna för dioderna ändrar sig med tiden och användningen, vilket resulterar i en viss förflytt- ning av knät 116 och lutningen av den branta delen 110 hos den karaktäristiska arbetskurvan 100 i fig. 1.

Eftersom det är önskvärt att hålla toppamplituden för laserdiodens modulerade utsignal 122 vid ett väsentligen kon- stant värde är det även önskvärt att variera moduleringsström~ mens IM toppvärde från tidpunkt till tidpunkt under en repetionscykel. Om exempelvis brantheten för lutningen av kurvans del 110 skulle öka så bör värdet av IM minskas för bibehållande av den modulerade utsignalen 122 vid en konstant toppamplitud.

I fig. 2 visas ett allmänt blockdiagram för den logik, som erfordras för att utföra den periodiska repetitionscykeln, varvid både förspänningsströmmen IB och moduleringsströmmen IM bättras på eller förnyas och sedan användes under en tids- period, till dess den följande upprepnings- eller förnyelse- cykeln uppträder.

Betrakta nu förnyelsecykeln och hur den åstadkommes genom diagrammet i fig. Z. En förnyelsesígnal matas via ledaren 150 från en lämplig källa, t.ex. en övervakande centralenhet CPU, som inte visas speciellt, till förnyelsestyrkretsen 152.

Kretsen 152 visas i detalj i fig. 5 och kommer att diskuteras längre fram. Antag dock för diskussion av det allmänna dia- 461 696 grammet i fig. Z att förnyelscstyrkretsen kommer att svara på förnyelsesignalen för att sekventiellt generera styrsignaler, som först kommer att aktivera laserdioden 122 från ett noll- ljusemissionstillstând och gradvis uppåt till dess en önskad 5 förspänningsström IB genereras, vilken kommer att bringa laser- díoden till drift vid knät 110 hos kurvan 100 i fig. 1. Såsom svar på förnyelsesignalcn aktiveras först, närmare bestämt, en programmerbar strömkälla 186, vilken arbetar för att producera en långsamt ökande ström, som styres genom den styràzförspännings- 10 källan 188 till laserdioden 162. Det bör observeras att den styrda förspänningskällan 188, som i själva verket är en om- kopplare, bringas att bli ledande genom en signal från för- nyelsestyrkretsen 152 via ledaren 194 och OR-grinden 192, samtidigt som den programmerbara strömkällan 186 aktiveras. 15 När den i källan 186 genererade strömmen långsamt ökar kommer laserdioden 162 att utsända ljus till en övervakande fotodlod 162, som reagerar på detta för att generera en elek- trisk signal, som sedan återmatas till förnyelsestyrkretsen 152 via ledaren 166, âterkopplingsförstärkaren 172 och ledaren 20 174. I förnyelsestyrkretslogiken 152 är jämförelsekretsar (inte speciellt visade i fig. 2 men visade i fíg. 5 och 6) inkluderade, vilka kommer att jämföra den elektriska signal, som matas till- baka från den fotokänsliga dioden 164, med en referensspänning (vilken också visas i fig. S och 6). 25 När den elektriska signal, som matats tillbaka genom återkopplingsförstärkaren 172, är lika med referensspänningen indikerar den att lasern arbetar vid knät 116 hos den karaktäris- tiska arbetskurvan 100 (fig. 1), vilket bestämmes utgående från startkalibreringskurvor för de speciella laser- och fotodioder, 30 som användes i systemet. Förnyelsestyrkretsen 152 kommer att reagera på detta tillstånd för att upphöra med att öka den ström, som genereras i den programmerbara strömkällan 186, och statisera (dvs. konstantgöra) denna ström vid dess då aktuella värde. Den styrda förspänningskâllan 188 kommer emeller- 35 tid att fortsätta med att leda förspånníngsströmmen IB från källan 186 till laserdioden 162.

Vid denna tidpunkt i förnyelsecykeln har förspänníngs- strömmen IB upprättats och det är nu tid för att upprätta moduleringsströmmen IM. Den senare àstadkommes med användning 40 av den programmerbara strömkällan 154 och snabb-modulatorom- 10 15 20 25 40 461 696 kopplaren 156. Närmare bestämt kommer förnyelsestyrkretsen 152 att aktivera strömkällan 154 och sluta (göra ledande) omkopp- laren 156 via ledaren 178 och OR-grinden 176 och att därefter börja öka en ström från nollvärdet, vilken ström genereras i den programmerbara strömkällan 154. Eftersom IB fortfarande matas till laserdioden 162 kommer det ljus, som utsändcs från dioden 162, att öka, så att den av den övervakande fotodíoden 164 genererade signalen också kommer att fortsätta att öka.

Denna sammansatta signal, som genereras av den ljuskänsliga dioden 164 består nu av en elektrisk signal, som genereras såsom svar pâ det ljus, som alstras av laserdioden 162 beroende på både IB och IM. kopplingsförstärkaren 172 till förnyelsestyrkretsen 152. En Denna elektriska signal återmatas via åter- andra jämförande logik i förnyelsestyrkretsen 152 kommer att jämföra denna sammansatta elektriska signal med en andra referensspänning och den kommer att, när likhet förekommer inom vissa toleranser, bringa strömmen IM i strömkällan 154 att upphöra med att öka och att statiseras i det då förekommande tillståndet. lbduloringsströmmen IM i strömkällan 154 kommer att upp- höra med att öka och att statiseras i det då förekommande till- ståndet. Moduleringsströmmen IM visas i fig. 1 och den är, såsom framgår, överlagrad på förspänningsströmmen IB. för IB förnyelsecykeln och systemet återgår till normal drift. Under normal drift behålles värdena på IB och IM i den programmer- bara strömkällan 186 respektive 154. De två omkopplarna 188 och 156 förblir emellertid i öppen strömkrets (icke-ledande), till dess en databurst uppträder, så att varken IB eller IM matas till laserdioden 162 förrän denna databurst uppträder.

Med andra ord är laserdioden helt urkopplad under frånvaro av databursten vid normal drift och den arbetar i själva verket När värdena och IM väl har bestämts avslutas huvudsakligen vid punkt 112 i fig. 1. När en databurst upp- träder matas emellertid en styrande förspänningssignal (våg- form 4C) via ledaren 196 genom (R-grinden 192 till omkopplaren 188 omedelbart före denna databurst för att IB (vågform 4D) skall tillåtas passera från strömkällan 186 till laserdioden 162. Laserdíoden 162 arbetar nu således vid knät 116 hos sin karaktäristiska arbetskurva, såsom visas i fig. 1. Databursten (vågform 4A) följer omedelbart därefter och matas via ledaren 180 (fig. 2) genom (R-grinden 176 och snabbomkopplaren 156 till 10 15 20 ZS 30 35 40 461 696 laserdioden 162, såsom visas i vågform 4B.

Under högnivådelarna för data, såsom visas genom nivåerna 119 i fig. 1, är omkopplaren 156 sluten (ledande), så att den i källan 154 genererade strömmen IM kan matas till laserdioden 162. Under lâgnivàdelarna för data, t.ex. nivåerna 117 i fig. 1, har omkopplaren 156 en öppen krets, så att passage av IM från källan 154 till laserdioden 162 förhindras. Laserdiodens 162 utsignal är den lasersignal 122 (fíg. 1), som matas till FO-bussen (inte visad i fig. 1).

Det torde observeras att fotodioden 164 (fíg. 2) effektivt är utanför kretsen under det normala drifttillståndet, eftersom förnyelsestyrkretsen 152 kommer att ignorera alla signaler, som utmatas från àterkopplingsförstärkaren 172. I själva verket bortkopplas förnyelsestyrkretsen 152 även från systemet under normal drift. Endast strömkällorna 154 och 186 omkopplarna 156 och 188 samt CR~grindarna 176 och 192 användes vid normal drift.

För att styra laserdiodens 162 temperaturmiljö finns en logik, inkluderande en termoelektriš< modul 192, en termistor 198 samt en tváriktnings-temperaturstyrlogik 199, vilka arbetar tillsammans på välkänt sätt.

Fig. 3 visar i kombination schematiska och logiska dia- gram för snabb-modulatoromkopplaren 156 och den styrda snabb- -förspänningskällomkopplaren 188, vilka visas såsom 156 och 188 i fig. 2. Närmare bestämt representeras den styrda förspännings- källan 188 i fig. 2 av det emitterkopplade arrangemanget av transistorer 204 och 206 i det streckade blocket 188 i fig. 3 och snabb-modulatoromkopplaren 156 i fig. Z representeras av ett liknande emíttcrkopplat arrangemang av två transistorer 200 och 202 inom det streckade blocket i fig. 3.

Betrakta först omkopplaren i block 188. När antingen den för inkoppling avsedda förförspänningspulsen (vågform 4C) eller förnyelseförspänningssignalen via ledaren 194 (fíg. 2) från förnyelsestyrkretsen 152 matas genom OR-grinden 192 och inver- teraren 220 till transistorns 206 bas så bringas denna transis- tor 206 att vara icke-ledande. Å andra sidan matas grindens 192 icke-inverterade insignal direkt från utgången hos OR-grinden 192 till basen hos transistorn 204, som mycket snabbt blir ytterst ledande, vilket i hög grad underlättas genom transistorns 206 frânkoppling. Strömmen genom den mycket ledande transistorn 204 hestämmes av värdet på strömmen IB från den programmerbara 10 15 20 25 30 35 40 461 696 strömkällan 186 i fig. 2. laserkällans diod 162, som reagerar för densamma för alstring Donna ström IB passerar även genom av laserljuset. Intensiteten av laserljuset vid denna punkt beror på den mängd ström I som passerar genom transistorn , 204. Såsom diskuteras ovanßbestämmes värdet på IB under för- nyelsecykeln och matning sker senare genom omkopplaren 188 omedelbart före mottagningen av en datapuls, som matas till snabb-modulatoromkopplaren 156 via ingângsledaren 180.

Det torde observeras att den till den ena ingången hos OR-grinden 192 via ledaren 196 matade för inkoppling avsedda förförspänningspulsen, som är förförspänningsstyrsignalen hos den till ledaren 196 i fig. 2 matade vågformen 4C, med ett litet tidsintervall måste föregå matningen av data till ingàngsledaren 180 eftersom omkopplaren 188 måste slutas innan IB från källan 186 kan passera därigenom till laserdioden 162 och dessutom eftersom IB måste komma före databursten.

Snabb-modulatoromkopplaren i block 156 fungerar generellt på samma sätt som omkopplaren 188. Moduleringsströmmen IM, som matas till transistorernas 200 och 202 emittrar, kommer att passera nästan helt genom transistorn 202, när högnivådelarna av en databurst matas genom CR-grinden 176 för att aktivera transistorn 202 och inaktivera transistorn 200. När data matas via ledaren 180 genom (R-grinden 176 och inverteraren 216 kommer transistorn 200 att bli icke-ledande under högnivådelarna av Samtidigt kommer transistorn 202 att bli högledande eftersom den oinverterade dataínsignalen via ledaren 218 matas till transistorns 202 bas. Strömflödet genom den nu högledande transistorn 202 bestämmcs av värdet på moduleringsströmmen nämnda data.

IM, vilket bestämdes under förnyelseperioden, såsom diskuterats ovan i samband med fig. 2. Under lågnivådelarna för datain- matning kommer transistorn 202 att vara icke-ledande, så att den ström, som passerar genom laserkällan 162 beroende på verkan av omkopplaren 156, kommer att vara försumbar. Såsom diskuterats ovan kommer den enda strömmen genom lasern 162 under dessa lågnivådelar att vara IB, vilket möjliggöres genom närvaro av den via ledaren 196 matade för inkoppling avsedda förförspänningspulsen.

De styrsignalcr, som uppträder på ledarna 194 och 178 under förnyelsccykcln och som matas till CR-grindarna 192 och 176, genereras i förnyclsestyrkretsen 152 1 fig. 2 på ett 10 20 25 30 4U 10 461 696 sätt, som nu kommer att beskrivas närmare i detalj i samband med diskussionen beträffande fig. 5.

I fig. 5 visas en mera detaljerad kombination av block- -och schemadiagram med avseende på uppfinningen än vad som visas i fig. 2. Många av elementen i fig. 5 motsvarar i fig. 2 askâdliggjorda element och identifieras med samma hänvisnings- beteckningar. Närmare bestämt motsvarar den detaljerade logiken i de streckade blocken 154 och 186 i fig. 5 blocken 154 och 186 i fig. 2. CR-grindarna 176 och 192, snabb-modulat0romkopp- laren 156 samt den styrda förspänningskällomkopplaren 188 i fig. 5 motsvarar pâ samma sätt identifierade element i ñig. 2.

Logiken i block 165 i fig. 5 motsvarar logiken i block 165 i fig. 2 med undantag av att de i fig. 2 åskàdliggjorda tempera- turstyrande elementen 197, 198 och 199 inte visas i fig. 5. Återkopplingsförstärkaren 172 i fig. S motsvarar återkopplings- förstärkaren 172 i fig. Z.

De återstående elementen i fig. 5 representera; en ut- vidgad representation av förnyelsestyrkretsen 152 i fig. 2.

Närmare bestämt inkluderar dessa ökade element klockkällan 210, transmissionsgrindarna 212 och 214, komparatorerna 220 och 222 samt IB- och IM-referensspänningskällorna 226 och 228.

Räknaren 230, digital/analog-omvandlaren (DAC) 232 samt den spänningsstyrda strömkällan 234 innefattar en något mera detaljerad återgivning av den programmerbara strömkällan 154 i fig. 2. På samma sätt utgör räknaren 240, DAC 242 samt den spänningsstyrda strömkällan 243 en mera detaljerad återgiv- ning av den programmerbara strömkällan 186 i fig. Z.

De olika signalerna, vilka representeras av vågformerna i fig. 4, uppträder vid olika punkter i kretsen i fig. 5, såsom representeras med de med cirklar angivna beteckningarna i fig. 5. Exempelvis uppträder vågform 4A, som utgör datain- signalen, på ingångsledaren 180 i fig. 5 såsom antydes med den i cirkel angivna beteckningen 4A, vilken pekar på ingångs- lcdaren 180. I Sekvensstyrenheten 216 i fig. 5 styr tidsinställníngen i de tvâ arbetstillstànden för systemet, nämligen förnyelse- cykcltillstàndet och det normala tillståndet. En mera detaljerad återgivning av sekvensstyrenheten 216 visas i fig. 6 och kommer att diskuteras längre fram. När det gäller diskussionen av fig. 5 kommer gcncreringcn av vissa tidsstyrningssignaler att 10 20 25 30 35 40 461 696 förutsättas.

I förnyelsecykeln kommer IB-räknaren 240 först att åter- ställas till noll genom en utsignal från sekvensstyrenheten 216 via ledaren 250. Omedelbart därefter kommer transmissions- grinden 214 att aktiveras av en utsignal från styrcnheten 216 via ledaren 252 för matning av oscillatorns 210 utsignal genom transmíssionsgrinden 214 till IB-räknaren 240. Denna räknare 240 kommer att räkna såsom svar på utsignalen från oscillatorn 210 och att samtidigt generera en ökande analog spänning vid utgången hos DAC 242, vilken spänning påtryckes på spänningsstyrströmkällan 243, vilken i sin tur genererar strömmen IB.

Den styrda förspänníngsomkopplaren 188 i fig. 5 blir ledande samtidigt med återställningen av IB-räknaren 240 till noll medelst en signal, som matas från styrcnheten 216 via utgångsledaren 254 och OR-grinden 192. Sålunda matas den i strömkällan 243 genererade strömmen IB till laserdíoden 162, vilken kommer att reagera för strömmen för genereríng av ett laserljus, vars intensitet är proportionell mot styrkan av IB. Såsom diskuterats ovan detekterar den övervakande foto- dioden 164 en viss andel av detta laserljus och återmatar dot via återkopplingsförstårkaren 172 till två komparatorer 220 och 222. Medelst styrorgan i styrenheten 216 kommer endast komparatorns 220 utsignal att användas av systemet under den tid, då värdet på IB bestämmes. När den från återkopplings- förstärkaren 172 matade signalen är lika med IB-referens- spänningen från 226 kommer komparatorn 220 att utmata en signal till sekvensstyrenheten 216, vilken signal indikerar att återkopplingssignalen har blivit lika med referensspän- ningen 226 och att det nu är tid att fastställa värdet av moduleringsströmmen IM. Sekvensstyrenheten inhiberar ytterligare ökning hos I -räknaren 240 genom att mata en styrsignal via B ledaren 252 för inhibering av transmissionsgrinden 214, vari- genom det då aktuella värdet på IB Styrenheten 216 reagerar vidare för komparatorns 222 utsignal efter inaktivering av transmissionsgrinden 214 för lagras i räknaren 240. aktivering av transmissionsgrinden 212 via ledaren 261, vari- genom klockkällans 210 utsignal tillätes att passera till klockingången hos IM-räknaren 230, som har äterställts till noll via ledaren 263 omedelbart före genom styrorganet i LD 10 15 Z0 25 30 40 IL 461 696 styrenheten 216 på ett sätt, som skall diskuteras längre fram i samband med fig. 6.

Sammanfattningsvis kan sägas att samtidigt som trans- missionsgrinden 212 blir aktiverad och transmissionsgrinden 214 blir inaktiverad kommer sekvensstyrenheten 216 att bringa B, att in- aktiveras och komparatorn 222, som hör samman med IM, att utgången hos komparatorn 220, som hör samman med I aktiveras.

Sålunda kommer kretsen att jämföra utsignalen hos den övervakande fotodioden 164 och återkopplíngsförstärkaren 172 med IM-referensspänningen 228 för att fastställa modulerings- amplitudområdet för laserdiodens 162 utsignal.

När räknevärdet i IM-räknaren 230 ökar kommer en mot~ svarande ökande analog spänning att genereras i DAC 232. Denna analoga spänning kommer att påtryckas på den spänningsstyrda strömkällan 234.

Omedelbart före matningen av klocksignalen till I -räknaren 230 gjordes snabb-modulatoromkopplaren 156 kontinuerlig? led- ande medelst en signal, som sändes till densamma från styr- enheten 216 via ledaren 260 och OR-grinden 176. Snabb-modulator- omkopplarens 156 utsignal IM är en signal, vars amplitud bestämmer maximalvärdet för alla data, som därefter utmatas från systemet (dvs. från laserdioden 162), såsom representeras medelst vågform 4E. Med andra ord inställes värdet av IM under förhållanden med (CW), varigenom den toppmoduleringsström, som sändes till stationärt tillstànd eller kontinuerlig våg laserdíoden 62, fastställes. Det bör observeras att den från den spänningsstyrda strömkällan 243 sända signalen I sändes till laserdioden 162.

B samtidigt I fíg. 6 visas ett mera detaljerat diagram över sekvens- styrenheten 216 i fig. 5. Många av de i fig. 6 visade elementen motsvarar element i fig. 5 och identifieras med samma hänvis- ningsbeteckningar. Sålunda motsvarar logiken i blocken 186, 154, 221 och 165 i fig. 6 logiken i på samma sätt identifierade block i fig. 5. omkopplarna 156 och 188 i fig. 5.

Omkopplarna 156 och 188 i fig. 6 motsvarar OR-grindarna 192 och 176 samt transmissionsgrindarna 212 och 214 i fig. 6 har också motsvarande element i fig. 5.

De kvarvarande elementen i fig. 6 innefattar elementen hos sekvensstyrenheten 216 i fig. 5 och speciellt innefattar de L!! 10 15 Z0 ZS 35 40 13 \í) 46 66 vipporna 280, 281 och 282 samt AND-grinden 279.

En förnyelsecykelstartpuls sändes via ledaren 150 till 'inställningsingàngarna hos vipporna 280 och 281 för inställ- ning av nämnda vippor. Samma startpuls sändes till återställ- ning-till-noll-ingången hos räknaren 230. Den inställda ut- signalen hos vippan 280 aktiverar sedan (gör ledande) omkopp- laren 188 via OR-grinden 192 och aktiverar transmissions- grinden 382 via ledaren 194.

Inställningen av vippan 281 aktiverar transmissíonsgrinden 214 för att tillåta klockkällans 210 utsignal att klockstyra IB-räknaren 230 (som just har âterställts till noll av fram- kanten hos förnyelsepulsen på ledaren 150). När räknaren 230 ökar sitt räknevärde ökas också utsignalen hos DAC 232 för att styra styrkan av den ström, som genereras i den spännings- styrda strömkällan 234, såsom diskuterats ovan. Källans 234 utsignal passerar genom omkopplaren 188 till laserdioden 164.

Såsom diskuterats ovan kommer också fotodiodövervakaren 162 att ta upp en del av det utsända ljuset från dioden 164, vilket sedan, såsom en elektrisk signal, kommer att sändas genom den aktiverade transmissíonsgrinden 382 och áterkopplings- förstärkaren 172 till komparatorn 220. Komparatorns 222 ut- signal är inte betydelsefull vid denna tidpunkt, eftersom den sändes till en ingång hos AND-grinden 279, vilken inaktiveras genom vippas 282 startåterställningstillstånd.

När förspänningsströmmen I når sitt önskade värde, vilket hestämmes av komparatorn 220 ochBIB-referensspänníngen 226, kommer komparatorn 220 att ändra tillstànd för att inställa vippan 282,återställa vippan 281 och återställa IM-räknaren 240 till noll såsom förberedelse för bestämmandet av värdet av IM. Inställningen av vippan 282 kommer att sluta (göra ledande) omkopplaren 156 via OR-grinden 176 och att aktivera transmissionsgrinden 212, så att IM-räknaren 240 kommer att börja räkna (från noll). Återställningen av vippan 281 kommer att inaktivera transmissionsgrinden 214 för att statisera det då aktuella räknevärdet i IB-räknaren 230.

När räknaren 240 räknar upp från noll kommer den att generera en analog spänning vid utgången av DAC 242, vilken spänning kommer att påtryckas på den spänningsstyrda ström- källan 243. Källan 243 kommer att reagera för denna spänning från DAC 242 för att generera en ström IM, som kommer att matas 10 15 20 25 30 35 40 461 696 M till laserdioden 1b2 via omkopplaren 156 (när denna är ledande).

Så snart transmissionsgrinden 212 aktiveras, vilket sker vid den tidpunkt då transmissionsgrinden 214 inaktiveras, kommer komparatorn 222 även att bli aktiv i logiken, eftersom räkne- värdet i IM-räknaren 240 kommer att ökas, vilket sålunda ökar IM. När IM ökar kommer även den från övervakníngsdioden 164 via áterkopplingsförstärkaren 172 återkopplade signalen att öka, till dess den är lika med IM-referensspänningen vid 228. ändra tillstånd för matning av en framkantsignal via AND-grinden Vid denna tidpunkt kommer komparatorns 222 utgång att 279 (preparerad när vippan 282 blir inställd av utsignalen frài komparatorn 220) för återställníng av víppan 280 och vippan 282. Återställningen av vippan 282 eliminerar den aktiverade signalen från ledaren 159 för omkopplaren 156, så att om- kopplaren 156 kan reagera för data när normal drift återupp- tas. Återställningen av vippan 280 eliminerar aktiverings- signalen för omkopplaren 188 från ledaren 194 (via CR-grinden 192), så att omkopplaren 188 kan reagera för förförspännings- signalen under normal drift.

Förnyelsecykeltillståndet är nu avslutat, varvid systemet är i kondition för normal drift och för mottagning av den följande förnyelsecykeln vid en senare tidpunkt.

Det torde observeras att innehållen i de båda räknarna 230 och 240, när vipporna 280 och 282 är återställda, förblir statiserade så att värdena av IB och IM, vilka bestämts under förnyelsecykeln, kommer att överföras till laserdioden 162 vid normal drift till dess den följande förnyelsecykeln upp- träder.

Under hänvisning till fig. 7 visas nu konstruktionen för att starta och avsluta förförspänningsstyrsígnalen, data- bursten och förnyelsecykclstartsignalen, vilka användes såsom insignaler till konstruktionen enligt fig. 5.

Konstruktionen enligt fig. 5 är principiellt sändardelen hos en station, som är en av många stationer på den gemensamma FO-bussen. I fig. 7 men inte i fig. 5 visas den logik, som är belägen vid en station för att mottaga en till denna på Füebussen sänd signal. En dylik signal kan härstamma från någon av stationerna på FO-bussen, inklusive en övervaknings- station, som kan styra förekomsten av förnyelsesignaler. Dess- 10 15 20 25 30 35 40 lå 461 696 utom kan varje station mottaga instruktioner, som är riktade 7 till densamma, på FO-bussen och avkoda dessa instruktioner via lämpliga avkodníngsorgan, som kan vara en centralcnhet (CPU).

Databurster genereras såsom svar pa dessa mottagna signalers instruktioner eller alternativt kan de härröra från en given station. Dessa databurster bildas normalt såsom elektriska signaler och sändes till en ingångsledare, t.ex. ledaren 180 i fig. S.

Såsom diskuterats ovan bör en förförspänningsstyrsignal uppträda omedelbart före en databurst och sändas till en ledare, t.ex. ledaren 196 i fig. 5. Även en förnyelsecykelsignal-måste genereras periodiskt och sändas till en ledare, t.ex. ledaren 150 i fig. 5.

Alla de föregående signalerna kan genereras av den all- männa logiken i fig. 7, Antag att en kodad instruktion mottages av mottagaren 300 (belägen vid stationen i fig. 5] via FO-bussen 301 i fig. 7. tagna optiska signaler till elektriska signaler och sända dem till avkodaren 302. Avkodarens 302 utsignal fungerar för Mottagaren 300 kommer att omvandla dessa mot- att antingen starta sändning av databurster via utgàngsledaren 303 och AÉD-grindarna 322 eller 324 tillsammans med en för- förspänningsstyrsignal genom inställning av vippan 317 eller att starta en förnyelsesígnal via ledaren 305, beroende på den mottagna ínstruktionens art.

Om transmissíonen av en databurst skall påbörjas sändes en aktiveringssignal via fördröjningselementet 307 och AND-grinden 324 (då denna är preparerad) till blocket 306 för lagrad databurst, vilket block, om det innehåller en komplett data- burst, kommer att mata denna genom OR-grinden 320 till in- gången 180 hos konstruktionen enligt fig. 5. Prepareringen av AND-grinden 320 åstadkommas av en högnivâsignal, som sändes till AND-grinden 324 från datakällogíken 308 via ledaren 323, som indikerar komplett databurst.

On en komplett databurst inte har sänts till logiken 306 för lagrad dataünst från datakällan 308 kommer utgångs- ledaren 3Z3,som indikerar komplett databurst, att vara vid en låg nivå, varigenom AND-grinden 324 inaktiveras och den ínhiberade AND-grinden 322 aktiveras, vilket i sin tur kommer att aktivera logiken 314 för matning av signalen avseende fullständig databurst genom (R-grinden 320 till logiken i fig. 5, 10 15 20 I6 461 696 och detta indikerar att stationen i fig. 5 inte är redo att sända en komplett databurst.

Under matningen av en komplett databurst från minnes- logiken 306 eller den signal, som indikerar icke-komp]ett_ databurst, från logiken 314 genom CR-grinden 320 aktiveras förförspänningsstyrkällan 316 genom vippans 317 inställnings- tillstånd för matning av den lämpliga icke-fördröjda förför- spänningsstyrsignalen till ledaren 196. Förförspänningsstyr- signalen kommer att börja omedelbart före databursten (eller den icke-kompletta databurstsígnalen), genom fördröjnings- tiden A=T, och den kommer att sluta omedelbart därefter genom en databurst-komplett-signal, som sändes från antingen data- burstkällogikcn 306 eller databurst-icke-komplett-logiken 314 genom OR-grinden 327 för att återställa vippan 317.

Då och då kommer mottagaren 300 vid den i fig. 7 visade stationen att mottaga en instruktion från en övervaknings- statíon (icke visad), vilken instruktion indikerar att en förnyelsesignal skall uppträda. Avkodarlogiken 302 kommer , att reagera för denna instruktion för att via ledaren 305 sända en signal till block 310, vilket i sin tur kommer att generera en förnyelsecykelstartsignal, såsom diskuterats ovan med avseende på fíg. 5 och 6.

Claims (4)

IT \_|') 46166 fatentkrav

1. Krets (312, fíg. 7), vilken innefattar en strömkälla för in- och urkopplíng av en ljusemitterande diod för att på en fiberoptikdatabuss sända en databurst, vilken är kodad i enlighet med höga och låga nivåer hos en databurstsignal, som mottages i nämnda krets, varvid en karaktäristisk arbets- kurva (100, fig. 1) för nämnda ljusemitterande diod (a) har en låg ökningsgrad av emitterat ljus med ökande diodexciterings- ström över en första del (114), som sträcker sig från noll- exciteringsströmnivå till en exciteringsströmnivà (106, som orsakas av en ström vid en första nivå IB, och (b) har en hög ökningsgrad av emítterat ljus med ytterligare ökande exciteringsström över en andra del (110) av nämnda karaktäris- tiska arbctskurva, vilken andra del sträcker sig från den genom IB åstadkomna excitcringsnivån till en exciteringsnivå (108), som åstadkommes av strömmen vid en andra nivå IB+IM, samt (c) har ett knä (116) i den karaktäristiska arbets- kurvan mellan nämnda första och andra del; k ä n n c t c c k n a d därav, att kretsen (fig. 5) inne- fattar: ' ' detekteringsorgan (164, 221), som reagerar för ljus, som emitterats från nämnda diod, för att åstadkomma (vid 220) en första indikering, när intensiteten av ljus från nämnda diod når den intensitet, som orsakats genom ekcitering av dioden genom ström vid den första nivån IB, och för att åstadkomma Wid 222) en andra indikering, när intensiteten av ljus från nämnda diod när den intensitet, som orsakats genom excitering av dioden medelst ström vid den andra nivån IB+IM; och att nämnda strömkälla innefattar kopplingsorgan (188, 156) samt ett första programmerbart organ och ett andra program- merbart organ; att det första programmerbara organet (186) innefattar en första strömkälla (243) för exciterinq av nämnda diod med en förstaexditeringsström, som ökar från noll till dess nämnda första indikering uppträder, så att nämnda diod, vid före- komst av nämnda första indikering excümras för att ge ljus vid dentmciteringsnivå, som motsvararcxcitering vid den första strömnivån IB; att nämnda andra programmerbara organ (154) innefattar en 461 696 'B andra strömkälla (234), som reagerar för den första indikeringen för att ytterligare emfitera nämnda diod med en ytterligare, andra cxciteringsström,som adderas till den första strömmen och som ökar från noll, till dess nämnda andra indikering uppträder, sa att nämnda diod, när nämnda andra indikering uppträder, Oxßüßräfi för att åstadkomma ljus vid den excitvríflgä- nivå, som motsvarar emfiterüm vid den andra strömnivàn IB+IM, nämnda andra strömkälla åstadkommer ström vid en nivå, som mot- svarar strömnivän IM; att både det första och det andra programmerbara organet innefattar minnesorgan (240, 242; 230, 232), som reagerar~för nämnda första resp. andra indikering, för att spärra nämnda första och andra programmerbara strömkällor för att därefter åstadkomma strömmar, vilka svarar mot IB- resp. I -nivån; samt att nämnda kopplingsorgan (188, 156) är verïsamt efter nämnda programmerbara organs drift och så länge fl15ígflê1,$0m representerar databursten, mottages i nämnda krets för sändande av ström från nämnda första källa till nämnda diod, och är vidare verksamt för att så länge nivån hos databurstsignalen är hög sända ström från den andra källan till dioden.

2. Krets enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda kopplíngsorgan innefattar: ett första kopplingsorgan (188), som är verksamt så länge nämnda databurst mottages i nämnda krets för matning av ström IB till nämnda diod; och att det andra kopplíngsorganet (154) reagerar för var och en av högnivåsignalerna hos den mottagna databursten för matning av ytterligare ström IM till nämnda diod; samt att nämnda kopplingsorgan matar nollexíteringsnívåström till nämnda diod vid slutet av varje databurst.

3. Krcts enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att den vidare innefattar: ett styrorgan (216), som reagerar för upprepat genererade förnyelsesignaler (på 150), vilka indikerar start av resp. förnyelsetillståndsoperationer hos nämnda krets, för att generera respektive grupper av sekventiella första och andra styrsignaler (på 250, 252; och 261, 263); samt att nämnda första programmerbara organ reagerar för nämnda första styrsignaler (pä 252, 250) genom att nämnda första strömkälla bringas att öka nämnda ercíunfingxwlöm Fnnrnoll- '° 461 696 nivä i riktning mot nivån IB; och att nämnda andra prognammerbara organ reagerar för nämnda sekventicllt uppträdande andra grupp av styrsignaler (pá 261, 263) genom att den andra strömkällan bringas att öka nämnda andra IM; och att nämnda detekteringsorgan innefattar: ljuskänslíga organ (164, 172), som reagerar för det ljus, som utsändes från nämnda laserdiod, för att generera en tredje styrsigna] (från 172), som indikerar intensiteten av det ljus, som utsänts från nämnda laserdiod; samt ' ett första och ett andra komparatororgan (Z20,222); varvid nämnda första komparatororgan reagerar för nämnda tredje styrsígnal och för en förutbestämd första referens- signalnivå (frân 172) för åstadkommande av nämnda första indike- ring; och varvid nämnda andra komparatororgan reagerar för nämnda tredje styrsígnal och.för en förutbestämd andra referenssignal- nivå (från 228) för âstadkommande av nämnda andra indikering.

4. Förfarande för att in- och urkoppla en ljusemitterande diod för att sända kodade databurster från densamma på en fiberoptikdatabuss i överensstämmelse med höga och låga nivåer hos en databurstsignal; varvid nämnda ljusemitterande diod har en karakteristisk arbetskurva (a) med en låg ökníngsgrad av emitterad ljusintensitet över en första del av kurvan, vilken sträcker sig från nollexciteringsnivå till den första B, och (b) en hög ökningsgrad av emitterad ljusintensitet med ytterligare ökande exciteringsnivå,som orsakas av en ström I mmitcnng via en andra del av kurvan, som sträcker sig från den första exciteringsnjvåntill den andra exciteringsnivà, som förorsakas av IB+IM; k ä n n e t c c k n a t av ínställningsstegenz att bestämma värdet av strömmen IB genom excitering av nämnda diod med ström, som progressivt ökar från noll till en första nivå, vid vilken nämnda diod ger ljus med intensitet, som orsakas av excitcringsströmmen IB; att därefter bestämma strömmcnsIM värde genom att emfitera nämnda diod med vxcítoringsströmlß och med ytterligare ström, som ökar från nivån IB till en andra nivå, vid vilken nämnda diod ger ljus av intensitet, som orsakas genom excite- 20 461 696 rü1gsströmmcn IB+1M; och att lagra respektive bestämma värdet för IB och I och , överföringsstegen; . M att till nämnda diod från en tidpunkt omedelbart före förekomst av varje databurstsígnal mata en första ström med en nivå, som är bestämd av det lagrade värdet av IB; att till nämnda diod endast under var och en av hög- nivádelarna av varje tvånivådataburstsignal mata en ytterligare ström med en nivå, som bestämmes av det lagrade värdet av IM; och att avsluta den första strömmen vid slutet av varje databurstsignal för att återföra nämnda díods cxcitering till noll.