DE3930067A1

DE3930067A1 - Optisches signaluebertragungssystem

Info

Publication number: DE3930067A1
Application number: DE19893930067
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Engel; Juergen Dr Ing Seidenberg
Original assignee: AEG Kabel AG
Current assignee: Kabel Rheydt AG
Priority date: 1989-09-09
Filing date: 1989-09-09
Publication date: 1991-03-21

Description

In der modernen Nachrichtentechnik unterscheidet man zwischen elektrischer Informationsübertragung und opti scher Informationsübertragung. Die optische Informa tionsübertragung erfolgt durch ein optisches Kabel oder auf dem Luftweg. Bei einem optischen Signalübertra gungssystem wird eine elektrische Information in eine optische Information umgewandelt, die optische Informa tion einem optischen Empfänger zugeführt und die emp fangene optische Information wieder in eine elektrische Information zurückverwandelt. Bei einem solchen opti schen Signalübertragungssystem wird im allgemeinen ein Trägerfrequenzsignal erzeugt, welches mit der elektri schen Information frequenzmoduliert wird und ein opti sches Sendebauelement mit dem frequenzmodulierten Si gnal beaufschlagt, welches die optische Information ausstrahlt und über ein optisches Kabel oder auf dem Luftweg einem Empfänger zuführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches Signalübertragungssystem anzugeben, welches durch ein fache Mittel einen großen Rauschabstand und eine mög lichst geringe Signalverzerrung aufweist. Diese Aufgabe wird durch ein optisches Signalübertragungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungs beispiel erläutert.

Ein optisches Signalübertragungssystem weist bekanntlich einen optischen Sender und einen optischen Empfänger auf. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 besteht der optische Empfänger nach der Erfindung aus einem span nungsgesteuerten Oszillator 1, einem Verstärker 2 und einem optischen Senderbauelement 3. Der spannungsge steuerte Oszillator 1 erhält eine elektrische Informa tion (z. B. von einem Rundfunkempfänger) und liefert ein mit dieser Information moduliertes Trägerfrequenz signal an den Verstärker 2, der das Senderbauelement 3 ansteuert. Das Senderbauelement 3 ist beispielsweise eine LED oder LD. Das Senderbauelement 3 strahlt Licht aus, welches mit der erhaltenen Information moduliert ist. Die Übertragung des modulierten Lichtes zum opti schen Empfänger kann durch ein optisches Kabel oder auf dem Luftweg erfolgen.

Der optische Empfänger der Fig. 1 weist ein optisches Empfängerelement 4, einen Verstärker 5 sowie eine PLL- Schaltung auf, die aus dem Phasendetektor 6, dem Tief paß 7, dem Verstärker 8 und dem spannungsgesteuerten Oszillator 9 besteht. Beim optischem Empfänger der Fig. 1 steuert das optische Empfängerelement 4 den Ver stärker 5 und der Verstärker 5 steuert den Phasendetek tor 6 der PLL-Schaltung. Das Ausgangssignal des Phasen detektors 6 wird dem Tiefpaß 7 zugeführt, der den Verstärker 8 ansteuert. Das Ausgangssignal des Verstärkers 8 steuert einen elektrischen Empfänger (z. B. Lautspre cher), der die elektrische Information (Nutzsignal), die dem optischen Sender zugeführt wurde, hörbar oder sichtbar macht. Das Ausgangssignal des Verstärkers 8 wird außerdem dem spannungsgesteuerten Oszillator 9 (VCO) zugeführt, so daß eine Regelschleife zustande kommt. Durch die Regelschleife ist gewährleistet, daß beide Oszillatoren (1, 9) synchron zueinander laufen. Bei der Schaltung der Fig. 1 wird erfindungsgemäß mit einem Hub gearbeitet, der größer als 20% ist. Der Hub der Schaltung der Fig. 1 beträgt beispielsweise 80%. Unter einem Hub ist bei einer Trägerfrequenzmodulation bekanntlich die Auslenkung der Momentanfrequenz von der Ruhefrequenz zu verstehen.

Die Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines optischen Signalübertragungssystems nach der Erfindung, bei dem zusätzlich eine Pre- und Deemphase vorgesehen ist. Der optische Sender der Fig. 2 weist einen Ver stärker 10 am Eingang auf, der das dem optischen Sender zugeführte elektrische Signal verstärkt. Das verstärkte elektrische Signal wird nach der Fig. 2 eine Schal tungsanordnung 11 zugeführt, die die höheren Frequenzen des elektrischen Signals anhebt. Eine solche Schal tungsanordnung wird "Preemphase" genannt. Das Ausgangs signal der Schaltungsanordnung 11 wird einem Frequenz modulator 12 zugeführt, der ein Trägerfrequenzsignal erzeugt und außerdem dieses Trägerfrequenzsignal mit dem Ausgangssignal der Schaltungsanordnung 11 modu liert. Das modulierte Trägerfrequenzsignal wird einem optischen Senderbauelement 13 zugeführt, welches z. B. aus einer LED (Licht-Emittierende Diode) oder aus einer LD (Laser-Diode) besteht.

Der optische Empfänger der Fig. 2 weist ein optisches Empfängerelement 14 auf, welches beispielsweise aus einer Fotodiode oder aus einem Fototransistor besteht. Das optische Empfängerelement 14 wandelt das empfangene optische Signal in ein elektrisches Signal um. Der FM- Demodulator 15 entfernt von empfangenen elektrischen Signal die Trägerfrequenz, während die nachgeschaltete Deemphase-Schaltung 16 die Verzerrungen beseitigt, die die Preemphase-Stellung 11 auf der Senderseite vorge nommen hat. Am Ausgang der Deemphase-Schaltung 16 er scheint das Nutzsignal, welches dem Verstärker 10 am Eingang des Senders zugeführt wurde. Auch die Schaltung der Fig. 2 wird erfindungsgemäß mit einem Hub betrie ben, der größer als 20% ist.

Die nach der Erfindung vorgesehenen optischen Signal übertragungssysteme eignen sich beispielsweise für die Übertragung von Audioinformation zu Lautsprechern in einem Kraftwagen. Bei Kraftwagen geht man heute nämlich immer mehr dazu über, die Audioinformation, die man von einem Rundfunkempfänger im Kraftwagen erhält, durch Lautsprecher zu übertragen, die nicht im Rundfunkemp fänger, sondern gesondert vom Rundfunkempfänger, bei spielsweise im Heck des Wagens, installiert sind. Da ein Rundfunkempfänger in einem Kraftwagen im allgemei nen nicht so ausgelegt ist, daß er die für die geson dert angeordneten Lautsprecherboxen erforderliche Lei stung bringt, sind Endverstärker vorgesehen, die im allgemeinen in der Nähe der Lautsprecherboxen und damit bei Anordnung der Lautsprecherboxen im Heck des Wagens im Heck angeordnet sind.

Ein Rundfunkempfänger in einem Kraftwagen wird mit ei nem im Heck befindlichen Endverstärker durch eine elek trische Leitung verbunden. Da in einem Kraftwagen eine Vielzahl von elektrischen Verbrauchern wie z. B. Servo motoren vorgesehen ist, läßt es sich nicht vermeiden, daß die Information, die vom Rundfunkempfänger zum End verstärker durch eine Leitung übertragen wird, elek trisch gestört wird. Die elektrische Störung wird bei spielsweise durch Schaltimpulse von elektrischen Ver brauchern, durch das Bürstenfeuer von Servomotoren, durch Zündimpulse des Motors sowie durch den Einfluß von elektrischen Leitungen, die ebenfalls vom Fond zum Heck des Wagens und damit parallel zu demjenigen Kabel verlaufen, welches die Radioinformation zum Endverstär ker im Heck des Wagens überträgt, verursacht.

Es besteht zwar im Prinzip die Möglichkeit, die genann ten Störeinflüsse auf die Informationsleitung zwischen Rundfunkempfänger und Endverstärker in einem Kraftwagen durch eine entsprechende Abschirmung zu reduzieren, doch ist eine konventionelle Abschirmung relativ teuer. Nach der Erfindung wird deshalb die Audioinformation vom Rundfunkempfänger zum getrennt vom Rundfunkempfän ger angeordneten Endverstärker bzw. zu entfernt vom Rundfunkempfänger angeordneten Lautsprecherboxen nicht in konventioneller Weise durch ein elektrisches Kabel übertragen, sondern durch ein optisches Signalübertra gungssystem unter Verwendung von Lichtwellenleitern, weil eine optische Information durch elektrische Stör einflüsse praktisch nicht gestört wird.

Claims

1. Optisches Signalübertragungssystem mit einem elek trisch/optischen Wandler auf der Senderseite und einem optisch/elektrischen Wandler auf der Empfängerseite, bei dem senderseitig ein Trägerfrequenzsignal erzeugt und das Trägersignal mit der elektrischen Information modu liert und das modulierte Trägerfrequenzsignal dem opti schen Sendebauelement zugeführt wird, dadurch gekennzeich net, daß zur Erzeugung des modulierten Trägerfrequenzsi gnals auf der Senderseite ein spannungsgesteuerter Oszilla tor vorgesehen ist, daß auf der Empfängerseite eine PLL-Schaltung vorgesehen ist, die einen Phasendetektor, einen Regelverstärker, einen Tiefpaß und einen spannungs gesteuerten Oszillator aufweist, und daß dem Phasendetek tor das Ausgangssignal des optischen Sendebauelements zu geführt wird.

2. Optisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der spannungsgesteuerte Oszillator auf der Senderseite und der spannungsgesteu erte Oszillator auf der Empfängerseite die gleiche Span nungs-Frequenzkennlinie aufweisen.

3. Optisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Senderseite eine Preemphase-Schaltung und auf der Empfängerseite eine Deemphase-Schaltung vorgesehen ist.

4. Optisches Signalübertragungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Empfängerseite ein Frequenzdemodulator vorgesehen ist.

5. Optisches Signalübertragungssystem nach einem der An sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhält nis von Hub zur Trägerfrequenz größer als 20% ist.

6. Optisches Signalübertragungssystem nach einem der An sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhält nis von Hub zur Trägerfrequenz im Bereich zwischen 20% und 90% liegt.

7. Optisches Signalübertragungssystem nach einem der An sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhält nis von Hub zur Trägerfrequenz größer als 60% ist.

8. Optisches Signalübertragungssystem nach einem der An sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es bei der Übertragung von Audioinformation zu getrennt vom Rundfunk empfänger angeordneten Lautsprechern in einem Kraftwagen Anwendung findet.

9. Optisches Signalübertragungssystem nach einem der An sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Informa tionsleitung zwischen Tonsignalquelle und einem Endver stärker ein optisches Kabel vorgesehen ist.