JP5799549B2 - Optical modulator drive circuit - Google Patents
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Description
本発明は、光変調器駆動回路に関するものである。 The present invention relates to an optical modulator driving circuit.
特許文献1〜3には、分布定数型増幅器が記載されている。分布定数型増幅器では、複数の増幅器が、入力伝送線路と出力伝送線路との間に設けられている。出力伝送線路の出力には、複数の増幅器によって増幅された信号が等しい遅延時間をもって与えられる。
本願発明者は、分布定数型増幅器を光変調器の駆動回路に適用する試みを行っている。本願発明者は、光変調器を駆動し得る比較的大きな駆動電流を分布定数型増幅器から当該光変調器に与えると、光変調器からの光出力の立ち上がり時間や立ち下がり時間が大きくなるという現象を発見した。この現象は、例えば、10GHzを超える変調速度において顕著となり得る。 The inventor of the present application has attempted to apply a distributed constant amplifier to a drive circuit of an optical modulator. The inventor of the present application has a phenomenon that when a relatively large drive current capable of driving the optical modulator is applied from the distributed constant amplifier to the optical modulator, the rise time and fall time of the optical output from the optical modulator increase. I found This phenomenon can be noticeable at modulation speeds exceeding 10 GHz, for example.
したがって、分布定数型増幅器を用いた光変調器の駆動回路であって、光変調器からの光出力の立ち上がり時間や立ち下がり時間を短くし得る駆動回路を提供する必要性がある。 Therefore, there is a need to provide a drive circuit for an optical modulator using a distributed constant amplifier, which can shorten the rise time and fall time of the optical output from the optical modulator.
本発明の一側面に係る光変調器駆動回路は、複数の第1の非反転増幅器及び反転増幅器を備える。第1の非反転増幅器は、入力端を有する入力伝送線路と出力端を有する出力伝送線路に接続され、且つ、該入力伝送線路と該出力伝送線路の間において互いに並列に設けられている。第1の非反転増幅器はそれぞれ、入力端からの入力信号を固有の入力遅延時間で受け、出力端においては該複数の第1の非反転増幅器に共通の第1の遅延時間で出力信号を与える。反転増幅器は、前記入力伝送線路と前記出力伝送線路に接続され、且つ、該入力伝送線路と該出力伝送線路との間において複数の第1の非反転増幅器と並列に設けられている。反転増幅器は、入力信号を受け、出力端において第1の遅延時間より大きい第2の遅延時間で出力信号を与える。 An optical modulator driving circuit according to an aspect of the present invention includes a plurality of first non-inverting amplifiers and inverting amplifiers. The first non-inverting amplifier is connected to an input transmission line having an input end and an output transmission line having an output end , and is provided in parallel between the input transmission line and the output transmission line . Each of the first non-inverting amplifiers receives an input signal from the input terminal with a specific input delay time, and provides an output signal at the output terminal with a first delay time common to the plurality of first non-inverting amplifiers. . The inverting amplifier is connected to the input transmission line and the output transmission line, and is provided in parallel with the plurality of first non-inverting amplifiers between the input transmission line and the output transmission line . The inverting amplifier receives an input signal and provides an output signal with a second delay time greater than the first delay time at the output end.
この光変調器駆動回路によれば、出力端において第1の遅延時間を有する出力信号が合成される。また、出力端において、第1の遅延時間より大きい第2の遅延時間を有する出力信号が反転されて与えられる。したがって、出力にはプリエンファシスが与えられた合成出力信号が与えられる。この合成出力信号により光変調器を駆動すると、当該光変調器からの光出力の立ち上がり時間や立ち下がり時間が短くなり得る。 According to this optical modulator driving circuit, an output signal having a first delay time is synthesized at the output end. Further, an output signal having a second delay time larger than the first delay time is inverted and applied at the output end. Therefore, a composite output signal to which pre-emphasis is given is given as an output. When the optical modulator is driven by this combined output signal, the rise time and fall time of the optical output from the optical modulator can be shortened.
一実施形態においては、第1の遅延時間と第2の遅延時間との差は、反転増幅器を出力端に接続するコプレーナー伝送線路によって画成されてもよい。 In one embodiment, the difference between the first delay time and the second delay time may be defined by a coplanar transmission line connecting the inverting amplifier to the output end.
一実施形態においては、光変調器駆動回路は、第2の非反転増幅器を更に備えていてもよい。第2の非反転増幅器は、入力端と出力端の間に反転増幅器に直列接続され得る。この形態によれば、第2の非反転増幅器によって第1の遅延時間と第2の遅延時間との差を画成することができるので、駆動回路の大型化が回避され得る。 In one embodiment, the optical modulator driving circuit may further include a second non-inverting amplifier. The second non-inverting amplifier may be connected in series with the inverting amplifier between the input end and the output end. According to this aspect, since the difference between the first delay time and the second delay time can be defined by the second non-inverting amplifier, an increase in the size of the drive circuit can be avoided.
一実施形態においては、第2の非反転増幅器は、複数の第1の非反転増幅器と同じ構成を有し得る。 In one embodiment, the second non-inverting amplifier may have the same configuration as the plurality of first non-inverting amplifiers.
本発明の別の側面に係る光変調器駆動回路は、入力端を有する入力伝送線路と出力端を有する出力伝送線路とに接続され、且つ、該入力伝送線路と該出力伝送線路の間において互いに並列に設けられたN個の非反転増幅器と(Nは1以上の自然数)と、前記入力伝送線路と前記出力伝送線路に接続され、且つ、該入力伝送線路と該出力伝送線路との間において反転増幅器と、を含む光変調器駆動回路である。N個の非反転増幅器それぞれの入力伝送線路に対する入力端側からの接続順をn(nは1以上N以下の整数)とすると、n番目の非反転増幅器はtd×n(tdは第1の単位遅延時間)の入力遅延時間をもって入力端から信号を受け、入力端から信号を受けた時間からtd×(N−n+1)の遅延時間をもって出力端に増幅信号を提供し、反転増幅器は、入力端から入力信号を受け、td’+td×N(tdは、td’>tdを満たす第2の単位遅延時間)の遅延時間をもって出力端に増幅信号を提供する。 An optical modulator driving circuit according to another aspect of the present invention is connected to an input transmission line having an input end and an output transmission line having an output end , and between the input transmission line and the output transmission line . There are a non-inverting amplifier of the N provided in parallel to each other (N is a natural number of 1 or more), is coupled to the input transmission line to the output transmission line, and, with the input transmission line and said output transmission line an optical modulator driving circuit including an inverting amplifier, the between. When the connection order from the input end side to the input transmission line of each of the N non-inverting amplifiers is n (n is an integer of 1 to N), the n-th non-inverting amplifier is td × n (td is the first number). A signal is received from the input terminal with an input delay time (unit delay time), and an amplified signal is provided to the output terminal with a delay time td × (N−n + 1) from the time the signal is received from the input terminal. An input signal is received from the end, and an amplified signal is provided to the output end with a delay time of td ′ + td × N (td is a second unit delay time satisfying td ′ > td).
以上説明したように、本発明の一側面によれば、分布定数型増幅器を用いた光変調器の駆動回路であって、光変調器からの光出力の立ち上がり時間や立ち下がり時間を短くし得る駆動回路が提供される。 As described above, according to one aspect of the present invention, a drive circuit for an optical modulator using a distributed constant amplifier, which can shorten the rise time and fall time of the optical output from the optical modulator. A drive circuit is provided.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
図1は、一実施形態に係る光変調器駆動回路を示す図である。図1に示す光変調器駆動回路10は、光変調器100に駆動電流を与えるための回路である。光変調器100としては、例えば、電界吸収型(EA)光変調器が例示される。図1に示す形態においては、光変調器100は、整合抵抗RLと並列に設けられている。整合抵抗RLと光変調器100は、伝送線路Ltを介して、光変調器駆動回路10の出力端子Toutに接続されている。
FIG. 1 is a diagram illustrating an optical modulator driving circuit according to an embodiment. An optical
図1に示すように、駆動回路10は、第1の非反転増幅器12a、12b、及び12c、並びに、反転増幅器14を備えている。また、駆動回路10は、入力伝送線路Lin1及びLin2、出力伝送線路Lout1及びLout2を備え得る。
As shown in FIG. 1, the
入力伝送線路Lin1及びLin2の入力端には入力端子Tin1及びTin2がそれぞれ設けられている。一実施形態においては、駆動回路10は、差動信号を増幅する分布定数型増幅器であり、当該駆動回路10には、差動入力信号が入力される。即ち、入力端子Tin1には正相入力信号が入力され、入力端子Tin2には逆相入力信号が入力される。これら入力伝送線路Lin1及びLin2はそれぞれ、入力端と反対側において、終端抵抗R3及びR4に接続されている。
Input terminals Tin1 and Tin2 are provided at input ends of the input transmission lines Lin1 and Lin2, respectively. In one embodiment, the
出力伝送線路Lout1の出力端には出力端子Toutが設けられている。出力伝送線路Lout1は、出力端と反対側において終端抵抗R2を介して電源電位に接続されている。また、出力伝送線路Lout2の一方端は、終端抵抗R5に接続されている。出力伝送線路Lout2の他方端は、終端抵抗R1を介して、電源電位に接続されている。 An output terminal Tout is provided at the output end of the output transmission line Lout1. The output transmission line Lout1 is connected to the power supply potential via the termination resistor R2 on the side opposite to the output end. One end of the output transmission line Lout2 is connected to the termination resistor R5. The other end of the output transmission line Lout2 is connected to the power supply potential via the termination resistor R1.
一実施形態においては、駆動回路10は、前置増幅器16を備えることができる。前置増幅器16は、入力伝送線路Lin1及びLin2上に設けられている。より具体的には、前置増幅器16の非反転入力は入力端子Tin1に接続されており、その非反転出力は入力伝送線路Lin1に接続されている。また、前置増幅器16の反転入力は入力端子Tin2に接続されており、その反転出力は入力伝送線路Lin2に接続されている。前置増幅器16は、正相入力信号を非反転入力に受けて、非反転出力から正相出力信号を入力伝送線路Lin1に出力する。また、前置増幅器16は、逆相入力信号を反転入力に受けて逆相出力信号を反転出力から入力伝送線路Lin1に出力する。
In one embodiment, the
第1の非反転増幅器12a、12b、及び12cは、一実施形態においては、差動型の非反転増幅器であり得る。第1の非反転増幅器12a、12b、及び12cは、入力側において、入力伝送線路Lin1及びLin2に接続されている。より具体的には、第1の非反転増幅器12a、12b、及び12cの非反転入力は入力伝送線路Lin1に接続されており、第1の非反転増幅器12a、12b、及び12cの反転入力は入力伝送線路Lin2に接続されている。
The first
また、第1の非反転増幅器12a、12b、及び12cは、出力側において、出力伝送線路Lout1及びLout2に接続されている。より具体的には、第1の非反転増幅器12a、12b、及び12cの非反転出力は出力伝送線路Lout1に接続されており、第1の非反転増幅器12a、12b、及び12cの反転出力は出力伝送線路Lout2に接続されている。
The first
第1の非反転増幅器12a、12b、及び12cは、前置増幅器16からの正相信号を、入力伝送線路Lin1を介して受けて、正相出力信号を出力伝送線路Lout1に出力する。また、第1の非反転増幅器12a、12b、及び12cは、前置増幅器16からの逆相信号を、入力伝送線路Lin2を介して受けて、逆相出力信号を出力伝送線路Lout2に出力する。
The first
第1の非反転増幅器12a、12b、及び12cは、入力端子Tin1及びTin2に入力される差動入力信号を、前置増幅器16を介して、それぞれ固有の遅延時間で受ける。第1の非反転増幅器12a、12b、及び12cに入力される信号の遅延時間は、入力端子Tin1及びTin2から第1の非反転増幅器それぞれまでの伝送線路および前置増幅器16によって規定される。即ち、伝送線路の遅延時間は、(LC)1/2により規定され、前置増幅器16の遅延時間はその内部回路構成で規定される。ここで、Lは伝送線路のインダクタンス成分であり、Cは伝送線路の容量成分である。
The first
図1に示す伝送線路Lin11は、第1の非反転増幅器12aの非反転入力と前置増幅器16の非反転出力との間に存在する伝送線路であり、第1の非反転増幅器12aの入力容量、配線容量、及び、配線インダクタンスにより形成される伝送線路である。伝送線路Lin21は、第1の非反転増幅器12aの反転入力と前置増幅器16の反転出力との間に存在する伝送線路であり、第1の非反転増幅器12aの入力容量、配線容量、及び、配線インダクタンスにより形成される伝送線路である。
The transmission line Lin11 shown in FIG. 1 is a transmission line existing between the non-inverting input of the first
また、伝送線路Lin12は、第1の非反転増幅器12aの入力に接続する線路の伝送線路Lin1上の分岐ノードと第1の非反転増幅器12bの非反転入力との間に存在する伝送線路であり、第1の非反転増幅器12bの入力容量、配線容量、及び、配線インダクタンスにより形成される伝送線路である。伝送線路Lin22は、第1の非反転増幅器12aの入力に接続する線路の伝送線路Lin2上の分岐ノードと第1の非反転増幅器12bの反転入力との間に存在する伝送線路であり、第1の非反転増幅器12bの入力容量、配線容量、及び、配線インダクタンスにより形成される伝送線路である。
The transmission line Lin12 is a transmission line that exists between the branch node on the transmission line Lin1 of the line connected to the input of the first
また、また、伝送線路Lin13は、第1の非反転増幅器12bの入力に接続する線路の伝送線路Lin1上の分岐ノードと第1の非反転増幅器12cの非反転入力との間に存在する伝送線路であり、第1の非反転増幅器12cの入力容量、配線容量、及び、配線インダクタンスにより形成される伝送線路である。伝送線路Lin23は、第1の非反転増幅器12bの入力に接続する線路の伝送線路Lin2上の分岐ノードと第1の非反転増幅器12cの反転入力との間に存在する伝送線路であり、第1の非反転増幅器12cの入力容量、配線容量、及び、配線インダクタンスにより形成される伝送線路である。
Further, the transmission line Lin13 is a transmission line existing between a branch node on the transmission line Lin1 of the line connected to the input of the first
また、伝送線路Lin14は、第1の非反転増幅器12cの入力に接続する線路の伝送線路Lin1上の分岐ノードと終端抵抗R3との間に存在する伝送線路であり、配線容量、及び、配線インダクタンスにより形成される伝送線路である。伝送線路Lin24は、第1の非反転増幅器12cの入力に接続する線路の伝送線路Lin2上の分岐ノードと終端抵抗R4との間に存在する伝送線路であり、配線容量、及び、配線インダクタンスにより形成される伝送線路である。
The transmission line Lin14 is a transmission line existing between the branch node on the transmission line Lin1 of the line connected to the input of the first
駆動回路10においては、伝送線路Lin11とLin21が信号に与える遅延時間は、実質的に等しい。また、Lin12とLin22が信号に与える遅延時間は実質的に等しく、Lin13とLin23が信号に与える遅延時間も実質的に等しい。また、伝送線路Lin11、Lin12、Lin13、Lin14の遅延時間、及びLin21、Lin22.Lin23、Lin24の遅延時間はいずれも等しくtdと表される。したがって、第1の非反転増幅器12aは、前置増幅器16の出力について遅延時間tdでその出力信号を受ける。第1の非反転増幅器12bは、前置増幅器16の出力について遅延時間2×tdでその出力信号を受ける。また、第1の非反転増幅器12cは、前置増幅器16の出力について遅延時間3×tdでその出力信号を入力する。これにより、第1の非反転増幅器12a、12b、及び12cはそれぞれ固有の遅延時間で前置増幅器16からの信号を受けることになる。
In the
また、第1の非反転増幅器12a、12b、及び12cは、実質的に等しい遅延時間で出力信号(電流)を出力端子Out1及びOUT2に与える。具体的には、図1に示す伝送線路Lout12は、第1の非反転増幅器12bの出力に接続する線路と伝送線路Lout1との接続点と第1の非反転増幅器12aの非反転出力との間に存在する伝送線路であり、第1の非反転増幅器12aの出力容量、配線容量、及び、配線インダクタンスにより形成される伝送線路である。伝送線路Lout22は、第1の非反転増幅器12bの出力に接続する線路と伝送線路Lout2との接続点と第1の非反転増幅器12aの反転出力との間に存在する伝送線路であり、第1の非反転増幅器12aの出力容量、配線容量、及び、配線インダクタンスにより形成される伝送線路である。
The first
また、伝送線路Lout13は、第1の非反転増幅器12cの出力に接続する線路と伝送線路Lout1との接続点と第1の非反転増幅器12bの非反転出力との間に存在する伝送線路であり、第1の非反転増幅器12bの出力容量、配線容量、及び、配線インダクタンスにより形成される伝送線路である。伝送線路Lout23は、第1の非反転増幅器12cの出力に接続する線路と伝送線路Lout2との接続点と第1の非反転増幅器12bの反転出力との間に存在する伝送線路であり、第1の非反転増幅器12bの出力容量、配線容量、及び、配線インダクタンスにより形成される伝送線路である。
The transmission line Lout13 is a transmission line existing between a connection point between the line connected to the output of the first
駆動回路10においては、伝送線路Lout12、Lout22、Lin13、及びLin23が信号に与える遅延時間は、実質的に等しい。さらに、その値はtdに等しい。すなわち、第1の非反転増幅器12aは前置増幅器16の出力をtdの遅延時間をもって受け、2×tdの遅延時間をもって出力端Toutに出力する。第2の非反転増幅器は前置増幅器16の出力を2×tdの遅延時間をもって入力し、tdの遅延時間をもって出力端Toutに出力する。さらに、第3の非反転増幅器12cは前置増幅器16の出力を3×tdの遅延時間をもって入力し、実質ゼロの遅延時間をもって出力端Toutに出力する。したがって、入力端子Tin1に入力された信号が第1の非反転増幅器12a、12b、12cの各々を通ることにより出力端子Toutに出力される各々の電流信号は、実質的に等しい遅延時間(即ち、第1の遅延時間で)を与えられるため、出力端子Toutにおいて位相整合される。
In the
駆動回路10では、図1に示すように、反転増幅器14が入力伝送線路Lin1及びLin2と出力伝送線路Lout1及びLout2の間に設けられている。反転増幅器14の非反転入力端子は、入力伝送線路Lin1に接続されている。反転増幅器14の反転入力端子は、入力伝送線路Lin2に接続されている。また、反転増幅器14の非反転出力端子は、出力伝送線路Lout2に接続されている。反転増幅器14の反転出力端子は、出力伝送線路Lout1に接続されている。したがって、反転増幅器14は、第1の非反転増幅器12a、12b及び12cと比較して、論理反転されて出力伝送線路Lout1及びLout2に接続されている。また、この反転増幅器14は、第1の非反転増幅器12a、12b、及び12cよりも、前置増幅器16側において入力伝送線路Lin1及びLin2に接続されている。また、反転増幅器14は、第1の非反転増幅器12a、12b、及び12cよりも出力端から離れた場所で出力伝送線路Lout1及びLout2に接続されている。
In the
図1に示す伝送線路Lout11は、第1の非反転増幅器12aの出力に接続する線路と伝送線路Lout1との接続点と反転増幅器14の反転出力との間に存在する伝送線路であり、反転増幅器14の出力容量、配線容量、及び、配線インダクタンスにより形成される伝送線路である。伝送線路Lout21は、第1の非反転増幅器12aの出力に接続する線路と伝送線路Lout2との接続点と反転増幅器14の非反転出力との間に存在する伝送線路であり、反転増幅器14の出力容量、配線容量、及び、配線インダクタンスにより形成される伝送線路である。
The transmission line Lout11 shown in FIG. 1 is a transmission line that exists between the connection point between the line connected to the output of the first
駆動回路10においては、伝送線路Lout11及びLout21によって信号に与えられる遅延時間は、伝送線路Lin11及びLin21によって信号に与えられる遅延時間より大きい。したがって、入力端子Tin2に与えられた信号が反転増幅器14を通ることにより出力端子Toutに出力される電流信号は、第1の遅延時間よりも大きい第2の遅延時間を有する。これにより、出力端子Toutにおいては、プリエンファシスが加えられた出力電流信号が与えられることになる。なお、例えば、伝送線路Lin11、Lin21、Lin12、Lin22、Lin13、Lin23、Lout12、Lout22、Lout13、Lout23は、5psの遅延時間を与え、伝送線路Lout11及びLout21は、10psの遅延時間を与え得る。また、全増幅器12a、12b、12c、及び14において生じる各遅延時間も、実質的に等しい。また、全ての伝送線路は、例えば50Ωで整合させることができる。
In the
図2は、図1に示す増幅器の回路構成の一例を示す図である。図2に示す増幅器20は、上述した増幅器12a、12b、12c、及び、14として用いることができるものである。増幅器20は、トランジスタTr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5、及びTr6、キャパシタC1、抵抗R11、R12、R13及びR14、並びに、電流源I1、I2、及びI4を備えている。増幅器20は、差動増幅器であり、入力端子In1及びIn2に入力される差動入力信号を増幅して、差動出力信号を出力端子Out1及びOut2に出力する。増幅器20においては、トランジスタTr3及びTr4が差動対トランジスタを構成しており、これらトランジスタTr3及びTr4にトランジスタTr5及びTr6がカスコード接続されている。この増幅器20では、分圧抵抗R4及びR3により設定されるバイアス電圧がトランジスタTr5及びTr6を介してトランジスタTr3及びトランジスタTr4に与えられる。増幅器20における各トランジスタは、例えば、InP製のダブルへテロ型バイポーラトランジスタ(InP−DHBT)であり得る。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a circuit configuration of the amplifier shown in FIG. The
以下、図3を参照して、上述した伝送線路に用いられ得るコプレーナー伝送線路について説明する。図3は、図1に示す光変調器駆動回路に使用し得る伝送線路を示す斜視図である。図3に示すように、コプレーナー伝送線路30は、誘電体板31、線路32、及び、グランドプレーン33を備えている。
Hereinafter, a coplanar transmission line that can be used for the above-described transmission line will be described with reference to FIG. 3. FIG. 3 is a perspective view showing a transmission line that can be used in the optical modulator driving circuit shown in FIG. As shown in FIG. 3, the
線路32は、線状の薄膜導体であり、誘電体板31の一方の主面に設けられている。グランドプレーン33は、誘電体板31の他方の主面に設けられた薄膜導体である。上述した伝送線路Lout11及びLou12の遅延時間は、伝送線路Lout12、Lout22、Lout13、及びLout23を構成するコプレーナー伝送線路の線路長よりも、伝送線路Lout11及びLou12を構成するコプレーナー伝送線路の線路長を長くすることにより、伝送線路Lout12、Lout22、Lout13、及びLout23の遅延時間よりも大きくすることが可能である。
The
次に、図4を参照して、駆動回路10の動作について説明する。図4は、図1に示す出力端子における電流波形を示すタイミングチャートである。図4の(a)、(b)、(c)には、第1の非反転増幅器12a、12b、12cを通して出力端子Toutに与えられる各々の電流波形が示されている。図4の(d)には、反転増幅器14を通して出力端子Toutに与えられる電流波形が示されている。また、図4の(e)には、出力端子Toutで合成された出力電流波形を示している。
Next, the operation of the
図4の(a)、(b)、(c)に示すように、駆動回路10では、第1の非反転増幅器12a、12b、12cを通して出力端子Toutに与えられる各電流信号の遅延時間は等しいものとなっている。したがって、第1の非反転増幅器12a、12b、12cを通して出力端子Toutに与えられる各電流信号は、位相整合される。
As shown in FIGS. 4A, 4B, and 4C, in the
一方、反転増幅器14を通して出力端子Toutに与えられる電流信号は、第1の非反転増幅器12a、12b、12cを通して出力端子Toutに与えられる電流信号よりも大きな遅延時間を有し、論理反転している。したがって、図4の(e)に示すように、出力端子Toutにおいて合成された出力電流の波形は、プリエンファシスが加わった電流波形となる。
On the other hand, the current signal applied to the output terminal Tout through the inverting
以下、図5を参照して、駆動回路10の特性について説明する。また、図6を比較のために参照する。図5は、図1に示す光変調器駆動回路の一例の特性を示す図である。図6は、比較例に係る光変調器駆動回路の特性を示す図である。図5及び図6は、何れもシミュレーションにより得られた特性を示している。図5は、駆動回路10の特性を40Gbpsの入力信号により動作させたときの当該駆動回路10の特性を示しており、図6は、比較例の駆動回路、即ち、駆動回路10から反転増幅器14を取り除いた駆動回路を40Gbpsの入力信号により動作させたときの当該駆動回路の特性を示している。図5及び図6では、(a)に、駆動回路の出力電圧特性が示されており、(b)に、光変調器の電気/光応答特性(E/Oレスポンス)が示されており、(c)に、(b)に示した特性をもつ光変調器を駆動回路によって駆動したときのアイパターン(光出力パワーの特性)が示されている。図5の(a)及び図6の(a)を参照すると、一例の駆動回路10による出力電圧には、比較例の駆動回路の出力電圧波形と異なり、プリエンファシスが加わっている。
Hereinafter, the characteristics of the
比較例の駆動回路を用いて、図6の(b)に示すように42Gbpsの周波数において3dBの低下帯域を持った光変調器を駆動すると、図6の(c)のように、光出力の立ち上がり時間及び立ち下がり時間が比較的大きなものとなる。 When an optical modulator having a 3 dB drop band is driven at a frequency of 42 Gbps as shown in FIG. 6 (b) using the driving circuit of the comparative example, the optical output of the optical output is shown in FIG. 6 (c). Rise time and fall time are relatively large.
一方、一例の駆動回路10により、図5の(b)に示すように42Gbpsの周波数において3dBの低下帯域を持った光変調器を駆動すると、図5の(c)に示すように、光出力の立ち上がり時間及び立ち下がり時間はそれぞれ5ps程度となり、比較的小さなものとなる。したがって、駆動回路10によれば、高速な駆動速度であっても、光変調器からの光出力の立ち上がり時間及び立ち下がり時間を短くすることができる。
On the other hand, when an optical modulator having a 3 dB drop band at a frequency of 42 Gbps is driven by the
以下、別の実施形態に係る光変調器駆動回路について説明する。図7は、別の実施形態に係る光変調器駆動回路を示す図である。以下の説明では、図7に示す駆動回路10Aについて、駆動回路10と異なる点についてのみ説明する。
Hereinafter, an optical modulator driving circuit according to another embodiment will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating an optical modulator driving circuit according to another embodiment. In the following description, only the difference between the
駆動回路10Aは、伝送線路Lout11及びLout21に代えて、伝送線路Lout11A及びLout21Aを備えている。伝送線路Lout11A及びLout21Aによって信号に与えられる遅延時間は、伝送線路Lout12、Lout22、Lout13、Lout23によって信号に与えられる遅延時間と実質的に等しい。
The
駆動回路10Aは、反転増幅器14に加えて、第2の非反転増幅器14Aを備えている。駆動回路10Aにおいては、反転増幅器14の後段において、当該反転増幅器14に第2の非反転増幅器14Aが直列接続されている。
The
図7に示すように、反転増幅器14の非反転入力は、入力伝送線路Lin1に接続されており、反転増幅器14の反転入力は、入力伝送線路Lin2に接続されている。反転増幅器14は、非反転入力端子に入力された信号に対して論理反転された出力信号を反転出力端子から出力する。また、反転増幅器14は、反転入力端子に入力された信号に対して論理反転された出力信号を非反転出力端子から出力する。
As shown in FIG. 7, the non-inverting input of the inverting
反転増幅器14の反転出力端子は、第2の非反転増幅器14Aの非反転入力端子に接続されている。反転増幅器14の非反転出力端子は、第2の非反転増幅器14Aの反転入力端子に接続されている。第2の非反転増幅器14Aは、非反転入力端子に入力された信号に対して論理非反転の出力信号を非反転出力端子から出力する。また、第2の非反転増幅器14Aは、反転入力端子に入力された信号に対して論理非反転の出力信号を反転出力端子から出力する。第2の非反転増幅器14Aの非反転出力端子は出力伝送線路Lout1に接続されており、第2の非反転増幅器14Aの反転出力端子は出力伝送線路Lout2に接続されている。
The inverting output terminal of the inverting
この駆動回路10Aでは、第1の遅延時間と第2の遅延時間との差は、駆動回路10の伝送線路Lout11及びLout21とは異なり、第2の非反転増幅器14Aによって画成される。図3に示したコプレーナー伝送線路により伝送線路Lout11及びLout21が構成されている場合には、線路32の線路幅が10〜20μmであり、誘電体板31の厚みが75〜200μmであるものとすると、5psの遅延時間を与えるためには、線路32は、400〜600μm程度の線路長を必要とする。一方、第2の非反転増幅器14Aは、この線路長よりも相当に小さなサイズで構成することができる。したがって、駆動回路10Aは、駆動回路10よりもチップサイズの小さい回路となり得る。
In this
以上、種々の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。第1の非反転増幅器の個数は、三つに限定されるものではない。本発明の光変調器駆動回路は、例えば、10〜15個の第1の非反転増幅器を備えていてもよい。 Although various embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made. The number of first non-inverting amplifiers is not limited to three. The optical modulator driving circuit of the present invention may include, for example, 10 to 15 first non-inverting amplifiers.
10,10A…光変調器駆動回路、12a,12b,12c…第1の非反転増幅器、14…反転増幅器、14A…第2の非反転増幅器。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記入力伝送線路と前記出力伝送線路に接続され、且つ、該入力伝送線路と該出力伝送線路との間において前記複数の第1の増幅器と並列に設けられた第2の増幅器であって、前記入力信号を受け、前記出力端において前記第1の遅延時間より大きい第2の遅延時間で、前記複数の第1の増幅器の前記第1の出力信号とは論理反転された第2の出力信号を与えるための該第2の増幅器と、
を備える光変調器駆動回路。 A plurality of first amplifiers connected to an input transmission line having an input end and an output transmission line having an output end, and provided in parallel between the input transmission line and the output transmission line, Each of the input signals from the input terminal is received with a specific input delay time, and the first output signal is provided at the output terminal with a first delay time common to the plurality of first amplifiers . An amplifier ;
Which is connected input transmission line and said output transmission line, and, a second amplifier provided in parallel to said plurality of first amplifier between the input transmission line and said output transmission line, the A second output signal that is logically inverted from the first output signals of the plurality of first amplifiers at a second delay time greater than the first delay time at the output end. and said second amplifier for providing,
An optical modulator driving circuit comprising:
前記第1の遅延時間と前記第2の遅延時間との差は、前記第3の増幅器によって画成されている、請求項1に記載の光変調器駆動回路。 The second output signal is connected to the second amplifier in series between the input terminal and the output terminal, and outputs a signal that is not logically inverted from the signal input from the second amplifier. A third amplifier for supplying the output transmission line ;
The optical modulator driving circuit according to claim 1, wherein a difference between the first delay time and the second delay time is defined by the third amplifier .
前記入力伝送線路と前記出力伝送線路に接続され、且つ、該入力伝送線路と該出力伝送線路との間において前記N個の第1の増幅器と並列に設けられた第2の増幅器と、
を含み、
前記N個の第1の増幅器それぞれの前記入力伝送線路に対する前記入力端側からの接続順をn(nは1以上N以下の整数)とすると、n番目の第1の増幅器はtd×n(tdは第1の単位遅延時間)の入力遅延時間をもって前記入力端から信号を受け、該入力端から信号を受けた時間からtd×(N−n+1)の遅延時間をもって前記出力端に第1の増幅信号を提供し、
前記第2の増幅器は、前記入力端から入力信号を受け、td’+td×N(td’は、td’>tdを満たす第2の単位遅延時間)の遅延時間をもって該出力端に、前記第1の増幅信号とは論理反転された第2の増幅信号を提供する、
光変調器駆動回路。 N first amplifiers (N is connected to an input transmission line having an input end and an output transmission line having an output end) and provided in parallel with each other between the input transmission line and the output transmission line. A natural number of 1 or more)
Connected to the output transmission line and the input transmission line and a second amplifier provided in parallel with said N first amplifiers between the input transmission line and said output transmission line,
Including
When the connection order from the input end side to the input transmission line of each of the N first amplifiers is n (n is an integer not less than 1 and not more than N), the nth first amplifier is td × n ( td is a first unit delay time) and receives a signal from the input terminal with a delay time of td × (N−n + 1) from the time when the signal is received from the input terminal . Providing an amplified signal,
The second amplifier receives an input signal from the input terminal, and has a delay time of td ′ + td × N (td ′ is a second unit delay time satisfying td ′> td) at the output terminal . Providing a second amplified signal that is logically inverted from the one amplified signal;
Optical modulator drive circuit.
前記入力伝送線路は、第1の入力伝送線路及び第2の入力伝送線路を含み、 The input transmission line includes a first input transmission line and a second input transmission line,
前記入力端は、前記第1の入力伝送線路の入力端及び前記第2の入力伝送線路の入力端を含み、 The input end includes an input end of the first input transmission line and an input end of the second input transmission line;
前記複数の第1の増幅器は、前記第1の入力伝送線路から前記正相入力信号を受け、前記第2の入力伝送線路から前記逆相入力信号を受け、第1の差動出力信号の正相出力信号を前記第1の出力信号として前記出力伝送線路である第1の出力伝送線路に与え、前記第1の差動出力信号の逆相出力信号を第2の出力伝送線路に与えるための差動増幅器であり、 The plurality of first amplifiers receives the positive phase input signal from the first input transmission line, receives the negative phase input signal from the second input transmission line, and outputs a positive differential signal of the first differential output signal. A phase output signal is applied to the first output transmission line as the output transmission line as the first output signal, and a reverse phase output signal of the first differential output signal is applied to the second output transmission line. A differential amplifier,
前記第2の増幅器は、前記第1の入力伝送線路からの前記正相入力信号と前記第2の入力伝送線路からの前記逆相入力信号を受けて、第2の差動出力信号の逆相出力信号を前記第2の出力信号として前記第1の出力伝送線路に与え、該第2の差動出力信号の正相出力信号を前記第2の出力伝送線路に与えるための差動増幅器である、 The second amplifier receives the positive phase input signal from the first input transmission line and the negative phase input signal from the second input transmission line, and outputs a negative phase of a second differential output signal. A differential amplifier for providing an output signal as the second output signal to the first output transmission line and providing a positive-phase output signal of the second differential output signal to the second output transmission line; ,
請求項1〜4の何れか一項に記載の光変調器駆動回路。The optical modulator drive circuit as described in any one of Claims 1-4.
前記入力伝送線路は、第1の入力伝送線路及び第2の入力伝送線路を含み、 The input transmission line includes a first input transmission line and a second input transmission line,
前記入力端は、前記第1の入力伝送線路の入力端及び前記第2の入力伝送線路の入力端を含み、 The input end includes an input end of the first input transmission line and an input end of the second input transmission line;
前記N個の第1の増幅器は、前記第1の入力伝送線路から前記正相入力信号を受け、前記第2の入力伝送線路から前記逆相入力信号を受け、第1の差動出力信号の正相出力信号を前記第1の増幅信号として前記出力伝送線路である第1の出力伝送線路に与え、前記第1の差動出力信号の逆相出力信号を第2の出力伝送線路に与えるための差動増幅器であり、 The N first amplifiers receive the positive phase input signal from the first input transmission line, the negative phase input signal from the second input transmission line, and a first differential output signal. In order to give a positive phase output signal to the first output transmission line as the output transmission line as the first amplified signal and to give a negative phase output signal of the first differential output signal to the second output transmission line Differential amplifier,
前記第2の増幅器は、前記第1の入力伝送線路からの前記正相入力信号と前記第2の入力伝送線路からの前記逆相入力信号を受けて、第2の差動出力信号の逆相出力信号を前記第2の増幅信号として前記第1の出力伝送線路に与え、該第2の差動出力信号の正相出力信号を前記第2の出力伝送線路に与えるための差動増幅器である、 The second amplifier receives the positive phase input signal from the first input transmission line and the negative phase input signal from the second input transmission line, and outputs a negative phase of a second differential output signal. A differential amplifier for supplying an output signal to the first output transmission line as the second amplified signal and supplying a positive-phase output signal of the second differential output signal to the second output transmission line; ,
請求項5に記載の光変調器駆動回路。The optical modulator driving circuit according to claim 5.
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