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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine fotoelektrische Umwandlungsschaltung
zum Durchführen
einer fotoelektrischen Umwandlung, eine Datenübertragungsvorrichtung zum
Durchführen
einer Datenübertragung
und eine Prüfvorrichtung zum
Prüfen
einer elektronischen Vorrichtung. Insbesondere bezieht sich die
vorliegende Erfindung auf eine Datenübertragungsvorrichtung auf
der Grundlage einer optischen Übertragung.
Zusätzlich
beansprucht die vorliegende Erfindung den Nutzen und die Priorität der Japanischen
Patentanmeldung Nr.
2001-312050 , die am 9. Oktober
2001 eingereicht wurde, auf deren gesamten Inhalt hier Bezug genommen
wird.
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Stand der Technik
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Bei
der Datenkommunikation ist die Richtung zu höheren Geschwindigkeiten und
größeren Kapazitäten bedeutsam.
Bei der Übertragung über kurze Distanzen
wie der Übertragung
innerhalb Gebäuden ist
die parallele optische Übertragung
jetzt das vorherrschende Verfahren, wenn eine Datenkommunikation
in großem
Umfang mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird. Eine Datenübertragungsvorrichtung
zum Durchführen
von Datenübertragungen durch
die parallele optische Übertragung
enthält
eine Vielzahl von Kanälen,
die jeweils aus einer Laserdiode, einer optischen Faser und einer
Fotodiode bestehen, und sie verwendet die Kanäle zur Durchführung der
Datenübertragung.
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Bei
der Datenkommunikation mit hohen Geschwindigkeiten tritt jedoch
das Problem des Schräglaufs
zwischen den Kanälen
auf. Z. B. ist aufgrund des Schräglaufs
die Geschwindigkeit der Datenkommunikation beschränkt. Bei
der herkömmlichen
Datenübertragungsvorrichtung
sind eine komplizierte Rahmenbildungsschaltung und eine Codierschaltung auf
der Sendeseite vorgesehen, während
eine Codierschaltung auf der Empfangsseite vorgesehen ist, um den
Schräglauf
zu verringern, aber dort tritt das Problem auf, dass der Leistungsverbrauch
hoch ist und der Übertragungsfaktor
abnimmt.
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Auch
ist es selbst bei der Prüfvorrichtung zum
Prüfen
der elektronischen Vorrichtung entsprechend dem Streben nach höheren Geschwindigkeiten
der zu prüfenden
Vorrichtung und kleinen Abmessungen der Prüfvorrichtung wünschenswert,
dass eine für
die Datenkommunikation verwendete Datenübertragungsvorrichtung Eigenschaften
hinsichtlich einer hohen Geschwindigkeit, geringen Größe, hohen
Dichte und niedrigen Energie verbrauchs hat. Demgemäß ist es
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Datenübertragungsvorrichtung,
eine fotoelektrische Umwandlungsschaltung und eine Prüfvorrichtung
vorzusehen, die in der Lage sind, die obigen Nachteile des Standes
der Technik zu überwinden.
Die obige und andere Aufgaben können
gelöst werden
durch in den unabhängigen
Ansprüchen
beschriebene Kombinationen. Die abhängigen Ansprüche definieren
weitere vorteilhafte und beispielhafte Kombinationen der vorliegenden
Erfindung.
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Offenbarung
der Erfindung
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Um
die vorgenannten Probleme zu lösen, enthält gemäß dem ersten
Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Datenübertragungsvorrichtung zum Durchführen einer
Datenkommunikation auf der Grundlage einer optischen Übertragung:
eine Übertragungseinheit
zum Umwandeln und Senden elektrischer Kommunikationsdaten, die zu übertragen
sind, in optische Kommunikationsdaten, eine fotoelektrische Umwandlungsschaltung
zum Empfangen der optischen Kommunikationsdaten und zum Umwandeln
der empfangenen optischen Kommunikationsdaten in die elektrischen
Kommunikationsdaten, und eine variable Einstelleinheit zum Einstellen
der fotoelektrischen Umwandlungsschaltung zur Erzeugung vorbestimmter
elektrischer Kommunikationsdaten in Abhängigkeit von einem Pegel von
vorbestimmten optischen Kommunikationsdaten.
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Die
fotoelektrische Umwandlungsschaltung kann enthalten: eine Lichtempfangseinheit
zum Erzeugen eines Stroms auf der Grundlage der empfangenen optischen
Kommunikationsdaten, und eine Signalerzeugungsschaltung zum Erzeugen
des elektrischen Signals auf der Grundlage des von der Lichtempfangseinheit
erzeugten Stroms, und die variable Einstelleinheit kann eine variable
Stromquelle enthalten zum Einstellen der fotoelektrischen Umwandlungsschaltung
durch Subtrahieren eines vorbestimmten Stromwertes von einem Stromwert,
der die Größe des von
der Lichtempfangseinheit erzeugten Stroms anzeigt.
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Die
fotoelektrische Umwandlungsschaltung kann enthalten: eine Lichtempfangseinheit
zum Erzeugen eines Stroms auf der Grundlage der empfangenen optischen
Kommunikationsdaten, und einen Komparator zum Vergleichen eines
Stromwertes, der die Größe des von
der Lichtempfangseinheit erzeugten Stroms anzeigt, mit einem Bezugsstrom,
und zum Erzeugen der elektrischen Kommunikationsdaten, und die variable
Einstelleinheit kann eine variable Stromquelle enthalten zum Einstellen
der fotoelektrischen Umwandlungsschaltung durch Addieren eines vorbestimmten
Stromwertes zu dem Bezugsstrom.
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Die
Datenübertragungsvorrichtung
kann weiterhin enthalten: eine Vielzahl der Übertragungseinheiten, eine
Vielzahl von optischen Wellenleitern für die Fortpflanzung von Stücken der
optischen Kommunikationsdaten, die jeweils von den Übertragungseinheiten
gesendet wurden, und eine Vielzahl der fotoelektrischen Umwandlungsschaltungen
in Abhängigkeit
von den jeweiligen Übertragungseinheiten, wobei
jede der variablen Einstelleinheiten der fotoelektrischen Umwandlungsschaltungen
die entsprechende fotoelektrische Umwandlungsschaltung einstellen
kann, um vorbestimmte elektrische Kommunikationsdaten in Abhängigkeit
von einem Pegel von vorbestimmten optischen Kommunikationsdaten
zu erzeugen.
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Die
variable Einstelleinheit kann die fotoelektrische Umwandlungsschaltung
einstellen auf der Grundlage einer Übertragungsverzögerungszeit
der optischen Kommunikationsdaten und der elektrischen Kommunikationsdaten
zwischen der entsprechenden Übertragungseinheit
und der fotoelektrischen Umwandlungsschaltung.
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Die
variable Einstelleinheit kann die fotoelektrische Umwandlungsschaltung
weiterhin einstellen auf der Grundlage der Dämpfung der optischen Kommunikationsdaten
mit Bezug auf den entsprechenden optischen Wellenleiter.
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Die
variable Einstelleinheit kann die fotoelektrische Umwandlungsschaltung
weiterhin einstellen auf der Grundlage des Wirkungsgrades der elektrooptischen
Umwandlung der elektrischen Kommunikationsdaten mit Bezug auf die
entsprechende Übertragungseinheit.
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Die
variable Einstelleinheit kann die fotoelektrische Umwandlungsschaltung
weiterhin einstellen aufgrund des Wirkungsgrades der fotoelektrischen Umwandlung
der optischen Kommunikationsdaten mit Bezug auf die entsprechende
fotoelektrische Umwandlungsschaltung.
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Die
optischen Kommunikationsdaten können digitale
Daten sein, und die variable Stromquelle kann einen Stromwert, der
im Wesentlichen die Hälfte
des von der Lichtempfangseinheit erzeugten Stroms ist, wenn die
optischen Kommunikationsdaten einen logischen H-Wert anzeigen, von
dem von der Lichtempfangseinheit erzeugten Stromswert subtrahieren.
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Die
optischen Kommunikationsdaten können digitale
Daten sein, und die variable Stromquelle kann einen im Wesentlichen
durchschnittlichen Stromwert des Stroms, der von der Lichtempfangseinheit
erzeugt wird, wenn die optischen Kommunikationsdaten einen logischen
H-Wert anzeigen,
und des Stroms, der von der Lichtempfangseinheit erzeugt wird, wenn
die optischen Kommunikationsdaten einen logischen L-Wert anzeigen,
von dem Stromwert, der die Größe des von
der Lichtempfangseinheit erzeugten Stroms anzeigt, subtrahieren.
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Die
optischen Kommunikationsdaten können digitale
Daten sein, und die variable Stromquelle kann einen Stromwert, der
im Wesentlichen die Hälfte
des von der Lichtempfangseinheit erzeugten Stroms ist, wenn die
optischen Kommunikationsdaten einen logischen H-Wert anzeigen, zu
einem Wert des Bezugsstroms addieren.
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Die
optischen Kommunikationsdaten können digitale
Daten sein, und die variable Stromquelle kann einen im Wesentlichen
durchschnittlichen Stromwert des Stroms, der von der Lichtempfangseinheit
erzeugt wird, wenn die optischen Kommunikationsdaten einen logischen
H-Wert anzeigen,
und des Stroms, der von der Lichtempfangseinheit erzeugt wird, wenn
die optischen Kommunikationsdaten einen logischen L-Wert anzeigen,
zu einem Wert des Bezugsstroms addieren.
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Die Übertragungseinheit
kann eine Laserdiode zum Erzeugen der optischen Kommunikationsdaten
auf der Grundlage der elektrischen Kommunikationsdaten und eine
Vorspannstromquelle zum Liefern eines Vorspannstroms, der größer als
ein Laseroszillations-Schwellenstrom
der Laserdiode ist, zu der Laserdiode enthalten.
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Gemäß dem zweiten
Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Prüfvorrichtung zum Prüfen einer
elektronischen Vorrichtung: eine Mustererzeugungseinheit zum Erzeugen
eines Prüfsignals zum
Prüfen
der elekt ronischen Vorrichtung, eine Wellenform-Einstelleinheit zum Einstellen des Prüfsignals,
einen Prüfkopf
zum Kontaktieren der elektronischen Vorrichtung, eine Datenübertragungsvorrichtung
zum Übertragen
von Daten zwischen der Wellenform-Einstelleinheit und dem Prüfkopf, und
eine Beurteilungseinheit zum Beurteilen der Qualität der elektronischen
Vorrichtung auf der Grundlage eines von der elektronischen Vorrichtung
als Antwort auf das Prüfsignal
ausgegebenen Ausgangssignals, bei der die Datenübertragungsvorrichtung enthält: eine Übertragungseinheit
zum Umwandeln und Senden des Prüfsignals
in optische Kommunikationsdaten, eine fotoelektrische Umwandlungsschaltung
zum Empfangen der optischen Kommunikationsdaten und zum Umwandeln
der empfangenen optischen Kommunikationsdaten in das Prüfsignal,
und eine variable Einstelleinheit zum Einstellen der fotoelektrischen Umwandlungsschaltung
zur Erzeugen eines vorbestimmten Prüfsignals in Abhängigkeit
von einem Pegel von vorbestimmten optischen Kommunikationsdaten.
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Gemäß dem dritten
Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine fotoelektrische Umwandlungsschaltung
zum Empfangen von Licht und zum Umwandeln des empfangenen Lichts
in Elektrizität
eine Fotodiode zum Erzeugen eines Stroms auf der Grundlage des empfangenen
Lichts und eine variable Stromquelle zum Erzeugen eines Stroms für die Versetzung
des von der Fotodiode erzeugen Stroms.
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Die
Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise
alle erforderlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende
Erfindung kann auch eine Unterkombination der vorstehend beschriebenen
Merkmale sein.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt ein Beispiel der
Konfiguration einer Prüfvorrichtung 100 nach
der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt ein Beispiel der
Konfiguration einer Datenübertragungsvorrichtung 60. 2A zeigt schematisch die
Konfiguration einer Datenübertragungsvorrichtung 60. 2B zeigt ein Beispiel der Konfiguration
einer Übertragungseinheit 62 und
einer Empfangseinheit 68.
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3 zeigt ein Beispiel der
Konfiguration einer Übertragungseinheit 62 und
einer Empfangseinheit 68. 3A zeigt
ein Beispiel der Konfiguration einer Übertragungseinheit 62. 3B zeigt ein Beispiel der
Konfiguration einer Empfangseinheit 68.
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4 zeigt ein anderes Beispiel
der Konfiguration einer Empfangseinheit 68. 4A zeigt eine variable Stromquelle 76,
die elektrisch mit dem Kollektoranschluss eines ersten Transistors 102 gekoppelt
ist. 4B zeigt weiterhin
ein anderes Beispiel einer Empfangseinheit 68. 4C zeigt weiterhin ein anderes
Beispiel einer Empfangseinheit 68.
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Beste Art
der Ausführung
der Erfindung
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Die
Erfindung wird nun auf der Grundlage der bevorzugten Ausführungsbeispiele
beschrieben, welche den Bereich der vorliegenden Erfindung nicht beschränken, sondern
die Erfindung veranschaulichen sollen. Alle Merkmale und deren Kombinationen,
die in dem Ausführungsbeispiel
beschrieben werden, sind nicht notwendigerweise wesentlich für die Erfindung.
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1 zeigt ein Beispiel der
Konfiguration einer Prüfvorrichtung 100,
die auf die vorliegende Erfindung bezogen ist. Die Prüfvorrichtung 100 führt eine Prüfung einer
elektrischen Vorrichtung 30 durch. Die Prüfvorrichtung 100 enthält eine
Mustererzeugungseinheit 10, eine Wellenform-Einstelleinheit 20,
eine Datenübertragungsvorrichtung 60 und
eine Beurteilungseinheit 50.
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Die
Mustererzeugungseinheit 10 erzeugt ein Prüfsignal
für die
Prüfung
der elektronischen Vorrichtung 30 und es liefert es zu
der Wellenform-Einstelleinheit 20 Die Mustererzeugungseinheit 10 erzeugt ein
erwartetes Signal, das die elektronische Vorrichtung 30 ausgeben
soll, wenn sie das Prüfsignal
empfängt,
und liefert es zu der Beurteilungseinheit 50.
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Die
Wellenform-Einstelleinheit 20 stellt das empfangene Prüfsignal
ein und liefert es zu der Datenübertragungsvorrichtung 60.
Die Wellenform-Einstelleinheit 20 kann
das eingestellte Prüfsignal
zu einem gewünschten
Zeitpunkt liefern.
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Die
Datenübertragungsvorrichtung 60 liefert das
empfangene Prüfsignal
zu dem Prüfkopf 40.
Die Datenübertragungsvorrichtung 60 wandelt
elektrische Kommunikationsdaten in optische Kommunikationsdaten
um, um die Daten zu übertragen.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist die Datenübertragungsvorrichtung 60 eine
optische Übertragungsvorrichtung
zum Umwandeln des Prüfsignals
als ein Bei spiel für
die elektrischen Kommunikationsdaten in optische Kommunikationsdaten,
um die Daten zu übertragen
und die übertragenen
optischen Kommunikationsdaten wieder als das Prüfsignal herzustellen. Da das
Prüfsignal
zu dem Prüfkopf 40 auf der
Grundlage der optischen Übertragung übertragen
wird, kann die Datenübertragung
mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden, obgleich die Mustererzeugungseinheit 10 und
die Wellenform-Einstelleinheit 20 im Abstand von dem Prüfkopf 40 angeordnet
sind.
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Der
Prüfkopf 40 kontaktiert
die elektronische Vorrichtung 30, um Signale zu der elektronischen Vorrichtung 30 zu
senden und von dieser zu empfangen. Z. B. liefert der Prüfkopf 40 das
empfangene Prüfsignal
zu der elektronischen Vorrichtung 30 und empfängt das
von der elektronischen Vorrichtung 30 ausgegebene Ausgangssignal.
Der Prüfkopf 40 liefert
das empfangene Ausgangssignal zu der Beurteilungseinheit 50.
Der Prüfkopf 40 kann
eine Vielzahl von elektronischen Vorrichtung 30 kontaktieren,
um die Signalübertragung
durchzuführen.
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Die
Beurteilungseinheit 50 beurteilt die Qualität der elektronischen
Vorrichtung 30 auf der Grundlage des von der elektronischen
Vorrichtung 30 als Antwort auf das Prüfsignal ausgegebenen Ausgangssignals.
Die Beurteilungseinheit 50 vergleicht das von der Mustererzeugungseinheit 10 erzeugte erwartete
Signal mit dem von der elektronischen Vorrichtung 30 ausgegebenen
Ausgangssignal, um die Qualität
der elektronischen Vorrichtung 30 zu beurteilen.
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Die 2A und 2B zeigen ein Beispiel der Konfiguration
der Datenübertragungsvorrichtung 60. 2A zeigt schematisch die
Konfiguration der Datenübertra gungsvorrichtung 60.
Die Datenübertragungsvorrichtung 60 enthält eine
Vielzahl von Übertragungseinheit 62 und
eine Vielzahl von Empfangseinheiten 68. Die Übertragungseinheiten 62 wandeln die übertragenen
elektrischen Kommunikationsdaten in optische Kommunikationsdaten
um und senden diese aus.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
empfangen die Übertragungseinheiten 62 die
Prüfsignale
von der Wellenform-Einstelleinheit 20 und
wandeln die Prüfsignale
in optische Kommunikationsdaten um und senden diese aus.
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Die
Empfangseinheiten 68 empfangen die von den Übertragungseinheiten 62 ausgesendeten optischen
Kommunikationsdaten und wandeln die empfangenen optischen Kommunikationsdaten
in die elektrischen Kommunikationsdaten um. Bei diesem Ausführungsbeispiel
wandeln die Empfangseinheiten 68 die empfangenen optischen
Kommunikationsdaten in das Prüfsignal
um und liefern die Daten zu dem Prüfkopf 40.
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Die
Datenübertragungsvorrichtung 60 enthält optische
Fasern, die ein Beispiel für
optische Wellenleiter sind, zwischen den Übertragungseinheiten 62 und
den Empfangseinheiten 68. Die Übertragungseinheiten 62 senden
die optischen Kommunikationsdaten über die optischen Fasern zu
den Empfangseinheiten 68. Zusätzlich kann die Datenübertragungsvorrichtung 60 eine
Serien/Parallel-Umwandlungseinheit zum Empfang serieller Daten als
das Prüfsignal
von der Wellenform-Einstelleinheit 20 und zum
Umwandeln des Prüfsignals
in parallele Daten sowie eine Parallel/Serien-Umwandlungseinheit zum Umwandeln der
von den Empfangseinheiten 68 ausgegebenen Prüfsignale
in die seriellen Daten enthalten.
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2B zeigt ein Beispiel für die Konfiguration
einer Übertragungseinheit 62 und
einer Empfangseinheit 68. Die Empfangseinheit 62 enthält eine Umwandlungseinheit 64 und
eine Laserdiode 66. Die Umwandlungseinheit 64 moduliert
das Prüfsignal. Die
Laserdiode 66 erzeugt die optischen Kommunikationsdaten
auf der Grundlage der elektrischen Kommunikationsdaten und sendet
die Daten zu der optischen Faser 74. Bei diesem Ausführungsbeispiel wandelt
die Laserdiode 66 das modulierte Prüfsignal in die optischen Kommunikationsdaten
um und sendet die Daten zu der optischen Faser 74. Zusätzlich wird
der Laserdiode 66 ein Vorspannstrom zugeführt, der
größer als
der Laseroszillations-Schwellenstrom der Laserdiode 66 ist.
Da der Laserdiode 66 ein Vorspannstrom zugeführt ist,
der größer als
der Laseroszillations-Schwellenstrom der Laserdiode 66 ist,
kann die Lichtemissions-Verzögerungszeit
der Laserdiode 66 verkürzt
werden, und die Abweichung der Lichtemissions-Verzögerungszeit
jeder Laserdiode 66 der Übertragungseinheiten 62 kann
verringert werden. Obgleich die Lichtemissions-Verzögerungszeit
von dem Muster des Prüfsignals
abhängt,
wenn der der Vorspannstrom kleiner als der Laseroszillations-Schwellenstrom
ist, kann bei den Übertragungseinheiten 62 nach
diesem Ausführungsbeispiel
die Lichtemissions-Verzögerungszeit
der Laserdiode 66 konstant sein, ungeachtet des Musters
des Prüfsignals.
Zusätzlich
kann, da der Laserdiode 66 ein Vorspannstrom zugeführt wird,
der größer als
der Laseroszillations-Schwellenstrom der Laserdiode 66 ist, die
Relaxationsoszillation verringert werden bei dem Anstieg und dem
Abfall der Wellenform der von der Laserdiode 66 erzeugten
optischen Kommunikationsdaten.
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Die
Empfangseinheit 68 wandelt die von den Übertra gungseinheit 62 gesendeten
optischen Kommunikationsdaten in das Prüfsignal um. Die Empfangseinheit 68 enthält eine
Lichtempfangseinheit und eine Umwandlungseinheit 72. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
enthält
die Lichtempfangseinheit eine Fotodiode 70. Die Fotodiode 70 erzeugt
einen Strom auf der Grundlage der empfangenen optischen Kommunikationsdaten.
Der Fotodiode 70 wird eine Vorspannung zugeführt. Die
Umwandlungseinheit 72 wandelt den von der Fotodiode 70 erzeugten Strom
in das Prüfsignal
um.
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Die 3A und 3B zeigen ein Beispiel für die Konfiguration
einer Übertragungseinheit 62 und
einer Empfangseinheit 68. 3A zeigt
ein Beispiel für
die Konfiguration der Übertragungseinheit 62.
Die Übertragungseinheit 62 enthält eine
Umwandlungseinheit 64, eine Laserdiode 66 und
eine Stromquelle 84. Bei diesem Ausführungsbeispiel empfängt die
Umwandlungseinheit 64 das Prüfsignal von der Wellenform-Einstelleinheit 20 und
moduliert und liefert die Stärke
des empfangenen Prüfsignals
zu der Laserdiode 66.
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Die
Laserdiode 66 erzeugt die optischen Kommunikationsdaten
auf der Grundlage des empfangenen Prüfsignals und sendet die Daten
zu der optischen Faser 74. Wie vorstehend liefert die Stromquelle 84 einen
Vorspannstrom, der größer als
der Laseroszillations-Schwellenstrom
der Laserdiode 66 ist, zu der Laserdiode 66. Die
Kathode der Laserdiode 66 und die Stromquelle 84 sind
elektrisch über den
Pfad 82b gekoppelt. Die Anode der Laserdiode 66 ist
mit der Umwandlungseinheit 64 über den Pfad 82a elektrisch
gekoppelt. Die Impedanz der Pfade 82a und 82b ist
vorzugsweise dieselbe wie die in Vorwärtsrichtung vorgespannte Impedanz
der Laserdiode 66. Die Pfade 82 kön nen Mikrostreifenleitungen sein.
Da die Impedanz der Pfade 82a und 82b angenähert dieselbe
ist wie die einer Äquivalenzschaltung der
Laserdiode, kann die Reflexion des Signals an dem Kontaktpunkt zwischen
den Pfaden 82 und der Laserdiode 66 reduziert
werden, und die Verschlechterung der Signalwellenform kann herabgesetzt
werden.
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3B zeigt ein Beispiel für die Konfiguration
der Empfangseinheit 68. Die Empfangseinheit 68 enthält eine
fotoelektrische Umwandlungsschaltung 120 und ein variable
Einstelleinheit. Die fotoelektrische Umwandlungsschaltung 120 enthält eine
Lichtempfangseinheit 80 und eine Umwandlungseinheit 72.
Die Lichtempfangseinheit 80 enthält eine Fotodiode 70,
wie vorstehend beschrieben ist, um die optischen Kommunikationsdaten
in einen Strom umzuwandeln. Bei diesem Ausführungsbeispiel erzeugt die
Lichtempfangseinheit 80 einen Strom auf der Grundlage der
optischen Kommunikationsdaten und liefert den erzeugten Strom zu
der Umwandlungseinheit 72. Die Umwandlungseinheit 72 kann
ein Strom/Spannungs-Wandler zum Umwandeln des von der Lichtempfangseinheit 80 erzeugten
Stroms in eine Spannung sein. Die Umwandlungseinheit 72 gibt
das Prüfsignal
aus, das die elektrischen Kommunikationsdaten darstellt, auf der
Grundlage des von der Lichtempfangseinheit 80 erzeugten
Stroms. Die variable Einstelleinheit stellt die fotoelektrische
Umwandlungsschaltung ein, um vorbestimmte elektrische Kommunikationsdaten
in Abhängigkeit
von dem Pegel der optischen Kommunikationsdaten zu erzeugen. Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist die variable Einstelleinheit eine variable Stromquelle 76.
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Die
Lichtempfangseinheit 80 enthält eine Fotodiode 70 und
Pfade 78. Die Fotodiode 70 erzeugt einen Strom auf
der Grundlage der optischen Kommunikationsdaten. Wenn die Fotodiode 70 einen Strom
erzeugt, nimmt der Emitterstrom eines nachfolgend beschriebenen
ersten Transistors 102 ab. Die variable Stromquelle 76 ist
elektrisch mit der Anode der Fotodiode 70 gekoppelt. Da
die variable Stromquelle 76 vorgesehen ist, nimmt der Emitterstrom
des ersten Transistors 102 zu. Mit anderen Worten, die
variable Stromquelle 76 subtrahiert einen vorbestimmten
Strom von einem Stromwert, der die Größe des von der Fotodiode 70 erzeugten
Stroms anzeigt, und addiert eine Versetzung zu dem Ausgangssignal
der Fotodiode 70. Die fotoelektrische Umwandlungsschaltung 80 liefert
den von der variablen Stromquelle 76 subtrahierten Strom
zu der Umwandlungseinheit 72.
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Die
Umwandlungseinheit 72 enthält einen ersten Widerstand 94,
einen zweiten Widerstand 96, eine Spannungsquelle 98,
einen ersten Transistor 102, einen zweiten Transistor 104,
eine erste Stromquelle 106, eine zweite Stromquelle 108 und
einen Komparator 110.
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Wie
in 3B gezeigt ist, ist
der erste Widerstand 94 parallel zu der Fotodiode 70 angeordnet, und
das eine Ende von ihm ist elektrisch mit der Kathode der Fotodiode 70 gekoppelt.
Der erste Transistor 102 ist in Reihe mit dem ersten Widerstand 94 geschaltet,
sein Kollektoranschluss ist elektrisch mit dem anderen Ende des
ersten Widerstands 94 gekoppelt, und der Emitteranschluss
ist elektrisch mit der variablen Stromquelle 76 gekoppelt.
Die erste Stromquelle 106 ist elektrisch mit dem Emitteranschluss
des ersten Transistors 102 gekoppelt und parallel zu der
variablen Stromquelle 76 geschaltet. Die Spannungsquelle 98 liefert
eine vorbestimmte Spannung zu dem Basisanschluss des ersten Transistors 102.
Der Komparator 110 vergleicht eine Stromänderung
als Antwort auf die Größe des von
der Lichtempfangseinheit 80 erzeugten Stroms, d. h., eines
durch den ersten Widerstand 94 fließenden Stroms, mit einem durch
den zweiten Widerstand 96 fließenden Bezugsstrom und erzeugt
elektrischen Kommunikationsdaten. Bei diesem Ausführungsbeispiel
beurteilt der Komparator 110, ob die Kollektorspannung
des ersten Transistors 102, die auf dem durch den ersten Widerstand 94 fließenden Strom
beruht, größer als der
Bezugswert des Bezugsstroms ist oder nicht.
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Der
zweite Widerstand 96 ist parallel zu dem ersten Widerstand 94 vorgesehen
und elektrisch mit Erde an seinem einen Ende gekoppelt. Der zweite Transistor 104 ist
in Reihe mit dem zweiten Widerstand 96 vorgesehen, und
sein Kollektoranschluss ist elektrisch mit dem zweiten Widerstand 96 gekoppelt. Der
erste Transistor 102 ist wie in 3B gezeigt, ein Emittereingangs/Basiserde-Transistor.
Da der erste Transistor 102 vorgesehen ist, kann die Eingangsimpedanz
der Umwandlungsschaltung 72 verringert werden. Die zweite
Stromquelle 108 ist elektrisch mit dem Emitteranschluss
des zweiten Transistors 104 gekoppelt und parallel zu der
variablen Stromquelle 76 vorgesehen. Zusätzlich liefert
die Spannungsquelle 98 eine vorbestimmte Spannung an den
Basisanschluss des zweiten Transistors 104 und der Komparator 110 empfängt die
Kollektorspannung des zweiten Transistors 104 als den vorstehend
beschriebenen Bezugswert. Wie in 3B gezeigt
ist, ist der Bezugswert angenähert
konstant. Das Verhältnis
der Widerstandswerte der Widerstände 94 und 96 kann leicht
mit hoher Genauigkeit eingestellt werden. Demgemäß kann der Komparator 110 den
logischen H- oder L-Wert des durch den Widerstand 94 fließenden Signals
mit hoher Genauigkeit beurteilen.
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Zusätzlich kann,
obgleich der Komparator 110 die Kollektorspannung des zweiten
Transistors 104 als den Bezugswert empfängt, die Umwandlungseinheit 72 alternativ
eine zweite Spannungsquelle, die eine vorbestimmte Spannung erzeugt, enthalten,
und der Komparator 110 kann den Bezugswert von der zweiten
Spannungsquelle empfangen.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist die Impedanz des ersten Widerstands 94 angenähert dieselbe
wie die des zweiten Widerstands 96. Zusätzlich haben der erste und
zweite Transistor 102 und 104 angenähert dieselben
Charakteristiken. Zusätzlich erzeugen
die erste und die zweite Stromquelle 106 und 108 angenähert denselben
Strom.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist es bevorzugt, dass die Impedanz des Pfades 78b angenähert dieselbe
wie die Eingangsimpedanz des Emitters des ersten Transistors 102 ist.
Da die Impedanz des Pfades 78b angenähert dieselbe wie die Eingangsimpedanz
des Emitters des ersten Transistors 102 ist, kann die Reflexion
des Signals an dem Kontaktpunkt zwischen dem Pfad 78b und
dem ersten Transistor 102 herabgesetzt werden. Die Pfade 78 können Mikrostreifenleitungen
sein.
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Nachfolgend
wird die Arbeitsweise der Empfangseinheit 68 beschrieben.
Wenn die Fotodiode 70 den logischen H-Wert empfängt, erzeugt
die Fotodiode 70 einen umgekehrten Strom, und der durch
den Widerstand 94 fließende
Strom ändert
sich. Der Komparator 110 beurteilt, ob die Fotodiode 70 den
logischen H- oder L-Wert
empfängt,
auf der Grundlage der Änderung
des Stroms.
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Da
der Laserdiode 66 der Übertragungseinheiten 62 bei
diesem Ausführungsbeispiel
ein Vorspannstrom zugeführt
wird, der größer als
der Laseroszillations-Schwellenstrom
ist, emittiert sie immer Licht. Demgemäß erfasst die Fotodiode 70 immer das
Licht und erzeugt den Strom. Daher besteht, obgleich der logische
L-Wert als die optischen Kommunikationsdaten übertragen wird, die Möglichkeit,
dass der von der Fotodiode 70 erzeugte Strom gleich null wird.
Die variable Stromquelle 76 subtrahiert einen vorbestimmten
Strom von dem von der Fotodiode 70 erzeugten Strom. Demgemäß kann,
selbst wenn die Fotodiode 70 den vorbeschriebenen Strom
erzeugt, der Komparator 110 den logischen H- oder L-Wert
erfassen.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
subtrahiert die variable Stromquelle 76 einen Strom, der äquivalent
dem angenähert
durchschnittlichen Wert der von der Fotodiode 70 erzeugten
Ströme,
wenn sie den logischen H- bzw.
L-Wert empfängt,
ist, von dem von der Fotodiode 70 erzeugten Strom. Zusätzlich kann die
variable Stromquelle 76 einen Strom subtrahieren, der angenähert der
halbe Wert des von der Fotodiode 70 erzeugten Stroms ist,
wenn sie den logischen H-Wert empfängt, von dem von der Fotodiode 70 erzeugten
Strom subtrahieren.
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Die
Empfangseinheiten 68 können
Mittel zum Erfassen des von der Fotodiode 70 erzeugten Stromwerts
und eine Steuereinheit zum Steuern der Größe des von der variablen Stromquelle 76 zu
subtrahierenden Stroms auf der Grundlage des erfassten Stromwerts
enthalten. Z. B. erfasst jede der Übertragungseinheiten 62 vorher
logische H- oder L-Werte, und die Empfangseinheit 68 kalibriert
vorzugsweise die Größe des Stroms
mit Bezug auf die variable Stromquelle 76 im Vorhinein
auf der Grundlage des von der Fotodiode 70 erzeugten Stromwertes,
wenn die Übertragungseinheit 62 den
logischen H- oder L-Wert erfasst.
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Zusätzlich können, da
die Eigenschaften wie die Dämpfung
jeder der optischen Fasern 74 einer Vielzahl von Kanälen, der
Wirkungsgrad der elektrooptischen Umwandlung der Laserdiode 66 in
Abhängigkeit
von jedem der Kanäle
und der Wirkungsgrad der fotoelektrischen Umwandlung der Fotodiode
in Abhängigkeit
von jedem der Kanäle
unterschiedlich sind, die Fotodioden 70 jeweils unterschiedliche
Ströme
erzeugen, selbst wenn dasselbe Signal zu den Kanälen gesendet wird. Die variable
Stromquelle 76 kann den Strom für die Einstellung dieser Abweichung
von dem von den Fotodioden 70 erzeugten Strom subtrahieren.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, kann bei der Datenübertragungsvorrichtung 60 nach
diesem Ausführungsbeispiel,
da der Laserdiode 66 ein Vorspannstrom zugeführt wird,
der größer als
der Laseroszillations-Schwellenstrom
ist, die Abweichung der Datenverzögerungszeit in der Übertragungseinheit 62 verringert
werden. Zusätzlich
kann, da die variable Stromquelle 76 in der Empfangseinheit 68 vorgesehen
ist, der Schräglauf
zwischen den Kanälen
herabgesetzt werden, und der Komparator 110 kann die logischen
H- und L-Werte mit
hoher Genauigkeit erfassen. Demgemäß kann die Prüfvorrichtung 100 die elektronische
Vorrichtung 30 mit hoher Genauigkeit und hohem Wirkungsgrad
prüfen.
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Zusätzlich ist
es offensichtlich, dass die in Verbindung mit den 1 bis 3 beschriebene
Datenübertragungsvorrichtung 60 auch
für allgemein
parallele Datenübertragung
verwendet werden kann. Selbst bei der allgemeinen parallelen Datenübertragung
ist es möglich,
dieselbe Wirkung wie die bei der in Verbindung mit den 1 bis 3 beschriebenen Datenübertragungsvorrichtung 60 zu
erhalten.
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Zusätzlich kann,
obgleich die variable Stromquelle 76 bei diesem Ausführungsbeispiel
elektrisch mit der Anode der Fotodiode 70 gekoppelt ist,
alternativ die variable Stromquelle 76 mit einer anderen Stelle
gekoppelt sein. Nachfolgend wird ein anderes Beispiel für die Konfiguration
der Empfangseinheit 68 beschrieben.
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Die 4A bis 4C zeigen ein anderes Beispiel für die Konfiguration
der Empfangseinheit 68. Die variable Stromquelle 76 nach
den 4A bis 4C hat dieselbe oder eine ähnliche
Konfiguration wie die der variablen Stromquelle 76, die
in Verbindung mit den 3A und 3B beschrieben wurde. 4A zeigt die variable Stromquelle 76 elektrisch
dem Kollektoranschluss des ersten Transistors 102 gekoppelt.
Die variable Stromquelle 76 subtrahiert einen vorbestimmten
Strom von dem durch den ersten Widerstand 94 fließenden Strom,
d. h. dem Strom, der sich in Abhängigkeit
von der Größe des von
der Lichtempfangseinheit 80 erzeugten Stroms ändert. Mit
anderen Worten, die variable Stromquelle 76 subtrahiert einen
vorbestimmten Stromwert von dem Strom, der die Größe des von
der Lichtempfangseinheit 80 erzeugten Stroms anzeigt, und
addiert äquivalent
eine Versetzung zu dem Ausgangssignal der Fotodiode 70.
Die Datenübertragungsvorrichtung 60 nach
diesem Ausführungsbeispiel
kann auch dieselbe Wirkung wie die in Verbindung mit 3 beschriebene Datenübertragungsvorrichtung
ergeben.
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4B zeigt weiterhin ein anderes
Beispiel der Emp fangseinheit 86. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist die variable Stromquelle 76 elektrisch mit dem Emitteranschluss
des zweiten Transistors 104 gekoppelt. Die variable Stromquelle 76 stellt
die fotoelektrische Umwandlungsschaltung 120 ein durch Addieren
eines vorbestimmten Stromwertes zu einem Bezugsstromswert des Komparators 110.
Mit anderen Worten, die variable Stromquelle 76 addiert einen
vorbestimmten Stromwert zu dem Bezugsstrom des Komparators 110,
um eine Versetzung zu dem Ausgangssignal der Fotodiode 70 äquivalent
zu addieren. Die Datenübertragungsvorrichtung 60 nach
diesem Ausführungsbeispiel
kann ebenfalls dieselbe Wirkung wie die in Verbindung mit 3 beschriebene Datenübertragungsvorrichtung 60 ergeben.
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4C zeigt weiterhin ein anderes
Beispiel für
die Empfangseinheit 68. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die variable
Stromquelle 76 elektrisch mit dem invertierenden Eingang
des Komparators 110 gekoppelt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel
addiert, wie bei dem in 4B gezeigten
Beispiel, die variable Stromquelle 76 einen vorbestimmten
Stromwert zu dem Bezugsstrom des Komparators 110, um eine
Versetzung zu dem Ausgangssignal der Fotodiode 70 äquivalent
zu addieren. Die Datenübertragungsvorrichtung 60 nach
diesem Ausführungsbeispiel
kann ebenfalls dieselbe Wirkung wie die in Verbindung mit 3 beschriebene Datenübertragungsvorrichtung 60 ergeben.
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Zusätzlich kann,
obgleich die variable Einstelleinheit bei diesem Ausführungsbeispiel
die variable Stromquelle 76 ist, die variable Einstelleinheit
alternativ den Widerstandswert des ersten oder zweiten Widerstands 94 oder 96 ändern. Mit
anderen Worten, die variable Einstelleinheit kann den Widerstandswert des
ersten oder zweiten Widerstands 94 oder 96 ändern, der
ein variabler Widerstand ist, um eine Versetzung zu dem Ausgangssignal
der Fotodiode 70 hinzuzufügen. In diesem Fall kann die
variable Einstelleinheit den Widerstandswert des ersten oder zweiten
Widerstands 94 oder 96 ändern als Antwort auf die von
der Fotodiode 70 erzeugten Stromwerte, wenn diese logische
H- und L-Werte empfängt.
Bei einem weiteren anderen Ausführungsbeispiel
kann die variable Einstelleinheit eine variable Spannungsquelle
sein. Z. B. kann die variable Spannungsquelle in Reihe zwischen
dem ersten oder zweiten Widerstand 94 oder 96 und
Erde vorgesehen sein.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung mittels beispielhafter Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, ist darauf hinzuweisen, dass der Fachmann viele Änderungen
und Substitutionen vornehmen kann, ohne den Geist und den Umfang
der vorliegenden Erfindung zu verlassen, die nur durch die angefügten Ansprüche definiert
ist.
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Gewerbliche
Anwendbarkeit
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Wie
aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich ist, ist es mit der
Datenübertragungsvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung möglich, eine Datenkommunikation
mit geringem Übertragungsschräglauf zwischen
Kanälen
durchzuführen.
Zusätzlich
kann die Prüfvorrichtung
die Prüfung
der elektronischen Vorrichtung mit hoher Genauigkeit und hohem Wirkungsgrad
durchführen.
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Zusammenfassung
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Die
Datenübertragungsvorrichtung
zum Durchführen
einer Datenkommunikation auf der Grundlage einer optischen Übertragung
enthält
eine Übertragungseinheit
zum Umwandeln und Senden zu übertragender
elektrischer Kommunikationsdaten in optische Kommunikationsdaten,
und eine fotoelektrische Umwandlungsschaltung zum Empfang der optischen
Kommunikationsdaten und zum Umwandeln der empfangenen optischen
Kommunikationsdaten in elektrische Kommunikationsdaten, wobei die fotoelektrische
Umwandlungsschaltung eine Fotodiode zum Erzeugen eines Stroms auf
der Grundlage der optischen Kommunikationsdaten und eine variable
Stromquelle zum Subtrahieren eines vorbestimmten Stroms von dem
von der Fotodiode erzeugten Strom enthält. Zusätzlich wird ein Vorspannstrom einer
Laserdiode jeder Übertragungseinheit
auf einen Strom eingestellt, der größer als ein Laseroszillations-Schwellenstrom
ist, um die Abweichung einer Lichtemissions-Verzögerungszeit jeder Laserdiode zu
verringern.