• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    本發明提供可以減低對於供送訊光訊號之用的發光元件之驅動沒有貢獻的無效電流之驅動電路及宅端裝置。驅動電路，具備：對包含供送訊光訊號之用的發光元件之發光電路的發光元件供給偏壓電流之用的偏壓電流供給電路，以及把因應於應該送訊的資料的邏輯值之大小的調變電流供給至發光元件之用的調變電流供給電路。調變電流供給電路，包含：因應於資料之邏輯值，切換是否對發光元件供給電流之用的差動驅動電路、以及被連接於差動驅動電路的差動輸出間的終端電阻。差動驅動電路及發光電路被直流結合，差動驅動電路供給至發光元件的前述電流之電源係由發光電路供給的。
    公开号:TW201310930A
    申请号:TW101115594
    申请日:2012-05-02
    公开日:2013-03-01
    发明作者:Shuitsu Yuda
    申请人:Sumitomo Electric Industries；
    IPC主号:H01S5-00
    专利说明:
    驅動電路及宅端裝置
    本發明，係有關於驅動電路及宅端裝置，特別是，有關於驅動供送訊光訊號的發光元件之驅動電路，及具備此之宅端裝置。
    近年，網路廣為普及，利用者可以對於世界各地被營運之基地之各式各樣的資訊進行存取，取得其資訊。伴隨此，ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)及FTTH(Fiber To The Home)等可以寬頻存取的裝置也日益急速普及。
    在IEEEStd802.3ah(註冊商標)-2004(非專利文獻1)，揭示複數之宅端裝置(ONU：Optical Network Unit)共有光通訊回線並進行與局端裝置(OLT：Optical Line Terminal)的資料傳送之媒體共有型通訊之被動式光網路(PON：Passive Optical Network)的一個方式。亦即，包含通過PON之使用者資訊及管理運用PON用之控制資訊，全部資訊以Ethernet(註冊商標)框架的形式被通訊之EPON(Ethernet(註冊商標)PON)，與EPON的存取規約控制(MPCP(Multi-Point Control Protocol))及OAM(Operations Administration and Maintenance)規約都有規定。藉由於局端裝置與宅端裝置之間交換MPCP框架，被執行宅端裝置之加入、脫離、及上行存取多重控制等。此外，非專利文獻1中，被記載著針對顯示依照不同的MPCP訊息之，新宅端裝置的註冊方法、頻寬分配要求之報告，及顯示送訊指示之閘道。
    又，即使在作為實現通訊速度1Gigabit/秒的EPON之GE-PON(Giga Bit Ethernet(註冊商標)Passive Optical Network)的次世代的技術，作為IEEE802.3av(註冊商標)-2009被執行標準化之10G-EPON亦即通訊速度相當於10Gigabit/秒之EPON，存取控制規約也是以MPCP為前提。
    在此，被使用於光通訊的送訊機之雷射驅動電路，被揭示在日本專利特開2010-267924號公報(專利文獻1)。亦即，雷射驅動電路，係具備：因應於所輸入之激發資料對雷射二極體供給調變電流之調變電路、與將偏壓電流帶給雷射二極體之偏壓電路。調變電路，係包含差動驅動電路，且該差動驅動電路與雷射二極體是利用電容元件而被AC結合。此外，差動驅動電路方面，在1對的電晶體與電源線之間，接續著阻抗整合之用的終端電阻。 [先前技術文獻] [非專利文獻]
    [非專利文獻1]IEEE Std 802.3ah(登錄商標)-2004 [專利文獻]
    [專利文獻1]日本專利特開2010-267924號公報
    PON系統方面，作為從宅端裝置往局端裝置之往上方向通訊方式採用時序多重分割方式。此時序多重分割方式方面，宅端裝置係將激發光訊號往局端裝置送訊。因此，宅端裝置方面，在應該傳送激發光訊號期間對雷射二極體等的發光元件供給電流，此外之期間則有必要停止該電流的供給。
    因此，在宅端裝置，回應激發特性，亦即對發光元件供給電流的ON/OFF速度特性就顯得重要。
    特別是，10G-EPON方面，相比於GE-PON，因為前者利用回線速度的高速化縮短來自各宅端裝置的激發光訊號的送訊時間，使局端裝置可以接續的宅端裝置數目增加，所以有必要使激發回應特性提升以縮短來自各宅端裝置激發光訊號的間隔，使PON系統的流通量提高。
    然而，在假定將專利文獻1所記載之雷射驅動電路使用於PON系統的宅端裝置之場合，因為該差動驅動電路與雷射二極體等的發光元件是利用電容元件而被AC結合，會隨終端電阻及電容元件的時間常數，造成激發回應特性劣化。
    為了防止諸如此類的激發回應特性劣化，考慮取代AC結合而採進行利用電阻的DC結合之構成。然而，此類的構成方面，會有從差動驅動電路往偏壓電路介由DC結合致使無助於驅動發光元件之無效電流流動之場合。
    本發明，係為了解決上述課題，其目的在於提供一種可以減低無助於驅動送訊光訊號用的發光元件之無效電流之驅動電路及宅端裝置。
    為了解決上述課題，關於本發明某些局面之驅動電路，其特徵為具備：對包含供送訊光訊號的發光元件的發光電路之上述發光元件供給偏壓電流之用的偏壓電流供給電路、以及把因應於應該送訊的資料的邏輯值之大小的調變電流供給至上述發光元件之用的調變電流供給電路；上述調變電流供給電路，包含：因應於上述資料之邏輯值，切換是否對上述發光元件供給電流之用的差動驅動電路、以及被連接於上述差動驅動電路的差動輸出間的終端電阻；上述差動驅動電路及上述發光電路被直流結合，上述差動驅動電路供給至上述發光元件的上述電流之電源係由上述發光電路供給的。
    藉由此類之構成，因為使無效電流路徑的阻抗增加，所以能夠減低無助於驅動發光元件之無效電流，且減低消耗電力。
    上述終端電阻，最好是不經由被供給固定電壓之節點與上述發光電路而被交流結合。
    藉由此類的構成，就能減低無助於驅動發光元件之無效電流，並且因防止激發光訊號的呼叫而使激發回應安定化。
    最好是，上述差動驅動電路，包含：具有被直流結合於上述發光元件的第1端之第1導通電極，與第2導通電極之第1電晶體、具有被直流結合於上述發光元件的第2端之第1導通電極，與被導電接續於上述第1電晶體的第2導通電極之第2導通電極的第2電晶體、被串聯接續於前述第1電晶體之第1導通電極及前述第2電晶體之第1導通電極間的第1終端電阻及第2終端電阻；上述第1電晶體的第1導通電極及上述第1終端電阻之接續節點與上述發光元件之第1端及被供給直流電源電壓的節點之接續節點被直流結合，上述第2電晶體之第1導通電極及上述第2終端電阻之接續節點與上述發光元件之第2端及上述偏壓電流供給電路的接續節點被直流結合。
    利用此類之構成，就可以提供使差動驅動電路及終端電阻與發光元件直流結合之適切的電路。
    更好是，上述調變電流供給電路，進而包含被接續在被供給固定電壓的節點與上述第1終端電阻及上述第2終端電阻的接續節點之間之電容。
    利用此類之構成，就可以提供使各終端電阻的接續節點的電位安定之適切的電路。
    為了解決上述課題，關於本發明的某些局面之宅端裝置，係由複數宅端裝置往局端裝置傳送的光訊號被時序多重分割之通訊系統之宅端裝置，其特徵為具備：包含供送訊上述光訊號之用的發光元件之發光電路，及供驅動上述發光元件之驅動電路；上述驅動電路，包含：供對上述發光元件供給偏壓電流之偏壓電流供給電路，及把因應於應該送訊的資料的邏輯值之大小的調變電流供給至上述發光元件之用的調變電流供給電路；上述調變電流供給電路，包含：因應於上述資料之邏輯值，切換是否對上述發光元件供給電流之用的差動驅動電路、以及被接續於上述差動驅動電路的差動輸出間的終端電阻；上述差動驅動電路及上述發光電路被直流結合，上述差動驅動電路供給至上述發光元件的上述電流之電源係由上述發光電路供給的。
    藉由此類之構成，因為使無效電流路徑的阻抗增加，所以能夠減低無助於驅動發光元件之無效電流，且減低消耗電力。
    根據本發明，能夠減低無助於驅動送訊光訊號用的發光元件之無效電流。
    以下，針對本發明之實施型態使用圖面加以說明。又，對於圖中相同或相當部分賦予同一符號而不重複其說明。
    圖1係顯示關於本發明的實施型態之PON系統之構成圖。
    參照圖1，PON系統301，例如10G-EPON，具備宅端裝置202A、202B、202C、202D，局端裝置201，與分路器SP1、SP2。宅端裝置202A、202B、202C與局端裝置201，係介由分路器SP1及SP2和光纖OPTF被接續，相互收發光訊號。宅端裝置202D與局端裝置201，係介由分路器SP2及光纖OPTF被接續，相互收發光訊號。PON系統301方面，由宅端裝置202A、202B、202C、202D往局端裝置201傳送的光訊號被時序多重分割。
    圖2係顯示關於本發明的實施型態之PON系統之宅端裝置的構成圖。
    參照圖2，宅端裝置202，係具備：光收發兩用機21、PON受訊處理部22、緩衝記憶體23、UN送訊處理部24、UNI(User Network Interface)埠25、UN受訊處理部26、緩衝記憶體27、PON送訊處理部28、與控制部29。
    光收發兩用機21，對宅端裝置202而言是可以拆裝的。光收發兩用機21，係接收從局端裝置201被送訊之下行光訊號，變換成電性訊號並輸出。
    PON受訊處理部22，係由光收發兩用機21所收到之電性訊號再構成框架，而且，因應框架種類之不同將框架分配至控制部29或者UN送訊處理部24。具體而言，PON受訊處理部22，係將資料框架在經由緩衝記憶體23而往UN送訊處理部24輸出，往控制部29輸出控制框架。
    控制部29，係生成包含各種控制資訊之控制框架，且往UN送訊處理部24輸出。
    UN送訊處理部24，係將從PON受訊處理部22所收到之資料框架及從控制部29所收到之控制框架在經由UNI埠25而往未圖示的個人電腦等之使用者終端送訊。
    UN受訊處理部26，係將經由UNI埠25從使用者終端所受訊之資料框架經由緩衝記憶體27往PON送訊處理部28輸出，將經由UNI埠25從使用者終端所受訊之控制框架往控制部29輸出。
    控制部29，係進行MPCP及OAM等，有關控制及管理局端裝置201及宅端裝置202間的PON回線之宅端處理。亦即，藉由交換被接續在PON回線之局端裝置201與MPCP訊息及OAM訊息，進行存取控制等各種控制。控制部29，係生成包含各種控制資訊之控制框架，且往PON送訊處理部28輸出。此外，控制部29，係進行在宅端裝置202的各單元的各種設定處理。
    PON送訊處理部28，係將由UN受訊處理部26所收到的資料框架及由控制部29所收到的控制框架往光收發兩用機21輸出。
    光收發兩用機21，係將由PON送訊處理部28所收到的資料框架及控制框架變換成光訊號，往局端裝置201傳送。
    圖3係詳細地顯示關於本發明的實施型態之宅端裝置的光收發兩用機送訊側的構成圖。
    參照圖3，光收發兩用機21係包含：前置緩衝電路61、均衡器電路62、驅動電路51、電流源64~66、計時電路67、發光電路75、主要I/F(界面)69、CPU(Central Processing Unit)70、從屬I/F71、控制暫存器72、與電容C1、C2。驅動電路51，係包含輸出緩衝電路(調變電流供給電路)63、與偏壓電流供給電路68。前置緩衝電路61係包含終端電阻R11。發光電路75，係包含：發光元件LD、與感應器31、32。CPU70，係包含例如EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)之記憶部73。
    前置緩衝電路61，係將來自UN受訊處理部26之資料框架及來自控制部29之控制框架之送訊資料，介由電容C1及C2在終端電阻R11接收，將該送訊資料增幅並輸出。例如，前置緩衝電路61，係將該送訊資料，從訊號線INP、INN當作平衡訊號接收。
    均衡器電路62，係執行由前置緩衝電路61所收到之送訊資料的波形整形例如相位歪斜的補正並予以輸出。
    驅動電路51，係驅動發光電路75之發光元件LD。更詳細而言，輸出緩衝電路63，包含具有例如2個電晶體之差動驅動電路，且基於由均衡器電路62所收到之送訊資料，而將差動調變電流供給至發光電路75。該調變電流，係因應於應該往局端裝置201送訊之資料的邏輯值的大小的電流。利用採用差動驅動電路之構成，就能夠使對應於送訊資料的邏輯值的變化之調變電流的回應速度提升。
    發光電路75，係將上行光訊號往局端裝置201傳送。在發光電路75，發光元件LD，係在被供給電源電壓Vcc2之電源節點介由感應器31被接續，此外，在偏壓電流供給電路68介由感應器32被接續著。發光元件LD，係基於由偏壓電流供給電路68被供給之偏壓電流、以及由輸出緩衝電路63被供給之調變電流而發光，並且變更發光強度。
    電流源64~66，係可以分別對前置緩衝電路61、均衡器電路62及輸出緩衝電路63當作電力供給例如電流，且控制電力供給的開始或停止。更詳細而言，電流源64~66，係基於由控制部29所收到之發送賦能訊號，而分別切換是否對前置緩衝電路61、均衡器電路62及輸出緩衝電路63供給電力。
    具體而言，電流源64~66，在發送賦能訊號被活性化之場合係分別進行往前置緩衝電路61、均衡器電路62及輸出緩衝電路63的電力供給，而在發送賦能訊號被非活性化之場合則停止該電力供給。
    此外，計時電路67，係執行強制地停止從輸出緩衝電路63往發光元件LD供給調變電流之控制。
    偏壓電流供給電路68，係對發光電路75當作電力供給偏壓電流。此外，偏壓電流供給電路68，係基於由控制部29所收到之發送賦能訊號，切換是否對發光電路75供給偏壓電流。在此，光收發兩用機21方面，係在往發光元件LD的調變電流的大小為零之狀態，以偏壓電流被供給至發光元件LD時發光元件LD發光之方式，設定偏壓電流之值。
    在發光電路75，感應器31係具有被接續在電源電壓Vcc2被供給的電源節點之第1端、與第2端。發光元件LD，係例如雷射二極體，具有被接續在感應器31的第2端之陽極、與被接續在感應器32的第1端之陰極。由輸出緩衝電路63被輸出之調變電流，係從發光元件LD之陽極往陰極流動。
    電源電壓Vcc2，其水準比電源電壓Vcc1還高。電源電壓Vcc1，係被供給至例如前置緩衝電路61及均衡器電路62。此外，電源電壓Vcc2，則是被供給至例如輸出緩衝電路63。電源電壓Vcc1及電源電壓Vcc2係直流電壓。
    CPU70，例如，經由由訊號線SCL及訊號線SDA所構成之I2C匯流排而在與控制部29之間交換各種資料。
    主要I/F69，係提供CPU70及I2C匯流排間的界面功能。
    從屬I/F71，係提供CPU70及控制暫存器72間的界面功能。
    CPU70，係介由從屬I/F71將種種的控制資料寫入控制暫存器72。
    電流源66，係基於被寫入控制暫存器72之控制資料APC1，變更往輸出緩衝電路63之供給電流量。
    偏壓電流供給電路68，係基於被寫入控制暫存器72之控制資料APC2，變更往發光電路75之供給電流量。
    圖4係圖示關於本發明的實施型態之宅端裝置的光收發兩用機之光輸出及發送賦能訊號。又，在光輸出之波形，用「資料」所顯示之部分，實際上，係因應於送訊資料的邏輯值形成按照僅「偏壓」部分的水準與配合「偏壓」部分及「資料」部分的水準而改變之波形。
    參照圖4，首先，在從局端裝置201不被許可發送上行光訊號的期間，發送賦能訊號係被非活性化。該場合，使偏壓電流供給電路68不動作，偏壓電流不被生成。
    其次，當從局端裝置201被許可傳送上行光訊號時，為了從宅端裝置202發送上行光訊號，而發送賦能訊號被活性化。這樣一來，偏壓電流供給電路68便開始動作，生成偏壓電流並供給到發光元件LD。
    此外，當發送賦能訊號被活性化時，電流源64~66開始動作，電流分別被供給至前置緩衝電路61、均衡器電路62及輸出緩衝電路63。但，來自輸出緩衝電路63之調變電流，係利用計時電路67的控制，並未被供給至發光元件LD(時序t1)。
    亦即，計時電路67，係從時序t1直到時間TDL經過後的時序t2之期間，強制地停止從輸出緩衝電路63往發光元件LD供給調變電流。藉此，由於能夠防止起因於在偏壓電流的水準為不安定的狀態下調變電流流動所引起的過衝等的發生，所以能夠使電路動作安定。
    其次，當時間TDL經過，往發光元件LD供給調變電流被開始時(時序t2)，無效資料之前同步訊號開始被傳送，之後，開始傳送有效的資料。
    其次，為了停止來自宅端裝置202傳送上行光訊號，而在發送賦能訊號被非活性化時(時序t3)，輸出緩衝電路63及偏壓電流供給電路68會停止動作，且偏壓電流及調變電流的生成被停止。
    圖5係顯示假定在關於本發明的實施型態之光收發兩用機之驅動電路，並不執行無效電流對策之場合下的構成圖。
    參照圖5，驅動電路51，係進而包含電阻13、14，濾波器電路17。輸出緩衝電路63，係包含電阻11、12，與差動驅動電路41。差動驅動電路41，係包含N通道MOS電晶體15、16。偏壓電流供給電路68，係包含電流源33。
    差動驅動電路41，係因應送訊資料的邏輯值，切換是否對發光元件LD供給電流。
    電阻11、12，係被接續在差動驅動電路41的差動輸出間。電阻11及電阻12，係被串聯接續在N通道MOS電晶體15的汲極及N通道MOS電晶體16的汲極間。
    更詳細而言，電阻11，係具有被接續在電源電壓Vcc2被供給的電源節點之第1端、與第2端。電阻12，則具有被接續在電源電壓Vcc2被供給的電源節點之第1端、與第2端。N通道MOS電晶體15，係具有被接續在電阻11的第2端之汲極、被接續在電流源66的第1端之源極、與被接續在資料節點N0之閘極。N通道MOS電晶體16，係具有被接續在電阻12的第2端之汲極、被接續在電流源66的第1端之源極、與被接續在資料節點N1之閘極。電流源66的第2端，係被接續在接地電壓被供給之接地節點。此外，偏壓電流供給電路68之電流源33，係被接續在感應器32的第2端與接地節點之間。
    資料節點N0，係在送訊資料為邏輯值「0」時被活性化；資料節點N1，則在送訊資料為邏輯值「1」時被活性化。
    差動驅動電路41及發光電路75係被DC結合(直流結合)著。亦即，N通道MOS電晶體15及電阻11的接續節點，與發光元件LD的陽極及直流電源電壓之電源電壓Vcc2被供給之節點的接續節點被直流結合著。N通道MOS電晶體16及電阻12的接續節點，與發光元件LD的陰極及偏壓電流供給電路68的接續節點被直流結合著。
    更詳細而言，電阻11的第2端及N通道MOS電晶體15的汲極的接續節點與感應器31的第2端及發光元件LD的陽極的接續節點是介由電阻13被接續著。電阻12的第2端及N通道MOS電晶體16的汲極的接續節點與感應器32的第1端及發光元件LD的陰極的接續節點是介由電阻14被接續著。
    在輸出緩衝電路63，電阻11、12係阻抗整合用的終端電阻。特別是在10G-EPON，有助於用以防止激發光訊號的呼叫。
    發光元件LD，係被內藏在例如已被裝配之發光模組。輸出緩衝電路63、濾波器電路17、電阻13、14、發光電路75及偏壓電流供給電路68，係被實裝在印刷基板(PCB：PrintCircuitBoard)。發光電路75及上述發光模組，則是介由可撓性印刷基板(FPC：Flexible Print Circuit Board)被接續著。
    輸出緩衝電路63之差動驅動電路41的差動輸出與發光元件LD之間係以傳送路被接續著。更詳細而言，N通道MOS電晶體15的汲極及電阻11的接續節點與發光元件LD的陽極之間，則以微波傳輸帶狀線等的傳送路被接續著。此外，N通道MOS電晶體16的汲極及電阻12的接續節點與發光元件LD的陰極之間，則以微波傳輸帶狀線等的傳送路被接續著。該傳送路的長度，係例如25mm~30mm，特性阻抗係例如25 Ω。
    發光電路75及偏壓電流供給電路68，並不必要特別考慮阻抗，但最好是DC的低阻抗，並且是AC的高阻抗。
    電阻13、14，係用以補正激發光訊號的頻率特性，並且補償輸出緩衝電路63側的寄生電容所造成的阻抗低下而被設置之傾銷電阻。
    濾波器電路17，為了除去流過差動驅動電路41及發光電路75間之調變電流等的高頻成分，而被設在電阻13及電阻14間。
    驅動電路51的動作係如以下方式。亦即，在送訊資料為邏輯值「1」時，N通道MOS電晶體15為OFF，而N通道MOS電晶體16為ON。藉此，電流IM1從發光電路75的電源節點經由發光元件LD及差動驅動電路41的N通道MOS電晶體16往輸出緩衝電路63的接地節點流動。亦即，對發光元件LD供給某種程度大小的調變電流。
    此外，在送訊資料為邏輯值「0」時，N通道MOS電晶體15為ON，而N通道MOS電晶體16為OFF。藉此，電流IM0從發光電路75的電源節點不通過發光元件LD而經由差動驅動電路41的N通道MOS電晶體15往輸出緩衝電路63的接地節點流動。亦即，往發光元件LD的調變電流的大小成為零。
    此外，不論送訊資料的邏輯值為何，利用電流源33，偏壓電流Ibias會從發光電路75的電源節點介由發光元件LD往偏壓電流供給電路68的接地節點流動。
    圖6係顯示在圖5所示的驅動電路流動的無效電流之圖。
    參照圖6，驅動電路51方面，在送訊資料為邏輯值「1」時，造成無效電流INE從輸出緩衝電路63的電源節點，介由電阻12及電阻14往電流源33的接地節點流動。
    在此，將電阻11及電阻12的各個電阻值設為Rout，將電阻13及電阻14的各個電阻值設為Rdamp，將發光元件LD的順向電壓及微分電阻分別設為Vf及Rd，且將流通過發光元件LD之偏壓電流及調變電流設為Ibias及Imod時，無效電流INE係用以下的數式表示。
    INE=Vf/(Rout+Rdamp)
    此外，電流源66的輸出電流y，係用以下的數式表示。
    y=Imod+〔{Vf+(Rd+Rdamp)×Imod}/Rout〕
    在此，因為電流源66的輸入係高阻抗，所以，無效電流INE係全部流往電流源33。亦即，電流源33的輸出電流x，係用以下的數式表示。
    x=Ibias+Vf/(Rout+Rdamp)
    具體而言，例如，當Vf=1.4〔V〕、Rout=25〔Ω〕、Rdamp=6〔Ω〕時，電流源33的輸出電流x用以下的數式表示。
    x=Ibias+45.2
    本發明之實施型態方面，係藉由在光收發兩用機21的驅動電路採用如以下的構成，減低無效電流INE。
    圖7係顯示關於本發明的實施型態之光收發兩用機的驅動電路的構成圖。
    參照圖7，驅動電路52，相較於圖5所示之驅動電路51，前者電阻11的第端及電阻12的第1端並未被接續在電源節點。藉此，差動驅動電路41供給到發光元件LD之電流的電源是從發光電路75被供給的。亦即，差動驅動電路41，係利用從發光電路75被供給之電力而將電流供給至發光元件LD。電阻11及電阻12的接續節點，比發光電路75的電源節點還要低，做成只有電阻13及電阻11的電壓降下部分的低電位。亦即，電阻11及電阻12的接續節點的電位，係決定於從發光電路75的電源節點被供給之電源電壓Vcc2。
    在此，在例如輸出緩衝電路63及發光電路75間並非DC結合而是被AC結合之構成方面，往差動驅動電路41之直流電力的供給路徑就不存在。因此，有必要將輸出緩衝電路63之電阻11及電阻12之接續節點接續在電源節點。
    然而，驅動電路52方面，輸出緩衝電路63及發光電路75間是被DC結合著。因此，因為可以介由該DC結合而從發光電路75供給直流電力，所以，並無將電阻11及電阻12之接續節點接續在電源節點之必要。
    亦即，如圖7所示，藉由將電阻11及電阻12之接續節點與電源節點做成非接續之構成，經由發光電路75流過輸出緩衝電路63及偏壓電流供給電路68間之無效電流INE的路徑，便包含發光電路75的電源節點及輸出緩衝電路63間之路徑。
    具體而言，無效電流INE，是從發光電路75的電源節點按順序先後經由感應器31、電阻13、電阻11、電阻12、電阻14、感應器32及偏壓電流供給電路68而流往接地節點。藉此，因為無效電流INE的路徑的阻抗相較於圖5所示之驅動電路51，前者增加了，所以，能夠減低無效電流INE。
    在驅動電路52，無效電流INE係用以下數式表示。
    INE=Vf/{2×(Rout+Rdamp)
    此外，電流源66的輸出電流y，係用以下的數式表示。
    y=Imod+〔{Vf+(Rd+Rdamp)×Imod}/Rout〕
    在此，因為電流源66的輸入係高阻抗，所以，無效電流INE係全部流往電流源33。亦即，電流源33的輸出電流x，係用以下的數式表示。
    x=Ibias+Vf/{2×(Rout+Rdamp)}
    具體而言，例如，當Vf=1.4〔V〕、Rout=25〔Ω〕、Rdamp=6〔Ω〕時，電流源33的輸出電流x用以下的數式表示。
    x=Ibias+22.6
    亦即，驅動電路52方面，相較於圖5所示之驅動電路51，能夠削減22.6mA消耗電流。
    驅動電路52方面，如果送訊資料的負載比(duty ratio)為一定數，則由於電阻11及電阻12的接續節點的電位並未變動，因而在該接續節點AC的接地電位便安定。亦即，在光收發兩用機21發送連續的光訊號之場合，就能夠得到安定的送訊特性。
    另一方面，在光收發兩用機21發送激發光訊號之場合，未傳送光訊號的期間之送訊資料的負載比為零，而在光訊號的傳送開始時點則負載比改變。因此，電阻11及電阻12的接續節點的電位變得不安定，在激發光訊號會出現呼叫產生之場合。
    於是，本發明之實施型態方面，係也可以在光收發兩用機21的驅動電路進而採用如以下的構成以解決上述問題點。
    圖8係顯示關於本發明的實施型態之光收發兩用機的驅動電路的構成圖。
    參照圖8，驅動電路53方面，相較於圖7所示之驅動電路52，輸出緩衝電路63進而包含電容19。
    電容19，係被接續在固定電壓之電源電壓Vcc2被供給之節點與電阻11及電阻12的接續節點之間。亦即，電阻11的第1端及電阻12的第1端便介由電容19而被接續在電源節點。電容19之電容值，係例如1000pF。
    藉此，電阻11、12，與固定電壓被供給之節點，便不經由發光電路75而被交流結合。又，該固定電壓，不限於電源電壓Vcc2，也可以是例如接地電壓。
    以該方式，驅動電路53方面，在圖7所示之驅動電路52有可能讓電位變得不安定之各終端電阻的接續節點、與電源節點之間接續電容元件。
    藉此，能夠使該接續節點的電位，於電源電壓Vcc2安定下來。此外，由於該電源節點與各終端電阻係被AC結合，因而能夠防止來自圖6所示之類的該電源節點之無效電流INE流動。驅動電路53方面，則變成讓與圖7所示之驅動電路52同樣的無效電流INE流動。
    在驅動電路53，無效電流INE係用以下數式表示。
    INE=Vf/{2×(Rout+Rdamp)}
    此外，電流源66的輸出電流y，係用以下的數式表示。
    y=Imod+〔{Vf+(Rd+Rdamp)×Imod}/Rout〕
    在此，因為電流源66的輸入係高阻抗，所以，無效電流INE係全部流往電流源33。亦即，電流源33的輸出電流x，係用以下的數式表示。
    x=Ibias+Vf/{2×(Rout+Rdamp)}
    具體而言，例如，當Vf=1.4〔V〕、Rout=25〔Ω〕、Rdamp=6〔Ω〕時，電流源33的輸出電流x用以下的數式表示。
    x=Ibias+22.6
    亦即，驅動電路53方面，與圖7所示之驅動電路52同樣地，相較於圖5所示之驅動電路51，能夠削減22.6mA消耗電流。
    圖9係圖示驅動電路51輸出的光訊號(連續訊號)之測定結果。圖10係圖示驅動電路52輸出的光訊號(連續訊號)之測定結果。圖11係圖示驅動電路53輸出的光訊號(連續訊號)之測定結果。圖12係圖示驅動電路51輸出的激發光訊號之測定結果。圖13係圖示驅動電路52輸出的激發光訊號之測定結果。圖14係圖示驅動電路53輸出的激發光訊號之測定結果。
    圖9~圖11係顯示光訊號之眼孔圖樣(eye pattern)。此外，在圖12~圖14，B係光訊號反覆邏輯高水準及邏輯低水準之部分。
    參照圖9~圖11，即使如圖7所示方式遮斷電阻11的第1端及電阻12的第1端與電源節點之接續，或者，如圖8所示方式在電阻11的第1端及電阻12的第1端與電源節點之間接續電容19，眼孔圖樣的波形都不會崩壞，而可得到與圖5所示之驅動電路同樣的眼孔圖樣。亦即，可知，在圖7及圖8所示之驅動電路，可以得到與圖5所示之驅動電路同等之光訊號的送訊特性。
    此外，圖13所示之激發光訊號方面，相較於圖12所示之激發光訊號，在激發光訊號的起始部分A的呼叫變得較大。
    相對於此，圖14所示之激發光訊號方面，相較於圖13所示之激發光訊號，在激發光訊號的起始部分A的呼叫消失，可知激發光訊號的送訊特性被改善。
    此外，該測定方面，在圖12~圖14，從發光電路75的電源節點往偏壓電流供給電路68的接地節點流動的電流，分別係92mA、69mA及69mA。亦即，圖7及圖8所示之驅動電路方面，相較於圖5所示之驅動電路，消耗電流被削減約23mA。
    可是，專利文獻1記載之雷射驅動電路方面，因為該差動驅動電路與雷射二極體利用電容元件而被AC結合，所以會隨終端電阻及電容元件的時間常數，發生激發回應特性劣化。為了防止此類之激發回應特性的劣化，在取代AC結合而進行利用例如電阻之DC結合時，會發生無助於驅動雷射二極體之無效電流從差動驅動電路往偏壓電路介由DC結合而流動之場合。
    對此，關於本發明的實施型態之驅動電路方面，輸出緩衝電路63，係將因應於應該送訊之資料的邏輯值之大小的調變電流供給至發光元件LD。在該輸出緩衝電路63，差動驅動電路41，係因應送訊資料的邏輯值，切換是否對發光元件LD供給電流。電阻11、12，係被接續在差動驅動電路41的差動輸出間。接著，差動驅動電路41及發光電路75被直流結合著，差動驅動電路41供給至發光元件LD的上述電流之電源係由發光電路75供給的。
    亦即，遮斷輸出緩衝電路63的電源節點與終端電阻11、12之間的路徑。接著，輸出緩衝電路63的電源，係由偏壓電流用的電源節點亦即發光電路75的電源節點供給的。
    藉由此類之構成，因為使無效電流路徑的阻抗增加，所以能夠使無助於驅動發光元件之無效電流以例如圖7已說明之方式減半，因而能夠減低消耗電力。
    此外，關於本發明的實施型態之驅動電路方面，電阻11、12，與被供給固定電壓之節點並不經由發光電路75而被交流結合。
    亦即，將輸出緩衝電路63的電源節點與終端電阻11、12之間的路徑遮斷之構成方面，由於會發生在激發光訊號讓呼叫產生之場合，所以，在輸出緩衝電路63的電源節點與終端電阻11、12之間實裝電容，且使不要的高頻成分旁通。
    利用此類之構成，能夠減低無助於驅動發光元件之無效電流，並且使激發回應安定化。
    此外，關於本發明的實施型態之驅動電路方面，電阻11及電阻12，係被串聯接續在N通道MOS電晶體15的汲極及N通道MOS電晶體16的汲極間。N通道MOS電晶體15的汲極及電阻11的接續節點，與發光元件LD的陽極及直流電源電壓被供給之節點的接續節點被直流結合著。N通道MOS電晶體16的汲極及電阻12的接續節點，與發光元件LD的陰極及偏壓電流供給電路68的接續節點被直流結合著。
    利用此類之構成，就可以提供使差動驅動電路41及終端電阻11、12與發光元件LD直流結合之適切的電路。
    此外，關於本發明的實施型態之驅動電路，電容19，係被接續在固定電壓被供給之節點與電阻11及電阻12的接續節點之間。
    利用此類之構成，就可以提供使終端電阻11及終端電阻12的接續節點的電位安定之適切的電路。
    又，關於本發明的實施型態之驅動電路方面，差動驅動電路41，係做成包含1段的電晶體電路之構成，但並不侷限於此。差動驅動電路41，也可以是包含複數段的電晶體電路之構成。該場合，在最終段的電路由發光電路75讓直流電源電流被供給的話是足夠的。
    上述實施型態，所有各點僅為例示不應該視為限制條件。本發明之範圍不以前述說明為限而係如申請專利範圍所示，進而還意圖包括與申請專利範圍均等之範圍內的所有變更。
    11~14，R1‧‧‧電阻
    15，16‧‧‧N通道MOS電晶體
    17‧‧‧過濾電路
    19‧‧‧電容
    21‧‧‧光收發兩用機
    22‧‧‧PON受訊處理部
    23‧‧‧緩衝記憶體
    24‧‧‧UN送訊處理部
    25‧‧‧UNI埠
    26‧‧‧UN受訊處理部
    27‧‧‧緩衝記憶體
    28‧‧‧PON送訊處理部
    29‧‧‧控制部
    31，32‧‧‧感應器
    33‧‧‧電流源
    41‧‧‧差動驅動電路
    51~53‧‧‧驅動電路
    61‧‧‧前置緩衝電路
    62‧‧‧均衡器電路
    63‧‧‧輸出緩衝電路(調變電流供給電路)
    64~66‧‧‧電流源
    67‧‧‧計時電路
    68‧‧‧偏壓電流供給電路
    69‧‧‧主要I/F(界面)
    70‧‧‧CPU
    71‧‧‧從屬I/F
    72‧‧‧控制暫存器
    73‧‧‧記憶部
    75‧‧‧發光電路
    201‧‧‧局端裝置
    202A，202B，202C，202D‧‧‧宅端裝置
    301‧‧‧PON系統
    C1，C2‧‧‧電容
    LD‧‧‧發光元件
    SP1，SP2‧‧‧分路器
    OPTF‧‧‧光纖
    圖1係顯示關於本發明的實施型態之PON系統的構成圖。
    圖2係顯示關於本發明的實施型態之PON系統之宅端裝置的構成圖。
    圖3係詳細地顯示關於本發明的實施型態之宅端裝置的光收發兩用機送訊側的構成圖。
    圖4係圖示關於本發明的實施型態之宅端裝置的光收發兩用機之光輸出及發送賦能訊號。
    圖5係顯示假定在關於本發明的實施型態之光收發兩用機之驅動電路，並不執行無效電流對策之場合下的構成圖。
    圖6係顯示在圖5所示的驅動電路流動的無效電流之圖。
    圖7係顯示關於本發明的實施型態之光收發兩用機的驅動電路的構成圖。
    圖8係顯示關於本發明的實施型態之光收發兩用機的驅動電路的構成圖。
    圖9係圖示驅動電路51輸出的光訊號(連續訊號)之測定結果。
    圖10係圖示驅動電路52輸出的光訊號(連續訊號)之測定結果。
    圖11係圖示驅動電路53輸出的光訊號(連續訊號)之測定結果。
    圖12係圖示驅動電路51輸出的激發(burst)光訊號之測定結果。
    圖13係圖示驅動電路52輸出的激發光訊號之測定結果。
    圖14係圖示驅動電路53輸出的激發光訊號之測定結果。
    11~14‧‧‧電阻
    15，16‧‧‧N通道MOS電晶體
    17‧‧‧過濾電路
    31，32‧‧‧感應器
    33‧‧‧電流源
    41‧‧‧差動驅動電路
    52‧‧‧驅動電路
    63‧‧‧輸出緩衝電路(調變電流供給電路)
    66‧‧‧電流源
    68‧‧‧偏壓電流供給電路
    75‧‧‧發光電路
    LD‧‧‧發光元件
    N0、N1‧‧‧資料節點
    INE‧‧‧無效電流
    Vcc2‧‧‧電源電壓
    权利要求:
    Claims (5)
    [1] 一種驅動電路，其特徵為具備：對包含供送訊光訊號的發光元件的發光電路之前述發光元件供給偏壓電流之用的偏壓電流供給電路、以及把因應於應該送訊的資料的邏輯值之大小的調變電流供給至前述發光元件之用的調變電流供給電路；前述調變電流供給電路，包含：因應於前述資料之邏輯值，切換是否對前述發光元件供給電流之用的差動驅動電路、以及被接續於前述差動驅動電路的差動輸出間的終端電阻；前述差動驅動電路及前述發光電路被直流結合，前述差動驅動電路供給至前述發光元件的前述電流之電源係由前述發光電路供給的。
    [2] 如申請專利範圍第1項之驅動電路，其中前述終端電阻，不經過被供給固定電壓的節點與前述發光電路而被交流結合。
    [3] 如申請專利範圍第1或2項之驅動電路，其中前述差動驅動電路，包含：具有被直流結合於前述發光元件的第1端之第1導通電極，與第2導通電極之第1電晶體、具有被直流結合於前述發光元件的第2端之第1導通電極，與被導電接續於前述第1電晶體的第2導通電極之第2導通電極的第2電晶體、被串聯接續於前述第1電晶體之第1導通電極及前述第2電晶體之第1導通電極間的第1終端電阻及第2終端電阻；前述第1電晶體的第1導通電極及前述第1終端電阻之接續節點與前述發光元件之第1端及被供給直流電源電壓的節點之接續節點被直流結合，前述第2電晶體之第1導通電極及前述第2終端電阻之接續節點與前述發光元件之第2端及前述偏壓電流供給電路的接續節點被直流結合。
    [4] 如申請專利範圍第3項之驅動電路，其中前述調變電流供給電路，進而包含：被接續於被供給固定電壓的節點與前述第1終端電阻及前述第2終端電阻的接續節點之間的電容。
    [5] 一種宅端裝置，係由複數宅端裝置往局端裝置傳送的光訊號被時序多重分割之通訊系統之宅端裝置，其特徵為具備：包含供送訊前述光訊號之用的發光元件之發光電路，及供驅動前述發光元件之驅動電路；前述驅動電路，包含：供對前述發光元件供給偏壓電流之偏壓電流供給電路，及把因應於應該送訊的資料的邏輯值之大小的調變電流供給至前述發光元件之用的調變電流供給電路；前述調變電流供給電路，包含：因應於前述資料之邏輯值，切換是否對前述發光元件供給電流之用的差動驅動電路、以及被接續於前述差動驅動電路的差動輸出間的終端電阻；前述差動驅動電路及前述發光電路被直流結合，前述差動驅動電路供給至前述發光元件的前述電流之電源係由前述發光電路供給的。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    TWI545908B|2016-08-11|Drive circuit and residential terminal device
    US20150188627A1|2015-07-02|Optical communication module, optical network unit, and method of controlling light-emitting element
    CA2824837C|2018-08-28|Optical transceiver, optical network unit, and optical transceiver control method
    US8831059B2|2014-09-09|Laser diode driver circuit
    CN102209410B|2015-01-07|一种外置突发自动光功率控制电路
    CN201623362U|2010-11-03|一种外置突发自动光功率控制电路
    Chow et al.2012|Demonstration of low-power bit-interleaving TDM PON
    CA2936736C|2018-07-31|Drive circuit and optical network unit
    US8879594B2|2014-11-04|Efficient power control for an automatic laser driver
    JP5510673B2|2014-06-04|駆動回路、光トランシーバ、通信システムおよび通信制御方法
    JP5939032B2|2016-06-22|光通信モジュールおよび宅側装置
    WO2012101870A1|2012-08-02|宅側装置、光トランシーバ、通信システムおよび電力供給方法
    TW202005211A|2020-01-16|突發模式雷射驅動電路
    CN205385483U|2016-07-13|Onu终端设备
    JP2013034266A|2013-02-14|宅側装置、光トランシーバ、通信システムおよび電力供給方法
    EP3550681A1|2019-10-09|Optical signal modulation circuit and device
    JP2011071250A|2011-04-07|発光素子駆動回路及び発光素子駆動回路の駆動方法
    CN112166535A|2021-01-01|用于突发模式可调谐eml传送器的波长漂移抑制
    JP2011204799A|2011-10-13|光送信モジュール、光送信器及び波長選択型光送信器
    JP2013081064A|2013-05-02|光受信器
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JP2013051558A|2013-03-14|
    CN103548270A|2014-01-29|
    CA2837267A1|2013-03-07|
    CN103548270B|2016-11-16|
    US9124063B2|2015-09-01|
    CA2837267C|2018-11-20|
    TWI545908B|2016-08-11|
    JP5382375B2|2014-01-08|
    WO2013031275A1|2013-03-07|
    US20140023374A1|2014-01-23|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    JPH0946295A|1995-07-31|1997-02-14|Toshiba Corp|信号伝送装置|
    JP2004241505A|2003-02-04|2004-08-26|Ntt Electornics Corp|Ｅ／ｏ変換回路|
    US7054344B1|2003-11-17|2006-05-30|Finisar Corporation|Method and system for equalizing transmission line loss of a laser drive signal|
    JP2005302865A|2004-04-08|2005-10-27|Ntt Electornics Corp|光送信モジュール|
    JP2008041907A|2006-08-04|2008-02-21|Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt>|Ｌｄ差動駆動回路|
    WO2009104746A1|2008-02-22|2009-08-27|日本電信電話株式会社|変調方法、変調プログラム、記録媒体、変調装置及び光送信器|
    JP2010171062A|2009-01-20|2010-08-05|Sumitomo Electric Ind Ltd|光送信器|
    JP5322166B2|2009-05-18|2013-10-23|日本電信電話株式会社|レーザ駆動回路|
    JP5510673B2|2011-03-03|2014-06-04|住友電気工業株式会社|駆動回路、光トランシーバ、通信システムおよび通信制御方法|US9252563B1|2012-03-06|2016-02-02|Pmc-Sierra Us, Inc.|Method and apparatus for driving a laser diode|
    JP5794324B2|2014-01-17|2015-10-14|住友電気工業株式会社|駆動回路および宅側装置|
    US10097908B2|2014-12-31|2018-10-09|Macom Technology Solutions Holdings, Inc.|DC-coupled laser driver with AC-coupled termination element|
    JP2017174037A|2016-03-23|2017-09-28|カシオ計算機株式会社|表示制御装置、表示制御方法及びプログラム|
    US10720996B2|2016-08-19|2020-07-21|Fujitsu Limited|Frequency characteristic adjustment circuit, optical transmission module using the same, and optical transceiver|
    WO2018045093A1|2016-08-30|2018-03-08|Macom Technology Solutions Holdings, Inc.|Driver with distributed architecture|
    US10630052B2|2017-10-04|2020-04-21|Macom Technology Solutions Holdings, Inc.|Efficiency improved driver for laser diode in optical communication|
    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP2011188484A|JP5382375B2|2011-08-31|2011-08-31|駆動回路および宅側装置|
    [返回顶部]