DE3930069A1

DE3930069A1 - Optical signal transmission system using modulated carrier - has ratio of signal magnitude to frequency of above 20 per cent

Info

Publication number: DE3930069A1
Application number: DE19893930069
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

Abstract

The transmission system has an electrooptical transducer (3) at the transmission end and an optoelectrical transducer (4) at the reception end, between which a modulated carrier frequency is transmitted. The ratio of the carrier signal magnitude to the frequency is above 20 per cent and pref lies between 20 per cent and 90 per cent. The modulated carr1er frequency is provided by a voltage-controlled oscillator (1) coupled on the reception side to the electrooptical transducer (3) via an intermediate amplifier (2). The optoelectrical transducer (4) is coupled via an amplifier to a phase-locked loop containing a phase detector (6), a low-pass filter (7), an amplifier (8) and a second voltage-controlled oscillator (9). USE - For use between car radio and rear loudspeakers.

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, welche die optische Information ausstrahlt und über ein optisches Kabel oder auf dem Luftweg einem Empfänger zugeführt.A distinction is made in modern communications technology between electrical information transmission and opti sher information transfer. The optical informa tion transmission takes place through an optical cable or on the airway. With an optical signal transmission electrical system is converted into a converted optical information, the optical informa tion fed to an optical receiver and the emp captured optical information back into an electrical Information transformed back. With such an opti signal transmission system is generally a Carrier frequency signal generated, which with the electri information is frequency modulated and an opti cal transmission component with the frequency-modulated Si gnal acts upon which the optical information emits and over an optical cable or on the Air to a receiver.

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.The invention has for its object an optical Specify signal transmission system, which by a multiple means a large signal-to-noise ratio and a possible has minimal signal distortion. This task is using an optical signal transmission system solved the features of claim 1.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungs beispiel erläutert.The invention is based on an embodiment example explained.

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.As is known, an optical signal transmission system has an optical transmitter and an optical receiver. In the embodiment of FIG. 1, the optical receiver according to the invention consists of a voltage-controlled oscillator 1 , an amplifier 2 and an optical transmitter component 3rd The voltage-controlled oscillator 1 receives electrical information (e.g. from a radio receiver) and supplies a carrier frequency signal modulated with this information to the amplifier 2 , which controls the transmitter component 3 . The transmitter component 3 is, for example, an LED or LD. The transmitter component 3 emits light which is modulated with the information received. The transmission of the modulated light to the optical receiver's can be done by an optical cable or by air.

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 optischen 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 Ver stärker 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 Montagefrequenz von der Ruhefrequenz zu verstehen.The optical receiver of FIG. 1, an optical receiver element 4, an amplifier 5, and a PLL circuit, which from the phase detector 6, the low pass 7, the amplifier 8 and the voltage controlled oscillator 9 is composed. In the optical receiver of Fig. 1, the optical receiver element 4 controls the more Ver 5 and the amplifier 5 controls the Phasendetek gate 6 of the PLL circuit. The output signal of the phase detector 6 is fed to the low-pass filter 7 , which drives the United 8 stronger. The output signal of the amplifier 8 controls an electrical receiver (z. B. loudspeaker), which makes the electrical information (useful signal) that was supplied to the optical transmitter audible or visible. The output signal of the amplifier 8 is also fed to the voltage controlled oscillator 9 (VCO), so that a control loop is formed. The control loop ensures that both oscillators 1, 9 run synchronously with one another. In the circuit of FIG. 1, a stroke is used according to the invention which is greater than 20%. The stroke of the circuit of Fig. 1 is for example 80%. In the case of carrier frequency modulation, a stroke is understood to mean the deflection of the assembly frequency from the idle frequency.

Die Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines optischen Signalübertragungsystems 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 einer 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. Fig. 2 shows another embodiment of an optical signal transmission system according to the invention, a pre- and de-emphasis is additionally provided at the. The optical transmitter of FIG. 2 has a amplifier 10 at the input which amplifies the electrical signal supplied to the optical transmitter. The amplified electrical signal is fed to a circuit arrangement 11 according to FIG. 2, which raises the higher frequencies of the electrical signal. Such a circuit arrangement is called "preemphasis". The output signal of the circuit 11 is supplied to a frequency modulator 12, which generates a carrier frequency signal, and furthermore, this carrier frequency signal modu lines with the output signal of the circuit arrangement. 11 The modulated carrier frequency signal is fed to an optical transmitter component 13 , which, for. B. consists of an LED (light-emitting diode) or an LD (laser diode).

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 vom empfangenen elektrischen Signal die Trägerfrequenz, während die nachgeschaltete Deemphase-Schaltung 16 die Verzerrungen beseitigt, die die Preemphase-Schaltung 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 erfindungsgeäß mit einem Hub betrie ben, der größer als 20% ist.The optical receiver of FIG. 2 has an optical receiver element 14 , which consists, for example, of a photodiode or a phototransistor. The optical receiver element 14 converts the received optical signal into an electrical signal. The FM demodulator 15 removes the received electrical signal from the carrier frequency, while the downstream de-emphasis circuit 16 eliminates the distortions that the pre-emphasis circuit 11 has undertaken on the transmitter side. At the output of the de-emphasis circuit 16 it appears the useful signal which was fed to the amplifier 10 at the input of the transmitter. The circuit of FIG. 2 is operated according to the invention with a stroke that is greater than 20%.

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.The optical signal provided according to the invention Transmission systems are suitable for example for the Transmission of audio information to speakers in a car. With motor vehicles you go today more and more about that, the audio information that one of receives a radio receiver in the motor vehicle To transmit speakers that are not in broadcasting temp catcher, but separately from the radio receiver, at for example in the rear of the car. There a radio receiver in a motor vehicle in general NEN is not designed so that it for the Geson arranged loudspeakers required lei Stung brings, power amplifiers are provided, which in general near the speakers and so when arranging the loudspeakers in the rear of the car are arranged in the rear.

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 Endverstärker im Heck des Wagens überträgt, verursacht.A radio receiver in a motor vehicle comes with an egg nem in the rear power amplifier by an elec trical line connected. Because in a motor vehicle Variety of electrical consumers such. B. Servo motors is provided, it cannot be avoided that the information coming from the radio receiver to the end amplifier is transmitted through a line, elek is disturbed. The electrical disturbance is at for example, by switching pulses from electrical ver by the brush fire of servomotors, by ignition pulses from the engine and by the influence of electrical lines, which also from the rear to The rear of the car and therefore parallel to that cable the radio information to the power amplifier in the rear of the car.

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.In principle, there is the possibility of the named interferences on the information line between Radio receiver and power amplifier in a motor vehicle by reducing the shielding, however, conventional shielding is relatively expensive. According to the invention, therefore, the audio information from the radio receiver to separate from the radio receiver ger arranged power amplifier or too far from Radio receivers not arranged loudspeakers in a conventional way through an electrical cable transmitted, but by an optical signal transmission system using optical fibers, because optical information is caused by electrical interference influences are practically not disturbed.

Claims

1. Optical signal transmission system with an electrical / optical converter on the transmitter side and an optical / electrical converter on the receiver side, in which a carrier frequency signal is generated on the transmitter side and the carrier signal is modulated with the electrical information and the modulated carrier frequency signal is supplied to the optical transmitter component, thereby ge indicates that the ratio of stroke to carrier frequency is greater than 20%.

2. Optical signal transmission system according to claim 1, characterized in that the ratio of stroke to Carrier frequency is in the range between 20% to 90%.

3. Optical signal transmission system according to claim 1 or 2, characterized in that the ratio of Stroke to the carrier frequency is greater than 60%.

4. Optical signal transmission system according to one of the Claims 1 to 3, characterized in that the Er generation of the modulated carrier frequency signal transmitter provided a voltage controlled oscillator is.

5. Optical signal transmission system according to one of the Claims 1 to 4, characterized in that on the A PLL circuit is provided on the receiving side a phase detector, a control amplifier, one Low pass and a voltage controlled oscillator points, and that the phase detector the output signal of the optical receiver component is supplied.

6. Optical signal transmission system according to one of the Claims 1 to 5, characterized in that the voltage controlled oscillator on the transmitter side and the voltage controlled oscillator on the receiver the same voltage-frequency characteristic sen.

7. Optical signal transmission system according to one of the Claims 1 to 6, characterized in that on the Transmitter a pre-emphasis circuit and on the emp a de-emphasis circuit is provided on the catcher side.

8. Optical signal transmission system according to one of the Claims 1 to 7, characterized in that on the A frequency demodulator is provided on the receiver side.

9. Optical signal transmission system according to one of the Claims 1 to 8, characterized in that it the transmission of audio information to separate from the Radio receiver arranged speakers in one Motor vehicle application.

10. Optical signal transmission system according to claim 9, characterized in that as an information line between the audio signal source and a power amplifier optical cable is provided.