JP5599581B2 - 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送信機から光伝送路を介して送信された光信号を受信して電気信号に変換する光電変換装置に関する。   The present invention relates to a photoelectric conversion device that receives an optical signal transmitted from an optical transmitter via an optical transmission line in an optical transmission system and converts the optical signal into an electrical signal.

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、送信者側に配置した光送信機と、受信者側に配置した光受信機としての光回線終端装置(ONU:Optical Network Unit)とを、光ケーブルにて構成された長距離用の光伝送路を介して接続して構成されている。そして、送信者側において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によって光信号に変換し、この光信号を光伝送路を介して光回線終端装置に送信する。この光回線終端装置では、光信号を電気信号(RF信号)に変換してTV受像機に出力する。この光電変換装置には、光信号を電気信号に変換するためのPD(Photo Diode)が組み込まれており、このPDに逆電圧を印加することで、PDに入射した光エネルギーの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。   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. This optical transmission system generally includes an optical transmitter arranged on the sender side and an optical network unit (ONU) as an optical receiver arranged on the receiver side by an optical cable. It is configured to be connected through a configured long-distance optical transmission line. Then, the transmitter side mixes the TV signal and the announcement broadcast signal, converts the mixed electric signal into an optical signal by the optical transmitter, and transmits the optical signal to the optical line terminating device via the optical transmission line. . In this optical line termination device, an optical signal is converted into an electric signal (RF signal) and output to a TV receiver. This photoelectric conversion device incorporates a PD (Photo Diode) for converting an optical signal into an electric signal. By applying a reverse voltage to the PD, the light intensity change of the light energy incident on the PD is changed. A proportional current (reverse current) flows and photoelectric conversion can be performed.

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告知放送を継続できる体制が必要になる。しかしながら、停電によって光電変換装置に対する電源供給が停止すると、PD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、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電変換装置に内蔵し、停電時においても逆電圧を印加することで光電変換を継続可能とすることが提案されていた(例えば特許文献1参照)。   Here, in a broadcasting system that performs emergency notification broadcasting, a system capable of continuing the notification broadcasting even in the event of a power failure due to a disaster or the like is required. However, when the power supply to the photoelectric conversion device is stopped due to a power failure, the reverse voltage is not applied to the PD, so that the photoelectric conversion cannot be performed. In order to prevent such a situation, it has been proposed that a dry cell or a large-capacity capacitor is built in a photoelectric conversion device as a backup power source, and photoelectric conversion can be continued by applying a reverse voltage even during a power failure ( For example, see Patent Document 1).

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、乾電池のメンテナンスに手間を要するという問題があるため、PDを逆電圧印加のない無バイアスモード(太陽電池モード)で使用し、このPDから出力される信号を出力端子を介して出力することで、乾電池を用いることなく光電変換を行うことが提案されている(例えば特許文献2参照)。   However, when a dry cell is used as a backup power source, there is a problem that it takes time to maintain the dry cell. Therefore, the PD is used in a non-bias mode (solar cell mode) without applying a reverse voltage and output from this PD. It has been proposed to perform photoelectric conversion without using a dry cell by outputting a signal to be output via an output terminal (see, for example, Patent Document 2).

このような無バイアスモードでの光電変換を可能とした光電変換装置では、例えば、CATV信号を伝送する場合、給電時には、全チャンネルの放送信号を所要性能を満足した高品質で伝送し、無給電時には、緊急告知放送等を行うFM帯の放送信号のみを所要性能を満足したFM信号として伝送していた。しかしながら、この場合には、各チャンネルの多くの歪成分がFM信号に落ち込み、FM信号のDU比を低下させるという問題があった。   In such a photoelectric conversion device capable of performing photoelectric conversion in the no-bias mode, for example, when transmitting a CATV signal, during power feeding, broadcast signals of all channels are transmitted with high quality that satisfies the required performance, and no power is fed. In some cases, only FM band broadcast signals for performing emergency notification broadcasts or the like are transmitted as FM signals satisfying the required performance. However, in this case, many distortion components of each channel fall into the FM signal, and there is a problem that the DU ratio of the FM signal is lowered.

そこで、本願発明者は、無給電時に無バイアスモードで光電変換を行うことでFM信号の如き所定帯域の電気信号を出力する光電変換装置において、当該所定帯域の電気信号のDU比を向上させることができる光電変換装置を発明した(例えば特許文献3参照。ただし、本願出願時において特許文献3に記載の発明は未公開)。   Therefore, the inventor of the present application improves the DU ratio of an electrical signal in a predetermined band in a photoelectric conversion apparatus that outputs an electrical signal in a predetermined band such as an FM signal by performing photoelectric conversion in a no-bias mode when no power is supplied. (For example, refer to Patent Document 3. However, the invention described in Patent Document 3 has not been disclosed at the time of filing this application).

図5には、この特許文献3に記載の従来の光電変換装置の回路図を示す。この光電変換装置(光受信機)100は、光電変換を行うPD101と、RF信号を出力するRF出力端子102と、FM信号を出力するFM出力端子103とを、線路を介して接続して構成されている。PD101のアノード側には、増幅器A100が接続されており、この増幅器A100の出力段側に上述したRF出力端子102が接続されている。また、PD101のアノード側には、コイルL100と抵抗R100が接続されており、これらコイルL100と抵抗R100の間には、コンデンサC100と制御回路104がそれぞれ接続されている。PD101のカソード側には、正電源+Vcが抵抗R200を介して接続されている。また、抵抗R200の両端には、コンデンサC200、C300が接続されている。さらに、光受信機100には、PD101のカソード側とアノード側を短絡させる短絡路105(図3に示した一点鎖線に沿った伝送路)が設けられている。この短絡路105には、PD101に対してFMBEF(FM Band Eliminate Filter)106とスイッチ107が直列に接続されており、このFMBEF106にはコイルL200が並列に接続されている。このFMBEF106は、所定帯域の電気信号(ここではFM信号。以下同じ)を減衰させる減衰手段である。また、スイッチ107は、逆電圧の無給電時にのみ短絡路105を閉状態とする開閉手段である。このように構成された短絡路105におけるPD101のカソード側には、FMBPF(FM Band Pass Filter)108が接続されている。このFMBPF108は、所定帯域の電気信号を出力する濾過手段である。   FIG. 5 shows a circuit diagram of a conventional photoelectric conversion device described in Patent Document 3. This photoelectric conversion device (optical receiver) 100 is configured by connecting a PD 101 that performs photoelectric conversion, an RF output terminal 102 that outputs an RF signal, and an FM output terminal 103 that outputs an FM signal via a line. Has been. An amplifier A100 is connected to the anode side of the PD 101, and the above-described RF output terminal 102 is connected to the output stage side of the amplifier A100. A coil L100 and a resistor R100 are connected to the anode side of the PD 101, and a capacitor C100 and a control circuit 104 are connected between the coil L100 and the resistor R100, respectively. A positive power source + Vc is connected to the cathode side of the PD 101 via a resistor R200. Capacitors C200 and C300 are connected to both ends of the resistor R200. Further, the optical receiver 100 is provided with a short circuit 105 (a transmission line along the one-dot chain line shown in FIG. 3) for short-circuiting the cathode side and the anode side of the PD 101. In the short circuit 105, an FM MBEF (FM Band Eliminate Filter) 106 and a switch 107 are connected in series to the PD 101, and a coil L200 is connected in parallel to the FMBEF 106. This FMBEF 106 is an attenuating means for attenuating an electric signal in a predetermined band (here, FM signal; the same applies hereinafter). The switch 107 is an opening / closing means for closing the short circuit 105 only when no reverse voltage is supplied. An FMBPF (FM Band Pass Filter) 108 is connected to the cathode side of the PD 101 in the short circuit 105 configured as described above. The FMBPF 108 is a filtering unit that outputs an electric signal in a predetermined band.

この光電変換装置100において、無給電時には、スイッチ107を閉じることでPD101を短絡でき、無バイアスモードにおいてPD101から出力される信号の中からFM信号のみを取り出し、このFM信号をFM出力端子103から出力することが可能となる。特に、この光電変換装置100では、FM信号に含まれ得る不要なチャンネルの電気信号のみを短絡路105を用いて短絡することで、これらの電気信号の歪成分がFM信号に落ち込むことを防止でき、FM信号のDU比を向上させることができる。   In the photoelectric conversion device 100, when no power is supplied, the PD 101 can be short-circuited by closing the switch 107, and only the FM signal is extracted from the signals output from the PD 101 in the no-bias mode, and the FM signal is output from the FM output terminal 103. It becomes possible to output. In particular, in the photoelectric conversion device 100, only the electrical signals of unnecessary channels that can be included in the FM signal are short-circuited by using the short circuit 105, thereby preventing distortion components of these electrical signals from falling into the FM signal. , The DU ratio of the FM signal can be improved.

特開2006−174211号公報JP 2006-174221 A 特開2008−78988号公報JP 2008-78988 A 特願2008−234221号明細書Japanese Patent Application No. 2008-234221

しかしながら、特許文献3に記載の光電変換装置100においては、DU比の高いFM信号を出力することができるものの、FM信号の出力の大きさの面では依然として改善の余地があった。すなわち、この光電変換装置100においては、FM信号に含まれ得る不要なチャンネルの電気信号は短絡路105を用いて短絡することができるものの、FM信号を含むその他の信号については、その一部はFM出力端子103から出力されるが、他の部分はFM出力端子103から出力されずに伝送路109(増幅器A100の接地からコンデンサC300を経てPD101に至る伝送路であり、図3に示した一点鎖線に沿った伝送路)を還流する。この伝送路109には、高域信号(RF信号)と低域信号(FM信号)の両方が還流し、低域信号(FM信号)が還流する分だけ、FM出力端子103から出力されるFM信号の出力が低下してしまう。   However, although the photoelectric conversion apparatus 100 described in Patent Document 3 can output an FM signal having a high DU ratio, there is still room for improvement in terms of the output size of the FM signal. That is, in this photoelectric conversion apparatus 100, an unnecessary channel electrical signal that can be included in the FM signal can be short-circuited using the short circuit 105, but some of the other signals including the FM signal are partially included. Although output from the FM output terminal 103, the other part is not output from the FM output terminal 103, but is a transmission path 109 (a transmission path from the ground of the amplifier A100 to the PD 101 via the capacitor C300, as shown in FIG. The transmission path along the chain line) is refluxed. Both high-frequency signal (RF signal) and low-frequency signal (FM signal) circulate in this transmission path 109, and FM output from the FM output terminal 103 is equivalent to the circulated low-frequency signal (FM signal). The signal output will decrease.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、FM信号の如き所定帯域の電気信号を光電変換にて出力する光電変換装置において、当該所定帯域の電気信号の出力を一層向上させ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 in a photoelectric conversion device that outputs an electric signal of a predetermined band such as an FM signal by photoelectric conversion, the output of the electric signal of the predetermined band can be further improved. It is an object to provide a photoelectric conversion device that can be used.

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、前記光信号を前記電気信号に変換する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た電気信号のうち、所定の高域信号を出力する高域信号出力手段と、前記フォトダイオードから出力された電気信号のうち、所定の低域信号を出力する低域信号出力手段と、前記低域信号出力手段に接続される外部機器との間におけるインピーダンス整合を行うための整合手段と、前記フォトダイオードから出力された電気信号の一部を、前記高域信号出力手段、前記低域信号出力手段、及び前記整合手段を経ることなく前記フォトダイオードに還流させる伝送路であって、前記高域信号のみを還流可能な高域伝送路と、前記低域信号のみを還流可能な低域伝送路と、前記高域伝送路及び前記低域伝送路に還流しない信号を還流可能な短絡路であって、当該光電変換装置の無給電時にのみ前記フォトダイオードのカソード側とアノード側とを短絡させる短絡路と、前記フォトダイオードから出力された電流のうち、前記低域信号出力手段に至る電流の分流比を調節するための電流調節手段とを備える。 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 electric signal in an optical transmission system, and converts the optical signal into the electric signal. A photodiode to be converted into a signal, a high-frequency signal output means for outputting a predetermined high-frequency signal among the electrical signals output from the photodiode, and a predetermined low-frequency signal among the electrical signals output from the photodiode A low-frequency signal output means for outputting a high-frequency signal; a matching means for performing impedance matching between an external device connected to the low-frequency signal output means; and a part of the electric signal output from the photodiode and the high frequency signal output hands stage, before Symbol low frequency signal output means, and a transmission path for returning to the photodiode without going through the alignment means, the high frequency A high-frequency transmission line capable of returning only the signal, a low-frequency transmission line capable of returning only the low-frequency signal, and a short-circuit path capable of returning signals not to be returned to the high-frequency transmission line and the low-frequency transmission line. A short circuit that short-circuits the cathode side and the anode side of the photodiode only when no power is supplied to the photoelectric conversion device, and a current shunting to the low-frequency signal output means out of the current output from the photodiode Current adjusting means for adjusting the ratio.

請求項1に記載の光電変換装置によれば、高域伝送路と低域伝送路を設け、低域伝送路には電流調節手段を設けて低域信号出力手段に至る電流の分流比を調節することにより、低域信号出力手段からの低域信号出力を大きくすることができる。また、このように高域伝送路と低域伝送路を設けたので、高域信号については高域伝送路を介してフォトダイオードに還流させることで、高域信号が電流調節手段を通過する場合に生じるロスを回避できる。
また、整合手段を設けることで、後段機器との間におけるインピーダンス整合を整合手段によって取ることが可能となるので、インピーダンス整合と切り離して、電流調節手段の抵抗値を大きくすることが可能となる。
According to the photoelectric conversion device of the first aspect, the high-frequency transmission line and the low-frequency transmission line are provided, and the current adjustment means is provided in the low-frequency transmission line to adjust the current shunt ratio to reach the low-frequency signal output means. As a result, the low-frequency signal output from the low-frequency signal output means can be increased. In addition, since the high-frequency transmission line and the low-frequency transmission line are provided in this way, the high-frequency signal is returned to the photodiode via the high-frequency transmission line, so that the high-frequency signal passes through the current adjusting means. Can be avoided.
In addition, by providing the matching means, it is possible to achieve impedance matching with the subsequent stage device by the matching means, so that the resistance value of the current adjusting means can be increased by separating from impedance matching.

本発明の実施の形態1に係る光受信機の回路図である。It is a circuit diagram of the optical receiver which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1の回路における無給電時における信号の流れを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the flow of the signal at the time of the no-power supply in the circuit of FIG. 実施の形態2に係る光受信機の回路図である。6 is a circuit diagram of an optical receiver according to Embodiment 2. FIG. 図3の回路における無給電時における信号の流れを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the flow of the signal at the time of the no-power supply in the circuit of FIG. 従来の光電変換装置の回路図である。It is a circuit diagram of the conventional photoelectric conversion apparatus.

以下に添付図面を参照して、この発明に係る光電変換装置の実施の形態を詳細に説明する。ただし、この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 a photoelectric conversion 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 this embodiment.

〔I〕実施の形態1
最初に、本発明の実施の形態1について説明する。
[I] Embodiment 1
First, Embodiment 1 of the present invention will be described.

〔構成〕
本実施の形態1に係る光受信機の構成について説明する。図1は本実施の形態1に係る光受信機の回路図である。この光受信機1は、光電変換を行うPD2と、所定の高域信号(以下、RF信号)を出力する高域信号出力手段であるRF出力端子3と、所定の低域信号(以下、FM信号)を出力する低域信号出力手段であるFM出力端子4とを、図示のように線路を介して接続して構成されている。
〔Constitution〕
The configuration of the optical receiver according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a circuit diagram of an optical receiver according to the first embodiment. The optical receiver 1 includes a PD 2 that performs photoelectric conversion, an RF output terminal 3 that is a high-frequency signal output unit that outputs a predetermined high-frequency signal (hereinafter referred to as an RF signal), and a predetermined low-frequency signal (hereinafter referred to as an FM). Signal), which is a low-frequency signal output means, and is connected to each other via a line as shown.

PD2のカソード側には、正電源+Vcが、コイルL1とコイルL2により構成される整合手段である整合回路5を介して接続されている。すなわち、この整合回路5がない場合には、FM出力端子側から見ると後述する抵抗R1が光受信機1の内部インピーダンスとなり、この内部インピーダンスを後段側の外部機器の内部インピーダンス(例えば外部機器がTVである場合には75Ω)とする必要があり、後述する電流調節手段としての機能を抵抗R1に発揮させることが困難となる。このため、整合回路5を設けることで、抵抗R1の抵抗値を大きくして電流調節手段としての機能を発揮させることを可能としている。なお、整合回路5を構成する素子は、コイルL1やコイルL2に限定されず、整合機能を奏する限りにおいて任意の素子を使用でき、例えばトランスにて代替することも可能である。   A positive power source + Vc is connected to the cathode side of PD2 through a matching circuit 5 which is a matching means constituted by a coil L1 and a coil L2. That is, when the matching circuit 5 is not provided, when viewed from the FM output terminal side, a resistor R1 described later becomes an internal impedance of the optical receiver 1, and this internal impedance is converted to an internal impedance (for example, an external device) In the case of a TV, it is necessary to set the resistance to 75Ω), and it becomes difficult for the resistor R1 to exert a function as a current adjusting means described later. For this reason, by providing the matching circuit 5, it is possible to increase the resistance value of the resistor R <b> 1 and to exhibit the function as the current adjusting means. The elements constituting the matching circuit 5 are not limited to the coil L1 and the coil L2, and any elements can be used as long as they have a matching function. For example, a transformer can be used instead.

これらコイルL1とコイルL2の相互間には、FMBPF(FM Band Pass Filter)6を介して、上述したFM出力端子4が接続されている。また、正電源+Vcと整合回路5の相互間には、結合用のコンデンサC3が接続されており、このコンデンサC3は接地されている。   Between the coil L1 and the coil L2, the above-described FM output terminal 4 is connected through an FM BPF (FM Band Pass Filter) 6. A coupling capacitor C3 is connected between the positive power source + Vc and the matching circuit 5, and the capacitor C3 is grounded.

一方、PD2のアノード側には、増幅器A1が接続されており、この増幅器A1の出力段側には、上述したRF出力端子3が接続されている。また、PD2のアノード側には、コイル(チョークコイル)L3と抵抗R2が接続されており、これらコイルL3と抵抗R2の相互間には、光受信機1を制御する制御回路7が接続されている。   On the other hand, the amplifier A1 is connected to the anode side of the PD2, and the above-described RF output terminal 3 is connected to the output stage side of the amplifier A1. Further, a coil (choke coil) L3 and a resistor R2 are connected to the anode side of the PD 2, and a control circuit 7 for controlling the optical receiver 1 is connected between the coil L3 and the resistor R2. Yes.

さらに、光受信機1には、PD2のカソード側とアノード側を短絡させる短絡路8が設けられている。この短絡路8には、PD2に対してコイルL4とスイッチ9が直列に接続されている。スイッチ9は、逆電圧の無給電時にのみ短絡路8を閉状態とする開閉手段である。   Further, the optical receiver 1 is provided with a short circuit 8 for short-circuiting the cathode side and the anode side of the PD 2. In this short circuit 8, a coil L4 and a switch 9 are connected in series with respect to PD2. The switch 9 is an opening / closing means for closing the short circuit 8 only when no reverse voltage is supplied.

ここで、PD2のカソード側には、抵抗(マッチング抵抗)R1とコンデンサ(結合コンデンサ)C1が直列に接続されており、このコンデンサC1は接地されている。抵抗R1は、PD2から出力された電流のうち、FM出力端子4に至る電流の分流比を調節するための電流調節手段である。この抵抗R1として抵抗値の大きな抵抗を使用することで、後述する低域伝送路11を通過する電流に比べて、FM出力端子4に至る電流を大きくすることができ、従ってFM出力端子4からのFM信号の出力を大きくすることができる。このため、抵抗R1としては抵抗値が極力大きな抵抗を使用することが好ましい。コンデンサC1は、PD2から出力され電気信号の一部のうち、少なくとも低域信号を結合して通過させるための低域信号通過手段である。このため、コンデンサC1としては、低域ではローインピーダンスになるように、後述するC2よりも容量の大きいものが使用される。ただし、コンデンサC1の機能は低域信号を通過させる点にあるため、同等の機能を奏する限りにおいてコンデンサC1に代えて他の手段を配置してもよく、任意のローパスフィルタを配置してもよい。さらに、後述するコンデンサC2に高域信号を通過させることとしているため、コンデンサC1は、低域信号を通過させる限りにおいて、さらに他の帯域の信号を通過させるように構成してもよい。   Here, a resistor (matching resistor) R1 and a capacitor (coupling capacitor) C1 are connected in series on the cathode side of PD2, and this capacitor C1 is grounded. The resistor R1 is a current adjusting means for adjusting the current shunt ratio of the current output from the PD2 to the FM output terminal 4. By using a resistor having a large resistance value as the resistor R1, the current reaching the FM output terminal 4 can be made larger than the current passing through the low-frequency transmission line 11 described later. The output of the FM signal can be increased. For this reason, it is preferable to use a resistor having a resistance value as large as possible as the resistor R1. Capacitor C1 is a low-frequency signal passing means for combining and passing at least a low-frequency signal out of a part of the electrical signal output from PD2. For this reason, as the capacitor C1, a capacitor having a larger capacity than C2, which will be described later, is used so that the impedance is low in a low frequency range. However, since the function of the capacitor C1 is to pass a low-frequency signal, other means may be arranged instead of the capacitor C1 or an arbitrary low-pass filter may be arranged as long as the equivalent function is achieved. . Furthermore, since the high-frequency signal is allowed to pass through the capacitor C2, which will be described later, the capacitor C1 may be configured to pass signals in other bands as long as the low-frequency signal is allowed to pass.

また、PD2のカソード側には、コンデンサ(結合コンデンサ)C2が直列に接続されており、このコンデンサC2は接地されている。このコンデンサC2は、PD2から出力され電気信号の一部のうち、高域信号のみを結合して通過させるための高域信号通過手段である。このため、コンデンサC2としては、低域ではハイインピーダンスになると共に、高域ではローインピーダンスとなるように、容量が数pFの小さいものが使用される。ただし、コンデンサC2の機能は高域信号を通過させる点にあるため、同等の機能を奏する限りにおいてコンデンサC2に代えて他の手段を配置してもよく、任意のハイパスフィルタを配置してもよい。   Further, a capacitor (coupling capacitor) C2 is connected in series to the cathode side of PD2, and this capacitor C2 is grounded. The capacitor C2 is a high-frequency signal passing means for combining and passing only a high-frequency signal out of a part of the electrical signal output from the PD2. For this reason, a capacitor having a small capacitance of several pF is used as the capacitor C2 so that it has a high impedance in the low band and a low impedance in the high band. However, since the function of the capacitor C2 is to pass a high-frequency signal, other means may be disposed instead of the capacitor C2 or an arbitrary high-pass filter may be disposed as long as the equivalent function is achieved. .

〔動作−給電時〕
次に、このように構成された回路の動作について説明する。正電源+Vcの給電時には、スイッチ9は開状態とされており、正電源+Vcから給電された逆電圧がPD2に印加され、このPD2にて光電変換され電気信号が出力され、この電気信号がRF出力端子3から出力されると共に、FMBPF6を通過したFM信号がFM出力端子4から出力される。
[Operation-Power supply]
Next, the operation of the circuit thus configured will be described. At the time of feeding the positive power source + Vc, the switch 9 is in an open state, a reverse voltage fed from the positive power source + Vc is applied to the PD 2, photoelectrically converted by the PD 2, and an electrical signal is output. The FM signal output from the output terminal 3 and passed through the FMBPF 6 is output from the FM output terminal 4.

〔動作−無給電時〕
図2は、図1の回路における無給電時における信号の流れを模式的に示す図である。停電等によって、正電源+Vcが無給電状態になった時には、無バイアスモードで駆動されたPD2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。また、この無給電時には、スイッチ9は公知の方法によって閉状態とされることで、短絡路8が形成される。
[Operation-No power supply]
FIG. 2 is a diagram schematically showing a signal flow when no power is supplied in the circuit of FIG. When the positive power supply + Vc is in a non-powered state due to a power failure or the like, if light energy exceeding the energy band cap is incident on the PD 2 driven in the no-bias mode, this light energy is absorbed by the depletion layer and is conducted. By generating and drifting electrons and holes, an electromotive force proportional to the light intensity is generated. At the time of no power feeding, the switch 9 is closed by a known method, so that the short circuit 8 is formed.

さらに、図2の回路においては、従来と同様の短絡路8に加えて、PD2から出力された電気信号の一部を、RF出力端子3とFM出力端子4を経ることなくPD2に還流させる伝送路であって、RF信号のみを還流可能な高域伝送路10と、FM信号を還流可能な低域伝送路11が形成されている。   Further, in the circuit of FIG. 2, in addition to the short circuit 8 as in the prior art, a part of the electrical signal output from the PD 2 is returned to the PD 2 without passing through the RF output terminal 3 and the FM output terminal 4. A high-frequency transmission line 10 that can return only an RF signal and a low-frequency transmission line 11 that can return an FM signal are formed.

このため、PD2から出力された電気信号は、RF出力端子3から出力されるRF信号とFM出力端子4から出力されるFM信号の他に、高域伝送路10を還流する信号、低域伝送路11を還流する信号、又は短絡路8を循環する信号となる。   For this reason, the electrical signal output from the PD 2 is not only an RF signal output from the RF output terminal 3 and an FM signal output from the FM output terminal 4, but also a signal that circulates through the high-frequency transmission line 10 and low-frequency transmission. It becomes a signal that circulates through the path 11 or a signal that circulates through the short circuit 8.

具体的には、RF出力端子3から出力されることなく増幅器A1から接地側に伝送されたRF信号は、高域でハイインピーダンスであるコンデンサC1は通過せず、高域でローインピーダンスであるコンデンサC2のみを通過して、PD2のカソード側に還流されるため、高域伝送路10を還流する信号となる。特に、RF信号が高域伝送路10のコンデンサC2のみを通過し、低域伝送路11の抵抗R1を通過しないので、抵抗R1でRF信号にロスが生じることを防止できる。 Specifically, the RF signal transmitted from the amplifier A1 to the ground side without being output from the RF output terminal 3 does not pass through the capacitor C1 having a high impedance at a high frequency, and is a capacitor having a low impedance at a high frequency. Since it passes through only C2 and is returned to the cathode side of PD2, it becomes a signal that returns through the high-frequency transmission line 10. In particular, since the RF signal passes only through the capacitor C2 of the high-frequency transmission line 10 and does not pass through the resistor R1 of the low-frequency transmission line 11, it is possible to prevent the RF signal from being lost by the resistor R1.

また、FM出力端子4から出力されることなく増幅器A1から接地側に伝送されたFM信号は、低域でハイインピーダンスであるコンデンサC2は通過せず、低域でローインピーダンスであるコンデンサC1のみを通過して、PD2のカソード側に還流されるため、低域伝送路11を還流する信号となる。 Further, the FM signal transmitted from the amplifier A1 to the ground side without being output from the FM output terminal 4 does not pass through the capacitor C2 having high impedance in the low frequency range, and only passes through the capacitor C1 having low impedance in the low frequency range. Since it passes through and is recirculated to the cathode side of PD2, it becomes a signal that recirculates through the low-frequency transmission line 11.

また、これら高域伝送路10や低域伝送路11に還流しない信号は、不要信号として短絡路8を循環するので、不要なチャンネルの電気信号のみが短絡されてフォトダイオード自身にそのチャンネルの電圧が発生しなくなり、したがってその電気信号による歪も発生しなくなる。よって、これら電気信号の歪成分がFM帯域の電気信号に落ち込むことが防止される。   Further, these signals that do not return to the high-frequency transmission line 10 or the low-frequency transmission line 11 circulate through the short circuit 8 as unnecessary signals, so that only the electric signals of unnecessary channels are short-circuited and the voltage of the channel is connected to the photodiode itself. Therefore, distortion due to the electrical signal does not occur. Therefore, the distortion component of these electric signals is prevented from falling into the electric signal in the FM band.

〔効果〕
これまで説明したように本実施の形態1によれば、高域伝送路10と低域伝送路11を設け、低域伝送路11には抵抗R1を設けてFM出力端子4に至る電流の分流比を調節することにより、FM出力端子4からのFM出力を大きくすることができる。また、このように高域伝送路10と低域伝送路11を設けたので、RF信号については高域伝送路10を介してPD2に還流させることで、RF信号が抵抗R1を通過する場合に生じるロスを回避できる。
〔effect〕
As described so far, according to the first embodiment, the high-frequency transmission line 10 and the low-frequency transmission line 11 are provided, and the low-frequency transmission line 11 is provided with the resistor R1 to shunt the current reaching the FM output terminal 4 By adjusting the ratio, the FM output from the FM output terminal 4 can be increased. Since the high-frequency transmission line 10 and the low-frequency transmission line 11 are provided in this way, the RF signal is returned to the PD 2 via the high-frequency transmission line 10 so that the RF signal passes through the resistor R1. The loss that occurs can be avoided.

また、整合回路5を設けることで、後段機器との間におけるインピーダンス整合を整合回路5によって取ることが可能となるので、インピーダンス整合と切り離して、抵抗R1の抵抗値を大きくすることが可能となる。   In addition, by providing the matching circuit 5, it is possible to achieve impedance matching with the subsequent device by the matching circuit 5, and therefore, it is possible to increase the resistance value of the resistor R1 separately from impedance matching. .

〔II〕実施の形態2
次に、本発明の実施の形態2について説明する。ただし、特記した場合を除いて、実施の形態2に示す構成及び処理は、実施の形態1に示す構成及び処理と同様であり、実施の形態1に示す構成及び処理と同じ内容については、必要に応じて、実施の形態1の説明で使用したものと同じ符号を用いることで、その説明を省略する。
[II] Embodiment 2
Next, a second embodiment of the present invention will be described. However, unless otherwise specified, the configuration and processing shown in the second embodiment are the same as the configuration and processing shown in the first embodiment, and the same contents as the configuration and processing shown in the first embodiment are necessary. Accordingly, the same reference numerals as those used in the description of the first embodiment are used, and the description thereof is omitted.

〔構成〕
図3は本実施の形態2に係る光受信機20の回路図である。この光受信機20は、図1に示した実施の形態1に係る光受信機1の構成に対して、PD2に対するRF出力端子3とFM出力端子4の接続極性を入れ替えたものである。すなわち、PD2のカソード側には、増幅器A1が接続されており、この増幅器A1の出力段側にRF出力端子3が接続されている。一方、PD2のアノード側には、整合回路5が接続されており、この整合回路5のコイルL1とコイルL2の相互間には、FMBPF6を介してFM出力端子4が接続されている。また、PD2のアノード側には、抵抗R1とコンデンサC1が直列に接続されていると共に、コンデンサC2が直列に接続されている。
〔Constitution〕
FIG. 3 is a circuit diagram of the optical receiver 20 according to the second embodiment. This optical receiver 20 is obtained by replacing the connection polarity of the RF output terminal 3 and the FM output terminal 4 with respect to the PD 2 with respect to the configuration of the optical receiver 1 according to Embodiment 1 shown in FIG. That is, the amplifier A1 is connected to the cathode side of the PD2, and the RF output terminal 3 is connected to the output stage side of the amplifier A1. On the other hand, the matching circuit 5 is connected to the anode side of the PD 2, and the FM output terminal 4 is connected between the coil L 1 and the coil L 2 of the matching circuit 5 via the FMBPF 6. Further, on the anode side of PD2, a resistor R1 and a capacitor C1 are connected in series, and a capacitor C2 is connected in series.

その他、PD2のカソード側においては、正電源+VcからPD2に至る線路上におけるコンデンサC3の接続点と増幅器A1の接続点との相互間に抵抗R3が設けられている。また、PD2のアノード側においては、整合回路5と抵抗R2との相互間にコンデンサC4が接続されており、このコンデンサC4は接地されている。   In addition, on the cathode side of PD2, a resistor R3 is provided between the connection point of the capacitor C3 and the connection point of the amplifier A1 on the line from the positive power source + Vc to PD2. On the anode side of PD2, a capacitor C4 is connected between the matching circuit 5 and the resistor R2, and the capacitor C4 is grounded.

〔動作−給電時〕
このように構成された回路は、実施の形態1と同様に動作する。すなわち、給電時には、スイッチ9は開状態とされており、正電源+Vcから給電された逆電圧がPD2に印加され、このPD2にて光電変換され電気信号が出力され、この電気信号がRF出力端子3から出力されると共に、FMBPF6を通過したFM信号がFM出力端子4から出力される。
[Operation-Power supply]
The circuit configured as described above operates in the same manner as in the first embodiment. That is, at the time of power feeding, the switch 9 is in an open state, a reverse voltage fed from the positive power source + Vc is applied to the PD 2, photoelectrically converted by the PD 2 and an electrical signal is output, and this electrical signal is output to the RF output terminal. 3 and an FM signal that has passed through the FM PPF 6 is output from the FM output terminal 4.

〔動作−無給電時〕
図4は、図3の回路における無給電時における信号の流れを模式的に示す図である。無給電時には、スイッチ9は閉状態とされることで、短絡路8が形成される。そして、PD2から出力された電気信号は、RF出力端子3から出力されるRF信号とFM出力端子4から出力されるFM信号の他に、高域伝送路10を還流する信号、低域伝送路11を還流する信号、又は短絡路8を循環する信号となる。
[Operation-No power supply]
FIG. 4 is a diagram schematically showing a signal flow when no power is supplied in the circuit of FIG. When no power is supplied, the switch 9 is closed to form the short circuit 8. In addition to the RF signal output from the RF output terminal 3 and the FM signal output from the FM output terminal 4, the electrical signal output from the PD 2 includes a signal that circulates through the high-frequency transmission line 10 and a low-frequency transmission line. 11 is a signal that circulates through 11 or a signal that circulates through the short circuit 8.

〔効果〕
これまで説明したように本実施の形態2によれば、PD2に対するRF出力端子3とFM出力端子4の接続極性を入れ替えて光受信機20を構成しても、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
〔effect〕
As described above, according to the second embodiment, even if the connection polarity of the RF output terminal 3 and the FM output terminal 4 with respect to the PD 2 is changed, the optical receiver 20 is configured, and the same effect as that of the first embodiment is obtained. Can be obtained.

〔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、このような変形例の一部について説明する。
[Modification]
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, some of such modifications 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.

(その他の回路構成について)
上述した回路構成は一例であり、公知の技術を用いて任意に変更することができる。例えば、FM出力端子4の前段に適度な大きさのトランスを設けることで、無給電時におけるFM信号の出力向上を図ってもよい。
(Other circuit configurations)
The circuit configuration described above is an example, and can be arbitrarily changed using a known technique. For example, an FM signal output may be improved when no power is supplied by providing a transformer of an appropriate size in front of the FM output terminal 4.

1、20、100 光受信機
2、101 PD
3、102 RF出力端子
4、103 FM出力端子
5 整合回路
6、108 FMBPF
7、104 制御回路
8、105 短絡路
9、107 スイッチ
A1、A100 増幅器
R1、R2、R3、R100、R200 抵抗
L1、L2。L3、L100、L200 コイル
C1、C2、C3、C4、C100、C200、C300 コンデンサ
+Vc 正電源
106 FMBEF
109 伝送路
1, 20, 100 Optical receiver 2, 101 PD
3, 102 RF output terminal 4, 103 FM output terminal 5 Matching circuit 6, 108 FMBPF
7, 104 Control circuit 8, 105 Short circuit 9, 107 Switch A1, A100 Amplifier R1, R2, R3, R100, R200 Resistors L1, L2. L3, L100, L200 Coil C1, C2, C3, C4, C100, C200, C300 Capacitor + Vc Positive power supply 106 FMBEF
109 Transmission line

Claims (1)

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、
前記光信号を前記電気信号に変換する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た電気信号のうち、所定の高域信号を出力する高域信号出力手段と、
前記フォトダイオードから出力された電気信号のうち、所定の低域信号を出力する低域信号出力手段と、
前記低域信号出力手段に接続される外部機器との間におけるインピーダンス整合を行うための整合手段と、
前記フォトダイオードから出力された電気信号の一部を、前記高域信号出力手段、前記低域信号出力手段、及び前記整合手段を経ることなく前記フォトダイオードに還流させる伝送路であって、前記高域信号のみを還流可能な高域伝送路と、前記低域信号のみを還流可能な低域伝送路と、前記高域伝送路及び前記低域伝送路に還流しない信号を還流可能な短絡路であって、当該光電変換装置の無給電時にのみ前記フォトダイオードのカソード側とアノード側とを短絡させる短絡路と、
前記フォトダイオードから出力された電流のうち、前記低域信号出力手段に至る電流の分流比を調節するための電流調節手段と、
を備える光電変換装置。
A photoelectric conversion device for converting an optical signal into an electrical signal in an optical transmission system,
A photodiode for converting the optical signal into the electrical signal;
Of the electrical signal output from the photodiode, high-frequency signal output means for outputting a predetermined high-frequency signal,
Of the electrical signal output from the photodiode, low-frequency signal output means for outputting a predetermined low-frequency signal,
Matching means for performing impedance matching with an external device connected to the low-frequency signal output means;
Some of the electric signal output from the photodiode, the high frequency signal output hands stage, before Symbol low frequency signal output means, and a transmission path for returning to the photodiode without going through the alignment means, A high-frequency transmission line capable of returning only the high-frequency signal, a low-frequency transmission line capable of returning only the low-frequency signal, and a short circuit capable of returning a signal which does not return to the high-frequency transmission line and the low-frequency transmission line. A short circuit that short-circuits the cathode side and the anode side of the photodiode only when no power is supplied to the photoelectric conversion device,
Of the current output from the photodiode, current adjusting means for adjusting a current shunt ratio to the low-frequency signal output means;
A photoelectric conversion device comprising:
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