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JP2013258597A - Optical transceiver and temperature control method of the same - Google Patents

Optical transceiver and temperature control method of the same Download PDF

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JP2013258597A
JP2013258597A JP2012133884A JP2012133884A JP2013258597A JP 2013258597 A JP2013258597 A JP 2013258597A JP 2012133884 A JP2012133884 A JP 2012133884A JP 2012133884 A JP2012133884 A JP 2012133884A JP 2013258597 A JP2013258597 A JP 2013258597A
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temperature
optical transceiver
electro
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optic conversion
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control the current consumption of an optical transceiver and the time, which elapses before the temperature of an electrooptical conversion element is stabilized, according to the environmental temperature of the optical transceiver.SOLUTION: An optical transceiver includes: an electrooptical conversion element 14 including an electrooptical conversion part, a thermoelectric element which performs heating and cooling of the electrooptical conversion part, and a temperature detection element detecting a temperature of the electrooptical conversion part; a thermoelectron driving circuit 13 which controls heating and cooling of the thermoelectric element; an optical transceiver temperature detection circuit 11 which detects a temperature of an optical transceiver; a controller 10 which calculates an output value according to a set target temperature of the electrooptical conversion part on the basis of the output from the optical transceiver temperature detection circuit and the output from the temperature detection element and outputs the output value; and a feedback circuit which controls the thermoelectron driving circuit so that a difference between the output value from the controller and the output value from the temperature detection element becomes small.

Description

本発明は光トランシーバ、及びその光トランシーバの温度制御方法に係わり、特に熱電素子を有する電光変換素子を備えた光トランシーバ及びその光トランシーバの温度制御方法に関する。   The present invention relates to an optical transceiver and a temperature control method of the optical transceiver, and more particularly to an optical transceiver including an electro-optic conversion element having a thermoelectric element and a temperature control method of the optical transceiver.

熱電素子を有する電光変換素子を備えた光トランシーバとしては、例えば特許文献1に記載された、光送信アセンブリ及び当該光送信アセンブリを内蔵する光トランシーバがある。そして、特許文献1には、金属製底板上に電子冷却器を搭載し、この電子冷却器上に絶縁性基板を介して半導体発光素子を搭載する、小型、安価で高速駆動可能な光送信アセンブリおよび当該光送信アセンブリを内蔵する光トランシーバの記載がある。   As an optical transceiver including an electro-optic conversion element having a thermoelectric element, for example, there is an optical transmission assembly described in Patent Document 1 and an optical transceiver incorporating the optical transmission assembly. Patent Document 1 discloses a small, inexpensive, high-speed optical transmission assembly in which an electronic cooler is mounted on a metal bottom plate, and a semiconductor light emitting element is mounted on the electronic cooler via an insulating substrate. And an optical transceiver incorporating the optical transmission assembly.

特許文献2には熱電冷却素子を使用して行う光電変換デバイス動作の電力最適化に関する発明の記載がある。そして、特許文献2には、光電子モジュールが使用する電力(電流×電圧)量を最小化することの記載がある。   Patent Document 2 describes an invention relating to power optimization of photoelectric conversion device operation performed using a thermoelectric cooling element. Patent Document 2 describes that the amount of power (current × voltage) used by the optoelectronic module is minimized.

特許文献3には、半導体レーザ等の発光素子の温度を検出し、該検出結果に応じて半導体レーザ等を最適に温度制御することの記載がある。   Patent Document 3 describes that the temperature of a light emitting element such as a semiconductor laser is detected and the temperature of the semiconductor laser is optimally controlled according to the detection result.

特許文献4には、光送信機の制御方法に関する発明の記載がある。そして、特許文献4にはレーザーダイオードの温度を制御するTEC(ペルテェ)素子、TEC制御回路の記載がある。   Patent Document 4 describes an invention relating to a method for controlling an optical transmitter. Patent Document 4 describes a TEC (Peltier) element that controls the temperature of a laser diode and a TEC control circuit.

特開2005‐236297号公報JP 2005-236297 A 特表2007‐523493号公報Special table 2007-523493 特許第4433720号公報Japanese Patent No. 4433720 特開2009‐200339号公報JP 2009-200339 A

しかしながら、上述した背景技術では、一定の設定目標温度と実温度との差によって電子冷却器、TEC(ペルテェ)素子等の熱電素子を制御回路が制御するので、当該回路の応答速度を生産後に変更できない。   However, in the background art described above, the control circuit controls the thermoelectric elements such as the electronic cooler and the TEC (Peltier) element by the difference between the constant set target temperature and the actual temperature, so the response speed of the circuit is changed after production. Can not.

このため光トランシーバ、光電変換デバイス等の消費電流変化と温度安定時間が、電光変換素子の設定目標温度と実温度の差によって変動する。   For this reason, changes in current consumption and temperature stabilization time of optical transceivers, photoelectric conversion devices, and the like vary depending on the difference between the set target temperature and the actual temperature of the electro-optic conversion element.

本発明の目的は、光トランシーバの消費電流と電光変換素子の温度安定までの時間を光トランシーバの環境温度にあわせて制御することが出来る光トランシーバとその光トランシーバの温度制御方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an optical transceiver capable of controlling the current consumption of the optical transceiver and the time until the temperature stabilization of the electro-optic conversion element according to the environmental temperature of the optical transceiver, and a temperature control method for the optical transceiver. is there.

本発明に係わる光トランシーバは、電光変換部、該電光変換部の加熱、冷却を行う熱電素子、及び電光変換部の温度を検出する温度検出素子を含む電光変換素子と、
前記熱電素子による加熱、冷却を制御する熱電子駆動手段と、
光トランシーバ温度を検出する光トランシーバ温度検出手段と、
前記光トランシーバ温度検出手段からの出力と、前記電光変換部の設定目標温度とに基づいて変化する出力値を算出して順次出力するコントローラと、
前記コントーラからの出力値と前記温度検出素子からの出力値との差が小さくなるように前記熱電子駆動手段を制御するフィードバック手段と、
を備えた光トランシーバである。
An optical transceiver according to the present invention includes an electro-optic conversion unit, a thermoelectric element that heats and cools the electro-optic conversion unit, and a temperature detection element that detects a temperature of the electro-optic conversion unit;
Thermoelectric drive means for controlling heating and cooling by the thermoelectric element;
An optical transceiver temperature detecting means for detecting an optical transceiver temperature;
A controller that calculates and sequentially outputs an output value that changes based on an output from the optical transceiver temperature detection means and a set target temperature of the electro-optic conversion unit;
Feedback means for controlling the thermionic driving means so as to reduce the difference between the output value from the controller and the output value from the temperature detection element;
Is an optical transceiver.

また本発明に係わる光トランシーバの温度制御方法は、電光変換部、該電光変換部の加熱、冷却を行う熱電素子、及び電光変換部の温度を検出する温度検出素子を含む電光変換素子と、光トランシーバ温度を検出する光トランシーバ温度検出手段と、を備えた光トランシーバの温度制御方法であって、
前記光トランシーバが、前記光トランシーバ温度検出手段からの出力と、前記電光変換部の設定目標温度とに基づいて変化する出力値を算出する第1ステップと、
前記光トランシーバが、前記出力値と前記温度検出素子からの出力値との差が小さくなるように前記熱電素子による加熱、冷却を制御する第2ステップと、
を備えた光トランシーバの温度制御方法である。
An optical transceiver temperature control method according to the present invention includes an electro-optic conversion unit, a thermoelectric element for heating and cooling the electro-optic conversion unit, an electro-optic conversion element including a temperature detection element for detecting the temperature of the electro-optic conversion unit, An optical transceiver temperature detecting means for detecting a transceiver temperature, and a temperature control method for an optical transceiver comprising:
A first step in which the optical transceiver calculates an output value that changes based on an output from the optical transceiver temperature detection means and a set target temperature of the electro-optic conversion unit;
A second step in which the optical transceiver controls heating and cooling by the thermoelectric element so that a difference between the output value and an output value from the temperature detection element is reduced;
Is a temperature control method for an optical transceiver comprising:

本発明によれば光トランシーバの消費電流と電光変換素子の温度安定までの時間を光トランシーバの環境温度にあわせて制御することが出来る。   According to the present invention, the current consumption of the optical transceiver and the time until the temperature of the electro-optic conversion element is stabilized can be controlled in accordance with the environmental temperature of the optical transceiver.

本発明に係わる、光トランシーバの一実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of one Embodiment of the optical transceiver concerning this invention. 図1の光トランシーバの熱電素子温度制御動作を示すフローチャートである。2 is a flowchart showing a thermoelectric element temperature control operation of the optical transceiver of FIG. 1. 比較例の光トランシーバの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the optical transceiver of a comparative example. 比較例の光トランシーバの熱電素子温度制御動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the thermoelectric element temperature control operation | movement of the optical transceiver of a comparative example. 熱電素子へ流れ込む電流量の過渡応答(計算値)を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the transient response (calculated value) of the electric current amount which flows into a thermoelectric element. 応答速度と消費電流の関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between a response speed and current consumption. 応答速度と温度安定時間の関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between a response speed and temperature stabilization time. 図1の光トランシーバの他の熱電素子温度制御動作を示すフローチャートである。6 is a flowchart showing another thermoelectric element temperature control operation of the optical transceiver of FIG. 1.

以下、本発明に係わる一実施形態について図面を用いて詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず本発明の一実施形態の光トランシーバに対する比較例について説明する。   First, a comparative example for the optical transceiver of one embodiment of the present invention will be described.

図3は比較例の光トランシーバの構成を示すブロック図である。図4は比較例の光トランシーバの熱電素子温度制御動作を示すフローチャートである。   FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an optical transceiver of a comparative example. FIG. 4 is a flowchart showing the thermoelectric element temperature control operation of the optical transceiver of the comparative example.

図3に示す比較例の光トランシーバは、フィードバック回路12、熱電素子駆動回路13、及び電光変換素子14を備えている。電光変換素子14は、電気変調信号に基づき光出力信号を変調する電光変換部、電光変換部の加熱、冷却を行う熱電素子、電光変換部の温度を検出するサーミスタ(温度検出素子となる)を備えている。サーミスタの端子電圧で検出される温度は、ほぼ電光変換部、熱電素子の温度と同じ温度となるので電光変換素子の温度を検出しているともいえる。図3においては、簡易化のために、電光変換部に入力される電気変調信号と、電光変換部から出力される光出力信号は省略されている。図3の各構成部の構成及び動作の詳細な説明は、後述する図1に示す光トランシーバの説明において行う。   The optical transceiver of the comparative example shown in FIG. 3 includes a feedback circuit 12, a thermoelectric element driving circuit 13, and an electro-optic conversion element 14. The electro-optic conversion element 14 includes an electro-optic conversion unit that modulates an optical output signal based on an electric modulation signal, a thermo-electric element that heats and cools the electro-optic conversion unit, and a thermistor (which becomes a temperature detection element) that detects the temperature of the electro-optic conversion unit. I have. Since the temperature detected by the terminal voltage of the thermistor is substantially the same as the temperature of the electro-optic conversion unit and thermoelectric element, it can be said that the temperature of the electro-optic conversion element is detected. In FIG. 3, for simplification, the electrical modulation signal input to the electro-optic conversion unit and the optical output signal output from the electro-optic conversion unit are omitted. 3 will be described in detail in the description of the optical transceiver shown in FIG. 1 described later.

初期状態において、図3に示す光トランシーバの電光変換素子の温度は摂氏85度(以下、85度という)、サーミスタ端子電圧は0.44V、熱電素子へ流れ込む電流は0Vであるとする。
フィードバック回路12のネガティブ側入力端子103には、電光変換素子14の設定目標温度(例えば摂氏25度(以下、25度という))に相当する一定の電圧(ここでは、1.66Vとする)が印加される。
In the initial state, it is assumed that the temperature of the electro-optic conversion element of the optical transceiver shown in FIG. 3 is 85 degrees Celsius (hereinafter referred to as 85 degrees), the thermistor terminal voltage is 0.44 V, and the current flowing into the thermoelectric element is 0 V.
A constant voltage (here, 1.66 V) corresponding to a set target temperature (for example, 25 degrees Celsius (hereinafter referred to as 25 degrees)) of the electro-optic conversion element 14 is applied to the negative side input terminal 103 of the feedback circuit 12. Applied.

このとき、フィードバック回路12のポジティブ側入力端子104には、電光変換素子14の電光変換素子温度出力端子108から、85度に相当する電光変換素子温度出力の端子電圧(サーミスタ端子電圧)が印加される。   At this time, the terminal voltage (thermistor terminal voltage) of the electro-optic conversion element temperature output corresponding to 85 degrees is applied to the positive side input terminal 104 of the feedback circuit 12 from the electro-optic conversion element temperature output terminal 108 of the electro-optic conversion element 14. The

フィードバック回路12は、ポジティブ側入力端子104の端子電圧と、ネガティブ側入力端子103の端子電圧とが小さくなるように、熱電素子駆動回路13の電流制御端子105へ印加する電圧を制御する(図4のステップS14)。   The feedback circuit 12 controls the voltage applied to the current control terminal 105 of the thermoelectric element drive circuit 13 so that the terminal voltage of the positive side input terminal 104 and the terminal voltage of the negative side input terminal 103 become small (FIG. 4). Step S14).

熱電素子駆動回路13は、電流制御端子105の端子電圧に応じて、電光変換素子14のポジティブ側入力端子106とネガティブ側入力端子107との間に流し込む電流の向きと量を制御する(図4のステップS15)。   The thermoelectric element drive circuit 13 controls the direction and amount of current flowing between the positive side input terminal 106 and the negative side input terminal 107 of the electro-optic conversion element 14 according to the terminal voltage of the current control terminal 105 (FIG. 4). Step S15).

電光変換素子14の熱電素子はポジティブ側入力端子106とネガティブ側入力端子107との間に流れる電流の方向と量に基づき、電光変換部を冷却する(図4のステップS16)。ここでは、熱電素子を組み込んだ電光変換素子14を85度から25度へ冷却する方向へ電流を流す。なお、電光変換素子14の設定目標温度が電光変換素子の温度より低い高い場合について説明したが、電光変換素子14の設定目標温度が電光変換素子の温度より高い場合には、熱電素子は電光変換部を加熱する。   The thermoelectric element of the electro-optic conversion element 14 cools the electro-optic conversion unit based on the direction and amount of current flowing between the positive side input terminal 106 and the negative side input terminal 107 (step S16 in FIG. 4). Here, a current is passed in the direction of cooling the electro-optic conversion element 14 incorporating the thermoelectric element from 85 degrees to 25 degrees. Although the case where the set target temperature of the electro-optic conversion element 14 is higher than the temperature of the electro-optic conversion element has been described, when the set target temperature of the electro-optic conversion element 14 is higher than the temperature of the electro-optic conversion element, the thermoelectric element Heat the part.

フィードバック回路12のポジティブ側入力端子104に入力されるサーミスタ端子電圧がフィードバック回路12のネガティブ側入力端子103に入力される一定電圧と同じになるまで(図4のステップS17)、ステップS14からステップS16が繰り返される。   Until the thermistor terminal voltage input to the positive side input terminal 104 of the feedback circuit 12 becomes the same as the constant voltage input to the negative side input terminal 103 of the feedback circuit 12 (step S17 in FIG. 4), steps S14 to S16 are performed. Is repeated.

上記比較例の光トランシーバは、フィードバック回路12のネガティブ側入力端子103に一定の電圧が印加されるので、フィードバック回路12の応答速度を変更することができない。そのため、電光変換素子14の温度が急激に変化したり、温度安定までの多くの時間がかかったりする。この点について、以下に更に説明する。   In the optical transceiver of the comparative example, since a constant voltage is applied to the negative side input terminal 103 of the feedback circuit 12, the response speed of the feedback circuit 12 cannot be changed. For this reason, the temperature of the electro-optic conversion element 14 changes abruptly, and it takes a lot of time to stabilize the temperature. This point will be further described below.

熱電素子が電光変換素子部の加熱および冷却を開始すると、光トランシーバの消費電流が変化する。そして、光トランシーバの消費電流変化は光トランシーバを挿入して運用する通信装置の消費電流変化、瞬時電圧降下、電磁波ノイズの発生をもたらす場合がある。   When the thermoelectric element starts heating and cooling the electro-optic conversion element unit, the current consumption of the optical transceiver changes. A change in current consumption of the optical transceiver may cause a change in current consumption, an instantaneous voltage drop, and generation of electromagnetic noise in a communication apparatus that operates by inserting the optical transceiver.

熱電素子が電光変換部の加熱および冷却を開始してから終了するまでの時間は、電光変換素子14の設定目標温度と実温度の差が大きいほど長くなる。   The time from when the thermoelectric element starts heating and cooling the electro-optic conversion unit to when it ends is longer as the difference between the set target temperature of the electro-optic conversion element 14 and the actual temperature is larger.

光トランシーバの消費電流変化と温度安定時間の間には負の相関関係があり、最適値は熱電素子の設定目標温度と実温度の差によって異なる。ここで消費電流変化は緩やかな方が望ましく、温度安定時間は短い方が望ましい。   There is a negative correlation between the change in the current consumption of the optical transceiver and the temperature stabilization time, and the optimum value depends on the difference between the set target temperature of the thermoelectric element and the actual temperature. Here, it is desirable that the current consumption change be more gradual, and that the temperature stabilization time be shorter.

図6に、フィードバック回路12の応答速度に対する、光トランシーバ消費電流変化量の関係を示す。点線は温度差が大きい場合の消費電流変化量を表す。二点破線は温度差が小さい場合の消費電流変化量を表す。   FIG. 6 shows the relationship between the optical transceiver consumption current change amount and the response speed of the feedback circuit 12. The dotted line represents the amount of change in current consumption when the temperature difference is large. A two-dot broken line represents the amount of change in current consumption when the temperature difference is small.

光トランシーバの消費電流変化は光トランシーバを挿入して運用する通信装置の消費電流変化、瞬時電圧降下、電磁波ノイズの発生をもたらす。よって、図6に示すように、光トランシーバの消費電流変化は小さい方が望ましく、少なくとも破線で示す規格よりも消費電流変化が小さくなるように応答速度を決定することが望まれる。   A change in current consumption of the optical transceiver causes a change in current consumption, an instantaneous voltage drop, and generation of electromagnetic noise in a communication apparatus that is operated by inserting the optical transceiver. Therefore, as shown in FIG. 6, it is desirable that the consumption current change of the optical transceiver is small, and it is desirable to determine the response speed so that the consumption current change is at least smaller than the standard indicated by the broken line.

図7に、フィードバック回路12の応答速度に対する、温度変化時間の関係を示す。破線は温度差が大きい場合の温度安定時間を表す。一点破線は温度差が小さい場合の温度安定時間を表す。   FIG. 7 shows the relationship between the temperature change time and the response speed of the feedback circuit 12. The broken line represents the temperature stabilization time when the temperature difference is large. The one-dot broken line represents the temperature stabilization time when the temperature difference is small.

図7に示すように、光トランシーバの温度安定時間は短いほど望ましく、少なくとも破線で示す規格よりも短い時間で温度安定を完了することが望ましい。   As shown in FIG. 7, it is desirable that the temperature stabilization time of the optical transceiver is as short as possible, and it is desirable to complete the temperature stabilization in at least a time shorter than the standard indicated by the broken line.

図6及び図7から理解されるように、消費電流変化を小さくするために応答速度を遅くすると、温度安定時間が規格を満たせなくなる。逆に温度安定時間を規格内に収めるために応答速度を早くすると、消費電流が規格を満たさなくなる。   As understood from FIGS. 6 and 7, if the response speed is slowed down to reduce the consumption current change, the temperature stabilization time cannot satisfy the standard. Conversely, if the response speed is increased in order to keep the temperature stabilization time within the standard, the current consumption does not meet the standard.

つまり消費電力変化量と温度安定時間に対してそれぞれ十分なマージンを持つ条件が、フィードバック回路応答速度の適する値であり、その値は電光変換素子14の設定目標温度と実温度の差によって変化する。   That is, a condition having a sufficient margin for the power consumption change amount and the temperature stabilization time is a suitable value for the feedback circuit response speed, and the value varies depending on the difference between the set target temperature and the actual temperature of the electro-optic conversion element 14. .

図5に、温度制御開始後における電光変換素子温度の過渡応答グラフを示す。ここで点線は設定目標温度である。   FIG. 5 shows a transient response graph of the electro-optic conversion element temperature after the start of temperature control. Here, the dotted line is the set target temperature.

破線はフィードバック回路の応答速度が望ましい値よりも速い場合における電光変換素子温度の過渡応答を示す。応答速度が望ましい値よりも速い場合、破線の示すように、電光変換素子温度は温度制御開始直後に大きく変化する。このとき温度変化に伴い熱電素子へ流れ込む電流量も大きく変化する。消費電流の大きな変化は消費電流変化、瞬時電圧降下、電磁波ノイズの発生をもたらす場合がある。   A broken line indicates a transient response of the electro-optic conversion element temperature when the response speed of the feedback circuit is faster than a desired value. When the response speed is faster than the desired value, the electro-optic conversion element temperature changes greatly immediately after the start of temperature control, as indicated by the broken line. At this time, the amount of current flowing into the thermoelectric element greatly changes as the temperature changes. A large change in current consumption may cause a change in current consumption, instantaneous voltage drop, and generation of electromagnetic noise.

一点破線はフィードバック回路の応答速度が望ましい値よりも遅い場合における電光変換素子温度の過渡応答を示す。応答速度が望ましい値よりも遅い場合、一点破線の示すように電光変換素子温度は緩やかに変化する。したがって熱電素子へ流れ込む電流量も緩やかに変化するため、消費電流変化、瞬時電圧降下、電磁波ノイズの発生はほとんど起こらない。しかし、電光変換素子は温度制御開始後に出来るだけ早く温度安定することが求められるため、温度安定に時間がかかる一点破線の条件は望ましくない。   A dashed line shows a transient response of the electro-optic conversion element temperature when the response speed of the feedback circuit is slower than a desired value. When the response speed is slower than the desired value, the temperature of the electro-optic conversion element changes gradually as indicated by a dashed line. Therefore, since the amount of current flowing into the thermoelectric element also changes slowly, almost no change in current consumption, instantaneous voltage drop, or electromagnetic noise occurs. However, since the electro-optic conversion element is required to stabilize the temperature as soon as possible after the start of temperature control, the one-dot broken line condition that takes time for temperature stabilization is not desirable.

つまり、フィードバック回路の望ましい応答速度の値とは、消費電流変化、瞬時電圧降下、電磁波ノイズの発生を起こすことなく、すばやく温度が安定する状態を示す値である。応答速度の最適値は電光変換素子14の設定目標温度と実温度の差によって変化する。   That is, the desired response speed value of the feedback circuit is a value indicating a state where the temperature is quickly stabilized without causing a change in current consumption, an instantaneous voltage drop, and generation of electromagnetic noise. The optimum value of the response speed varies depending on the difference between the set target temperature of the electro-optic conversion element 14 and the actual temperature.

図3に示す光トランシーバでは、フィードバック回路12の応答速度は光トランシーバ設計時に決定され、生産後は変更できない。このため光トランシーバの置かれる環境によっては電流制御用フィードバック回路の応答速度が望ましい値ではなくなり、その値よりも速くなったり、遅くなったりする。   In the optical transceiver shown in FIG. 3, the response speed of the feedback circuit 12 is determined at the time of designing the optical transceiver and cannot be changed after production. For this reason, depending on the environment in which the optical transceiver is placed, the response speed of the current control feedback circuit is not a desirable value, and may be faster or slower than that value.

以下に説明する本発明に係わる一実施形態の光トランシーバは、生産後においても、フィードバック回路の応答速度を、光トランシーバの消費電流変化と温度安定時間を設定目標温度と実温度の差に応じた望ましい値(例えば図5の実線で示す電光変換素子温度の過渡応答)に制御可能にする。   The optical transceiver according to an embodiment of the present invention described below has a response speed of a feedback circuit, a change in current consumption of the optical transceiver, and a temperature stabilization time according to a difference between a set target temperature and an actual temperature even after production. It can be controlled to a desired value (for example, a transient response of the electro-optic conversion element temperature indicated by a solid line in FIG. 5).

図1は本発明に係わる、光トランシーバの一実施形態の構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of an optical transceiver according to the present invention.

図1に示す光トランシーバは、マイクロコントローラ10、光トランシーバ温度検出回路11、フィードバック回路12、熱電素子駆動回路13、及び電光変換素子14を備えている。図3との構成上の違いは、マイクロコントローラ10、光トランシーバ温度検出回路11が設けられていることである。図1において、図3と同一構成部材については同一符号を付する。   The optical transceiver shown in FIG. 1 includes a microcontroller 10, an optical transceiver temperature detection circuit 11, a feedback circuit 12, a thermoelectric element drive circuit 13, and an electro-optic conversion element 14. 3 is that a microcontroller 10 and an optical transceiver temperature detection circuit 11 are provided. In FIG. 1, the same components as those in FIG.

光トランシーバ温度検出回路11は、光トランシーバ温度(光トランシーバ内部の空間の温度)を検出し、マイクロコントローラ(マイコン)10のトランシーバ温度入力部102へ出力する。   The optical transceiver temperature detection circuit 11 detects the temperature of the optical transceiver (the temperature of the space inside the optical transceiver) and outputs it to the transceiver temperature input unit 102 of the microcontroller (microcomputer) 10.

マイクロコントローラ(マイコン)10は、トランシーバ温度入力部102へ入力される光トランシーバ温度出力と、電光変換素子温度入力部101に入力される現在のサーミスタ端子電圧とから、電光変換素子温度を目標温度とするために必要なサーミスタ端子電圧を計算し、現在のサーミスタ電圧から、電光変換素子の設定目標温度に対応するサーミスタ端子電圧へと変化する電圧を計算する。そして、マイクロコントローラ(マイコン)10は、計算された電圧を順次、フィードバック回路12のネガティブ側入力端子103へ出力する。電圧の変化は段階的に行われることが望ましく、段階的に変化する電圧を計算する方法は、以下の方法がある。
(1)電光変換素子14の設定目標温度のサーミスタ端子電圧と、光トランシーバ温度検出回路11により検出される現在の温度のサーミスタ端子電圧との差をN段階(Nは2以上の自然数)に分割して、段階的に変化する出力(サーミスタ端子電圧)を計算する。この場合、電圧が上昇又は下降するステップの幅は分割する数によって決まる。
(2)電光変換素子14の設定目標温度のサーミスタ端子電圧と、光トランシーバ温度検出回路11により検出される現在の温度の電圧とに基づいて、現在の検出温度のサーミスタ端子電圧から設定目標温度のサーミスタ端子電圧まで段階的に上昇又は下降させる電圧(サーミスタ端子電圧)のステップ幅を設定して、現在の検出温度に対応する電圧にステップ幅を段階的に加算又は減算して出力値を決定する。
The microcontroller (microcomputer) 10 uses the optical transceiver temperature output inputted to the transceiver temperature input unit 102 and the current thermistor terminal voltage inputted to the electrooptic conversion element temperature input unit 101 as the target temperature. The thermistor terminal voltage necessary for the calculation is calculated, and the voltage that changes from the current thermistor voltage to the thermistor terminal voltage corresponding to the set target temperature of the electro-optic conversion element is calculated. Then, the microcontroller (microcomputer) 10 sequentially outputs the calculated voltages to the negative side input terminal 103 of the feedback circuit 12. It is desirable that the voltage change be performed in stages, and there are the following methods for calculating the voltage that changes in stages.
(1) Dividing the difference between the thermistor terminal voltage of the set target temperature of the electro-optic conversion element 14 and the thermistor terminal voltage of the current temperature detected by the optical transceiver temperature detection circuit 11 into N stages (N is a natural number of 2 or more) Then, the output (thermistor terminal voltage) that changes stepwise is calculated. In this case, the width of the step in which the voltage increases or decreases is determined by the number of divisions.
(2) Based on the thermistor terminal voltage of the set target temperature of the electro-optic conversion element 14 and the current temperature voltage detected by the optical transceiver temperature detection circuit 11, the set target temperature is calculated from the thermistor terminal voltage of the current detected temperature. Set the step width of the voltage (thermistor terminal voltage) to be increased or decreased step by step to the thermistor terminal voltage, and determine the output value by adding or subtracting the step width to the voltage corresponding to the current detected temperature step by step. .

上記(1)、(2)の出力値の算出は、光トランシーバの温度制御を開始したときに行い、段階的に変化する出力値を電光変換素子の設定目標温度に達するまで順次フィードバック回路12に出力する(後述する図2のフローチャートによる動作)。しかし、光トランシーバの温度制御を開始後に、光トランシーバ温度検出回路11により検出される温度の電圧と、電光変換素子14の設定目標温度のサーミスタ端子電圧とに基づいて、順次出力値を計算してもよい(後述する図8のフローチャートによる動作)。こうすることで、光トランシーバの温度制御開始後の光トランシーバの温度変化に対応した出力値を出力することができる。例えば、マイクロコントローラ10が光トランシーバの温度下降が大きいと判断した場合は、分割数を増やしたり、ステップ幅を小さくすることができる。   The calculation of the output values (1) and (2) is performed when the temperature control of the optical transceiver is started, and the output value that changes stepwise is sequentially supplied to the feedback circuit 12 until the set temperature of the electro-optic conversion element is reached. Output (operation according to the flowchart of FIG. 2 described later). However, after the temperature control of the optical transceiver is started, the output value is sequentially calculated based on the voltage of the temperature detected by the optical transceiver temperature detection circuit 11 and the thermistor terminal voltage of the set target temperature of the electro-optic conversion element 14. (Operation according to the flowchart of FIG. 8 described later). By doing so, it is possible to output an output value corresponding to the temperature change of the optical transceiver after the temperature control of the optical transceiver is started. For example, when the microcontroller 10 determines that the temperature drop of the optical transceiver is large, the number of divisions can be increased or the step width can be reduced.

また、光トランシーバ温度検出回路11により検出される温度のサーミスタ端子電圧と、電光変換素子14の設定目標温度のサーミスタ端子電圧とに基づいて、段階的に変化する出力値を算出する場合に、当初から階段状の電圧を計算するのではなく、光トランシーバ温度検出回路11により検出される温度に対応した電圧を順次計算してフィードバック回路に印加していく動作を繰り返すことで、結果的に階段状の電圧が印加されるようにしてもよい。   Further, when calculating an output value that changes stepwise based on the thermistor terminal voltage of the temperature detected by the optical transceiver temperature detection circuit 11 and the thermistor terminal voltage of the set target temperature of the electro-optic conversion element 14, Rather than calculating the stepped voltage from the step, the voltage corresponding to the temperature detected by the optical transceiver temperature detection circuit 11 is sequentially calculated and applied to the feedback circuit. May be applied.

マイクロコントローラ10はフィードバック回路12に電圧を出力後に、電光変換素子温度入力部101に入力される電光変換素子温度出力(サーミスタ端子電圧)から電光変換素子の温度の変化を検出し、その温度の安定を待って、上昇又は下降した次の電圧を出力する。   After outputting the voltage to the feedback circuit 12, the microcontroller 10 detects a change in temperature of the electro-optic conversion element from the electro-optic conversion element temperature output (thermistor terminal voltage) input to the electro-optic conversion element temperature input unit 101, and stabilizes the temperature. The next voltage that rises or falls is output.

フィードバック回路12のポジティブ側入力端子104には、電光変換素子14からの電光変換素子温度出力(サーミスタ端子電圧)が印加される。フィードバック回路12は、ポジティブ側入力端子104と、ネガティブ側入力端子103との間の電位差が小さくなるように出力電圧を制御する。フィードバック回路12からの出力電圧は熱電素子駆動回路13の電流制御端子105へ印加される。   An electro-optic conversion element temperature output (thermistor terminal voltage) from the electro-optic conversion element 14 is applied to the positive side input terminal 104 of the feedback circuit 12. The feedback circuit 12 controls the output voltage so that the potential difference between the positive side input terminal 104 and the negative side input terminal 103 is small. The output voltage from the feedback circuit 12 is applied to the current control terminal 105 of the thermoelectric element driving circuit 13.

熱電素子駆動回路13は、電流制御端子105の端子電圧に応じて、熱電素子を組み込んだ電光変換素子14のポジティブ側入力端子106とネガティブ側入力端子107との間に流し込む電流の向きと量を制御する。   The thermoelectric element drive circuit 13 determines the direction and amount of current flowing between the positive side input terminal 106 and the negative side input terminal 107 of the electro-optic conversion element 14 incorporating the thermoelectric element according to the terminal voltage of the current control terminal 105. Control.

電光変換素子14は、電気変調信号に基づき光出力信号を変調する電光変換部、電光変換部の加熱、冷却を行う熱電素子、電光変換部の温度を検出するサーミスタ(温度検出素子となる)を備えている。サーミスタの端子電圧で検出される温度は、ほぼ電光変換部、熱電素子の温度と同じ温度となるので電光変換素子の温度を検出しているともいえる。図1においては、簡易化のために、電光変換部に入力される電気変調信号と、電光変換部から出力される光出力信号は省略されている。熱電素子はポジティブ側入力端子106とネガティブ側入力端子107との間に流れる電流の方向と量に基づき、電光変換部を加熱または冷却する。   The electro-optic conversion element 14 includes an electro-optic conversion unit that modulates an optical output signal based on an electric modulation signal, a thermo-electric element that heats and cools the electro-optic conversion unit, and a thermistor (which becomes a temperature detection element) that detects the temperature of the electro-optic conversion unit. I have. Since the temperature detected by the terminal voltage of the thermistor is substantially the same as the temperature of the electro-optic conversion unit and thermoelectric element, it can be said that the temperature of the electro-optic conversion element is detected. In FIG. 1, for simplification, the electrical modulation signal input to the electro-optic conversion unit and the optical output signal output from the electro-optic conversion unit are omitted. The thermoelectric element heats or cools the electro-optic conversion unit based on the direction and amount of current flowing between the positive side input terminal 106 and the negative side input terminal 107.

サーミスタは電光変換素子の温度に応じて抵抗値が変化する。また、サーミスタと分圧抵抗に応じたサーミスタ端子電圧を電光変換素子温度出力端子108から出力する。サーミスタは電光変換素子の高温時には、抵抗値が小さくなり、サーミスタ端子電圧は低くなる。一方、サーミスタは電光変換素子の低温時には、抵抗値が大きくなり、サーミスタ端子電圧は高くなる。   The resistance value of the thermistor changes according to the temperature of the electro-optic conversion element. Further, the thermistor terminal voltage corresponding to the thermistor and the voltage dividing resistor is output from the electro-optic conversion element temperature output terminal 108. The resistance value of the thermistor decreases when the electro-optic conversion element is at a high temperature, and the thermistor terminal voltage decreases. On the other hand, the resistance value of the thermistor increases and the thermistor terminal voltage increases when the electro-optic conversion element is at a low temperature.

以下、図1の光トランシーバの熱電素子温度制御動作について図2を用いて説明する。   Hereinafter, the thermoelectric element temperature control operation of the optical transceiver of FIG. 1 will be described with reference to FIG.

図2は図1の光トランシーバの動作を示すフローチャートである。初期状態において、図1に示す光トランシーバの温度は85度、電光変換素子の温度は85度、サーミスタ端子電圧は0.44V、熱電素子へ流れ込む電流は0Vであるとする。光トランシーバ温度検出回路11は光トランシーバの温度85度に対応する出力をマイクロコントローラ10に出力する。また電光変換素子14は温度85度に対応する電光変換素子温度出力(サーミスタ端子電圧)をマイクロコントローラ10とフィードバック回路に出力する。   FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the optical transceiver of FIG. In the initial state, the temperature of the optical transceiver shown in FIG. 1 is 85 degrees, the temperature of the electro-optic conversion element is 85 degrees, the thermistor terminal voltage is 0.44 V, and the current flowing into the thermoelectric element is 0 V. The optical transceiver temperature detection circuit 11 outputs an output corresponding to the optical transceiver temperature of 85 degrees to the microcontroller 10. The electro-optic conversion element 14 outputs an electro-optic conversion element temperature output (thermistor terminal voltage) corresponding to a temperature of 85 degrees to the microcontroller 10 and the feedback circuit.

マイクロコントローラ(マイコン)10はトランシーバ温度入力部102へ入力される光トランシーバ温度出力がトリガとなって温度制御動作を開始する。マイクロコントローラ10は、トランシーバ温度入力部102へ入力される光トランシーバ温度出力と、電光変換素子温度入力部101に入力される現在のサーミスタ端子電圧とから、電光変換素子温度を目標温度とするために必要なサーミスタ端子電圧を計算する。そして、現在のサーミスタ電圧から、電光変換素子の設定目標温度に対応するサーミスタ端子電圧までへと段階的に変化する電圧を計算する。こうして、フィードバック回路12のネガティブ側入力端子103へ印加する電圧を決定し、フィードバック回路12のネガティブ側入力端子103へ印加する。ここでは、マイクロコントローラ(マイコン)10は、電光変換素子温度を目標温度(25度)とするために必要なサーミスタ端子電圧(1.66V)を計算し(ステップS11)、サーミスタ端子電圧を現在の0.44Vから1.66Vまで複数段階に分けて変化する電圧を計算し、その電圧を順次、ネガティブ側入力端子103へ印加する(ステップS12、S13)。   The microcontroller (microcomputer) 10 starts the temperature control operation triggered by the optical transceiver temperature output input to the transceiver temperature input unit 102. The microcontroller 10 uses the optical thermistor temperature output input to the transceiver temperature input unit 102 and the current thermistor terminal voltage input to the electro-optic conversion element temperature input unit 101 to set the electro-optic conversion element temperature as the target temperature. Calculate the required thermistor terminal voltage. Then, a voltage that changes stepwise from the current thermistor voltage to the thermistor terminal voltage corresponding to the set target temperature of the electro-optic conversion element is calculated. Thus, the voltage to be applied to the negative input terminal 103 of the feedback circuit 12 is determined and applied to the negative input terminal 103 of the feedback circuit 12. Here, the microcontroller (microcomputer) 10 calculates the thermistor terminal voltage (1.66 V) necessary for setting the electro-optic conversion element temperature to the target temperature (25 degrees) (step S11), and calculates the thermistor terminal voltage A voltage changing in a plurality of stages from 0.44 V to 1.66 V is calculated, and the voltage is sequentially applied to the negative side input terminal 103 (steps S12 and S13).

このとき、フィードバック回路12のポジティブ側入力端子104には、電光変換素子14から電光変換素子温度出力の端子電圧が印加される。   At this time, the terminal voltage of the electro-optic conversion element temperature output is applied from the electro-optic conversion element 14 to the positive side input terminal 104 of the feedback circuit 12.

フィードバック回路12は、ポジティブ側入力端子104とネガティブ側入力端子103の電位差が小さくなるように出力電圧を制御する(ステップS14)。出力電圧は電流制御端子105へ印加される。   The feedback circuit 12 controls the output voltage so that the potential difference between the positive input terminal 104 and the negative input terminal 103 is small (step S14). The output voltage is applied to the current control terminal 105.

熱電素子駆動回路13は電流制御端子105へ印加される電圧に応じて、熱電素子を組み込んだ電光変換素子14のポジティブ側入力端子106とネガティブ側入力端子107との間に電流を流す(ステップS15)。   The thermoelectric element drive circuit 13 causes a current to flow between the positive side input terminal 106 and the negative side input terminal 107 of the electro-optic conversion element 14 incorporating the thermoelectric element in accordance with the voltage applied to the current control terminal 105 (step S15). ).

このとき、電流制御端子105へ印加される電圧が0V以上1.5V未満のときは冷却動作とし、1.5V以上3.0V以下のときは加熱動作とする。ここで1.5Vからの差が大きいほど大きな電流が流れる。ここでは冷却動作を行う(ステップS16)。   At this time, the cooling operation is performed when the voltage applied to the current control terminal 105 is 0 V or more and less than 1.5 V, and the heating operation is performed when the voltage is 1.5 V or more and 3.0 V or less. Here, a larger current flows as the difference from 1.5V increases. Here, a cooling operation is performed (step S16).

サーミスタ端子電圧が設定目標値1.66Vでない場合にはステップS13からステップS15を繰り返す(ステップS17)。サーミスタ端子電圧が設定目標値1.66Vになった場合にはフィードバック回路12は、電流制御端子105へ印加される電圧を1.5Vとする。   If the thermistor terminal voltage is not the set target value 1.66 V, steps S13 to S15 are repeated (step S17). When the thermistor terminal voltage reaches the set target value 1.66V, the feedback circuit 12 sets the voltage applied to the current control terminal 105 to 1.5V.

本実施形態によれば、マイクロコントローラ(マイコン)10は、電流制御用フィードバック回路12のネガティブ側入力端子103へ印加する電圧を、熱電素子を組み込んだ電光変換素子14の設定温度と実温度の差から、算出するので、電流制御用フィードバック回路12の望ましい応答速度で制御が可能となる。   According to this embodiment, the microcontroller (microcomputer) 10 applies the voltage applied to the negative side input terminal 103 of the current control feedback circuit 12 to the difference between the set temperature and the actual temperature of the electro-optic conversion element 14 incorporating the thermoelectric element. Therefore, the control can be performed at a desired response speed of the current control feedback circuit 12.

さらに本実施形態では、望ましい応答速度を実現するために、マイクロコントローラ10はフィードバック回路12のネガティブ側入力端子103へ印加する電圧を段階的に変化させる。   Further, in the present embodiment, the microcontroller 10 changes the voltage applied to the negative side input terminal 103 of the feedback circuit 12 stepwise in order to achieve a desired response speed.

印加電圧の段階的な変化は、電光変換素子14の設定目標温度と実温度の間を、一次関数を用いた補間を用いることで実現することができる。   The stepwise change in the applied voltage can be realized by using interpolation using a linear function between the set target temperature of the electro-optic conversion element 14 and the actual temperature.

また本実施形態ではマイクロコントローラ10がフィードバック回路12のネガティブ側入力端子103へ印加する電圧を変化させる毎に、熱電素子を組み込んだ電光変換素子14の温度安定を待つ(ステップS18)。電光変換素子14の温度安定は、電光変換素子温度入力部101に入力されるサーミスタ端子電圧により検出される。マイクロコントローラ10は電光変換素子温度入力部101に入力されるサーミスタ端子電圧と、マイクロコントローラ10から出力した電圧とが、一定回数一致した場合に、温度安定と判断し、次の電圧値を出力し、次の温度設定へ移行する。   In this embodiment, every time the microcontroller 10 changes the voltage applied to the negative side input terminal 103 of the feedback circuit 12, the temperature of the electro-optic conversion element 14 incorporating the thermoelectric element is waited for (step S18). The temperature stability of the electro-optic conversion element 14 is detected by the thermistor terminal voltage input to the electro-optic conversion element temperature input unit 101. The microcontroller 10 determines that the temperature is stable when the thermistor terminal voltage input to the electro-optic conversion element temperature input unit 101 matches the voltage output from the microcontroller 10 a predetermined number of times, and outputs the next voltage value. Move to the next temperature setting.

本実施形態はフィードバック回路12のネガティブ側入力端子103へ印加する電圧を一時補間する際の分割数やステップ幅をマイクロコントローラ(マイコン)10で制御できる。また、電光変換素子温度入力部101に入力されるサーミスタ端子電圧とマイクロコントローラ10から出力した電圧との比較回数とを、マイクロコントローラ(マイコン)10で制御できる。その結果、光トランシーバの置かれる環境に応じてフィードバック回路12の応答速度を望ましい値に保つことが出来る。すなわち、図5に示したような望ましい応答速度に設定することができる。   In the present embodiment, the number of divisions and the step width when temporarily interpolating the voltage applied to the negative side input terminal 103 of the feedback circuit 12 can be controlled by the microcontroller (microcomputer) 10. Further, the microcontroller (microcomputer) 10 can control the number of comparisons between the thermistor terminal voltage input to the electro-optic conversion element temperature input unit 101 and the voltage output from the microcontroller 10. As a result, the response speed of the feedback circuit 12 can be maintained at a desired value according to the environment in which the optical transceiver is placed. That is, a desired response speed as shown in FIG. 5 can be set.

図2のフローチャートでは、フィードバック回路12へ出力する出力値の算出は、光トランシーバの温度制御を開始したときに行い、段階的に変化する出力値を電光変換素子の設定目標温度に達するまで順次フィードバック回路12に出力している。しかし、図8のフローチャートに示すように、光トランシーバの温度制御を開始後に、光トランシーバ温度検出回路11により検出される温度のサーミスタ端子電圧と、電光変換素子14の設定目標温度のサーミスタ端子電圧とに基づいて、順次出力値を計算してもよい。   In the flowchart of FIG. 2, the output value to be output to the feedback circuit 12 is calculated when the temperature control of the optical transceiver is started, and the output value that changes stepwise is sequentially fed back until the set target temperature of the electro-optic conversion element is reached. It is output to the circuit 12. However, as shown in the flowchart of FIG. 8, after the temperature control of the optical transceiver is started, the thermistor terminal voltage of the temperature detected by the optical transceiver temperature detection circuit 11 and the thermistor terminal voltage of the set target temperature of the electro-optic conversion element 14 The output values may be calculated sequentially based on

本実施形態の光トランシーバによれば、図5に示すように、応答速度が望ましい値に対して速い場合に生ずる課題を、以下のように解決することができる効果がある。
(1)消費電流にオーバーシュートが発生するのを抑制することができる。特に、比較例の構成では、消費電流は電光変換素子の温度制御開始時に特に大きく変化するが、本実施形態によれば消費電流はマイクロコントローラによって段階的に制御されるので消費電流のオーバーシュートを抑制することができる。
(2)光トランシーバの消費電流の急激な変化による、光トランシーバを挿入して運用する通信装置内部電圧、または、電源を共有する他の装置の電源電圧が瞬間的な低下を抑制することができる。
(3)光トランシーバの電流量の大きな変化に伴う、電磁波ノイズの発生を抑制することができる。
According to the optical transceiver of this embodiment, as shown in FIG. 5, there is an effect that the problem that occurs when the response speed is higher than a desired value can be solved as follows.
(1) The occurrence of overshoot in the current consumption can be suppressed. In particular, in the configuration of the comparative example, the current consumption changes particularly greatly at the start of temperature control of the electro-optic conversion element. However, according to the present embodiment, the current consumption is controlled stepwise by the microcontroller, so the current consumption is overshot. Can be suppressed.
(2) The internal voltage of the communication device that operates by inserting the optical transceiver or the power supply voltage of another device that shares the power supply due to a sudden change in the current consumption of the optical transceiver can be prevented from instantaneously decreasing. .
(3) It is possible to suppress the generation of electromagnetic noise due to a large change in the current amount of the optical transceiver.

また、図5に示すように、応答速度が望ましい値に対して遅い場合に生ずる課題を以下のように解決することができる効果がある。
(4)電光変換素子の温度安定に必要な時間を望ましい時間とすることができる。本実施形態では温度安定までの時間はマイクロコントローラによって制御されるので、光トランシーバの環境によらず望ましい時間で温度を安定させることが出来るからである。
Further, as shown in FIG. 5, there is an effect that the problem that occurs when the response speed is slower than the desired value can be solved as follows.
(4) The time required for temperature stabilization of the electro-optic conversion element can be set as a desirable time. This is because in this embodiment, the time until the temperature is stabilized is controlled by the microcontroller, so that the temperature can be stabilized at a desired time regardless of the environment of the optical transceiver.

以上説明した本実施形態の光トランシーバにおいて、端子電圧の段階的な変化はマイクロコントローラ10によってもたらされるが、マイクロコントローラ10はFPGA、電子回路、論理回路またはその他の制御手段に置き換えてもよい。   In the optical transceiver of the present embodiment described above, the stepwise change of the terminal voltage is caused by the microcontroller 10, but the microcontroller 10 may be replaced with an FPGA, an electronic circuit, a logic circuit, or other control means.

また、一次関数演算による端子電圧の段階的な変化は、二次関数、温度をインデックスとしたテーブル値読取り(一般にルックアップテーブルと呼ぶ)、FPGA、電子回路、論理回路またはその他の演算機能によっても実現できる。   In addition, the stepwise change in terminal voltage due to the linear function calculation is also caused by a quadratic function, table value reading using temperature as an index (generally called a lookup table), FPGA, electronic circuit, logic circuit, or other arithmetic functions. realizable.

さらに、設定温度を段階的に変化させた際の温度安定待ち時間は、設定目標と実温度の比較一致回数で判断する以外に、温度安定動作開始後に一定の時間が経過した場合を温度安定完了と判断してもよい。   In addition, the temperature stabilization wait time when the set temperature is changed in stages is determined based on the number of comparison matches between the set target and actual temperature. You may judge.

熱電素子の設定目標温度は一定温度設定以外に、特願2011−030229号に示すように複数の設定目標温度を持っていてもよい。   The set target temperature of the thermoelectric element may have a plurality of set target temperatures, as shown in Japanese Patent Application No. 2011-030229, in addition to the constant temperature setting.

特願2011−030229号によれば、マイクロコントローラは光トランシーバの置かれた環境に応じて複数の設定目標温度を持つ。   According to Japanese Patent Application No. 2011-030229, the microcontroller has a plurality of set target temperatures depending on the environment in which the optical transceiver is placed.

例えば、光トランシーバ温度検出回路が−40℃から0℃の値を示すとき、熱電素子を組み込んだ電光変換素子の温度が0℃となるように制御を行う。   For example, when the optical transceiver temperature detection circuit shows a value of −40 ° C. to 0 ° C., control is performed so that the temperature of the electro-optic conversion element incorporating the thermoelectric element becomes 0 ° C.

光トランシーバ温度検出回路が60℃から85℃の値を示すとき、熱電素子を組み込んだ電光変換素子の温度が60℃となるように制御を行う。   When the optical transceiver temperature detection circuit shows a value of 60 ° C. to 85 ° C., control is performed so that the temperature of the electro-optic conversion element incorporating the thermoelectric element becomes 60 ° C.

光トランシーバ温度検出回路が0℃から60℃の値を示すとき、光トランシーバ温度検出回路が示す温度と、熱電素子を組み込んだ電光変換素子が示す温度とが一致するように制御を行う。   When the optical transceiver temperature detection circuit indicates a value from 0 ° C. to 60 ° C., control is performed so that the temperature indicated by the optical transceiver temperature detection circuit matches the temperature indicated by the electro-optic conversion element incorporating the thermoelectric element.

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下の構成には限られない。   A part or all of the above embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited to the following configuration.

(付記1)
電光変換部、該電光変換部の加熱、冷却を行う熱電素子、及び電光変換部の温度を検出する温度検出素子を含む電光変換素子と、
前記熱電素子による加熱、冷却を制御する熱電子駆動手段と、
光トランシーバ温度を検出する光トランシーバ温度検出手段と、
前記光トランシーバ温度検出手段からの出力と、前記電光変換部の設定目標温度とに基づいて変化する出力値を算出して順次出力するコントローラと、
前記コントーラからの出力値と前記温度検出素子からの出力値との差が小さくなるように前記熱電子駆動手段を制御するフィードバック手段と、
を備えた光トランシーバ。
(Appendix 1)
An electro-optic conversion element including an electro-optic conversion unit, a thermoelectric element for heating and cooling the electro-optic conversion unit, and a temperature detection element for detecting the temperature of the electro-optic conversion unit;
Thermoelectric drive means for controlling heating and cooling by the thermoelectric element;
An optical transceiver temperature detecting means for detecting an optical transceiver temperature;
A controller that calculates and sequentially outputs an output value that changes based on an output from the optical transceiver temperature detection means and a set target temperature of the electro-optic conversion unit;
Feedback means for controlling the thermionic driving means so as to reduce the difference between the output value from the controller and the output value from the temperature detection element;
With optical transceiver.

(付記2)
前記コントローラは、前記フィードバック手段に前記出力値を出力後、前記温度検出素子からの出力値により温度を検出して、その温度が安定するまで待ち、その後に次の出力値を出力することを特徴とする付記1に記載の光トランシーバ。
(Appendix 2)
The controller detects the temperature from the output value from the temperature detection element after outputting the output value to the feedback means, waits until the temperature is stabilized, and then outputs the next output value. The optical transceiver according to Supplementary Note 1.

(付記3)
前記コントローラは、前記設定目標温度と、前記光トランシーバ温度検出手段により検出される温度との差に基づいてN段階(Nは2以上の自然数)に分割され、段階的に変化する出力値を計算して、順次出力することを特徴とする付記1又は2に記載の光トランシーバ。
(Appendix 3)
The controller is divided into N stages (N is a natural number of 2 or more) based on the difference between the set target temperature and the temperature detected by the optical transceiver temperature detecting means, and calculates an output value that changes in stages. The optical transceiver according to appendix 1 or 2, wherein the optical transceiver outputs sequentially.

(付記4)
前記コントローラは、前記設定目標温度と、前記光トランシーバ温度検出手段により検出される温度とに基づいて、前記温度から前記設定目標温度まで段階的に上昇又は下降させるステップ幅を設定して、前記温度に該ステップ幅を段階的に加算又は減算した出力値を順次出力することを特徴とする付記1又は2に記載の光トランシーバ。
(Appendix 4)
The controller sets a step width that gradually increases or decreases from the temperature to the set target temperature based on the set target temperature and the temperature detected by the optical transceiver temperature detecting unit, and the temperature 3. The optical transceiver according to appendix 1 or 2, wherein output values obtained by adding or subtracting the step width in stages are sequentially output.

(付記5)
電光変換部、該電光変換部の加熱、冷却を行う熱電素子、及び電光変換部の温度を検出する温度検出素子を含む電光変換素子と、光トランシーバ温度を検出する光トランシーバ温度検出手段と、を備えた光トランシーバの温度制御方法であって、
前記光トランシーバが、前記光トランシーバ温度検出手段からの出力と、前記電光変換部の設定目標温度とに基づいて変化する出力値を算出する第1ステップと、
前記光トランシーバが、前記出力値と前記温度検出素子からの出力値との差が小さくなるように前記熱電素子による加熱、冷却を制御する第2ステップと、
を備えた光トランシーバの温度制御方法。
(Appendix 5)
An electro-optical conversion unit, a thermo-electric element for heating and cooling the electro-optical conversion unit, an electro-optical conversion element including a temperature detection element for detecting the temperature of the electro-optical conversion unit, and an optical transceiver temperature detecting means for detecting an optical transceiver temperature. An optical transceiver temperature control method comprising:
A first step in which the optical transceiver calculates an output value that changes based on an output from the optical transceiver temperature detection means and a set target temperature of the electro-optic conversion unit;
A second step in which the optical transceiver controls heating and cooling by the thermoelectric element so that a difference between the output value and an output value from the temperature detection element is reduced;
Temperature control method for an optical transceiver comprising:

(付記6)
前記光トランシーバは、前記第2ステップにおいて、前記熱電素子による加熱、冷却を制御した後に、前記温度検出素子からの出力値により温度を検出して、その温度が安定するまで待ち、その後に段階的に変化した出力値と前記温度検出素子からの出力値との差が小さくなるように前記熱電素子による加熱、冷却を制御することを特徴とする付記5に記載の光トランシーバの温度制御方法。
(Appendix 6)
In the second step, the optical transceiver controls the heating and cooling by the thermoelectric element, detects the temperature based on the output value from the temperature detecting element, waits until the temperature becomes stable, and then stepwise 6. The temperature control method for an optical transceiver according to appendix 5, wherein heating and cooling by the thermoelectric element are controlled so that a difference between an output value changed to 1 and an output value from the temperature detection element becomes small.

(付記7)
前記光トランシーバは、前記第1ステップにおいて、前記設定目標温度と、前記光トランシーバ温度検出手段により検出される温度との差に基づいてN段階(Nは2以上の自然数)に分割され、段階的に変化する出力値を計算することを特徴とする付記5又は6に記載の光トランシーバの温度制御方法。
(Appendix 7)
In the first step, the optical transceiver is divided into N stages (N is a natural number of 2 or more) based on the difference between the set target temperature and the temperature detected by the optical transceiver temperature detecting means, and is stepwise. 7. The temperature control method for an optical transceiver according to appendix 5 or 6, characterized in that an output value that changes to is calculated.

(付記8)
前記光トランシーバは、前記第1ステップにおいて、前記設定目標温度と、前記光トランシーバ温度検出手段により検出される温度とに基づいて、前記温度から前記設定目標温度まで段階的に上昇又は下降させるステップ幅を設定して、前記温度に該ステップ幅を段階的に加算又は減算した出力値を算出することを特徴とする付記5又は6に記載の光トランシーバの温度制御方法。
(Appendix 8)
In the first step, the optical transceiver increases or decreases stepwise from the temperature to the set target temperature based on the set target temperature and the temperature detected by the optical transceiver temperature detecting means. The temperature control method for an optical transceiver according to appendix 5 or 6, wherein an output value obtained by adding or subtracting the step width to the temperature stepwise is calculated.

本発明は熱電素子を有する電光変換素子を備えた光トランシーバ及びその光トランシーバの温度制御方法に用いられ、消費電流変化、瞬時電圧降下、電磁波ノイズの発生の抑制が求められる、光トランシーバを挿入して運用する通信装置に適用される。   The present invention is used in an optical transceiver having an electro-optic conversion element having a thermoelectric element and a temperature control method of the optical transceiver, and an optical transceiver is inserted which is required to suppress a change in current consumption, an instantaneous voltage drop, and electromagnetic noise. It is applied to communication devices that operate.

10 マイクロコントローラ
11 光トランシーバ温度検出回路
12 フィードバック回路
13 熱電素子駆動回路
14 電光変換素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Microcontroller 11 Optical transceiver temperature detection circuit 12 Feedback circuit 13 Thermoelectric element drive circuit 14 Electro-optic conversion element

Claims (8)

電光変換部、該電光変換部の加熱、冷却を行う熱電素子、及び電光変換部の温度を検出する温度検出素子を含む電光変換素子と、
前記熱電素子による加熱、冷却を制御する熱電子駆動手段と、
光トランシーバ温度を検出する光トランシーバ温度検出手段と、
前記光トランシーバ温度検出手段からの出力と、前記電光変換部の設定目標温度とに基づいて変化する出力値を算出して順次出力するコントローラと、
前記コントーラからの出力値と前記温度検出素子からの出力値との差が小さくなるように前記熱電子駆動手段を制御するフィードバック手段と、
を備えた光トランシーバ。
An electro-optic conversion element including an electro-optic conversion unit, a thermoelectric element for heating and cooling the electro-optic conversion unit, and a temperature detection element for detecting the temperature of the electro-optic conversion unit;
Thermoelectric drive means for controlling heating and cooling by the thermoelectric element;
An optical transceiver temperature detecting means for detecting an optical transceiver temperature;
A controller that calculates and sequentially outputs an output value that changes based on an output from the optical transceiver temperature detection means and a set target temperature of the electro-optic conversion unit;
Feedback means for controlling the thermionic driving means so as to reduce the difference between the output value from the controller and the output value from the temperature detection element;
With optical transceiver.
前記コントローラは、前記フィードバック手段に前記出力値を出力後、前記温度検出素子からの出力値により温度を検出して、その温度が安定するまで待ち、その後に次の出力値を出力することを特徴とする請求項1に記載の光トランシーバ。   The controller detects the temperature from the output value from the temperature detection element after outputting the output value to the feedback means, waits until the temperature is stabilized, and then outputs the next output value. The optical transceiver according to claim 1. 前記コントローラは、前記設定目標温度と、前記光トランシーバ温度検出手段により検出される温度との差に基づいてN段階(Nは2以上の自然数)に分割され、段階的に変化する出力値を計算して、順次出力することを特徴とする請求項1又は2に記載の光トランシーバ。   The controller is divided into N stages (N is a natural number of 2 or more) based on the difference between the set target temperature and the temperature detected by the optical transceiver temperature detecting means, and calculates an output value that changes in stages. The optical transceiver according to claim 1, wherein the optical transceiver outputs the data sequentially. 前記コントローラは、前記設定目標温度と、前記光トランシーバ温度検出手段により検出される温度とに基づいて、前記温度から前記設定目標温度まで段階的に上昇又は下降させるステップ幅を設定して、前記温度に該ステップ幅を段階的に加算又は減算した出力値を順次出力することを特徴とする請求項1又は2に記載の光トランシーバ。   The controller sets a step width that gradually increases or decreases from the temperature to the set target temperature based on the set target temperature and the temperature detected by the optical transceiver temperature detecting unit, and the temperature The optical transceiver according to claim 1, wherein output values obtained by adding or subtracting the step width in stages are sequentially output. 電光変換部、該電光変換部の加熱、冷却を行う熱電素子、及び電光変換部の温度を検出する温度検出素子を含む電光変換素子と、光トランシーバ温度を検出する光トランシーバ温度検出手段と、を備えた光トランシーバの温度制御方法であって、
前記光トランシーバが、前記光トランシーバ温度検出手段からの出力と、前記電光変換部の設定目標温度とに基づいて変化する出力値を算出する第1ステップと、
前記光トランシーバが、前記出力値と前記温度検出素子からの出力値との差が小さくなるように前記熱電素子による加熱、冷却を制御する第2ステップと、
を備えた光トランシーバの温度制御方法。
An electro-optical conversion unit, a thermo-electric element for heating and cooling the electro-optical conversion unit, an electro-optical conversion element including a temperature detection element for detecting the temperature of the electro-optical conversion unit, and an optical transceiver temperature detecting means for detecting an optical transceiver temperature. An optical transceiver temperature control method comprising:
A first step in which the optical transceiver calculates an output value that changes based on an output from the optical transceiver temperature detection means and a set target temperature of the electro-optic conversion unit;
A second step in which the optical transceiver controls heating and cooling by the thermoelectric element so that a difference between the output value and an output value from the temperature detection element is reduced;
Temperature control method for an optical transceiver comprising:
前記光トランシーバは、前記第2ステップにおいて、前記熱電素子による加熱、冷却を制御した後に、前記温度検出素子からの出力値により温度を検出して、その温度が安定するまで待ち、その後に段階的に変化した出力値と前記温度検出素子からの出力値との差が小さくなるように前記熱電素子による加熱、冷却を制御することを特徴とする請求項5に記載の光トランシーバの温度制御方法。   In the second step, the optical transceiver controls the heating and cooling by the thermoelectric element, detects the temperature based on the output value from the temperature detecting element, waits until the temperature becomes stable, and then stepwise 6. The temperature control method for an optical transceiver according to claim 5, wherein heating and cooling by the thermoelectric element are controlled so that a difference between an output value that has changed to an output value and an output value from the temperature detection element becomes small. 前記光トランシーバは、前記第1ステップにおいて、前記設定目標温度と、前記光トランシーバ温度検出手段により検出される温度との差に基づいてN段階(Nは2以上の自然数)に分割され、段階的に変化する出力値を計算することを特徴とする請求項5又は6に記載の光トランシーバの温度制御方法。   In the first step, the optical transceiver is divided into N stages (N is a natural number of 2 or more) based on the difference between the set target temperature and the temperature detected by the optical transceiver temperature detecting means, and is stepwise. 7. The method of controlling temperature of an optical transceiver according to claim 5, wherein an output value that changes to is calculated. 前記光トランシーバは、前記第1ステップにおいて、前記設定目標温度と、前記光トランシーバ温度検出手段により検出される温度とに基づいて、前記温度から前記設定目標温度まで段階的に上昇又は下降させるステップ幅を設定して、前記温度に該ステップ幅を段階的に加算又は減算した出力値を算出することを特徴とする請求項5又は6に記載の光トランシーバの温度制御方法。   In the first step, the optical transceiver increases or decreases stepwise from the temperature to the set target temperature based on the set target temperature and the temperature detected by the optical transceiver temperature detecting means. 7. The temperature control method for an optical transceiver according to claim 5, wherein an output value obtained by adding or subtracting the step width to the temperature step by step is calculated.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018168702A1 (en) * 2017-03-15 2018-09-20 日本電気株式会社 Coherent light transmission/reception device and coherent light transmission/reception system
CN112994800A (en) * 2019-12-17 2021-06-18 香港科技大学 Feedback tuning system, method and storage medium for photonic systems

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003273447A (en) * 2002-03-19 2003-09-26 Nec Corp Temperature control circuit for light emitting module
JP2006202992A (en) * 2005-01-20 2006-08-03 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical transmission module
JP2008078405A (en) * 2006-09-21 2008-04-03 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical communication device
JP2008085179A (en) * 2006-09-28 2008-04-10 Sumitomo Electric Ind Ltd LASER DIODE CONTROL DEVICE AND ATC CIRCUIT DRIVING METHOD

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003273447A (en) * 2002-03-19 2003-09-26 Nec Corp Temperature control circuit for light emitting module
JP2006202992A (en) * 2005-01-20 2006-08-03 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical transmission module
JP2008078405A (en) * 2006-09-21 2008-04-03 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical communication device
JP2008085179A (en) * 2006-09-28 2008-04-10 Sumitomo Electric Ind Ltd LASER DIODE CONTROL DEVICE AND ATC CIRCUIT DRIVING METHOD

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018168702A1 (en) * 2017-03-15 2018-09-20 日本電気株式会社 Coherent light transmission/reception device and coherent light transmission/reception system
CN112994800A (en) * 2019-12-17 2021-06-18 香港科技大学 Feedback tuning system, method and storage medium for photonic systems

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