TWI356410B - Light transmitter and an automatic power control c - Google Patents

Description

1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 溫狀態下一樣大的擺動輸出功率，也必須要提供一個比第 一調變電流IM1更大的第二調變電流IM2才能達成。 如上所述可知’固定的驅動電流並不能滿足穩定控制 雷射二極體之功率輸出，因此一種習知的自動功率控制 (automatic P〇wer contr〇i，APC)電路被提出。圖2所繪示為 習知的雙迴路自動功率控制電路，其中的雷射二極體模組 210包含有一組雷射二極體用以產生光信號，以及光 二極體(photo diode)作為光檢測器PD。雷射二極體£〇之 之陰極透過陶鐵磁珠204耦接至偏壓電流源2〇3。驅動器 201接收差動輸入信號對VIN1與VIN2，並輸出調變信號 至雷射二極體LD之陰極。上述調變信號之振幅是由調變 電流源2〇2所決^。其功率控制電路之操作模式為藉由光 檢測益PD偵測雷射二極體LD之電流，該電流經由轉阻 放大器(trans-impedance amplifier，TIA) 205 轉換成電壓信號 後分別送給底值偵測器208及峰值偵測器2〇9，藉以偵測 出電流之峰值與底值，並將峰值及底值分別送出至比較器 206、比較器207。其中比較器206依據底值與第一參考電 壓VREF B1之比對結果控制偏壓電流源2 〇 3，而比較器2 〇 7 則依據峰健帛二參考㈣VREFM1轉好控制調變 電流源202。透過控制此兩組電流源來達到自動控制輸出 功率的目的。上述第—參考雜VR£Fbi與第二參考電虔 VREFM1分別為一預設之固定電壓。 上述之習知技術需要使用到光檢測器PD作為偵測元 件因此，旦在光通信速度很高時，就相對需要一個高 1356410 P62960011TW 24850twf_doc/006 速的光檢測器PD，如此大大了提升成本。另外 路中由於此高速的光檢測器pD非常小 、 對齊的技術需求也相對提高，造成生產上的:f的光纖 【發明内容】 本發明的範例提供-種自動功率控制電路， 生產成本。另外’回授模組更依據溫度 調整該偏壓仏諕，以補償溫度效應。

本發明的範例提供一種光傳輸裝置’其中包括+射二 自Γ力率控制電路’藉以使用控制電路，；定； 傳輸裝置之輸出功率及消光比。 本發明的範例提供一種自動功率控制電路， 模組以及第-回授電路。其中驅動模_以提供驅動電流 給一負載之第一端，以及依據輸入信號而改變驅動電流， 其中驅動模紕更依據一偏壓信號調整驅動電流之平均值。 第一回授模組之輸入端耦接至負載之第一端，而第一回授

模組之輸出端耦接至驅動模组，用以依據驅動電流提供偏 壓信號給驅動模組，其中第一回授模組更依據溫度調整偏 壓信號。 本發明的範例提供一種光傳輸裝置，包括光發射器、 驅動模組以及第一回授模組。其中驅動模組用以提供—驅 動電流給光發射器之第一端。驅動模組依據一輸入信號而 改變驅動電流，其中驅動模組更依據一偏壓信號調整該驅 動電流之平均值。第一回授模組耦接至光發射器之第一 端，第一回授模組之輸出端耦接至驅動模組，用以依據驅 7 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 動电供偏壓彳5號給該驅動模組。第一回授模組更依據 一溫度調整偏壓信號。 本發明的範例提供一種自動功率控制電路，包括電壓 緩衝單元、放大益、電晶體以及回授模組。其中電壓緩衝 之輸入端接收一輪入信號，並由其輪出端提供一交流 L號給一負載。放大器之第一輸入端接收一參考電壓。電

閘極?接至放大器之輸出端，其第—源/汲極輕接第 电壓，其第二源/汲極耦接至該電壓緩衝單元之輸出端。 回授模組具有—阻抗。回授模_接於電晶體之第二源/ ，極與放大$之第二輸人端之間，以提供—回授信號給放 大器。 的範光傳輪裝置，包括光發射器、 兀大器、電晶體以及回授模組。電壓緩衝 收號’並由其輸出端提供—交流信號 ===:=入:第接收參考電壓。電晶體 慶，其第二源/汲_接=電^1一源=叙接第一電 模_接於電晶體之第二源/汲極與放 H 端之間，以提供—回授信號給放大器。 構，包括有熱敏電阻之迴路控制結 發射哭之實際之發光轉溫度，自動調整該光 性；級㈣之輸出特 為讓本發月之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。 【實施方式】 圖3A所繪示的為本發明光傳輸裝置之第一實施例。 光傳輸裝置3GG包括光發射器33〇與自動功率控制電路。 自動功率控制電路包括驅動模組32G、陶鐵磁珠（知伽 bead) 304以及第一回授模組31〇。於本實施例中，自動功 率控制電路之負載（例如光發射器33())將以雷射二極體 LD實現之。於其他實施中，亦可以任何元件/電路（例如 發光二極體）實現光發射器330。驅動模組320提供驅動 電流給雷射二極體LD之陽極，以及依據輸入信號VIN而 改變驅動電流。其中，驅動模組32〇更依據第一回授模組 31〇所輸出之偏壓信號調整驅動電流之平均值。第一回授 模組310之輸入端透過陶鐵磁珠3〇4耦接至雷射二極體1^) 之陽極，而第一回授模組310之輸出端耦接至驅動模組 320。依據通過雷射二極體ld之驅動電流，第一回授模組 31〇之輸出端提供偏壓信號給驅動模組32〇。其中，第一回 授模組310更依據一溫度調整此一偏壓信號。 請參照圖3A ’驅動模組320柄接至雷射二極體ld之 1%極’而雷射二極體LD之陰極接地。驅動模組320包括 電壓缓衝單元以及電晶體302。前述電壓緩衝單元包括驅 動器321與電容322。在此譬如使用緩衝器（buffer)實現 驅動器321。輸入信號VIN經由驅動器321而被傳送至電 容322之第一端。電容322可以濾除輸入信號VIn之直流 9 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 就會改變雷射二極體LD上的跨壓vLD (其中Vld = VDD_ • V〇)，進一步調整雷射二極體LD之特性曲線。 參照圖’其說明雷射二極體ld之跨壓VLD與溫 度之關係。第一曲線381 (實線）為輸出某一特定功率p • 給雷射二極體LD的情形下’因溫度上升造成雷射二極體 . LD跨壓VLD改變之實際量測曲線。而依據調變電壓v〇 之關係式，選擇合適的電阻Rl、R2，以及熱敏電阻RT5， • 即可以模擬方式繪出第二曲線382(虛線）。由圖3B可以 看出，以光傳輸裝置300所模擬得到的第二曲線382與實 際量測雷射二極體LD之第一曲線381相當吻合。 圖4A繪式為本發明光傳輸裝置之之第二實施例。光 傳輸裝置400包括光發射器與自動功率控制電路。自動功 率控制電路包括驅動模組320、陶鐵磁珠（ferrite bead ) 3〇4 以及第一回授模組410。於本實施中，自動功率控制電路 之負載（例如光發射器）將以雷射二極體LD實現之。於 其他實施中，亦可以任何元件/電路（例如發光二極體）實 鲁現光發射器。本實施例為應用在某些雷射二極體LD具有 如圖4B所繪式之該些雷射二極體LD特性曲線48〇，此種 •雷射二極體LD之特性並不像先前實施例所述的為一逐漸 .遞增之曲線，而為一拋物線曲線。因此先前所述之各種實 施例將不適合應用在此種雷射二極體LD之驅動電路上。 本實施例之架構與上述之第一實施例類似，亦包括驅 動模組320以及第一回授模組41〇，其中驅動模組32〇於 第一實施例已有詳細的說明，此處不再繁述。第一回授模 11 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/〇〇6

組410包括放大器30卜第五電阻斛卜第六電阻斛2、 第三熱敏電阻RT5、第四熱敏電卩且RT6、第一開關411、 第二開關412以及第三開關413。電阻R41之第一端耦接 至電晶體302之第二源/汲極。開關411之第一端耦接至電 阻R41之第二端，開關441之第二端則耦接至放大器3〇1 之第二輸入端（例如為負輸入端）。電阻R42之第一端耦 接至開關411之第二端，而電阻R42之第二端耦接至第二 電壓（例如為接地軌線GND)。開關412之第一端耦接至 第一開關411之第二端，而開關412之第二端耦接至熱敏 電阻RT5之第-端。熱敏電阻RTS之第二端則耗接至接 地軌線GND。第三開關413之第一端耦接至電阻R41之 第二端，開關413之第二端則耦接至熱敏電阻尺丁6之第一 端。，熱敏電阻RT6之第二端耦接至電阻R42之第—端。 於本實施例中，第一開關411與第二開關412之致能動作 相同，而第三開關413與第一開關411致能動作相反。

請參照圖4B，子圖480為圖4A中雷射二極體LD之 跨壓vLD與溫度特性曲線圖。曲線481為雷射二極體 在某一輸出功率p上，雷射二極體LD的跨壓Vld(其中妗 壓vld = vdd-vo)與溫度關係曲線。子圖49〇為針對7 之不同啟閉狀態所構成之電路，繪出之溫度與跨壓f 關係圖。 、 卬之 請同時參照圖4A與圖4B，當致能開關413，且失外 開關411與412時，輸出調變電壓v〇可依下述數學式= 算得知·· ° 12 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006

VO = VBG R4X + R42 + RT6 R42 依據上述關係式及熱敏電阻特性可以繪出曲線482。若失 能開關413，且致能開關411與412時，調變電壓v〇可 依下數學式計算得知(其中R4//RT 5為電阻R42與熱敏電阻 RT5並連之阻值）： v〇=vBGm^mMs 依據上述關係式及熱敏電阻特性可以繪出曲線483。交會 點A為兩曲線之交又點。 义由圖4B之兩關係圖不難發現，曲線482在交會點A 之前較為接近曲線48卜而曲線483在交會點人之 ^曲線48卜因此結合兩種曲線的特性，即可以實現驅 此些雷射二極體LD，達成本發明之目的。 失能ΓίΓ:將，成兩個期間’其中第-期間將 1 —開關411、弟二開關412而致能第三開關41 將f能第一開關4U、第二開關412而失能第： 開關413。在溫度尚低，未到達交 此弟- 期間。_但溫度隨操 、時為第- 即進入第二㈣。升而超過交會點A時， 降至低於交會點A，因待機或休眠原因導致溫度下 13 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 ^羊控制電路包括有驅動模組別、第—回授模組53〇及 ^敎·。於本實射，自動功率㈣電路之負 光發射器）將以雷射二極體LD實現之。於其他 J二亦可以任何元件/電路（例如發光二極體）實現光 發射态。 驅動模組51G提供驅動電流給雷射二極體ld之陰 極’以及依雜人錢VIN岐變軸電流。本實施例^

以差動信號對VINi與VIN2來實現輪入信號VIN。第一 回授模組530之輸入端輕接至雷射二極體LD之陰極，而 第一回授模组530之輸出端祕至驅動模組51〇。依據通 ，雷射二極體LD之驅動電流，第—回授模組53〇之輸出 柒提供偏壓信號給驅動模組51〇。驅動模組51〇便依據第 一回授模組530所輸出之偏壓信號調整驅動電流之平均 值。其令，第一回授模組530更依據一溫度調整此一偏壓 信號。

第二回授模組540之輸入端亦耦接至雷射二極體lD 之陰極’而第二回授模組540之輸出端耦接至驅動模組51〇 之偏壓控制端，用以產生調變信號而控制驅動模組5丨〇調 整該驅動電流之擺幅《亦即，依據通過雷射二極體LD之 驅動電流，第二回授模組540之輸出端提供調變信號給驅 動模組510。驅動模組510便依據第二回授模組54〇所輸 出之調變信號調整驅動電流之擺幅。其中，第二回授模^ 540更依據溫度調整此一調變信號。 ^ 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 驅動模組510中包括有交流搞合電路512、驅動琴 • 50卜旁路電容(bypass capacitor) C2以及偏壓電流源5〇3。 驅動器501之輸入端接收差動信號對VIN1與VIN2，而驅 動器501之輸出端透過交流耦合電路512耦接至雷射二極 • 體LD之陰極。交流耦合電路512濾除驅動器5〇1輪出信 • 號之直流成分，而將濾除驅動器501輸出信號之交流成分 送出至雷射二極體LD之陰極。偏壓電流源5〇3之電流端 籲 透過陶鐵磁珠504耦接至雷射二極體LD之陰極，以提供 偏壓電流給雷射一極體LD。陶鐵磁珠504被用來濟除電 路之高頻雜訊，以防止電磁干擾。旁路電容C2耦接於偏 壓電流源503之控制端與接地執線GND之間。 請再參照圖5A’第一回授模組530中包括有低通濾波 器551、比較器552、第一電阻RB1、第二電阻RB2以及 第一熱敏電阻RT卜其中低通濾波器351之輸入端耦接至 雷射二極體LD之陰極，計算出雷射二極體LD之驅動電 流之平均值後輸出至比較器552之第一輸入端（例如為正 鲁 輸入化）’而比較器552之第二輸入端（例如為負輸入端） 則接收第一參考電壓VREFB，其中該第一參考電壓 • VREFB會依據該溫度而改變。比較器552之輸出端則耦接 . 至偏壓電流源5〇3之控制端，用以控制偏壓電流源5〇3。 於本實施例中，上述第—參考電壓VREFB是由第一 電阻RB1、第二電阻RB2以及第一熱敏電阻RT1所產生 的。第一電阻RB1之第一端耦接於第一電壓（例如是李 電源VDD)，第一電阻RB1之第二端提供第一參考電壓 15 1356410 P62960011TW 24850tw£doc/〇〇6

VREFB。第二電阻舰祕於第一電阻咖之第二端鱼 第二電壓（例如為系統接地執線GND)之間。帛一執敏^ 阻RT! _接於第—電阻咖之第二端與系統接地執線 GND間’亦即與第二電阻舰成並聯連接。第一雨 壓VREFB由第-電阻腦、第二電阻舰、及第二教^ 電阻RT1組成的分祕路所產生，以數學式表示如下(盆 中RB2//RT1代表第二電阻與第一熱敏電阻r連 之阻值）： VREFB = VDD —— 此第=授電路530將透過調整偏壓電流源5()3，驅使低 通/慮波ϋ 551之輸出彳s號近似於第—參考電壓亦 即驅使該雷射二極體LD之陰極上的電位平均值約略等於 第一參考電壓VREFB。

第二回授模、组540巾包括有峰值偵測器509、比較器 542、第三電阻黯、第四電阻應2、熱敏電阻灯2、調 變電流源502以及電容c!。其中峰值偵測器獅之輸入端 麵接至雷射二極體LD之陰極，並勤】雷射二極體LD之 驅動電流之峰值，以便將職m錄出至比較器 542之第-輸入端（譬如是負輸入端）。比較器％之第 二輸入端（譬如是正輸入端）則接收第二參考電壓 VREFM，其巾該第二參考麵vr£fm可域溫度而改 變。比杈H 542之輸出她接至_電流源5Q2之控制端。 旁路電容ci耗接於調變電流源5〇2之控制端與接地軌線 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 gnd之間。調變電流源502之電流端耦接於驅動模組51〇 • 之偏壓控制端，用以產生該調變信號而控制驅動模組510 調整該驅動電流之擺幅。 於本實施例中’上述第二參考電壓VREFM是由第三 ， 電阻RM1、第四電阻RM2與熱敏電bRT2所產生的。& • 三電阻刪之第一端箱接第一電壓（在此為系統電源 VDD)，其第一端提供笫二參考電壓。第四電阻 鲁 RM2耦接於電阻Rjvn之第二端與第二電壓（在此為接地 執線GND)之間。第二熱敏電阻RT2則耦接於第三電阻 RM1之第二端與接地執線GND間，亦即與第四電阻_2 成並聯連接。第二參考電壓VREFM由第三電阻^〗、第 四電阻RM2、及第二熱敏電阻RT2組成的分壓線路所產 生，以數學式表示如下，（其中RM2//RT2代表第四電阻 RM2與第二熱敏電阻RT2並連之阻值）： VREFM = VDD__PDZ)參 RM1_ ^ RM 1 + RM 2// RT 2 同上第一回授電路530中所描述的，此第二回授電路54〇 將透過調整調變電流源502，驅使峰值偵測器509之輸出 信號近似於第二參考電壓VREFM，亦即驅使該雷射二極 體LD之陰極上的電位最大值（即驅動電流之峰值）約略 等於第二參考電壓VREFM。 再請參照圖5B，圖5B為圖5A中雷射二極體ld的 跨壓Vld與溫度的關係曲線圖。子圖580中顯示在某一特 定功率P的情形下，雷射二極體LD之跨壓VLD及溫度變 17

1JJ041U P62960011TW 2485〇twf.d〇c/〇〇6 581 (實線)是說明在輸出給雷射二極 :功率Pavg約為0.3mW的條件下，實際量測

之跨壓〜與溫度之關係曲線。曲線娜 =:說明在輸出給雷射二極體LD之最低功率P。約 • m #條件下’實際量測出雷射二極體LD之跨壓 l=、/皿度之關係、曲線。子圖則為熱敏電阻對溫度關 係圖。利㈣敏電阻之特性’可以計算出第—參考電麗 VREFB與電阻的_式及第二參考電㈣卿％與電阻的 關係式’即可繪出曲線583 (虛線）與曲線584 (虛線）。 而曲線583為系統電源VDD減去第一參考電壓VR£fb對 溫度之變化曲線’亦即本實施例中，f射二極體⑺在輸 出平均功率PAVG約為〇 3mW時’雷射二極體ld之跨壓 VLD與溫度的模擬曲線圖。相同的，曲線汹為系統電源 VDD減去第二參考電壓VREF M對溫度之變化曲線，亦即 本實施例中，雷射二極體LD在輸出最低功率p〇約為

O.lmW時，雷射二極體LD之跨壓Vld與溫度的模擬曲線 圖。 藉由調整第一電阻RB1、第二電阻R32、第三電阻 RM1、第四電阻RM2之阻值，或藉由選用不同的第—敌 敏電阻RTh第二熱敏電阻RT2，就可以得到曲線5δι^ 曲線583相吻合且曲線582和曲線584相吻合的電阻組 合。利用挑選出的電阻組合，便可實現本實施例，達到固 定雷射之輸出功率，進而固定其消光比的目的。 18 1356410 24850twf.doc/006 P62960〇iit^ “圖6A所繪示的為本發明光傳輸裝置之第四實施例。 光傳輸裝置600包括光發射器與自動功率控制電路。自動 力率控制電路包括有驅動模組61〇、第一回授模組630及 第二回授模組640，用以驅動負載。於本實施中，自動功 =控制電路之負載（例如光發射器）將以雷射二極體 只現之。於其他實施中，亦可以任何元件/電路（例如發光 —極體）實現光發射器。驅動模組610提供驅動電流給雷 射二極體LD之陰極，以及依據輸入信號VIN而改變驅動 電流。本實施例將以差動信號對VIN1與VIN2來實現輸 入信號VIN。 第一回授模組630之輸入端耦接至雷射二極體lD之 陰極，而第一回授模組630之輸出端耦接至驅動模組61〇。 依據通過雷射二極體LD之驅動電流，第一回授模組630 之輸出端提供偏壓信號給驅動模組61〇。驅動模組便 依據第一回授模組630所輸出之偏壓信號調整驅動電流之 平均值。其中，第一回授模組630更依據一溫度調整此一 偏壓信號。 第二回授模組640之輸入端亦耦接至雷射二極體LD 之陰極’而第二回授模組640之輸出端耦接至驅動模組61〇 之偏壓控制端，用以產生調變信號而控制驅動模組61〇調 整該驅動電流之擺幅。亦即’依據通過雷射二極體LJ)之 驅動電流’第二回授模組640之輸出端提供調變信號給驅 動模組610。驅動模組610便依據第二回授模組640所輪 1356410 P62960011TW 24850twf.d〇c/006 第二電壓（例如為接地執線GND)之間。埶 灯3則搞接於第一電阻脱之第二端與系統接地軌線 GND間，亦即與第二電阻RB4成並聯連接。第一參考電 壓VREFB2由第一電阻灿3、第二電阻胸、及第二熱敏 電阻RT3組成的分壓線路所產生，以數學式表示如下其 中RB4//RT3代表第二電阻奶4與帛―熱敏電阻rt3並連 之阻值）： VREFB2= VDD — VDD * RB 3 RB 3 + RB 4 // RT 3 此第一回授電路630將透過調整偏壓電流源6〇3，驅使峰 值4貞測器609之輪出信號近似於第一參考電壓vpjgFB]， 亦即驅使該雷射二極體LD之陰極上的電位之約略峰值等 於第一參考電壓VREFB2。 第二回授模組640中包括有底值偵測器6〇8、比較器 642、第三電阻RM3、第四電阻RM4、第二熱敏電阻RT4、 調變電流源602以及電容C1。其中底值偵測器608之輸入 端轉接至雷射二極體LD之陰極，並偵測雷射二極體LD 之驅動電流之底值，以便將驅動電流之底值輪出至比較器 642之第一輸入端（譬如是負輸入端）。比較器料2之第 二輸入端（譬如是正輪入端）則耦接至第二參考電壓 VREFM2,其中該第二參考電壓VREFM2可依據溫度而改 變。比較器642之輸出端耦接至調變電流源6〇2之控制端。 旁路電容C1耦接於調變電流源602之控制端與接地軌線 GND之間。調變電流源602之電流端耦接於驅動模組610 21 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 與溫度之關係曲線。曲線682 (實線）是說明在輸出給雷 • 射二極體LD之最低功率P0約為O.lmW的條件下，實二 量測出雷射二極體LD之跨壓Vld與溫度之關係曲線 同第一實施例中提到的，利用熱敏電阻的特性，再配合上 ' 述計算出的第一參考電壓VREFB2與電阻的關係式及第二 ' 參考電壓VREFM2與電阻的關係式’即可繪出曲線683(虛 線）與曲線684 (虛線）。而曲線683為系統電源VDD二 φ 去第一參考電壓VREFB2對溫度之變化曲線，亦即本實施 例中，雷射二極體LD在輸出最大功率P1約為〇 5mW時， 雷射二極體LD之跨壓Vld與溫度的模擬曲線圖。相同的， 曲線684為系統電源VDD減去第二參考電壓VREFM2對 «π·度之變化曲線，亦即本實施例中，雷射二極體Ld在輸 出最低功率P0約為〇.imW時，雷射二極體Ld之跨壓Vld 與溫度的模擬曲線圖。 藉由調整第一電阻RB3、第二電阻、第三電阻 RM3以及第四電阻RM4之阻值，或藉由選料同的第一 熱敏電阻RT3、第二熱敏電阻RT4，就可以得到曲線681 和曲線683相吻&且曲線682和曲線684相吻合的電阻組 合。利用挑選出的電阻組合，便可實現本實施例 ，亦可以 達到固射之輸出轉，進而@定其丨肖光比的目的。 圖7A所緣示的為本發明光傳輸襄置之第五實施例。 光輸褒置700包括光發射器與自動功率控制電路。於本 2中，自動功率控制電路之負載（例如光發射器）將以 雷射二極體LD實現之。於其他實施中，亦可以任何元许/ 23 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 制電路包括放大器801、電晶體802、電壓缓衝單元820、 回授模組810、以及陶鐵磁珠8〇4。 本實施例為應用在某些特定類型雷射二極體LD (亦 即具有如圖8B之子圖880所繪式特性曲線之雷射二極體 LD)。此種雷射二極體ld之特性曲線並不像先前實施例 所述的為一逐漸遞增之曲線，而為一拋物線曲線。 本實施例之架構與上述之第五實施例類似，故不再贅 述相同的部分。其不同點在於回授模組81〇。其中回授模 組810包括有第一開關811、第二開關813、第三開關812, ，及第’、電阻R4、第五電阻r3、第三熱敏電阻RT5以及 第四熱敏電阻RT6。其中電阻R3之第—端_於電晶體 802之第二源/汲極。開關811之第一端麵接至電阻汜之 第^端，而開關811之第二端爐至放大器綱之第二輸 ^端（在此為負輸入端）。電阻R4耦接於開關8ιι之第 二巧與第二電壓（在此為接地軌線GND)之間。開關813 之第端耦接至開|| 811之第二端。熱敏電阻肪搞接於 開關813之第二端與接地執線GND之間。開關812之第 至ίΞ:3之第二端。熱敏電阻RT6耦接於開關 二!：4之第一端之間。其中，開關811 '、 致此動作相同，而開關813與開關811致能動作 相反。 »月 > ‘、、、圖8B，子圖880為本發明所要驅動之雷射一 線圖。子圖_為針對開關之不_ 構成之電路，緣出之溫度與雷射二極體LD之跨壓 26 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 重新回到第一期間操作。如此則可以完全吻合此一特殊類 型雷射二極體LD之特性曲線。達到穩定輪出功率及消光 比之目的。 綜上所述，上述諸實施例利用熱敏電阻之負溫度係數 特性，回授並控制調整使雷射二極體LD可以固定輸出功 率及消光率。上述實施例可以不使用習知技術所必要的光

二極體，不但減低了設計與製造的困難度，且有效降低生 產成本。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上’然其並非用以 限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不 脫離本發明之精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾， 因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者 為準。 【圖式簡單說明】

圖1是雷射二極體之特性曲線圖。 圖2是習知之自動功率控制電路。 之自動功率控制電路之第-實施例 圖B疋圖3A中雷射二極體特性曲線圖。 = 之丄動功率控制電路之第二實施例‘ 圖5Α 5發明白說―極體與熱敏電阻特性曲線圖 _ L L二^制電路之第三實施例。 圖6Α是本發明之二與熱敏電阻特性曲線圖 圖_=動::=一 28 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 圖7A是本發明之自動功率控制電路之第五例。 圖7B是圖7A中雷射一極體特性曲線固 ' 圖8A是本發明之自動功率控制電路之第六實施例。 圖8B是圖8A中雷射二極體與熱敏電阻特性曲線圖。 【主要元件符號說明】

101 ··第一特性曲線 102:第二特性曲線 103:第一擺動輸出功率 201、 321、501、601、721、821 :驅動器。 202、 203、502、503、602、603 :電流j原 204、304、504、604、704、804 :陶鐵磁珠 209、509、609 :峰值價測器 208、608 :底值偵測器 205 :轉阻放大器

242、252、542、552、642、652 :比較器 300、400、500、600、700、800 :光傳輪袭置 310、530、630、710:第一回授模組 320、 510、610 :驅動模組 310、7(Π、801 :放大器 302、702、802 :電晶體 321、 501、601、721、821 :驅動器 322、 722、822 :電容 330 :光發射器 540、640 :第二回授模組 29 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 720、820 :電壓緩衝單元 *. 512:交流耦合電路 551 :低通濾波器 381、382、481 〜483、581 〜584、681 〜684、781、782 : • 特性曲線 ， 411〜413、811 〜813 :開關 480、490、580、590 ··特性關係圖 710、810 :回授模組 ® PA :第-輸出功率 PAVG :平均輸出功率 P0 :最低輸出功率 P1 :最高輸出功率 IM卜IM2 :第一、第二調變電流 IB1、IB2 :第一、第二偏壓電流 VIN1、VIN2、VIN :輸入信號 LD :雷射二極體 • PD :光二極體 GND :系統接地執線 - VDD ·糸統電源 VREFB、VREFB1 :第一參考電壓 VREFM、VREFM1 :第二參考電壓 RBI、RB2、RJVO、RM2、R4 卜 R42 :電陴 ία、R2、R3、R4、R5U、R512 :電阻 RT1、RT2、RT3、RT4、RT5、RT6 :熱敏電陴 30 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 α、C2、C3 :電容 VO :調變電壓 VBG :能隙電壓 VLD :雷射二極體之跨壓 A :交會點 VIN :輸入信號

Claims (1)

1356410 P62960011TW 24850tvvf.doc/006 十、申請專利範圍： 1.一種自動功率控制電路，包括： 驅動模組，用以提供一驅動電流仏一咨共 端，以及依據-輸入信號而改變二電;， 杈組更依據一偏壓信號調整該驅動電流之平均值； 一第一回授模組，其輸入端耦接至該負载之第— 該第-回授模組之輸出端輕接至該驅動模組，用律 驅動電流提供該偏壓信號給該驅動模組，其二二 模組更依據一溫度調整該偏壓信號。 /、"—回授 2. 如申請專利範圍第i項所述之自動功率控制 中該溫度包括該負載之操作溫度。 3. 如申請專利範圍第丨項所述之自動 其中該負載包括一發光二極體。 控制電路， 1中利範圍第1項所述之自動功率控制電路， 利範㈣1項所述之自動功率控制電路， 其中該驅動模組包括： 一驅動器，其輸入端接收該輸入作號· 出端 ，出交流成分透過該较信號耦_ 流’以驅動該負載，·以及 柄口主《動電 制端接收該偏壓信號，其電_ 該驅動電抓給該負载之第—端，其中該偏屋電流源依 32 1356410 P62960011TW 24850twf.d〇c/006 據該偏壓信號調整該驅動電流之平均值。 ό·如中請專利範圍第5項所述之自動功率 泰 路，其中該交流信號耦合電路包括一電容。 卫包 7·如申請專利範圍第1項所述之自動功率控制電路， 更包，一陶鐵磁珠，該陶鐵磁珠耦接於該驅動模組與誃 载之第一端之間，用以濾除高頻雜訊。 一〜、

8.如申請專利範圍第 其中該驅動模組包括： 1項所述之自動功率控制電路， Γ 接收該輸入信號，其輸出端耦接 至該負載之第一端；以及 柄丧 一偏壓電流源，其控制端接收該偏壓信號，I 提供該驅動電流給該負載之第—端，其中該偏壓電 據該偏壓信號調整該驅動電流之平均值。 L/'、又 9·如申請專利範圍f 1項所述之自動功率 路，其中該驅動模組包括： 卫]電

一驅動器，其輸入端接收該輸入信號； # -電容，其第-端減至該驅動器之輸出端，該 之第一端輕接至該負載之第一端；以及 * 壓^電其閘純接至該第—回授模組以接收該偏 壓“唬，其弟一源/汲極耦接一第一電壓，其 _ 麵接至該負載之第-端與該第—回授模組之輪人端及極 10.如申請專利範圍帛i項所述之自動功率控 路’其中該第一回授模組包括： 工電 -低通滤波器，該低通舰器之—輪人㈣接至該負 33 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 載之第-端。1則貞·驅動f流之平均值；以及 ^較H ’其㈣接於該低韻波器 出端，其一第二輸入端耦接至—第—夂 輕接至該驅動模組以產生該偏慶信號:其 壓更依據該溫度而改變。 ％ :匕如：請專利範圍第1G項所述之自動功率控制電 路’其中該第一回授模組更包括： 電壓’其第二端提 第一電阻，其第一端轉接一第 供該第一參考電壓； -第二電阻’其祕於該第—電阻之第 電壓之間；以及 弟― 第二敏電阻，其輕接於該第-電阻之第二端與該 12. 如申請專利範圍第i項所述之自 路，其中該第-回授模組包括： 午㈣電 -峰值侧$ ’該峰值_器之—輸人端純至 載之第-端’用㈣職轉電流之最高值；以及μ、 一比較器，其第一輸入端與該峰值偵測器之一 輕接’第二輸人端输至—第-參考《，其輸出端輕接 至該驅動歡以產生該偏壓錢，其巾該第—參考 依據該溫度而改變。 文 13. 如申請專利範圍第12項所述之自動 路’其中該第1授模組更包括： Μ㈣ 一第一電阻，其第一端耦接一第一電壓，其第二端提 34 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/〇〇6 供該第一參考電壓； -第二電阻’其触於該第—電阻之第二端邀 _ 電壓之間；以及 〃矛一 -第-熱敏電阻，其_於該第—魏 第二電壓之間。 本私興該 14.如申請專利範圍第丨項所述之自動功率控 路，其中該第一回授模組包括： 二 放大器，其第一輸入端接收一參考電壓； -第五電阻’其第—翻接至該負載之第—端， 二端耦接至該放大器之第二輸入端； ，、弟 -第六電阻，其第—翻接至該第五電阻之第 該第六電阻之第二端耦接一第二電壓；以及 端’ -第二熱敏電阻，其第—她接至該第五電阻 端，該第三熱敏電阻之第二端_該第二電壓。弟— 15‘如申„月專利範圍第丨項所述之 路’其找帛-碰歡包括： 好㈣電 一放大器，其第一輸入端接收一參考電壓； -第五電阻’其第—端输至該負載之第一端； 二第-開^，其第一端耗接至該第五電阻之第二端， 以弟-開關之第-端祕至該放大器之第二輸入端； ，1_至該第—開關之第二端， §/第/、電阻之第一端輕接一第二電壓； 一第二開關’其第一端耦接至該第-開關之第二端. -第三熱敏電阻，其第—蛾紅心，# j~’ 禾鸲耦接至該第二開關之第二 35 Ρ62960011TW 24850twf.doc/〇〇6 端，該第三熱敏電阻之第二端耦接該第二電堡； .端 以及一第二開關，其第—端輕接至該第五電阻之第 一第四熱敏電阻，其第一迪 端，該第四^敏電^之第二端轉接至‘電=關之^ 二:其中該驅動模組更依據一調變信號調整 而該自動功率控制電路更包括-第二回授 輸入端耗接至該負載之第—姓计墙一 、 八 耦接至該驅動模組，用以依據模組之輸出端 給該驅動模組，1中電流提供該調變信號 調變信號。〃 回授触更依據該溫度調整該 路，請專利範圍第16項所述之自動功率控制電 /、中該第一回授模組包括： 二峰^貞測器’該峰值偵測器之一輸人魏接至該負 载之第-端’用以偵戦驅動電流之最高值； -比較器’其第-輸人端與該峰值偵測器之一輸出端 接’其g二輸入端#接至_第二參考電壓，其中該第二 >考電壓更依據該溫度而改變；以及 -調變電流源’其控制軸接至該味器之輪出端， ^電，端耦接於該驅動模組之一偏壓控制端，用以產生該 調變仏號而控制該_模組調整該驅動電流之擺幅。 18.如申請專利範圍第17項所述之自動功率控制電 路，其中該第二回授模組更包括： 36 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 -第三電阻’其第—端_—第—電壓，其第二 供該第二參考電壓； ％ 一第四電阻，其耦接於該第三電阻之第二端與一第二 電壓之間；以及 ' ~~ 第一熱敏電阻’其麵#於該第三電阻之第二盘 第二電壓之間。 通 19. 如中請專利範圍第16項所述之自動功率控制 路，其中該第二回授模組包括： -底值_器，該底值侧器之—輸人端祕至 載之第一端，用以偵測該驅動電流最 、 -咖，其第-輸入端與該底=器之—輸出端 輕接’第—輸人端祕至—第二參考電壓，其中該第二灸 考電壓更依據該溫度而改變；以及 a -調變電流源’其控制端耗接至該比較器之輪 ”電流端織於該驅動模組之—偏壓控制端，用以產生該 調變信號而控繼轉模組輕翻動電流之擺幅。'^ 20. 如中請專利範圍第19項所述之自動 路，其中該第二回授模組更包括： 工制電 供該第壓其第一端耗接-第-電壓’其第二端提 電壓3四餘接於該第三電阻之第二端與—第二 第二;=敏電阻，於該第三電阻之第二端與該 37 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 21· —種光傳輸裝置，包括： 一光發射器；以及 一驅動模組，用以提供一驅動電流給該光發射器之第 一端，以及依據一輸入信號而改變該驅動電流，其中該驅 動模組更依據一偏壓信號調整該驅動電流之平均值；以及 一第一回授模組，其輸入端耦接至該光發射器之第一 端，該第一回授模組之輸出端耦接至該驅動模組，用以依 據該驅動電流提供該偏壓信號給該驅動模組，其中該第一 回授模組更依據一溫度調整該偏壓信號。 22.如申請專利範圍第21項所述之光傳輸裝置，其中 該光發射器包括一雷射二極體。 23·如申請專利範圍第21項所述之光傳輸裝置，其中 該溫度包括該光發射器之操作溫度。 24.如申請專利範圍第21項所述之光傳輸裝置，其中 該驅動模組包括： 一驅動器，其輸入端接收該輸入信號； 一交流信號耦合電路，其第一端耦接於該驅動器之輸 出端，其第二端耦接至該光發射器之第一端，其中該驅動 裔之輸出之交流成分透過該交流信號耦合電路耦合至該驅 動電流，以驅動該光發射器；以及 一偏壓電流源，其控制端接收該偏壓信號，其電流端 提供該驅動電流給該光發射器之第一端，其中該偏壓電流 源依據該偏壓信號調整該驅動電流之平均值。 25·如申請專利範圍第24項所述之光傳輸裝置，其中 38 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 該交流信號耦合電路包括一電容。 26·如申請專利範圍第21項所述之光傳輸裝置，其中 該驅動模組包括： 一驅動，其輸入端接收該輸入信號，其輸出端耦接 至該光發射器之第一端；以及

一偏壓電流源，其控制端接收該偏壓信號，其電流端 提供該驅動電流給該光發射器之第一端，其中該偏壓電流 源依據該偏壓信號調整該驅動電流之平均值。 27.如申請專利範圍第21項所述之光傳輸裝置，其中 該第一回授模組包括： 一低通濾波器，該低通濾波器之一輸入端耦接至該光 發射器之第一端，用以偵測該驅動電流之平均值；以及 山一比較器，其一第一輸入端耦接於該低通濾波器之輸 出知，其一第二輸入端輕接至一第一參考電壓，其輸出端 耦接至該驅動模組以產生該偏壓信號，其中該第一參考電 壓更依據該溫度而改變。 少'

28.如申請專利範圍第27項所述之光傳輸裝置，其中 該第一回授模組更包括： 其第二端提 一第一電阻，其第一端耦接一第一電壓 供該第一參考電壓； —第二電阻，其耦接於該第一電阻之第二 一 電壓之間；以及 ^ 阻之第二端與該 一第一熱敏電阻，其耦接於該第一電 第二電壓之間。 39 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 29. 如申請專利範圍第21項所述之光傳輪装置， 該第一回授模組包括： 八 發射零^該峰值侧11之—輸人端_至該光 %射态之第一编，用以偵測該驅動電流之最高值；以及 一比較器，其第一輸入端與該峰值偵測器之一 耗接，第二輸入端輕接至一第一參考電壓，其輪出端叙 至該驅動模組以產生該偏壓信號，其中該第— 依據該溫度而改變。 /可电堙更 30. 如申請專利範圍第29項所述之光傳輸裝置，並中 該第一回授模組更包括： /、 -第-電阻’其第一端耦接一第一電壓 供該第一參考電壓； ，、弟一蠕k 電4阻，其祕於該第—電阻之第二端與—第二 電壓之間；以及 不 望J—錄電阻，其減於該第—電阻之第二端愈該 弟二電壓之間。 、成 31. 如申請專利範圍第21項所述之光傳 該第一回授模組包括： 一放大器，其第一輸入端接收—參考電壓； i楚：！五電阻’其第一端耦接至該光發射器之第-端， -、第一端輕接至該放大器之第二輸入端； -第六電阻，其第-端輕接至該第五電 該第六電阻之第二端耦接一第二電壓；以及弟—鈿 -第三熱敏電阻’其第-端輪至該第五電阻之第二 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 端’該第三熱敏電阻之第二端#接該第二電壓。 32.如申請專利範圍第^項所述之光傳輸裝置，其中 該第一回授模組包括： 一放大器，其第一輸入端接收一參考電壓； 第五電阻’其第—端福接至該光發射ϋ之第-端； 第開關，其第一端轉接至該第五電阻之第二端， 該第-關之第二端_至該放大器之第二輸入端；

弟“電阻，其弟—端輕接至該第—開關之第二端， 該第六電阻之第二端耦接一第二電壓； 二第^開關，其第一端耦接至該第一開關之第二端； * ^二熱敏電阻，其第—端祕至該第二開關之第二 私弟:熱敏電阻之第二端祕該第二電壓； 第二開關’其第—魏接至該第五電阻之第二端；

端，令第_^電阻’1第—端输至該第三開關之第二 ^四熱敏電阻之第二端執接至該第六電阻之第-端。 專利範圍第21項所述之光傳輸裝置，其中 i光傳給ΐΐ依據—調變信號調整該驅動電流之擺幅，而 咖器‘第=括;J二回授模組，其輸入端耦接至該 動模組，用以依據該至該驅 詛，苴中姑结-.切电机抆供該調變k#u給該驅動模 k 一回授模組更依據該溫度調整該 該第L4回如授^=圍第33項所述之光傳輸裝置，其中 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 -峰值偵測If，該峰值_器之—輸人端她至 發射器之第-端，用以摘測該驅動電流之最高值；Λ -比較器，其第―輸人端與該峰鋪測器之 輪接’第二輸人她接至—第二參考碰，其中該炎 考電塵更依據該溫度而改變；以及 > -調變電流源，其控制仙接至該比較器 其電流端祕_轉模組之—偏壓鋪端，用以 調變^號而控繼驅動模組調整該驅動電流之擺幅。U 35. 如t請專魏圍第34項所狀光傳财置， 該第二回授模組更包括： 八T -第二電阻，其第-端祕—第 供該第二參考電壓； 弟一 -第四電阻’其減於該第三電阻之第食一 電壓之間；以及 /、弟一 第二;厂=敏電阻，其祕於該第三電阻之第二端與該 36. 如申請專利範圍第33項所述之光傳輸裳置， 該弟二回授模組包括： ’、T 發射器用該底_測器之一輸入端輕接至該光 射盗之第二端’用以债測該驅動電流之最低值；以及 -比㈣’其第-輸人端與該底值侧器之—輪 接，第二輸入端耦接至一第二參考電塵， 考電壓更依賴溫度岐變；以及 、中該第二參 —調變電流源，其控制端減至舰較H之輪出端， 42 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 其電流端祕於該驅動模組之—偏壓控制端用以產 調變信號而控制該驅動模_整該驅動電流之擺幅β μ 37.=請專利範圍第36項所述之光傳輸 該第二回授模組更包括： 、 一第三電阻，其第—端耦接一第一 供該第二參考電壓·，

電壓二=且，其耗接於該第三電阻之第二端與-第 苗^二驗纽，其姑於該第三電阻之第二端與該 第二電壓之間。 38. —種自動功率控制電路，包括： -電魏衝單元，其輸人端接收—輸人錢，並由其 輪出端提供一交流信號給一負載； 、 一放大器，其第一輸入端接收一參考電壓； 、 电晶體，其閘極耦接至該放大器之輸出端，其第一

電壓，其第二端提 :原/及極耗接-第—電壓，其第二源/没極#接至該電塵缓 衝單元之輸出端；以及 一回授模組，具有一阻抗，該回授模組耦接於該電晶 體之第二源/祕與該放大器之第二輸人端之間以提供一 回授信號給該放大器。 /' 39. 如申δ青專利範圍第38項所述之自動功率控制電 路，其中該回授模組之阻抗隨一溫度而改變。 40. 如申請專利範圍第39項所述之自動功率控制電 路，其中該溫度包括該負載之操作溫度。 43 P62960011TW 24850twf.doc/006 41·如中請專利範圍第38項所述之自動功率 路’其中該電壓緩衝單元包括： ％ 一驅動器’其輸人端接收該輸人信號；以及 -電容’其第—端減至該驅動器之輸出端，其 端做為該電壓緩衝單元之輸出端。 J出 路 專利範圍第38項所述之自動功率 其中該參考電壓為一能隙參考電壓。 电 路 43·如中請專利範圍第38項所述之自動功率 其中該回授模組包括： 电 極 第五電阻’其第一端輕接至該電晶體之第二源^及 八第二端輕接至該放大器之第二輸入端； -第六電阻，其第—端_至該第五電阻之第二端， 該第六電阻之第二端祕一第二電壓；以及 一第三熱敏電阻’其第-端_至該第五電阻之第二 端，該第三熱敏電阻之第二端_該第二電壓。 44·如申請專利範圍第抑項所述之自動功率控制電 路’其中該回授模組包括： 第五電阻，其第一端輕接至該電晶體之第二源,沒 極， 第-開關，其第-料接至該第五電阻之第二端， “:開關之第二端祕至該放大器之第二輸入端； 電阻’其第_端_至該第—開關之第， 該第六電阻之第二端耦接一第二電壓； 第一開關’其第—轉接至該第-開關之第二端； 44 1356410 P62960011TW 24850twf.doc/006 關之第 一第三熱敏電阻，其第一端耦接至該第二 端該第三熱敏電阻之第二端耦接該第二電^ · 以及 -第三開關，其第-端輕接至該第五電随之第二端. -第四熱敏電阻，其第1_接至該第 端’該第四録電阻之第二轉接至該第六電阻二 45. 如申請專利範圍第44項所述之自 —端。 路，其中該第-開關與該第二開關之致能動作相 二開關之致能動作與該第一開關之致能動作相反。-弟 46. 如申請專利範圍第38項所述之 路，其中該負載包括一發光二極體。 刀半控制電 47. 如申請專利範圍帛％項所述之自動功率控 路’其中該負載包括一雷射二極體。 工 48. —種光傳輸裝置，包括： —光發射器； 並由其 —電壓缓衝單元，其輪入端接收一輸入信號 ]出端提供一交流信號給該光發射器； 放大器，其第一輸入端接收一參考電壓； 一電晶體，其閘極耦接至該放大器之輸出端，其第一 ^^極_—第—電壓，其第二源級極祕至該電壓緩 衡早元之輸出端；以及 體〃一回授模組，具有一阻抗，該回授模組耦接於該電晶 ^之第二源/及極與該放大器之第二輸入端之間，以提供一 回授信號給該放大器。 45 1356410 P6296001 】TW 24850twfdoc/006 49.如申請專利範圍第48項所述之光傳輸裴 該光發射器包括一雷射二極體。 ”甲 5〇.如申請專利範圍第48項所述之光傳輪裝置t 包括-陶鐵磁珠，祕於該輕緩衝單元之輸出端和^ 晶體之第二源/汲極間，用以濾除高頻雜訊。 以一 51·如申請專利範圍帛48項所述之光傳輪裝置， 該回授模組之阻抗隨一溫度而改變。 /、τ

、52·如申請專利範圍第51項所述之光傳輸襞置，1中 該溫度包括該光發射器之操作溫度。 /、 53.如申請專利範圍第48項所述之光傳 該電壓緩衝單元包括： 夏具中 -驅動器 丹徇入埏接收該輸入信號；以及 電各，其第一端耦接至該驅動器之輸出端，其 端做為該電壓緩衝單元之輸出端。 =如申請專利範圍第48項所述之光傳輪裝置，其中 該參考電壓為一能隙參考電壓。

55.如申請糊範圍第48項所狀 該回授模組包括： 』衣直具中 極苴Ϊ五電阻’其第一端輕接至該電晶體之第二源/汲 和Ί—端祕至該放大器之第二輸入端； 坊楚f'、電阻，其第—軸接至該第五電阻之第二端， 該第六電阻之第二端輕接一第二電壓；以及 踹：敏電阻’其第一端耦接至該第五電阻之第二 ^，該苐二熱敏電阻之第二端輕接該第二電麗。 46 1356410 P62960011TW 24850twf.d〇c/006 56.如申請專利範圍第48項所述之光傳輸裝置，其中 該回授模組包括： 極； -第五電阻’其第一端耦接至該電晶體之第二源/汲 一第-開關，其第-端域至該第五電阻之第二端， 該第-開關之第二魏接至該放大器之第二輸入端； -端 -第六電阻’其第-端魄至該第—開關二 該第六電阻之第二端耦接一第二電壓； -第^開關’其第-端_接至該第—開關之第 -第二熱敏電阻’其第—輪接至 ’ 端，該第三熱敏電阻之第二端輪該第二電^關之第二 -第三開關’其第-端麵至該第 以及 阻之弟二端; -第四熱敏電阻’其第—端輕接至該第 ^該第四阻之第二叫接至該第二