JP2018186112A - DML driver - Google Patents
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Abstract
【課題】回路面積をサイズダウンする。【解決手段】ドライバ回路12を、変調信号D0に応じてオンオフ動作するトランジスタQ0と、Q0のエミッタ端子と接地電位GNDとの間に接続された抵抗素子R0と、Q0のコレクタ端子と接続ノードNとの間に接続された抵抗素子R1とから構成し、電源回路11を、一端が電源電位VCCに接続され、他端が接続ノードNに接続された抵抗素子R2から構成する。【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the size of a circuit area. SOLUTION: A driver circuit 12 is turned on and off according to a modulation signal D0, a transistor Q0, a resistance element R0 connected between an emitter terminal of Q0 and a ground potential GND, a collector terminal of Q0 and a connection node N. The power supply circuit 11 is composed of a resistance element R2 having one end connected to the power supply potential VCS and the other end connected to the connection node N. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、LD(Laser Diode)の光強度を直接変調するDML(Directly Modulated Laser:直接変調レーザ)を駆動する際に用いられるシャント型LD駆動技術に関する。 The present invention relates to a shunt-type LD driving technique used when driving a DML (Directly Modulated Laser) that directly modulates the light intensity of an LD (Laser Diode).
近年、通信トラヒックの増大に伴い、光ファイバを利用した光通信ネットワークの大容量化が求められている。特に、通信ネットワークの主要な規格要素であるEthernet(登録商標)の大容量化が進みつつある。このような大容量化に伴って、Ethernetの標準規格は、10GbEおよび40GbEの標準化が完了しており、さらなる大容量化を目指した100GbEの標準化が完了しつつある。 In recent years, with an increase in communication traffic, an increase in capacity of an optical communication network using optical fibers has been demanded. In particular, the capacity of Ethernet (registered trademark), which is a main standard element of communication networks, is increasing. With this increase in capacity, standardization of Ethernet has been completed for 10 GbE and 40 GbE, and standardization of 100 GbE aimed at further increase in capacity is being completed.
図11は、100GBase−LR4/ER4光伝送システムの構成例である。送信フロントエンドにおいて、低消費電力で高速動作可能なLDドライバとして、シャント型回路構成を用いたLDドライバが報告されている。 FIG. 11 is a configuration example of a 100 GBase-LR4 / ER4 optical transmission system. An LD driver using a shunt type circuit configuration has been reported as an LD driver capable of high-speed operation with low power consumption in the transmission front end.
また、図12は、シャント型LDドライバを用いた送信フロントエンドの構成例である。図13は、図12の送信フロントエンドの動作例である。図12のうち破線で囲まれた部分がシャント型LDドライバ部である。LDに対して並列にシャント型LDドライバ部を付加することでLDドライバ部のスイッチをON/OFFさせて図13のように情報を載せることが可能である。また、シャント型LDドライバは出力抵抗が高いため、LDとモノリシックに集積されるか、もしくはLDと同一のパッケージ内に実装される。そのため、インピーダンス整合を取る必要がなく、低消費電力で高速動作可能である。 FIG. 12 is a configuration example of a transmission front end using a shunt type LD driver. FIG. 13 shows an operation example of the transmission front end of FIG. A portion surrounded by a broken line in FIG. 12 is a shunt type LD driver portion. By adding a shunt type LD driver part in parallel to the LD, it is possible to turn on / off the switch of the LD driver part and put information as shown in FIG. Further, since the shunt type LD driver has a high output resistance, it is integrated monolithically with the LD or mounted in the same package as the LD. Therefore, it is not necessary to match impedance, and high speed operation is possible with low power consumption.
図14は、従来の送信フロントエンドを示す回路構成例である。この送信フロントエンドには、DMLドライバ(LDドライバ)とLDとが設けられている。
DMLドライバ50は、電源電位VCCからLDに対して電流を供給する電源回路51と、LDに対して並列的に接続されて、入力された変調信号D0に応じて電流の一部をバイパスさせるドライバ回路52とから構成されている。
FIG. 14 is a circuit configuration example showing a conventional transmission front end. This transmission front end is provided with a DML driver (LD driver) and an LD.
The DML driver 50 is connected in parallel to the
ドライバ回路52は、ゲート端子に変調信号D0が印加されるトランジスタQと、一端がQのエミッタ端子に接続され、他端が接地電位GNDに接続された抵抗素子R0と、一端がQのコレクタ端子に接続され、他端が接続ノードNに接続された抵抗素子R1とから構成されている。
また、電源回路51は、一端がVCCに接続され、他端が接続ノードNに接続された高周波チョークコイルLから構成されている。
LDは、アノード端子が接続ノードNに接続されており、カソード端子がGNDに接続されている。
The
The
The LD has an anode terminal connected to the connection node N and a cathode terminal connected to GND.
このように、従来の送信フロントエンドでは、LDに流れる駆動電流ILDとドライバ回路52に流れるバイパス電流I0との和すなわち供給電流ICCが一定値となるよう、電源回路51として、接続ノードNと電源電位VCCとの間に高周波チョークコイルLが実装されている。
このため、高周波チョークコイルLの実装にはある程度の回路面積が必要となり、結果として、送信フロントエンド全体の回路面積をサイズダウンできないという問題点があった。
As described above, in the conventional transmission front end, the connection node is set as the
For this reason, a certain amount of circuit area is required for mounting the high-frequency choke coil L, and as a result, there is a problem in that the circuit area of the entire transmission front end cannot be reduced.
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、回路面積をサイズダウンできる送信フロントエンドを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a transmission front end capable of reducing the circuit area.
このような目的を達成するために、本発明にかかるDMLドライバは、アノード端子とカソード端子がそれぞれ接続ノードと接地電位に接続されているLDに対して電流を供給する電源回路と、前記LDと並列的に接続されて、入力された第1の変調信号に応じて前記電流の一部をバイパスさせるドライバ回路とを備えるDMLドライバであって、前記ドライバ回路は、前記第1の変調信号に応じてオンオフ動作する第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタの第1の出力端子と前記接地電位との間に接続された第1の抵抗素子と、前記第1のトランジスタの第2の出力端子と前記接続ノードとの間に接続された第2の抵抗素子とを備え、前記電源回路は、一端が電源電位に接続され、他端が前記接続ノードに接続された第3の抵抗素子からなるものである。 In order to achieve such an object, a DML driver according to the present invention includes a power supply circuit that supplies current to an LD having an anode terminal and a cathode terminal connected to a connection node and a ground potential, respectively, A DML driver that is connected in parallel and bypasses a part of the current according to the input first modulation signal, wherein the driver circuit corresponds to the first modulation signal. A first transistor that is turned on and off, a first resistance element connected between the first output terminal of the first transistor and the ground potential, and a second output terminal of the first transistor And a second resistance element connected between the connection node, and the power supply circuit includes a third resistance element having one end connected to a power supply potential and the other end connected to the connection node. It is made of.
また、本発明にかかる上記DMLドライバの一構成例は、前記第1の変調信号がhighレベルを示す電圧Vinhighであるとき、前記LDのアノード−カソード間電圧および前記LDに流れる駆動電流をVLDminおよびILDminとし、前記第1の変調信号がlowレベルを示す電圧Vinlowであるとき、前記LDのアノード−カソード間電圧および前記LDに流れる駆動電流をVLDmaxおよびILDmaxとし、前記ドライバ回路の消費電力が最小となる場合に前記ドライバ回路に流れるバイパス電流をI0max_minとした場合、前記電源の電源電位および前記第3の抵抗素子は、後述する式(6)および式(7)に示す電位VCCminおよび抵抗値R2minを有するものである。 Also, in one configuration example of the DML driver according to the present invention, when the first modulation signal is a voltage V inhigh indicating a high level, the anode-cathode voltage of the LD and the drive current flowing through the LD are expressed as V LDmin and ILDmin , and when the first modulation signal is a voltage V inlow indicating a low level, the anode-cathode voltage of the LD and the drive current flowing through the LD are VLDmax and ILDmax , and the driver circuit When the bypass current flowing through the driver circuit is I 0max_min when the power consumption of the power supply is minimum, the power supply potential of the power supply and the third resistance element are expressed by equations (6) and (7) described later. and it has a potential V CCmin and resistance R 2min.
また、本発明にかかる上記DMLドライバの一構成例は、前記電源回路が、前記第3の抵抗素子と並列接続された第1の容量素子をさらに備えるものである。
また、本発明にかかる上記DMLドライバの一構成例は、前記ドライバ回路が、前記第2の抵抗素子と並列接続された第2の容量素子をさらに備えるものである。
In one configuration example of the DML driver according to the present invention, the power supply circuit further includes a first capacitor element connected in parallel with the third resistor element.
Also, in one configuration example of the DML driver according to the present invention, the driver circuit further includes a second capacitor element connected in parallel with the second resistor element.
また、本発明にかかる上記DMLドライバの一構成例は、前記ドライバ回路が、前記第1のトランジスタ、前記第1の抵抗素子、および前記第2の抵抗素子からなる第1の基本ドライバ回路がn(nは2以上の整数)個並列接続されてなる第1の回路群を備え、さらに、前記第1の変調信号とは独立した第2の変調信号に応じてオンオフ動作する第2のトランジスタと、前記第2のトランジスタの第1の出力端子と接地電位との間に接続された第1の抵抗素子と、前記第2のトランジスタの第2の出力端子と前記接続ノードに接続された第2の抵抗素子とからなる第2の基本ドライバ回路がn×2個並列接続されてなる第2の回路群を備えるものである。 Also, in one configuration example of the DML driver according to the present invention, the driver circuit includes a first basic driver circuit including the first transistor, the first resistance element, and the second resistance element. A first transistor group (n is an integer of 2 or more) connected in parallel, and a second transistor that is turned on / off in response to a second modulation signal independent of the first modulation signal; , A first resistance element connected between the first output terminal of the second transistor and the ground potential, and a second resistor connected to the second output terminal of the second transistor and the connection node. The second basic driver circuit composed of the resistive elements is provided with a second circuit group in which n × 2 second basic driver circuits are connected in parallel.
本発明によれば、抵抗素子の実装面積は、高周波チョークコイルの実装面積より極めて小さいため、DMLドライバが必要とする回路面積を大幅に削減することができる。したがって、送信フロントエンド1全体の回路面積を大幅にサイズダウンすることが可能となる。
According to the present invention, since the mounting area of the resistance element is extremely smaller than the mounting area of the high-frequency choke coil, the circuit area required for the DML driver can be greatly reduced. Therefore, the circuit area of the entire
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかるDMLドライバ10について説明する。図1は、第1の実施の形態にかかるDMLドライバの構成を示す回路図である。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, a
本発明にかかるDMLドライバ10は、光伝送システムの送信フロントエンド1において、LD(Laser Diode)の光強度を直接変調するDML(Directly Modulated Laser:直接変調レーザ)を駆動する際に用いられるシャント型LD駆動回路である。本実施の形態では、電流源負荷型の構成例について説明する。
The
本実施の形態にかかるDMLドライバ10は、図1に示すように、電源電位VCCからLDに対して供給電流ICC(駆動電流ILD+バイパス電流I0)を供給する電源回路11と、LDに対して並列的に接続されて、入力された変調信号D0に応じて供給電流ICCの一部電流(バイパス電流I0)をバイパスさせるドライバ回路12とから構成されている。本発明は、この電源回路11として、高周波チョークコイルに代えて抵抗素子R2を用いたことを特徴とする。
As shown in FIG. 1, the
ドライバ回路12は、ゲート端子に変調信号D0が印加されるトランジスタ(第1のトランジスタ)Q0と、一端がQ0のエミッタ端子(第1の出力端子)に接続され、他端が接地電位GNDに接続された抵抗素子(第1の抵抗素子)R0と、一端がQ0のコレクタ端子(第2の出力端子)に接続され、他端が接続ノードNに接続された抵抗素子(第2の抵抗素子)R1とから構成されている。
The
また、Q0のゲート端子には、「1」(highレベル)または「0」(lowレベル)の値をとる変調信号(第1の変調信号)D0が外部から印加される。なお、Q0のゲート端子とGNDとの間に接続されている抵抗素子Rmは、入力整合用の抵抗であり、50Ω系の入力伝送線路である場合、Rmは50Ωとなる。 A modulation signal (first modulation signal) D 0 having a value of “1” (high level) or “0” (low level) is applied to the gate terminal of Q 0 from the outside. The resistance element R m connected between the gate terminal of Q 0 and GND is a resistance for input matching, and when it is a 50Ω-type input transmission line, R m is 50Ω.
電源回路11は、一端が電源電位VCCに接続され、他端が接続ノードNに接続された抵抗素子(第3の抵抗素子)R2から構成されている。
LDは、アノード端子が接続ノードNに接続されており、カソード端子がGNDに接続されている。
The
The LD has an anode terminal connected to the connection node N and a cathode terminal connected to GND.
[第1の実施の形態の動作]
次に、本実施の形態にかかるDMLドライバ10の動作について説明する。
電源電位VCCから電源回路11を介して供給される供給電流をICCとし、ドライバ回路12へ流れるバイパス(引き抜き)電流をI0とし、LDへ流れる駆動電流をILDとした場合、ICC=I0+ILDとなる。
[Operation of First Embodiment]
Next, the operation of the
When the supply current supplied from the power supply potential V CC via the
この際、変調信号D0に応じてILDが所望の光強度に応じた電流値に制御されるよう、ICCが一定値となる条件下で、ドライバ回路12のトランジスタQ0,抵抗素子R0,R1に関する各回路定数が設計されている。
例えば、変調信号D0の「1」に対応する光強度に必要なLDのアノード−カソード間電圧VLDおよび駆動電流ILDをVLDminおよびILDminとした場合、バイパス電流I0maxは、I0max=ICC−ILDminである。これにより、抵抗値R0+R1=VLDmin/I0maxとなり、抵抗値R0はQ0のベース電流から決定される。
At this time, the transistor Q 0 and the resistance element R of the
For example, when the LD anode-cathode voltage V LD and the drive current I LD required for the light intensity corresponding to “1” of the modulation signal D 0 are V LDmin and I LDmin , the bypass current I 0max is I 0max. = I CC -I LDmin . As a result, the resistance value R 0 + R 1 = V LDmin / I 0max , and the resistance value R 0 is determined from the base current of Q 0 .
図2は、LDのI−V特性を示すグラフである。図3は、第1の実施の形態にかかる送信フロントエンドの動作を示す説明図である。
図2に示すように、変調信号D0を示す入力電圧Vinとして、変調信号D0が「1」すなわちhighレベルを示す入力電圧Vinhighが入力された場合、LDのアノード−カソード間電圧VLDおよびLDに流れる駆動電流ILDをVLDmin(最小値)およびILDmin(最小値)とする。
FIG. 2 is a graph showing the IV characteristics of the LD. FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an operation of the transmission front end according to the first embodiment.
As shown in FIG. 2, as the input voltage V in indicating a modulation signal D 0, when the modulation signal D 0 is "1", that is the input voltage V Inhigh showing a high level is input, the anode of the LD - cathode voltage V The drive current I LD flowing through LD and LD is defined as V LDmin (minimum value) and I LDmin (minimum value).
一方、変調信号D0が「0」すなわちlowレベルを示す入力電圧Vinlowが入力された場合、アノード−カソード間電圧VLDおよび駆動電流ILDをVLDmax(最大値)およびILDmax(最大値)とする。
また、これら最小値と最大値の間の領域において、VLDとILDは線形比例するものとする。
On the other hand, when the modulation signal D 0 is “0”, that is, when the input voltage V inlow indicating the low level is input, the anode-cathode voltage V LD and the drive current I LD are set to V LDmax (maximum value) and I LDmax (maximum value). ).
In the region between these minimum and maximum values, V LD and I LD are linearly proportional.
これにより、図3に示すように、変調信号D0が値「1」を示し、Vin,VLD,およびILDが、Vinhigh,VLDmin,およびILDminである場合、供給電流ICCおよびバイパス電流I0は、I0max+ILDminおよびI0max(最大値)となる。
また、変調信号D0が値「0」を示し、Vin,VLD,およびILDが、Vinlow,VLDmax,およびILDmaxである場合、供給電流ICCおよびバイパス電流I0は、I0min+ILDmaxおよびI0min(最小値)となる。
Accordingly, as shown in FIG. 3, when the modulation signal D 0 indicates the value “1” and V in , V LD , and I LD are V inhigh , V LDmin , and I LDmin , the supply current I CC The bypass current I 0 is I 0max + I LDmin and I 0max (maximum value).
When the modulation signal D 0 indicates the value “0” and V in , V LD , and I LD are V inlow , V LDmax , and I LDmax , the supply current I CC and the bypass current I 0 are I become 0min + I LDmax and I 0min (minimum value).
したがって、I0min=0とした場合、VLDmax,VLDminについて、次の式(1)および式(2)が成立する。
また、DMLドライバ10での消費電力P[W]は、次の式(3)で表すことができ、VCCは、次の式(4)で表すことができる。
したがって、式(4)を式(3)に代入すれば、Pに関して次の式(5)を得ることができる。
この式(5)において、ILDmax,ILDmin,VLDmax,VLDminは、それぞれ回路設計時における所望の回路定数であるため、PはI0maxの関数とみなすことができる。
図4は、DMLドライバの消費電力とバイパス電流との関係を示すグラフであり、式(5)にILDmax,ILDmin,VLDmax,VLDminに関する回路定数の一例を代入してプロットしたものである。
In this formula (5), since I LDmax , I LDmin , V LDmax , and V LDmin are desired circuit constants at the time of circuit design, P can be regarded as a function of I 0max .
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the power consumption of the DML driver and the bypass current, which is plotted by substituting an example of circuit constants related to I LDmax , I LDmin , V LDmax , and V LDmin into equation (5). is there.
図4において、消費電力Pは、I0maxの増加に伴って一旦減少して最小値Pminとなる。そのときI0maxの値をI0max_minとする。その後、消費電力Pは、I0maxの増加に伴って徐々に増加するものとなる。
したがって、PminにおけるVCCの値をVCCminとし、R2の値をR2minとすると、VCCminとR2minは次の式(6)および式(7)で表すことができる。
Therefore, the value of V CC in P min and V CCmin, the value of R 2 When R 2min, V CCmin and R 2min can be expressed by the following equation (6) and (7).
これにより、VCCとR2として、式(6)および式(7)で求めたVCCminおよびR2minの値を設定することで、DMLドライバ10での消費電力Pを最小化することができる。
Thus, as V CC and R 2, by setting the value of V CCmin and R 2min determined by equation (6) and (7), it is possible to minimize the power consumption P of a
図5は、図1のDMLドライバの派生回路構成例である。ここでは、電源回路11の抵抗素子R2に対して並列的に容量素子(第1の容量素子)C2を接続した例が示されている。これにより、LDの緩和振動周波数による光波形のオーバーシュートを抑制することができる。
また、図6は、図1のDMLドライバの他の派生回路構成例である。ここでは、ドライバ回路12の抵抗素子R1に対して並列的に容量素子(第2の容量素子)C1を接続した例が示されている。これにより、ドライバ回路12の周波数特性を改善することができる。この際、容量素子C1に加えて図5の容量素子C2を設けてもよい。
FIG. 5 is an example of a derived circuit configuration of the DML driver of FIG. Here, an example is shown in which a capacitive element (first capacitive element) C 2 is connected in parallel to the resistive element R 2 of the
FIG. 6 shows another example of the derived circuit configuration of the DML driver of FIG. Here, an example is shown in which a capacitive element (second capacitive element) C 1 is connected in parallel to the resistive element R 1 of the
[第1の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、ドライバ回路12を、変調信号D0に応じてオンオフ動作するトランジスタQ0と、Q0のエミッタ端子と接地電位GNDとの間に接続された抵抗素子R0と、Q0のコレクタ端子と接続ノードNとの間に接続された抵抗素子R1とから構成し、電源回路11を、一端が電源電位VCCに接続され、他端が接続ノードNに接続された抵抗素子R2から構成したものである。
[Effect of the first embodiment]
As described above, in this embodiment, the
これにより、抵抗素子R2の実装面積は、高周波チョークコイルの実装面積より極めて小さいため、DMLドライバ10が必要とする回路面積を大幅に削減することができる。したがって、送信フロントエンド1全体の回路面積を大幅にサイズダウンすることが可能となる。
Thereby, since the mounting area of the resistance element R 2 is extremely smaller than the mounting area of the high-frequency choke coil, the circuit area required for the
また、本実施の形態において、変調信号D0がHighレベルを示す電圧Vinhighであるとき、LDのアノード−カソード間電圧およびLDに流れる駆動電流をVLDmin,ILDminとし、変調信号D0がLowレベルを示す電圧Vinlowであるとき、LDのアノード−カソード間電圧およびLDに流れる駆動電流をVLDmax,ILDmaxとし、ドライバ回路12の消費電力Pが最小値Pminとなる場合にドライバ回路12に流れるバイパス電流をI0max_minとした場合、電源電位VCCおよび抵抗素子R2の値を、前述の式(6)および式(7)で求めたVCCminおよびR2minとするようにしてもよい。
これにより、DMLドライバ10での消費電力Pを最小化することが可能となる。
In the present embodiment, when the modulation signal D 0 is a voltage V inhigh indicating a high level, the anode-cathode voltage of the LD and the drive current flowing through the LD are V LDmin and I LDmin , and the modulation signal D 0 is When the voltage V inlow indicating the Low level is set, the voltage between the anode and the cathode of the LD and the drive current flowing through the LD are V LDmax and I LDmax , and the
As a result, the power consumption P in the
[第2の実施の形態]
次に、図7を参照して、本発明の第2の実施の形態にかかるDMLドライバ10について説明する。図7は、第2の実施の形態にかかるDMLドライバの構成を示す回路図である。
長距離光通信では、データ伝送容量の増大に合わせて、伝送速度が100Gbpsから400Gbpsさらには1Tbpsへと進化しつつある。一方、変調方式についても、今までのNRZ符号変調などの2値変調方式から、4値変調方式PAM4(PAM:Pulse Amplitude Modulation)などの多値変調方式が導入されつつある。本実施の形態では、本発明のDMLドライバ10をPAM4に対応させた例について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a
In the long-distance optical communication, the transmission rate is evolving from 100 Gbps to 400 Gbps and further to 1 Mbps as the data transmission capacity increases. On the other hand, multi-level modulation schemes such as quaternary modulation scheme PAM4 (PAM: Pulse Amplitude Modulation) are being introduced from the conventional binary modulation schemes such as NRZ code modulation. In the present embodiment, an example in which the
図8は、PAM4変調方式の説明図であり、図8(a)はPAM4の時間波形例、図8(b)はPAM4のアイパターンである。PAM4は、2ビットのデジタル情報(変調信号)D1,D0を同時に送信する変調方式であり、4種類の光強度0〜3に対して、D1,D0を組、すなわち「00」、「01」、「10」、「11」が割り当てられている。 8A and 8B are explanatory diagrams of the PAM4 modulation method. FIG. 8A shows an example of a time waveform of PAM4, and FIG. 8B shows an eye pattern of PAM4. PAM4 is a modulation scheme for transmitting two bits of digital information (modulation signal) D 1, D 0 at the same time, four to light intensity 0-3, set the D 1, D 0, that is, "00" , “01”, “10”, and “11” are assigned.
図7に示すように、本実施の形態にかかるDMLドライバ10には、ドライバ回路12に、回路群(第1の回路群)12Aと、回路群(第2の回路群)12Bとが設けられている。
回路群12Aは、変調信号D0に基づいてオンオフ動作する、n(nは2以上の整数)個の基本ドライバ回路13Aが並列的に接続された回路である。
回路群12Bは、変調信号(第2の変調信号)D1に基づいてオンオフ動作する、n×2個の基本ドライバ回路13Bが並列的に接続された回路である。
As shown in FIG. 7, in the
The
The
基本ドライバ回路(第1の基本ドライバ回路)13Aは、ゲート端子に変調信号D0が印加されるトランジスタ(第1のトランジスタ)Q0と、一端がQ0のエミッタ端子(第1の出力端子)に接続され、他端が接地電位GNDに接続された抵抗素子(第1の抵抗素子)R0と、一端がQ0のコレクタ端子(第2の出力端子)に接続され、他端が接続ノードNに接続された抵抗素子(第2の抵抗素子)R1とから構成されている。 A basic driver circuit (first basic driver circuit) 13A includes a transistor (first transistor) Q 0 to which a modulation signal D 0 is applied to a gate terminal, and an emitter terminal (first output terminal) having one end Q 0. It is connected to the other end and ground potential GND connected to the resistance element (first resistor element) R 0, one end connected to the collector terminal (second output terminal) of Q 0, the other end connected to a node And a resistance element (second resistance element) R 1 connected to N.
基本ドライバ回路(第2の基本ドライバ回路)13Bは、ゲート端子に変調信号D1が印加されるトランジスタ(第2のトランジスタ)Q1と、一端がQ1のエミッタ端子(第1の出力端子)に接続され、他端が接地電位GNDに接続された抵抗素子(第1の抵抗素子)R0と、一端がQ1のコレクタ端子(第2の出力端子)に接続され、他端が接続ノードNに接続された抵抗素子(第2の抵抗素子)R1とから構成されている。 Basic driver circuit (second basic driver circuit) 13B are transistors modulated signal D 1 is applied to the gate terminal (second transistor) Q 1, one end for Q 1 emitter terminal (first output terminal) It is connected to the other end and ground potential GND connected to the resistance element (first resistor element) R 0, one end connected to the collector terminal (second output terminal) of Q 1, the other end connected to a node And a resistance element (second resistance element) R 1 connected to N.
この際、変調信号D1およびD0に応じてILDが所望の光強度に応じた電流値に制御されるよう、ICCが一定値となる条件下で、基本ドライバ回路13A,13BのトランジスタQ0,Q1,抵抗素子R0,R1に関する各回路定数が決定されている。
At this time, the transistors of the
この構成により、変調信号D1が「1」の場合に増加するバイパス電流I0の値は、変調信号D0が「1」の場合に増加するバイパス電流I0の値の2倍に相当することになる。このため、これらD1およびD0を組み合わせることにより、4種類のバイパス電流I0を発生することができ、図8で示した4種類の光強度の光信号をLDから出射することができる。
なお、電源電位VCCおよび抵抗素子R2については、第1の実施の形態と同様にして、本実施の形態にも適用可能である。
With this configuration, the value of the bypass current I 0 that increases when the modulation signal D 1 is “1” corresponds to twice the value of the bypass current I 0 that increases when the modulation signal D 0 is “1”. It will be. Therefore, by combining these D 1 and D 0 , four types of bypass currents I 0 can be generated, and the four types of optical signals shown in FIG. 8 can be emitted from the LD.
Note that the power supply potential V CC and the resistance element R 2 can be applied to the present embodiment in the same manner as in the first embodiment.
図9は、図7のDMLドライバの派生回路構成例である。ここでは、電源回路11の抵抗素子R2に対して並列的に容量素子C2を接続した例が示されている。これにより、LDの緩和振動周波数による光波形のオーバーシュートを抑制することができる。
また、図10は、図7のDMLドライバの他の派生回路構成例である。ここでは、基本ドライバ回路13A,13Bの抵抗素子R1に対して並列的に容量素子C1を接続した例が示されている。これにより、基本ドライバ回路13A,13Bの周波数特性を改善することができる。この際、容量素子C1に加えて図9の容量素子C2を設けてもよい。
FIG. 9 is a derivation circuit configuration example of the DML driver of FIG. Here, an example in which a capacitive element C 2 is connected in parallel to the resistance element R 2 of the
FIG. 10 shows another derivative circuit configuration example of the DML driver of FIG. Here, an example is shown in which a capacitive element C 1 is connected in parallel to the resistive element R 1 of the
[第2の実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、ドライバ回路12に、トランジスタQ0、抵抗素子R0,R1からなる基本ドライバ回路13Aがn個並列接続されてなる回路群12Aを設けるとともに、変調信号D0とは独立した変調信号D1に応じてオンオフ動作するトランジスタQ1と、Q1のエミッタ端子と接地電位GNDとの間に接続された抵抗素子R0と、Q1のコレクタ端子と接続ノードNに接続された抵抗素子R1とからなる基本ドライバ回路13Bがn×2個並列接続されてなる回路群12Bを設けたものである。
これにより、第1の実施の形態と同様の作用効果を、PAM4変調方式のDMLドライバ10でも得ることができる。
[Effect of the second embodiment]
Thus, in the present embodiment, the
As a result, the same effect as that of the first embodiment can be obtained even with the PAM4 modulation
[実施の形態の拡張]
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
[Extended embodiment]
The present invention has been described above with reference to the embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention. In addition, each embodiment can be implemented in any combination within a consistent range.
1…送信フロントエンド、10…DMLドライバ、11…電源回路、12…ドライバ回路、12A,12B…回路群、13A,13B…基本ドライバ回路、Q0,Q1…トランジスタ、R0,R1,R2,Rm…抵抗素子、C1,C2…容量素子、LD…レーザダイオード、N…接続ノード、D0,D1…変調信号、Vin,Vinhigh,Vinlow…入力電圧、VCC…電源電位、GND…接地電位、ICC…供給電流、VLD,VLDmin,VLDmax…アノード−カソード間電圧、ILD,ILDmin,ILDmax…駆動電流、I0,I0min,I0max,I0max_min…バイパス電流、P,Pmin…消費電力。 1 ... From the front end, 10 ... DML driver, 11 ... power supply circuit, 12 ... driver circuit, 12A, 12B ... circuits, 13A, 13B ... basic driver circuit, Q 0, Q 1 ... transistors, R 0, R 1, R 2 , R m ... resistance elements, C 1 , C 2 ... capacitive elements, LD ... laser diode, N ... connection node, D 0 , D 1 ... modulation signal, V in , V inhigh , V inlow ... input voltage, V CC ... power supply potential, GND ... ground potential, I CC ... supply current, V LD, V LDmin, V LDmax ... anode - cathode voltage, I LD, I LDmin, I LDmax ... drive current, I 0, I 0min, I 0max , I0max_min : Bypass current, P, Pmin : Power consumption.
Claims (5)
前記ドライバ回路は、前記第1の変調信号に応じてオンオフ動作する第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタの第1の出力端子と前記接地電位との間に接続された第1の抵抗素子と、前記第1のトランジスタの第2の出力端子と前記接続ノードとの間に接続された第2の抵抗素子とを備え、
前記電源回路は、一端が電源電位に接続され、他端が前記接続ノードに接続された第3の抵抗素子からなる
ことを特徴とするDMLドライバ。 A power supply circuit for supplying a current to an LD having an anode terminal and a cathode terminal connected to a connection node and a ground potential, respectively, and connected in parallel with the LD in accordance with an input first modulation signal A DML driver comprising a driver circuit for bypassing a part of the current,
The driver circuit includes a first transistor that is turned on / off in response to the first modulation signal, and a first resistance element connected between the first output terminal of the first transistor and the ground potential. And a second resistance element connected between the second output terminal of the first transistor and the connection node,
The power supply circuit includes a third resistance element having one end connected to a power supply potential and the other end connected to the connection node.
前記第1の変調信号がhighレベルを示す電圧Vinhighであるとき、前記LDのアノード−カソード間電圧および駆動電流をVLDminおよびILDminとし、前記第1の変調信号がlowレベルを示す電圧Vinlowであるとき、前記LDのアノード−カソード間電圧および駆動電流をVLDmaxおよびILDmaxとし、前記ドライバ回路の消費電力が最小となる場合に前記ドライバ回路に流れるバイパス電流をI0max_minとした場合、前記電源電位および前記第3の抵抗素子は、それぞれ次の式に示す電位VCCminおよび抵抗値R2minを有することを特徴とするDMLドライバ。
When the first modulation signal is a voltage V inhigh indicating a high level, the anode-cathode voltage and drive current of the LD are set to V LDmin and I LDmin, and the first modulation signal is a voltage V indicating a low level. When inlow , the anode-cathode voltage and drive current of the LD are V LDmax and I LDmax, and the bypass current flowing through the driver circuit when the power consumption of the driver circuit is minimum is I 0max_min , It said power supply potential and said third resistance element, DML driver, characterized in that each has a potential V CCmin and resistance R 2min shown in the following equation.
前記電源回路は、前記第3の抵抗素子と並列接続された第1の容量素子をさらに備えることを特徴とするDMLドライバ。 The DML driver according to claim 1 or 2,
The DML driver, wherein the power supply circuit further includes a first capacitor element connected in parallel with the third resistor element.
前記ドライバ回路は、前記第2の抵抗素子と並列接続された第2の容量素子をさらに備えることを特徴とするDMLドライバ。 In the DML driver according to any one of claims 1 to 3,
The DML driver, wherein the driver circuit further includes a second capacitor element connected in parallel with the second resistor element.
前記ドライバ回路は、
前記第1のトランジスタ、前記第1の抵抗素子、および前記第2の抵抗素子からなる第1の基本ドライバ回路がn(nは2以上の整数)個並列接続されてなる第1の回路群を備え、
さらに、前記第1の変調信号とは独立した第2の変調信号に応じてオンオフ動作する第2のトランジスタと、前記第2のトランジスタの第1の出力端子と接地電位との間に接続された第1の抵抗素子と、前記第2のトランジスタの第2の出力端子と前記接続ノードに接続された第2の抵抗素子とからなる第2の基本ドライバ回路がn×2個並列接続されてなる第2の回路群を備える
ことを特徴とするDMLドライバ。 In the DML driver according to any one of claims 1 to 4,
The driver circuit is
A first circuit group in which n (n is an integer of 2 or more) first basic driver circuits including the first transistor, the first resistance element, and the second resistance element are connected in parallel. Prepared,
And a second transistor that is turned on and off in response to a second modulation signal independent of the first modulation signal, and connected between a first output terminal of the second transistor and a ground potential. N × 2 second basic driver circuits each including a first resistance element, a second output terminal of the second transistor, and a second resistance element connected to the connection node are connected in parallel. A DML driver comprising the second circuit group.
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