设加入US01输入端的信码流为Vin，US01的同相输出端(1)经电阻RS05连接到TS02的基极，电压设为Vsc，反相端(2)经电阻RS04连接到TS01基极，电压设为VO。当输入Vin为高电平“1”时，V O 为低电平“0”，而V O为高电平“1”，这样TS01基极电位低于TS02的基极电位， TS01截止，TS02导通，有集电极电流输出，集电极输出的数字脉冲电流注入LD，直接驱动LD发出激光；反之，当输入Vin为低电平“0”时，V O为高电平“1”；而V O为低电平“0”，这样TS02基极电位低于TS01的基极电位，TS01导通，TS02截止，LD的Im通路被阻断而不发出激光。
3．偏置电路
因为LD是阈值元件，阈值为Ith，如图2-2所示。
图2-2 LD的调制原理
当注入电流较低时，只有自发幅射存在，这时半导体激光器发射的是荧光，相当于发光二极管的情况。当注入电流达到Ith时，输出功率急增，这时LD发射的是激光。通常设置预偏置电流Ib(Ib略小于Ith)。设置Ib的原因是：如果不设置Ib，而直接用调制信号Im来进行调制的话，则需要提供幅度变化较大的电流；有了Ib后，相当于减小了Im的变化范围，这样有利于提高调制速度。
实际上是在LD的负端设置两套电流通路，一套是预偏置电流Ib通路，一套是调制电流Im通路，两部分电流叠加在LD上，即用I=Ib+Im进行调制。
LD的预偏置电路如图2-3所示。
图2-3 LD的预偏置电路
预偏置电路由RS30、RS31、CS12、TS04、TS03、RS33、RS34组成。RS30、RS31用于限制Ib的最大值，CS12为滤波电容，用来滤除交流分量。TS04的基极受APC电路控制，并通过TS04完成对LD偏置电流的自动控制。 4．自动光功率控制电路(APC)
设置自动功率控制APC（Automatic Power Control）的原因有两个：一是因为LD的阈值电流随温度的影响变化很大，典型温度特性曲线如图2-4所示。
图2-4 LD的P-I特性及阈值受温度影响发生的变化
由图看出，当温度从20℃升高到50℃时，由于Ith增大得过多，LD根本不能工作，此时无激光发出；二是因为P-I曲线的斜率随使用时间的增长而减小，即电光转换效率降低。
典型的LD寿命试验的P-I曲线如图2-5所示，每隔100～200h测一条曲线，当使用时间达1700h时，LD已不能提供连续工作。为了稳定输出光功率，必须设置APC电路。
图2-5 寿命(老化)对激光器P-I特性的影响
本实验系统设有自动功率控制电路，采用LD的背向光反馈自动控制偏置电流的方式，即用半导体激光器组件中的PD光电二极管监测激光器背向输出光功率。由于背向输出光功率与前向输出光功率是等比例变化的，所以通过闭环控制系统，就可自动调节激光器的电流，达到稳定输出光功率的目的。
自动功率控制电路如图2-6所示。由运算放大器US03A、US03C、US03D和三极管TS04等组成控制环路。反馈取自LD的背向光，由PD检出并转换成相应的电流，经CS09滤波后加于US03A运算放大器，US03A是一个并联反馈放大器，电位器WS02用来调节该放大器的增益，以适应灵敏度不同的PD管，使得在相同光功率输出时，US03A的直流输出电压基本不变。此输出电压加于US03D的反相输入端，US03D是比例积分放大器，在理想情况下，积分器的输出电压与积分器的时间常数即RS27和CS10的乘积有关。
US03D的输出电压经二极管DS03和电阻RS32加于TS04的基极，进而控制其集电极电流，也就是LD的偏置电流Ib。这样，由背向光反映LD的输出光功率，并通过运算放大器和三极管的逐级放大，最终控制Ib，构成了完整的反馈控制环路。
控制的大致过程如下：当某种原因使LD输出光功率降低时，背向光减弱，使PD流过的反向电流减小，导致US03A的反向输入端电位升高，进而使运放输出端电位降低，这使得下一级运放US03D的输出电压升高，三极管TS04基极电流因而增大，并导致集电极电流增加，即LD的偏置电流Ib增大，使LD的输出光功率增大，从而维持了输出光功率基本不变。
运算放大器US03C用来引入参考信号，以便于对LD的偏置电流Ib进行人工调节。直流参考电压由-5V电源VEE经RS06和电位器WS01分压后取得，该直流参考电压由US03C的同相输入端引入运算放大器。调节电位器RS01，即可实现人工调节偏流。
在运算放大器US03C的反相输入端引入数字信号作另一个参考信号。引入这个数字参考信号的作用，是防止控制电路在无信号输入或输入信号为长连“0”时，偏流在基本APC电路作用下自动增大，白白消耗光能量并造成误码，甚至因发出过高的直流光而烧毁LD。 由图中可以看出，加于驱动电路TS01基极的是来自US01反相输出端的/U O，加于TS02基极的是来自US01同相输出端的U O，加于运放US03C反相端的数字参考信号取US01的另一个反相输出端（第4脚），电平也为/U O。
当输入信号消失或送入长连“0”时，如果没有引入这个数字参考信号，因U O为“0”，Id减小并实施负反馈调节的结果，使Ib上升；当引入数字参考信号后，U O为低电平，而/U
O则为高电平，APC
反馈环的调节使Ib增大；而/U O的高电平却使US03C的输出电平降低，
使US03D的同相输入端的电平也随着降低，部分抵消了基本APC电路的作用，结果保持Ib不会产生明显的变化。
TS03用于偏流的限流保护。当Ib达到一定值时，RS33和RS34上的电压加大，TS03的B-E极间电压升高，使得TS03导通；分流了一部分TS04的基极电流，从而限制了Ib的增加。（接下页）
图2-6 APD控制电路原理图