JP4481158B2

JP4481158B2 - 光端末装置

Info

Publication number: JP4481158B2
Application number: JP2004365609A
Authority: JP
Inventors: 誠克近藤
Original assignee: シンクレイヤ株式会社
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2024-12-17
Also published as: JP2006174211A

Description

本発明は、光伝送された所定の音声告知放送の受信を商用電源の停電時にも可能とする電源バックアップ機構と光電変換素子とを有する光端末装置に関する。
本発明は、光通信網を介して地域の災害関連情報などを告知する音声告知放送などを受信することができる光端末装置（Ｖ−ＯＮＵ：映像系光加入者線終端装置）に関するものである。

同軸ケーブルを用いてテレビジョン放送とＦＭ帯域（７６〜９０ＭＨｚ帯）の音声告知放送とを多重化したＣＡＴＶシステムが知られている。この場合には、商用電源が停電しても、ＣＡＴＶ伝送路の停電バックアップ装置により、電力は野外の伝送路の同軸ケーブルの芯線を介して給電されるので伝送路に配設されている増幅器は動作し、各家庭まで、ＲＦ信号が伝送されることになる。したがって、電池で駆動するＦＭ告知放送端末やＦＭラジオなどでこの信号を受信することで、停電時においても音声告知放送を各家庭において聞くことができる。

一方、最近、家庭まで、光ファイバーケーブルを接続したＦＴＴＨ（：ファイバー・ツー・ザ・ホーム）システムが普及しつつある。このシステムは、主として、通信に用いられているが、多重化されたテレビジョン信号のような広帯域信号を取り扱うことも検討されている。そのシステムで、緊急時や災害時の音声告知、又は平常時の情報伝達として地方自治体から発信する音声告知放送をＦＭ帯域に多重化することが検討されている。

しかしながら、ＦＴＴＨシステムにおいては、各家庭において、ＦＭ告知放送端末やＦＭラジオの前段に、光信号を電気信号に変換する光端末装置が必要となる。この光端末装置に対する給電は各家庭のコンセントから行っているので、商用電源が停電した場合には、この光端末装置が動作せず、各家庭のＦＭ告知放送端末やＦＭラジオから音声告知放送を聞くことができないという問題がある。
また、単に、電池等の補助電源でこの装置に停電時に給電することも考えられるが、９０〜２０００ＭＨｚの広帯域を増幅する増幅器に対する給電であるので、大きな電力を給電しなければならず、給電可能時間が著しく短くなり、緊急の音声告知放送を長く受信することはできない。このため、震災、水害、土砂崩れ、台風などの災害時に必要であるにもかかわらず、音声告知放送を受信できないという問題がある。

本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、光伝送路を用いた広帯域テレビジョン伝送システムにおいて、停電時に音声告知放送の受信を可能とすると共に、その受信可能時間を長期化することである。

上記の課題を解決するためには、以下の手段が有効である。
即ち、本発明の第１の手段は、多重化された広帯域テレビジョン信号と該広帯域テレビジョン信号の帯域よりも低い帯域であって狭帯域の音声告知放送信号とが多重化されて、光伝送路により各端末まで配信されるシステムの各端末に設置され、光信号を電気信号に変換して増幅して、出力装置に供給する光端末装置において、商用電源から変換された直流電力を供給する電源端子と、電源端子とアース間に接続され、光信号を電気信号に変換する光電変換素子と、商用電源が停電した時に直流電力を、光電変換素子に供給するように光電変換素子に接続されたバックアップ電源装置と、光電変換素子の一方の端子に接続され、光電変換素子により変換された全帯域の電気信号を増幅し、電源端子に給電端子が接続され、商用電源から給電されて動作する第１の高周波増幅回路と、光電変換素子の他方の端子に接続され、光電変換素子により変換された電気信号のうち音声告知放送信号の帯域を含む狭帯域の信号を増幅して出力装置に出力し、給電端子がバックアップ電源装置に接続されて、バックアップ電源装置から給電されて動作する第２の高周波増幅回路とを有し、第２の高周波増幅回路は、信号を増幅するトランジスタと、バイアス回路とを有し、バイアス回路は、バックアップ電源装置からの電圧により、トランジスタのベース／ゲートに電圧を与え、電源端子からの電圧により、トランジスタのエミッタ／ソースに電圧を与えることで、商用電源が停電している期間は、トランジスタのベース／ゲートとエミッタ／ソースのバイアス電圧をしきい値電圧以上とし、商用電源から給電している期間はしきい値電圧よりも小さくする回路であることを有することを特徴とする。

ここで、音声告知放送とは、一般的には、７６〜９０ＭＨｚ帯のＦＭ帯域を用いた音声放送である。この音声告知放送は、ＦＭ告知放送端末やＦＭラジオなどで受信することが可能である。ただし、本発明では、広帯域のテレビジョン信号の帯域よりも低い帯域で、一般家庭に設置されている電池駆動のラジオなどで受信できる帯域であれば、特に、７６〜９０ＭＨｚ帯に限定されるものではない。
また、狭帯域の意味は、多重化された広帯域のテレビジョン信号の帯域に比べれば、狭いという意味であり、必ずしも１ＦＭ放送局の帯域を意味するものではない。通常は、７６〜９０ＭＨｚ帯域の一部が使用されるが、第２の高周波増幅回路は、この帯域の一部、又は、７６〜９０ＭＨｚの全帯域、又は、７６〜９０ＭＨｚ帯域を含む狭帯域を増幅する回路である。

これに対して、商用電源が正常である場合に動作する第１の高周波増幅回路は、各家庭が受信すべき全帯域の信号を増幅するものであり、当然ながら、音声告知放送の帯域も増幅するものである。したがって、商用電源が正常であるならば、音声告知放送は、第１の高周波増幅回路により増幅されて、ラジオ等に出力される。
一方、商用電源の停電時には、音声告知放送のみがバックアップ電源装置により給電される第２の高周波増幅回路により増幅されて、電池駆動のラジオ等に出力されて、音声告知放送を各家庭において聞くことができる。

また、本発明の第２の手段は、上記の第１の手段において、上記の光電変換素子をフォトダイオードによって具備し、第２の高周波増幅回路の高周波信号の入力端をこの光電変換素子のカソードに接続し、第１の高周波増幅回路の高周波信号の入力端をその光電変換素子のアノードに接続することである。
ただし、第２の高周波増幅回路の高周波信号の入力端を光電変換素子のカソードに接続する形態は、間接的であってもよく、例えばバッファ抵抗などをそこに介在させても良い。或いは、この様なバッファ抵抗をも上記の第２の高周波増幅回路の一部（前段部）であると考えても良い。

また、本発明の第３の手段は、上記の第１又は第２の手段において、商用電源からの給電により充電される大容量のキャパシタで上記のバックアップ電源装置を構成することである。

また、本発明の第４の手段は、上記の第３の手段において、第２の高周波増幅回路に対する給電電流を小電流に一定化する電流制限回路を上記のバックアップ電源装置に設けるることである。

また、本発明の第５の手段は、上記の第１乃至第４の何れか１つの手段において、第１の高周波増幅回路の出力信号を入力する入力端子と、第２の高周波増幅回路の出力信号を入力するアイソレーション端子とから成り、分岐端子を広帯域テレビジョン信号に対するモニタ端子とする方向性結合器を設けることである。

また、本発明の第６の手段は、上記の第１乃至第５の何れか１つの手段において、第２の高周波増幅回路の入力段に音声告知放送帯域を含む狭帯域の信号を通過させるフィルタを設けることである。

また、本発明の第７の手段は、多重化された広帯域テレビジョン信号と該広帯域テレビジョン信号の帯域よりも低い帯域であって狭帯域の音声告知放送信号とが多重化されて、光伝送路により各端末まで配信されるシステムの各端末に設置され、光信号を電気信号に変換して増幅して、出力装置に供給する光端末装置において、商用電源から変換された直流電力を供給する電源端子と、電源端子とアース間に接続され、光信号を電気信号に変換する光電変換素子と、商用電源が停電した時に直流電力を、光電変換素子に供給するように光電変換素子に接続されたバックアップ電源装置と、光電変換素子の一方の端子に接続され、光電変換素子により変換された全帯域の電気信号を増幅し、電源端子に給電端子が接続され、商用電源から給電されて動作する高周波増幅回路と、バックアップ電源装置と高周波増幅回路の給電端子との間に接続され、バックアップ電源装置から高周波増幅回路に向けて一定電流を供給する定電流ダイオードから成る電流制限回路とを有することを特徴とする。
以上の本発明の手段により、前記の課題を効果的、或いは合理的に解決することができる。

以上の本発明の手段によって得られる効果は以下の通りである。
トランジスタを用いた増幅回路では一般に、低電流になるとＧＢ積が低下し、その利得はこれに伴って例えば図６や図７などに例示される様に、高周波になる程減少してしまう。このため、トランジスタを用いた増幅回路では一般に、高周波になるほど所望の利得を得るために大きな電力が必要とされる。例えば、多重化広帯域テレビジョン信号を増幅するためには、ＦＭ帯域の音声告知放送を増幅する際に使用される電力の凡そ１００倍の電力が必要となる。

しかしながら、音声告知放送の帯域は一般に多重化広帯域テレビジョン信号帯域よりも低い周波数帯域に設定されているので、本発明の第１の手段によれば、その低い周波数帯域の信号のみを増幅する上記の第２の高周波増幅回路は、給電電圧が低下しても十分動作することができる。このことは、バックアップ電源装置の放電による給電電圧の低下に対して、停電時に音声告知放送などの低い周波数帯域のみに対応する本発明の光端末装置がより長く動作できることを意味する。
また、本発明によれば、第２の高周波増幅回路のトランジスタを商用電源の正常時には動作させず、停電時のみそのトランジスタを動作可能な状態にすることができる。よって、商用電源の正常時において、広帯域テレビジョン信号や音声告知放送に対する影響を排除することができる。

また、本発明の第２の手段によれば、第２の高周波増幅回路の信号入力端子がフォトダイオードのカソードに接続されるので、電源正常時には、動作しない第２の高周波増幅回路系統からの反射信号が、電源正常時に動作する第１の高周波増幅回路に入射することが防止される。この結果、電源正常時におけるテレビジョン信号の増幅と音声告知放送の増幅において、第２の高周波増幅回路系統が接続されていることによる信号の劣化を防止することができる。
即ち、このような構成により、電源が正常な時には、音声告知放送帯域を増幅しない第２の高周波増幅回路系統からの反射が全帯域の信号を増幅する第１の増幅回路に与える影響を排除することができる。

また、本発明の第３の手段によれば、バックアップ電源装置が大容量のキャパシタを用いて構成されているので、エンドユーザによる定期的な電池の交換などの運用コストを大幅に軽減することができる。

また、キャパシタの放電特性は、時定数によって決定される減衰特性を有する。一方、第２の高周波増幅回路は多重化広帯域テレビジョン信号帯域よりも低い音声告知放帯域を含む狭帯域の信号のみを増幅の対象としているので、この帯域の利得は給電電圧が低下しても大きくは減少しない。よって、停電開始の初期から給電電圧を低くして給電電流を制限して、キュパシタの放電を抑制することで、長時間の給電に耐えることができる。このように、本発明の第４の手段によれば、バックアップ時間をより長く確保することができる。

また、本発明の第５の手段によれば、方向性結合器の方向性を用いて、第１の高周波増幅回路の出力と、第２の高周波増幅回路の出力とを合成している。第２の高周波増幅回路の出力は、方向性結合器のアイソレーション端子に接続されていることから、電源が正常な時に、第１の高周波増幅回路の出力する信号が第２の高周波増幅回路側に入射することが防止され、逆に、電源が停電した時には、第２の高周波増幅回路から出力される音声告知放送信号が第１の高周波増幅回路の出力に入射することが防止される。この結果、信号の損失と反射が抑制されるので、第２の高周波増幅回路を設けても、信号の品質を低下させることがない。また、方向性結合器の分岐端子は、広帯域テレビジョン信号をモニタするための端子とすることができる。

また、本発明の第６の手段によれば、第２の高周波増幅回路に入力する受信信号を音声告知放送帯域だけに制限することができるので、他の帯域の信号からの干渉を防止することができ、電源停電時における音声告知放送の品質を高く維持することができる。

また、本発明の第７の手段によれば、上記の様な第２の高周波増幅回路を有しない光端末装置においても、電源の停電時において、その電流制限回路によって、音声告知放送を長く増幅することができる。給電電流を制限して、停電初期から給電電圧を低下させると、広帯域テレビジョン信号は増幅できないが、多重化広帯域テレビジョン信号は十分に増幅することができる。すなわち、停電時に、音声告知放送を長い期間に渡り増幅することが可能となる。

なお、上記の電流制限回路は何れも、定電流ダイオード、ＦＥＴ、抵抗による定電流手段などを用いて構成することができる。

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
ただし、本発明の実施形態は、以下に示す個々の実施例に限定されるものではない。

本発明は、ＦＴＴＨシステムを用いたテレビジョン放送システムに用いた例である。図１は、本実施例１の光端末装置の高周波増幅回路１００の回路図である。光電変換素子であるＰＩＮフォトダイオード６は、ＦＴＴＨ伝送路を伝搬した光信号を受信して、電気信号に変換する素子である。そのＰＩＮフォトダイオード６のアノードには、センタータップのインダクタから成る電流増倍トランス７が接続されており、この電流増倍トランス７の他端はアースされている。また、この電流増倍トランス７のセンタータップ端子は、第１の高周波増幅回路１０１の信号入力端子ａ１に接続されている。

第１の高周波増幅回路１０１は、周波数多重化されたテレビジョン放送信号などの広帯域信号を増幅する広帯域増幅器である。この第１の高周波増幅回路１０１は、３段に縦続接続された３つの増幅器８ａ，８ｂ，８ｃからなり、最終段の増幅器８ｃの信号出力端子がこの第１の高周波増幅回路１０１の信号出力端子ｂ１を兼ねており、この信号出力端子ｂ１が方向性結合器１３の信号入力端に接続されている。また、第１の高周波増幅回路１０１の給電端子ｃ１は、この高周波増幅回路１００の電源端子１８に給電線ｓで接続されており、これによって、増幅器８ａ，８ｂ，８ｃの各給電部は、電源端子１８に対して並列に接続されている。即ち、増幅器８ａ，８ｂ，８ｃはそれぞれ何れも、電源端子１８から直接給電されている。

一方、第２の高周波増幅回路１０２は、ＦＴＴＨ伝送路から受信した信号のうち、音声告知放送に割り当てられた帯域（たとえば、７０〜９０ＭＨｚのＦＭ放送帯域のうちの音声告知放送帯域）の信号を増幅するものである。第２の高周波増幅回路１０２は、上記の音声告知放送帯域の信号を通過させるローパスフィルタ１０と、２段縦続に接続された２つの増幅器１１ａ，１１ｂを有している。後段の増幅器１１ｂの信号出力端子がこの第２の高周波増幅回路１０２の信号出力端子ｂ２を兼ねている。ただし、上記のローパスフィルタ１０は、その前段に図略のバッファ抵抗を内蔵しており、上記の音声告知放送帯域の信号は先ずこのバッファ抵抗を通過する。

上記の信号出力端子ｂ２は、減衰器１２（ＡＴＴ）を介して方向性結合器１３のアイソレーション端子１３２に接続されている。減衰器１２（ＡＴＴ）は、増幅器１１ｂが動作していない時に、方向性結合器１３の終端抵抗（整合抵抗）として機能し、第１の高周波増幅回路１０１の出力する広帯域信号の通過と分岐、及び方向性結合の特性を良好にしている。
第２の高周波増幅回路１０２は、上記の音声告知放送に割当られた７０〜８０ＭＨｚの帯域の高周波信号を増幅する様に設計されており、その信号入力段には７０〜８０ＭＨｚを通過帯域とするＦＭ帯域通過用のローパスフィルタ１０が配置されている。この第２の高周波増幅回路１０２に入力される高周波信号は、このローパスフィルタ１０を通って最初の増幅器１１ａに入力される。このローパスフィルタ１０の入力端子は、第２の高周波増幅回路１０２の信号入力端子ａ２を兼ねており、この信号入力端子ａ２は上記のＰＩＮフォトダイオード６のカソードに接続されている。

このＰＩＮフォトダイオード６のカソード端は、抵抗９、抵抗Ｒ１、ダイオード１５、抵抗１６（以下、電流制限抵抗１６などと言うことがある）及び電圧レギュレータ１７をこの順に直列に介して、電源端子１８に接続されている。抵抗９と抵抗Ｒ１との接続点ｍ₁には、キャパシタＣ₀が接続されており、このキャパシタＣ₀の他端はアースされている。接続点ｍ₁とは反対側の抵抗Ｒ１の端には、この抵抗Ｒ１とダイオード１５（以下、逆流防止ダイオード１５などと言うことがある）のカソード端とを接続する接続点ｍ₂に接続されている。停電時のバックアップ電源として使用される大容量キャパシタ１４の一端は接続点ｍ₂に接続されており、他端はアースされている。

電流制限回路２６は、商用電源停電時に、大容量キャパシタ１４からの放電電流を給電開始初期から増幅回路への給電電圧を低くして一定の小さい値に制限する定電流源であり、具体的には、複数の定電流ダイオードを並列に接続して構成されている。ただし、１つの定電流ダイオードで構成しても良い。この電流制限回路２６の出力端は、上記の第２の高周波増幅回路１０２の給電端子ｃ２に接続されており、その入力端は上記の接続点ｍ₂に接続されている。しかしながら、後から図２を用いて詳しく説明する様に、第２の高周波増幅回路１０２は、図２の起動制御装置の作用によって商用電源正常時には起動されない。
以下、この高周波増幅回路１００の動作について詳しく説明する。

交流１００Ｖの商用電源から供給された電力が、図略のコンバータによって直流に変換されて電源端子１８から給電されている。上記の商用電源正常時にこの電源端子１８から供給される直流電力は、上記の第１の高周波増幅回路１０１を構成する各高周波増幅器８a 〜８c へそれぞれ並列に供給されると共に、同時に電圧レギュレータ１７へも供給される。
商用電源正常時には、この大容量キャパシタ１４は、電圧レギュレータ１７から電流制限抵抗１６と逆流防止ダイオード１５を介して充電される。また、逆流防止ダイオード１５を上記の様に接続することによって、停電時に、大容量キャパシタ１４から電圧レギュレータ１７への電流の逆流が防止される。

ＰＩＮフォトダイオード６は、商用電源正常時には電圧レギュレータ１７の出力電圧で逆バイアスされ、商用電源停電時には大容量キャパシタ１４の端子電圧で逆バイアスされている。商用電源停電時には、大容量キャパシタ１４は、停電時に増幅器を動作させるために、増幅器１１a 〜１１b へ電流制限回路２６を介して上記の給電端子ｃ２から給電する。
電源正常時には、ＰＩＮフォトダイオード６でＦＴＴＨ伝送路から受信され、光−電気変換された高周波信号は、電流増倍トランス７から上記の第１の高周波増幅回路１０１で増幅され、方向性結合器１３を通して、テレビジョン受像機やＦＭ告知放送端末やＦＭラジオなどの出力装置に出力される。

この方向性結合器１３の分岐端子１３１は、電源正常時における高周波出力信号のモニタ端子としている。また、方向性結合器１３は、停電時においては、アイソレーション端子１３２から第２の高周波増幅回路１０２によって増幅されたＦＭ帯域の高周波信号を入力して、出力端子１３３に出力するように動作する。このように、方向性結合器１３を使用することで、電源正常時の放送信号である広帯域テレビジョン信号をモニタでき、停電時には音声告知放送帯域の信号であるＦＭ帯域信号を出力端子から出力することができる。

商用電源停電時には、高周波信号をＰＩＮフォトダイオード６のカソード端から取り出しＦＭ帯域通過用のローパスフィルタ１０でＦＭ帯域のみを信号入力端子ａ２から入力する。停電時に動作させる増幅器（１１ａ，１１ｂ）の各動作電流は０．６ｍＡ程度であり、商用電源正常時に動作させる増幅器（８ａ，８ｂ，８ｃ）の各動作電流２００〜３００ｍＡに比べて大幅に低く設定されている。即ち、７０〜９０ＭＨｚの音声告知放送の低周波狭帯域信号を増幅するには、図６、図７に例示するように、低い電圧したがって小電流でも十分に増幅率を得ることができる。本実施例１の高周波増幅回路１００は、これらのグラフに例示される増幅器の利得特性に注目して、低周波狭帯域信号の音声告知放送帯域の信号を増幅すれば十分な第２の高周波増幅回路１０２を設けることで、停電時に長期間、音声告知放送を可能としたものである。

図２に、上記の増幅器１１ａの回路図を示す。トランジスタ２１のベース端子ｔ_Bは、ローパスフィルタ１０を通過した高周波信号を入力するＦＭ信号入力端子２２に、直流カット用のキャパシタＣ₁を介して接続されている。また、トランジスタ２１のコレクタ端子ｔ_Cは、直流カット用のキャパシタＣ₂を介してＦＭ信号出力端子２３に接続されている。また、ベース端子ｔ_Bとコレクタ端子ｔ_Cとは、抵抗ｒ２を介して接続されている。

トランジスタ２１の負荷抵抗となる抵抗ｒ１の一端はコレクタ端子ｔ_Cに他端は前述の電流制限回路２６の出力端子に接続されている。また、抵抗ｒ３の一端はベース端子ｔ_Bに接続されており、他端はアースされている。
そして、抵抗ｒ１，ｒ２，ｒ３の各抵抗値は、停電時において、ベース端子ｔ_Bに適正なバイアス電圧が印加されるように設定されている。

この増幅器１１ａの最大の特徴点は、トランジスタ２１のエミッタ端子ｔ_Eにおける電位の設定方式にある。このエミッタ端子ｔ_Eは、抵抗２４を介して、電圧レギュレータ１７の直流出力端に接続されており、同時に抵抗２５を介してアースされている。即ち、電圧レギュレータ１７の出力する直流電圧は、抵抗２４と抵抗２５で分割されて、エミッタ端子ｔ_Eに印加されている。トランジスタ２１のエミッタ電流の高周波成分はキャパシタＣ₃を通ってアースされる。

以下、抵抗２４と抵抗２５を用いて構成される起動制御装置の作用に付いて説明する。
上記の通り、エミッタ端子ｔ_Eには、電圧レギュレータ１７の出力する直流電圧の抵抗２４と抵抗２５とによる分割電圧が印加され、この状態の時に、トランジスタ２１のベース端子ｔ_Bの電位Ｖ_Bとエミッタ端子ｔ_Eの電位Ｖ_Eとの電圧差が所定の閾値電圧以下（Ｖ_B−Ｖ_E＜th) となるように各バイアス用の抵抗の値が設定されている。したがって、電圧レギュレータ１７から直流が給電されている間は、トランジスタ２１は動作しない。

一方、商用電源停電時には、電圧レギュレータ１７の出力する直流電圧は低下するので、トランジスタ２１のエミッタ端子ｔ_Eには分割電圧が印加されず、エミッタ端子ｔ_Eの電位Ｖ_Eは、接地電位まで下がる。この時、トランジスタ２１のベース電位Ｖ_Bとエミッタ電位Ｖ_Eとの電圧差が上記の閾値電圧以上（Ｖ_B−Ｖ_E≧th) となり、トランジスタ２１は動作状態となり所望の増幅作用を奏する。動作状態になると、Ｖ_B−Ｖ_Eはエミッタ電流によるフィードバックを受けることになる。このようにして、第２の高周波増幅回路１０２は、停電時にのみ音声告知放送帯域の信号の増幅を可能とすることができる。

以上の構成に従えば、バックアップ電源装置が供するべき電力を小さく抑制できるので、商用電源の停電時にも、音声告知放送を長く受信することが可能となる。

図３は、本実施例２の光端末装置の高周波増幅回路２００の回路図である。この高周波増幅回路２００は、上記の実施例１の高周波増幅回路１００とは、バックアップ電源の構成が異なっている。即ち、この高周波増幅回路２００では、小型１次電池ｅと逆流防止用のダイオード１５ｂとを用いてバックアップ電源が構成されている。抵抗Ｒ１と逆流防止ダイオード１５のカソード端とを接続する接続点ｍ₂は、第２の高周波増幅回路２０２の給電端子ｃ２に配線で直接接続されており、この配線の途中に小型１次電池ｅの正電極がダイオード１５ｂを介して接続されている。ただし、逆流防止ダイオード１５ｂのカソード端は、給電端子ｃ２側に、逆流防止ダイオード１５ｂのアノード端は小型１次電池ｅの正電極側にそれぞれ接続されている。そして、電源正常時には、逆流防止ダイオード１５を経由して電圧レギュレータ１７から増幅器に給電され、小型１次電池ｅが放電しないように、ダイオード１５ｂのカソード電位は、小型１次電池ｅの電圧よりも高く設定してある。

例えばこの様な１次電池ｅを用いた簡単なバックアップ機構によっても、前述の実施例１と略同様の作用によって、長いバックアップ時間を確保することができる。

上記の各実施例では、光端末装置の高周波増幅回路１００または高周波増幅回路２００の中に、バックアップ用のコンデンサ（大容量キャパシタ）、１次電池または２次電池を具備する実施形態を例示したが、例えば下記の様な場合などには、それらのバックアップ電源を所望の光端末装置の外部に設ける構成も考えられる。
（ケース１）光端末装置の設置場所が屋外であり、バックアップ用の１次電池または２次電池にとって、その屋外における温度等の環境が望ましくない場合。この様な場合には、少なくともバックアップ用の電池だけは屋内に配置することが望まれる。
（ケース２）光端末装置の筐体サイズの小型化が強く要求され、光端末装置の内部には十分な大きさのバックアップ電源が実装し難い場合。

図４は、本実施例３の光端末装置の高周波増幅回路３００の回路図を示す。この高周波増幅回路３００は、例えば上記の様な場合などに、バックアップ電源を所望の光端末装置の外部に設ける方式をサポートするものであり、高周波増幅回路３００の電源端子１８に対しては、商用電源正常時においては図略のコンバータによって高い直流電圧が印加されるが、停電時においては図略のバックアップ電源（１次電池または２次電池）によって正常時よりも低い直流電圧が印加される。

この高周波増幅回路３００では、電源端子１８の直流電圧をコンパレータ２０で検出し、その大小によって商用電源正常時と停電時とを判別する。そして、この判定に基づいて、電源端子１８はリレー１９を介して、商用電源正常時にはレギュレータ１７の入力端子に接続され、停電時には逆流防止ダイオード１５ｂのアノード端に接続される。この様な切り換え動作によって、高周波増幅回路３００は、図３の高周波増幅回路２００と略等価な回路となり、よって、前述の実施例２と略同様の作用・効果をもたらす。

また、この高周波増幅回路３００は、リレー１９とコンパレータ２０を具備することによって、上記の様な切り換え動作を実行するにも係わらず、電源端子１８が１つで構成できると言う特長を有する。
また、この様な構成に従えば、この高周波増幅回路３００は、前述の高周波増幅回路１００または高周波増幅回路２００よりも、更に小型化することも可能となる。

図５に、本実施例４の光端末装置の高周波増幅回路４００の回路図を示す。この高周波増幅回路４００は、先の実施例１の高周波増幅回路１００から第２の高周波増幅回路１０２と減衰器１２を取り除き、更に、電流制限回路２６の出力端子を高周波増幅回路４０１の給電端子ｃ１に直接接続したものと略同じである。ただし、給電端子ｃ１に電源端子１８から給電するための給電線ｓの途中には、前述の高周波増幅回路３００（図４）と同様に逆流防止ダイオード１５ｂが挿入されている。

この回路は停電時に動作させる増幅器（第２の高周波増幅回路）を具備しない形態の実施例で、電源電圧が正常な場合は標準の電流で増幅器（高周波増幅回路４０１）を動作させ、停電時には、給電電圧をさげて、同じ増幅器（高周波増幅回路４０１）の電流を制限して動作させるもので、高周波増幅回路４０１の利得を下げてバックアップする。

電流制限回路２６は、複数の定電流ダイオードをそれぞれ給電端子ｃ１側、即ち出力側にカソード端を向けて並列に接続して構成されている。ただし、一つの定電流ダイオードで構成しても良い。即ち、この電流制限回路２６は、大容量キャパシタ１４の端子電圧が高い電源バックアップの初期段階においても給電端子ｃ１の端子電圧を低下させて、負荷電流を減少させて安定化させるもので、これにより、バックアップ時間を長く確保することが可能となる。

そして、例えばこの様な電源バックアップ機構を採用する給電方式によっても、先に言及した増幅器の一般的な利得特性（図６、図７）などからも判る様に、停電時に、広帯域テレビジョン帯域信号を増幅はできないが、広帯域テレビジョン信号帯域よりも低い帯域に配置される音声告知放送帯域の信号を増幅可能な状態に、長く維持することが可能となる。

なお、その他にも、各実施例の電流制限回路２６は何れも、ＦＥＴなどを用いて構成することも可能である。

本発明は、災害の発生が予測される時に停電が発生しても、自治体等から出力する音声告知放送を各家庭において聞くことができ、防災に効果を発揮する。また、災害が発生した後の災害対策においても有効なものとなる。

実施例１の光端末装置の高周波増幅回路１００の回路図高周波増幅回路１００の増幅器１１ａの回路図実施例２の光端末装置の高周波増幅回路２００の回路図実施例３の光端末装置の高周波増幅回路３００の回路図実施例４の光端末装置の高周波増幅回路４００の回路図一般的な増幅器の利得特性を例示するグラフ一般的な増幅器の利得特性を例示するグラフ

１００：光端末装置の高周波増幅回路（実施例１）
２００：光端末装置の高周波増幅回路（実施例２）
３００：光端末装置の高周波増幅回路（実施例３）
４００：光端末装置の高周波増幅回路（実施例４）
６：ＰＩＮフォトダイオード（光電素子）
７：電流増倍トランス
８ａ：増幅器（正常時）
９：抵抗
１０：ローパスフィルタ（ＦＭ帯域通過用）

１１ａ：増幅器（停電時）
１２：減衰器
１３：方向性結合器
１４：大容量キャパシタ
１５：ダイオード（逆流防止用）
１６：電流制限抵抗
１７：電圧レギュレータ
１８：電源端子
１９：リレー
２０：コンパレータ

２１：トランジスタ
２２：ＦＭ信号入力端子
２３：ＦＭ信号出力端子
２４：スイッチ電流制限抵抗
２５：接地抵抗
２６：電流制限回路
ｅ：小型１次電池

Claims

多重化された広帯域テレビジョン信号と該広帯域テレビジョン信号の帯域よりも低い帯域であって狭帯域の音声告知放送信号とが多重化されて、光伝送路により各端末まで配信されるシステムの各端末に設置され、光信号を電気信号に変換して増幅して、出力装置に供給する光端末装置であって、
商用電源から変換された直流電力を供給する電源端子と、
前記電源端子とアース間に接続され、前記光信号を前記電気信号に変換する光電変換素子と、
前記商用電源が停電した時に直流電力を、前記光電変換素子に供給するように前記光電変換素子に接続されたバックアップ電源装置と、
前記光電変換素子の一方の端子に接続され、前記光電変換素子により変換された全帯域の前記電気信号を増幅し、前記電源端子に給電端子が接続され、商用電源から給電されて動作する第１の高周波増幅回路と、
前記光電変換素子の他方の端子に接続され、前記光電変換素子により変換された電気信号のうち前記音声告知放送信号の帯域を含む狭帯域の信号を増幅して前記出力装置に出力し、給電端子が前記バックアップ電源装置に接続されて、前記バックアップ電源装置から給電されて動作する第２の高周波増幅回路と
を有し、
前記第２の高周波増幅回路は、信号を増幅するトランジスタと、バイアス回路とを有し、前記バイアス回路は、前記バックアップ電源装置からの電圧により、前記トランジスタのベース／ゲートに電圧を与え、前記電源端子からの電圧により、トランジスタのエミッタ／ソースに電圧を与えることで、商用電源が停電している期間は、前記トランジスタのベース／ゲートとエミッタ／ソースのバイアス電圧をしきい値電圧以上とし、商用電源から給電している期間はしきい値電圧よりも小さくする回路であること
を有することを特徴とする光端末装置。
前記光電変換素子は、フォトダイオードであって、前記第２の高周波増幅回路の高周波信号の入力端は、前記光電変換素子のカソードに接続されており、
前記第１の高周波増幅回路の高周波信号の入力端は、前記光電変換素子のアノードに接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光端末装置。
前記バックアップ電源装置は、商用電源からの給電により充電される大容量のキャパシタである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２の何れか１項に記載の光端末装置。
前記バックアップ電源装置は、前記第２の高周波増幅回路に対して、給電電流を小電流に一定化する電流制限回路を有する
ことを特徴とする請求項３に記載の光端末装置。
前記第１の高周波増幅回路の出力信号を入力する入力端子と、前記第２の高周波増幅回路の出力信号を入力するアイソレーション端子とから成り、分岐端子を前記広帯域テレビジョン信号に対するモニタ端子とする方向性結合器を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の光端末装置。
前記第２の高周波増幅回路の入力段に前記音声告知放送帯域を含む狭帯域の信号を通過させるフィルタを有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の光端末装置。
多重化された広帯域テレビジョン信号と該広帯域テレビジョン信号の帯域よりも低い帯域であって狭帯域の音声告知放送信号とが多重化されて、光伝送路により各端末まで配信されるシステムの各端末に設置され、光信号を電気信号に変換して増幅して、出力装置に供給する光端末装置であって
商用電源から変換された直流電力を供給する電源端子と、
前記電源端子とアース間に接続され、前記光信号を前記電気信号に変換する光電変換素子と、
前記商用電源が停電した時に直流電力を、前記光電変換素子に供給するように前記光電変換素子に接続されたバックアップ電源装置と、
前記光電変換素子の一方の端子に接続され、前記光電変換素子により変換された全帯域の前記電気信号を増幅し、前記電源端子に給電端子が接続され、商用電源から給電されて動作する高周波増幅回路と、
前記バックアップ電源装置と前記高周波増幅回路の前記給電端子との間に接続され、前記バックアップ電源装置から前記高周波増幅回路に向けて一定電流を供給する定電流ダイオードから成る電流制限回路と、
を有することを特徴とする光端末装置。