JP3024398B2 - Ld駆動回路 - Google Patents

Ld駆動回路

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JP3024398B2
JP3024398B2 JP4302097A JP30209792A JP3024398B2 JP 3024398 B2 JP3024398 B2 JP 3024398B2 JP 4302097 A JP4302097 A JP 4302097A JP 30209792 A JP30209792 A JP 30209792A JP 3024398 B2 JP3024398 B2 JP 3024398B2
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茂樹 森崎
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光通信における光送出部
に使用されるレーザダイオード(LD)を駆動するLD
駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は従来のLD駆動回路の一例を示す
回路ブロック図である。同図において、参照符号1はデ
ータ入力端子(以下DT)、参照符号3はLD駆動用バ
イアス電流制御入力端子(以下BS)、参照符号5はL
D駆動用パルス電流発生回路(以下DPG)、参照符号
6はレーザダイオード(以下LD)、参照符号8はLD
駆動用バイアス電流発生回路(以下BGN)、参照符号
16はLD駆動用パルス電流制御入力端子(以下C
T)、参照符号17は電源端子(以下PW)である。
【0003】DT1はDPG5のデータ入力に接続さ
れ、CT16はDPG5のLD駆動用パルス電流制御電
圧入力に接続され、BS3はBGN8のLD駆動用バイ
アス電流制御電圧入力に接続され、DPG5の出力とB
GN8の出力とはLD6のカソード端子に接続され、L
D6のアノード端子はPW17に接続されている。
【0004】DT1からの入力データが低レベルのとき
にLD6のバイアス電流はLD6の電気/光変換速度を
速くするために、LD6がレーザ光を出力し始める閾値
電流IBth に設定される。
【0005】本例では、DT1にデータが入力されてい
る状態でLD6の光出力が規定の値になるようにCT1
6の電圧を設定することにより、DT1の入力データの
電気的な高レベル/低レベルがLD6により光の高レベ
ル/低レベルに変換でき、光出力を規定値に設定でき
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この従来のLD駆動回
路は、LDの発光パワーの変動を検出して補正を行う回
路を有していないので、LDの駆動電流と発光パワーの
特性が温度変動により変化するとLDの発光開始閾値電
流IBth も変化してLDのバイアス電流が最適値からず
れてしまう。従ってLDの電気/光変換速度が遅くなる
という問題点がある。
【0007】また、光の高レベル/低レベルのパワー比
である消光比が劣化するという問題点がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、LD駆
動用パルス電流制御電圧に対応したLD駆動用パルス電
流をデータ入力に従って出力するLD駆動用パルス電流
発生回路と、LD駆動用バイアス電流制御電圧に対応し
たLD駆動用バイアス電流を発生するLD駆動用バイア
ス電流発生回路とを備え、前記LD駆動用パルス電流発
生回路の出力と前記LD駆動用バイアス電流発生回路の
出力とをLDのカソード側端子に接続しこのLDのアノ
ード端子を電源に接続して構成されるLD駆動回路に
おいて、前記LDの光出力をモニタするフォトダイオー
ドと、このフォトダイオードの出力電流を電圧に変換す
る電流電圧変換回路と、この電流電圧変換回路の出力の
交流分を除去するローパスフィルタと、前記ローパスフ
ィルタの出力と外部からのLD駆動用バイアス電流制御
入力電圧との差電圧である前記LD駆動用バイアス電流
制御電圧を出力するLD駆動用バイアス電流制御回路
と、このLD駆動用バイアス電流制御回路の出力を入力
とし外部からのクロック入力の変化点で入力電圧を保持
する入力電圧保持回路と、前記LD駆動用バイアス電流
制御回路の出力と前記入力電圧保持回路の出力との減算
を行い差分絶対値を出力する減算回路と、この減算回路
の出力と外部からの入力閾値電圧とを比較するコンパレ
ータと、このコンパレータの出力が前記クロック入力の
変化点で高レベルか低レベルかにより一定電圧を積分し
てLD駆動用パルス電流制御電圧を出力する積分回路と
を備えることを特徴とするLD駆動回路が得られる
【0009】また、前記フォトダイオードのカソード
端子を前記電源に接続し、前記フォトダイオードのアノ
ード端子を前記電流電圧変換回路に接続し、前記LD
駆動用バイアス電流制御回路出力のLD駆動用バイアス
電流制御電圧を前記LD駆動用バイアス電流発生回路に
入力し、前記積分回路出力の前記LD駆動用パルス電流
制御電圧を前記LD駆動用パルス電流発生回路に力す
ることを特徴とするLD駆動回路が得られる
【0010】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明のLD駆動回路の一実施例を示す回路
ブロック図である。
【0011】図1に示す本実施例のLD駆動回路は、L
D6を駆動するLD駆動用パルス電流制御電圧に対応し
たLD駆動用パルス電流をデータ入力に従って出力する
DPG5と、LD駆動用バイアス電流制御電圧に対応し
たLD駆動用バイアス電流を発生するBGN8と、LD
6の光出力をモニタするフォトダイオード(以下PD)
7と、PD7の出力電流を電圧に変換する電流電圧変換
回路(以下CNV)10と、CNV10の出力の交流分
を除去するローパスフィルタ(以下LPF)11と、L
PF11の出力とBS3からのLD駆動用バイアス電流
制御入力電圧との差電圧を出力するLD駆動用バイアス
電流制御回路(以下BCT)9と、BCT9の出力を入
力としクロック入力端子(以下CK)4からのクロック
入力の変化点で入力電圧を保持する入力電圧保持回路
(以下HLD)12と、BCT9の出力とHLD12の
出力との減算を行い差分絶対値を出力する減算回路(以
下SUB)13と、SUB13の出力と閾値電圧入力端
子(以下VT)2からの入力閾値電圧とを比較するコン
パレータ(以下CMP)14と、CMP14の出力がク
ロック入力の変化点で高レベルか低レベルかにより一定
電圧を積分してLD駆動用パルス電流制御電圧を出力す
る積分回路(以下INT)15とを備えている。
【0012】DT1はDPG5のデータ入力に接続さ
れ、DPG5の出力とBGN8の出力とはLD6のカソ
ード側端子に接続され、LD6の光出力をモニタするP
D7のアノード側端子はCNV10の入力に接続され、
CNV10の出力はLPF11の入力に接続され、BC
T9の第1の入力にはLPF11の出力が、第2の入力
にはBS3からのLD駆動用バイアス電流制御入力が接
続され、BCT9の出力はBGN8とHLD12とSU
B13の第1の入力とに接続され、SUB13の第2の
入力はHLD12の出力に接続され、SUB13の出力
はCMP14に入力されてVT2から入力された閾値電
圧と比較される。CMP14の出力はINT15に、I
NT15の出力はDPG5のLD駆動用パルス電流制御
電圧入力に接続される。CK4からのクロック信号はH
LD12とINT15とに入力され、PW17はLD6
のアノード側端子とPD7のカソード側端子とに接続さ
れている。
【0013】続いて本実施例の動作について説明する。
DT1の入力データが低レベルのときにはDPG5は電
流を流さず、入力データが高レベルのときにはLD駆動
用パルス電流制御電圧入力に対応した電流値でLD6を
駆動する。従ってDT1の入力データが低レベルのとき
には、LD6にはBGN8の電流だけが流れてLD6は
レーザ光を出力する。この出力はPD7によりモニタさ
れ、レーザ光の出力に比例した電流値に変換される。こ
の電流はCNV10により電圧変換され、LPF11に
より交流分が除去されてBCT9に入力される。BCT
9はBS3からの駆動用バイアス電流制御電圧入力との
差電圧によりBGN8を制御する。このようにLD駆動
用バイアス電流を制御することにより、LPF11の出
力電圧がBS3の電圧と等しくなるように帰還がかかっ
ている。
【0014】この状態で、BS3の入力電圧調整後にD
T1に高レベル,低レベルのデータパルスを入力する
と、DPG5のパルス電流はBGN8の出力電流に付加
されてLD6を駆動する。従って、PD7のモニタ電流
はDPG5のパルス電流に対応した電流をリップル分と
して含むことになる。このリップル分には直流分も含ま
れるため、CNV10,LPF11を介して入力された
BCT9の入力電圧はBS3の入力電圧より高レベルに
なり、BCT9の出力電圧はBGN8を制御してLD駆
動用バイアス電流を減らし、LD6の発光パワーが規定
値になるように帰還がかかる。
【0015】HLD12はCK4から入力されるクロッ
ク信号の変化点でBCT9の出力電圧を保持,出力し、
SUB13は第1の入力に接続されるBCT9の出力電
圧と第2の入力に接続されるHLD12の出力電圧との
減算を行い、差電圧の絶対値をCMP14に出力する。
【0016】CMP14はこの差電圧の絶対値とVT2
から入力した閾値電圧とを比較して差電圧の絶対値の電
圧値が高いときは低レベルを出力し、低いときは高レベ
ルを出力する。CK4に入力されるクロック信号の変化
点でCMP14の出力が高レベルであればINT15は
出力電圧を一定レベル高くし、CMP14の出力が低レ
ベルであればINT15は出力電圧を一定レベル低くし
てDPG5のLD駆動用パルス電流制御電圧入力を制御
する。
【0017】DT1に入力されるデータの交流分がLP
F11により十分に減衰される周波数をCK4のクロッ
ク周波数に選ぶことによりDPG5のパルス電流値IP
がINT15の制御により±ΔIP 変動した場合のBC
T9の出力電圧の変動量の絶対値をクロック周波数の周
ごとにVT2からの入力閾値電圧と比較することがで
きる。
【0018】BGN8の出力電流であるバイアス電流I
B が閾値電流IBth より大きい場合には、出力パルス電
流がIP からIP +ΔIP になった直後にLD6はIP
+IB +ΔIP ,IB の電流値で駆動され(IB で駆動
されているときは発光している)、ΔIP /2に相当す
る光パワーが増加するが、BGN8への帰還が働き、バ
イアス電流はIB −ΔIP /2の値になり安定する。
【0019】BGN8の出力電流であるバイアス電流I
B が閾値電流IBth より小さい場合には、出力パルス電
流がIP からIP +ΔIP になった直後にLD6はIP
+IB +ΔIP ,IB の電流値で駆動され(IB で駆動
されているときは発光していない)、ΔIP /2に相当
する光パワーが増加するが、BGN8への帰還が働き、
バイアス電流はIB −ΔIP の値になり安定する。
【0020】従って、BGN8の出力電流をΔIP
2,ΔIP 変動させるBCT9の出力電圧変動量をΔV
BP/2,ΔVBPとすれば、VT2からの入力閾値電圧V
thをΔVBP/2<Vth<ΔVBPに設定することによりバ
イアス電流IB が閾値電流IBth より大きい場合はBC
T9出力の電圧変動量はΔVBP/2になるので、バイア
ス電流IB は減少して閾値電流IBth に近づき、出力パ
ルス電流IP は光パワーが変動しないように増加する。
【0021】また、バイアス電流IB が閾値電流IBth
より小さい場合はBCT9出力の電圧変動量はΔVBP
なるので、バイアス電流IB は増加して閾値電流IBth
に近づき、出力パルス電流IP は光パワーが変動しない
ように減少する。バイアス電流IB は常に閾値電流I
Bth に近い値になり、光パワーも規定値になるようにL
D6を駆動することができる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、LD駆動
用パルス電流制御電圧に対応したLD駆動用パルス電流
をデータ入力に従って出力するLD駆動用パルス電流発
生回路と、LD駆動用バイアス電流制御電圧に対応した
LD駆動用バイアス電流を発生するLD駆動用バイアス
電流発生回路とを備え、LD駆動用パルス電流発生回路
の出力とLD駆動用バイアス電流発生回路の出力とをL
Dのカソード側端子に接続しこのLDのアノード端子
を電源に接続して構成されるLD駆動回路において、L
Dの光出力をモニタするフォトダイオードと、このフォ
トダイオードの出力電流を電圧に変換する電流電圧変換
回路と、この電流電圧変換回路の出力の交流分を除去す
るローパスフィルタと、ローパスフィルタの出力と外部
からのLD駆動用バイアス電流制御入力電圧との差電圧
であるLD駆動用バイアス電流制御電圧を出力するLD
駆動用バイアス電流制御回路と、このLD駆動用バイア
ス電流制御回路の出力を入力とし外部からのクロック入
力の変化点で入力電圧を保持する入力電圧保持回路と、
LD駆動用バイアス電流制御回路の出力と入力電圧保持
回路の出力との減算を行い差分絶対値を出力する減算回
路と、この減算回路の出力と外部からの入力閾値電圧と
を比較するコンパレータと、このコンパレータの出力が
クロック入力の変化点で高レベルか低レベルかにより一
定電圧を積分してLD駆動用パルス電流制御電圧を出力
する積分回路とを備えることにより、また、上記フォト
ダイオードのカソード側端子を電源に接続し、フォトダ
イオードのアノード側端子を電流電圧変換回路に接続
し、LD駆動用バイアス電流制御回路出力のLD駆動用
バイアス電流制御電圧をLD駆動用バイアス電流発生回
路に入力し、積分回路出力のLD駆動用パルス電流制御
電圧をLD駆動用パルス電流発生回路に入力することに
より、駆動電流と発光パワーの特性が温度変動によって
変化し、LDの閾値電流値が変化した場合に駆動電流が
閾値電流より大きい領域でのLD駆動電流とLD発光パ
ワーの特性が変化したときでも、発光パワーが一定で、
LDのバイアス電流値を閾値電流値に非常に近い値に追
従させることができるので、常にLDを高速で駆動する
ことができ、消光比もほとんど劣化せず、調整箇所も少
しであるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のLD駆動回路の一実施例を示す回路ブ
ロック図である。
【図2】従来のLD駆動回路の一例を示す回路ブロック
図である。
【符号の説明】
1 データ入力端子(DT) 2 閾値電圧入力端子(VT) 3 LD駆動用バイアス電流制御入力端子(BS) 4 クロック入力端子(CK) 5 LD駆動用パルス電流発生回路(DPG) 6 レーザダイオード(LD) 7 フォトダイオード(PD) 8 LD駆動用バイアス電流発生回路(BGN) 9 LD駆動用バイアス電流制御回路(BCT) 10 電流電圧変換回路(CNV) 11 ローパスフィルタ(LPF) 12 入力電圧保持回路(HLD) 13 減算回路(SUB) 14 コンパレータ(CMP) 15 積分回路(INT) 16 LD駆動用パルス電流制御入力端子(CT) 17 電源端子(PW)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザダイオード(LD)駆動用パルス
    電流制御電圧に対応したLD駆動用パルス電流をデータ
    入力に従って出力するLD駆動用パルス電流発生回路
    と、LD駆動用バイアス電流制御電圧に対応したLD駆
    動用バイアス電流を発生するLD駆動用バイアス電流発
    生回路とを備え、前記LD駆動用パルス電流発生回路の
    出力と前記LD駆動用バイアス電流発生回路の出力とを
    LDのカソード側端子に接続しこのLDのアノード
    を電源に接続して構成されるLD駆動回路において、
    前記LDの光出力をモニタするフォトダイオードと、こ
    のフォトダイオードの出力電流を電圧に変換する電流電
    圧変換回路と、この電流電圧変換回路の出力の交流分を
    除去するローパスフィルタと、前記ローパスフィルタの
    出力と外部からのLD駆動用バイアス電流制御入力電圧
    との差電圧である前記LD駆動用バイアス電流制御電圧
    を出力するLD駆動用バイアス電流制御回路と、このL
    D駆動用バイアス電流制御回路の出力を入力とし外部か
    らのクロック入力の変化点で入力電圧を保持する入力電
    圧保持回路と、前記LD駆動用バイアス電流制御回路の
    出力と前記入力電圧保持回路の出力との減算を行い差分
    絶対値を出力する減算回路と、この減算回路の出力と外
    部からの入力閾値電圧とを比較するコンパレータと、こ
    のコンパレータの出力が前記クロック入力の変化点で高
    レベルか低レベルかにより一定電圧を積分してLD駆動
    用パルス電流制御電圧を出力する積分回路とを備えるこ
    とを特徴とするLD駆動回路。
  2. 【請求項2】 前記フォトダイオードのカソード側端子
    を前記電源に接続し、前記フォトダイオードのアノード
    側端子を前記電流電圧変換回路に接続し、前記LD駆動
    用バイアス電流制御回路出力のLD駆動用バイアス電流
    制御電圧を前記LD駆動用バイアス電流発生回路に入力
    し、前記積分回路出力の前記LD駆動用パルス電流制御
    電圧を前記LD駆動用パルス電流発生回路に入力するこ
    とを特徴とする請求項1記載のLD駆動回路。
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CN113708212B (zh) * 2021-10-28 2022-02-11 成都明夷电子科技有限公司 一种基于apc和aer环路电学测量电路的测试方法

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