激光二極管驅(qū)動電路和光通信裝置的制作方法

專利名稱：激光二極管驅(qū)動電路和光通信裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動激光二極管的激光二極管驅(qū)動電路，更具體地涉及一種適合于光通信裝置的激光二極管驅(qū)動電路，該光通信裝置通過驅(qū)動激光二極管以便根據(jù)輸入信號來發(fā)光，從而執(zhí)行數(shù)據(jù)通信。
背景技術(shù)：
圖10示出了常規(guī)激光二極管驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)。常規(guī)激光二極管驅(qū)動電路10包括電流源11，用于產(chǎn)生驅(qū)動其進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換的激光二極管101的激光器驅(qū)動電流；開關(guān)晶體管12a，其具有連接到激光二極管101的漏極和連接到電流源11的源極；開關(guān)晶體管12b，其具有連接到電源VDD的漏極和連接到電流源11的源極；APC(自動功率控制)電路13，用于將通過光電二極管102獲得的激光20的監(jiān)測結(jié)果反饋到電流源11以調(diào)整激光器驅(qū)動電路的幅值，以致激光20的量始終保持恒定。
分別將差分開關(guān)信號IN0+和IN0-輸入到開關(guān)晶體管12a和12b的柵極。當(dāng)開關(guān)晶體管12a處于導(dǎo)通(ON)并且開關(guān)晶體管12b處于截止(OFF)時(shí)，電流就穿過激光二極管101，以致激光二極管101發(fā)射激光20。當(dāng)開關(guān)晶體管12a處于截止并且開關(guān)晶體管12b處于導(dǎo)通時(shí)，就沒有電流穿過激光二極管101，以致激光二極管101就不發(fā)射激光20。
實(shí)際上，具有上述結(jié)構(gòu)的激光二極管驅(qū)動電路10的操作受到激光二極管101和激光二極管驅(qū)動電路10自身的封裝、引線和結(jié)合線的寄生電感和寄生電容成分以及激光二極管驅(qū)動電路10的輸出的寄生電容成分的影響。當(dāng)工作頻率較低時(shí)，這種影響就可以忽略。然而，當(dāng)工作頻率較高時(shí)，特別是當(dāng)工作頻率高于1Gbps時(shí)，就不能忽視激光二極管驅(qū)動電路10的輸出波形的上升緣和下降緣處產(chǎn)生的阻尼振蕩(ringing)。例如，在光通信裝置中使用激光二極管驅(qū)動電路10的情況下，如果激光二極管101的發(fā)射中產(chǎn)生阻尼振蕩，就會劣化高速數(shù)據(jù)通信的可靠性。在嚴(yán)重的情況下，就會產(chǎn)生臨界缺陷例如數(shù)據(jù)漏失、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)等。
考慮到此，已經(jīng)常規(guī)地提出了在開關(guān)晶體管12a的漏極和開關(guān)晶體管12b的漏極之間插入濾波電路來抑制阻尼振蕩影響，該濾波電路由串聯(lián)連接的電容元件151和電阻元件152形成。(參見，例如，日本未審專利公開No.2003-203080(第5頁，圖1))在上述阻尼振蕩抑制方法中，將濾波電路的時(shí)間常數(shù)固定為一個(gè)恒定值。因此，作為抑制阻尼振蕩影響的回應(yīng)，輸出波形就變得平緩。相反，作為優(yōu)化輸出波形的上升和下降的回應(yīng)，阻尼振蕩或過沖(overshoot)和下沖(undershoot)保持不變。
圖11是示出了常規(guī)激光二極管驅(qū)動電路10的輸入/輸出特性的圖。在圖11中，線段(a)示出了對于常規(guī)激光二極管驅(qū)動電路10的輸入信號；線段(b)示出了當(dāng)激光器驅(qū)動電流小時(shí)獲得的輸出波形；以及線段(c)示出了當(dāng)激光器驅(qū)動電流大時(shí)獲得的輸出波形。從線段(b)中可見，當(dāng)由電流源11產(chǎn)生的激光器驅(qū)動電流相對小時(shí)，就易于產(chǎn)生過沖和下沖。從線段(c)中可見，當(dāng)由電流源11產(chǎn)生的激光器驅(qū)動電流相對大時(shí)，輸出波形就會變得平緩。因此，當(dāng)激光器驅(qū)動電流在相對寬的范圍內(nèi)變動時(shí)，就難于獲得最佳輸出波形。在光學(xué)數(shù)據(jù)通信中使用具有劣化輸出波形的激光二極管的情況下，就不能獲得高速響應(yīng)，并會產(chǎn)生數(shù)據(jù)漏失、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)等。結(jié)果，就會降低通信數(shù)據(jù)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述原因，本發(fā)明的一個(gè)目的在于在驅(qū)動激光二極管的激光二極管驅(qū)動電路中、特別是在其驅(qū)動光通信裝置中使用的激光二極管的激光二極管驅(qū)動電路中獲得最佳輸出波形。
本發(fā)明用于實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的措施是一種用于驅(qū)動激光二極管的激光二極管驅(qū)動電路，包括電流源，用于產(chǎn)生其用作驅(qū)動激光二極管的激光器驅(qū)動電流；開關(guān)，用于將激光器驅(qū)動電流的通路/非通路切換到激光二極管；光輸出功率控制電路，用于根據(jù)對于激光二極管的光輸出功率的監(jiān)測結(jié)果來控制激光器驅(qū)動電流的幅值以便使光輸出功率等于預(yù)定值；以及開關(guān)控制電路，用于根據(jù)輸入信號來控制該開關(guān)的操作。結(jié)合由光輸出功率控制電路對激光器驅(qū)動電流的幅值的控制，開關(guān)控制電路對該開關(guān)進(jìn)行驅(qū)動功率切換。
利用上述結(jié)構(gòu)，結(jié)合激光器驅(qū)動電流的幅值的控制，將驅(qū)動功率切換到該開關(guān)，該開關(guān)將激光器驅(qū)動電流的通路/非通路切換到激光二極管。因此，就利用根據(jù)激光器驅(qū)動電流的幅值確定的驅(qū)動功率來驅(qū)動該開關(guān)，并且使激光二極管驅(qū)動電路的輸出波形成為最佳形狀。
具體地，當(dāng)將激光器驅(qū)動電流控制為大電流時(shí)，開關(guān)控制電路就增加驅(qū)動功率。當(dāng)將激光器驅(qū)動電流控制為小電流時(shí)，開關(guān)控制電路就減少驅(qū)動功率。
更具體地，開關(guān)控制電路包括多個(gè)緩沖電路，該多個(gè)緩沖電路之間的電連接和斷開是可切換的；并且開關(guān)控制電路通過改變并聯(lián)連接的緩沖電路的數(shù)量來轉(zhuǎn)換驅(qū)動功率。
具體地，當(dāng)將激光器驅(qū)動電流控制為大電流時(shí)，開關(guān)控制電路就增加用作控制該開關(guān)的控制信號的幅值。當(dāng)將激光器驅(qū)動電流控制為小電流時(shí)，開關(guān)控制電路就減少控制信號的幅值。
優(yōu)選地，結(jié)合激光器驅(qū)動電流的幅值的控制，通過光輸出功率控制電路來改變該開關(guān)的尺寸。
本發(fā)明用于實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的另一措施是一種用于驅(qū)動激光二極管的激光二極管驅(qū)動電路，包括電流源，用于產(chǎn)生其用作驅(qū)動激光二極管的激光器驅(qū)動電流；開關(guān)，用于將激光器驅(qū)動電流的通路/非通路切換到激光二極管；光輸出功率控制電路，用于根據(jù)對于激光二極管的光輸出功率的監(jiān)測結(jié)果來控制激光器驅(qū)動電流的幅值以便使光輸出功率等于預(yù)定值；以及開關(guān)控制電路，用于根據(jù)輸入信號來產(chǎn)生差分信號并根據(jù)該差分信號來控制該開關(guān)的操作，該差分信號由第一和第二信號形成。開關(guān)控制電路產(chǎn)生該差分信號，以致相對于第一信號的上升延遲第二信號的下降。
利用上述結(jié)構(gòu)，在該差分信號中就可以偏移交叉點(diǎn)，該差分信號用于將激光器驅(qū)動電流的通路/非通路切換到激光二極管。因此，就縮短了在差分信號(differential signal)中的交叉點(diǎn)和當(dāng)?shù)竭_(dá)該開關(guān)工作的電平時(shí)的時(shí)間之間的時(shí)間間隔，并防止了在激光二極管驅(qū)動電路的輸出波形中的過沖。
本發(fā)明用于實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的再一個(gè)措施是一種用于驅(qū)動激光二極管的激光二極管驅(qū)動電路，包括電流源，用于產(chǎn)生其用作驅(qū)動激光二極管的激光器驅(qū)動電流；開關(guān)，用于將激光器驅(qū)動電流的通路/非通路切換到激光二極管；光輸出功率控制電路，用于根據(jù)對于激光二極管的光輸出功率的監(jiān)測結(jié)果來控制激光器驅(qū)動電流的幅值以便使光輸出功率等于預(yù)定值；以及連接到輸出端子的濾波電路，通過該輸出端子將激光器驅(qū)動電流提供到激光二極管，該濾波電路具有可變的時(shí)間常數(shù)。結(jié)合通過光輸出功率控制電路對激光器驅(qū)動電流幅值的控制，濾波電路切換該時(shí)間常數(shù)。
利用上述結(jié)構(gòu)，結(jié)合激光器驅(qū)動電流的幅值的控制來切換濾波電路的時(shí)間常數(shù)，該濾波電路產(chǎn)生抑制在激光二極管驅(qū)動電路的輸出波形中的阻尼振蕩的效果。因此，將濾波電路的時(shí)間常數(shù)切換為適合于激光器驅(qū)動電流的幅值的一個(gè)時(shí)間常數(shù)，并且最佳地抑制了激光二極管驅(qū)動電路的輸出波形中的阻尼振蕩。
優(yōu)選地，包含上述開關(guān)控制電路的激光二極管驅(qū)動電路還包括連接到輸出端子的濾波電路，通過該輸出端子將激光器驅(qū)動電流提供到激光二極管，該濾波電路具有可變的時(shí)間常數(shù)。這里，結(jié)合通過光輸出功率控制電路對激光器驅(qū)動電流的幅值的控制，濾波電路切換該時(shí)間常數(shù)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的激光二極管驅(qū)動電路，抑制了輸出波形中因?qū)τ诩す舛O管驅(qū)動電路自身和待驅(qū)動的激光二極管的寄生電感和寄生電容成分的影響而引起的阻尼振蕩并將該輸出波形整形為適合于激光器驅(qū)動電流的幅值。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的光通信裝置的電路結(jié)構(gòu)。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的開關(guān)控制電路的電路結(jié)構(gòu)。
圖3A、3B和3C示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的阻尼振蕩抑制電路的電路結(jié)構(gòu)實(shí)例。
圖4是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的激光二極管驅(qū)動電路的輸入/輸出特性的圖。
圖5示出了其中可改變圖1的開關(guān)尺寸的光通信裝置的電路結(jié)構(gòu)。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的光通信裝置開關(guān)控制電路的電路結(jié)構(gòu)。
圖7是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的開關(guān)控制電路的輸入/輸出特性的圖。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的光通信裝置中的開關(guān)控制電路的電路結(jié)構(gòu)。
圖9是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的開關(guān)控制電路的輸入/輸出特性的圖。
圖10示出了常規(guī)激光二極管驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)。
圖11是說明常規(guī)激光二極管驅(qū)動電路的輸入/輸出特性的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，將參照附圖來描述用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式。
(實(shí)施例1)圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例1的光通信裝置的電路結(jié)構(gòu)。實(shí)施例1的光通信裝置100包括激光二極管101；光電二極管102，其作為檢測由激光二極管101輸出的激光20的量的光接收元件；以及用于驅(qū)動激光二極管101的激光二極管驅(qū)動電路10。實(shí)施例1的激光二極管驅(qū)動電路10包括電流源11，用于產(chǎn)生用作驅(qū)動激光二極管101的激光器驅(qū)動電流；開關(guān)12a和12b，用于將激光器驅(qū)動電流的通路/非通路切換到激光二極管101；APC電路(光輸出功率控制電路)13，用于根據(jù)由光電二極管102獲得的監(jiān)測結(jié)果來控制激光器驅(qū)動電流的幅值，以致激光二極管101的光輸出功率等于預(yù)定值；開關(guān)控制電路14，用于根據(jù)輸入信號IN0+和IN0-來控制開關(guān)12a和12b的操作；以及連接到輸出端子的阻尼振蕩抑制電路(濾波電路)15，通過該輸出端子將激光器驅(qū)動電流提供到激光二極管101。阻尼振蕩抑制電路15的時(shí)間常數(shù)是可變換的。
在實(shí)施例1的激光二極管驅(qū)動電路10中，通過開關(guān)控制電路14和阻尼振蕩抑制電路15來優(yōu)化輸出波形。以下，將詳細(xì)描述開關(guān)控制電路14和阻尼振蕩抑制電路15。
圖2示出了實(shí)施例1的開關(guān)控制電路14的電路結(jié)構(gòu)。開關(guān)控制電路14包括緩沖電路141a、141b、141c和141d。因?yàn)橥ㄟ^差分信號來驅(qū)動圖1中所示的開關(guān)12a和12b，所以實(shí)際的開關(guān)控制電路14包括用于信號IN+和IN-輸出的圖2中所示的電路的兩個(gè)單元。
分別連接緩沖電路141a-141d的輸出端子和輸入端子。通過這些端子，輸入信號IN0+(或IN0-)，并輸出信號IN+(或IN-)。緩沖電路141a-141d分別連接到PMOS晶體管PMa、PMb、PMc和PMd以及NMOS晶體管NMa、NMb、NMc和NMd。在每個(gè)緩沖電路141a-141d中，電連接和斷開是可切換的，即通過導(dǎo)通/切斷PMOS晶體管PMa-PMd和NMOS晶體管NMa-NMd，就可以改變并聯(lián)連接的緩沖電路的數(shù)量。
通過基于信號CTL的位的值(第0位-第3位)的信號CTL
+、CTL[1]+、CTL[2]+和CTL[3]+來分別控制PMOS晶體管PMa-PMd。通過基于信號CTL的位的值(第0位-第3位)的信號CTL
-、CTL[1]-、CTL[2]-和CTL[3]-來分別控制NMOS晶體管NMa-NMd。輸入到開關(guān)控制電路14的信號CTL與從圖1的用于控制電流源11的APC電路13輸出的信號CTL相同。
如上所述，結(jié)合由APC電路13對激光器驅(qū)動電流的控制，開關(guān)控制電路14改變并聯(lián)連接的緩沖電路141a-141d的數(shù)量。具體地，當(dāng)將激光器驅(qū)動電流控制為大電流時(shí)，就增加并聯(lián)連接的緩沖電路的數(shù)量。相反，當(dāng)將激光器驅(qū)動電流控制為小電流時(shí)，就減少并聯(lián)連接的緩沖電路的數(shù)量。緩沖器的尺寸就隨著并聯(lián)連接的緩沖電路的數(shù)量增加而增加。即，增加了對開關(guān)12a和12b的驅(qū)動功率。相反，緩沖器的尺寸就隨著并聯(lián)連接的緩沖電路的數(shù)量減少而減少。即，減少了對開關(guān)12a和12b的驅(qū)動功率。因此，根據(jù)激光二極管101的激光器驅(qū)動電流的幅值，通過將驅(qū)動功率切換到開關(guān)12a和12b，就可以優(yōu)化輸出波形。
應(yīng)當(dāng)注意，在開關(guān)控制電路14中包含的緩沖電路的數(shù)量不限于4個(gè)，而可以是任意數(shù)量。此外，緩沖電路可以具有不同尺寸。
在上述實(shí)例中，從APC電路13輸出的用于控制電流源11的信號CTL還用作切換開關(guān)控制電路14的驅(qū)動功率，但是本發(fā)明不限于此。任何信號都可以采用，只要該信號可結(jié)合由電流源11產(chǎn)生的激光器驅(qū)動電流的幅值而改變。
接著，描述實(shí)施例1的阻尼振蕩抑制電路15。圖3A、3B和3C示出了根據(jù)實(shí)施例1的阻尼振蕩抑制電路15的電路結(jié)構(gòu)實(shí)例。
圖3A中所示的阻尼振蕩抑制電路15由并聯(lián)連接的電路塊形成，每個(gè)電路塊包括串聯(lián)連接的電容元件Ci(i為從1到n的整數(shù)(同樣適合于以下實(shí)例))、電阻元件Ri和開關(guān)SWi。通過從APC電路13輸出的用于控制電流源11的信號CTL來控制每個(gè)開關(guān)SWi。
圖3B中所示的阻尼振蕩抑制電路15由普通電容元件C0、每個(gè)包含串聯(lián)連接的電阻元件Ri和開關(guān)SWi的電路塊以及與該電路塊并聯(lián)連接的電阻元件R0形成。在此結(jié)構(gòu)中，考慮到在阻尼振蕩抑制電路15中電阻元件對輸出波形有最大的影響，所以電阻值是可變的。圖3C中所示的阻尼振蕩抑制電路15與圖3B中所示的阻尼振蕩抑制電路15不同，其中省略了圖3B中的電阻元件Ri，并且采用開關(guān)SWi的導(dǎo)通電阻來作為替代。
如上所述，阻尼振蕩抑制電路15結(jié)合由APC電路13對激光器驅(qū)動電流的幅值的控制來切換預(yù)設(shè)時(shí)間常數(shù)，由此防止了激光二極管驅(qū)動電路10的輸出波形中的阻尼振蕩和上升緣和下降緣處的平緩波形，結(jié)果，就優(yōu)化了輸出波形。
圖4是說明根據(jù)實(shí)施例1的激光二極管驅(qū)動電路10的輸入/輸出特性的圖。在圖4中，線段(a)示出了對實(shí)施例1的激光二極管驅(qū)動電路10的輸入信號；線段(b)示出了當(dāng)激光器驅(qū)動電流為小電流時(shí)獲得的輸出波形；以及線段(c)示出了當(dāng)激光器驅(qū)動電流為大電流時(shí)獲得的輸出波形。比較圖4和圖11可見，在實(shí)施例1的激光二極管驅(qū)動電路10中，不會產(chǎn)生當(dāng)激光器驅(qū)動電流為小電流時(shí)在常規(guī)激光二極管驅(qū)動電路中將見到的阻尼振蕩，并且在實(shí)施例1的激光二極管驅(qū)動電路10中也不會產(chǎn)生當(dāng)激光器驅(qū)動電流為大電流時(shí)在常規(guī)激光二極管驅(qū)動電路中將見到的平緩波形。
在圖1中，阻尼振蕩抑制電路15的一端連接到開關(guān)12b的漏極，但本發(fā)明不限于此。阻尼振蕩抑制電路15的此端可以被提供預(yù)定電壓。例如，電路15的此端可以連接到參考電壓端或GND端。
在上述實(shí)例中，還可以將從APC電路13輸出的用于控制電流源11的信號CTL用作變換阻尼振蕩抑制電路15的時(shí)間常數(shù)，但本發(fā)明不限于此。任何信號都可以采用，只要該信號可結(jié)合由電流源11產(chǎn)生的激光器驅(qū)動電流的幅值而改變。
如上所述，根據(jù)實(shí)施例1，根據(jù)激光二極管101的激光器驅(qū)動電流的幅值的變化來優(yōu)化輸出波形。因此，在光通信裝置100中，在不使光通信數(shù)據(jù)的高速可操作性劣化下，進(jìn)一步提高了通信的可靠性。
結(jié)合激光二極管101的激光器驅(qū)動電流的控制，就可以改變開關(guān)12a和12b的尺寸。圖5示出了其中可改變開關(guān)尺寸的光通信裝置的電路結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，圖1的電流源11由如圖5中所示的并聯(lián)電連接的電流源11a、11b和11c形成。電流源11根據(jù)由APC電路13輸出的信號CTL來切換激光器驅(qū)動電流的幅值。利用此結(jié)構(gòu)，就可以根據(jù)信號CTL來改變開關(guān)尺寸。
具體地，如圖5所示，根據(jù)電流源11a、11b和11c的連接來分別控制開關(guān)12a、12b、12c、12d、12e和12f的操作。因此，當(dāng)激光器驅(qū)動電流為小電流時(shí)，就只要控制小尺寸開關(guān)的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)，并且不必用小電流來操作大尺寸開關(guān)。當(dāng)激光器驅(qū)動電流為大電流時(shí)，大尺寸開關(guān)就導(dǎo)通/截止，并因此就能夠輸出大的激光器驅(qū)動電流。因此關(guān)于波形形狀就可以進(jìn)一步優(yōu)化輸出波形。
在圖1和圖5中，在光通信裝置100接收脈沖串信號(burstsignals)且APC電路13控制每個(gè)脈沖串信號的激光器驅(qū)動電流的情況下，優(yōu)選對每個(gè)脈沖串信號調(diào)整激光二極管101的激光器驅(qū)動電流的幅值。利用此結(jié)構(gòu)，在有效數(shù)據(jù)傳輸期間，就不會改變輸出電平，并進(jìn)一步提高通信的可靠性。
(實(shí)施例2)圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例2的光通信裝置中的開關(guān)控制電路的電路結(jié)構(gòu)。除了開關(guān)控制電路14之外，實(shí)施例2的光通信裝置與圖1中所示的光通信裝置100相同。以下，將描述實(shí)施例2的開關(guān)控制電路14，同時(shí)在本部分中省略其它部件的說明。
實(shí)施例2的開關(guān)控制電路14包括電流源142、143a和143b，接地的電阻元件Ra和Rb，PMOS晶體管PM0a和PM0b以及PMOS晶體管PM1a和PM1b。PMOS晶體管PM0a和PM0b的漏極分別連接到電阻元件Ra和Rb。PMOS晶體管PM0a和PM0b的柵極分別被提供信號IN0+和IN0-。PMOS晶體管PM0a和PM0b的源極連接到電流源142。PMOS晶體管PM1a和PM1b的漏極連接到地。PMOS晶體管PM1a和PM1b的柵極分別連接到PMOS晶體管PM0a和PM0b。PMOS晶體管PM1a和PM1b的源極分別連接到電流源143a和143b。
在具有上述結(jié)構(gòu)的開關(guān)控制電路14中，通過由電流源143a和143b以及PMOS晶體管PM1a和PM1b形成的源極跟隨電路轉(zhuǎn)換其具有由電阻元件Ra和Rb以及電流源142決定的幅值的信號電平并分別作為信號IN+和IN-輸出。這里，通過從APC電路13中輸出的用于控制如圖1中所示的電流源11的信號CTL來控制電流源142，由此結(jié)合激光器驅(qū)動電流的幅值的控制來切換信號IN+和IN-的幅值，即切換圖1中的開關(guān)12a和12b的驅(qū)動功率。
圖7是說明根據(jù)實(shí)施例2的開關(guān)控制電路14的輸入/輸出特性的圖。在圖7中，線段(a)示出了對于開關(guān)控制電路14的輸入信號；線段(b)示出了當(dāng)激光器驅(qū)動電流為小電流時(shí)獲得的輸出波形；以及線段(c)示出了當(dāng)激光器驅(qū)動電流為大電流時(shí)獲得的輸出波形。如圖7中所示，當(dāng)將激光器驅(qū)動電流控制為大電流時(shí)，就增加信號IN+和IN-的幅值。當(dāng)將激光器驅(qū)動電流控制為小電流時(shí)，就降低信號IN+和IN-的幅值。
如上所述，實(shí)施例2的開關(guān)控制電路14就結(jié)合圖1的激光二極管101的激光器驅(qū)動電流幅值的控制來切換用于控制開關(guān)12a和12b的信號IN+和IN-的幅值，即切換對開關(guān)12a和12b的驅(qū)動功率。
如上所述，根據(jù)實(shí)施例2，根據(jù)激光二極管101的激光器驅(qū)動電流幅值的變化來優(yōu)化輸出波形。因此，在光通信裝置100中，不會使光通信裝置的高速可操作性劣化，能進(jìn)一步提高通信的可靠性。
應(yīng)當(dāng)注意，可以由恒流源來形成電流源142，并且可以由可變電阻元件來形成電阻元件Ra和Rb。可選擇地，可以提供多個(gè)電路，每個(gè)電路輸出具有預(yù)定幅值的信號IN+和IN-。在這種情況下，切換多個(gè)電路以切換信號IN+和IN-的幅值。
在實(shí)施例1和2中，通過差分信號來控制開關(guān)12a和12b，但本發(fā)明不限于此。例如，代替信號IN-可以將預(yù)定電壓提供到開關(guān)12b，同時(shí)僅由信號IN+來控制開關(guān)12a。
在實(shí)施例1和2中，可以省略開關(guān)控制電路14和阻尼振蕩抑制電路15中的任何一個(gè)。例如，如果防止激光二極管驅(qū)動電路10的輸出波形平緩比防止輸出波形中的阻尼振蕩更加重要，那么就可以只提供開關(guān)控制電路14。相反，如果防止激光二極管驅(qū)動電路10的輸出波形中的阻尼振蕩比防止輸出波形平緩更加重要，那么就只提供阻尼振蕩抑制電路15。然而，應(yīng)當(dāng)注意，例如，當(dāng)激光器驅(qū)動電流的變動范圍非常大時(shí)、當(dāng)因在某些類型的激光二極管101中的相當(dāng)大的寄生電感成分和寄生電容成分頻繁地產(chǎn)生阻尼振蕩時(shí)，或者當(dāng)通信距離相對長時(shí)，只提供阻尼振蕩抑制電路15就足以優(yōu)化激光二極管驅(qū)動電路10的輸出波形。因此，在此情況下，優(yōu)選提供開關(guān)控制電路14和阻尼振蕩抑制電路15兩者。
(實(shí)施例3)圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例3的光通信裝置中的開關(guān)控制電路的電路結(jié)構(gòu)。除了開關(guān)控制電路14之外，實(shí)施例3的光通信裝置與圖1中所示的光通信裝置100相同。以下，將描述實(shí)施例3的開關(guān)控制電路14，同時(shí)在本部分中省略其它部件的說明。
實(shí)施例3的開關(guān)控制電路14包括NAND(與非)電路145和延遲電路146和147。延遲電路147使信號IN0延遲，以便輸出作為信號IN+的最終信號，信號IN0是用作控制開關(guān)12a和12b的信號IN+和IN-的初始信號。NAND電路145轉(zhuǎn)換信號IN0和由延遲信號IN0獲得的信號的邏輯積，以輸出作為信號IN-的最終信號。
圖9是說明根據(jù)實(shí)施例3的開關(guān)控制電路14的輸入/輸出特性的圖。在圖9中，線段(a)示出了對于開關(guān)控制電路14的輸入信號，即信號IN0；線段(b)示出了標(biāo)準(zhǔn)的差分信號(信號IN+和IN-)；以及線段(c)示出了實(shí)施例3的差分信號(信號IN+和IN-)。如圖9中的線段(c)中看出，在實(shí)施例3的差分信號中，相對于信號IN+的上升延遲信號IN-的下降。因此，從圖9的線段(b)中所示的標(biāo)準(zhǔn)差分信號的交叉點(diǎn)位移該差分信號的交叉點(diǎn)。結(jié)果，信號IN+從交叉點(diǎn)到高電平上升所需的時(shí)間就變得更短。在圖1的激光二極管驅(qū)動電路10的輸出波形中，當(dāng)信號IN+上升時(shí)因過沖導(dǎo)致阻尼振蕩產(chǎn)生。因此，通過縮短信號IN+從交叉點(diǎn)到高電平上升所需的時(shí)間來防止過沖。
如上所述，根據(jù)實(shí)施例3，防止了激光二極管驅(qū)動電路10的輸出波形中的過沖。結(jié)果，在高速驅(qū)動圖1的激光二極管驅(qū)動電路10的情況下，就獲得了穩(wěn)定的激光輸出。
可以由邏輯電路來形成延遲電路146和147，或者延遲電路146和147可以是能夠延遲設(shè)置的其它元件。
開關(guān)控制電路14可以具有不同于上述實(shí)例的電路結(jié)構(gòu)，只要相對于信號IN+的上升延遲信號IN-的下降即可。
在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，為了波形整形，可以在開關(guān)12b的漏極和電源VDD之間插入電阻元件、電容元件和電感，以代替將開關(guān)12b的漏極直接連接到電源VDD。
如上所述，在本發(fā)明的激光二極管驅(qū)動電路中，根據(jù)激光器驅(qū)動電流的寬度變化來優(yōu)化輸出波形。因此，本發(fā)明的激光二極管驅(qū)動電路就特別適用于驅(qū)動在進(jìn)行高速光數(shù)據(jù)通信的光通信裝置中的激光二極管。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動激光二極管的激光二極管驅(qū)動電路，包括電流源，用于產(chǎn)生用作驅(qū)動所述激光二極管的激光器驅(qū)動電流；開關(guān)，用于將所述激光器驅(qū)動電流的通路/非通路切換到所述激光二極管；光輸出功率控制電路，用于根據(jù)對于所述激光二極管的光輸出功率的監(jiān)測結(jié)果來控制所述激光器驅(qū)動電流的幅值以便使所述光輸出功率等于預(yù)定值；以及開關(guān)控制電路，用于根據(jù)輸入信號來控制所述開關(guān)的操作，其中結(jié)合由所述光輸出功率控制電路對所述激光器驅(qū)動電流的幅值的控制，所述開關(guān)控制電路對所述開關(guān)切換驅(qū)動功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的激光二極管驅(qū)動電路，其中當(dāng)將所述激光器驅(qū)動電流控制為大電流時(shí)，所述開關(guān)控制電路就增加所述驅(qū)動功率；并且當(dāng)將所述激光器驅(qū)動電流控制為小電流時(shí)，所述開關(guān)控制電路就減少所述驅(qū)動功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的激光二極管驅(qū)動電路，其中所述開關(guān)控制電路包括多個(gè)緩沖電路，該多個(gè)緩沖電路之間的電連接和斷開是可切換的；以及所述開關(guān)控制電路通過改變并聯(lián)連接的緩沖電路的數(shù)量來切換所述驅(qū)動功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的激光二極管驅(qū)動電路，其中當(dāng)將所述激光器驅(qū)動電流控制為大電流時(shí)，所述開關(guān)控制電路就增加用作控制所述開關(guān)的控制信號的幅值；并且當(dāng)將所述激光器驅(qū)動電流控制為小電流時(shí)，所述開關(guān)控制電路就減少所述控制信號的幅值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的激光二極管驅(qū)動電路，其中結(jié)合由所述光輸出功率控制電路對所述激光器驅(qū)動電流的幅值的控制來改變所述開關(guān)的尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的激光二極管驅(qū)動電路，還包括連接到輸出端子的濾波電路，通過所述輸出端子將所述激光器驅(qū)動電流提供到所述激光二極管，所述濾波電路具有可變時(shí)間常數(shù)，其中所述濾波電路結(jié)合由所述光輸出功率控制電路對所述激光器驅(qū)動電流的幅值的控制來切換所述時(shí)間常數(shù)。
7.一種用于驅(qū)動激光二極管的激光二極管驅(qū)動電路，包括電流源，用于產(chǎn)生用作驅(qū)動所述激光二極管的激光器驅(qū)動電流；開關(guān)，用于將所述激光器驅(qū)動電流的通路/非通路切換到所述激光二極管；光輸出功率控制電路，用于根據(jù)對于所述激光二極管的光輸出功率的監(jiān)測結(jié)果來控制所述激光器驅(qū)動電流的幅值以便使所述光輸出功率等于預(yù)定值；以及開關(guān)控制電路，用于根據(jù)輸入信號來產(chǎn)生差分信號并根據(jù)所述差分信號來控制所述開關(guān)的操作，所述差分信號由第一和第二信號形成，其中所述開關(guān)控制電路產(chǎn)生所述差分信號，以便相對于所述第一信號的上升延遲所述第二信號的下降。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的激光二極管驅(qū)動電路，還包括連接到輸出端子的濾波電路，通過所述輸出端子將所述激光器驅(qū)動電流提供到所述激光二極管，所述濾波電路具有可變時(shí)間常數(shù)，其中所述濾波電路結(jié)合由所述光輸出功率控制電路對所述激光器驅(qū)動電流的幅值的控制來切換所述時(shí)間常數(shù)。
9.一種用于驅(qū)動激光二極管的激光二極管驅(qū)動電路，包括電流源，用于產(chǎn)生用作驅(qū)動所述激光二極管的激光器驅(qū)動電流；開關(guān)，用于將所述激光器驅(qū)動電流的通路/非通路切換到所述激光二極管；光輸出功率控制電路，用于根據(jù)對于所述激光二極管的光輸出功率的監(jiān)測結(jié)果來控制所述激光器驅(qū)動電流的幅值以便使所述光輸出功率等于預(yù)定值；以及連接到輸出端子的濾波電路，通過所述輸出端子將所述激光器驅(qū)動電流提供到所述激光二極管，所述濾波電路具有可變的時(shí)間常數(shù)，其中所述濾波電路結(jié)合由所述光輸出功率控制電路對所述激光器驅(qū)動電流的幅值的控制來切換所述時(shí)間常數(shù)。
10.一種光通信裝置，包括激光二極管；用于檢測所述激光二極管的光輸出功率的光接收元件和用于驅(qū)動所述激光二極管的激光二極管驅(qū)動電路，所述光通信裝置根據(jù)輸入信號來驅(qū)動所述激光二極管，以便發(fā)射用于數(shù)據(jù)通信的光，所述激光二極管驅(qū)動電路包括電流源，用于產(chǎn)生用作驅(qū)動所述激光二極管的激光器驅(qū)動電流；開關(guān)，用于將所述激光器驅(qū)動電流的通路/非通路切換到所述激光二極管；光輸出功率控制電路，用于根據(jù)由所述接收元件獲得的檢測結(jié)果來控制所述激光器驅(qū)動電流的幅值以便使所述激光二極管的所述光輸出功率等于預(yù)定值；以及開關(guān)控制電路，用于根據(jù)所述輸入信號來控制所述開關(guān)的操作，其中所述開關(guān)控制電路結(jié)合由所述光輸出功率控制電路對所述激光器驅(qū)動電流的幅值的控制來對所述開關(guān)切換驅(qū)動功率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的光通信裝置，其中所述激光二極管驅(qū)動電路包括連接到輸出端子的濾波電路，通過所述輸出端子將所述激光器驅(qū)動電流提供到所述激光二極管，所述濾波電路具有可變時(shí)間常數(shù)，以及所述濾波電路結(jié)合由所述光輸出功率控制電路對所述激光器驅(qū)動電流的幅值的控制來切換所述時(shí)間常數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的光通信裝置，其中所述光輸出功率控制電路對于每個(gè)脈沖串信號控制所述激光器驅(qū)動電流的幅值。
13.一種光通信裝置，包括激光二極管；用于檢測所述激光二極管的光輸出功率的光接收元件和用于驅(qū)動所述激光二極管的激光二極管驅(qū)動電路，所述光通信裝置根據(jù)輸入信號來驅(qū)動所述激光二極管，以便發(fā)射用于數(shù)據(jù)通信的光，所述激光二極管驅(qū)動電路包括電流源，用于產(chǎn)生用作驅(qū)動所述激光二極管的激光器驅(qū)動電流；開關(guān)，用于將所述激光器驅(qū)動電流的通路/非通路切換到所述激光二極管；光輸出功率控制電路，用于根據(jù)由所述接收元件獲得的監(jiān)測結(jié)果來控制所述激光器驅(qū)動電流的幅值以便使所述激光二極管的光輸出功率等于預(yù)定值；以及連接到輸出端子的濾波電路，通過所述輸出端子將所述激光器驅(qū)動電流提供到所述激光二極管，所述濾波電路具有可變時(shí)間常數(shù)，其中所述濾波電路結(jié)合由所述光輸出功率控制電路對所述激光器驅(qū)動電流的幅值的控制來切換所述時(shí)間常數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的光通信裝置，其中所述光輸出功率控制電路對于每個(gè)脈沖串信號控制所述激光器驅(qū)動電流的幅值。
全文摘要
一種激光二極管驅(qū)動電路，包括電流源，用于產(chǎn)生驅(qū)動激光二極管的激光器驅(qū)動電流；開關(guān)，用于將激光器驅(qū)動電流的通路/非通路切換到激光二極管；APC電路，用于控制激光器驅(qū)動電流的幅值，以致激光二極管的光輸出功率等于預(yù)定值；開關(guān)控制電路，用于根據(jù)輸入信號來控制該開關(guān)的操作；以及連接到輸出端子的阻尼振蕩抑制電路，通過該輸出端子將激光器驅(qū)動電流提供到激光二極管，具有可變時(shí)間常數(shù)的濾波電路。這里，開關(guān)控制電路和阻尼振蕩抑制電路分別結(jié)合由APC電路對激光器驅(qū)動電流的幅值的控制來切換對該開關(guān)的驅(qū)動功率和時(shí)間常數(shù)。
文檔編號H04B10/02GK1624993SQ20041009561
公開日2005年6月8日 申請日期2004年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月3日
發(fā)明者西村佳壽子 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社