JP2626470B2 - デジタル光通信における光出力制御装置 - Google Patents

デジタル光通信における光出力制御装置

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JP2626470B2
JP2626470B2 JP5149829A JP14982993A JP2626470B2 JP 2626470 B2 JP2626470 B2 JP 2626470B2 JP 5149829 A JP5149829 A JP 5149829A JP 14982993 A JP14982993 A JP 14982993A JP 2626470 B2 JP2626470 B2 JP 2626470B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はデジタル光通信システム
における光出力制御装置に係り、特にデジタルデータ信
号に対応した光信号を生成する光源の光出力制御装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】デジタル光通信システムにおいて、安定
した受信を行うためには、光送信出力のピーク値、即ち
1パルスの光パワーが一定であることが必要である。こ
の光出力安定化のために、通常、送信器には、光出力の
平均値をフィードバックさせて送信用発光素子の駆動電
流を制御するフィードバック制御系と、送信するデータ
信号のマーク率(デジタル信号における“1”の割合)
に比例して平均光出力を変化させるマーク率補正系と、
が設けられている。
【0003】図3は、従来の光出力制御装置の概略的回
路構成図である。
【0004】同図において、発光素子101は駆動回路
102によりデータ信号に従って点滅駆動され、その発
光素子101の光出力がモニタ回路103によって検出
される。モニタ回路103は光出力の平均値に比例した
電圧Vi1を差動増幅器104の反転入力端子へ出力す
る。
【0005】一方、マーク率検出回路105は、データ
信号を入力して、そのデジタル信号のマーク率Mに正の
傾きで電圧が変化するマーク率信号を生成し、電圧Vi2
として差動増幅器104の非反転入力端子へ出力する。
【0006】従って、差動増幅器104の出力電圧は、
発光素子のモニタ信号(電圧Vi1)に対しては負の傾き
で変化し、マーク率信号(電圧Vi2)に対しては正の傾
きで変化する。
【0007】差動増幅器104の出力電圧は駆動回路1
02に入力し、発光素子101の駆動電流レベルを変化
させる。これによって、光出力の上昇に伴ってモニタ信
号が上昇すると、発光素子101の駆動電流レベルが減
少するというネガティブ・フィードバック制御系が構成
される。
【0008】このフィードバック制御系だけであると、
データ信号のマーク率の上昇によって平均光出力が上昇
し、それがモニタ信号電圧Vi1を上昇させ、その結果、
光出力のピーク値を低下させてしまう。即ち、マーク率
の変動が光出力の変動を引き起こすことになる。この変
動を補正するのがマーク率補正回路である。
【0009】ここで、差動増幅器104の増幅率が十分
に大きいと、電圧Vi1は電圧Vi2とほぼ等しい状態で安
定する。従って、データ信号のマーク率に比例したマー
ク率信号(電圧Vi2)を差動増幅器104の非反転入力
端子に与えることで、データ信号のマーク率の変動が補
正され、発光素子101からの光ピーク出力を一定に制
御することができる。
【0010】このような光出力制御回路は、特開昭62
−20388号公報及び特開昭62−131635号公
報に記載されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光出力制御装置では、発光素子101の光出力レベ
ルを変化させるための調整が容易ではなかった。
【0012】従来の回路において、モニタ信号電圧Vi1
あるいは差動増幅器の出力のみを変化させて光出力レベ
ルを変化させようとすると、マーク率との直線関係が失
われてしまう。このために、マーク率補正を維持しなが
ら光出力レベルを変化させようとすれば、マーク率信号
の振幅を調整することが必要であった。
【0013】例えば、光出力の設定レベルが1mW、マ
ーク率Mが0.5(50%)の時にマーク率信号電圧V
i2=0.5V(即ち、Vi2=M)であれば、安定状態に
おいてモニタ信号電圧Vi1も0.5Vとなる。
【0014】この状態で光出力の設定レベルを2mWに
増大させるには、モニタ信号電圧Vi1を2倍の1Vで安
定させる必要がある。従って、マーク率M=0.5の時
に、マーク率信号電圧Vi2を1V(即ち、Vi2=2M)
に調整しなければならない。
【0015】このようにマーク率信号の振幅調整が必要
となり、光出力レベルを変化させることが簡単ではなか
った。
【0016】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の目的
は、マーク率信号を調整することなく、任意の光出力を
容易に設定することができる光出力制御装置を提供する
ことにある。
【0017】本発明による光出力制御装置は、前記光源
の平均光出力を検出し、前記平均光出力の変化に対して
正の傾きで変化する第1制御信号を出力するモニタ回路
と、基準電圧Vrを前記データ信号のマーク率Mに従っ
て調整し、前記基準電圧Vrと前記マーク率Mとを乗じ
た電圧(M×Vr)に比例した電圧を第2制御信号とし
て出力するマーク率補正制御回路と、前記第1制御信号
を反転入力端子に、前記第2制御信号を非反転入力端子
にそれぞれ入力する差動増幅器と、前記差動増幅器の出
力に従って前記光源の光出力を定める駆動回路と、から
なることを特徴とする。
【0018】
【作用】前記電圧(M×Vr)に比例した電圧が第2制
御信号として差動増幅器の非反転入力端子に印加される
ために、基準電圧Vrを変化させるだけで、差動増幅器
の反転入力端子に入力する第1制御信号電圧を変化させ
ることができ、その結果、光源の光出力を任意のレベル
に設定することが可能となる。
【0019】基準電圧Vrを変化させても、差動増幅器
の反転入力端子に印加されている第1制御信号に対する
マーク率Mは常に一定であるから、従来のようにマーク
率Mに比例したマーク率信号の振幅を再調整する必要は
ない。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
詳細に説明する。
【0021】図1は、本発明による光出力制御回路の一
実施例における制御系を説明するための概略的ブロック
図である。
【0022】同図において、発光素子1は駆動回路2に
よって駆動され、データ信号に対応した光信号を生成す
る。その光出力はモニタ回路3によって検出され、平均
光出力に比例したモニタ信号電圧Vi1が差動増幅器4の
反転入力端子に入力する。
【0023】一方、パルス幅変調器5はデータ信号のマ
ーク率Mに比例したマーク率信号を入力し、マーク率M
と等しいデューティ比を有するパルス信号を発生する。
【0024】アナログスイッチ6は基準電圧Vrを入力
し、更にパルス幅変調器5からのパルスを制御信号とし
て入力する。アナログスイッチ6はパルス信号のハイレ
ベル/ローレベルに従って開閉するので、アナログスイ
ッチ6の出力は、平滑回路7を通過することで、電圧
(M×Vr)のマーク率補正信号として差動増幅器4の
非反転入力端子に入力する。即ち、非反転入力端子の入
力電圧Vi2=M×Vrである。
【0025】差動増幅器4の出力電圧に従って、駆動回
路2は発光素子1の光出力レベルを決定する。
【0026】既に述べたように、差動増幅器4の増幅率
が十分大きいと、差動増幅器4の2入力電圧はVi1=V
i2となって安定する。ここで、Vi2=M×Vrであるか
ら、基準電圧Vrを調整することによって、モニタ信号
電圧Vi1を調整できることがわかる。即ち、基準電圧V
rを増減するだけで発光素子1の光出力を任意のレベル
に安定的に設定することが可能となる。
【0027】その際、Vi1=Vi2=M×Vrであるか
ら、Vi1に対するマーク率Mの傾きはVrに関係なく常
に一定であり、マーク率信号電圧を再調整する必要はな
い。
【0028】図2は、本発明による光出力制御装置の一
実施例のブロック構成図である。
【0029】同図において、レーザダイオードモジュー
ル(LDモジュール)10は、発光素子であるレーザダ
イオード11とモニタ用受光素子であるフォトダイオー
ド12とを内蔵し、フォトダイオード12は、レーザダ
イオード11の背面から出射する光を受光するように配
置されている。
【0030】レーザダイオード11は駆動回路13によ
って駆動され、データ信号に対応した光パルスからなる
光信号を送信する。
【0031】フォトダイオード12の出力電流はモニタ
回路14によって電流−電圧変換され、平均光出力に比
例した制御信号として差動増幅器15の反転入力端子に
入力する。駆動回路13は、差動増幅器15の出力電圧
に従って、レーザダイオード11への駆動電流を設定し
光出力を定める。
【0032】データ信号は、駆動回路13に入力すると
共に、マーク率検出回路16に入力し、マーク率Mに比
例する電圧のマーク率信号が生成される。
【0033】パルス幅変調回路17は、マーク率信号を
入力して、マーク率Mと等しい値のデューティ比を有す
るパルス信号をアナログスイッチ18の制御端子へ出力
する。
【0034】アナログスイッチ18は、上述したように
前記パルス信号に従ってスイッチング動作を行うことで
基準電圧Vrを調整し、その出力が平滑回路19を通過
することで平滑されて電圧M×Vrのマーク率補正信号
が生成され、差動増幅器15の非反転入力端子に入力す
る。
【0035】次に、本実施例の動作を説明する。
【0036】光出力一定化制御 マーク率が一定の場合、即ち差動増幅器15の非反転入
力端子の電圧Vi2が一定の場合、レーザダイオード11
からの光出力が増大すると、フォトダイオード12及び
モニタ回路14によって検出された平均光出力も増大
し、差動増幅器15の反転入力端子の電圧Vi1が上昇す
る。これによって差動増幅器15の出力電圧は降下し、
駆動回路13はレーザダイオード11への駆動電流を減
少させて光出力を抑制する。光出力が減少した場合は、
逆にレーザダイオード11への駆動電流を増大させるよ
うに動作する。このような負帰還制御によって光出力が
一定に維持される。
【0037】マーク率補正制御 レーザダイオード11から出力される光信号のマーク率
Mが例えば50%から75%に変化したとする。これに
よって、モニタ回路14から差動増幅器15の反転入力
端子に入力する電圧Vi1も75/50=1.5倍とな
る。
【0038】一方、パルス幅変調回路17から出力され
るパルス信号のデューティ比も同様に1.5倍となり、
アナログスイッチ18の導通時間もデューティ比に従っ
て1.5倍長くなる。この結果、平滑回路19の出力電
圧、即ち電圧Vi2も1.5倍となって差動増幅器15の
非反転入力端子に入力する。
【0039】従って、差動増幅器15の入力電圧Vi1及
びVi2のいずれも1.5倍に上昇した状態で系が安定し
ている。即ち、マーク率Mの変動は補正され光出力は変
動しない。
【0040】光出力レベルの設定 レーザダイオード11の光出力レベルは、基準電圧Vr
によって任意に設定できる。基準電圧Vrを高く設定す
ると、差動増幅器15の入力電圧Vi2も高くなり、その
結果、上述したように光出力も増大する。しかし、マー
ク率の変動はパルス幅変調回路17によってパルス信号
のデューティ比に現れるから、マーク率の変動は、設定
された基準電圧Vrを基準としてアナログスイッチ18
及び平滑回路19により電圧Vi2の変動として現れる。
即ち、基準電圧Vrの設定を変化させても、マーク率補
正制御は常に正しく機能している。
【0041】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る光出力制御装置は、基準電圧Vrを変化させるだけ
で、光出力一定化制御及びマーク率補正制御を正常に機
能させながら光源の光出力を任意のレベルに設定するこ
とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光出力制御回路の一実施例におけ
る制御系を説明するための概略的ブロック図である。
【図2】本発明による光出力制御装置の一実施例のブロ
ック構成図である。
【図3】従来の光出力制御装置の概略的回路構成図であ
る。
【符号の説明】
1 発光素子 2 発光素子駆動回路 3 モニタ回路 4 差動増幅器 5 パルス幅変調器 6 アナログスイッチ 7 平滑回路 10 LDモジュール 11 レーザダイオード 12 フォトダイオード 13 LDモジュール駆動回路 14 モニタ回路 15 差動増幅器 16 マーク率検出回路 17 パルス幅変調回路 18 アナログスイッチ 19 平滑回路

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データ信号に対応した光信号を生成する
    光源の光出力制御を行う装置において、 前記光源の平均光出力を検出し、前記平均光出力の変化
    に対して正の傾きで変化する第1制御信号を出力するモ
    ニタ回路と、基準電圧Vrと前記データ信号のマーク率Mとの積(M
    ×Vr)に比例した電圧を 第2制御信号として出力する
    マーク率補正制御回路と、 前記第1制御信号を反転入力端子に、前記第2制御信号
    を非反転入力端子にそれぞれ入力する差動増幅器と、 前記差動増幅器の出力に従って前記光源の光出力レベル
    を定める駆動回路と、 からなることを特徴とするデジタル光通信における光出
    力制御装置。
  2. 【請求項2】 前記マーク率補正回路は、 前記データ信号を入力し、そのマーク率Mに比例した電
    をマーク率信号として出力するマーク率検出回路と、 前記マーク率信号を入力して、前記マーク率Mと等しい
    デューティ比を有するパルス信号を発生するパルス幅変
    調回路と、 前記基準電圧Vrを入力し、前記パルス信号に従ったス
    イッチング動作によって前記基準電圧Vrを調整するス
    イッチ回路と、 前記スイッチ回路の出力を平滑化して、前記積(M×V
    r)に比例した電圧を前記第2制御信号として出力する
    平滑回路と、 からなることを特徴とする請求項1記載の光出力制御装
    置。
  3. 【請求項3】 データ信号に対応した光信号を生成する
    光源の光出力制御を行う装置において、 前記光源の平均光出力を用いたネガティブフィードバッ
    ク(負帰還)制御により前記光源の光出力制御を行う制
    御手段と、基準電圧Vrと前記データ信号のマーク率Mとの積(M
    ×Vr)に比例した電圧をマーク率補正信号として 生成
    するマーク率補正信号生成手段と、 前記マーク率補正信号を制御信号として用い、前記制御
    手段の動作によって生じる前記マーク率の変化に起因し
    た前記光出力の変動を補正するマーク率補正制御手段
    と、 からなることを特徴とするデジタル光通信における光出
    力制御装置。
  4. 【請求項4】 前記マーク率補正信号生成手段は、 前記マーク率Mと等しいデューティ比を有するパルス信
    号を発生するパルス発生回路と、 前記基準電圧Vrを入力し、前記パルス信号に従ったス
    イッチング動作によって前記基準電圧Vrを調整するス
    イッチ手段と、 前記スイッチ手段の出力を平滑化して、前記積(M×V
    r)に比例した電圧を前記マーク率補正信号として出力
    する平滑手段と、 からなることを特徴とする請求項記載の光出力制御装
    置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6238044A (ja) * 1985-08-12 1987-02-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd マ−ク率補償用自動出力制御装置
JPH01135085A (ja) * 1987-11-20 1989-05-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レーザ駆動回路

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