JP2006262353A

JP2006262353A - 光受信機

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Publication number: JP2006262353A
Application number: JP2005080031A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Umishita; 義弘海下
Original assignee: Yagi Antenna Co Ltd
Current assignee: Yagi Antenna Co Ltd
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2006-09-28
Anticipated expiration: 2025-03-18
Also published as: JP4620509B2

Abstract

【課題】光信号を受信する光受信機において、光送信機側の信号入力レベルを変更した場合でも、新たな適正光入力レベル範囲に容易に適応できるようにする。
【解決手段】光入力信号を電気信号に変換する光電変換素子５１の信号出力側に光電制御回路５４を設ける。光電制御回路５４は、複数の運用レベルに対応できるように切替スイッチ５５により動作レベルを切替える構成となっており、光電変換素子５１で変換された電気信号を利得調整増幅回路５６に入力すると共に、切替スイッチ５５により設定された運用レベルで受光電圧を検知して利得調整増幅回路５６の利得を調整する。そして、システムの運用レベルが変更され、光送信機の電気信号入力レベルが変更された場合、切替スイッチ５５を切替えて動作レベルを新たな運用レベルに合わせ、何れの運用レベルが選択された場合でも利得調整増幅回路５６から同じレベルの電気信号が出力されるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばＣＡＴＶシステムにおいて、光送信機から光ファイバーケーブルにより送られてくる光信号を集合住宅や一般加入者宅等において受信する光受信機に関する。

従来、ＣＡＴＶシステムでは、一般にヘッドエンド装置に接続される幹線に光ファイバーケーブルを使用し、この光ファイバーケーブルとシステム加入者とを同軸ケーブルにより接続している。すなわち、幹線においては通信速度の速い光ファイバーケーブルにより信号を伝送し、幹線とシステム加入者宅との間では同軸ケーブルにより信号を伝送している。

しかし、近年、ＣＡＴＶシステムでは、アナログＴＶ放送や衛星放送の他に地上波デジタルＴＶ放送の伝送、更にはインターネットなどの情報伝送を行なうようになり、大容量で且つ高速の伝送が必要となり、また、加入者においても高速伝送機能を利用する希望者が増加している。このため最近では、個々の加入者宅まで光ファイバーケーブルを引き込み、全ての伝送路を完全に光ファイバ化したＦＴＴＦ（Fiver to the Home：ファイバ・ツー・ザ・ホーム）方式を用いるシステムが考えられている（例えば、特許文献１参照。）。

図８は、上記のようにＦＴＴＨ方式を使用するシステムにおいて、光送信機１１から出力される光信号を光ファイバーケーブル１２により光受信機１３に伝送する場合の例を示したものである。上記光送信機１１は、入力される電気信号を光信号に変換し、光ファイバーケーブル１２により光受信機１３まで伝送する。光受信機１３は、入力された光信号を電気信号に変換し、自動利得調整回路（ＡＧＣ回路）により一定レベルの信号に調整して出力する。

この場合、光受信機１３に入力する光信号の入力レベルが低すぎると雑音によって、また、光信号の入力レベルが高すぎると歪みによってＴＶ映像が乱れたり映らなくなったりする。すなわち、光受信機１３には、光入力レベルの適正範囲が存在する。上記光受信機１３は、適正範囲内で光信号が入力されると、この光信号を電気信号に変換し、利得調整増幅回路により一定のレベルにして出力する。
米国特許第５８４１５６３号明細書

上記のように光受信機１３は、光ファイバーケーブル１２により送られてくる光信号を電気信号に変換し、自動利得調整回路により一定のレベルにして出力するが、この自動利得調整回路は光信号の入力レベルに連動して動作する。また、この光信号の入力レベルの適正範囲は、光送信機１１に入力する電気信号（ＴＶ信号）のレベル増減によって変わる。例えば光送信機１１に入力する電気信号のレベルを大きくすると、光受信機１３側の光入力レベルは小さくて済み、光入力レベルの適正範囲は低レベル方向に移動する。

通常の場合、光送信機１１の電気信号の入力レベルを決めてから光受信機１３の光入力レベルを定め、この光入力レベルに特化した自動利得調整回路や適正光入力レベル表示用の点灯回路が決定される。このため後から光送信機１１に対する電気信号の入力レベルを変更する場合、上記所定の光入力レベルに特化した光受信機１３はそのまま使用することができず、新たな適正光入力レベル範囲に適した別の光受信機に置き換える必要がある。

上記のように従来の光受信機１３は、光送信機１１に対する電気信号の入力レベルを変更すると、適正光入力レベル範囲の移動に対応することができないので、新たな適正光入力レベル範囲に適した別のものに交換しなければならず、設置費用が非常に高価になるという問題があった。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、光送信機に対する電気信号の入力レベルを変更した場合でも、新たな適正光入力レベル範囲に容易に適応でき、設置費用を低減し得る光受信機を提供することを目的とする。

第１の発明に係る光受信機は、光入力信号を電気信号に変換する光電変換素子と、前記光電変換素子により変換された電気信号のレベルを調整して出力する利得調整増幅回路と、前記光電変換素子により変換された電気信号のレベルを検知する信号レベル検知手段と、前記信号レベル検知手段の信号検知レベルを複数の段階に切替設定するレベル設定手段と、前記信号レベル検知手段により検知された信号レベルに応じて前記利得調整増幅回路の信号出力レベルを制御する制御手段とを具備することを特徴とする。

第２の発明に係る光受信機は、光入力信号を電気信号に変換する光電変換素子と、前記光電変換素子により変換された電気信号のレベルを調整して出力する利得調整増幅回路と、前記光電変換素子により変換された電気信号のレベルを検知する信号レベル検知手段と、前記信号レベル検知手段の信号検知レベルを複数の段階に切替設定するレベル設定手段と、前記信号レベル検知手段により検知された信号レベルに応じて前記利得調整増幅回路の信号出力レベルを制御する制御手段と、前記信号レベル検知手段により検知された信号レベルに応じて駆動される発光素子とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、光電変換素子により変換された電気信号のレベルを検知する信号レベル検知手段を設けると共に、前記信号レベル検知手段の信号検知レベルを複数の段階に切替設定するレベル設定手段を設けることによって複数の運用レベルに対応することができ、システムの稼働中において運用レベルを変更する場合に光受信機を新しく置き換える必要はなく、運用レベルを切替えるだけで対応することができ、また、光受信機の機種数を削減することが可能になる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本発明をＣＡＴＶシステムに実施した場合の概略のシステム構成図である。図１において、２０はヘッドエンド装置で、例えばＶＨＦ帯、ＵＨＦ帯のＴＶ放送電波を受信するＴＶ受信用アンテナ２１及びＢＳ（Broadcasting Satellite：放送衛星）、ＣＳ（Communications Satellite：通信衛星）等の衛星放送を受信する衛星放送受信用アンテナ２２を備えている。上記ＴＶ受信用アンテナ２１で受信された信号及び衛星放送受信用アンテナ２２で受信され、コンバータ（図示せず）により中間周波信号（ＩＦ）に変換された信号は、再送信ヘッドエンド２３に入力される。この再送信ヘッドエンド２３は、ＴＶ受信用アンテナ２１で受信されたＴＶ放送信号については、７０〜７７０ＭＨｚのＣＡＴＶの周波数帯域において所定の周波数に変換し、また、衛星放送受信用アンテナ２２のコンバータにより中間周波信号（ＩＦ）に変換された衛星放送信号については例えば１０００〜２６１０ＭＨｚの帯域において所定の周波数に変換して出力する。

上記再送信ヘッドエンド２３から出力されるＴＶ信号は、予め運用モードに応じて設定された信号レベルで光送信機２４に入力される。この光送信機２４は、再送信ヘッドエンド２３から出力されるＴＶ信号（電気信号）を例えば波長が１．５５μｍの光信号に変換してＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）合波器２５に入力する。

また、上記ヘッドエンド装置２０には、光伝送ターミナル２６が設けられる。この光伝送ターミナル２６は、上記ＷＤＭ合波器２５と外部の光ネットワーク２７との間に接続され、例えば下り信号が１．４９μｍ、上り信号が１．３１μｍの波長を使用して光信号による通信を行なう。

上記ＷＤＭ合波器２５は、光送信機２４からの１．５５μｍの光信号（映像信号）と光伝送ターミナル２６が使用する１．４９μｍ（下り）及び１．３１μｍ（上り）の光信号（通信信号）とを波長分割多重し、光ファイバーケーブル３１に出力する。この光ファイバーケーブル３１は、ヘッドエンド装置２０と加入者宅４０との間に敷設されるもので、その途中に設けられるスプリッタ３２により複数に分岐される。

上記光ファイバーケーブル３１は、加入者宅４０において成端箱４１に接続される。また、この成端箱４１には、加入者宅４０内に設けられるＷＤＭフィルタ４２が接続される。このＷＤＭフィルタ４２は、光ファイバーケーブル３１により伝送される多重信号の中から１．４９μｍの光信号（通信用下り信号）を選択して通信用光端末４３に入力すると共に、通信用光端末４３から出力される１．３１μｍの光信号（通信用上り信号）を選択して光ファイバーケーブル３１へ出力する。また、ＷＤＭフィルタ４２は、光ファイバーケーブル３１により伝送される多重信号の中から１．５５μｍのＴＶ信号を選択して光受信機（V-ONU：Video Optical Network Unit）４５に入力する。

上記通信用光端末４３には、端末装置例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）４４が接続される。上記通信用光端末４３は、光ファイバーケーブル３１からＷＤＭフィルタ４２を介して入力される下りの光信号を電気信号に変換してパーソナルコンピュータ４４に入力し、また、パーソナルコンピュータ４４から出力される上りの電気信号を光信号に変換し、ＷＤＭフィルタ４２を介して光ファイバーケーブル３１に出力する。上記パーソナルコンピュータ４４は、光ファイバーケーブル３１により伝送される下り信号（１．４９μｍの光信号）及び上り信号（１．３１μｍの光信号）を使用して例えばインターネットによる通信を行なう。

また、上記光受信機４５には、ＴＶ受信機４６が接続される。このＴＶ受信機４６は、例えばアナログＴＶ放送、デジタルＴＶ放送、衛星放送等に対する受信機能を備えている。上記光受信機４５は、例えば１．３１μｍ及び１．５１μｍの光波長の受信機能を備えると共に、受信した光信号を例えばＣＡＴＶ用の７０〜７７０ＭＨｚ及びＣＳ・ＢＳ−ＩＦ（衛星放送）用の１０００〜２６１０ＭＨｚの周波数帯域の電気信号に変換する機能を備え、変換した電気信号を増幅してＴＶ受信機４６へ出力する。そして、上記光受信機４５は、運用レベルに応じて適正光入力レベル範囲をスイッチにより切替える機能を備えたもので、その詳細については後述する。

図２は、上記光受信機４５の基本的な回路構成図である。図２において、５１は例えばフォトダイオードを使用した光電変換素子で、上記ＷＤＭフィルタ４２の出力端に光ファイバーを介して接続され、ＷＤＭフィルタ４２により選択された光信号を電気信号に変換する。上記光電変換素子５１は、カソードに電源電圧Ｖｃｃが供給され、アノードが抵抗５２を介して接地される。上記光電変換素子５１は、電源電圧Ｖｃｃによって逆バイアス電圧が印加されているので、光信号が入力されると、その強さに応じて電流が流れ、抵抗５２の両端に電圧Ｖ_０が発生する。この抵抗５２に生じる電圧Ｖ_０は、直流成分と高周波成分からなっている。上記抵抗５２の両端に生じた電圧Ｖ_０は、光電制御回路５４に入力されると共に利得調整増幅回路５６に入力される。

上記光電制御回路５４には、運用レベルに応じて動作レベルを切替える切替スイッチ５５が設けられる。光電制御回路５４は、切替スイッチ５５により設定された運用レベルで、抵抗５２の両端に生じた電圧Ｖ_０の直流電圧、すなわち、光電変換素子５１における受光電圧（直流成分）を検知し、運用レベルに対応する制御信号を利得調整増幅回路５６へ出力する。

また、上記光電制御回路５４には、光入力信号のレベル検知用の発光素子例えば発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２が接続される。発光ダイオードＬＥＤ１は、光電変換素子５１に対する光信号の過入力状態を知らせるためのものであり、発光ダイオードＬＥＤ２は光電変換素子５１への光信号が適正レベル以上で入力している状態を知らせるためのものである。

上記利得調整増幅回路５６は、抵抗５２の両端に生じた電圧Ｖ_０の高周波成分を取り出して増幅する増幅回路であり、上記光電制御回路５４から与えられる制御信号に従って利得を調整し、常に一定レベルの信号を出力する。上記利得調整増幅回路５６の出力信号は、信号出力端子５７からＴＶ受信機４６へ送られる。

上記のように光受信機４５は、図１のヘッドエンド装置２０に設けられている光送信機２４の運用状態に合わせて光電制御回路５４の切替スイッチ５５を切替えることにより、光送信機２４の運用モードが変更になった場合でも、利得調整増幅回路５６から常に一定レベルの高周波信号を出力するように構成される。

図３は、光受信機４５を２パターンの運用レベルに対応させた場合の設定例を示したものである。この例では、上記光送信機２４への電気信号入力レベルとして７０ｄＢμＶ（運用１）と８０ｄＢμＶ（運用２）を想定している。光受信機４５は、光送信機２４への電気信号入力レベルに応じて切替スイッチ５５により運用１と運用２とを切替える。

光受信機４５を切替スイッチ５５により運用１に切替えた場合、適正光入力レベル範囲は「−５〜０ｄＢｍＷ」であり、利得調整増幅回路５６の電気信号出力レベルは「８０ｄＢμＶ」である。

また、光受信機４５を切替スイッチ５５により運用２に切替えた場合、適正光入力レベル範囲は「−８〜−３ｄＢｍＷ」であり、そのときの利得調整増幅回路５６の電気信号出力レベルは「８０ｄＢμＶ」である。

上記のように光送信機２４の運用レベル、すなわち光送信機２４への電気信号入力レベルが変更になった場合でも、切替スイッチ５５により光受信機４５の運用を切替えることにより、利得調整増幅回路５６の電気信号出力レベルを一定に保持することができる。例えばシステムの運用レベルが「運用１」に設定されて光送信機２４への電気信号入力レベルが「７０ｄＢμＶ」であるとき、光受信機４５への適正光入力レベル範囲は「−５〜０ｄＢｍＷ」となっている。この場合の利得調整増幅回路５６の電気信号出力レベルは「８０ｄＢμＶ」である。

上記の状態で光送信機２４の運用レベルを「運用２」とし、光送信機２４への電気信号入力レベルを「８０ｄＢμＶ」に設定すると、光受信機４５への光入力レベル範囲が低い方へ移動する。このとき光受信機４５の運用レベルを切替スイッチ５５により「運用２」に切替えると、光受信機４５への適正光入力レベル範囲が「−８〜−３ｄＢｍＷ」となり、光受信機４５への光入力レベルが低くなっても利得調整増幅回路５６の電気信号出力レベルを「運用１」と同じ「８０ｄＢμＶ」に保つことができる。

上記のように光受信機４５は、切替スイッチ５５の切替えによって複数の運用レベルに対応できるので、システムの稼働中において運用レベルを変更する場合に光受信機４５を新しく置き換える必要はなく、切替スイッチ５５を切替えるだけで対応でき、設置費用を低減することができる。また、光受信機４５を切替スイッチ５５によって複数の運用レベルに対応可能とすることにより、光受信機４５を製作する際に機種数を削減することができる。

図４は、上記光受信機４５の詳細な回路構成図である。
図４において、光電変換素子５１は、上記したようにＷＤＭフィルタ４２から光ファイバーを介して送られてくる光信号（ＴＶ信号）を電気信号に変換するもので、カソードに電源電圧Ｖｃｃが供給され、アノードが抵抗５２を介して接地される。上記光電変換素子５１は、電源電圧Ｖｃｃによって逆バイアス電圧が印加されているので、光信号が入力されると光信号の強さに応じて電流が流れ、抵抗５２の両端に電圧Ｖ_０が発生する。この抵抗５２に生じる電圧Ｖ_０は、上記したように直流成分と高周波成分からなっている。

そして、上記抵抗５２に生じる電圧Ｖ_０の高周波成分は、カップリングコンデンサ６１を介して信号増幅器（高周波増幅器）６２に入力される。この信号増幅器６２で増幅された高周波信号（ＴＶ信号）は、アッテネータ６３を介して信号出力端子５７から出力され、図１に示したＴＶ受信機４６へ送られる。上記カップリングコンデンサ６１、信号増幅器６２及びアッテネータ６３によって図２に示した利得調整増幅回路５６を構成しており、アッテネータ６３は、詳細を後述する演算器７１から与えられる制御信号によって減衰量が自動的に制御される。

また、上記抵抗５２に生じた電圧Ｖ_０中の直流電圧Ｖ_０ｄは、光電制御回路５４内に設けられるチョークコイル５８を介してバッファアンプ６６に入力される。また、バッファアンプ６６の入力端はコンデンサ５９を介して接地される。すなわち、上記抵抗５２に生じる電圧Ｖ_０は、チョークコイル５８及びコンデンサ５９により高周波成分が阻止され、前記電圧Ｖ_０の直流変動成分がバッファアンプ６６に入力される。このバッファアンプ６６は、入力された直流電圧Ｖ_０ｄをそのまま同じ値で出力する直流増幅回路であり、その出力信号が切替スイッチ５５の共通端子に入力される。この切替スイッチ５５は、HighとLowの切替端子を備えており、Highの切替端子と接地間に抵抗６７、６８が直列に設けられ、この抵抗６７、６８の共通接続点に上記Lowの切替端子が接続される。上記抵抗６７、６８は、例えば同じ値に設定される。

そして、上記抵抗６７、６８の共通接続点に生じる電圧がバッファアンプ７０に入力される。上記バッファアンプ７０は、上記バッファアンプ６６と同様に入力された直流電圧をそのまま同じ値で出力する直流増幅回路であり、互いの回路間の影響を防ぎ、電圧のみを伝達する働きを有している。上記バッファアンプ７０の出力電圧Ｖ_０ｄ′は、演算器７１の一方の入力端子に入力されると共に、第１電圧比較器７２及び第２電圧比較器７３の一方の入力端子に入力される。

上記演算器７１の他方の入力端子には、電源電圧Ｖｃｃを抵抗７４、７５で分圧して得た基準電圧Ｖ_Ａが入力される。演算器７１は、その出力電圧によってアッテネータ６３の減衰量を制御するもので、バッファアンプ７０から上記基準電圧Ｖ_Ａよりも大きな直流電圧Ｖ_０ｄ′が入力されると、信号増幅器６２から出力される信号電圧に対して［１／（Ｖ_０ｄ′÷Ｖ_Ａ）］倍に減衰させるようにアッテネータ６３を制御する。

また、上記抵抗７４、７５で分圧して得た基準電圧Ｖ_Ａは、第２電圧比較器７３の他方の入力端子に入力される。また、第１電圧比較器７２には、電源電圧Ｖｃｃを抵抗７６、７７で分圧して得た基準電圧Ｖ_Ｂが入力される。上記第１電圧比較器７２、７３の出力信号によって発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２が駆動される。

上記第１電圧比較器７２は、基準電圧Ｖ_Ｂよりも大きな電圧がバッファアンプ７０から入力されると発光ダイオードＬＥＤ１を点灯させ、第２電圧比較器７３は、基準電圧Ｖ_Ａよりも大きな電圧がバッファアンプ７０から入力されると発光ダイオードＬＥＤ２を点灯させる。

図５は、上記発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２の点灯状態と光信号の入力状態との対応関係を示したものである。すなわち、発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２が共に消灯している場合は、光信号が入力不足であることを示している。また、発光ダイオードＬＥＤ１が消灯し、発光ダイオードＬＥＤ２が点灯している場合は、光信号が適正入力であることを示している。そして、発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２が共に点灯している場合は、光信号が過入力であることを示している。

次に、上記図４に示した光受信機４５の動作について説明する。
図１に示したようにヘッドエンド装置２０から出力される光信号（多重信号）が光ファイバーケーブル３１を介して加入者宅４０に送られてくると、加入者宅４０内に設けられているＷＤＭフィルタ４２は、受信した光信号の中からＴＶ信号を選択して光受信機４５に入力する。

光受信機４５は、ＷＤＭフィルタ４２から光信号が入力されると、この光信号を図４に示すように光電変換素子５１によって電気信号に変換する。すなわち、光電変換素子５１には電源電圧Ｖｃｃによって逆バイアス電圧が印加されているので、光信号が入力されると光信号の強さに応じた電流が生じ、この電流が抵抗５２に流れて直流成分と高周波成分を含む電圧Ｖ_０を発生する。この電圧Ｖ_０の高周波成分がカップリングコンデンサ６１を介して取り出され、信号増幅器６２で増幅された後、アッテネータ６３で所定レベルの信号に調整されてＴＶ受信機４６（図１参照）へ送られる。

また、上記抵抗５２により生じた電圧Ｖ_０は、チョークコイル５８及びコンデンサ５９により高周波成分が阻止され、直流電圧Ｖ_０ｄがバッファアンプ６６を介して切替スイッチ５５に入力される。切替スイッチ５５がLow側に切替えられている場合は、バッファアンプ６６から出力される直流電圧Ｖ_０ｄがそのままバッファアンプ７０に入力され、バッファアンプ７０から直流電圧Ｖ_０ｄ′として出力される。従って、この場合には、Ｖ_０ｄ＝Ｖ_０ｄ′となる。

また、上記切替スイッチ５５がHigh側に切替えられている場合には、バッファアンプ６６から出力される直流電圧Ｖ_０ｄが抵抗６７、６８により１／２に分圧されてバッファアンプ７０に入力され、このバッファアンプ７０から直流電圧Ｖ_０ｄ′として出力される。従って、この場合には、Ｖ_０ｄ／２＝Ｖ_０ｄ′となる。

上記バッファアンプ７０から出力される直流電圧Ｖ_０ｄ′は、第１電圧比較器７２に入力され、電源電圧Ｖｃｃを抵抗７６、７７で分圧して得た基準電圧Ｖ_Ｂとの比較によって発光ダイオードＬＥＤ１を駆動する。また、バッファアンプ７０から出力される直流電圧Ｖ_０ｄ′は、第２電圧比較器７３に入力され、電源電圧Ｖｃｃを抵抗７４、７５で分圧して得た基準電圧Ｖ_Ａとの比較によって発光ダイオードＬＥＤ２を駆動する。

図６は、上記基準電圧Ｖ_Ａを１ボルト、基準電圧Ｖ_Ｂを２ボルトに設定した場合において、切替スイッチ５５のLow、Highにおける発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２の点灯例を示したものである。なお、光電変換素子５１に入力される光信号の変化によって、抵抗５２に生じる電圧Ｖ_０中の直流電圧Ｖ_０ｄが、０．５ボルト、１．５ボルト、２．５ボルト、４．５ボルトに変化するものとする。

まず、切替スイッチ５５をLow側に切替えた状態における発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２の点灯動作について説明する。切替スイッチ５５をLow側に切替えた状態では、抵抗５２に生じる電圧Ｖ_０中の直流電圧Ｖ_０ｄとバッファアンプ７０から出力される電圧Ｖ_０ｄ′は同じ値となる。従って、抵抗５２に生じる電圧Ｖ_０中の直流電圧Ｖ_０ｄが０．５ボルト、１．５ボルト、２．５ボルト、４．５ボルトに変化すると、バッファアンプ７０から出力される直流電圧Ｖ_０ｄ′も同様に０．５ボルト、１．５ボルト、２．５ボルト、４．５ボルトに変化する。

バッファアンプ７０の出力電圧Ｖ_０ｄ′が０．５ボルトの場合、基準電圧Ｖ_Ｂ（２ボルト）及び基準電圧Ｖ_Ａ（１ボルト）よりも低いので、第１電圧比較器７２、７３は作動せず、発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２の何れも消灯状態となり、光入力レベルが不足していることが示される。

また、バッファアンプ７０の出力電圧Ｖ_０ｄ′が１．５ボルトの場合、基準電圧Ｖ_Ｂ（２ボルト）より低く、基準電圧Ｖ_Ａ（１ボルト）よりも高くなるので、第２電圧比較器７３が作動し、発光ダイオードＬＥＤ２が点灯される。すなわち、発光ダイオードＬＥＤ１が消灯、発光ダイオードＬＥＤ２が点灯状態となり、光入力レベルが適正範囲であることが示される。

また、バッファアンプ７０の出力電圧Ｖ_０ｄ′が２．５ボルトの場合、基準電圧Ｖ_Ｂ（２ボルト）及び基準電圧Ｖ_Ａ（１ボルト）よりも高くなるので、第１電圧比較器７２、７３が作動し、発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２が共に点灯され、光入力レベルが過入力であることが示される。

更に、バッファアンプ７０の出力電圧Ｖ_０ｄ′が４．５ボルトの場合も、同様に基準電圧Ｖ_Ｂ（２ボルト）及び基準電圧Ｖ_Ａ（１ボルト）よりも高くなるので、第１電圧比較器７２、７３が作動し、発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２が共に点灯され、光入力レベルが過入力であることが示される。
上記のように切替スイッチ５５をLow側に切替えた場合、入力電圧Ｖ_０中の直流電圧Ｖ_０ｄの適正範囲は１〜２ボルトとなっている。

次に、切替スイッチ５５をHigh側に切替えた状態における発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２の点灯動作について説明する。切替スイッチ５５をHigh側に切替えると、抵抗５２に生じる電圧Ｖ_０中の直流電圧Ｖ_０ｄがチョークコイル５８及びコンデンサ５９により選択され、バッファアンプ６６を介して切替スイッチ５５に入力され、抵抗６７、６８で１／２に分圧される。そして、この分圧された直流電圧Ｖ_０ｄ／２がバッファアンプ７０に入力されて直流電圧Ｖ_０ｄ′として出力される。従って、抵抗５２に生じる電圧Ｖ_０中の直流電圧Ｖ_０ｄが０．５ボルト、１．５ボルト、２．５ボルト、４．５ボルトに変化すると、バッファアンプ７０からは０．２５ボルト、０．７５ボルト、１．２５ボルト、２．２５ボルトの直流電圧Ｖ_０ｄ′が出力される。

バッファアンプ７０の出力電圧Ｖ_０ｄ′が０．２５ボルト及び０．７５ボルトの場合、基準電圧Ｖ_Ｂ（２ボルト）、基準電圧Ｖ_Ａ（１ボルト）よりも低いので、第１電圧比較器７２、７３は作動せず、発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２の何れも消灯状態となり、光入力レベルが不足していることが示される。

また、バッファアンプ７０の出力電圧Ｖ_０ｄ′が１．２５ボルトの場合、基準電圧Ｖ_Ｂ（２ボルト）より低く、基準電圧Ｖ_Ａ（１ボルト）よりも高くなるので、第２電圧比較器７３が作動し、発光ダイオードＬＥＤ２が点灯される。すなわち、発光ダイオードＬＥＤ１が消灯、発光ダイオードＬＥＤ２が点灯状態となり、光入力レベルが適正範囲であることが示される。

また、バッファアンプ７０から出力電圧Ｖ_０ｄ′が２．５ボルトの場合、基準電圧Ｖ_Ｂ（２ボルト）及び基準電圧Ｖ_Ａ（１ボルト）よりも高くなるので、第１電圧比較器７２、７３が作動し、発光ダイオードＬＥＤ１、ＬＥＤ２が共に点灯され、光入力レベルが過入力であることが示される。
上記のように切替スイッチ５５をHigh側に切替えた場合、入力電圧Ｖ_０中の直流電圧Ｖ_０ｄの適正範囲は２〜４ボルトとなっている。

また、上記バッファアンプ７０の出力電圧Ｖ_０ｄ′は、演算器７１に入力される。この演算器７１は、上記基準電圧Ｖ_Ａとバッファアンプ７０の出力電圧Ｖ_０ｄ′とを比較し、基準電圧Ｖ_Ａよりも大きな直流電圧Ｖ_０ｄ′が入力されると、信号増幅器６２から出力される信号電圧に対して［１／（Ｖ_０ｄ′÷Ｖ_Ａ）］倍に減衰させるようにアッテネータ６３を制御する。すなわち、演算器７１は、アッテネータ６３を制御することによって信号増幅器６２の出力信号のレベル調整し、信号出力端子５７から出力される高周波信号のレベルを常に一定に保持する。

図７は、信号出力端子５７から出力される信号のレベル例、すなわち、光送信機２４への電気入力レベルが一定である時の光入力電圧と信号出力レベルとの関係を示したもので、切替スイッチ５５をLow、Highに切替えることによってそれぞれの適正範囲内で一定レベルの信号が出力される。この場合、図７では切替スイッチ５５をHighに切替えた場合に、Lowの場合に比して高いレベルの信号を出力する状態を示しているが、Highに切替える場合には、光送信機２４への電気信号入力レベルが低いレベルで運用されるので、信号出力端子５７から出力される電気信号のレベルは常に一定に保持される。

なお、上記実施形態では、光受信機４５としてＣＡＴＶ用の７０〜７７０ＭＨｚ及びＣＳ・ＢＳ−ＩＦ（衛星放送）用の１０００〜２６１０ＭＨｚの受信周波数帯域を備えているものについて示したが、ＣＡＴＶ用の７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域だけを備えたものであっても、上記実施形態と同様にして実施し得るものである。

また、上記実施形態では、切替スイッチ５５により運用レベルを２段階に切替える場合について示したが、更に多数の段階に切替えるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、切替スイッチ５５により運用レベルを切替える場合について説明したが、切替スイッチ５５の代わりに可変抵抗器を使用して運用レベルを切替えるようにしても良い。なお、可変抵抗器を使用して運用レベルを切替え設定する場合には、測定器を使用して光入力レベル等を測定する。また、測定器としては、簡易なテスターを使用して電圧換算（ｍＷからｄＢｍへの換算）による光入力レベルの測定が可能である。

また、上記実施形態では、本発明に係る光受信機をＣＡＴＶシステムにて使用する場合について示したが、その他、例えば集合住宅の共聴システム等においても使用し得るものである。すなわち、光送信機から出力される光信号を光ファイバーケーブルにより光受信機に伝送する光信号伝送システムにおいて実施し得るものである。

また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。

本発明の一実施形態に係るＣＡＴＶシステムの概略構成図である。同実施形態における光受信機の基本的な構成を示す図である。同実施形態における光受信機の運用レベルの切替設定例を示す図である。同実施形態における光受信機の詳細な構成例を示す回路図である。同実施形態に係る光受信機において、発光ダイオードの点灯状態と光信号の入力状態との対応関係を示す図である。同実施形態に係る光受信機において、切替スイッチの切替え及び光信号入力に対する発光ダイオードの点灯動作例を示す図である。同実施形態に係る光受信機において、光送信機への電気入力レベルが一定である時の光入力電圧と信号出力レベルとの関係を示す図である。従来のＦＴＴＨ方式を使用するシステムにおいて、光送信機から出力される光信号を光ファイバーケーブルにより光受信機に伝送する場合の例を示す図である。

符号の説明

１１…光送信機、１２…光ファイバーケーブル、１３…光受信機、２０…ヘッドエンド装置、２１…ＴＶ受信用アンテナ、２２…衛星放送受信用アンテナ、２３…再送信ヘッドエンド、２４…光送信機、２５…ＷＤＭ合波器、２６…光伝送ターミナル、２７…光ネットワーク、３１…光ファイバーケーブル、３２…スプリッタ、４０…加入者宅、４１…成端箱、４２…ＷＤＭフィルタ、４３…通信用光端末、４４…パーソナルコンピュータ、４５…光受信機、４６…ＴＶ受信機、５１…光電変換素子、５２…抵抗、５４…光電制御回路、５５…切替スイッチ、５６…利得調整増幅回路、５７…信号出力端子、５８…チョークコイル、５９…コンデンサ、６１…カップリングコンデンサ、６２…信号増幅器、６３…アッテネータ、６６、７０…バッファアンプ、６７、６８…抵抗、７１…演算器、７２…第１電圧比較器、７３…第２電圧比較器、７４〜７７…抵抗、ＬＥＤ１、ＬＥＤ２…発光ダイオード。

Claims

光入力信号を電気信号に変換する光電変換素子と、前記光電変換素子により変換された電気信号のレベルを調整して出力する利得調整増幅回路と、前記光電変換素子により変換された電気信号のレベルを検知する信号レベル検知手段と、前記信号レベル検知手段の信号検知レベルを複数の段階に切替設定するレベル設定手段と、前記信号レベル検知手段により検知された信号レベルに応じて前記利得調整増幅回路の信号出力レベルを制御する制御手段とを具備することを特徴とする光受信機。
光入力信号を電気信号に変換する光電変換素子と、前記光電変換素子により変換された電気信号のレベルを調整して出力する利得調整増幅回路と、前記光電変換素子により変換された電気信号のレベルを検知する信号レベル検知手段と、前記信号レベル検知手段の信号検知レベルを複数の段階に切替設定するレベル設定手段と、前記信号レベル検知手段により検知された信号レベルに応じて前記利得調整増幅回路の信号出力レベルを制御する制御手段と、前記信号レベル検知手段により検知された信号レベルに応じて駆動される発光素子とを具備することを特徴とする光受信機。