JP2685476B2 - 受信モジュール - Google Patents

受信モジュール

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JP2685476B2
JP2685476B2 JP63051756A JP5175688A JP2685476B2 JP 2685476 B2 JP2685476 B2 JP 2685476B2 JP 63051756 A JP63051756 A JP 63051756A JP 5175688 A JP5175688 A JP 5175688A JP 2685476 B2 JP2685476 B2 JP 2685476B2
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幹夫 岡本
真一 豊島
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旭化成工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、FA機器やOA機器等の一部として用いられる
光データリンクの受信モジュールに関するものである。
[従来の技術] 従来から、デジタル電気信号を伝送するためにフラッ
ト・ケーブル,同軸ケーブルやシールド付き多芯ケーブ
ルが使用されていた。ところが、20MHzを超えるような
高速信号を伝送する場合には、電気信号自体がケーブル
から輻射し電磁波となって外部に漏れるため、他の電子
部品に妨害を与える可能性があった。
このような不都合を回避するために、デジタル電気信
号を光に変換し、光ファイバを用いることが行われてい
る。
[発明が解決しようとする課題] ところが従来の光データリンクでは、直流信号から20
MHz以上までの高速信号伝送時に少なくとも6dB以上の光
量減衰が生じた場合、デューティサイクル50%の入力光
信号をデューティサイクル40%から60%の出力電気信号
に再生できるものは存在しなかった。すなわち、高速信
号伝送の可能なデータリンクを用いたときには数十Hz程
度の低速信号には対応できず、他方、数十Hzの信号伝送
に対応できるようなデータリンクを用いたときには20MH
zを越えるような高周波の伝送は不能であった。
その理由は次のとおりである。特開昭57−192155号公
報に記述されているような光受信器では受光信号のピー
ク値電圧をホールドさせ、それを基準として新たなる基
準信号を作り、信号をデジタル化しているが、上記ピー
ク電圧値を一定時間ホールドしなければならないことか
ら、その間の入力光信号の光量変化あるいは高速信号受
信による増幅器利得の低下に追随できないことになる。
特に、OAやFA等の用途にデータリンクを使用する場
合、機器に組込まれたり、建築物に固定された配線を光
伝送路として用いるのでなく、光ファイバに不定期的に
外乱が加わるような状況下で使用されるために、前記外
乱による光量変化が生じてしまい、上記の確度で信号を
再生することができないという欠点がみられた。
よって本発明の目的は上述の点に鑑み、直流から高周
波に至るまでの安定した信号伝送を可能とした受信モジ
ュールを提供することにある。
[課題を解決するための手段] かかる目的を達成するために本発明に係る受信モジュ
ールは、受光素子を有する増幅手段と、前記増幅手段の
出力電圧と第1基準電圧との比較を行う第1比較手段
と、前記増幅手段の出力のうち所定周波数以上の成分を
通過させる高域通過手段と、前記高域通過手段の出力電
圧と第2基準電圧との比較を行う第2比較手段と、前記
第1比較手段の出力と前記第2比較手段の出力の論理和
を求める論理和演算手段とを具備する。
また、本発明に係る受信モジュールは、受光素子を有
する増幅手段と、前記増幅手段の出力電圧と第1基準電
圧との比較を行う第1比較手段と、前記増幅手段の出力
のうち所定周波数以上の成分を通過させる高域通過手段
と、前記高域通過手段の出力電圧と第2基準電圧との比
較を行う第2比較手段と、前記増幅手段の出力が所定レ
ベル以上を呈しているときデジタル出力信号を送出する
第3比較手段と、前記第2比較手段の出力と前記第3比
較手段の出力の論理積を求める論理積演算手段と、前記
第1比較手段の出力と前記論理積演算手段の出力の論理
和を求める論理和演算手段とを具備する。
さらに本発明を適用した好適な実施例では、25Hzか
ら5MHzの信号速度の範囲内にある境界信号速度以上では
デューティサイクル50%の入力光信号をデューティサイ
クル40%から60%の出力電気信号に再生でき、また前記
境界信号速度未満では前記入力光信号デューティサイク
ルより前記再生信号デューティサイクルが前記入力光信
号速度を低くするに従って小さくなる信号処理を行う高
周波回路と、上記境界信号速度未満ではデューティサ
イクル50%の入力光信号をデューティサイクル40%から
60%の出力電気信号に再生でき、また前記境界信号速度
以上では入力光信号デューティサイクルより再生信号デ
ューティサイクルが前記入力光信号速度を高くするに従
って小さくなる信号処理を行う低周波回路と、一つの
受光素子で検出した信号を増幅した後、前記高周波回路
と前記低周波回路に分岐し、これら両回路のデジタル出
力を論理和する回路を備え、直流信号から少なくとも20
MHzまでのデジタル信号を伝送することを可能としてい
る。
上述した好適な実施例では、別言すれば、前記受光
素子と受光素子の出力を増幅する増幅器と、前記境界
領域以上の高周波信号を通過させるコンデンサならびに
前記コンデンサを通過した信号と電源より抵抗で分圧さ
れた固定基準電圧値とを比較する比較器とから構成され
る前記高周波回路と、電源より可変抵抗で分圧された
可変の基準電圧値と前記受光素子で検出した信号を増幅
した後に前記低周波回路に入力される信号電圧値とを比
較する比較器を有する前記低周波回路と、前記低周波
回路と前記高周波回路の出力の論理和をとる回路を具備
するものである。
[作用] 本発明に係る受信モジュールでは、1個の受光素子か
ら得られた受光信号を高域成分と低域成分に分け、各々
の周波数成分ごとに2値化した後、再び加算(論理和演
算)を行っている。このことにより、直流から高周波に
至るまでのデジタル伝送を可能としている。
[実施例] 以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。
実施例1 第1図は本発明を適用した光データリンクの一実施例
を示すブロック図である。本図において、1は光送信
器、2は発光素子、3は光ファイバ、4は受光素子であ
り、入力端子Aに電気信号が入力される。上記光ファイ
バ3は、発光素子2から発せられた光を受光素子4に伝
送する。
5は増幅器であり、受光素子4による受光出力信号を
増幅する。
7はコンデンサであり、増幅器5の出力のうち交流信
号成分のみを通過させる。
8は固定基準電圧発生回路であり、電源電圧を分圧し
て固定基準電圧を出力する。
9は比較器であり、コンデンサ7を通過してきた交流
信号成分(電圧)と、固定基準電圧発生回路8からの出
力電圧とを比較し、デジタル信号を出力する。
10は可変基準電圧発生回路であり、電源電圧を分圧し
て可変基準電圧を出力する。
11は比較器であり、増幅器5からの出力信号(電圧)
と、可変基準電圧発生回路10の出力電圧とを比較し、デ
ジタル信号を出力する。
12は論理和回路であり、比較器9と比較器11のデジタ
ル出力を論理和し、出力端子Bに出力する。
第2図は、第1図に示した受信モジュールをより詳細
に示した回路図である。本図において、4aは受光素子で
ある。5aおよび5fは増幅器であり、この受光素子4aから
の受光出力信号を増幅する。
7aはコンデンサであり、増幅器5fの出力のうち交流信
号成分のみを通過させる。
8aおよび8bは抵抗であり、電源電圧Vccを分圧して固
定基準電圧を設定する。
9aは比較器であり、コンデンサ7aを通過してきた交流
信号成分(電圧)と、前記固定基準電圧とを比較してデ
ジタル信号を出力する 10aは抵抗であり、10bは可変抵抗である。これらの抵
抗10aと10bで電源電圧Vccを分圧し、可変基準電圧を設
定する。
11aは比較器であり、増幅器5aからの出力信号(電
圧)と、可変基準電圧とを比較し、デジタル信号を出力
する。
12aは論理和回路であり、比較器9aおよび比較器11aの
デジタル出力を論理和し、出力端子Bに出力する。
第2図に示した受光素子4aに5mのプラスチック光ファ
イバを接続し、直流から20MHzの帯域を有するデューテ
ィサイクル50%の入力光デジタル信号を送ったとき、デ
ューティサイクル40%から60%の出力電気信号が再生で
きた。
実施例2 第3図は本発明を適用した光データリンクのその他の
実施例を示すブロック図である。本図において21は光送
信器、22は発光素子、23は光ファイバ、24は受光素子で
あり、入力端子Aに電気信号が入力される。上記光ファ
イバ23は、発光素子22から発せられた光を受光素子24に
伝送する。
2は増幅器であり、受光素子24による受光出力信号を
増幅する。
27はコンデンサであり、増幅器25の出力のうち交流信
号成分のみを通過させる。
28は固定基準電圧発生回路であり、電源電圧を分圧し
て固定基準電圧を出力する。
29は比較器であり、コンデンサ27を通過してきた交流
信号成分(電圧)と、固定基準電圧発生回路28からの出
力電圧とを比較し、デジタル信号を出力する。
33は信号検出用比較回路であり、34は論理積回路であ
る。この信号検出用比較回路33は増幅器25の出力を監視
し、信号が送られてきたときにデジタル信号のオンレベ
ルの信号を出力する。そして、論理積回路34において、
比較器29の出力との論理積が求められる。このことによ
り、耐ノイズ性の向上を図ることが可能となる。
30は可変基準電圧発生回路であり、電源電圧を分圧し
て可変基準電圧を出力する。
31は比較器であり、増幅器25からの出力信号(電圧)
と、可変基準電圧発生回路30の出力電圧とを比較し、デ
ジタル信号を出力する。
32は論理和回路であり、論理積回路34と比較器31のデ
ジタル出力を論理和し、出力端子Bに出力する。
第4図は第3図に示した受信モジュールをより詳細に
示した回路図である。本図において、24aは受光素子で
ある。25aおよび25fは増幅器であり、受光素子24aから
の受光出力信号を増幅する。
27aはコンデンサであり、増幅器25fの出力のうち交流
信号成分のみを通過させる。
28aおよび28bは抵抗であり、電源電圧Vccを分圧して
固定基準電圧を設定する。
29aは比較器であり、コンデンサ27aを通過してきた交
流信号成分(電圧)と、前記固定基準電圧とを比較して
デジタル信号を出力する。
33cおよび33bは固定抵抗と可変抵抗であり、電源電圧
Vccを分圧し、信号検出用の可変基準電圧を設定する。
33aは比較器であり増幅器25fの出力電圧と上記信号検
出用の可変基準電圧とを比較する。
33dはコンデンサであり比較器33aの出力を平滑する。
33eはバッファアンプである。
34aは論理積回路であり、バッファアンプ33eの出力と
比較器29aの出力の論理積をとり、反転する。
30aは抵抗であり、30bは可変抵抗である。これらの抵
抗30aと30bで電源電圧Vccを分圧し、可変基準電圧を設
定する。
31aは比較器であり、増幅器25fからの出力信号(電
圧)と固定基準電圧を比較し、デジタル信号を出力する 31bはインバータであり、比較器31aのデジタル出力を
反転させる。
32aは論理和回路であり、論理積回路34aの出力とイン
バータ31bのデジタル出力を論理和し、出力端子Bに出
力する。
第4図に示した受光素子24aに5mプラスチック光ファ
イバを接続し、30Hzから20MHzの帯域を有するデューテ
ィサイクル50%の入力信号を送ったときの実験結果を第
5図に示す。
第5図は、実施例2の回路で30Hzから20MHzまでのデ
ューティサイクル50%の入力光デジタル信号を送ったと
きの論理積回路34aと、バッファアンプ31のデジタル出
力と、論理和回路32aのデジタル出力を示す図である。
本図中の(a),(b),(c),(d)および(e)
はそれぞれ30Hz,800Hz,1kHz,10MHzおよび20MHzにおける
デューティサイクル50%の入力光デジタル信号を送った
ときの各部分の出力であり、上段が論理積回路34aの出
力、中段が論理和回路32aの出力、下段がインバータ31b
の出力である。
[発明の効果] 以上述べたとおり本発明によれば、例えば直流から20
MHzに至るデューティサイクル50%の入力光デジタル信
号をデューティサイクル40%から60%の出力電気信号に
再生できる。
このように本発明を実施することにより、従来不可能
とされていた直流〜高周波に至る光信号伝送を、1つの
モジュールにて行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例1による光データリンクの受信
モジュールを示すブロック図、 第2図は実施例1における光データリンク受信モジュー
ルの詳細な回路図、 第3図は本発明の実施例2による光データリンクの受信
モジュールを示すブロック図、 第4図は実施例2における光データリンク受信モジュー
ルの詳細な回路図、 第5図は実施例2における具体的な動作例を示す波形図
である。 1……光送信器、 2……発光素子、 3……光ファイバ、 4……受光素子、 5……増幅器、 7……コンデンサ、 8……固定基準電圧発生回路、 9……比較器、 10……可変基準電圧発生回路、 11……比較器、 12……論理和回路、 4a……受光素子、 5a……増幅器、 5b……抵抗、 5c……抵抗、 5d……抵抗、 5e……抵抗、 5f……増幅器、 7a……コンデンサ、 8a……抵抗、 8b……抵抗、 9a……比較器、 9b……抵抗、 9c……抵抗、 10a……抵抗、 10b……可変抵抗、 11a……比較器、 12a……論理和回路、 B……出力端子、 Vcc……電源電圧、 24a……受光素子、 25a……増幅器、 25b……抵抗、 25c……抵抗、 25d……抵抗、 25e……抵抗、 25f……増幅器、 27a……コンデンサ、 28a……抵抗、 28b……抵抗、 29a……比較器、 29b……抵抗、 29c……抵抗、 30a……抵抗、 30b……可変抵抗、 31a……比較器、 31b……インバータ、 32a……論理和回路、 33a……比較器、 33b……可変抵抗、 33c……抵抗、 33d……コンデンサ、 33e……バッファ、 34a……論理積回路。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】受光素子を有する増幅手段と、 前記増幅手段の出力電圧と第1基準電圧との比較を行う
    第1比較手段と、 前記増幅手段の出力のうち所定周波数以上の成分を通過
    させる高域通過手段と、 前記高域通過手段の出力電圧と第2基準電圧との比較を
    行う第2比較手段と、 前記第1比較手段の出力と前記第2比較手段の出力の論
    理和を求める論理和演算手段と を具備したことを特徴とする受信モジュール。
  2. 【請求項2】受光素子を有する増幅手段と、 前記増幅手段の出力電圧と第1基準電圧との比較を行う
    第1比較手段と、 前記増幅手段の出力のうち所定周波数以上の成分を通過
    させる高域通過手段と、 前記高域通過手段の出力電圧と第2基準電圧との比較を
    行う第2比較手段と、 前記増幅手段の出力が所定レベル以上を呈しているとき
    デジタル出力信号を送出する第3比較手段と、 前記第2比較手段の出力と前記第3比較手段の出力の論
    理積を求める論理積演算手段と、 前記第1比較手段の出力と前記論理積演算手段の出力の
    論理和を求める論理和演算手段と を具備したことを特徴とする受信モジュール。
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