JP2012044087A - レーザー駆動回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】変調回路1は、変調電流の供給と遮断をバースト回路制御信号CTL1に応じて制御するゲート回路10と、電流源回路14〜17と、回路14〜17による電流の供給と遮断を電流源回路制御信号CTL2に応じて制御する回路電流制御回路18とを有する。バイアス回路3aは、バイアス電流の供給と遮断を信号CTL1に応じて制御するバイアス電流制御回路30と、電流源回路31と、回路31による電流の供給と遮断を信号CTL2に応じて制御する回路電流制御回路32とを有する。制御信号生成回路5は、発光から消光への切替時は信号CTL1よりも信号CTL2を遅延させ、消光から発光への切替時は信号CTL2よりも信号CTL1を遅延させる。
【選択図】 図1
Description
図8は、超高速動作可能なバーストレーザー駆動回路(BLDD)の構成例を示すブロック図である。ここでは高速動作で一般的な差動回路による構成を例示する。本発明も差動回路を前提にするが、原理は単相でも同様である。
バイアス回路3は、バイアス電流制御回路30と、バイアス電流制御回路30に定電流を供給する電流源回路31とから構成される。
また、本発明のレーザー駆動回路の1構成例は、さらに、前記レーザーの発光と消光を制御する2値論理レベルを有する送信許可信号から2値論理レベルを有する前記バースト回路制御信号および前記電流源回路制御信号のうち少なくとも一方を生成する制御信号生成回路を備えることを特徴とするものである。
また、本発明のレーザー駆動回路の1構成例において、前記制御信号生成回路は、遅延回路を含み、前記送信許可信号を前記電流源回路制御信号として出力し、前記送信許可信号を遅延させた信号を前記バースト回路制御信号として出力することを特徴とするものである。
また、本発明のレーザー駆動回路の1構成例において、前記制御信号生成回路は、前記レーザーが発光から消光へ切り替わる場合は前記バースト回路制御信号のオフよりも遅延させて前記電流源回路制御信号をオフにし、前記レーザーが消光から発光へ切り替わる場合は前記電流源回路制御信号のオンよりも遅延させて前記バースト回路制御信号をオンにすることを特徴とするものである。
また、本発明のレーザー駆動回路の1構成例において、前記制御信号生成回路は、前記遅延回路と、論理積回路と、論理和回路とから構成され、前記送信許可信号とこの送信許可信号を前記遅延回路で遅延させた信号とを前記論理積回路と前記論理和回路に入力し、前記論理積回路の出力を前記バースト回路制御信号として出力し、前記論理和回路の出力を前記電流源回路制御信号として出力することを特徴とするものである。
また、本発明のレーザー駆動回路の1構成例において、前記変調回路と前記バイアス電流制御回路とは、差動回路で構成され、前記ゲート回路は、正相側がAND論理、逆相側がOR論理であり、前記バイアス電流制御回路は、正相側がハイレベルの前記バースト回路制御信号を受信した場合に前記レーザーに前記バイアス電流を流し、前記第1、第2の回路電流制御回路は、単極双投スイッチで構成され、前記電流源回路制御信号に応じて前記第1、第2の電流源回路が所定の電流を供給する状態と前記第1、第2の電流源回路が電流を遮断もしくは減じる状態のどちらか一方に切り替えることを特徴とするものである。
本発明の基本的特徴は、レーザー消光手段(データ信号の遮断と伝達を制御するゲート回路と、レーザーバイアス電流をオン/オフするバイアス回路)を備えるレーザー駆動回路において、構成回路の電流源回路電流をオン/オフするスイッチを備えることであり、レーザーのオン/オフを制御する信号(バースト回路制御信号)と、電流源回路電流のオン/オフを制御する信号(電流源回路制御信号)とが互いに異なるタイミングでレーザー駆動回路に作用することである。
このように、本発明では、レーザーの発光/消光と回路電流の供給/遮断を別々に制御することで、レーザー素子や駆動回路自身を損傷することなく、消光時の低消費電力化を実現できる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係るレーザー駆動回路の構成例を示すブロック図であり、図8と同様の構成には同一の符号を付してある。
本実施の形態のレーザー駆動回路は、変調回路1aと、APC回路2と、バイアス回路3aと、制御信号生成回路5とを有する。
バイアス回路3aは、バイアス電流制御回路30と、電流源回路31と、回路電流制御回路32とから構成される。
APC回路2は、LD4の所望の出力光パワーに応じて、LD4を流れる変調電流とバイアス電流とを最適化するための制御電圧として、変調電流制御電圧VCSM、バイアス電流制御電圧VCSBを発生する。変調電流制御電圧VCSMは、電流源回路14,15,16,17にそれぞれ設けられた回路電流制御回路18に入力され、バイアス電流制御電圧VCSBは、電流源回路31に設けられた回路電流制御回路32に入力される。
本実施の形態では、第1の実施の形態とは逆に、電流源回路制御信号CTL2よりもバースト回路制御信号CTL1を10ns遅延させて制御する場合を説明する。図5は本実施の形態におけるレーザー電流の過渡特性シミュレーションの結果の1例を示す図である。レーザー駆動回路の構成や電圧VSLの値は第1の実施の形態で示したシミュレーション例と同じである。図5では、遮断状態から通電状態に回復する場合、すなわちバースト回路制御信号CTL1と電流源回路制御信号CTL2とがオンする場合を示している。図5において、60は電流源回路制御信号CTL2に対するバースト回路制御信号CTL1の遅延が無い場合のレーザー電流を示し、61はバースト回路制御信号CTL1を遅延させた場合のレーザー電流を示している。
第1の実施の形態では、電流源回路電流の遮断時については出力端子LDP,LDNの電圧のオーバーシュートを抑制できる利点があるものの、電流源回路電流の回復時については第2の実施の形態のような利点は享受できない。一方、第2の実施の形態では、第1の実施の形態のような電流源回路電流の遮断時の利点は得られない。
制御信号生成回路5は、送信許可信号TX_ENを例えば10ns遅延させる遅延回路50と、送信許可信号TX_ENと送信許可信号TX_ENを遅延させた信号Dly_TX_ENとの論理積をとるAND回路51と、送信許可信号TX_ENと信号Dly_TX_ENとの論理和をとるOR回路52とから構成される。
第1〜第3の実施の形態では、バースト回路制御信号CTL1と電流源回路制御信号CTL2のタイミングが僅かでもずれれば効果は得られるが、理想的には先に立ち上がり又は立ち下がりを要求される回路が安定状態になるのに要する時間以上の値に遅延時間を設定すればよい。
上記の10nsという遅延時間は、例えばPON(Passive Optical Network)システムの加入者側装置(ONU:Optical Network Unit)にレーザー駆動回路を用いる場合を考慮した値である。
Claims (8)
- バーストモード動作に対応したレーザー駆動回路において、
レーザーにバイアス電流を与えるバイアス回路と、
前記レーザーに入力データ信号に応じた変調電流を与える変調回路とを備え、
前記変調回路は、前記変調電流の供給と遮断をバースト回路制御信号に応じて制御するゲート回路と、このゲート回路を含む変調回路内の構成回路に電流を供給する第1の電流源回路と、この第1の電流源回路による電流の供給と遮断を電流源回路制御信号に応じて制御する第1の回路電流制御回路とを有し、
前記バイアス回路は、前記バイアス電流の供給と遮断を前記バースト回路制御信号に応じて制御するバイアス電流制御回路と、このバイアス電流制御回路に電流を供給する第2の電流源回路と、この第2の電流源回路による電流の供給と遮断を前記電流源回路制御信号に応じて制御する第2の回路電流制御回路とを有し、
前記バースト回路制御信号と前記電流源回路制御信号のタイミングが互いに異なることを特徴とするレーザー駆動回路。 - 請求項1記載のレーザー駆動回路において、
さらに、前記レーザーの発光と消光を制御する2値論理レベルを有する送信許可信号から2値論理レベルを有する前記バースト回路制御信号および前記電流源回路制御信号のうち少なくとも一方を生成する制御信号生成回路を備えることを特徴とするレーザー駆動回路。 - 請求項2記載のレーザー駆動回路において、
前記制御信号生成回路は、遅延回路を含み、前記送信許可信号を前記バースト回路制御信号として出力し、前記送信許可信号を遅延させた信号を前記電流源回路制御信号として出力することを特徴とするレーザー駆動回路。 - 請求項2記載のレーザー駆動回路において、
前記制御信号生成回路は、遅延回路を含み、前記送信許可信号を前記電流源回路制御信号として出力し、前記送信許可信号を遅延させた信号を前記バースト回路制御信号として出力することを特徴とするレーザー駆動回路。 - 請求項3または4記載のレーザー駆動回路において、
前記制御信号生成回路は、前記レーザーが発光から消光へ切り替わる場合は前記バースト回路制御信号のオフよりも遅延させて前記電流源回路制御信号をオフにし、前記レーザーが消光から発光へ切り替わる場合は前記電流源回路制御信号のオンよりも遅延させて前記バースト回路制御信号をオンにすることを特徴とするレーザー駆動回路。 - 請求項5記載のレーザー駆動回路において、
前記制御信号生成回路は、前記遅延回路と、論理積回路と、論理和回路とから構成され、前記送信許可信号とこの送信許可信号を前記遅延回路で遅延させた信号とを前記論理積回路と前記論理和回路に入力し、前記論理積回路の出力を前記バースト回路制御信号として出力し、前記論理和回路の出力を前記電流源回路制御信号として出力することを特徴とするレーザー駆動回路。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載のレーザー駆動回路において、
前記変調回路は、さらに、出力バッファ回路を有し、前記ゲート回路の出力が前記出力バッファ回路の入力に接続され、前記出力バッファ回路の出力が前記レーザーに接続され、
前記バイアス電流制御回路は、差動回路で構成され、前記バースト回路制御信号に応じた差動動作によって前記レーザーに前記バイアス電流を流す発光モードと前記バイアス電流が流れない消光モードとが切り替わることを特徴とするレーザー駆動回路。 - 請求項1乃至7のいずれか1項に記載のレーザー駆動回路において、
前記変調回路と前記バイアス電流制御回路とは、差動回路で構成され、
前記ゲート回路は、正相側がAND論理、逆相側がOR論理であり、
前記バイアス電流制御回路は、正相側がハイレベルの前記バースト回路制御信号を受信した場合に前記レーザーに前記バイアス電流を流し、
前記第1、第2の回路電流制御回路は、単極双投スイッチで構成され、前記電流源回路制御信号に応じて前記第1、第2の電流源回路が所定の電流を供給する状態と前記第1、第2の電流源回路が電流を遮断もしくは減じる状態のどちらか一方に切り替えることを特徴とするレーザー駆動回路。
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