JP2001111486A - 電力・信号伝送装置 - Google Patents

電力・信号伝送装置

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JP2001111486A
JP2001111486A JP28367699A JP28367699A JP2001111486A JP 2001111486 A JP2001111486 A JP 2001111486A JP 28367699 A JP28367699 A JP 28367699A JP 28367699 A JP28367699 A JP 28367699A JP 2001111486 A JP2001111486 A JP 2001111486A
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Eiichi Muraki
栄一 村木
Minoru Shiga
稔 志賀
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 S/Nがよく、経年変化に耐える電力・信号
電送装置を得る。 【解決手段】 送信されたパルスまたは交流信号からな
る受信信号を直流電力に変換する整流器111と、受信
信号から所定の復元論理により意味のある信号列(波形
3)を復元する復調器110とを備えた受信局107で
構成される。また更に、パルスまたは交流信号を送信す
る送信局101は、意味のある信号がない無信号時に
も、パルスまたは交流信号を生成するよう所定の変調を
行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、産業システムを
構成する伝送装置における信号と電力伝送を同時に行う
長寿命な装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図10は例えば、特開平8−33106
1に示された従来の、光を利用して2つの装置間で信号
及び電力を同時に伝送する装置を示す構成図である。ま
た、図11は、その装置における伝送される光出力の例
を示すものある。図10は、一方の送信局101から他
方の受信局107へ光により信号及び電力を伝送する構
成を示している。図において、005は所定の波長の信
号光と電力光とを発光する光源、104は、一定の電力
用直流成分に信号用の交流成分を重畳させた形式で光源
005をて駆動する駆動回路、003は信号を出力する
制御回路である。また、受信局107において、012
はこの送信局から受信した信号光及び電力光を各々信号
及び電力に変換する受光器、010は電力と信号を受け
て動作する制御回路である。
【0003】図11は、図10における光源005の光
出力を、一定の直流成分の電力光と、交流成分の信号光
から形成されることを表わしている。図11において、
電力光として直流分が多く、信号光としての交流分は少
ない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の電力・信号混合
送信方式は以上のように構成されており、電力分を直流
成分で送信するので、長期にわたり装置を使用すると、
経年変化により光源の光出力が低下してしまい、特に信
号変化分も差が縮小して受信局において光出力から差分
の信号を取り出すことが困難になるという課題があっ
た。
【0005】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、S/Nを向上し、かつ経年変化に
強い光伝送装置を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電力・信
号伝送装置は、送信されたパルスまたは交流信号からな
る受信信号を直流電力に変換する整流器と、この受信信
号から所定の復元論理により意味のある信号列を復元す
る復調器とを備えた受信局で構成される。
【0007】また更に、パルスまたは交流信号を送信す
る送信局は、意味のある信号がない無信号時にも、パル
スまたは交流信号を生成するよう所定の変調を行うよう
にした。
【0008】また更に、パルスまたは交流信号を送信す
る送信局は、送信するパルスの変調度を概略100パー
セントとした。
【0009】また更に、受信局は、受信信号のレベルを
監視する電圧監視回路相当と、この電圧監視回路相当の
出力を送信局に帰還通知する駆動回路とを備え、送信局
は、帰還通知された受信局での受信信号のレベルに応じ
てパルスまたは交流信号の電力を制御するようにした。
【0010】また更に、復調器は、ダイオードとコンデ
ンサとで構成した。
【0011】
【発明の実施の形態】実施の形態1.電力伝送を行ない
つつ、しかも信号変化分を拡大して信頼性を高めた光伝
装置を説明する。図1はこの発明の実施の形態1におけ
る送信局、受信局から成る光伝送装置の構成を示す図で
ある。図において、101は電力源を持つ送信局で、そ
の中にある102は送信信号を発生する論理回路、10
3は送信信号をパルス列に変調する変調器、104は変
調された送信信号より電気/光変換器を駆動する駆動回
路、105は電気信号を光に変換する電気/光変換器で
ある。107は電力源を持たない受信局で、106は送
信局から受信局に光を伝送する光ファイバである。ま
た、108は受信局107中にあって受信した光を電気
に変換する光/電気変換器、109は変換された電気信
号を変圧するトランス、110はトランスからの出力を
復調する復調器、111はトランスからの出力を直流電
力に変換する整流器、112は電力と復調された信号を
用い処理を行う論理回路である。また図1(B)は変調
器103の詳細構成図である。
【0012】次に上記構成の光電送装置の動作について
各部波形を示す図2も用いて説明する。送信局101に
おいて、変調器103は論理回路102の信号0入力に
対しては、図2の波形0に示す周期T間の初めのT/2
時間のみ出力する信号−パルスAに変換し、論理回路1
02の信号1入力に対しては、周期T間の終わりのT/
2時間のみ出力する信号−パルスBに変換する。即ち、
クロック1は送信局101の論理回路102の動作クロ
ック、クロック2はその2倍の周波数のクロックで、論
理回路102から変調器103への入力信号が(001
1010)であるとしている。変調器103からの電気
信号は、駆動回路104を介し電気/光変換器105で
光信号に変換され光ファイバ106に出力される。図2
の波形1は、論理回路102から出力された信号列、先
の(0011010)が変調器103で位相変調された
パルス列に変換され、光ファイバ106から出力された
場合を示している。
【0013】受信局107の光/電気変換器108は、
受信した光信号を電気信号に変換する。トランス109
は電気信号の電圧を変換する。復調器110は、受信し
た図2の波形2に示すパルス列から、T/2時間遅らせ
た図2の波形3に示すパルス列を生成する。復調器11
0は、波形2と波形3の論理ANDをとり波形4に示す
値が1の時、送信信号列が1から0に変化したことを検
出する。また、復調器110は波形2と波形3の論理O
Rをとり波形5に示す値が0の時、送信信号列がの0か
ら1に変化したことを検出する。よって復調器110に
より送信局101の論理回路102が出力した送信信号
列を復元することができ、復元した信号列を論理回路1
12に出力する。整流器111は図2の波形2に示す信
号列を直流電力に変換し論理回路112に供給する。
【0014】その構成と動作で説明したように、本構成
によれば光出力を光出力を最大出力に対して100%の
深さで変調した信号・電力重畳光を伝送できるので、送
信局101の電気/光変換器105による光出力が経年
変化により低下し光出力の振幅が低下したとしても、な
お信号光の変化は十分にあり、従って受信局107の復
調器110により送信信号を容易に復元できる。また、
無信号時は信号0を送り、有意信号の伝送開始時には、
所定ビット(例えば8ビット連続)の信号1を送って、
送信の開始を伝える運用とすればよい。
【0015】図1の構成においては、送信局101の論
理回路出力送信信号0と1に対し変調器103でそれぞ
れを2種類のパルスに変換したが、2種類のパルスの組
み合わせに変換して送る場合を説明する。図3は、この
場合における光伝送装置の構成を示す図である。図にお
いて、送信局101Bにおいて信号列生成回路301
は、論理回路102が出力する信号1ビット分を、後に
説明する01の組合せ2ビットの信号に変換して変調器
103に送る。また、受信局107Bの信号復元回路3
02は、2ビットの信号から送信局101の論理回路1
02が出力した1ビットの信号に復元し論理回路112
に出力する。変調器103と駆動回路104と電気/光
変換機105とを図ではまとめて便宜上光送信回路とし
て図示し、光/電気変換機108とトランス109と復
調器110をまとめて光受信回路と図示している。
【0016】次に動作について説明する。なお、図3
(B)の波形図の丸1ないし丸5の波形は、図3(A)
の対応位置での波形である。信号列生成回路301は、
送信局101の論理回路102が出力する送信信号0に
対して(1、1)の列に、まず、有為の信号を送出する
期間か否かを丸2のレベルで通知する。図3(B)では
真中の3区間が有意信号期間である。そしてその間、送
信信号1に対して(1、0)の列に変換し駆動回路10
4に出力する。例えば丸3の出力列となる。また論理回
路102Bが信号を出力せずに受信局107Bに電力の
み供給し動作させたい場合、丸2レベルを0とし、信号
列生成回路301は(0,1)の列を変調器103に出
力する。図3(B)の最初の2区間と終りの2区間の丸
3の信号である。受信局107Bの復調器110は実施
形態1で示す動作を行う。信号復元回路302は、もし
丸5で有意信号区間であるレベル1と検出すれば、論理
回路112に対して図3(B)の丸4の出力をする。丸
5でレベル0を検出すれば、有意区間ではないので、論
理回路112に対して丸4の信号を出力しない。また、
電力のみを伝送するパルス列は有意信号を送っている場
合のパルス列と比べると、約2T周期の低い周波数とな
る。
【0017】以上のように送信を2ビットの信号列を用
いて行うことで、論理回路102出力の送信信号に加え
電力供給のみの信号を伝送することができ、受信局10
7が送信信号を受け取る必要がない場合でも電力のみ供
給し、動作させることが可能である。
【0018】実施の形態2.本実施の形態においては、
受信局において電力を受け取った結果の電圧を確認する
手段を備えた構成を説明する。
【0019】図4は本実施の形態における光伝送装置の
構成を示す図である。図において、401は受信した光
から電力と信号を出力する受信回路、402は受信回路
401出力電力の電圧を監視し電圧低下異常信号を出力
する電圧監視回路、403は電圧監視回路402の出力
信号を入力とし電気/光変換器を駆動する駆動回路、4
04は光を出力する電気/光変換器である。また405
は電気/光変換器の光出力を送信局101Cに伝送する
光ファイバで、406は光ファイバからの入力を電気信
号に変換し論理回路102Cに出力する光/電気変換器
である。
【0020】次に動作について説明する。受信局107
Cの電圧監視回路402が受信回路401出力電力の電
圧低下を検出した場合、電圧低下異常信号を発生して、
駆動回路403、電気/光変換器404、光ファイバ4
05、光/電気変換器406を介して、送信局101C
の論理回路102Cに受信局107Cの電圧低下異常を
通知する。論理回路102Cは、異常を通知されると駆
動回路407を制御し送信局101Cの電気/光変換器
105の光出力を上げる。
【0021】以上説明したように、受信局107Cの供
給電力の電圧低下を送信局101Cに通知する手段を備
え、対応して送信局の電気/光変換器の出力を上げる構
成としたので、送信局101Cの経年変化による光出力
低下を補正することができ、送信局101Cは受信局1
07Cに対し常に必要な電力を供給することができる。
なお、電圧監視回路402が電圧低下の監視のみをする
ことに代えて、規定の電圧範囲内に保たれていることを
監視する、つまり一定範囲内に電圧が保持されているこ
とを監視するようにし、送信局101Bはこれを受け
て、電気/光変換器出力を、強弱の両方向に制御するよ
うにしてもよい。
【0022】図4の構成では、受信局の電圧監視回路が
電圧の低下を検出し、送信局に電圧低下異常を通知して
いた。これを、受信局の受信回路が受けた出力電力のレ
ベル低下をディジタル数値で得て、その値を送信局に転
送し、送信局側でディジタル電圧値を判断して電気/光
変換器105の出力を制御するようにしてもよい。図5
は、その構成を示す図であり、図において、実施の形態
4を示すものであり、501は受信回路401の出力電
力の電圧を入力とし、ディジタル化した電圧値を出力す
るAD変換器、502はAD変換器501の出力をシリ
アルデータに変換する機能を備えた駆動回路である。
【0023】図からも動作は容易に推定できるが、簡単
に要点を述べる。受信局107DのAD変換器501
は、受信回路401の出力電力の電圧を電圧値データに
変換し、駆動回路502に出力する。送信局101Dの
論理回路102は、受信局107Dの電圧値が設定電圧
値以下であると判断した場合、駆動回路407を制御し
て光出力を上昇させる。こうしても効果は同じで、経年
変化による出力低下を補正できる。また、図4の電圧監
視回路402と駆動回路407Cの組と同様、電圧を一
定範囲内に保持されるよう、上限と下限の双方を制御す
るようにしてもよい。
【0024】本実施の形態において、電圧確認は、シス
テムで定めたタイミングで図3、図4に示す帰還通知を
行うしかない。そこで、電圧低下の検出のタイミングを
取り易くした構成を説明する。図6は、受信局における
論理回路のデータも、送信局側に伝える構成を示す図に
おいて、601は受信局107Eにおいて電圧監視回路
402の電圧低下異常出力と論理回路112の処理デー
タを入力とし、電気/光変換器404を駆動する駆動回
路である。この構成により、送信局101Eの論理回路
102は受信局107Eの処理データと電圧低下異常を
受信する。
【0025】駆動回路601は入力された受信局107
の処理データのステータスに、電圧低下異常信号の値を
反映し出力する。駆動回路601の出力は電気/光変換
器404、光ファイバ405、光/電気変換器406を
介し送信局の論理回路102で受信され、データ処理お
よび電圧低下異常処理を行う。データ処理の不一致を引
き起こすほどの大幅な電圧低下がなくとも、データ処理
のタイミングから、電圧低下を監視する電圧監視回路4
02相当の経路のデータを取り込むタイミングが容易に
判り、従って電圧低下検出が容易になる。
【0026】図6の構成において受信局107Eの処理
データのステータスに電圧低下異常検出の結果をステー
タスビットとして付加し送信局101Eに返信して、ス
テータスビットを検出構成としてもよい。
【0027】実施の形態3.受信局において受け取った
電圧の低下を受信局側のみでも補正ができる構成を説明
する。図7は本実施の形態における光伝送装置の構成を
示す図である。図において、701は受信局107Eの
受信回路401の電力出力に付加したDC−DCコンバ
ータである。こうすることで、DC−DCコンバータ7
01の定電圧出力機能により論理回路112への供給電
力の電圧は一定に保たれ、受信局107の信頼性が増
す。また、電圧監視回路402から送信局への帰還通知
のバックアップにもなる。
【0028】先の各図の構成によれば、受信局の電圧を
監視制御するために、本来の順方向伝送のための光ケー
ブルの他に、受信局から送信局へ帰還通知をするための
光ケーブルが必要であった。これらの相互伝送を1本の
ケーブルで行う構成を説明する。図8は本実施の形態に
おける他の光伝送装置の構成を示す図である。即ち、送
信局101Gと受信局107G間の光ファイバの両端に
分光器901と光合成器902を設けている。送信局1
01Gと受信局107Gそれぞれの電気/光変換器は、
伝送用の光波長を各別のものとし、1本の光ファイバ9
03に2つの波長の光を双方向に伝送する。送信局10
1Gは分光器901で受信光を分離する。受信局107
Gは光合成器902にて光ファイバ903へ光を伝送す
る。送信局101Gからは信号と電力を、受信局107
Gからは電圧監視信号または処理データを送信する。以
上のように、電圧監視機能をもつ信号と電力の光伝送装
置を、1本の光ファイバ903で実装でき、装置の設置
保守を簡単にできる。
【0029】なお、各実施の形態の各図に示した受信回
路401は、図1、図3で示したトランス109および
整流器111を持たずに、図9に示すように、ダイオー
ド801と電力安定用のコンデンサ802とで構成して
もよい。
【0030】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、伝送を
パルス列で行い、所定の復元論理で復調する復調器を用
いたので、S/Nがよく、長期間使用しても信号検出能
力が低下しないという効果がある。
【0031】また更に、電圧監視回路相当を設けて帰還
制御するようにしたので、更に安定した動作が得られる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1における光伝送装置
の構成図である。
【図2】 実施の形態1における光伝送装置各部の波形
を示す説明図である。
【図3】 実施の形態1における他の光伝送装置の構成
図である。
【図4】 この発明の実施の形態2における光伝送装置
の構成図である。
【図5】 実施の形態2における他の光伝送装置の構成
図である。
【図6】 実施の形態2における他の光伝送装置の構成
図である。
【図7】 この発明の実施の形態3における光伝送装置
の構成図である。
【図8】 実施の形態3における他の光伝送装置の構成
図である。
【図9】 実施の形態1ないし3における他の復調器の
構成図である。
【図10】 従来の光伝送装置の構成図である。
【図11】 従来の光伝送装置の出力波形を示す説明図
である。
【符号の説明】
101,101B,101C,101D,101E,1
01F,101G 送信局、102,102B,102
C,102D,102E,102F,102G論理回
路、103 変調器、104 駆動回路、107,10
7B,107C,107D,107E,107F,10
7G 受信局、109 トランス、110 復調器、1
11 整流器、401 受信回路、402 電圧監視回
路、403 駆動回路、407 駆動回路、501 A
/D変換器、502 駆動回路、601 駆動回路、7
01 DC−DCコンバータ、801 ダイオード、8
02 コンデンサ。
フロントページの続き Fターム(参考) 2F073 AA40 AB02 AB03 AB12 BB06 BC04 CC14 CC20 CD11 DD01 FH01 GG01 GG07 5K002 AA01 AA03 BA04 CA02 DA05 FA01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信されたパルスまたは交流信号からな
    る受信信号を直流電力に変換する整流器と、 上記受信信号から所定の復元論理により意味のある信号
    列を復元する復調器とを備えた受信局で構成される電力
    ・信号伝送装置。
  2. 【請求項2】 パルスまたは交流信号を送信する送信局
    は、意味のある信号がない無信号時にも、パルスまたは
    交流信号を生成するよう所定の変調を行うようにしたこ
    とを特徴とする請求項1記載の電力・信号伝送装置。
  3. 【請求項3】 パルスまたは交流信号を送信する送信局
    は、送信するパルスの変調度を概略100パーセントと
    したことを特徴とする請求項1記載の電力・信号伝送装
    置。
  4. 【請求項4】 受信局は、受信信号のレベルを監視する
    電圧監視回路相当と、該電圧監視回路相当の出力を送信
    局に帰還通知する駆動回路とを備え、 送信局は、上記帰還通知された受信局での受信信号のレ
    ベルに応じてパルスまたは交流信号の電力を制御するよ
    うにした請求項1記載の電力・信号伝送装置。
  5. 【請求項5】 復調器は、ダイオードとコンデンサとで
    構成したことを特徴とする請求項1記載の電力・信号伝
    送装置。
JP28367699A 1999-10-05 1999-10-05 電力・信号伝送装置 Withdrawn JP2001111486A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101090294B (zh) * 2006-06-13 2012-10-24 夏普株式会社 光学无线通信装置
JP5536209B2 (ja) * 2010-06-14 2014-07-02 富士通テレコムネットワークス株式会社 光伝送システム

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