(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号を整形する整形回路において、
前記駆動信号の立ち上がり部分および立ち下がり部分を対称に強調する強調回路と、
前記駆動信号の直流オフセットを調整する調整回路と、
入出力特性に非線形部を有し、前記調整回路によって直流オフセットを調整された駆動信号を増幅するアンプと、
を備えることを特徴とする信号整形回路。
【請求項２】
前記調整回路は、前記アンプへ入力される駆動信号の立ち上がり部分が前記非線形部に含まれるように前記直流オフセットを調整することを特徴とする請求項１に記載の信号整形回路。
【請求項３】
前記駆動信号は、正相信号および逆相信号を含む差動信号であり、
前記調整回路は、前記差動信号に含まれる正相信号および逆相信号を互いに異なる直流オフセットに調整し、
前記アンプは、前記差動信号を差動増幅する差動アンプであることを特徴とする請求項１に記載の信号整形回路。
【請求項４】
前記調整回路は、前記正相信号の直流オフセットを前記逆相信号の直流オフセットより高く調整することを特徴とする請求項３に記載の信号整形回路。
【請求項５】
前記強調回路は、前記駆動信号を分岐し、分岐した各駆動信号に遅延差を与えて足し合わせることで前記立ち上がり部分および前記立ち下がり部分を対称に強調することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の信号整形回路。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の信号整形回路と、
前記信号整形回路の後段に設けられ、前記駆動信号を光信号に変換する発光素子と、
を備えることを特徴とする光送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動信号を整形する信号整形回路および光送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ネットワークの伝送速度の向上および大容量化に伴い、近距離通信や中距離通信に光信号が用いられている。光信号の光源として、小型かつ低消費電力で、直接変調が可能な光電変換素子（Ｅ／Ｏ素子）が採用されている。光電変換素子としては、たとえばＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ：直共振器面発光レーザ）などのＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）がある。
【０００３】
ＬＤの直接変調を用いて光信号の送信を行う場合に、高速な電気信号でＬＤを駆動することで電気信号から高速の光信号への変換を行う。ただし、ＬＤ自体の高速応答性に制限があるため、電気信号を高速にしても光信号が十分に高速にならない場合がある。そこで、ＬＤの高速応答性の不足を補うために、ＬＤを駆動する電気信号の立ち上がり部分（０から１に変化する点）および立ち下がり部分（１から０に変化する点）をあらかじめ増幅して強調するプリエンファシスが用いられている。
【０００４】
ところで、ＬＤに特有の性質として、緩和振動により立ち下がり部分が立ち上がり部分よりも緩やかになるという性質がある。このため、駆動信号の立ち上がり部分と立ち下がり部分を対称（同等）に強調するプリエンファシスを用いた場合では、光信号の立ち下がり部分および立ち上がり部分が非対称となり、伝送特性の劣化の要因となる。これに対して、電気信号の特定の箇所を増幅し、立ち上がり部分と立ち下がり部分を非対称に強調する非対称プリエンファシスが提案されている（たとえば、下記特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−４０９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来技術では、立ち上がり部分および立ち下がり部分を非対称に強調する回路に多くのトランジスタを用いるため、ゲート容量が大きくなり、発光素子を高速に駆動することができないという問題がある。たとえば、上記特許文献１に記載された技術では、メインの信号を処理する回路と、立ち上がり部分を強調する回路と、立ち下がり部分を強調する回路と、が用いられ、トランジスタの数が多くなる。このため、ゲート容量が大きくなり、発光素子を高速に駆動することができない。
【０００７】
開示の信号整形回路および光送信装置は、上述した問題点を解消するものであり、発光素子の高速駆動を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、開示技術は、駆動信号を整形する整形回路において、前記駆動信号の立ち上がり部分および立ち下がり部分を対称に強調し、前記駆動信号の直流オフセットを調整し、入出力特性に非線形部を有し、直流オフセットを調整された駆動信号を増幅するアンプを備える。
【発明の効果】
【０００９】
開示の信号整形回路および光送信装置によれば、発光素子の高速駆動を可能にすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１にかかる信号整形回路および光送信装置を示す図である。
【図２】図１に示したプリエンファシス回路の具体例を示す図である。
【図３】図１に示したオフセット調整回路の具体例を示す図である。
【図４−１】アンプの入出力特性を示すグラフ（その１）である。
【図４−２】アンプの入出力特性を示すグラフ（その２）である。
【図４−３】アンプの出力信号の立ち上がり部分を拡大して示す図である。
【図５−１】駆動信号の波形の例を示す図（その１）である。
【図５−２】駆動信号の波形の例を示す図（その２）である。
【図５−３】駆動信号の波形の例を示す図（その３）である。
【図６−１】駆動信号のアイパターンの例を示す図（その１）である。
【図６−２】駆動信号のアイパターンの例を示す図（その２）である。
【図６−３】駆動信号のアイパターンの例を示す図（その３）である。
【図７】実施の形態２にかかる信号整形回路および光送信装置を示す図である。
【図８】図７に示したオフセット調整回路の具体例を示す図である。
【図９−１】駆動信号および一定電圧の波形の例を示す図（その１）である。
【図９−２】駆動信号および一定電圧の波形の例を示す図（その２）である。
【図１０−１】駆動信号のアイパターンの例を示す図（その１）である。
【図１０−２】駆動信号のアイパターンの例を示す図（その２）である。
【図１０−３】駆動信号のアイパターンの例を示す図（その３）である。
【図１１】実施の形態３にかかる信号整形回路および光送信装置を示す図である。
【図１２】図１１に示したプリエンファシス回路の具体例を示す図である。
【図１３】図１１に示したオフセット調整回路の具体例を示す図である。
【図１４−１】差動アンプの入出力特性を示すグラフ（その１）である。
【図１４−２】差動アンプの入出力特性を示すグラフ（その２）である。
【図１５−１】駆動信号の波形の例を示す図（その１）である。
【図１５−２】駆動信号の波形の例を示す図（その２）である。
【図１５−３】駆動信号の波形の例を示す図（その３）である。
【図１６−１】駆動信号の波形の他の例を示す図（その１）である。
【図１６−２】駆動信号の波形の他の例を示す図（その２）である。
【図１７−１】駆動信号のアイパターンの例を示す図（その１）である。
【図１７−２】駆動信号のアイパターンの例を示す図（その２）である。
【図１７−３】駆動信号のアイパターンの例を示す図（その３）である。
【図１８】実施の形態４にかかる信号整形回路および光送信装置を示す図である。
【図１９】光信号のアイパターンの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照して、開示技術の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
（実施の形態１）
（信号整形回路および光送信装置の構成）
図１は、実施の形態１にかかる信号整形回路および光送信装置を示す図である。図１に示すように、実施の形態１にかかる光送信装置１００は、信号整形回路１１０と、発光素子１２０と、を備えている。信号整形回路１１０は、駆動対象である発光素子１２０へ入力される駆動信号を整形する。具体的には、信号整形回路１１０は、プリエンファシス回路１１１と、オフセット調整回路１１２と、アンプ１１３と、を備えている。
【００１３】
プリエンファシス回路１１１には、発光素子１２０の駆動信号（電気信号）が入力される。プリエンファシス回路１１１は、入力された駆動信号の立ち上がり部分および立ち下がり部分を対称に強調する対称プリエンファシスを行う強調回路である。これにより、駆動信号の立ち上がり部分の強調量と立ち下がり部分の強調量とが同じになる。プリエンファシス回路１１１は、対称プリエンファシスを行った駆動信号をオフセット調整回路１１２へ出力する。
【００１４】
オフセット調整回路１１２は、プリエンファシス回路１１１から出力された駆動信号のバイアスレベルを変化させることで、駆動信号のＤＣオフセット（直流オフセット）を調整する。具体的には、オフセット調整回路１１２は、駆動信号のＤＣオフセットを０以外のＤＣオフセットに調整する。これにより、駆動信号に所定のＤＣオフセットを与えることができる。オフセット調整回路１１２は、ＤＣオフセットを調整した駆動信号をアンプ１１３へ出力する。
【００１５】
アンプ１１３は、オフセット調整回路１１２から出力された駆動信号を増幅する。アンプ１１３の入出力特性は、入力に対する出力の変化が非線形になる非線形部を有する。したがって、オフセット調整回路１１２によってＤＣオフセットが与えられた駆動信号がアンプ１１３によって増幅されると、駆動信号の高電位部分と低電位部分とが非対称に増幅される（たとえば図４−２参照）。このため、アンプ１１３によって増幅された駆動信号は、立ち上がり部分および立ち下がり部分の強調量が非対称になる。
【００１６】
これにより、駆動信号の立ち上がり部分および立ち下がり部分を非対称に強調する非対称プリエンファシスを実現することができる。たとえば、オフセット調整回路１１２によって駆動信号のＤＣオフセットを正のＤＣオフセットに調整したとする。この場合は、アンプ１１３によって増幅された駆動信号は、立ち上がり部分に対して立ち下がり部分がより強調される。アンプ１１３は、増幅した駆動信号を発光素子１２０へ出力する。
【００１７】
発光素子１２０は、信号整形回路１１０の後段に設けられている。発光素子１２０は、信号整形回路１１０から出力された駆動信号を光信号に変換する。発光素子１２０は、たとえばＶＣＳＥＬなどの高速応答性の制限を有するＬＤである。信号整形回路１１０から出力された駆動信号は立ち上がり部分および立ち下がり部分が強調されているため、発光素子１２０に高速応答性の制限があっても、発光素子１２０によって高速で高品質な光信号を生成することができる。
【００１８】
また、発光素子１２０は、ＬＤに特有の性質として、緩和振動によって光信号の立ち下がり部分が立ち上がり部分より緩やかな波形になる特性を有する。これに対して、信号整形回路１１０から出力された駆動信号は、立ち上がり部分に対して立ち下がり部分がより強調されている。これにより、発光素子１２０は、立ち上がり部分および立ち下がり部分が均等な波形の光信号を生成することができる。
【００１９】
発光素子１２０は、変換した光信号を光伝送路１０へ出射する。これにより、光送信装置１００は、光送信装置１００へ入力された駆動信号に基づいて、高速で高品質な光信号を送信することが可能になる。光伝送路１０は、たとえば光ファイバである。
【００２０】
（プリエンファシス回路の具体例）
図２は、図１に示したプリエンファシス回路の具体例を示す図である。図２に示すように、プリエンファシス回路１１１は、アンプ２０１と、遅延部２０２と、アンプ２０３と、減算部２０４と、を備えている。プリエンファシス回路１１１へ入力された駆動信号は、分岐されてそれぞれアンプ２０１および遅延部２０２へ入力される。
【００２１】
アンプ２０１は、入力された駆動信号を増幅し、増幅した駆動信号を減算部２０４へ出力する。遅延部２０２は、入力された駆動信号を遅延させてアンプ２０３へ出力する。アンプ２０３は、遅延部２０２から出力された駆動信号を増幅し、増幅した駆動信号を減算部２０４へ出力する。減算部２０４は、アンプ２０１から出力された駆動信号と、アンプ２０３から出力された駆動信号と、を減算（足し合わせ）する。減算部２０４は、減算により得られた駆動信号をオフセット調整回路１１２へ出力する。
【００２２】
これにより、プリエンファシス回路１１１は、入力された駆動信号の立ち上がり部分および立ち下がり部分を強調して出力することができる。また、遅延部２０２における遅延量によって、駆動信号の強調される部分の長さを調整することができる。また、ここではアンプ２０３の前段に遅延部２０２を設ける構成について説明したが、遅延部２０２とは異なる遅延量の遅延部をアンプ２０１の前段にさらに設けてもよい。
【００２３】
このように、駆動信号の立ち上がり部分および立ち下がり部分を対称に強調するプリエンファシス回路１１１は、駆動信号を分岐し、分岐した各駆動信号に遅延差を与えて合成する構成によって実現することができる。このため、プリエンファシス回路１１１は、立ち上がり部分および立ち下がり部分を非対称に強調する従来の非プリエンファシス回路に比べて簡単な構成によって実現することができる。
【００２４】
また、ここでは駆動信号を２つに分岐し、分岐した各駆動信号に遅延差を与えて合成する構成について説明したが、駆動信号を３つ以上に分岐し、分岐した各駆動信号に遅延差を与えて合成する構成としてもよい。これにより、駆動信号の立ち上がり部分および立ち下がり部分を多段に強調することができる。
【００２５】
（オフセット調整回路の具体例）
図３は、図１に示したオフセット調整回路の具体例を示す図である。図３に示すように、オフセット調整回路１１２は、容量３０１と、可変電流源３０２と、可変抵抗３０３と、を備えている。容量３０１は、駆動信号の信号ラインに対して直列に接続されている。具体的には、容量３０１は、一方がプリエンファシス回路１１１に接続され、他方がアンプ１１３に接続されている。これにより、プリエンファシス回路１１１から出力された駆動信号のＤＣ成分（直流成分）が除去される。また、容量３０１とアンプ１１３との間には可変電流源３０２および可変抵抗３０３が接続されている。
【００２６】
可変電流源３０２の電流値および可変抵抗３０３の抵抗値の少なくともいずれかを変化させることで、アンプ１１３へ出力される駆動信号のＤＣオフセットを調整することができる。なお、可変電流源３０２または可変抵抗３０３を省いた構成にしてもよい。このように、オフセット調整回路１１２は、容量３０１と、可変抵抗３０３および可変電流源３０２の少なくともいずれかと、によって実現することができる。
【００２７】
（アンプの入出力特性）
図４−１および図４−２は、アンプの入出力特性を示すグラフである。図４−１，図４−２において、横軸はアンプ１１３の入力電圧（Ｖｉｎ）を示し、縦軸はアンプ１１３の出力電圧（Ｉｏｕｔ）を示す。入出力特性４１０は、アンプ１１３の入力電圧に対する出力電圧の特性である。アンプ１１３の入出力特性４１０は、飽和部４２１，４２５（飽和領域）と、非線形部４２２，４２４（非線形領域）と、線形部４２３（線形領域）と、を有する。
【００２８】
飽和部４２１，４２５では、アンプ１１３の入力電圧の変化に対してアンプ１１３の出力電圧が変化しない。非線形部４２２，４２４では、アンプ１１３の入力電圧の変化に対してアンプ１１３の出力電圧が非線形に変化する。線形部４２３では、アンプ１１３の入力電圧の変化に対してアンプ１１３の出力電圧が線形に変化する。なお、非線形部４２２，４２４における電位の変化量は、線形部４２３における電位の変化量より小さい。また、線形部４２３の中央の入力電圧が０となっている。
【００２９】
入力信号４３０は、アンプ１１３へ入力される駆動信号を示している。ＤＣオフセット４３１は、入力信号４３０のＤＣオフセットを示している。ＤＣオフセット４３１は、オフセット調整回路１１２によって調整される。出力信号４４０は、アンプ１１３から出力される駆動信号を示している。
【００３０】
図４−１に示す入力信号４３０は、オフセット調整回路１１２において駆動信号のＤＣオフセットが０に調整されたと仮定した場合にアンプ１１３へ入力される駆動信号を示している。この場合は、図４−１に示す出力信号４４０のように、アンプ１１３から出力される駆動信号の立ち上がり部分および立ち下がり部分の強調量が対称のままになる。
【００３１】
図４−２に示す入力信号４３０は、オフセット調整回路１１２において駆動信号のＤＣオフセットが０より大きくなるように調整された場合にアンプ１１３へ入力される駆動信号を示している。ここでは、入力信号４３０のＤＣオフセット４３１により、入力信号４３０の立ち上がり部分が非線形部４２４に含まれている。また、入力信号４３０の立ち下がり部分が線形部４２３に含まれている。
【００３２】
この場合は、入力信号４３０の立ち上がり部分の増幅量が立ち下がり部分の増幅量より小さくなる。このため、図４−２に示す出力信号４４０のように、アンプ１１３から出力される駆動信号の立ち上がり部分に対して立ち下がり部分をより強調することができる。このように、入力信号４３０の立ち上がり部分が非線形部４２４に含まれるようにＤＣオフセット４３１を調整することで、駆動信号の立ち上がり部分に対して立ち下がり部分をより強調することができる。
【００３３】
図４−３は、アンプの出力信号の立ち上がり部分を拡大して示す図である。図４−３に示す立ち上がり部分４５１〜４５３は、それぞれ出力信号４４０の立ち上がり部分である。具体的には、立ち上がり部分４５１は、入力信号４３０の立ち上がり部分が線形部４２３に含まれていると仮定した場合の出力信号４４０の立ち上がり部分である（図４−１参照）。この場合は、立ち上がり部分４５１は、立ち下がり部分と対称に強調される。
【００３４】
立ち上がり部分４５２は、入力信号４３０の立ち上がり部分が非線形部４２４に含まれている場合の出力信号４４０の立ち上がり部分である（図４−２参照）。この場合は、立ち上がり部分４５２は緩やかに増幅される。これにより、出力信号４４０の立ち上がり部分に対して立ち下がり部分をより強調することができる。
【００３５】
立ち上がり部分４５３は、アンプ１１３入出力特性がほとんど非線形部をもたず、入力信号４３０の立ち上がり部分が飽和部４２５に含まれていると仮定した場合の出力信号４４０の立ち上がり部分である。この場合は、入力信号４３０の立ち上がり部分が増幅されないため、出力信号４４０の立ち上がりの強調部分が出力信号４４０の中で相対的に小さくなる。
【００３６】
この場合も、出力信号４４０の立ち上がり部分に対して立ち下がり部分をより強調することができる。ただし、立ち上がり部分４５３の場合は強調効果が得られなくなる場合もあるため、入力信号４３０の立ち上がり部分が非線形部４２４に含まれるようにすること（立ち上がり部分４５２）がより望ましい。
【００３７】
（波形の例）
図５−１〜図５−３は、駆動信号の波形の例を示す図である。図５−１〜図５−３において、横軸は時間を示し、縦軸は電位を示す。図５−１に示す駆動信号５１０は、プリエンファシス回路１１１から出力される駆動信号を示している。駆動信号５１０の直流オフセットをＶ（たとえばＶ＝０）とする。図５−１に示すように、駆動信号５１０は、立ち上がり部分および立ち下がり部分が対称に強調されている。
【００３８】
図５−２に示す駆動信号５２０は、オフセット調整回路１１２から出力される駆動信号を示している。図５−２に示すように、ここでは、オフセット調整回路１１２は、駆動信号５２０のＤＣオフセットをＶ＋Ｖａ（Ｖａ＞０）に調整したとする。そして、駆動信号５２０の立ち上がり部分がアンプ１１３の非線形部に入ったとする（図４−２参照）。
【００３９】
図５−３に示す駆動信号５３０は、アンプ１１３から出力される駆動信号を示している。アンプ１１３へ入力される駆動信号５２０の立ち上がり部分がアンプ１１３の非線形部に入っているため、図５−３に示すように、駆動信号５３０は、立ち上がり部分に対して立ち下がり部分がより強調された波形となる。
【００４０】
図６−１〜図６−３は、駆動信号のアイパターンの例を示す図である。図６−１に示すアイパターン６１０は、プリエンファシス回路１１１から出力される駆動信号を示している。アイパターン６１０に示すように、プリエンファシス回路１１１から出力される駆動信号は、立ち上がり部分および立ち下がり部分が対称に強調される。
【００４１】
図６−２に示すアイパターン６２０は、駆動信号のＤＣオフセットを０未満になるように調整し、駆動信号の立ち下がり部分がアンプ１１３の入出力特性の非線形部４２２に含まれるようにした場合にアンプ１１３から出力される駆動信号を示している。アイパターン６２０に示すように、この場合は、立ち下がり部分に対して立ち上がり部分がより強調された駆動信号がアンプ１１３から出力される。
【００４２】
図６−３に示すアイパターン６３０は、駆動信号のＤＣオフセットを０より大きくなるように調整し、駆動信号の立ち上がり部分がアンプ１１３の入出力特性の非線形部４２４に含まれるようにした場合にアンプ１１３から出力される駆動信号を示している。アイパターン６３０に示すように、この場合は、立ち上がり部分に対して立ち下がり部分がより強調された駆動信号がアンプ１１３から出力される。
【００４３】
このように、実施の形態１にかかる信号整形回路１１０によれば、立ち上がり部分と立ち下がり部分を対称に強調した駆動信号に直流オフセットを与えてアンプ１１３で増幅することで、駆動信号の立ち上がり部分と立ち下がり部分を非対称にすることができる。これにより、簡単な構成で非対称プリエンファシスを実現し、発光素子における立ち上がり部分と立ち下がり部分の高速応答性を均等に補うことができる。また、簡単な構成で非対称プリエンファシスを実現することができるため、トランジスタの数を減らすことが可能になる。このため、寄生ゲート容量を低減し、高速駆動を可能にすることができる。
【００４４】
（実施の形態２）
（信号整形回路および光送信装置の構成）
図７は、実施の形態２にかかる信号整形回路および光送信装置を示す図である。図７において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図７に示すように、実施の形態２にかかる信号整形回路１１０は、図１に示したアンプ１１３に代えて差動アンプ７１１を備えている。オフセット調整回路１１２は、プリエンファシス回路１１１からの駆動信号のＤＣオフセットを調整して差動アンプ７１１へ出力するとともに、ＤＣオフセットを調整した一定電圧を差動アンプ７１１へ出力する。
【００４５】
差動アンプ７１１の入出力特性は、入力に対する出力の変化が非線形になる非線形部を有する。差動アンプ７１１は、オフセット調整回路１１２から出力された駆動信号および一定電圧を差動増幅する。これにより、差動アンプ７１１を片側駆動することができる。差動アンプ７１１は、差動増幅により得られた駆動信号を発光素子１２０へ出力する。
【００４６】
（プリエンファシス回路の具体例）
図７に示したプリエンファシス回路１１１の具体例については、図２に示したプリエンファシス回路１１１と同様である。
【００４７】
（オフセット調整回路の具体例）
図８は、図７に示したオフセット調整回路の具体例を示す図である。図８において、図３に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図８に示すように、オフセット調整回路１１２は、図３に示した構成に加えて、容量８０１と、可変電流源８０２と、可変抵抗８０３と、抵抗８０４と、を備えている。
【００４８】
容量８０１は、一定電圧のラインに対して直列に接続されている。具体的には、容量８０１は、一方が抵抗８０４に接続され、他方が差動アンプ７１１に接続されている。また、容量８０１と差動アンプ７１１との間には可変電流源８０２および可変抵抗８０３が接続されている。可変電流源８０２の電流値および可変抵抗８０３の抵抗値の少なくともいずれかを変化させることで、差動アンプ７１１へ出力される一定電圧のＤＣオフセットを調整することができる。
【００４９】
なお、可変電流源８０２および可変抵抗８０３のいずれかを省いた構成にしてもよい。また、容量８０１、可変電流源８０２、可変抵抗８０３および抵抗８０４に代えて、たとえば差動アンプ７１１へ一定電圧を出力する固定電流源を設け、一定電圧のＤＣオフセットの調整を行わない構成としてもよい。
【００５０】
（差動アンプの入出力特性）
差動アンプ７１１の入出力特性については、図４−１〜図４−３に示したアンプ１１３の入出力特性と同様であるとする。
【００５１】
（波形の例）
図９−１および図９−２は、駆動信号および一定電圧の波形の例を示す図である。図９−１および図９−２において、図５−２および図５−３に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。プリエンファシス回路１１１から出力される駆動信号については、図５−１に示した駆動信号５１０と同様である。
【００５２】
図９−１に示す一定電圧９１０は、オフセット調整回路１１２から出力される一定電圧を示している。図９−１に示すように、ここでは、オフセット調整回路１１２は、駆動信号５２０のＤＣオフセットをＶ＋Ｖａに調整し、一定電圧９１０のＤＣオフセットをＶ−Ｖａに調整したとする。そして、駆動信号５２０の立ち上がり部分が差動アンプ７１１の非線形部に入ったとする（図４−２参照）。
【００５３】
図９−２に示す駆動信号５３０は、差動アンプ７１１から出力される駆動信号を示している。差動アンプ７１１へ入力される駆動信号５２０の立ち上がり部分が差動アンプ７１１の非線形部に入っているため、図９−２に示すように、駆動信号５３０は、立ち上がり部分に対して立ち下がり部分がより強調された波形となる。
【００５４】
また、図９−２に示す駆動信号５３０は、図９−１に示した駆動信号５２０と一定電圧９１０を差動増幅した信号であるため、図５−３に示した駆動信号５３０より全体的に電位が低くなっている。このように、図９−２に示す駆動信号５３０の電位は、オフセット調整回路１１２によって一定電圧９１０のＤＣオフセットを調整することによって変化させることができる。
【００５５】
図１０−１〜図１０−３は、駆動信号のアイパターンの例を示す図である。図１０−１に示すアイパターン１０１０は、プリエンファシス回路１１１から出力される駆動信号を示している。アイパターン１０１０に示すように、プリエンファシス回路１１１から出力される駆動信号は、立ち上がり部分および立ち下がり部分が対称に強調される。
【００５６】
図１０−２に示すアイパターン１０２０は、駆動信号を負のＤＣオフセットに調整し、駆動信号の立ち下がり部分が差動アンプ７１１の入出力特性の非線形部４２２に含まれるようにした場合に差動アンプ７１１から出力される駆動信号を示している。アイパターン１０２０に示すように、この場合は、立ち下がり部分に対して立ち上がり部分がより強調された駆動信号が差動アンプ７１１から出力される。
【００５７】
図１０−３に示すアイパターン１０３０は、駆動信号を正のＤＣオフセットに調整し、駆動信号の立ち上がり部分が差動アンプ７１１の入出力特性の非線形部４２４に含まれるようにした場合に差動アンプ７１１から出力される駆動信号を示している。アイパターン１０３０に示すように、この場合は、立ち上がり部分に対して立ち下がり部分がより強調された駆動信号が差動アンプ７１１から出力される。
【００５８】
このように、実施の形態２にかかる信号整形回路１１０によれば、差動アンプ７１１を片側駆動により用いる構成においても、実施の形態１にかかる信号整形回路１１０と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
（実施の形態３）
（信号整形回路および光送信装置の構成）
図１１は、実施の形態３にかかる信号整形回路および光送信装置を示す図である。図１１において、図７に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１１に示すように、実施の形態３にかかる信号整形回路１１０には、正相信号および逆相信号を含む差動信号が発光素子１２０の駆動信号として入力される。
【００６０】
プリエンファシス回路１１１は、入力された正相信号および逆相信号のそれぞれについて、立ち上がり部分および立ち下がり部分を対称に強調する。オフセット調整回路１１２は、プリエンファシス回路１１１から出力された正相信号および逆相信号のＤＣオフセットを調整して差動アンプ７１１へ出力する。差動アンプ７１１は、オフセット調整回路１１２から出力された正相信号および逆相信号に基づく差動増幅を行う。
【００６１】
（プリエンファシス回路の具体例）
図１２は、図１１に示したプリエンファシス回路の具体例を示す図である。図１２において、図２に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１２に示すように、プリエンファシス回路１１１は、図２に示した構成に加えて、減算部１２０１を備えている。プリエンファシス回路１１１へ入力された正相信号は、分岐されてそれぞれアンプ２０１および遅延部２０２へ入力される。また、プリエンファシス回路１１１へ入力された逆相信号は、分岐されてそれぞれアンプ２０１および遅延部２０２へ入力される。
【００６２】
アンプ２０１は、入力された正相信号および逆相信号を増幅する。アンプ２０１は、増幅した正相信号を減算部２０４へ出力するとともに、増幅した逆相信号を減算部１２０１へ出力する。遅延部２０２は、入力された正相信号および逆相信号を遅延させてアンプ２０３へ出力する。アンプ２０３は、遅延部２０２から出力された正相信号および逆相信号を増幅する。アンプ２０３は、増幅した正相信号を減算部２０４へ出力するとともに、増幅した逆相信号を減算部１２０１へ出力する。
【００６３】
減算部２０４は、アンプ２０１から出力された正相信号と、アンプ２０３から出力された正相信号と、を減算（足し合わせ）する。減算部２０４は、減算した正相信号をオフセット調整回路１１２へ出力する。減算部１２０１は、アンプ２０１から出力された逆相信号と、アンプ２０３から出力された逆相信号と、を減算（足し合わせ）する。減算部１２０１は、減算した逆相信号をオフセット調整回路１１２へ出力する。これにより、プリエンファシス回路１１１は、入力された正相信号および逆相信号のそれぞれについて、立ち上がり部分および立ち下がり部分を強調して出力することができる。
【００６４】
（オフセット調整回路の具体例）
図１３は、図１１に示したオフセット調整回路の具体例を示す図である。図１３において、図８に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。オフセット調整回路１１２の容量３０１は、一方がオフセット調整回路１１２の減算部２０４に接続され、他方が差動アンプ７１１に接続されている。これにより、オフセット調整回路１１２から出力された正相信号のＤＣオフセットを調整することができる。
【００６５】
容量８０１は、一方がオフセット調整回路１１２の減算部１２０１に接続され、他方が差動アンプ７１１に接続されている。この場合は、図８に示した抵抗８０４を省いてもよい。これにより、オフセット調整回路１１２から出力された逆相信号のＤＣオフセットを調整することができる。
【００６６】
（差動アンプの入出力特性）
図１４−１および図１４−２は、差動アンプの入出力特性を示すグラフである。図１４−１および図１４−２において、図４−１および図４−２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。入出力特性１４１０は、差動アンプ７１１の差動入力電圧に対する差動出力電圧の特性である。差動アンプ７１１の入出力特性１４１０は、飽和部４２１，４２５と、非線形部４２２，４２４と、線形部４２３とを有する。
【００６７】
入力信号１４３０は、差動アンプ７１１へ入力される正相信号と逆相信号に基づく差動信号を示している。ＤＣオフセット１４３１は、入力信号１４３０のＤＣオフセットを示している。ＤＣオフセット１４３１は、オフセット調整回路１１２によって調整される。出力信号１４４０は、差動アンプ７１１から出力される駆動信号を示している。
【００６８】
図１４−１に示す入力信号１４３０は、オフセット調整回路１１２において正相信号および逆相信号のＤＣオフセットが０に調整されたと仮定した場合に差動アンプ７１１へ入力される駆動信号を示している。この場合は、図１４−１に示す出力信号１４４０のように、差動アンプ７１１から出力される駆動信号の立ち上がり部分および立ち下がり部分の強調量が対称のままになる。
【００６９】
図１４−２に示す入力信号１４３０は、オフセット調整回路１１２において正相信号を正のＤＣオフセットに調整し、逆相信号を負のＤＣオフセットに調整した場合に差動アンプ７１１へ入力される駆動信号を示している。ここでは、入力信号１４３０のＤＣオフセット１４３１により、入力信号１４３０の立ち下がり部分が非線形部４２４に含まれている。また、入力信号１４３０の立ち下がり部分が線形部４２３に含まれている。
【００７０】
この場合は、入力信号１４３０の立ち上がり部分の増幅量が立ち下がり部分の増幅量より小さくなる。このため、図１４−２に示す出力信号１４４０のように、差動アンプ７１１から出力される駆動信号の立ち上がり部分に対して立ち下がり部分をより強調することができる。このように、正相信号を正のＤＣオフセットに調整し、逆相信号を負のＤＣオフセットに調整することで、駆動信号の立ち上がり部分に対して立ち下がり部分をより強調することができる。
【００７１】
（波形の例）
図１５−１〜図１５−３は、駆動信号の波形の例を示す図である。図１５−１〜図１５−３において、図５−１〜図５−３に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１５−１に示す正相信号１５１１は、プリエンファシス回路１１１から出力される正相信号を示している。図１５−１に示す逆相信号１５１２は、プリエンファシス回路１１１から出力される逆相信号を示している。正相信号１５１１および逆相信号１５１２の直流オフセットをＶ（たとえばＶ＝０）とする。図１５−１に示すように、正相信号１５１１および逆相信号１５１２のそれぞれは、立ち上がり部分および立ち下がり部分が対称に強調されている。
【００７２】
図１５−２に示す正相信号１５２１は、オフセット調整回路１１２から出力される正相信号を示している。図１５−２に示す逆相信号１５２２は、オフセット調整回路１１２から出力される逆相信号を示している。図１５−２に示すように、ここでは、オフセット調整回路１１２は、正相信号１５２１のＤＣオフセットをＶ＋Ｖａ（Ｖａ＞０）に調整したとする。そして、正相信号１５２１の立ち上がり部分が差動アンプ７１１の非線形部に入ったとする。また、オフセット調整回路１１２は、逆相信号１５２２のＤＣオフセットをＶ−Ｖａに調整したとする。そして、逆相信号１５２２の立ち下がり部分が差動アンプ７１１の非線形部に入ったとする。
【００７３】
図１５−３に示す駆動信号５３０は、差動アンプ７１１から出力される駆動信号を示している。ここでは、差動アンプ７１１へ入力される正相信号１５２１の立ち上がり部分が差動アンプ７１１の非線形部に入っているため、正相信号１５２１の立ち上がり部分に対して立ち下がり部分がより強調される。一方、差動アンプ７１１へ入力される逆相信号１５２２の立ち下がり部分が差動アンプ７１１の非線形部に入っているため、逆相信号１５２２の立ち下がり部分に対して立ち上がり部分がより強調される。
【００７４】
この結果、差動アンプ７１１において、立ち下がり部分がより強調される正相信号１５２１と立ち上がり部分がより強調される逆相信号１５２２とが差動増幅されるため、立ち上がり部分がより強調された駆動信号５３０が差動アンプ７１１から出力される。このとき、正相信号１５２１の立ち上がり部分および立ち下がり部分の非対称性と、逆相信号１５２２の立ち上がり部分および立ち下がり部分の非対称性と、が合わさる。
【００７５】
このため、図１５−３に示す駆動信号５３０は、図５−３に示した駆動信号５３０に比べて立ち上がり部分および立ち下がり部分の非対称性が大きくなる。このように、正相信号１５１１および逆相信号１５１２に逆方向（正と負）のＤＣオフセットを与えて差動増幅することで、駆動信号５３０の立ち上がり部分および立ち下がり部分を効率よく非対称にすることができる。
【００７６】
ただし、信号整形回路１１０は、正相信号１５１１および逆相信号１５１２に逆方向のＤＣオフセットを与える構成に限らない。具体的には、正相信号１５１１のＤＣオフセットと逆相信号１５１２のＤＣオフセットとを異なる大きさにすることで、駆動信号５３０の立ち上がり部分および立ち下がり部分を非対称に強調することができる。また、正相信号１５１１のＤＣオフセットを逆相信号１５１２のＤＣオフセットより高くすることで、駆動信号５３０の立ち上がり部分に対して立ち下がり部分をより強調することができる。
【００７７】
図１６−１および図１６−２は、駆動信号の波形の他の例を示す図である。図１６−１および図１６−２において、図１５−２および図１５−３に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。プリエンファシス回路１１１から出力される正相信号および逆相信号については、図１５−１に示した正相信号１５１１および逆相信号１５１２と同様である。
【００７８】
図１６−１に示すように、ここでは、オフセット調整回路１１２は、逆相信号１５２２のＤＣオフセットを調整せず、逆相信号１５２２のＤＣオフセットがＶのままであるとする。そして、逆相信号１５２２の立ち下がり部分が差動アンプ７１１の非線形部に入らなかったとする。この場合は、差動アンプ７１１において、逆相信号１５２２の立ち下がり部分および立ち上がり部分が対称のままとなる。
【００７９】
これにより、差動アンプ７１１において、立ち下がり部分がより強調される正相信号１５２１と、立ち下がり部分および立ち上がり部分が対称の逆相信号１５２２と、が差動増幅される。このため、立ち上がり部分がより強調された駆動信号５３０が差動アンプ７１１から出力される。ただし、逆相信号１５２２の立ち下がり部分および立ち上がり部分の非対称性が生じないため、図１６−２に示す駆動信号５３０は、図１５−３に示した駆動信号５３０に比べて立ち上がり部分および立ち下がり部分の非対称性が小さくなる。
【００８０】
また、図示しないが、たとえば正相信号１５１１のＤＣオフセットを調整せず、正相信号１５１１のＤＣオフセットがＶのままとし、逆相信号１５１２のＤＣオフセットをＶ−Ｖａに調整してもよい。これにより、駆動信号５３０の立ち下がり部分に対して立ち上がり部分をより強調することができる。このように、正相信号１５１１および逆相信号１５１２のいずれか一方のＤＣオフセットを調整する構成としてもよい。この場合も、駆動信号５３０の立ち上がり部分および立ち下がり部分を非対称に強調することができる。
【００８１】
図１７−１〜図１７−３は、駆動信号のアイパターンの例を示す図である。図１７−１に示すアイパターン１７１０は、プリエンファシス回路１１１から出力される駆動信号を示している。アイパターン１７１０に示すように、プリエンファシス回路１１１から出力される駆動信号は、立ち上がり部分および立ち下がり部分が対称に強調される。
【００８２】
図１７−２に示すアイパターン１７２０は、正相信号のＤＣオフセットを逆相信号のＤＣオフセットより低く調整した場合に差動アンプ７１１から出力される駆動信号を示している。アイパターン１７２０に示すように、この場合は、立ち下がり部分に対して立ち上がり部分がより強調された駆動信号が差動アンプ７１１から出力される。
【００８３】
図１７−３に示すアイパターン１７３０は、正相信号のＤＣオフセットを逆相信号のＤＣオフセットより高く調整した場合に差動アンプ７１１から出力される駆動信号を示している。アイパターン１７３０に示すように、この場合は、立ち上がり部分に対して立ち下がり部分がより強調された駆動信号が差動アンプ７１１から出力される。
【００８４】
このように、実施の形態３にかかる信号整形回路１１０によれば、実施の形態１にかかる信号整形回路１１０と同様の効果を得ることができる。さらに、正相信号および逆相信号を逆方向（正と負）のＤＣオフセットに調整して差動増幅することで、駆動信号の立ち上がり部分および立ち下がり部分を効率よく非対称にすることができる。
【００８５】
（実施の形態４）
（信号整形回路および光送信装置の構成）
図１８は、実施の形態４にかかる信号整形回路および光送信装置を示す図である。図１８において、図１１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１８に示すように、実施の形態４にかかる信号整形回路１１０は、プリエンファシス回路１１１の前段にオフセット調整回路１１２を備えている。
【００８６】
オフセット調整回路１１２は、信号整形回路１１０へ入力された正相信号および逆相信号のＤＣオフセットを調整してプリエンファシス回路１１１へ出力する。プリエンファシス回路１１１は、オフセット調整回路１１２から出力された正相信号および逆相信号のそれぞれについてプリエンファシスを行い、プリエンファシスを行った正相信号および逆相信号を差動アンプ７１１へ出力する。差動アンプ７１１は、プリエンファシス回路１１１から出力された正相信号および逆相信号に基づく差動増幅を行う。
【００８７】
また、プリエンファシス回路１１１におけるアンプ２０１，２０３のそれぞれの入出力特性は、入力に対する出力の変化が非線形になる非線形部を有する。たとえば、アンプ２０１，２０３のそれぞれの入出力特性については、図４−１〜図４−３に示したアンプ１１３の入出力特性と同様であるとする。
【００８８】
これにより、オフセット調整回路１１２によってＤＣオフセットが調整された駆動信号について、立ち上がりおよび立ち下がりを強調するとともに、立ち上がりおよび立ち下がりの強調量を非対称にすることができる。この場合は、差動アンプ７１１は、入力に対する出力の変化が非線形になる非線形部を有するアンプでなくてもよい。
【００８９】
このように、実施の形態４にかかる信号整形回路１１０においては、プリエンファシス回路１１１の前段にオフセット調整回路１１２を設ける構成としてもよい。この構成においても、プリエンファシス回路１１１におけるアンプ２０１，２０３の非線形部を利用することで、駆動信号の立ち上がり部分と立ち下がり部分を非対称にし、実施の形態１にかかる信号整形回路１１０と同様の効果を得ることができる。
【００９０】
図１８においては、図１１に示した信号整形回路１１０においてプリエンファシス回路１１１の前段にオフセット調整回路１１２を設ける構成について説明した。ただし、これに限らず、上述した各実施の形態にかかる信号整形回路１１０においてプリエンファシス回路１１１の前段にオフセット調整回路１１２を設ける構成としてもよい。
【００９１】
（直流オフセットの調整）
つぎに、上述した各実施の形態にかかる光送信装置における直流オフセットの調整について説明する。
【００９２】
図１９は、光信号のアイパターンの一例を示す図である。図１９において、横軸は時間［ｂｉｔ  ｐｅｒｉｏｄ］を示し、縦軸は振幅［ａ．ｕ．］を示している。図１９に示すアイパターン１９００は、たとえば、発光素子１２０から出射される光信号を測定器によって測定することによって得られる。
【００９３】
たとえば、光送信装置１００の調整者は、アイパターン１９００の立ち上がり部分１９１０および立ち下がり部分１９２０が対称になるようにオフセット調整回路１１２によるＤＣオフセットの調整値を変化させる。これにより、発光素子１２０における立ち上がり部分と立ち下がり部分の高速応答性を均等に補うように、駆動信号の立ち上がり部分と立ち下がり部分の非対称性を調整することができる。
【００９４】
以上説明したように、信号整形回路および光送信装置によれば、発光素子の高速駆動を可能にすることができる。上述した各実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００９５】
（付記１）駆動信号を整形する整形回路において、
前記駆動信号の立ち上がり部分および立ち下がり部分を対称に強調する強調回路と、
前記駆動信号の直流オフセットを調整する調整回路と、
入出力特性に非線形部を有し、前記調整回路によって直流オフセットを調整された駆動信号を増幅するアンプと、
を備えることを特徴とする信号整形回路。
【００９６】
（付記２）前記調整回路は、前記アンプへ入力される駆動信号の立ち上がり部分が前記非線形部に含まれるように前記直流オフセットを調整することを特徴とする付記１に記載の信号整形回路。
【００９７】
（付記３）前記駆動信号は、正相信号および逆相信号を含む差動信号であり、
前記調整回路は、前記差動信号に含まれる正相信号および逆相信号を互いに異なる直流オフセットに調整し、
前記アンプは、前記差動信号を差動増幅する差動アンプであることを特徴とする付記１に記載の信号整形回路。
【００９８】
（付記４）前記調整回路は、前記正相信号の直流オフセットを前記逆相信号の直流オフセットより高く調整することを特徴とする付記３に記載の信号整形回路。
【００９９】
（付記５）前記調整回路は、前記差動信号に含まれる正相信号および逆相信号を互いに逆方向の直流オフセットに調整することを特徴とする付記３に記載の信号整形回路。
【０１００】
（付記６）前記強調回路は、前記駆動信号を分岐し、分岐した各駆動信号に遅延差を与えて足し合わせることで前記立ち上がり部分および前記立ち下がり部分を対称に強調することを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の信号整形回路。
【０１０１】
（付記７）前記調整回路は、
前記駆動信号の直流オフセットを除去する容量と、
前記容量によって直流オフセットを除去された駆動信号に直流オフセットを与える可変抵抗および可変電流源の少なくともいずれかと、
を備えることを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の信号整形回路。
【０１０２】
（付記８）前記調整回路は、前記強調回路によって立ち上がり部分および立ち下がり部分が強調された駆動信号の直流オフセットを調整することを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の信号整形回路。
【０１０３】
（付記９）前記強調回路は、前記調整回路によって直流オフセットを調整された駆動信号の立ち上がり部分および立ち下がり部分を強調し、
前記アンプは、前記強調回路に設けられたアンプであることを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載の信号整形回路。
【０１０４】
（付記１０）付記１〜９のいずれか一つに記載の信号整形回路と、
前記信号整形回路の後段に設けられ、前記駆動信号を光信号に変換する発光素子と、
を備えることを特徴とする光送信装置。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  光伝送路
１１３，２０１，２０３  アンプ
３０１，８０１  容量
３０２，８０２  可変電流源
３０３，８０３  可変抵抗
４１０，１４１０  入出力特性
４２１，４２５  飽和部
４２２，４２４  非線形部
４２３  線形部
４３０，１４３０  入力信号
４３１，１４３１  ＤＣオフセット
４４０，１４４０  出力信号
４５１〜４５３，１９１０  立ち上がり部分
１９２０  立ち下がり部分
５１０，５２０，５３０  駆動信号
６１０，６２０，６３０，１０１０，１０２０，１０３０，１７１０，１７２０，１７３０，１９００  アイパターン
７１１  差動アンプ
８０４  抵抗
９１０  一定電圧
１５１１，１５２１  正相信号
１５１２，１５２２  逆相信号
【図１】
0005488330.tif 000002
【図２】
0005488330.tif 000003
【図３】
0005488330.tif 000004
【図４−１】
0005488330.tif 000005
【図４−２】
0005488330.tif 000006
【図４−３】
0005488330.tif 000007
【図５−１】
0005488330.tif 000008
【図５−２】
0005488330.tif 000009
【図５−３】
0005488330.tif 000010
【図６−１】
0005488330.tif 000011
【図６−２】
0005488330.tif 000012
【図６−３】
0005488330.tif 000013
【図７】
0005488330.tif 000014
【図８】
0005488330.tif 000015
【図９−１】
0005488330.tif 000016
【図９−２】
0005488330.tif 000017
【図１０−１】
0005488330.tif 000018
【図１０−２】
0005488330.tif 000019
【図１０−３】
0005488330.tif 000020
【図１１】
0005488330.tif 000021
【図１２】
0005488330.tif 000022
【図１３】
0005488330.tif 000023
【図１４−１】
0005488330.tif 000024
【図１４−２】
0005488330.tif 000025
【図１５−１】
0005488330.tif 000026
【図１５−２】
0005488330.tif 000027
【図１５−３】
0005488330.tif 000028
【図１６−１】
0005488330.tif 000029
【図１６−２】
0005488330.tif 000030
【図１７−１】
0005488330.tif 000031
【図１７−２】
0005488330.tif 000032
【図１７−３】
0005488330.tif 000033
【図１８】
0005488330.tif 000034
【図１９】
0005488330.tif 000035