[go: up one dir, main page]

SU1647920A1 - Digital optoelectronic transmitter - Google Patents

Digital optoelectronic transmitter Download PDF

Info

Publication number
SU1647920A1
SU1647920A1 SU884610832A SU4610832A SU1647920A1 SU 1647920 A1 SU1647920 A1 SU 1647920A1 SU 884610832 A SU884610832 A SU 884610832A SU 4610832 A SU4610832 A SU 4610832A SU 1647920 A1 SU1647920 A1 SU 1647920A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
key
amplifier
level
Prior art date
Application number
SU884610832A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Андреевич Ильинков
Original Assignee
Минский радиотехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Минский радиотехнический институт filed Critical Минский радиотехнический институт
Priority to SU884610832A priority Critical patent/SU1647920A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1647920A1 publication Critical patent/SU1647920A1/en

Links

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к оптоэлектрон- ной технике. Цель изобретени  - повышение надежности работы устройства путем увеличени  срока службы. Передатчик содержит источники 1,2 и 17 опорного уровн , формирователь 3 стробирующих импульсов, анализатор 4 наличи  сигнала, ключи 5-8, фотодетектор 9, детекторы 10 и 11 уровн , эл-ты 12-14 вычитани , интеграторы 15 и 16, усилители 18-20, полупроводниковый излучатель 21, сумматоры 22-24 и пороговый эл-т 25. В передатчике совместно действуют регулировани  опорного уровн  и сигнальной составл ющей мощности излучени . Это приводит к тому, что повышение или уменьшение температуры окружающей среды и соответствующа  ему деформаци  энергетической х-ки сопровождаетс  увеличением или уменьшением опорного тока, формируемого усилителем 19 дл  излучател  21, и необходимым изменением тока модул ции , вырабатываемого усилителем 20, так что минимальный и максимальный уровни излучени  остаютс  неизменными. Во избежание выхода из стро  излучател  21 при его эксплуатации в режиме высокой температуры цепь регулировани  сигнальной составл ющей содержит контур регулировани  опорного напр жени . 1 ил. feThe invention relates to an optoelectronic technique. The purpose of the invention is to increase the reliability of the device by increasing the service life. The transmitter contains 1.2 and 17 reference level sources, a gating pulse shaper 3, a signal presence analyzer 4, keys 5-8, a photo detector 9, level 10 and 11 detectors, subtractors 12-14, integrators 15 and 16, amplifiers 18 -20, a semiconductor emitter 21, adders 22-24 and a threshold el-25. The transmitter jointly controls the reference level and the signal component of the radiation power. This leads to the fact that increasing or decreasing the ambient temperature and the corresponding deformation of the energy x-ki is accompanied by an increase or decrease in the reference current generated by the amplifier 19 for the radiator 21, and the necessary change in the modulation current produced by the amplifier 20, so that the minimum and maximum radiation levels remain unchanged. In order to avoid ejection of the radiator 21 during its operation in the high temperature mode, the control circuit of the signal component contains the control circuit of the reference voltage. 1 il. fe

Description

Изобретение относится к оптоэлектронной технике и может быть использовано в, волоконно-оптических системах передачи цифровых электрических сигналов.The invention relates to optoelectronic technology and can be used in fiber optic transmission systems for digital electrical signals.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства путем увеличения срока службы.The purpose of the invention is to increase the reliability of the device by increasing the service life.

На чертеже представлена структурная схема цифрового оптоэлектронного передатчика.The drawing shows a structural diagram of a digital optoelectronic transmitter.

Передатчик содержит первый и второй источники 1 и 2 опорного уровня, формирователь 3 стробирующих импульсов, анализатор 4 наличия сигнала, первый, второй, третий и четвертый ключи 5-8, фотодетектор 9, первый и второй детекторы 10 и 11 уровня, первый, второй и третий элементы 12-14 вычитания, первый и второй интеграторы 15 и 16, третий источник 17 опорного уровня, первый, второй и третий усилители 18-20, полупроводниковый излучатель 21, первый, второй и третий сумматоры 22-24 и пороговый элемент 25.The transmitter contains the first and second sources 1 and 2 of the reference level, the driver 3 gating pulses, the analyzer 4 the presence of the signal, the first, second, third and fourth keys 5-8, photodetector 9, the first and second level detectors 10 and 11, the first, second and third subtraction elements 12-14, first and second integrators 15 and 16, third reference level source 17, first, second and third amplifiers 18-20, semiconductor emitter 21, first, second and third adders 22-24 and threshold element 25.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Ток Фотодетектора 9, оптически связанного с излучателем 21, усиливается первым усилителем 18. В результате на его выходе присутствует напряжение с высоким и низким уровнями. Это напряжение подается на информационный вход первого 10 и второго 11 детекторов уровня. Первый из них вырабатывает постоянное напряжение, равное напряжению низкого уровня. Для достижения этого на его управляющий вход с первого выхода формирователя 3 поступают импульсы-выборки. Запаздывание, определяемое, в основном, временем установления переходной характеристики усилителя 18, необходимо для исключения ошибки при формировании указанного уровня детектора.The current of the photodetector 9, optically coupled to the emitter 21, is amplified by the first amplifier 18. As a result, a voltage with high and low levels is present at its output. This voltage is applied to the information input of the first 10 and second 11 level detectors. The first of them produces a constant voltage equal to the low voltage level. To achieve this, sample pulses are received at its control input from the first output of the shaper 3. The delay, determined mainly by the time of establishment of the transient response of the amplifier 18, is necessary to eliminate errors in the formation of the specified level of the detector.

На управляющем входе анализатора 4 присутствует напряжение высокого уровня, на информационном - преобразуемый цифровой сигнал. В этих условиях анализатор 4 формирует на выходе напряжение также высокого уровня. Оно, поступая на управляющий вход второго ключа 6, поддерживает его в открытом состоянии, и опорный уровень вырабатываемый источником 1, проходит на второй вход элемента 12 вычитания, на первом входе которого присутствует постоянное напряжение низкого уровня. Элемент 12 вычитания образует управляющий сигнал, который через первый интегратор 15 подается на вход усилителя 19. Усилитель 19 на выходе вырабатывает ток смещения излучателя 21.At the control input of the analyzer 4 there is a high level voltage, at the information - a converted digital signal. Under these conditions, the analyzer 4 generates a voltage of a high level as well. It, arriving at the control input of the second key 6, maintains it in the open state, and the reference level generated by the source 1, passes to the second input of the subtraction element 12, at the first input of which there is a constant voltage of a low level. The subtraction element 12 forms a control signal, which is supplied through the first integrator 15 to the input of the amplifier 19. The amplifier 19 at the output generates a bias current of the emitter 21.

Сигнал с выхода усилителя 18 поступает также на информационный вход второго де тектора 11 уровня, который вырабатывает постоянное напряжение, равное напряжению высокого уровня входного сигнала. Для достижения этого на управляющий вход детектора с второго выхода формирователя 3 подаются импульсы-выборки.The signal from the output of amplifier 18 also enters the information input of the second level detector 11, which generates a constant voltage equal to the voltage of a high level of the input signal. To achieve this, sample pulses are applied to the control input of the detector from the second output of the shaper 3.

На управляющем входе третьего ключа 7 присутствует напряжение высокого уровня. Оно поддерживает ключ в открытом состоянии, и опорное напряжение, вырабатываемое источником 2, проходит на первый вход третьего сумматора 24. На начальных стадиях деградации полупроводникового излучателя 21, когда мгновенные значения тока накачки меньше предельно допустимого, четвертый ключ 8 находится в закрытом состоянии, и на первом входе сумматора 24 отсутствует напряжение. С учетом этого на выходе сумматора 24, т.е. на втором входе элемента 13 вычитания имеется опорное напряжение источника 2. Элемент 13 вычитания образует управляющий сигнал, который через второй интегратор 16 подается на вход усилителя 20. Усилитель 20 на выходе вырабатывает ток модуляции.At the control input of the third switch 7 there is a high level voltage. It maintains the key in the open state, and the reference voltage generated by the source 2 passes to the first input of the third adder 24. At the initial stages of the degradation of the semiconductor emitter 21, when the instantaneous values of the pump current are less than the maximum permissible, the fourth key 8 is in the closed state, and the first input of the adder 24 is no voltage. With this in mind, the output of the adder 24, i.e. at the second input of the subtraction element 13 there is a reference voltage of the source 2. The subtraction element 13 forms a control signal, which is fed through the second integrator 16 to the input of the amplifier 20. The amplifier 20 generates a modulation current at the output.

Совместное действие цепей регулирования опорногоуровня и сигнальной составляющей мощности излучения приводит к тому, что повышение или уменьшение температуры окружающей среды и соответствующая ему деформация энергетической характеристики сопровождается увеличением или уменьшением формируемого усилителем 19 опорного тока и необходимым изменением вырабатываемого усилителем 20 тока модуляции, так что минимальный и максимальный уровни излучения остаются неизменными. Эксплуатация при высокой температуре и соблюдении условия постоянства уровней излучения требует (вследствие деградации) превышения суммарным током (опорным и модуляционным) накачки предельно допустимого значения, что выводит (возможно мгновенно) лазер из строя. Во избежание этого цепь регулирования сигнальной составляющей содержит контур регулирования опорного напряжения. Его образуют третий источник 17 опорного напряжения, второй 23 и третий 24 сумматоры, третий элемент 14 вычитания и пороговый элемент 25. На начальных стадиях деградации полупроводникового излучателя 21 суммарный ток усилителей 19 и 25 меньше максимально допустимого и, соответственно напряжение на выходе сумматора меньше уровня, вырабатываемого источникомThe combined action of the control circuits of the reference level and the signal component of the radiation power leads to the fact that an increase or decrease in the ambient temperature and the corresponding deformation of the energy characteristic is accompanied by an increase or decrease in the reference current generated by the amplifier 19 and the necessary change in the modulation current generated by the amplifier 20, so that the minimum and maximum radiation levels remain unchanged. Operation at high temperature and observing the condition of constant radiation levels requires (due to degradation) the total current (reference and modulation) of the pump exceeding the maximum permissible value, which disables (possibly instantly) the laser. To avoid this, the signal component control circuit contains a voltage reference control circuit. It is formed by a third reference voltage source 17, a second 23 and a third 24 adders, a third subtraction element 14 and a threshold element 25. At the initial stages of the degradation of the semiconductor emitter 21, the total current of the amplifiers 19 and 25 is less than the maximum permissible and, accordingly, the voltage at the output of the adder is less than the level generated by the source

17. При этом пороговый элемент 25 формирует на выходе напряжение низкого уровня. Оно поддерживает ключ 8 в закрытом состоянии и сигнал с выхода элемента 14 вычита- ния не проходит на первый вход схемы сумматора 24.17. In this case, the threshold element 25 generates a low level voltage at the output. It maintains the key 8 in the closed state and the signal from the output of the subtraction element 14 does not pass to the first input of the adder circuit 24.

При увеличении температуры или степени деградации излучателя 21 суммарный ток возрастает и может стать равным предельно допустимому. На выходе сумматора 23 появляется соответствующее ему суммарное напряжение, большее уровня источника 17, Элемент 14 вычитания формирует отрицательный управляющий сигнал, который, проходя через открытый ключ 8, поступает на первый, вход сумматора 24 и уменьшает входное напряжение усилителя 20. Ток модуляции на выходе усилителя уменьшается до тех пор, пока суммарный ток вновь не окажется равным (с некоторой погрешностью) максимально допустимому. Тем самым суммарный ток фиксируется (ограничивается сверху) на уровне предельно допустимого.With increasing temperature or the degree of degradation of the emitter 21, the total current increases and can become equal to the maximum permissible. The output of the adder 23 appears corresponding to the total voltage greater than the level of the source 17, the Subtraction Element 14 forms a negative control signal, which, passing through the public key 8, is fed to the first input of the adder 24 and reduces the input voltage of the amplifier 20. The modulation current at the output of the amplifier decreases until the total current is again equal (with some error) to the maximum allowable. Thus, the total current is fixed (limited from above) at the maximum permissible level.

В случае продолжения эксплуатации передатчика энергетическая характеристика лазера смещается еще больше и цепь регулирования сигнальной составляющей мощности излучения еще более уменьшает размах модулирующего тока и соответственно размах сигнальной составляющей оптической мощности.In the case of continued operation of the transmitter, the energy characteristic of the laser shifts even more and the control circuit of the signal component of the radiation power further reduces the amplitude of the modulating current and, accordingly, the amplitude of the signal component of optical power.

При уменьшении температуры окружающей среды цепь регулирования опорного уровня мощности излучения уменьшает опорный ток, что приводит к понижению суммарного тока и, как следствие, к уменьшению по абсолютной величине отрицательного управляющего сигнала, вырабатываемого контуром регулирования опорного напряжения и подаваемого на первый вход сумматора 24. При этом цепь регулирования сигнальной составляющей мощности излучения увеличивает размах модулирующего тока. Процесс продолжается до тех пор. пока максимальный уровень мощности излучения, соответствующий символу 1 цифрового электрического сигнала, не достигает значения максимально допустимой мощности излучения, напряжение на выходе сумматора 23, уменьшаясь по величине, не оказывается равным уровню источника 17, а управляющий сигнал ·- равным нулю. При этом пороговый элемент 25 возвращается в исходное состояние, соответствующее формированию на выходе напряжения низкого уровня, что переводит ключ 8 в закрытое состояние и отключает контур регулирования опорного напряжения. При дальнейшем снижении температуры -цепь регулирования сигнальной составляющей уже не увеличивает, а уменьшает размах модулирующего тока. При отсутствии на входе устройства цифрового сигнала анали затор 4 вырабатывает напряжение низкого уровня. Оно поддерживает ключи 6 и 7 в закрытом состоянии, и напряжение на вторых входах элементов 12 и 13 вычитания равно нулю, т.е. при отсутствии на входе предлагаемого передающего модуля преобразуемого цифрового сигнала ток накачки полупроводникового излучателя равен нулю.With decreasing ambient temperature, the control circuit of the reference level of radiation power decreases the reference current, which leads to a decrease in the total current and, as a consequence, to a decrease in the absolute value of the negative control signal generated by the control circuit of the reference voltage and supplied to the first input of the adder 24. In this case the control circuit of the signal component of the radiation power increases the amplitude of the modulating current. The process continues until then. while the maximum level of radiation power corresponding to symbol 1 of the digital electric signal does not reach the maximum permissible radiation power, the voltage at the output of the adder 23, decreasing in value, does not equal the level of the source 17, and the control signal · is equal to zero. In this case, the threshold element 25 returns to its initial state corresponding to the formation of a low level voltage at the output, which puts the key 8 in the closed state and turns off the control circuit of the reference voltage. With a further decrease in temperature, the control circuit of the signal component no longer increases, but decreases the amplitude of the modulating current. If there is no digital signal at the input of the device, analyzer 4 generates a low voltage level. It supports keys 6 and 7 in the closed state, and the voltage at the second inputs of the subtraction elements 12 and 13 is zero, i.e. in the absence of a convertible digital signal at the input of the proposed transmitting module, the pump current of the semiconductor emitter is zero.

При появлении на входе устройства цифрового сигнала на выходе анализатора 4 появляется напряжение высокого уровня, переводящее ключи 6 и 7 в открытое состояние, В результате на выходе элемента 12 вычитания появляется скачок напряжения, равный по величине опорному уровню источника 1. При этом ток усилителей 19 и 20 начинает возрастать по экспоненциальному закону и по тому же закону уменьшается выходное напряжение элементов 12 и 13 вычитания. Аналогично передатчик работает при пропадании (выключении) входного цифрового сигнала.When a digital signal appears at the input of the device at the output of the analyzer 4, a high level voltage appears, which switches the keys 6 and 7 to the open state. As a result, a voltage jump equal to the reference level of the source 1 appears at the output of the subtraction element 12. The current of the amplifiers 19 and 20 begins to increase exponentially and by the same law the output voltage of the subtraction elements 12 and 13 decreases. Similarly, the transmitter operates when the input digital signal is lost (turned off).

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Цифровой оптоэлектронный передатчик, содержащий первый и второй источники опорного уровня, формирователь стробирующих импульсов, последовательно соединенные первый детектор уровня и первый элемент вычитания, последовательно соединенные второй детектор уровня и второй элемент вычитания, последовательно соединенные фотодетектор и первый усилитель, последовательно соединенные второй усилитель, первый сумматор и полупроводниковый излучатель и последовательно соединенные третий усилитель и первый ключ, выход первого ключа соединен с вторым входом первого сумматора, вход формирователя стробирующих импульсов соединен с управляющим входом первого ключа и является информационным входом устройства, выход излучателя оптически связан с входом фотодетектора и является выходом устройства, первый и второй выходы формирователя стробирующих импульсов соединены с управляющими входами соответственно первого и второго детекторов уровней, выход первого усилителя соединен с информационными входами первого и второго детекторов уровней, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства путем увеличения срока службы, введены второй, третий и четвертый ключи, анализатор наличия сигнала, первый и второй интеграторы, третий источник опорного уровня, второй и третий сумматоры, третий элемент вычитания и пороговый элемент, управляющий вход анализатора наличия сигнала является управляющим входом устройства, вход анализатора наличия сигнала подключен к информационному входу устройства, выход анализатора наличия сигнала соединен с управляющими входами второго и третьего ключей, выходы первого и второго источников опорного уровня соединены с входами соответственно второго и третьего ключей, выход второго ключа соединен с вторым входом первого элемента вычитания, выход первого и второго элементов вычитания соединены с входами соответственно первого и второго интеграторов, выходы которых соединены с входами соответственно второго и третьего усилителей, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора, выход которого соединен с первым входом третьего 5 элемента вычитания и с входом порогового элемента, выход которого соединен с управляющим входом четвертого ключа, выход третьего источника опорного уровня соединен с вторым входом третьего элемен10 та вычитания, выход которого соединен с входом четвертого ключа, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, выход которого соединен с вторым входом второго элемента вычитания, выход 15 третьего ключа соединен с вторым входом третьего сумматора.A digital optoelectronic transmitter comprising first and second reference level sources, a gate pulse generator, a first level detector and a first subtraction element connected in series, a second level detector and a second subtraction element connected in series, a photodetector and a first amplifier connected in series, a second amplifier connected in series, a first adder and a semiconductor emitter and a third amplifier and a first key connected in series, the output of the first key is connected to the second input of the first adder, the input of the gate pulse generator is connected to the control input of the first key and is the information input of the device, the emitter output is optically connected to the photodetector input and is the output of the device, the first and second outputs of the gate pulse generator are connected to the control inputs of the first and second level detectors, respectively , the output of the first amplifier is connected to the information inputs of the first and second level detectors, characterized in that, in order to increase the reliability of the device by increasing the service life, the second, third and fourth keys, the signal availability analyzer, the first and second integrators, the third reference level source, the second and third adders, the third subtraction element and the threshold element, the control input of the signal availability analyzer are the control input devices, the input of the signal availability analyzer is connected to the information input of the device, the output of the signal availability analyzer is connected to the control inputs of the second and third keys, the outputs of the first the second sources of the reference level are connected to the inputs of the second and third keys, respectively, the output of the second key is connected to the second input of the first subtraction element, the output of the first and second subtraction elements are connected to the inputs of the first and second integrators, the outputs of which are connected to the inputs of the second and third amplifiers, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the second adder, the output of which is connected to the first input of the third 5 subtraction element and to the threshold input about the element whose output is connected to the control input of the fourth key, the output of the third source of the reference level is connected to the second input of the third subtraction element 10, the output of which is connected to the input of the fourth key, the output of which is connected to the first input of the third adder, the output of which is connected to the second input of the second subtraction element, the output 15 of the third key is connected to the second input of the third adder. Составитель А.Александров Compiled by A. Alexandrov Редактор Н.Яцола Editor N. Yatsola Техред М.Моргентал Корректор О.Кундрик Tehred M. Morgenthal Corrector O. Kundrick
Заказ 1415 Тираж 394 ПодписноеOrder 1415 Circulation 394 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5VNIIIPI of the State Committee for Inventions and Discoveries under the State Committee for Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushskaya nab., 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101Production and Publishing Combine Patent, Uzhgorod, 101 Gagarin St.
SU884610832A 1988-11-28 1988-11-28 Digital optoelectronic transmitter SU1647920A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884610832A SU1647920A1 (en) 1988-11-28 1988-11-28 Digital optoelectronic transmitter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884610832A SU1647920A1 (en) 1988-11-28 1988-11-28 Digital optoelectronic transmitter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1647920A1 true SU1647920A1 (en) 1991-05-07

Family

ID=21411777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884610832A SU1647920A1 (en) 1988-11-28 1988-11-28 Digital optoelectronic transmitter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1647920A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент FR № 2476945. кл. Н04 89/00. 1981. За вка JP № 59-22425. кл. Н 04 В 9/00.1984. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6143307Y2 (en)
US6031219A (en) Bias voltage supply circuit for photoelectric converting element and photodetection circuit
US5521736A (en) Control circuits for parallel optical interconnects
CA2117825C (en) Fet-based optical receiver
US5111324A (en) Optical receivers
US5005163A (en) Level shift circuit of optical disc apparatus
SU1647920A1 (en) Digital optoelectronic transmitter
CA1192965A (en) Laser functional device
JP2019021802A (en) Control method of optical amplifier and optical amplifier
US6327399B1 (en) Optical devices employing an optical thresholder
US6414773B1 (en) Optical digital communication apparatus
US4744105A (en) Receiver using optical feedback
GB2036491A (en) Method and device for driving nonlinear threshold devices
US5530936A (en) Semiconductor laser driving circuit
CA2060689C (en) Optical control circuit for a microwave monolithic integrated circuit
JPH0235831A (en) Light receiving/amplifying circuit
KR100210728B1 (en) Light source operating circuit device for optical scanning of recording media
SU1370450A2 (en) Phtosensor
JP2024060711A (en) Light-receiving circuit
DE3163796D1 (en) Laser transmitter with an amplifier-controlled semi-conductor
SU1046951A1 (en) Repeater of digital optical signal
JPH031626B2 (en)
SU1383105A1 (en) Double-beam photometer
JPH03110528A (en) Wavelength conversion circuit using laser diode
KR19990005654A (en) Laser drive