JP5271391B2 - Photoelectric conversion device - Google Patents

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Description

本発明は、光伝送システムにおいて光信号を電気信号に変換する光電変換装置であって、特に無給電にて動作可能な光電変換装置に関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion device that converts an optical signal into an electrical signal in an optical transmission system, and more particularly to a photoelectric conversion device that can operate without power supply.

近年では、光通信技術の進展に伴い、光ケーブルを用いた光伝送システムが普及している。この光伝送システムによれば、数10Km程度の無中継伝送が可能となるため、伝送システムを容易に広域化できる。この光伝送システムは、概略的には、図9に示すように、送信者側に配置した光送信機100や光増幅器101と、受信者側に配置した光回線終端装置(ONU:Optical Network Unit)102とを、光ケーブル103にて構成された長距離伝送路を介して接続して構成されている。そして、TV信号や告知放送信号を混合し、この混合された電気信号を光送信機100によって光信号に変換し、この光信号を光増幅器101にて増幅した後、光ケーブル103を介して光回線終端装置102に出力する。この光回線終端装置102では、光信号をRF信号に変換して、TV受像機104や告知放送受信機105に出力する。   In recent years, with the progress of optical communication technology, optical transmission systems using optical cables have become widespread. According to this optical transmission system, relayless transmission of about several tens of kilometers can be performed, so that the transmission system can be easily widened. As schematically shown in FIG. 9, this optical transmission system includes an optical transmitter 100 and an optical amplifier 101 arranged on the sender side, and an optical network unit (ONU: Optical Network Unit) arranged on the receiver side. ) 102 are connected to each other via a long-distance transmission line constituted by the optical cable 103. Then, the TV signal and the announcement broadcast signal are mixed, the mixed electric signal is converted into an optical signal by the optical transmitter 100, the optical signal is amplified by the optical amplifier 101, and then the optical line via the optical cable 103. Output to the terminal device 102. The optical line termination device 102 converts an optical signal into an RF signal and outputs the RF signal to the TV receiver 104 or the notification broadcast receiver 105.

ここで、光回線終端装置102には、光信号を電気信号に変換するためのPD(Photo Diode)が組み込まれている。このPD周辺の回路図を図10に示す。例えば、PD110がPINフォトダイオードである場合、PD110には+Vccの逆電圧が印加されているため、PIN構造の中のi層内に空乏層ができる。この状態において、PD110の外部からエネルギ・バンドキャップ以上の光エネルギーが入射されると、この光エネルギーが空乏層で吸収され、伝導電子と正孔との生成及びドリフトが行われることにより、光強度変化に比例した電流(逆電流)が流れ、光電変換を行うことができる。そして、このようにPD110から出力される信号における交流成分をコンデンサ111によるAC結合によって取り出して、出力端子112に出力していた。   Here, a PD (Photo Diode) for converting an optical signal into an electrical signal is incorporated in the optical line termination device 102. A circuit diagram around this PD is shown in FIG. For example, when the PD 110 is a PIN photodiode, a depletion layer is formed in the i layer in the PIN structure because a reverse voltage of + Vcc is applied to the PD 110. In this state, when light energy of energy band cap or more is incident from the outside of the PD 110, the light energy is absorbed by the depletion layer, and generation and drift of conduction electrons and holes are performed, so that the light intensity is increased. A current (reverse current) proportional to the change flows, and photoelectric conversion can be performed. In this way, the AC component in the signal output from the PD 110 is extracted by AC coupling by the capacitor 111 and output to the output terminal 112.

ここで、緊急告知放送を行う放送システムにおいては、災害等に伴う停電時においても放送を継続できる体制が必要になる。しかしながら、停電によって光回線終端装置に対する電源供給が停止すると、PD110に逆電圧が印加されなくなるため、光電変換を行うことができなくなる。このような事態を防止するため、従来は、乾電池や大容量キャパシタをバックアップ電源として光回線終端装置に内蔵することで、停電時においても逆電圧を印加し、光電変換を継続可能としていた(例えば特許文献1には大容量キャパシタを用いる例が開示されている)。   Here, in a broadcasting system that performs emergency notification broadcasting, a system is required that can continue broadcasting even in the event of a power failure due to a disaster or the like. However, when the power supply to the optical line termination device is stopped due to a power failure, the reverse voltage is not applied to the PD 110, so that the photoelectric conversion cannot be performed. In order to prevent such a situation, conventionally, by incorporating a dry cell or a large-capacity capacitor as a backup power source in an optical line termination device, a reverse voltage can be applied even during a power failure, and photoelectric conversion can be continued (for example, Patent Document 1 discloses an example using a large-capacitance capacitor).

特開2006−174211号公報JP 2006-174221 A

しかしながら、乾電池をバックアップ電源として用いた場合には、乾電池の寿命や自然放電を監視したり、必要に応じて乾電池を交換したりする等、光回線終端装置のメンテナンスに手間を要するという問題があった。また、大容量キャパシタをバックアップ電源として用いた場合には、最長でも1時間程度しか逆電圧を印加することができず、長時間のバックアップ体制を構築することが困難であった。   However, when a dry cell is used as a backup power source, there is a problem that maintenance of the optical line terminator is troublesome, such as monitoring the life and spontaneous discharge of the dry cell or replacing the dry cell as necessary. It was. In addition, when a large-capacity capacitor is used as a backup power source, a reverse voltage can be applied for only about 1 hour at the longest, making it difficult to construct a long-time backup system.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、メンテナンスの手間を増やすことなく、長時間の停電時にも動作を継続することができる、光電変換装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a photoelectric conversion device that can continue operation even during a long power failure without increasing maintenance work.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1に記載の光電変換装置は、光伝送システムにおいて光信号を電気信号に変換する光電変換装置であって、無バイアス状態としたフォトダイオードと、前記フォトダイオードから出力される信号の直流成分のみを当該フォトダイオードに還流させる直流成分還流手段と、前記フォトダイオードから出力される信号の交流成分のみを取り出すコンデンサと、前記コンデンサを介して取り出された交流成分の信号を出力する出力端子と、前記出力端子に接続される機器との間のインピーダンス整合を行う整合用手段であって、抵抗を含む整合用手段を備え、前記直流成分還流手段と前記整合用手段の抵抗とを相互に並列に接続して構成されている。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the photoelectric conversion device according to claim 1 is a photoelectric conversion device that converts an optical signal into an electrical signal in an optical transmission system, and is a photo-biased photo A diode, DC component reflux means for causing only the DC component of the signal output from the photodiode to return to the photodiode, a capacitor for extracting only the AC component of the signal output from the photodiode, and the capacitor. Matching means for performing impedance matching between an output terminal that outputs a signal of the extracted AC component and a device connected to the output terminal, the matching means including a resistor, and the DC component reflux The means and the resistance of the matching means are connected in parallel with each other.

請求項2に記載の光電変換装置は、請求項1に記載の光電変換装置において、前記抵抗に至る直流成分を遮断する直流分離手段を備えて構成されている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a photoelectric conversion device according to the first aspect, further comprising a direct current separating unit that blocks a direct current component reaching the resistor .

請求項3に記載の光電変換装置は、請求項1又は2に記載の光電変換装置において、前記整合用手段は整合トランスを含んでいる。   A photoelectric conversion device according to a third aspect is the photoelectric conversion device according to the first or second aspect, wherein the matching means includes a matching transformer.

請求項1に記載の光電変換装置によれば、フォトダイオードから出力される信号の交流成分のみを取り出して出力端子を介して出力することで、逆電圧を印加することなく光電変換を行うことができるので、停電時においても乾電池や大容量キャパシタを用いることなく光電変換を継続することができ、メンテナンスの手間を増やすことなく、長時間の停電時にも動作を継続することができる。
また、整合用手段を用いて後段機器との間のインピーダンス整合を行うことが可能になる。
According to the photoelectric conversion device of claim 1, photoelectric conversion can be performed without applying a reverse voltage by taking out only the AC component of the signal output from the photodiode and outputting it through the output terminal. Therefore, even during a power failure, photoelectric conversion can be continued without using a dry cell or a large-capacity capacitor, and operation can be continued even during a long power failure without increasing maintenance work.
In addition, it is possible to perform impedance matching with the subsequent device using the matching means.

また、請求項2に記載の光電変換装置によれば、抵抗に至る直流成分を直流分離手段を介して遮断することができるので、RF信号の交流成分のみを出力端子に出力することができる。   Further, according to the photoelectric conversion device of the second aspect, since the direct current component reaching the resistance can be blocked through the direct current separating means, only the alternating current component of the RF signal can be output to the output terminal.

また、請求項3に記載の光電変換装置によれば、整合用手段のインピーダンスと後段の機器のインピーダンスとが相互に一致しない場合であっても、インピーダンス整合を行うことが可能になるため、整合用手段のインピーダンスを極力大きくすることで出力端子から出力されるRF信号を大きくすることができる。   In addition, according to the photoelectric conversion device according to claim 3, impedance matching can be performed even when the impedance of the matching means and the impedance of the subsequent device do not match each other. The RF signal output from the output terminal can be increased by increasing the impedance of the use means as much as possible.

本発明の実施の形態1に係るPD周辺の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram around a PD according to the first embodiment of the present invention. PDの電圧−電流特性図である。It is a voltage-current characteristic view of PD. 実施の形態2に係るPD周辺の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram around a PD according to a second embodiment. 実施の形態3に係るPD周辺の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram around a PD according to a third embodiment. 実施の形態4に係るPD周辺の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram around a PD according to a fourth embodiment. 実施の形態4の変形例に係るPD周辺の回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram around a PD according to a modification of the fourth embodiment. 実施の形態5に係るPD周辺の回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram around a PD according to a fifth embodiment. 実施の形態5の変形例に係るPD周辺の回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram around a PD according to a modification of the fifth embodiment. 光伝送システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of an optical transmission system. 従来の光回線終端装置におけるPD周辺の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram around a PD in a conventional optical line termination device.

以下に添付図面を参照して、この発明に係る光回線終端装置の各実施の形態を詳細に説明する。ただし、これら各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Embodiments of an optical line termination device according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited by these embodiments.

〔実施の形態1〕
最初に、実施の形態1について説明する。この実施の形態1は、PDの起電力の交流成分をコンデンサを介して取得する形態である。図1は実施の形態1に係るPD周辺の回路図である。PD1はコンデンサ2によるAC結合を介して出力端子3に接続されている。この構成において、PD1は、逆電圧の印加のない無バイアスモード(太陽電池モード)で使用される光電変換手段である。
[Embodiment 1]
First, the first embodiment will be described. In the first embodiment, an AC component of the electromotive force of the PD is acquired through a capacitor. FIG. 1 is a circuit diagram around a PD according to the first embodiment. The PD 1 is connected to the output terminal 3 through AC coupling by the capacitor 2. In this configuration, PD1 is a photoelectric conversion means used in a non-bias mode (solar cell mode) without applying a reverse voltage.

図2はPD1の電圧−電流特性図である。PD1にエネルギ・バンドキャップ以上の光エネルギーが入射されると、この光エネルギーが空乏層で吸収され、伝導電子と正孔との生成及びドリフトが行われることにより、光強度に比例した起電力が発生する。この起電力は、コンデンサ2によるAC結合によって直流成分が落とされることによって、交流成分のみが出力端子3に出力される。従って、この出力端子3からRF信号を取り出して後段側に供給することができる。   FIG. 2 is a voltage-current characteristic diagram of PD1. When light energy exceeding the energy band cap is incident on PD1, this light energy is absorbed by the depletion layer, and the generation and drift of conduction electrons and holes are performed, so that an electromotive force proportional to the light intensity is generated. Occur. Only the AC component of this electromotive force is output to the output terminal 3 by dropping the DC component due to AC coupling by the capacitor 2. Therefore, the RF signal can be extracted from the output terminal 3 and supplied to the subsequent stage.

(実施の形態1の効果)
このように実施の形態1によれば、逆電圧を印加することなく光電変換を行うことができるので、停電時においても乾電池や大容量キャパシタを用いることなく光電変換を継続することができ、メンテナンスの手間を増やすことなく、長時間の停電時にも動作を継続することができる。
(Effect of Embodiment 1)
As described above, according to the first embodiment, photoelectric conversion can be performed without applying a reverse voltage. Therefore, photoelectric conversion can be continued without using a dry cell or a large-capacity capacitor even during a power failure. The operation can be continued even during a long power outage without increasing the time.

〔実施の形態2〕
次に、本発明に係る実施の形態2について詳細に説明する。この実施の形態2は、フォトダイオードの端子間容量を低減するための容量低減手段を備えた形態である。ただし、特に説明なき構成においては実施の形態1と同様であるものとし、実施の形態1と同様の構成要素には、必要に応じて、実施の形態1で使用したものと同一の符号を付する。
[Embodiment 2]
Next, a second embodiment according to the present invention will be described in detail. In the second embodiment, a capacitance reducing means for reducing the capacitance between the terminals of the photodiode is provided. However, unless otherwise specified, the configuration is the same as that of the first embodiment, and the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the first embodiment, if necessary. To do.

上述した実施の形態1の回路では、光エネルギーによって生じた起電力の直流成分がPD1の接合部分(空乏層)に生じる端子間容量(接合容量)に充電されるため、PD1に順方向バイアスが加わって、PD1の空乏層が狭くなる。この状態では、PD1の高速性(RF信号における高帯域特性)が失われる。さらに、この図1の回路では、PD1の端子間容量に溜った電荷を消費することができないため、PD1の端子間電圧はその最大起電力が一定(ただし、実際には漏れ電流があるために低周波帯域の振動成分がある)となり、交流成分出力が小さくなる。   In the circuit of the first embodiment described above, the DC component of the electromotive force generated by the light energy is charged to the inter-terminal capacitance (junction capacitance) generated at the junction portion (depletion layer) of PD1, so that PD1 has a forward bias. In addition, the depletion layer of PD1 becomes narrower. In this state, the high speed property of PD1 (high bandwidth characteristic in the RF signal) is lost. Further, in the circuit of FIG. 1, since the charge accumulated in the inter-terminal capacitance of PD1 cannot be consumed, the inter-terminal voltage of PD1 has a constant maximum electromotive force (however, since there is actually a leakage current). There is a vibration component in the low frequency band), and the AC component output becomes small.

このような点を改善するため、実施の形態2では、PD1の端子間容量を低減するための容量低減手段を備えている。図3は実施の形態2に係るPD周辺の回路図である。ここでは、PD1に抵抗4が並列接続されている。この抵抗4は、特許請求の範囲における容量低減手段である。この回路では、並列接続された抵抗4の値が小さい程、PD1の起電力を下げることができるので、結果としてPD1の端子間容量を低減することができる。   In order to improve such a point, the second embodiment is provided with a capacity reducing means for reducing the inter-terminal capacity of PD1. FIG. 3 is a circuit diagram around the PD according to the second embodiment. Here, a resistor 4 is connected in parallel to PD1. The resistor 4 is a capacity reducing means in the claims. In this circuit, the smaller the value of the resistor 4 connected in parallel, the lower the electromotive force of the PD 1. As a result, the inter-terminal capacitance of the PD 1 can be reduced.

(実施の形態2の効果)
このように実施の形態2によれば、PD1の端子間容量を低減することができるので、PD1の高速性(RF信号における高帯域特性)を維持することができると共に、PD1の端子間容量による交流成分の阻止を低減することができる。
(Effect of Embodiment 2)
As described above, according to the second embodiment, since the inter-terminal capacitance of PD1 can be reduced, the high-speed performance of PD1 (high band characteristics in the RF signal) can be maintained, and the inter-terminal capacitance of PD1 can Blocking AC components can be reduced.

〔実施の形態3〕
次に、本発明に係る実施の形態3について詳細に説明する。この実施の形態3は、容量低減手段を経てフォトダイオードに至る交流成分を遮断する交流分離手段を備えた形態である。ただし、特に説明なき構成においては実施の形態2と同様であるものとし、実施の形態2と同様の構成要素には、必要に応じて、実施の形態2で使用したものと同一の符号を付する。
[Embodiment 3]
Next, Embodiment 3 according to the present invention will be described in detail. In the third embodiment, an AC separation unit that cuts off an AC component that reaches the photodiode through the capacitance reduction unit is provided. However, unless otherwise specified, the configuration is the same as that of the second embodiment, and the same components as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the second embodiment, if necessary. To do.

上述した実施の形態2の回路では、RF信号の成分の一部が抵抗4で消費されてしまう。このような点を改善するため、実施の形態3では、容量低減手段を経てPD1に至る信号成分を遮断する交流分離手段を備えている。図4は実施の形態3に係るPD周辺の回路図である。ここでは、抵抗4にコイル5が直列接続されている。このコイル5は、特許請求の範囲における交流分離手段である。この回路ではPD1で発生した起電力のうち、直流成分がコイル5で直流結合されると共に、交流成分(RF信号)がコンデンサ2で交流結合される。すなわち、これらコンデンサ2とコイル5とが協働して交流/直流分離フィルタを構成することになり、直流成分がコンデンサ2で遮断されるために抵抗4に入力され、交流成分がコイル5で遮断されるためにコンデンサ2に入力される。   In the circuit of the second embodiment described above, a part of the RF signal component is consumed by the resistor 4. In order to improve such a point, the third embodiment is provided with AC separation means for blocking the signal component that reaches the PD 1 through the capacity reduction means. FIG. 4 is a circuit diagram around a PD according to the third embodiment. Here, a coil 5 is connected in series to the resistor 4. This coil 5 is an AC separation means in the claims. In this circuit, the DC component of the electromotive force generated in the PD 1 is DC-coupled by the coil 5 and the AC component (RF signal) is AC-coupled by the capacitor 2. That is, the capacitor 2 and the coil 5 cooperate to form an AC / DC separation filter. The DC component is blocked by the capacitor 2 and input to the resistor 4, and the AC component is blocked by the coil 5. To be input to the capacitor 2.

(実施の形態3の効果)
このように実施の形態3によれば、交流成分が抵抗4で消費されることなくコンデンサ2に入力されるので、RF信号の全ての交流成分を出力端子3に出力することができる。
(Effect of Embodiment 3)
As described above, according to the third embodiment, since the AC component is input to the capacitor 2 without being consumed by the resistor 4, all the AC components of the RF signal can be output to the output terminal 3.

〔実施の形態4〕
次に、本発明に係る実施の形態4について詳細に説明する。この実施の形態4は、フォトダイオードからの直流成分を当該フォトダイオードに還流させる直流成分還流手段と、出力端子に接続される機器との間のインピーダンス整合を行う整合用手段とを備える形態である。ただし、特に説明なき構成においては実施の形態3と同様であるものとし、実施の形態3と同様の構成要素には、必要に応じて、実施の形態3で使用したものと同一の符号を付する。
[Embodiment 4]
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described in detail. In the fourth embodiment, there is provided a direct current component reflux means for causing the direct current component from the photodiode to flow back to the photodiode, and a matching means for performing impedance matching between the device connected to the output terminal. . However, unless otherwise specified, the configuration is the same as that of the third embodiment, and the same components as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the third embodiment, if necessary. To do.

上述した実施の形態1〜3までの回路では、出力端子3に接続される後段側の機器との間のインピーダンス整合が問題になる可能性がある。すなわち、実施の形態2の回路では、出力端子3側からPD1を見たときのインピーダンスをRS(=抵抗4の抵抗値)、出力端子3に接続される機器のインピーダンスをRRFとすると、インピーダンス整合を行うためにはRS=RRFとする必要がある。しかしながら、この場合には、PD1に、インピーダンスRSに比例した電圧(=インピーダンスRS×PD1の電流の直流成分)が生じるため、PD1の高速性が損なわれる可能性がある。この課題は、インピーダンスRS=0とすれば解決できるが、この場合には、出力端子3側からPD1を見たときのインピーダンスが零(短絡)になり、インピーダンス整合を行うことができなくなる。また実施の形態1、3の回路においても、出力端子3側からPD1を見たときのインピーダンスが零(短絡)になるため、やはりインピーダンス整合を行うことができなくなる。   In the circuits of the first to third embodiments described above, there is a possibility that impedance matching with the subsequent device connected to the output terminal 3 becomes a problem. That is, in the circuit according to the second embodiment, impedance matching when PD1 is viewed from the output terminal 3 side is RS (= resistance value of resistor 4), and the impedance of the device connected to the output terminal 3 is RRF. In order to perform the above, it is necessary to set RS = RRF. However, in this case, a voltage proportional to the impedance RS (= DC component of the current of the impedance RS × PD1) is generated in the PD1, so that the high speed of the PD1 may be impaired. This problem can be solved by setting the impedance RS = 0, but in this case, the impedance when the PD 1 is viewed from the output terminal 3 side becomes zero (short circuit), and impedance matching cannot be performed. Also in the circuits of the first and third embodiments, the impedance when the PD 1 is viewed from the output terminal 3 side becomes zero (short circuit), so that impedance matching cannot be performed.

このような点を改善するため、実施の形態4では、直流成分還流手段及び整合用手段を備えている。図5は実施の形態4に係るPD周辺の回路図である。ここでは、図4のコイル5に代えてコンデンサ6が抵抗4に直列接続されており、またコイル7がPD1に並列に接続されている。   In order to improve such a point, the fourth embodiment includes a direct current component reflux unit and a matching unit. FIG. 5 is a circuit diagram around a PD according to the fourth embodiment. Here, instead of the coil 5 of FIG. 4, a capacitor 6 is connected in series to the resistor 4, and a coil 7 is connected in parallel to the PD1.

このうち、コイル7は、PD1の電流の直流成分を当該PD1に還流するインダクタであり、特許請求の範囲における直流成分還流手段に対応する。このコイル7を理想的には無限大とすることで、PD1で発生する直流成分が理想的には0になり、当該PD1の高速性を維持することができる。   Among these, the coil 7 is an inductor that circulates the direct current component of the current of PD1 to the PD1, and corresponds to the direct current component reflux means in the claims. By making the coil 7 ideally infinite, the direct current component generated in the PD 1 is ideally 0, and the high speed of the PD 1 can be maintained.

出力端子3側からPD1を見たときのインピーダンスRSは抵抗4の抵抗値であるから、この抵抗4は、出力端子3に接続された後段の機器とのインピーダンス整合を行うための整合用手段として機能する。すなわち、この抵抗4の抵抗値を、後段の機器のインピーダンスRRFと一致させることで、インピーダンス整合を行うことができる。ここでコンデンサ2及びコンデンサ6は、AC結合コンデンサであり、特許請求の範囲における直流分離手段に対応する。これらコンデンサ2及びコンデンサ6を理想的には無限大にして直流成分を落とすことで、交流成分のみが出力端子3に出力される。なお、コンデンサ6の位置は、抵抗4をAC結合できる限りにおいて任意に変更することができ、例えば、図6のように配置したり、あるいは、接地側のラインに挿入してもよい。   Since the impedance RS when the PD 1 is viewed from the output terminal 3 side is the resistance value of the resistor 4, the resistor 4 is used as a matching means for performing impedance matching with a subsequent device connected to the output terminal 3. Function. That is, impedance matching can be performed by matching the resistance value of the resistor 4 with the impedance RRF of the subsequent device. Here, the capacitor 2 and the capacitor 6 are AC coupling capacitors and correspond to the direct current separating means in the claims. Ideally, the capacitors 2 and 6 are made infinite and the direct current component is dropped, so that only the alternating current component is output to the output terminal 3. The position of the capacitor 6 can be arbitrarily changed as long as the resistor 4 can be AC-coupled. For example, the capacitor 6 may be arranged as shown in FIG.

(実施の形態4の効果)
このように実施の形態4によれば、PD1の電流の直流成分をコイル7によって当該PD1に還流させることで、PD1の高速性を維持することができる。また、抵抗4の抵抗値を後段の機器のインピーダンスRRFと一致させることで、インピーダンス整合を行うことができる。
(Effect of Embodiment 4)
Thus, according to Embodiment 4, the high speed property of PD1 can be maintained by causing the DC component of the current of PD1 to flow back to PD1 by means of coil 7. In addition, impedance matching can be performed by matching the resistance value of the resistor 4 with the impedance RRF of the subsequent device.

〔実施の形態5〕
最後に、本発明に係る実施の形態5について詳細に説明する。この実施の形態5は、整合用手段として整合トランスを備える形態である。ただし、特に説明なき構成においては実施の形態4と同様であるものとし、実施の形態4と同様の構成要素には、必要に応じて、実施の形態4で使用したものと同一の符号を付する。
[Embodiment 5]
Finally, Embodiment 5 according to the present invention will be described in detail. In the fifth embodiment, a matching transformer is provided as a matching means. However, unless otherwise specified, the configuration is the same as that of the fourth embodiment, and the same components as those of the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals as those used in the fourth embodiment as necessary. To do.

上述した実施の形態4の回路では、出力端子3から出力される交流成分(RF信号)を最大化するためには、抵抗4の抵抗値が大きい程よい。その一方で、上述のように、インピーダンス整合を行うためには抵抗4の抵抗値を後段の機器のインピーダンスRRFと一致させる必要があるため、抵抗4の抵抗値を大きくすることによるRF信号の増大を図ることは実際には困難になる。   In the circuit of the above-described fourth embodiment, in order to maximize the AC component (RF signal) output from the output terminal 3, it is better that the resistance value of the resistor 4 is larger. On the other hand, as described above, in order to perform impedance matching, it is necessary to make the resistance value of the resistor 4 coincide with the impedance RRF of the subsequent device. Therefore, the RF signal is increased by increasing the resistance value of the resistor 4. In practice, it becomes difficult.

このような点を改善するため、実施の形態5では、整合用手段として整合トランスを備える。図7は実施の形態5に係るPD周辺の回路図である。ここでは、図5のコンデンサ2と出力端子3との相互間に整合トランス8を接続している。この回路構成では、抵抗4の抵抗値と後段の機器のインピーダンスRRFとが相互に一致しない場合であっても、インピーダンス整合を行うことが可能になるため、抵抗4の抵抗値を極力大きくすることで出力端子3から出力されるRF信号を大きくすることができる。なお、実際には整合トランス8の巻線抵抗による損失が生じるので、この損失を考慮した上で出力端子3から出力されるRF信号が最大化されるように、抵抗4の抵抗値を決定することが好ましい。なお、この回路においても、コンデンサ6の位置は、抵抗4をAC結合できる限りにおいて任意に変更することができ、例えば、図8のように配置したり、あるいは、接地側のラインに挿入してもよい。   In order to improve such points, the fifth embodiment includes a matching transformer as matching means. FIG. 7 is a circuit diagram around a PD according to the fifth embodiment. Here, a matching transformer 8 is connected between the capacitor 2 and the output terminal 3 of FIG. In this circuit configuration, impedance matching can be performed even when the resistance value of the resistor 4 and the impedance RRF of the subsequent device do not coincide with each other, so that the resistance value of the resistor 4 is increased as much as possible. Thus, the RF signal output from the output terminal 3 can be increased. Actually, a loss due to the winding resistance of the matching transformer 8 occurs, and the resistance value of the resistor 4 is determined so that the RF signal output from the output terminal 3 is maximized in consideration of this loss. It is preferable. Also in this circuit, the position of the capacitor 6 can be arbitrarily changed as long as the resistor 4 can be AC-coupled. For example, the capacitor 6 can be arranged as shown in FIG. Also good.

(実施の形態5の効果)
このように実施の形態5によれば、抵抗4の抵抗値と後段の機器のインピーダンスRRFとが相互に一致しない場合であっても、インピーダンス整合を行うことが可能になるため、抵抗4の抵抗値を極力大きくすることで出力端子3から出力されるRF信号を大きくすることが可能になる。
(Effect of Embodiment 5)
As described above, according to the fifth embodiment, impedance matching can be performed even when the resistance value of the resistor 4 and the impedance RRF of the subsequent device do not match each other. By increasing the value as much as possible, the RF signal output from the output terminal 3 can be increased.

〔各実施の形態に対する変形例〕
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
[Modifications to Embodiments]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the specific configuration and means of the present invention may be arbitrarily modified and improved within the scope of the technical idea of each invention described in the claims. Can do. Hereinafter, such a modification will be described.

(解決しようとする課題や発明の効果について)
まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
(About problems to be solved and effects of the invention)
First, the problems to be solved by the invention and the effects of the invention are not limited to the above-described contents, and the present invention solves the problems not described above or has the effects not described above. There are also cases where only some of the described problems are solved or only some of the described effects are achieved.

(各実施の形態の相互の組み合わせについて)
各実施の形態1から5の構成を、相互に組み合わせてもよい。例えば、1台の光電変換装置に、各実施の形態1から5の構成を組み込んでもよい。
(About mutual combination of each embodiment)
The configurations of the first to fifth embodiments may be combined with each other. For example, the configurations of the first to fifth embodiments may be incorporated in one photoelectric conversion device.

(光電変換装置について)
なお、本発明に係る光電変換装置は、光回線終端装置に限定されず、光信号を電気信号に変換するための任意の目的の装置に適用することができる。
(About photoelectric conversion device)
Note that the photoelectric conversion device according to the present invention is not limited to an optical line termination device, and can be applied to a device of any purpose for converting an optical signal into an electrical signal.

この発明は、光伝送システムにおいて光信号を電気信号に変換する光電変換装置に適用でき、メンテナンスの手間を増やすことなく、長時間の停電時にも動作を継続することに有用である。   The present invention can be applied to a photoelectric conversion device that converts an optical signal into an electric signal in an optical transmission system, and is useful for continuing operation even during a long-time power failure without increasing maintenance work.

(付記)
付記1に記載の光電変換装置は、光伝送システムにおいて光信号を電気信号に変換する光電変換装置であって、無バイアス状態としたフォトダイオードと、前記フォトダイオードから出力される信号の交流成分のみを取り出すコンデンサと、前記コンデンサを介して取り出された交流成分の信号を出力する出力端子とを備えることを特徴とする。
(Appendix)
The photoelectric conversion device according to attachment 1 is a photoelectric conversion device that converts an optical signal into an electrical signal in an optical transmission system, and includes only a photodiode that is in a non-biased state and an AC component of a signal output from the photodiode. And an output terminal for outputting an AC component signal taken out through the capacitor.

また、付記2に記載の光電変換装置は、付記1に記載の光電変換装置において、前記フォトダイオードの端子間容量を低減するための容量低減手段を備えること、を特徴とする。   Further, the photoelectric conversion device according to attachment 2 is characterized in that the photoelectric conversion device according to attachment 1 includes a capacitance reduction means for reducing the inter-terminal capacitance of the photodiode.

また、付記3に記載の光電変換装置は、付記2に記載の光電変換装置において、前記容量低減手段を経て前記フォトダイオードに至る交流成分を遮断する交流分離手段を備えること、を特徴とする。   Further, the photoelectric conversion device according to attachment 3 is characterized in that in the photoelectric conversion device according to attachment 2, there is provided an alternating current separation means for blocking an alternating current component that reaches the photodiode through the capacitance reduction means.

また、付記4に記載の光電変換装置は、付記1から3のいずれか一項に記載の光電変換装置において、前記フォトダイオードからの直流成分を当該フォトダイオードに還流させる直流成分還流手段を備えること、を特徴とする。   Further, the photoelectric conversion device according to appendix 4 is the photoelectric conversion device according to any one of appendices 1 to 3, further comprising direct-current component reflux means for refluxing the direct-current component from the photodiode to the photodiode. It is characterized by.

また、付記5に記載の光電変換装置は、付記1から4のいずれか一項に記載の光電変換装置において、前記出力端子に接続される機器との間のインピーダンス整合を行う整合用手段を備えること、を特徴とする。   Further, the photoelectric conversion device according to appendix 5 is the photoelectric conversion device according to any one of appendices 1 to 4, further comprising a matching unit that performs impedance matching with a device connected to the output terminal. It is characterized by this.

また、付記6に記載の光電変換装置は、付記5に記載の光電変換装置において、前記整合用手段は抵抗を含み、当該抵抗に至る直流成分を遮断する直流分離手段を備えること、を特徴とする。   Further, the photoelectric conversion device according to appendix 6 is characterized in that, in the photoelectric conversion device according to appendix 5, the matching means includes a resistance, and includes a direct current separation means that blocks a direct current component reaching the resistance. To do.

また、付記7に記載の光電変換装置は、付記5又は6に記載の光電変換装置において、前記整合用手段は整合トランスを含むこと、を特徴とする。   The photoelectric conversion device according to attachment 7 is the photoelectric conversion device according to attachment 5 or 6, characterized in that the matching means includes a matching transformer.

付記に係る光電変換装置は、フォトダイオードから出力される信号の交流成分のみを取り出して出力端子を介して出力することで、逆電圧を印加することなく光電変換を行うことができるので、停電時においても乾電池や大容量キャパシタを用いることなく光電変換を継続することができ、メンテナンスの手間を増やすことなく、長時間の停電時にも動作を継続することができる。   The photoelectric conversion device according to the supplementary note can perform photoelectric conversion without applying a reverse voltage by taking out only the alternating current component of the signal output from the photodiode and outputting it through the output terminal. In this case, the photoelectric conversion can be continued without using a dry cell or a large-capacitance capacitor, and the operation can be continued even during a long-time power outage without increasing maintenance work.

また、付記に係る光電変換装置は、PDの端子間容量を低減することができるので、PDの高速性(RF信号における高帯域特性)を維持することができると共に、PDの端子間容量による交流成分の阻止を低減することができる。   Further, since the photoelectric conversion device according to the supplementary note can reduce the inter-terminal capacitance of the PD, it can maintain the high-speed property of the PD (high bandwidth characteristics in the RF signal), and can be controlled by alternating current due to the inter-terminal capacitance of the PD. Inhibition of components can be reduced.

また、付記に係る光電変換装置は、交流成分が容量低減手段で消費されることなくコンデンサに入力されるので、RF信号の全ての交流成分を出力端子に出力することができる。   Moreover, since the alternating current component is input into the capacitor without being consumed by the capacity reduction means, the photoelectric conversion device according to the supplementary note can output all the alternating current components of the RF signal to the output terminal.

また、付記に係る光電変換装置は、フォトダイオードからの直流成分を直流成分還流手段を介して当該フォトダイオードに還流させることで、フォトダイオードの高速性を維持することができる。   Further, the photoelectric conversion device according to the supplementary note can maintain the high-speed property of the photodiode by circulating the direct current component from the photodiode to the photodiode through the direct current component circulation means.

また、付記に係る光電変換装置は、整合用手段を用いて後段機器との間のインピーダンス整合を行うことが可能になる。   Further, the photoelectric conversion device according to the supplementary note can perform impedance matching with the subsequent device using the matching means.

また、付記に係る光電変換装置は、抵抗に至る直流成分を直流分離手段を介して遮断することができるので、RF信号の交流成分のみを出力端子に出力することができる。   Further, since the photoelectric conversion device according to the supplementary note can block the direct current component leading to the resistance through the direct current separation means, only the alternating current component of the RF signal can be output to the output terminal.

また、付記に係る光電変換装置は、整合用手段のインピーダンスと後段の機器のインピーダンスとが相互に一致しない場合であっても、インピーダンス整合を行うことが可能になるため、整合用手段のインピーダンスを極力大きくすることで出力端子から出力されるRF信号を大きくすることができる。   Further, the photoelectric conversion device according to the supplementary note makes it possible to perform impedance matching even when the impedance of the matching unit and the impedance of the subsequent device do not match each other. By increasing as much as possible, the RF signal output from the output terminal can be increased.

1、110 PD
2、6、111 コンデンサ
3、112 出力端子
4 抵抗
5、7 コイル
8 整合トランス
100 光送信機
101 光増幅器
102 光回線終端装置
103 光ケーブル
104 TV受像機
105 告知放送受信機
1, 110 PD
2, 6, 111 Capacitor 3, 112 Output terminal 4 Resistance 5, 7 Coil 8 Matching transformer 100 Optical transmitter 101 Optical amplifier 102 Optical line terminator 103 Optical cable 104 TV receiver 105 Notification broadcast receiver

Claims (3)

光伝送システムにおいて光信号を電気信号に変換する光電変換装置であって、
無バイアス状態としたフォトダイオードと、
前記フォトダイオードから出力される信号の直流成分のみを当該フォトダイオードに還流させる直流成分還流手段と、
前記フォトダイオードから出力される信号の交流成分のみを取り出すコンデンサと、
前記コンデンサを介して取り出された交流成分の信号を出力する出力端子と、
前記出力端子に接続される機器との間のインピーダンス整合を行う整合用手段であって、抵抗を含む整合用手段を備え、
前記直流成分還流手段と前記整合用手段の抵抗とを相互に並列に接続した、
光電変換装置。
A photoelectric conversion device for converting an optical signal into an electrical signal in an optical transmission system,
A non-biased photodiode;
DC component reflux means for refluxing only the DC component of the signal output from the photodiode to the photodiode;
A capacitor that extracts only the AC component of the signal output from the photodiode;
An output terminal for outputting an AC component signal taken out through the capacitor;
A matching means for performing impedance matching with a device connected to the output terminal, comprising a matching means including a resistor,
The DC component reflux means and the resistance of the matching means are connected in parallel with each other,
Photoelectric conversion device.
前記抵抗に至る直流成分を遮断する直流分離手段を備えた、
請求項1に記載の光電変換装置。
With a DC separating unit for cutting off a DC component leading to said resistor,
The photoelectric conversion device according to claim 1.
前記整合用手段は整合トランスを含む、
請求項1又は2に記載の光電変換装置。
The matching means includes a matching transformer;
The photoelectric conversion device according to claim 1.
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