專(zhuān)利名稱(chēng)：消光比補(bǔ)償激光驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備消光比補(bǔ)償機(jī)能的APC(Automatic Porwer Con-trol)方式的激光驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
在光通信領(lǐng)域，由具備激光二極管(LD)構(gòu)成的發(fā)光電路、光二極管(PD)的光接收電路的激光微型組件已眾所周知。發(fā)光電路的LD，對(duì)應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)在脈沖電流上疊加上偏差電流進(jìn)行所定的光輸出，另一方面輸出APC用記錄光。光接收電路的PD，接收LP輸出的記錄光，進(jìn)行光—電流轉(zhuǎn)換?；谟蛇@個(gè)轉(zhuǎn)換所得到的電流，就可為得到一定的光輸出及消光比控制PD的偏差電流及脈沖電流。
正如眾所周知的一樣，由于溫度變動(dòng)、工藝(process)變動(dòng)、長(zhǎng)時(shí)間使用等引起衰減，使LD的閾值電流及轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生變動(dòng)。還有，LD特性由廠家、種類(lèi)，閾值電流、轉(zhuǎn)變效率、那些由溫度引起的變動(dòng)量等全都不同。LD-PD的結(jié)合效率也各種各樣。因此，為了能常得到一定的光輸出和消光比，適當(dāng)?shù)爻跗诨铍娏骱兔}沖電流的大小，且對(duì)應(yīng)于使用狀態(tài)經(jīng)常進(jìn)行最優(yōu)化是必要的。
在此，關(guān)于由溫度變動(dòng)為起因的LD閾值電流及轉(zhuǎn)換效率的變動(dòng)，用圖1～圖3進(jìn)行說(shuō)明。
圖1，是表示低溫(T1)、常溫(T2)及高溫(T3)中，常溫(T2)時(shí)的以前的將激光二極管(LD)驅(qū)動(dòng)例用實(shí)線(xiàn)的電流—光轉(zhuǎn)變特性(I-P特性)的圖。在此，I是流向LD的注入電流(驅(qū)動(dòng)電流)，P是這個(gè)LD的光輸出，I-P特性曲線(xiàn)的斜率表示變動(dòng)效率。常溫時(shí)的這個(gè)LD的閾值電流為Ith2，設(shè)定偏差電流Ib與閾值電流Ith2相等(Ib＝Ith2)，隨輸入數(shù)據(jù)脈沖電流Ip與偏差電流Ib重疊。在此，若將具有1∶1的占空(duty)比(High期間∶Low期間)的脈沖電流Ip提供給這個(gè)LD，可顯示如圖那樣的所希望的高消光比(Pmax/Pmin)，且可以得到表示1∶1的占空比的最大光輸出Pmax和最小光輸出Pmin。
圖2，是表示高溫(T3)時(shí)以前的將激光二極管(LD)驅(qū)動(dòng)例用實(shí)線(xiàn)的I-P特性表示的圖。在高溫時(shí)，LD的閾值電流變向Ith3(＞Ith2)，且轉(zhuǎn)換率與常溫時(shí)相比變低。然而，依然提供與常溫(T2)時(shí)相同的偏差電流Ib(＝Ith2)及脈沖電流Ip給這個(gè)ID的情況下，如圖所示的最大光輸出Pmax3及最小光輸出Pmin3那樣，光輸出P的最大值變小，消光比衰減。并且，光輸出P的占空比大幅度衰減。
圖3，是表示低溫(T1)時(shí)的以前的將激光二極管(LD)驅(qū)動(dòng)例用實(shí)線(xiàn)的I-P特性表示的圖。在低溫時(shí)，LD的閾值電流向Ith1(＜Ith2)變化，且轉(zhuǎn)化效率與常溫時(shí)相比變高。然而，依然提供與常溫(T2)時(shí)相同的偏差電流Ib(＝Ith2)及脈沖電流Ip給這個(gè)ID的情況下，如圖所示的最大光輸出Pmax3及最小光輸出Pmin3那樣，光輸出P的最大值變大，仍然是消光比衰減。
如以上所述，圖2表示的那樣的偏差電流Ib低于閾值電流Ith3時(shí)最大光輸出、消光比及占空比急劇衰減，還有圖2表示的那樣的偏差電流Ib高于閾值電流Ith3時(shí)消光比大幅度衰減，任何一種都會(huì)發(fā)生引起通信障礙的問(wèn)題。
圖4，是表示不考慮周?chē)鷾囟鹊目梢缘玫揭欢ǖ淖畲蠊廨敵?、消光比及?fù)載比的理想激光二極管(LD)驅(qū)動(dòng)例的特性圖。也就是，在高溫(T3)時(shí)，對(duì)應(yīng)于閾值電流從Ith2增大到Ith3使偏差電流向Ib3(＝Ith3)增大，且對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)變效率的減少使偏差電流向Ip3增大。還有，在低溫(T1)時(shí)，對(duì)應(yīng)于閾值電流從Ith2減少到Ith1使偏差電流向Ib1(＝Ith1)減少，且對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換效率的增大使脈沖電流向Ip1減少。由此，不考慮周?chē)鷾囟?，可?jīng)常得到常溫(T2)時(shí)同樣的最大光輸出Pmax及最小光輸出Pmin。
為了實(shí)現(xiàn)這樣理想的激光二極管(LD)驅(qū)動(dòng)，做了各種各樣的嘗試。其中的1個(gè)以前的技術(shù)是，將LD把輸出記錄光由PD進(jìn)行光—電流轉(zhuǎn)換輸出的電信號(hào)輸入給平均值檢測(cè)電路及尖頭值檢測(cè)電路，兩檢測(cè)電路輸出的平均值輸出電壓及尖頭值輸出電壓施加給運(yùn)算電路，在該運(yùn)算電路生成平均值電壓的2倍的電壓與尖頭值輸出電壓的差成比例的電壓，將這個(gè)生成的電壓在反饋給激光驅(qū)動(dòng)電路的參照電壓設(shè)定終端或者是偏差電流控制終端的同時(shí)，通過(guò)采取將平均值平均值檢測(cè)電路輸出電壓反饋給脈沖電流控制終端的構(gòu)成，安定光輸出波形的振幅、上下對(duì)稱(chēng)性性及消光比(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)日本國(guó)特開(kāi)平6-164049號(hào)公報(bào)。
(發(fā)明所要解決的課題)在上述的以前技術(shù)中，假設(shè)了平均光輸出為一定，最小光輸出為0，為了進(jìn)行平均值輸出電壓的2倍的電壓和尖頭值輸出電壓的差成為0的控制，存在著出現(xiàn)實(shí)際上有的最小光輸出(≠0)的大小的偏移(Offfset)影響。
還有，上述的以前技術(shù)中，偏差電流高于閾值電流時(shí)，平均光輸出等于基準(zhǔn)值，光輸出的占空比不為1∶1，且，平均值輸出電壓2倍的電壓與尖頭值輸出電壓的差有可能在0的狀態(tài)下成為平衡狀態(tài)，產(chǎn)生得不到所希望的最大光輸出、消光比及占空比的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種即便是在由溫度變動(dòng)、工藝變動(dòng)、長(zhǎng)期使用引起的衰減等使LD的閾值電流及轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生變動(dòng)的情況下，通過(guò)最優(yōu)化提供給這個(gè)LD的偏差電流及脈沖電流，可控制最大光輸出、消光比及占空比經(jīng)常保持一定的激光驅(qū)動(dòng)電路。
(解決課題的方法)為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明所涉及的第1消光比補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路，采用了具備發(fā)光電路、為驅(qū)動(dòng)該發(fā)光電路的驅(qū)動(dòng)電路、為在這個(gè)驅(qū)動(dòng)電路輸出的脈沖電流上疊加偏差電流的偏差電路、接收上述發(fā)光電路輸出的記錄光的光接收電路、為將這個(gè)光接收電路的輸出電流—電壓轉(zhuǎn)變的I/V轉(zhuǎn)換電路、為檢測(cè)這個(gè)I/V轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的最大值的最大值檢測(cè)電路、為檢測(cè)上述I/V轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的平均值的平均值檢測(cè)電路、為將上述的最大值與第1基準(zhǔn)值的比較結(jié)果反饋給上述驅(qū)動(dòng)電路的第1比較電路、為將上述的平均值與第2基準(zhǔn)值的比較結(jié)果反饋給上述偏差電路的第2比較電路的構(gòu)成。
還有，本發(fā)明所涉及的第2消光比補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)電路，采用了具備發(fā)光電路、為驅(qū)動(dòng)該發(fā)光電路的驅(qū)動(dòng)電路、為在這個(gè)驅(qū)動(dòng)電路輸出的脈沖電流上疊加偏差電流的偏差電路、接收上述發(fā)光電路輸出的記錄光的光接收電路、為將這個(gè)光接收電路的輸出電流—電壓轉(zhuǎn)變的I/V轉(zhuǎn)換電路、為檢測(cè)這個(gè)I/V轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的最大值的最大值檢測(cè)電路、為將檢測(cè)上述I/V轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的占空比反饋給上述偏差電路的負(fù)荷檢測(cè)電路、為將上述的最大值與第1基準(zhǔn)值的比較結(jié)果反饋給上述驅(qū)動(dòng)電路的比較電路的構(gòu)成。


圖1，是表示常溫時(shí)以前的激光二極管驅(qū)動(dòng)例的特性圖。
圖2，是表示高溫時(shí)以前的激光二極管驅(qū)動(dòng)例的特性圖。
圖3，是表示低溫時(shí)以前的激光二極管驅(qū)動(dòng)例的特性圖。
圖4，是表示不考慮周?chē)鷾囟鹊目梢缘玫揭欢ǖ淖畲蠊廨敵?、消光比及?fù)載比的理想激光二極管驅(qū)動(dòng)例的特性圖。
圖5，本發(fā)明第1實(shí)施方式所涉及的激光驅(qū)動(dòng)電路的方塊圖。
圖6，是表示圖5中基準(zhǔn)值作成電路的構(gòu)成例的電路圖。
圖7，是表示圖5構(gòu)成的第1變形例的方塊圖。
圖8，是表示圖5構(gòu)成的第2變形例的方塊圖。
圖9，是表示圖5構(gòu)成的第3變形例的方塊圖。
圖10，是表示圖5構(gòu)成的第4變形例的方塊圖。
圖11，本發(fā)明第2實(shí)施方式所涉及的激光驅(qū)動(dòng)電路的方塊圖。
圖12，是表示圖11構(gòu)成的一個(gè)變形例的方塊圖。
(符號(hào)說(shuō)明)11、12、13 電流·光轉(zhuǎn)變特性
21 激光微型組件21a 發(fā)光電路(激光二極管)21b 光接收電路(光二極管)22 LD驅(qū)動(dòng)電路23 偏差電路24 I/V轉(zhuǎn)換電路25 最大值檢測(cè)電路26 平均值檢測(cè)電路27、29 比較電路28 基準(zhǔn)值作成電路31 初期偏差決定電路32 調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路33 調(diào)節(jié)偏差電路41 最大值檢測(cè)電路42 平均值檢測(cè)電路43 閾值電流檢測(cè)電路44 放大電路51、54 上升沿檢測(cè)電路52、55 下降檢測(cè)電流53、56 運(yùn)算電路57 比較電路61 負(fù)載檢測(cè)電路62 基準(zhǔn)值作成電路63 充電泵電路64、66 平均值檢測(cè)電路65 反轉(zhuǎn)電路67 比較電路DATA 輸入數(shù)據(jù)I注入電流(驅(qū)動(dòng)電流)Iave 平均值(平均電流)
Ib、Ib1、Ib3 偏差電流Imax 最大值(最大電流)Ip、Ip1、Ip3 脈沖電流Ith1、Ith2、Ith3 閾值電流P 光輸出Pmax1、Pmax2、Pmax3 最大光輸出Pmin1、Pmax2、Pmax3 最小光輸出T1、T2、T3溫度Vave 平均值(平均電壓)Vmax 最大值(最大電壓)Vref1、Vref2、Vref3 基準(zhǔn)值(基準(zhǔn)電壓)具體實(shí)施方式
圖5，是本發(fā)明第1實(shí)施方式所涉及的消光比補(bǔ)償激光驅(qū)動(dòng)電路的方塊圖。圖5中，21為激光微型組件，它進(jìn)行所定的光輸出，同時(shí)是由以下部分構(gòu)成由為能輸出APC用記錄光進(jìn)行電流·光轉(zhuǎn)變的激光二極管(LD)構(gòu)成的發(fā)光電路21a；由為接收這個(gè)發(fā)光電路21a輸出的記錄光的光二極管(PD)構(gòu)成的光接收電路21b。22為L(zhǎng)D驅(qū)動(dòng)電路，23為偏差電路，24為I/V轉(zhuǎn)換電路，25為最大值檢測(cè)電路，26平均值檢測(cè)電路，27為第1比較電路，28為基準(zhǔn)值作成電路，29為第2比較電路。
LD驅(qū)動(dòng)電路22，提供對(duì)應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)(DATA)驅(qū)動(dòng)發(fā)光電路21a的脈沖電流Ip。偏差電路23，在從LD驅(qū)動(dòng)電路22的輸出脈沖電流Ip上疊加偏差電流Ib。也就是，流入發(fā)光電路21a的注入電流(驅(qū)動(dòng)電流)I＝Ib+Ip。I/V轉(zhuǎn)換電路24，將光接收電路2 1b的輸出進(jìn)行電流—電壓的轉(zhuǎn)換。最大值檢測(cè)電路25，檢測(cè)I/V轉(zhuǎn)換電路24的輸出電壓最大值Vmax。平均值檢測(cè)電路26，檢測(cè)I/V轉(zhuǎn)換電路24的輸出電壓平均值Vave。第1比較電路27，比較最大值檢測(cè)電路25輸出的最大值Vmax和預(yù)先設(shè)定好的第1基準(zhǔn)值(第1基準(zhǔn)電壓)Vref1，當(dāng)其差值成為0時(shí)，通過(guò)將比較結(jié)果反饋給LD驅(qū)動(dòng)電路22，使脈沖電流Ip充—放電?；鶞?zhǔn)值作成電路28，從第1基準(zhǔn)值Vref1生成第2基準(zhǔn)值(第2基準(zhǔn)電壓)Vef2。第2比較電路29，比較平均值檢測(cè)電路26輸出的平均值Vave和第2基準(zhǔn)值Vref2，當(dāng)其差值成為0時(shí)，通過(guò)將比較結(jié)果反饋給偏差電路23，使偏差電流Ib充—放電。
根據(jù)圖5的構(gòu)成，通過(guò)使最大值Vmax和基準(zhǔn)值Vref1一致，即便是在LD閾值電流變大的情況，或者是變小的情況，如圖4表示的那樣可保持最大光輸出Pmax一定，且通過(guò)在2個(gè)反饋回路使最大值Vmax、平均值Vave與各基準(zhǔn)值Vref1、Vref2一致，如圖4所示的那樣，可以常常保持消光比和負(fù)載比一定。還有，因?yàn)槿鐖D5的構(gòu)成中的輸入數(shù)據(jù)(DATA)的占空比不改變，所以，即便是在LD的轉(zhuǎn)換率大幅度變動(dòng)時(shí)，光輸出的占空比也不容易衰減。
圖6，是表示圖5中基準(zhǔn)值作成電路28的構(gòu)成例。也就是表示第2基準(zhǔn)值Vref2具體生成手法。為了經(jīng)常保持消光比一定，用Vmax表示I/V轉(zhuǎn)換電路24的輸出電壓最大值，Vmin表示最小值，所以只要保持Vmax與Vmin的比值一定即可。為此，如上所述若使Vmax與Vref1一致的情況下，Vmin由Vmax決定，Vave由Vmax及Vmin的中間值決定。所以可以定義為“Vmax∶Vmin＝(R+r)∶R＝定值”，平均值Vave的基準(zhǔn)值，也就是第2基準(zhǔn)值Vref2可通過(guò)電阻分割Vmax×{(R/2)+r}/(R+r)來(lái)設(shè)定。且，只要是可生成基準(zhǔn)值的方法，電阻分割以外的任何方法均可。
第2基準(zhǔn)值Vref2，如圖5中進(jìn)入基準(zhǔn)值作成電路28的第1基準(zhǔn)值Vref1的實(shí)線(xiàn)箭頭表示那樣，基于第1基準(zhǔn)值Vref1作成亦可，或是如圖5中從最大值檢測(cè)電路25至基準(zhǔn)值作成電路28的虛線(xiàn)箭頭表示那樣，基于檢測(cè)的最大值Vmax作成亦可。但是，因?yàn)橥瑫r(shí)進(jìn)行最大值Vmax的反饋和平均值Vave的反饋的情況下，到達(dá)平衡狀態(tài)為止需要很長(zhǎng)的收斂時(shí)間，所以，從預(yù)先設(shè)定的第1基準(zhǔn)值Vref1作成第2基準(zhǔn)值Vref2的方法好。通過(guò)對(duì)相對(duì)于最大值Vmax、平均值Vave均為固定的第1基準(zhǔn)值Vref1的最優(yōu)化，收斂時(shí)間的高速化也就有了希望。
圖7，是表示圖5構(gòu)成的第1變形例的方塊圖。圖7的激光驅(qū)動(dòng)電路，是在圖5的構(gòu)成上疊加初期偏差決定電路31而構(gòu)成的。初期偏差決定電路31，自動(dòng)設(shè)定對(duì)應(yīng)于初期狀態(tài)的偏差電路23的最優(yōu)初期偏差值。具體地講，輸入發(fā)光電路21a上任意3點(diǎn)的電流Ib-α、Ib、Ib+α，由初期偏差決定電路31測(cè)定各種情況下的光接收電路21b的輸出電流。因?yàn)樵贗-P特性(如圖1中的特性12)上存在曲折點(diǎn)，使偏差電流值連續(xù)變化，檢測(cè)Ib-α?xí)r的輸出電流與Ib時(shí)的輸出電流的變化量(第1變化量)和Ib時(shí)的輸出電流與Ib+α?xí)r的輸出電流的變化量(第2變化量)，當(dāng)?shù)?變化量與第2變化量不同時(shí)，認(rèn)識(shí)到這時(shí)的電流基本與LD的閾值電流Ith相等，將它做為初期偏差電流Ib而設(shè)定。這樣就可以使初期偏差電流Ib近似等于閾值電流Ith。因此，各個(gè)LD的初期偏差電流設(shè)定就可自動(dòng)進(jìn)行，簡(jiǎn)化檢查工序，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的低成本。
且，越減小α值，設(shè)定精度好的初期偏差電流Ib就越有可能。還有，輸入點(diǎn)為3點(diǎn)，或者是3點(diǎn)以上也沒(méi)有關(guān)系，而由2點(diǎn)以上的輸入點(diǎn)的運(yùn)算求得亦可。只要是求閾值電流Ith的方法，什么方法都可以。還有，輸入了發(fā)光電路21a上任意3點(diǎn)的電流Ib-α、Ib、Ib+α，測(cè)定了光接收電路21b的輸出電流，但是測(cè)定信號(hào)是光接收電路21b的輸出電流，或者是I/V轉(zhuǎn)換電路24的輸出電壓均沒(méi)有關(guān)系。
圖8，是表示圖5構(gòu)成的第2變形例的方塊圖。圖8的激光驅(qū)動(dòng)電路，是將調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路32和調(diào)節(jié)偏差電路33疊加到圖5的構(gòu)成上而形成的。在初期設(shè)定時(shí)、周?chē)鷾囟燃眲∽兓瘯r(shí)、或者是LD及各構(gòu)成元件的衰退進(jìn)展時(shí)，即便是圖5的構(gòu)成進(jìn)行最優(yōu)化也是可能的，但是收斂到最優(yōu)值為止時(shí)間較長(zhǎng)。在此，當(dāng)發(fā)生了一定量以上的變化時(shí)，從第1比較電路27輸出急劇變化的信號(hào)，接收了這個(gè)信號(hào)的調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路32，使脈沖電流Ip急劇充放電地使LD驅(qū)動(dòng)電路22動(dòng)作。還有，從第2的比較電路29輸出急劇變化的信號(hào)，接收了這個(gè)信號(hào)的調(diào)節(jié)偏差電路33，使偏差電流Ib急劇充放電使偏差電路23動(dòng)作。如上所述，通過(guò)采用圖8的結(jié)構(gòu)，即便是在LD特性急劇變化時(shí)高精度且高速度的最優(yōu)化就成為可能。且，調(diào)節(jié)電路32、33，即可兩方同時(shí)使用，只使用單方也沒(méi)有關(guān)系。
圖9，是表示圖5構(gòu)成的第3變形例的方塊圖。圖9的激光驅(qū)動(dòng)電路，是在圖5的構(gòu)成上疊加上為檢測(cè)LD驅(qū)動(dòng)電路的最大值Imax的最大值檢測(cè)電路41和為檢測(cè)LD驅(qū)動(dòng)電路的平均值Iave的平均值檢測(cè)電路42，以及閾值電流檢測(cè)電路43和放大電路44而構(gòu)成的。閾值電流檢測(cè)電路43，當(dāng)I/V轉(zhuǎn)換電路24的輸出電壓的最大值Vmax大于第1基準(zhǔn)值Vref1的情況下從第1比較電路27接收信號(hào)，進(jìn)行由兩個(gè)最大值Vmax、Imax和兩個(gè)平均值Vave、Iave求閾值電流Ith的運(yùn)算，進(jìn)行向偏差電路23的反饋。為了提高這個(gè)閾值電流檢測(cè)電路43中的檢測(cè)精度，當(dāng)光接收電路21b的輸出電流小的時(shí)候，放大電路44方法這個(gè)輸出電流。
當(dāng)周?chē)臏囟忍幵诘蜏貢r(shí)，閾值電流Ith小，且轉(zhuǎn)換效率處于高的時(shí)候，光接收電路21的輸出電流的負(fù)載比在1∶1不變的情況下，加大最大光輸出Pmax和最小光輸出Pmin的結(jié)果，消光比衰減(參照?qǐng)D3)。這種情況下，用最大值檢測(cè)電路25將Vmax疊加到基準(zhǔn)值Vref1的同時(shí)，從Vmax和Imax的關(guān)系及Vave和Iave的關(guān)系兩點(diǎn)由閾值電流檢測(cè)電路43運(yùn)算閾值電流Ith，再通過(guò)將這個(gè)閾值電流Ith反饋給偏差電路23的偏差電流Ib，可以更高速地將其收斂到優(yōu)化值。在向LD的注入電流(驅(qū)動(dòng)電流)I在閾值電流Ith以上時(shí)，I-P特性可由一次式近似，所以從I-P特性上的兩點(diǎn)求出閾值電流Ith。通過(guò)采用圖9的構(gòu)成，與圖5的構(gòu)成相比，更高速地最優(yōu)化偏差電流Ib成為可能。且，閾值電流Ith的運(yùn)算方法，用如上所述的一次式來(lái)近似亦可，用二次式以上的多次式來(lái)近似也無(wú)關(guān)，或者是另外的任何的運(yùn)算方法均可。
圖10，是表示圖5構(gòu)成的第4變形例的方塊圖。圖10的激光驅(qū)動(dòng)電路，是在圖5的基礎(chǔ)上附加為檢測(cè)I/V轉(zhuǎn)換電路24的輸出電壓的上升沿的第1上升沿檢測(cè)電路51；為檢測(cè)I/V轉(zhuǎn)換電路24的輸出電壓的下降沿的第1下降沿檢測(cè)電路52；為運(yùn)算輸出電壓的上升沿和下降沿的時(shí)間差的第1運(yùn)算電路53；為檢測(cè)激光二極管(LD)驅(qū)動(dòng)電流I的上升沿的上升沿檢測(cè)電路55；為運(yùn)算這些激光二極管(LD)驅(qū)動(dòng)電流的上升沿與下降沿的時(shí)間差的第2運(yùn)算電路56；比較上述第1運(yùn)算電路53的輸出和第2運(yùn)算電路56的輸出，將其結(jié)果反饋給偏差電路23，為能夠得到占空比一定的光輸出控制偏差電路23的第3比較電路57所形成的構(gòu)成。
圖10的構(gòu)成，檢測(cè)發(fā)光電路21a的輸入電流及光接收電路21b的輸出電流的上升和下降，運(yùn)算從上升開(kāi)始到下降為止的時(shí)間。通過(guò)將這些運(yùn)算所得的時(shí)間反饋給偏差電路23，得到占空比一定的光輸出就成為可能。還有，通過(guò)使用圖10的構(gòu)成，占空比的衰減生成的情況下就成為需要二重反饋，與圖5的構(gòu)成相比更高速地收斂到最優(yōu)值成為可能。且，上升和下降的檢測(cè)也可用高精度的閂電路，用軟件處理亦可，只要是能夠檢測(cè)時(shí)間的構(gòu)成無(wú)論是什么構(gòu)成均可。
圖11，本發(fā)明第2實(shí)施方式所涉及的激光驅(qū)動(dòng)電路的方塊圖。圖11中，21為激光微型組件，它進(jìn)行所定的光輸出，同時(shí)是由以下部分構(gòu)成由為能輸出APC用記錄光進(jìn)行電流-光轉(zhuǎn)變的激光二極管(LD)構(gòu)成的發(fā)光電路21a；由為接收這個(gè)發(fā)光電路21a輸出的記錄光的光二極管(PD)構(gòu)成的光接收電路21b。22為L(zhǎng)D驅(qū)動(dòng)電路，23為偏差電路，24為I/V轉(zhuǎn)換電路，25為最大值檢測(cè)電路，27為第1比較電路，61為負(fù)荷檢測(cè)電路。負(fù)荷檢測(cè)電路61，由基準(zhǔn)值作成電路62和充電泵電路63構(gòu)成。
LD驅(qū)動(dòng)電路22，提供對(duì)應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)(DATA)驅(qū)動(dòng)發(fā)光電路21a的脈沖電流Ip。偏差電路23，在從LD驅(qū)動(dòng)電路22的輸出脈沖電流Ip上疊加偏差電流Ib。也就是，流入發(fā)光電路21a的注入電流(驅(qū)動(dòng)電流)I＝Ib+Ip。I/V轉(zhuǎn)換電路24，將光接收電路21b的輸出進(jìn)行電流—電壓的轉(zhuǎn)換。最大值檢測(cè)電路25，檢測(cè)I/V轉(zhuǎn)換電路24的輸出電壓最大值Vmax。比較電路27，比較最大值檢測(cè)電路25輸出的最大值Vmax和預(yù)先設(shè)定好的第1基準(zhǔn)值(第1基準(zhǔn)電壓)Vref1，當(dāng)其差值成為0時(shí)，通過(guò)將比較結(jié)果反饋給LD驅(qū)動(dòng)電路22，使脈沖電流Ip充—放電。
負(fù)荷檢測(cè)電路61，檢測(cè)I/V轉(zhuǎn)換電路24的輸出電壓的占空比，反饋給偏差電路23。圖11的構(gòu)成利用的是相應(yīng)于I/V轉(zhuǎn)換電路24的輸出電壓的高(High)期間、低(Low)期間充電泵電路63的輸入電壓值上下變化，再通過(guò)將這個(gè)電壓變動(dòng)反饋給偏差電路23，最終，光輸出的占空比收斂到一定值的特性。高期間、低期間的閾值中，由基準(zhǔn)值作成電路62從Vref1作成基準(zhǔn)值(基準(zhǔn)電壓)Vref3使用。
本實(shí)施方式中，負(fù)荷檢測(cè)電路61中檢測(cè)的占空比只要是1∶1，對(duì)應(yīng)于這個(gè)比值進(jìn)行向偏差電路23的反饋。也就是，如圖2所示，在高溫時(shí)低期間的比率變高，所以通過(guò)疊加高溫時(shí)的偏差電流Ib，控制光輸出的占空比為1∶1。
如上所述，通過(guò)采用圖11的構(gòu)成，與圖5的構(gòu)成相比由簡(jiǎn)單的構(gòu)成，最大光輸出、消光比激光微型組件占空比時(shí)常保持一定就成為可能。且，占空比的檢測(cè)可使用A/D轉(zhuǎn)換電路，使用低通過(guò)過(guò)濾電路(LPF電路)也無(wú)關(guān)，只要是能夠檢測(cè)占空比的構(gòu)成的電路構(gòu)成即可。
圖12，是表示圖11構(gòu)成的一個(gè)變形例的方塊圖。圖12的激光驅(qū)動(dòng)電路，由負(fù)荷檢測(cè)電路61兩個(gè)的平均值檢測(cè)電路64、66、反轉(zhuǎn)電路65和比較電路6所構(gòu)成。另一方面，平均值檢測(cè)電路64檢測(cè)I/V轉(zhuǎn)換電路24的正相輸出電壓的平均值，另一平均值檢測(cè)電路66檢測(cè)I/V轉(zhuǎn)換電路24的逆相輸出電壓的平均值。比較電路67，比較兩平均值檢測(cè)電路64、66的輸出，將結(jié)果反饋給偏差電路23。這個(gè)構(gòu)成，利用的是，只要占空比為1∶1，正相輸出電壓的平均值和逆相的輸出電壓的平均值相等。兩平均值檢測(cè)電路64、66通過(guò)使用LPF電路可以容易地構(gòu)成。且，只要是能夠檢測(cè)平均值的構(gòu)成，使用什么樣的構(gòu)成亦可。
(發(fā)明效果)如以上所說(shuō)明的那樣，只要根據(jù)本發(fā)明，由溫度變動(dòng)、工藝變動(dòng)、長(zhǎng)時(shí)間使用所引起的LD的閾值電流及轉(zhuǎn)變效率產(chǎn)生變動(dòng)的情況下，通過(guò)最優(yōu)化提供給這個(gè)LD的偏差電流及脈沖電流，提供最大光輸出、消光比及占空比時(shí)常控制為一定的激光驅(qū)動(dòng)電路就成為可能。
權(quán)利要求
1.一種激光驅(qū)動(dòng)電路，其特征為包括發(fā)光電路；為驅(qū)動(dòng)上述發(fā)光電路的驅(qū)動(dòng)電路；為在上述驅(qū)動(dòng)電路輸出的脈沖電流上附加偏差電流的偏差電路；為接收上述發(fā)光電路輸出的監(jiān)視光的光接收電路；為將上述光接收電路的輸出進(jìn)行電流—電壓轉(zhuǎn)換的I/V轉(zhuǎn)換電路；為檢測(cè)上述I/V轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的最大值的最大值檢測(cè)電路；為檢測(cè)上述I/V轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的平均值的平均值檢測(cè)電路；比較上述最大值與第1基準(zhǔn)值，并將其結(jié)果反饋給上述驅(qū)動(dòng)電路的第1比較電路；比較上述的平均值與第2基準(zhǔn)值，并將其結(jié)果反饋給上述偏差電路的第2比較電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的激光驅(qū)動(dòng)電路，其特征為上述第2基準(zhǔn)值從上述第1基準(zhǔn)值生成。
3.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的激光驅(qū)動(dòng)電路，其特征為上述第2基準(zhǔn)值從由上述最大值檢測(cè)電路檢測(cè)的最大值生成。
4.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的激光驅(qū)動(dòng)電路，其特征為還包括為自動(dòng)設(shè)定上述偏差電路的最優(yōu)初期偏差值的初期偏差決定電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的激光驅(qū)動(dòng)電路，其特征為還包括在由上述最大值檢測(cè)電路檢測(cè)的最大值與上述第1基準(zhǔn)值的差值大的情況下，為急劇增減上述脈沖電流的調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的激光驅(qū)動(dòng)電路，其特征為還包括在由上述平均值檢測(cè)電路檢測(cè)的平均值與上述第2基準(zhǔn)值的差值大的情況下，為急劇增減上述脈沖電流的調(diào)節(jié)偏差電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的激光驅(qū)動(dòng)電路，其特征為還包括為檢測(cè)上述發(fā)光電路的驅(qū)動(dòng)電流的最大值的最大值檢測(cè)電路；為檢測(cè)上述發(fā)光電路的驅(qū)動(dòng)電流的平均值的平均值檢測(cè)電路；在上述I/V轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的最大值比上述第1基準(zhǔn)值大時(shí)，從上述第1比較電路接收信號(hào)，進(jìn)行由上述2個(gè)最大值和2個(gè)平均值求閾值電流的運(yùn)算，并將其反饋給上述偏差電路的閾值電流檢測(cè)電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的激光驅(qū)動(dòng)電路，其特征為還包括為提高上述閾值電流檢測(cè)電路的檢測(cè)精度，用以放大上述光接收電路的輸出電流的放大電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求第1項(xiàng)所述的激光驅(qū)動(dòng)電路，其特征為還包括為檢測(cè)上述I/V轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的上升沿的第1上升沿檢測(cè)電路；為檢測(cè)上述I/V轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的下降沿的第1下降沿檢測(cè)電路；為計(jì)算上述輸出電壓的上升沿和下降沿的時(shí)間差的第1運(yùn)算電路；為檢測(cè)上述發(fā)光電路的驅(qū)動(dòng)電流的上升沿的第2上升沿檢測(cè)電路；為檢測(cè)上述發(fā)光電路的驅(qū)動(dòng)電流的下降沿的第2下降沿檢測(cè)電路；計(jì)算上述驅(qū)動(dòng)電流的上升沿和下降沿的時(shí)間差的第2運(yùn)算電路；比較上述第1運(yùn)算電路的輸出和第2運(yùn)算電路的輸出，并將其結(jié)果反饋給上述偏差電路的第3比較電路。
10.一種激光驅(qū)動(dòng)電路，其特征為包括發(fā)光電路；為驅(qū)動(dòng)上述發(fā)光電路的驅(qū)動(dòng)電路；為在上述驅(qū)動(dòng)電路輸出的脈沖電流上疊加偏差電流的偏差電路；為接收上述發(fā)光電路輸出的監(jiān)視光的光接收電路；為將上述光接收電路的輸出電流—電壓轉(zhuǎn)換的I/V轉(zhuǎn)換電路；為檢測(cè)上述I/V轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的最大值的最大值檢出電路；檢測(cè)上述I/V轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的占空比，并將其反饋給上述偏差電路的負(fù)荷檢測(cè)電路；比較上述最大值與第1基準(zhǔn)值，并將其結(jié)果反饋給上述驅(qū)動(dòng)電路的比較電路；
11.根據(jù)權(quán)利要求第10項(xiàng)所述的激光驅(qū)動(dòng)電路，其特征為上述占空比檢測(cè)電路，包括接收上述I/V轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的充電泵電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求第10項(xiàng)所述的激光驅(qū)動(dòng)電路，其特征為上述占空比檢測(cè)電路，包括兩個(gè)分別檢測(cè)上述I/V轉(zhuǎn)換電路的正相及逆相的輸出電壓的平均值的平均值檢測(cè)電路；比較上述兩平均值檢測(cè)電路的輸出，并將其結(jié)果反饋給偏差電路的比較電路。
13.根據(jù)權(quán)利要求第12項(xiàng)所述的激光驅(qū)動(dòng)電路，其特征為上述兩平均值檢測(cè)電路，各自由低通過(guò)濾電路構(gòu)成。
全文摘要
當(dāng)在激光二極管(LD)的閾值電流及轉(zhuǎn)變效率的變動(dòng)生成時(shí)，提供最大光輸出、消光此及占空比時(shí)?？刂茷橐欢ǖ募す怛?qū)動(dòng)電路就成為可能。其解決方法為設(shè)置了激光二極管形成的發(fā)光電路、為驅(qū)動(dòng)該發(fā)光電路的激光二極管驅(qū)動(dòng)電路、為在該激光二極管驅(qū)動(dòng)電路輸出的脈沖電流上附加偏差電流的偏差電路、為接收發(fā)光電路輸出的記錄光的光接收電路、為將該光接收電路的輸出電流－電壓轉(zhuǎn)變的I/V轉(zhuǎn)換電路、為檢測(cè)該I/V轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓的最大值和平均值的最大值檢測(cè)電路和平均值檢測(cè)電路、為將檢測(cè)的最大值與第1基準(zhǔn)值的比較結(jié)果反饋給驅(qū)動(dòng)電路的第1比較電路、為將檢測(cè)的平均值與第2基準(zhǔn)值的比較結(jié)果反饋給偏差電路的第2比較電路。
文檔編號(hào)H01S5/042GK1487635SQ0315627
公開(kāi)日2004年4月7日 申請(qǐng)日期2003年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月3日
發(fā)明者西村佳壽子, 木村博 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社