(57)【要約】【課題】  外部からバイアス信号を使用しなくとも、バイアス電流を容易に生成して出力することができ、しかも所定時間の間だけバイアス電流を出力すること。【解決手段】  駆動回路１１と並列に接続された電圧生成保持回路２０と、電圧を電流に変換する電圧−電流変換回路３０とを備え、電圧生成保持回路２０が、駆動回路１１に入力されるデータ信号に基づいて所望電圧を生成して出力する一方、電圧−電流変換回路３０が電圧生成保持回路２０からの出力電圧を電流に変換して出力する。また、タイマー回路部４０が備えられ、タイマー回路部４０が、電圧生成保持回路２０によって生成された電圧の出力時間を規定できるようになっている。【選択図】  図１
2005236238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ信号によって半導体レーザに対するバイアス信号を生成しかつ出力するエンベロープ回路であって、
前記データ信号により所望電圧を出力する電圧生成保持回路と、該電圧生成保持回路から出力された電圧を電流に変換して出力する変換回路とを備えることを特徴とするエンベロープ回路。
【請求項２】
請求項１記載のエンベロープ回路において、
前記電圧生成保持回路から出力される出力電圧の時間を規制するタイマー回路部を備えることを特徴とするエンベロープ回路。
【請求項３】
請求項１又は２記載のエンベロープ回路において、
前記電圧生成保持回路からの出力電圧と前記タイマー回路部からの出力電圧とを検出して、前記タイマー回路部から電圧出力される間、前記変換回路に前記電圧生成保持回路からの出力電圧を入力させる検出回路を備えることを特徴とするエンベロープ回路。
【請求項４】
請求項３記載のエンベロープ回路において、
前記検出回路は、ｎｐｎトランジスタを有し、該トランジスタのコレクタに第１抵抗を介して前記電圧生成保持回路の出力部が接続され、前記トランジスタのベースに前記タイマー回路部の出力部が接続され、前記トランジスタのエミッタが第２抵抗を介して接地されることを特徴とするエンベロープ回路。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか記載のエンベロープ回路において、
前記電圧生成保持回路は、データ信号により電圧を出力する積分回路と、積分回路からの出力電圧の大小を比較するコンパレータと、積分回路からの出力電圧を所望レベルに保持するコンデンサと、コンパレータから出力電圧を放電させる第１放電回路とを有することを特徴とするエンベロープ回路。
【請求項６】
請求項２記載のエンベロープ回路において、
前記タイマー回路部は、前記電圧生成保持回路の積分回路から出力されたレベル信号を反転させるインバータと、該インバータから電圧を出力させる第２放電回路と、該第２放電回路から出力される電圧の大小を比較するコンパレータとを有することを特徴とするエンベロープ回路。
【請求項７】
データ信号用の端子と半導体レーザ間に、半導体レーザを駆動する駆動回路が接続された光通信装置であって、
前記駆動回路と並列接続されてあって、かつ請求項１〜６のいずれかに記載されたエンベロープ回路を備えていることを特徴とする光通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、エンベロープ回路及び光通信装置に係り、さらに詳しくは、光通信システムにおいて、デジタル信号伝送の送信回路に備えられてあって、光信号を送信するための半導体レーザに対し、バイアス信号を所定時間出力する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】  例えば、光通信システムにあっては、データ信号が、発光素子としての半導体レーザ（レーザダイオード）を駆動させるための駆動回路に入力されると、その駆動回路から電流が半導体レーザに出力されることにより、半導体レーザが電気信号（電流）を光信号に変換して発光する。このような半導体レーザにおいては、上記駆動回路からの出力電流の他、バイアス電流が供給されることによって、半導体レーザの光信号波形の立ち上がり特性を改善できるようになっている。【０００３】  半導体レーザに対するバイアス電流としては、従来、図８に示すように、外部から供給されるバイアス信号によって生成されている。つまり、図８に示すように、レーザダイオード７１に対し駆動回路７２が接続されると共に、その駆動回路７２と並列に電圧−電流変換回路７３が接続される。駆動回路７２の入力部にはデータ信号の端子７４が接続される一方、電圧−電流変換回路７３の入力部にはプリバイアス信号の端子７５が接続され、該電圧−電流変換回路７３に対して外部からプリバイアス信号Ｖｏが入力されることで、バイアス電流をレーザダイオード７１に供給するようになっている。Ｉｏは、電圧−電流変換回路７３の出力電流である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  ところで、上記に示す従来技術において、レーザダイオード７１に対し電圧−電流変換回路７３によってバイアス電流を出力するようにしているものの、その電圧−電流変換回路７３に対してプリバイアス信号を入力しなければならず、そのため、外部からいちいちプリバイアス信号Ｖｏを用いているのが実状であった。【０００５】  本発明は、上記事情に鑑み、外部からのバイアス信号をいちいち使用しなくとも、バイアス電流を容易に生成して出力することができ、しかも所定時間の間だけバイアス電流を出力することができるエンベロープ回路及び光通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  上記目的を達成するために、この発明は以下の構成を採用している。即ち、
請求項１に係る発明は、データ信号によって半導体レーザに対するバイアス信号を生成しかつ出力するエンベロープ回路であって、前記データ信号により所望電圧を出力する電圧生成保持回路と、該電圧生成保持回路から出力された電圧を電流に変換して出力する変換回路とを備えることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１記載のエンベロープ回路において、前記電圧生成保持回路から出力される出力電圧の時間を規制するタイマー回路部を備えることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載のエンベロープ回路において、前記電圧生成保持回路からの出力電圧と前記タイマー回路部からの出力電圧とを検出して前記タイマー回路部から電圧出力される間、前記変換回路に前記電圧生成保持回路からの出力電圧を入力させる検出回路を備えることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項３記載のエンベロープ回路において、前記検出回路は、ｎｐｎトランジスタを有し、該トランジスタのコレクタに第１抵抗を介して前記電圧生成保持回路の出力部が接続され、前記トランジスタのベースに前記タイマー回路部の出力部が接続され、前記トランジスタのエミッタが第２抵抗を介して接地されることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれか記載のエンベロープ回路において、前記電圧生成保持回路は、データ信号により電圧を出力する積分回路と、積分回路からの出力電圧の大小を比較するコンパレータと、積分回路からの出力電圧を所望レベルに保持するコンデンサと、コンパレータから出力電圧を放電させる第１放電回路とを有することを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項２記載のエンベロープ回路において、前記タイマー回路部は、前記電圧生成保持回路の積分回路から出力されたレベル信号を反転させるインバータと、該インバータから電圧を出力させる第２放電回路と、該第２放電回路から出力される電圧の大小を比較するコンパレータとを有することを特徴とする。
請求項７に係る発明は、データ信号用の端子と半導体レーザ間に、半導体レーザを駆動する駆動回路が接続された光通信装置であって、前記駆動回路と並列接続されてあって、かつ請求項１〜６のいずれかに記載されたエンベロープ回路を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】  請求項１に係る発明によれば、データ信号が入力されると、変換回路によって電流が出力され、その電流が半導体レーザに対するバイアス電流となるので、半導体レーザに対し、従来のように外部からのバイアス信号を用いたり、またＩＣ等からなる半導体でバイアス信号を生成したりすることが不要になり、容易にバイアス電流を生成して出力することができる効果がある。【０００８】  請求項２に係る発明によれば、タイマー回路部によって電圧生成保持回路からの電圧が所定時間だけ出力されるので、半導体レーザに対して所定時間分だけ所望電流を供給することができる結果、所定時間の間だけデータ送信を確実に行うことができる効果がある。【０００９】  請求項３に係る発明によれば、変換回路に対し検出回路が所定時間の間だけ所望電圧を確実に出力させることができるので、半導体レーザに対するバイアス信号の供給を良好に行える効果がある。【００１０】  請求項４に係る発明によれば、第１抵抗と第２抵抗との抵抗値を適宜選定することで、変換回路に対し、所定時間の間だけ所望電圧を入力できる一方、変換回路から所定時間の間だけ所望のバイアス電流を確実に出力させることができる効果がある。【００１１】  請求項５に係る発明によれば、データ信号によって所望レベルの電圧を確実に出力することができ、電圧生成保持回路として的確に機能することができる効果がある。【００１２】  請求項６に係る発明によれば、タイマー回路部として容易かつ確実に機能することができる効果がある。【００１３】  請求項７に係る発明によれば、光通信を行うＦＴＴＨ方式のようなＰＯＮシステムにおいて、親局装置に対して送信される複数の加入者側装置からのそれぞれのデータを所定のタイミングで正確に行うことができ、良好な光通信を実現することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るエンベロープ回路を適用した光通信装置を示す要部の概念図である。
光通信システムにおいては、光信号を送信するための発光素子である半導体レーザ（レーザダイオード）１０に電流を流して半導体レーザを発光させ、その発光した光信号を送信する。
そのため、半導体レーザ１０には、半導体レーザ１０を駆動させるための電流を出力する駆動回路１１の他、半導体レーザ１０が駆動回路からの出力電流で発光したときの光信号の波形の立ち上がり特性を改善するため、その駆動回路１１と並列に接続されてあって、半導体レーザ１０にバイアス電流を流すエンベロープ回路Ｅが設けられている。駆動回路１１の入力部には、データ信号用の端子１２が接続されている。【００１５】  そして、本発明のエンベロープ回路Ｅは、駆動回路１１と並列に接続された電圧生成保持回路２０と、電圧を電流に変換する電圧−電流変換回路３０とを備え、電圧生成保持回路２０が、駆動回路１１に入力されるデータ信号に基づいて所望電圧を生成して出力する一方、電圧−電流変換回路３０が電圧生成保持回路２０からの出力電圧を電流に変換して出力するようになっている。【００１６】  これにより、エンベロープ回路Ｅが、データ信号に基づいてバイアス電流を生成できるので、従来のように外部からのプリバイアス信号を使用することが不要になり、かつＩＣ等からなる半導体でバイアス信号を生成したりすることが不要になり、半導体レーザ１０に対するバイアス電流を簡単に生成することができる。【００１７】  また、エンベロープ回路Ｅには、タイマー回路部４０が備えられ、タイマー回路部４０が電圧生成保持回路２０によって生成された電圧の出力時間を規定できるようになっている。
これにより、データ信号に基づき所定時間の間だけ所望電圧を出力して、バイアス電流の出力時間を規定するので、例えば、光ファイバーを家庭内に直接引き込んで光通信を行うＦＴＴＨ方式のようなＰＯＮシステムにおいて、親局装置に対して送信される複数の加入者側装置からのそれぞれのデータを所定のタイミングで正確に行うことができ、良好な光通信を実現することができる。【００１８】  以下、図２〜図７を用いてその具体的実施形態について説明する。
図２は、エンベロープ回路における電圧生成保持回路を示す回路図、図３は、図２の電圧生成保持回路における各構成要素の動作を示す説明図である。
この実施形態のエンベロープ回路Ｅは、図２に示すように、積分回路２１、コンデンサ２２、コンパレータ２３、放電回路（第１放電回路）２４が順方向に接続されて電圧生成保持回路２０が構成され、データ信号が入力されると、それによって駆動回路１１が電流を出力すると共に、電圧生成保持回路２０が電圧を出力するようになっている。【００１９】  つまり、図３（ａ）に示すように、端子１２からデータ信号Ｄが送信されたとき、電圧生成保持回路２０においては、そのデータ信号Ｄが積分回路２１にも入力され、これを積分回路２１が積分することで電圧２０ａとして出力する。この場合、積分回路２１の出力側にコンデンサ２２が設けられていることから、図３（ｂ）に示すように、コンパレータ２３の基準電圧（Ｖｒｅｆ１）２５より高いＨレベルの電圧として保持され、そのＨレベルに保持された電圧がコンパレータ２３に対して入力される。【００２０】  そして、コンパレータ２３がその入力電圧の大きさを基準電圧２５と比較する結果、図３（ｃ）に示すようにコンパレータ２３から電圧２０ｂが出力され、出力された電圧２０ｂが放電回路２４によって出力電圧２０ｃとして出力されるようになっている。
従って、この実施形態によれば、電圧生成保持回路２０がデータ信号に基づいて所望電圧を生成して出力することができる。【００２１】  図４は、エンベロープ回路Ｅにおけるタイマー回路部４０を示す回路図、図５は図４のタイマー回路部における各構成要素の動作を示す説明図である。
この実施形態のエンベロープ回路Ｅは、図４に示すように、電圧生成保持回路２０の積分回路２１、コンデンサ２２とコンパレータ２３との間に入力部が接続されたインバータ４１と、そのインバータ４１の出力部に接続された放電回路４２と、放電回路４２の出力部に接続されたコンパレータ４３とを備えてタイマー回路部４０が構成されている。【００２２】  インバータ４１は、電圧生成保持回路２０の積分回路２１から出力電圧２０ａが入力されると、その積分回路２１の出力電圧を反転させて出力し、つまり、図５（ａ）に示すように、積分回路２１からＨレベルの電圧が入力されると、同図（ｂ）に示すように、Ｌレベルの電圧４０ａに反転させて出力する。
このインバータ４１の出力電圧４０ａが放電回路４２に入力されると、該放電回路４２から図５（ｃ）に示すように、放電電圧４０ｂとして出力され、コンパレータ４３に入力されると、その入力電圧の大きさが基準電圧（Ｖｒｅｆ２）４４と比較される結果、基準電圧４４より大きい電圧がコンパレータ４３から出力電圧４０ｃとして出力される。
このとき、コンパレータ４３に対し、放電回路４２から基準電圧４４より大きい電圧が入力されると共に、コンパレータ４３から出力されている間の時間分を設定するようになっている。
従って、この実施形態によれば、電圧生成保持回路２０がデータ信号に基づいて電圧を出力しているとき、その電圧生成保持回路２０のコンパレータ２３に入力される電圧に基づき、電圧生成保持回路２０から出力すべき電圧の時間を規制するようになっている。【００２３】  図６は、本発明の第１の実施例のエンベロープ回路を光通信装置に適用した回路図、図７は、エンベロープ回路における主構成要素の動作を示す説明図である。
この実施形態では、データ信号Ｄに基づいて電圧を出力させる電圧生成保持回路２０と、この電圧生成保持回路によって出力される所望電圧の時間を規制するタイマー回路部４０と、電圧生成保持回路２０によって出力された電圧を変換して出力させる電圧−電流変換回路３０とを備え、これによって電圧−電流変換回路３０が電圧生成保持回路２０から出力された所望電圧を電流に変換することで、バイアス電流を出力し、この出力されたバイアス電流と、駆動回路１１からの出力電流とが半導体レーザ１０に印加されることで、半導体レーザ１０が発光すると共に、発光したときの光の波形の立ち上がり良好となる光信号を出力するようになっている。【００２４】  この場合、電圧生成保持回路２０及びタイマー回路部４０の出力部と、電圧−電流変換回路３０の入力部との間に検出回路５０が設けられ、検出回路５０が電圧生成保持回路２０とタイマー回路部４０との出力電圧を検出することで、タイマー回路部４０によって規制された所定時間の間だけ、電圧生成保持回路２０から出力される所望電圧を電圧−電流変換回路３０に出力させるようになっている。【００２５】  検出回路５０としては、ｎｐｎトランジスタ５１を有し、このｎｐｎトランジスタ５１のベースにタイマー回路部４０の出力部が接続されると共に、上記トランジスタ５１のコレクタに電圧生成保持回路２０の出力部が第１抵抗５２を介して接続され、さらにｎｐｎトランジスタ５１のエミッタが第２抵抗５３を介して接地されている。
そして、トランジスタ５１のコレクタと第１抵抗５２との間に電圧−電流変換回路３０の入力部が接続されると共に、その電圧−電流変換回路３０の出力部が半導体レーザ１０に接続されている。【００２６】  従って、データ信号Ｄが電圧生成保持回路２０に入力されると、図７（ａ）に示すように、電圧生成保持回路２０の放電回路２４から所望の電圧２０ｃが出力され、その際、同図（ｂ）に示すように、タイマー回路部４０によって電圧４０ｃが出力されることから、電圧生成保持回路２０から出力される所望電圧の出力時間がタイマー回路部４０によって規制され、この規制された時間に出力された所望電圧がトランジスタ５１のベースに印加されることでトランジスタ５１が動作し、このとき、電圧生成保持回路２０からの電圧が第１抵抗５２を介しトランジスタ５１に流れ、該トランジスタ５１のコレクタから同図（ｃ）に示すように電圧５０ａが出力されて電圧−電流変換回路２０に入力され、これによって同図（ｄ）に示すように電圧−電流変換回路２０からバイアス信号としての電流３０ａが出力される。【００２７】  本実施形態のエンベロープ回路Ｅによれば、データ信号Ｄに基づいて出力された電圧からバイアス電流を生成するので、従来例のように外部からプリバイアス信号を使用することがなくなり、また、ＩＣ等からなる半導体でバイアス信号を生成したりすることが不要になり、簡単にバイアス信号を生成することができる。これにより、半導体レーザ１０が発光したとき、その光信号波形の立ち上がりを確実に改善することができる。【００２８】  しかも、タイマー回路部４０によって電圧生成保持回路２０からの電圧が所定時間だけ出力されるので、半導体レーザ１０に対して所定時間分だけ所望電流を供給することができる。これにより、所定時間の間だけデータ送信を行うことができる。【００２９】  また、電圧生成保持回路２０及びタイマー回路部４０の出力部と、電圧−電流変換回路３０の入力部との間に、電圧生成保持回路２０の出力電圧及びタイマー回路部４０の出力電圧を検出する検出回路５０が接続されているので、検出回路５０が電圧生成保持回路２０及びタイマー回路部４０からの出力電圧を検出することで、電圧−電流変換回路３０に対し確実に所定時間だけ所望電圧を入力させることができ、これによって半導体レーザ１０に対するバイアス信号の供給を良好に行える。【００３０】  そして、検出回路５０は、ｎｐｎトランジスタ５１を有し、そのｎｐｎトランジスタ５１のベースがタイマー回路部４０の出力部に接続され、トランジスタ５１のコレクタが電圧生成保持回路３０の出力部に第１抵抗５２を介して接続され、トランジスタ５１のエミッタが第２抵抗５３を介して接続されると共に、トランジスタ５１のコレクタ及び第１抵抗５２間に電圧−電流変換回路４０の入力部が接続されているので、第１抵抗５２と第２抵抗５３との抵抗値を適宜選定することで、電圧−電流変換回路３０に対し、所定時間の間だけ所望電圧を入力できる一方、電圧−電流変換回路３０から所定時間の間だけ所望のバイアス電流を確実に出力させることができる。【００３１】  また、電圧生成保持回路３０は、データ信号Ｄが入力される積算部３１と、積算部３１からＨレベルの電圧で出力させるコンデンサ３２と、Ｈレベルの大きさを比較して出力するコンパレータ３３と、比較された出力電圧を出力させる放電回路３４とを備えているので、データ信号Ｄによって所望レベルの電圧を確実に出力することができ、電圧生成保持回路２０として的確に機能することができる。
さらに、タイマー回路部４０は、インバータ４１と、インバータ４１の出力電圧を放電させる放電回路４２と、放電回路４２の出力電圧の大きさを比較するコンパレータ４３とを備えているので、電圧生成保持回路２０から出力される電圧を所定時間にのみ確実に規制することができる結果、タイマー回路部４０として容易かつ確実に機能することができる。【００３２】  そして、このエンベロープ回路Ｅを光通信装置の送信回路に適用すれば、光通信を行うＦＴＴＨ方式のようなＰＯＮシステムにおいて、親局装置に対して送信される複数の加入者側装置からのそれぞれのデータを所定のタイミングで正確に行うことができ、良好な光通信を実現することができる。
なお、上記実施の形態において、電圧生成保持回路、タイマー回路部の具体的構成は、図示例に限定されるものではなく、本発明において、要は、所期の機能が得られれば、他のもので代用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】  本発明の一実施の形態に係るエンベロープ回路を適用した光通信装置を示す概念図である。
【図２】  エンベロープ回路における電圧生成保持回路を示す回路図である。
【図３】  図２の電圧生成保持回路における各構成要素の動作を示す説明図である。
【図４】  エンベロープ回路におけるタイマー回路部を示す回路図である。
【図５】  図４のタイマー回路部における各構成要素の動作を示す説明図である。
【図６】  本発明の第１の実施例のエンベロープ回路を光通信装置に適用した回路図である。
【図７】  図６のエンベロープ回路における主構成要素の動作を示す説明図である。
【図８】  光通信装置に適用された獣医らのエンベロープ回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３４】  １０  駆動回路
１１  半導体レーザ（発光ダイオード）
Ｅ  エンベロープ回路
２０  電圧生成保持回路
２１  積分回路
２２  コンデンサ
２３  コンパレータ
２４  放電回路
２５  基準電圧（Ｖｒｅｆ１）
３０  変換回路（電圧−電流変換回路）
４０  タイマー回路部
４１  インバータ
４２  放電回路
４３  コンパレータ
４４  基準電圧（Ｖｒｅｆ２）
５０  検出回路
５１  ｎｐｎトランジスタ
５２  第１抵抗
５３  第２抵抗
【図１】
2005236238.tif 000003
【図２】
2005236238.tif 000004
【図３】
2005236238.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2005236238.tif 000008
【図７】
2005236238.tif 000009
【図８】
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