JPH0113592B2 - - Google Patents
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- JPH0113592B2 JPH0113592B2 JP54120918A JP12091879A JPH0113592B2 JP H0113592 B2 JPH0113592 B2 JP H0113592B2 JP 54120918 A JP54120918 A JP 54120918A JP 12091879 A JP12091879 A JP 12091879A JP H0113592 B2 JPH0113592 B2 JP H0113592B2
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/22—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using light-emitting devices, e.g. LED, optocouplers
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C23/00—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems
- G08C23/06—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems through light guides, e.g. optical fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
- H03G3/20—Automatic control
- H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
- H03G3/3084—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in receivers or transmitters for electromagnetic waves other than radiowaves, e.g. lightwaves
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
- H04B10/503—Laser transmitters
- H04B10/505—Laser transmitters using external modulation
- H04B10/5057—Laser transmitters using external modulation using a feedback signal generated by analysing the optical output
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
- H04B10/806—Arrangements for feeding power
- H04B10/807—Optical power feeding, i.e. transmitting power using an optical signal
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、送信側と受信側とを有する測定装置
であつて、例えば測定トランスジユーサの出力信
号である少なくとも１つの測定信号を該測定装置
の該送信側から光リンクを経て該受信側へ伝送す
るように構成された該測定装置に関する。
であつて、例えば測定トランスジユーサの出力信
号である少なくとも１つの測定信号を該測定装置
の該送信側から光リンクを経て該受信側へ伝送す
るように構成された該測定装置に関する。
測定信号および他の信号が光リンクを経て伝送
されることは公知されている。このようなリンク
は、光送信機、光伝送装置、および光検出装置か
ら成つている。光送信機は、発生された光を適当
な方法で変調して、該発生された光に測定信号の
電流値についての情報を含有させるようにするた
めの装置を包含している。光導体（光フアイバ）
から成る光伝送装置は、光信号を該検出装置に伝
送し、測定信号についての情報は該検出装置内に
おいて適当な信号、例えば測定信号に比例する電
圧に変換される。この種の測定装置はいくつかの
利点を有する。まず、送信側と受信側との間の電
気的分離が自動的に行なわれるので、該両側の電
位レベルは大きく異なつていてもよい。さらに、
光リンクは電気信号線路と異なつて、電磁的妨害
に全く影響されない。もう１つの利点は、電気線
路と違つて光リンクにはスパークや短絡が生じな
いことで、これは例えば爆発が起こりうる環境に
おいては価値がある。
されることは公知されている。このようなリンク
は、光送信機、光伝送装置、および光検出装置か
ら成つている。光送信機は、発生された光を適当
な方法で変調して、該発生された光に測定信号の
電流値についての情報を含有させるようにするた
めの装置を包含している。光導体（光フアイバ）
から成る光伝送装置は、光信号を該検出装置に伝
送し、測定信号についての情報は該検出装置内に
おいて適当な信号、例えば測定信号に比例する電
圧に変換される。この種の測定装置はいくつかの
利点を有する。まず、送信側と受信側との間の電
気的分離が自動的に行なわれるので、該両側の電
位レベルは大きく異なつていてもよい。さらに、
光リンクは電気信号線路と異なつて、電磁的妨害
に全く影響されない。もう１つの利点は、電気線
路と違つて光リンクにはスパークや短絡が生じな
いことで、これは例えば爆発が起こりうる環境に
おいては価値がある。
上述の種類の測定装置においては、送信側にお
ける電力消費を可能な限り減少せしめることが相
当重要である。そのわけは、送信側の諸装置への
エネルギ供給が、例えばそれらの諸装置が高電位
位置にあつた場合には、送信側の電力要求量が極
めて低レベルに保たれえなければ、極めて複雑か
つ不経済的になりがちだからである。このため
に、測定情報を光リンクを経てデイジタル伝送す
ることはあまり有利でなくなる。そのわけは、そ
のような伝送においては通常、送信側に極めて電
力需要の大きいアナログ−デイジタル変換器およ
び光変調器が必要となるからである。
ける電力消費を可能な限り減少せしめることが相
当重要である。そのわけは、送信側の諸装置への
エネルギ供給が、例えばそれらの諸装置が高電位
位置にあつた場合には、送信側の電力要求量が極
めて低レベルに保たれえなければ、極めて複雑か
つ不経済的になりがちだからである。このため
に、測定情報を光リンクを経てデイジタル伝送す
ることはあまり有利でなくなる。そのわけは、そ
のような伝送においては通常、送信側に極めて電
力需要の大きいアナログ−デイジタル変換器およ
び光変調器が必要となるからである。
しかし、従来のアナログ伝送は、光リンクにお
ける増幅／減衰に左右され、これはいくつかの理
由によつて変動する。すなわち、光導体における
減衰は、なかんずくその曲率半径の変化によつて
変動し、また発光装置および光検出装置（発光ダ
イオード、ホトダイオード）の増幅は温度および
時間（エージング）によつて変動する。この結
果、測定装置の増幅が変動し、そのために測定装
置の出力信号の精度が低くなる。
ける増幅／減衰に左右され、これはいくつかの理
由によつて変動する。すなわち、光導体における
減衰は、なかんずくその曲率半径の変化によつて
変動し、また発光装置および光検出装置（発光ダ
イオード、ホトダイオード）の増幅は温度および
時間（エージング）によつて変動する。この結
果、測定装置の増幅が変動し、そのために測定装
置の出力信号の精度が低くなる。
従来のアナログ伝送のもう１つの欠点は、送信
側において利用しうる電力が小さい場合、そのダ
イナミツク・レンジが小さくなることである。
側において利用しうる電力が小さい場合、そのダ
イナミツク・レンジが小さくなることである。
本発明は、序論に述べた種類の測定装置であつ
て、送信側における電力消費が極めて小さく、且
つ同時に高精度と、大きいダイナミツク・レンジ
と、大きい帯域幅とが得られるような測定装置に
関する。
て、送信側における電力消費が極めて小さく、且
つ同時に高精度と、大きいダイナミツク・レンジ
と、大きい帯域幅とが得られるような測定装置に
関する。
本発明の測定装置の特徴は、特許請求の範囲に
明らかにされている。
明らかにされている。
本発明の測定装置の実施例においては、測定装
置は好ましくはその受信側に制御自在の増幅（ま
たは減衰）を行ないうる装置を備え、その増幅を
制御することによつて調整器と比較装置との間の
全増幅が一定に保たれるようになつている。これ
は特殊な校正信号を用いて行なうことができ、こ
の校正信号は測定信号と時分割多重化または周波
数分割多重化される。このようにして、測定装置
における増幅を高精度で一定に保つことが可能に
なる。
置は好ましくはその受信側に制御自在の増幅（ま
たは減衰）を行ないうる装置を備え、その増幅を
制御することによつて調整器と比較装置との間の
全増幅が一定に保たれるようになつている。これ
は特殊な校正信号を用いて行なうことができ、こ
の校正信号は測定信号と時分割多重化または周波
数分割多重化される。このようにして、測定装置
における増幅を高精度で一定に保つことが可能に
なる。
本発明の測定装置の送信側においては電力消費
を極めて小さくできるので、本発明の１実施例に
おいては、送信側の諸装置へのエネルギ供給を光
エネルギ伝送によつて行なうことができ、これに
よつて本発明の測定装置が使用される応用分野に
おいて明らかな利点がえられる。
を極めて小さくできるので、本発明の１実施例に
おいては、送信側の諸装置へのエネルギ供給を光
エネルギ伝送によつて行なうことができ、これに
よつて本発明の測定装置が使用される応用分野に
おいて明らかな利点がえられる。
以下、本発明を添付図面の第１図ないし第４図
を参照しつつ詳述する。
を参照しつつ詳述する。
第１図は、本発明の光結合式測定装置を示して
おり、この装置はアナログ電気入力信号Uioをア
ナログ電気出力信号Uutに変換する。この測定装
置は送信側Ｓと受信側Ｍとから成り、これらが４
つの光導体LC１−LC４によつて相互接続されて
いる。送信側と受信側とは、例えば数メートルか
ら数キロメートルまたはそれ以上相互に離れた位
置にありうる。それらはまた、相異なる電位にあ
つてもよく、従つて測定装置は、例えば電流測定
値を高電圧導体（送信側）から低電圧の接地レベ
ル（受信側）へ伝送することができる。あるい
は、例えばあまり大きくない電位差が測定装置の
両側間にある場合は、送信側と受信側とを相互に
接近させて配置することができ、その場合は関連
する発光ダイオードおよびホトダイオードを有す
る光導体は光結合器で構成する。
おり、この装置はアナログ電気入力信号Uioをア
ナログ電気出力信号Uutに変換する。この測定装
置は送信側Ｓと受信側Ｍとから成り、これらが４
つの光導体LC１−LC４によつて相互接続されて
いる。送信側と受信側とは、例えば数メートルか
ら数キロメートルまたはそれ以上相互に離れた位
置にありうる。それらはまた、相異なる電位にあ
つてもよく、従つて測定装置は、例えば電流測定
値を高電圧導体（送信側）から低電圧の接地レベ
ル（受信側）へ伝送することができる。あるい
は、例えばあまり大きくない電位差が測定装置の
両側間にある場合は、送信側と受信側とを相互に
接近させて配置することができ、その場合は関連
する発光ダイオードおよびホトダイオードを有す
る光導体は光結合器で構成する。
本測定装置は補償原理に基いて動作する。送信
側にある比較装置である加算回路Ｓ１は、比較信
号Uioを帰還信号U′fbと比較する。これらの２信
号間の差Ucは受信側に伝送され、そこで調整器
Ｆ７−Ｃ１を制御する。この調整器の出力信号は
測定装置の出力信号をなし、帰還信号はこの信号
の線形関数である。調整器は該差がゼロになるま
で動作し、該差がゼロになつた時は測定装置の出
力信号Uutはその入力信号Uioに比例している。
側にある比較装置である加算回路Ｓ１は、比較信
号Uioを帰還信号U′fbと比較する。これらの２信
号間の差Ucは受信側に伝送され、そこで調整器
Ｆ７−Ｃ１を制御する。この調整器の出力信号は
測定装置の出力信号をなし、帰還信号はこの信号
の線形関数である。調整器は該差がゼロになるま
で動作し、該差がゼロになつた時は測定装置の出
力信号Uutはその入力信号Uioに比例している。
測定装置の入力信号Uioは、電界効果トランジ
スタFET１を経て加算回路Ｓ１に供給される。
電界効果トランジスタFET１は受信側の制御論
理装置SLによつて制御される。加算回路におい
ては入力信号Uioが帰還信号U′fbと比較され、そ
れらの差Ucが増幅器Ｆ１を経て発光ダイオード
LD４を通る電流を制御する。この発光ダイオー
ドに直列に抵抗Ｒ１が接続されている。この抵抗
に現われる電圧は発光ダイオードを流れる電流の
測度を与え、これは符号を逆にして加算回路Ｓ１
に帰還される。このようにして、加算回路の出力
信号Ucと該発光ダイオードの電流との間に比例
関係が実現され、それによつて測定装置の動作中
において加算回路の出力信号Uc従つて該ダイオ
ードの電流が存在するゼロ付近の範囲内で良好な
精度がえられる。比較信号Ucは、光導体LC２、
ホトダイオードPD２、および増幅器Ｆ４を経て
受信側へ伝送され、受信側においてはU′cで示さ
れている。この信号は、積分特性を有する調整器
（増幅器Ｆ７およびコンデンサｃ１）に供給され
る。この調整器の出力信号が測定装置の出力信号
Uutをなす。この信号は、電界効果トランジスタ
FET２および加算回路Ｓ３を経て、制御自在な
増幅が可能な増幅器Ｆ６に供給される。この増幅
器の出力信号は、加算回路Ｓ２、増幅器Ｆ５、発
光ダイオードLD２、光導体LC３、ホトダイオー
ドPD３、および増幅器Ｆ２（この出力はU′fbで
示されている）を経て、送信側の加算回路Ｓ１に
供給される。発光ダイオードLD２から出る光は
また、ホトダイオードPD３と同種のホトダイオ
ードPD５にも供給される。ホトダイオードPD５
からの出力信号は、符号を逆にして加算回路Ｓ２
に供給される。これによつて線形化帰還が行なわ
れ、ダイオードPD３からの出力信号は、発光ダ
イオードLD２の特性の（例えば温度変化、エー
ジング、等によつて起こる）変動に関係なく信号
Ufbの線形関数になる。
スタFET１を経て加算回路Ｓ１に供給される。
電界効果トランジスタFET１は受信側の制御論
理装置SLによつて制御される。加算回路におい
ては入力信号Uioが帰還信号U′fbと比較され、そ
れらの差Ucが増幅器Ｆ１を経て発光ダイオード
LD４を通る電流を制御する。この発光ダイオー
ドに直列に抵抗Ｒ１が接続されている。この抵抗
に現われる電圧は発光ダイオードを流れる電流の
測度を与え、これは符号を逆にして加算回路Ｓ１
に帰還される。このようにして、加算回路の出力
信号Ucと該発光ダイオードの電流との間に比例
関係が実現され、それによつて測定装置の動作中
において加算回路の出力信号Uc従つて該ダイオ
ードの電流が存在するゼロ付近の範囲内で良好な
精度がえられる。比較信号Ucは、光導体LC２、
ホトダイオードPD２、および増幅器Ｆ４を経て
受信側へ伝送され、受信側においてはU′cで示さ
れている。この信号は、積分特性を有する調整器
（増幅器Ｆ７およびコンデンサｃ１）に供給され
る。この調整器の出力信号が測定装置の出力信号
Uutをなす。この信号は、電界効果トランジスタ
FET２および加算回路Ｓ３を経て、制御自在な
増幅が可能な増幅器Ｆ６に供給される。この増幅
器の出力信号は、加算回路Ｓ２、増幅器Ｆ５、発
光ダイオードLD２、光導体LC３、ホトダイオー
ドPD３、および増幅器Ｆ２（この出力はU′fbで
示されている）を経て、送信側の加算回路Ｓ１に
供給される。発光ダイオードLD２から出る光は
また、ホトダイオードPD３と同種のホトダイオ
ードPD５にも供給される。ホトダイオードPD５
からの出力信号は、符号を逆にして加算回路Ｓ２
に供給される。これによつて線形化帰還が行なわ
れ、ダイオードPD３からの出力信号は、発光ダ
イオードLD２の特性の（例えば温度変化、エー
ジング、等によつて起こる）変動に関係なく信号
Ufbの線形関数になる。
増幅器Ｆ６の増幅を制御するために、比較信号
U′cが電界効果トランジスタFET３を経て、第２
調整器をなす、積分特性を有する、帰還コンデン
サＣ２をもつた増幅器Ｆ８に供給される。この調
整器の出力信号USは増幅器Ｆ６に供給されてそ
の増幅を制御する。
U′cが電界効果トランジスタFET３を経て、第２
調整器をなす、積分特性を有する、帰還コンデン
サＣ２をもつた増幅器Ｆ８に供給される。この調
整器の出力信号USは増幅器Ｆ６に供給されてそ
の増幅を制御する。
電界効果トランジスタFET１，FET２、およ
びFET３はスイツチング装置として動作し、こ
れらは制御論理回路SLによつて制御される。制
御論理回路SLは、例えば無安定マルチバイブレ
ータ（または他の形式の発振器）から成り、２つ
の出力ａおよびｂ上に交互に信号を発生する。出
力ａおよびｂからの信号は、トランジスタFET
２およびFET３に供給される。また、出力ａか
らの信号は、増幅器Ｆ９、発光ダイオードLD３、
光導体LC４、ホトダイオードPD４、および増幅
器Ｆ３を経てトランジスタFET１にも供給され
る。出力ａに信号が発生すると、トランジスタ
FET１およびFET２は制御されて導通状態にな
る。測定期間であるこの期間中においては、調整
器Ｆ７−Ｃ１は自己調整するので、出力信号Uut
と測定信号Uioとの間には比例関係が成立する。
測定期間中トランジスタFET３は非導通状態に
あり、従つて、調整器Ｆ８−Ｃ２の出力信号およ
び増幅器Ｆ６の増幅は一定に保たれる。次の期
間、すなわち校正期間中には、制御論理装置の出
力ｂから出力信号が発生し、従つて、トランジス
タFET３が導通状態となり、FET１およびFET
２は非導通状態とする。すると、入力信号Uioは
加算回路Ｓ１から遮断され、比較信号U′cが調整
器Ｆ８−Ｃ２の入力に結合せしめられて、増幅器
Ｆ６の増幅は以下に説明されるようにして調節さ
れることになる。光リンクLD２−LC３−PD３
における増幅の変化はゆつくり起こるものと考え
てよいので、所望ならば、測定期間を中間の校正
期間に比し長くすることができる。もつと精巧な
方法、例えば、校正期間の間の期間の長さをＳ２
とＳ３との間の伝送特性が変動する速度によつて
決定し、校正期間の長さを調整器Ｆ８−Ｃ２が調
節される速度によつて決定するような方法を用い
ることもできるが、その場合は、それに適応した
SLの連続制御が、Ｆ７−Ｃ１およびＦ８−Ｃ２
の出力信号を利用して行なわれることになる。
びFET３はスイツチング装置として動作し、こ
れらは制御論理回路SLによつて制御される。制
御論理回路SLは、例えば無安定マルチバイブレ
ータ（または他の形式の発振器）から成り、２つ
の出力ａおよびｂ上に交互に信号を発生する。出
力ａおよびｂからの信号は、トランジスタFET
２およびFET３に供給される。また、出力ａか
らの信号は、増幅器Ｆ９、発光ダイオードLD３、
光導体LC４、ホトダイオードPD４、および増幅
器Ｆ３を経てトランジスタFET１にも供給され
る。出力ａに信号が発生すると、トランジスタ
FET１およびFET２は制御されて導通状態にな
る。測定期間であるこの期間中においては、調整
器Ｆ７−Ｃ１は自己調整するので、出力信号Uut
と測定信号Uioとの間には比例関係が成立する。
測定期間中トランジスタFET３は非導通状態に
あり、従つて、調整器Ｆ８−Ｃ２の出力信号およ
び増幅器Ｆ６の増幅は一定に保たれる。次の期
間、すなわち校正期間中には、制御論理装置の出
力ｂから出力信号が発生し、従つて、トランジス
タFET３が導通状態となり、FET１およびFET
２は非導通状態とする。すると、入力信号Uioは
加算回路Ｓ１から遮断され、比較信号U′cが調整
器Ｆ８−Ｃ２の入力に結合せしめられて、増幅器
Ｆ６の増幅は以下に説明されるようにして調節さ
れることになる。光リンクLD２−LC３−PD３
における増幅の変化はゆつくり起こるものと考え
てよいので、所望ならば、測定期間を中間の校正
期間に比し長くすることができる。もつと精巧な
方法、例えば、校正期間の間の期間の長さをＳ２
とＳ３との間の伝送特性が変動する速度によつて
決定し、校正期間の長さを調整器Ｆ８−Ｃ２が調
節される速度によつて決定するような方法を用い
ることもできるが、その場合は、それに適応した
SLの連続制御が、Ｆ７−Ｃ１およびＦ８−Ｃ２
の出力信号を利用して行なわれることになる。
校正期間中には、加算回路Ｓ１およびＳ３には
２つの基準電圧UpおよびU1のみが供給されるが、
これらの基準電圧は注意深く一定に保たれてい
る。これらの基準電圧は、適宜の基準電圧源、例
えば温度補償されたツエナダイオードからえられ
る。調整器Ｆ８−Ｃ２には、信号UcすなわちUp
と帰還信号U′fbとの差に比例する比較信号U′cが
供給される。この調整器は、Uc＝U′c＝０の時、
すなわちUp＝U′fbの時定常状態になる。しかし、
加算回路Ｓ３およびＳ１間の帰還信号用伝送リン
クにおける増幅／減衰度をＦとすると、U′fb＝
Ｆ・U1である。該調整器が調節ずみであればUp
＝Ｆ・U1となり、従つて該伝送リンクにおける
増幅度はＦ＝Up／U1となる。校正期間中に増幅器Ｆ ６の増幅はこのように調節されるので、帰還信号
の全増幅度は基準電圧によつて決定される上述の
一定値に常に保たれる。
２つの基準電圧UpおよびU1のみが供給されるが、
これらの基準電圧は注意深く一定に保たれてい
る。これらの基準電圧は、適宜の基準電圧源、例
えば温度補償されたツエナダイオードからえられ
る。調整器Ｆ８−Ｃ２には、信号UcすなわちUp
と帰還信号U′fbとの差に比例する比較信号U′cが
供給される。この調整器は、Uc＝U′c＝０の時、
すなわちUp＝U′fbの時定常状態になる。しかし、
加算回路Ｓ３およびＳ１間の帰還信号用伝送リン
クにおける増幅／減衰度をＦとすると、U′fb＝
Ｆ・U1である。該調整器が調節ずみであればUp
＝Ｆ・U1となり、従つて該伝送リンクにおける
増幅度はＦ＝Up／U1となる。校正期間中に増幅器Ｆ ６の増幅はこのように調節されるので、帰還信号
の全増幅度は基準電圧によつて決定される上述の
一定値に常に保たれる。
測定期間中においては、トランジスタFET１
およびFET２は導通状態に、トランジスタFET
３は非導通状態にある。従つて、調整器Ｆ８−Ｃ
２の出力信号USおよび増幅器Ｆ６による増幅は
一定となり、直前の校正期間中に整定された値と
等しい値をもつ。この期間中においては、調整器
Ｆ７−Ｃ１は、その入力信号すなわち比較信号
Uc／U′cがゼロになるまで動作する。そのように
なつた場合は、 Uio＋Up−U′fb＝０ となる。ところが、 U′fb＝Ｆ・（U1＋Uut） また、 Ｆ＝Up／U1 であり、これらの式から Uio＋Up＝Up／U1（U1＋Uut） すなわち Uut＝U1／Up・Uio がえられる。すなわち、測定装置の増幅度Uut／Uio は、用いられている光伝送における増輻の変動に
影響されることなく、注意深く一定に保たれるこ
とになる。
およびFET２は導通状態に、トランジスタFET
３は非導通状態にある。従つて、調整器Ｆ８−Ｃ
２の出力信号USおよび増幅器Ｆ６による増幅は
一定となり、直前の校正期間中に整定された値と
等しい値をもつ。この期間中においては、調整器
Ｆ７−Ｃ１は、その入力信号すなわち比較信号
Uc／U′cがゼロになるまで動作する。そのように
なつた場合は、 Uio＋Up−U′fb＝０ となる。ところが、 U′fb＝Ｆ・（U1＋Uut） また、 Ｆ＝Up／U1 であり、これらの式から Uio＋Up＝Up／U1（U1＋Uut） すなわち Uut＝U1／Up・Uio がえられる。すなわち、測定装置の増幅度Uut／Uio は、用いられている光伝送における増輻の変動に
影響されることなく、注意深く一定に保たれるこ
とになる。
送信側から受信側への伝送リンクLD４−LC２
−PD２は零点検出器としてのみ動作する。従つ
て、発光ダイオードLD４は極めて小さいダイナ
ミツク・レンジを有し、従つて要求電力も極めて
小さい。この伝送リンクに対して要求されるただ
１つのことは、それが明確な零点を有し、その零
点が前述の電流帰還Ｒ１−Ｓ１によつて容易に実
現されることである。
−PD２は零点検出器としてのみ動作する。従つ
て、発光ダイオードLD４は極めて小さいダイナ
ミツク・レンジを有し、従つて要求電力も極めて
小さい。この伝送リンクに対して要求されるただ
１つのことは、それが明確な零点を有し、その零
点が前述の電流帰還Ｒ１−Ｓ１によつて容易に実
現されることである。
送信側の残余の部分には、受動要素PD３，PD
４および増幅器Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が包含されてい
るが、これらは要求電力が極めて小さい回路形式
に構成されうる。さらに、もしFET１を電界効
果ホトトランジスタによつて構成すれば増幅器Ｆ
３を省略することができ、またPD３からのホト
ダイオード電流を直接加算点Ｓ１への入力信号と
して用いるならばＦ２の機能をＦ１によつて行な
うことができる。従つて、本発明の測定装置の送
信側における要求電力は極めて小さくなり、実際
それは必要なエネルギを送信側へ光によつて伝送
しうるほど小さくなる。第１図には、そのような
光エネルギ伝送の例が示されている。整流器また
は増幅器LRが直列接続されたいくつかの発光ダ
イオードLD１に給電する。発生した光は１つま
たはそれ以上の光導体LC１を経て送信側へ伝送
され、送信側においてこの光は直列に接続された
ホトダイオードPD１によつて電気エネルギに変
換される。そして、このエネルギが送信側の諸要
素に給電するための電流供給回路SAに供給され
る。適宜の数のホトダイオードPD１を直列に接
続すれば、所望の電圧レベルを得ることができ
る。
４および増幅器Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が包含されてい
るが、これらは要求電力が極めて小さい回路形式
に構成されうる。さらに、もしFET１を電界効
果ホトトランジスタによつて構成すれば増幅器Ｆ
３を省略することができ、またPD３からのホト
ダイオード電流を直接加算点Ｓ１への入力信号と
して用いるならばＦ２の機能をＦ１によつて行な
うことができる。従つて、本発明の測定装置の送
信側における要求電力は極めて小さくなり、実際
それは必要なエネルギを送信側へ光によつて伝送
しうるほど小さくなる。第１図には、そのような
光エネルギ伝送の例が示されている。整流器また
は増幅器LRが直列接続されたいくつかの発光ダ
イオードLD１に給電する。発生した光は１つま
たはそれ以上の光導体LC１を経て送信側へ伝送
され、送信側においてこの光は直列に接続された
ホトダイオードPD１によつて電気エネルギに変
換される。そして、このエネルギが送信側の諸要
素に給電するための電流供給回路SAに供給され
る。適宜の数のホトダイオードPD１を直列に接
続すれば、所望の電圧レベルを得ることができ
る。
本発明の測定装置においては、高レベルの動作
要求、従つて大きいエネルギの要求が、送信側の
発光ダイオードLD４から受信側の発光ダイオー
ドLD２へ転移されている。後者は一般に、エネ
ルギ供給がなんら問題とならない接地電位または
その他の場所に配置される。従つて、送信側にお
けるエネルギ要求が相当に減少すれば、通常顕著
な利点がえられる。
要求、従つて大きいエネルギの要求が、送信側の
発光ダイオードLD４から受信側の発光ダイオー
ドLD２へ転移されている。後者は一般に、エネ
ルギ供給がなんら問題とならない接地電位または
その他の場所に配置される。従つて、送信側にお
けるエネルギ要求が相当に減少すれば、通常顕著
な利点がえられる。
測定装置の動特性は帰還リンクLD２−LC３−
PD３の動特性により決定される。ところが発光
ダイオードLD２への電力供給にはなんら問題が
ないので、測定装置の動作は高レベルのものにな
されうる。
PD３の動特性により決定される。ところが発光
ダイオードLD２への電力供給にはなんら問題が
ないので、測定装置の動作は高レベルのものにな
されうる。
測定装置の精度はまた、帰還リンクにおける増
幅が一定に保たれる正確さの程度によつても決定
される。上述の自動校正法により、帰還リンクに
おける増幅は極めてよく一定に保たれ、従つて本
発明の測定装置の精度は極めて良くなる。
幅が一定に保たれる正確さの程度によつても決定
される。上述の自動校正法により、帰還リンクに
おける増幅は極めてよく一定に保たれ、従つて本
発明の測定装置の精度は極めて良くなる。
ある種の応用においては、上述の校正法を用い
なくても帰還リンクにおける増幅が十分な精度で
一定になる場合があり、その場合は上述の校正法
に要する諸装置を省略することができる。
なくても帰還リンクにおける増幅が十分な精度で
一定になる場合があり、その場合は上述の校正法
に要する諸装置を省略することができる。
調整器Ｆ７−Ｃ１は、特に校正期間中にＦ７へ
の入力信号を遮断するための追加のFETが導入
された場合には、校正期間中においてその出力信
号を事実上不変に保つ。従つて、それぞれの測定
期間の開始時において新たな準備過程の必要がな
くなるため、測定装置の上限周波数を増大せし
め、測定装置の出力信号の信号処理回路を簡単な
ものにすることができる。
の入力信号を遮断するための追加のFETが導入
された場合には、校正期間中においてその出力信
号を事実上不変に保つ。従つて、それぞれの測定
期間の開始時において新たな準備過程の必要がな
くなるため、測定装置の上限周波数を増大せし
め、測定装置の出力信号の信号処理回路を簡単な
ものにすることができる。
第１図においては、調整器Ｆ７−Ｃ１およびＦ
８−Ｃ２は、純粋な積分特性を有する調整器とし
て示されている。そうではなく、これらの調整器
を、例えば比例または比例−積分特性を有する調
整器とすることも可能である。
８−Ｃ２は、純粋な積分特性を有する調整器とし
て示されている。そうではなく、これらの調整器
を、例えば比例または比例−積分特性を有する調
整器とすることも可能である。
測定装置への入力信号Uioは、典型的な場合に
おいては、ある形式のトランスジユーサからえら
れる。第１図においては、トランスジユーサが測
定装置に電圧を供給するものと仮定されている
が、他の形式の入力信号を測定装置に対して用い
ることもできる。
おいては、ある形式のトランスジユーサからえら
れる。第１図においては、トランスジユーサが測
定装置に電圧を供給するものと仮定されている
が、他の形式の入力信号を測定装置に対して用い
ることもできる。
送信側および受信側の双方において測定期間と
校正期間とのスイツチングを制御するためのなん
らかの形式の共通タイミング手段、例えば電源交
流電圧、が利用できるならば、制御論理回路SL
からトランジスタFET１への伝送リンクLD３−
LC４−PD４はある場合には省略可能となる。
校正期間とのスイツチングを制御するためのなん
らかの形式の共通タイミング手段、例えば電源交
流電圧、が利用できるならば、制御論理回路SL
からトランジスタFET１への伝送リンクLD３−
LC４−PD４はある場合には省略可能となる。
同様にして、ある場合には送信側へのエネルギ
供給は第１図に示されているのと異なる方法で行
なうことができ、その場合には伝送リンクLD１
−LC１−PD１は省略されるかもしれない。
供給は第１図に示されているのと異なる方法で行
なうことができ、その場合には伝送リンクLD１
−LC１−PD１は省略されるかもしれない。
もし所望ならば、第１図の測定装置を用いてい
くつかの測定信号を伝送することもできる。それ
には、送信側と受信側とにスイツチング装置を備
え、相異なる入力信号をスイツチングによつて交
替で加算回路Ｓ１に入力せしめ、それに対応する
測定装置からの出力については、それと同期的に
調整器Ｆ７−Ｃ１の出力電圧のスイツチングを行
なうようにする。
くつかの測定信号を伝送することもできる。それ
には、送信側と受信側とにスイツチング装置を備
え、相異なる入力信号をスイツチングによつて交
替で加算回路Ｓ１に入力せしめ、それに対応する
測定装置からの出力については、それと同期的に
調整器Ｆ７−Ｃ１の出力電圧のスイツチングを行
なうようにする。
以上において使用された「光導体」、「光検出装
置」等の用語は、可視範囲および隣接波長範囲の
両範囲内の電磁放射に対して動作する装置に関す
るものである。
置」等の用語は、可視範囲および隣接波長範囲の
両範囲内の電磁放射に対して動作する装置に関す
るものである。
第１図に示されている本発明の測定装置におい
ては、測定と校正とが交互に行なわれているの
で、時分割多重化が行なわれているということが
できる。第２図に示されているもう１つの実施例
においては、測定信号と校正信号とが同時に、し
かし相異なる周波数で伝送されるので、これらの
信号は周波数分割多重化されているということが
できる。
ては、測定と校正とが交互に行なわれているの
で、時分割多重化が行なわれているということが
できる。第２図に示されているもう１つの実施例
においては、測定信号と校正信号とが同時に、し
かし相異なる周波数で伝送されるので、これらの
信号は周波数分割多重化されているということが
できる。
第２図の装置においては、第１図の場合と同様
に、測定信号Uioは加算回路Ｓ１において帰還信
号U′fbと比較される。その結果生じる比較信号Uc
は、リンクLD４−LC２−PD２を経て受信側へ
伝送され、そこで調整器Ｆ７−Ｃ１を制御する。
この調整器の出力信号が、この測定装置の出力信
号Uutとなる。制御自在の増幅を行なう増幅器Ｆ
６およびリンクLD２−LC３−PD３を経て帰還
信号が送信側へ伝送される。第２調整器Ｆ８−Ｃ
２は増幅器Ｆ６の増幅を制御して、Ｓ３とＳ１と
の間における帰還信号の全増幅を一定に保つ。従
つて、動作様式は原理的には第１図の測定装置の
場合と同じである。
に、測定信号Uioは加算回路Ｓ１において帰還信
号U′fbと比較される。その結果生じる比較信号Uc
は、リンクLD４−LC２−PD２を経て受信側へ
伝送され、そこで調整器Ｆ７−Ｃ１を制御する。
この調整器の出力信号が、この測定装置の出力信
号Uutとなる。制御自在の増幅を行なう増幅器Ｆ
６およびリンクLD２−LC３−PD３を経て帰還
信号が送信側へ伝送される。第２調整器Ｆ８−Ｃ
２は増幅器Ｆ６の増幅を制御して、Ｓ３とＳ１と
の間における帰還信号の全増幅を一定に保つ。従
つて、動作様式は原理的には第１図の測定装置の
場合と同じである。
比較信号用伝送リンクはチヨツパによつて安定
化される。測定装置内に存在する他の周波数に対
して高い周波数1で動作する発振器OSC１からは
周波数1のパルス列がえられる。このパルス列
は、増幅器Ｆ１０およびリンクLD５−LC５−
PD６を経て送信側へ伝送され、そこで増幅器Ｆ
１１を経てトランジスタFET４を制御する。こ
のトランジスタは周波数1で比較信号を断続し、
断続されたこの信号は、リンクLD４−LC２−
PD２および増幅器Ｆ４を経て復調器Ｍ２へ伝送
される。この復調器は、乗算回路の形式のもので
あればよい。この乗算器は発振器OSC１の出力
信号によつて制御され、増幅器Ｆ４の出力信号中
の周波数1の成分に対応する直流電圧信号を発生
する。この信号は低域フイルタLP１に供給され、
そこで高周波復調リプルの除去を受ける。このよ
うにして、例えばホトダイオードPD２の暗電流
を原因とする、含有成分のゼロレベルのドリフト
に無関係に、比較信号Ucのゼロ信号検出が高い
信頼性で行なわれる。
化される。測定装置内に存在する他の周波数に対
して高い周波数1で動作する発振器OSC１からは
周波数1のパルス列がえられる。このパルス列
は、増幅器Ｆ１０およびリンクLD５−LC５−
PD６を経て送信側へ伝送され、そこで増幅器Ｆ
１１を経てトランジスタFET４を制御する。こ
のトランジスタは周波数1で比較信号を断続し、
断続されたこの信号は、リンクLD４−LC２−
PD２および増幅器Ｆ４を経て復調器Ｍ２へ伝送
される。この復調器は、乗算回路の形式のもので
あればよい。この乗算器は発振器OSC１の出力
信号によつて制御され、増幅器Ｆ４の出力信号中
の周波数1の成分に対応する直流電圧信号を発生
する。この信号は低域フイルタLP１に供給され、
そこで高周波復調リプルの除去を受ける。このよ
うにして、例えばホトダイオードPD２の暗電流
を原因とする、含有成分のゼロレベルのドリフト
に無関係に、比較信号Ucのゼロ信号検出が高い
信頼性で行なわれる。
帰還リンクＳ３−Ｓ１の校正は、1よりは低い
が、測定信号Uioの上限周波数よりは高い周波数
pの信号によつて行なわれる。発振器OSC２が、
周波数pと注意深く一定に保たれた振幅Urefとを
有する出力信号を発生し、この信号が加算回路Ｓ
３に供給される。該発振器の出力信号は、発光ダ
イオードLD３および光導体LC４を経て電界効果
ホトトランジスタFET５を制御する。このトラ
ンジスタは基準直流電圧Vrefを変調し、変調信号
の交流電圧成分V′refは減結合コンデンサＣ３を
経て加算回路Ｓ１に供給される。このようにして
周波数pの成分が比較信号Ucに含有せしめられ、
チヨツパにより安定化されるリンクFET４−Ｆ
１−LD４−LC２−PD２−Ｆ４−Ｍ２−LP１を
経て復調器Ｍ１に供給される。この復調器は発振
器OSC２の出力信号によつて制御されている。
復調リプルは低域フイルタLP３によつて除去さ
れ、このフイルタの出力信号は、比較信号中の周
波数pの成分の振幅に対応する振幅をもつた直流
電圧から成る。加算回路Ｓ１に供給される帰還信
号U′fbは、周波数pの成分U′refを含有する。調整
器Ｆ８−Ｃ２は増幅器Ｆ６における増幅を制御し
て該調整器への入力信号がゼロになるように、す
なわち、U′ref＝V′refとなるようにする。ところ
が、Ｓ３とＳ１との間の帰還リンクにおける増幅
度をＦとすると、U′ref＝Ｆ・Urefであり、また
V′ref＝const.Vrefであるから、Ｆ＝constVref／Uref
と なる。
が、測定信号Uioの上限周波数よりは高い周波数
pの信号によつて行なわれる。発振器OSC２が、
周波数pと注意深く一定に保たれた振幅Urefとを
有する出力信号を発生し、この信号が加算回路Ｓ
３に供給される。該発振器の出力信号は、発光ダ
イオードLD３および光導体LC４を経て電界効果
ホトトランジスタFET５を制御する。このトラ
ンジスタは基準直流電圧Vrefを変調し、変調信号
の交流電圧成分V′refは減結合コンデンサＣ３を
経て加算回路Ｓ１に供給される。このようにして
周波数pの成分が比較信号Ucに含有せしめられ、
チヨツパにより安定化されるリンクFET４−Ｆ
１−LD４−LC２−PD２−Ｆ４−Ｍ２−LP１を
経て復調器Ｍ１に供給される。この復調器は発振
器OSC２の出力信号によつて制御されている。
復調リプルは低域フイルタLP３によつて除去さ
れ、このフイルタの出力信号は、比較信号中の周
波数pの成分の振幅に対応する振幅をもつた直流
電圧から成る。加算回路Ｓ１に供給される帰還信
号U′fbは、周波数pの成分U′refを含有する。調整
器Ｆ８−Ｃ２は増幅器Ｆ６における増幅を制御し
て該調整器への入力信号がゼロになるように、す
なわち、U′ref＝V′refとなるようにする。ところ
が、Ｓ３とＳ１との間の帰還リンクにおける増幅
度をＦとすると、U′ref＝Ｆ・Urefであり、また
V′ref＝const.Vrefであるから、Ｆ＝constVref／Uref
と なる。
従つて、帰還リンクにおける増幅度は、２つの
基準電圧によつて決定される一定値に自動的に保
持される。
基準電圧によつて決定される一定値に自動的に保
持される。
測定信号Uioは加算回路Ｓ１において帰還信号
U′fbと比較され、比較信号U′cに含有される低周
波成分は低域フイルタLP２（pおよび1よりも
低い限界周波数を有する）を経て調整器Ｆ７−Ｃ
１に供給される。この調整器は、その出力電圧
UutがUut・Ｆ＝Uioになるまで、すなわち、測定
装置の増幅度Uut／Uio＝Uref／const・Vrefが例えば光
リン クLD２−LC３−PD３における増幅の変動に無
関係に一定になるまで、動作する。
U′fbと比較され、比較信号U′cに含有される低周
波成分は低域フイルタLP２（pおよび1よりも
低い限界周波数を有する）を経て調整器Ｆ７−Ｃ
１に供給される。この調整器は、その出力電圧
UutがUut・Ｆ＝Uioになるまで、すなわち、測定
装置の増幅度Uut／Uio＝Uref／const・Vrefが例えば光
リン クLD２−LC３−PD３における増幅の変動に無
関係に一定になるまで、動作する。
発振器OSC１およびOSC２の出力信号を送信
側へ伝送する代わりに、送信側に独立の発振器を
配置することもできる。そのようにする場合には
それらの発振器を、発振器OSC１およびOSC２
と同様に適当に水晶制御して、それぞれの発振器
対が同じ周波数をもつようにする。その場合に
は、しかし、Ｍ１およびＭ２による復調は不可能
となり、代わりに帯域フイルタおよび整流回路を
復調用に用いなければならない。
側へ伝送する代わりに、送信側に独立の発振器を
配置することもできる。そのようにする場合には
それらの発振器を、発振器OSC１およびOSC２
と同様に適当に水晶制御して、それぞれの発振器
対が同じ周波数をもつようにする。その場合に
は、しかし、Ｍ１およびＭ２による復調は不可能
となり、代わりに帯域フイルタおよび整流回路を
復調用に用いなければならない。
送信側へのエネルギ伝送は、第１図におけるよ
うに光リンクを経て行なわれるが、そのリンクは
若干異なつた設計のものである。発振器OSC３
が脈動直流電圧を発生し、この電圧は増幅器Ｆ１
２によつて増幅された後発光ダイオード（または
半導体レーザ）LD１に供給され、これから発生
する光が光導体LC１を経てホトダイオードPD１
に供給される。このホトダイオードの電流に含有
される交流電圧成分が変圧器TRにより適宜の電
圧まで昇圧された後、ダイオードＤおよびコンデ
ンサＣ４から成るピーク値整流器によつて整流さ
れて、送信側の諸回路に対する電流供給回路SA
に供給される。
うに光リンクを経て行なわれるが、そのリンクは
若干異なつた設計のものである。発振器OSC３
が脈動直流電圧を発生し、この電圧は増幅器Ｆ１
２によつて増幅された後発光ダイオード（または
半導体レーザ）LD１に供給され、これから発生
する光が光導体LC１を経てホトダイオードPD１
に供給される。このホトダイオードの電流に含有
される交流電圧成分が変圧器TRにより適宜の電
圧まで昇圧された後、ダイオードＤおよびコンデ
ンサＣ４から成るピーク値整流器によつて整流さ
れて、送信側の諸回路に対する電流供給回路SA
に供給される。
第３図には、比較信号Uc用の伝送リンクのも
う１つの実施例が示されている。第３図において
は、発光ダイオードLD４は発光ダイオードLD６
と逆並列接続され、後者から出る光信号は光導体
LC６を経てホトダイオードPD７に供給される。
このホトダイオードの出力信号は増幅器Ｆ１２に
よつて増幅され、増幅器Ｆ１２の出力信号は符号
反転増幅器Ｆ１３を経て、増幅器Ｆ４の出力信号
と共に加算回路Ｓ４に供給される。正の誤差信号
UcはＦ１−LD４−LC２−PD２−Ｆ４−Ｓ４を
経て伝送され、一方負の誤差信号はＦ１−LD６
−LC６−PD７−Ｆ１２−Ｆ１３−Ｓ４を経て伝
送される。このようにして正および負の両誤差信
号が伝送されうるので、システムの制御性が改善
される。
う１つの実施例が示されている。第３図において
は、発光ダイオードLD４は発光ダイオードLD６
と逆並列接続され、後者から出る光信号は光導体
LC６を経てホトダイオードPD７に供給される。
このホトダイオードの出力信号は増幅器Ｆ１２に
よつて増幅され、増幅器Ｆ１２の出力信号は符号
反転増幅器Ｆ１３を経て、増幅器Ｆ４の出力信号
と共に加算回路Ｓ４に供給される。正の誤差信号
UcはＦ１−LD４−LC２−PD２−Ｆ４−Ｓ４を
経て伝送され、一方負の誤差信号はＦ１−LD６
−LC６−PD７−Ｆ１２−Ｆ１３−Ｓ４を経て伝
送される。このようにして正および負の両誤差信
号が伝送されうるので、システムの制御性が改善
される。
第１図および第２図の装置においては、帰還信
号用伝送リンクにおける減衰変動の補償のため
に、それぞれ時分割多重化および周波数分割多重
化された校正信号が使用されている。第４図に
は、このリンクに包含されている光導体における
減衰変動のもう１つの補償方法が示されている。
号用伝送リンクにおける減衰変動の補償のため
に、それぞれ時分割多重化および周波数分割多重
化された校正信号が使用されている。第４図に
は、このリンクに包含されている光導体における
減衰変動のもう１つの補償方法が示されている。
測定信号Uioは加算回路Ｓ１に供給され、そこ
で帰還信号U′fbと比較される。差信号Ucは電界効
果トランジスタFET４およびコンデンサＣ５を
経て増幅器Ｆ１および発光ダイオードLD４に供
給され、発光ダイオードLD４の出力信号は光導
体LC２およびホトダイオードPD２を経て増幅器
Ｆ４に供給される。この増幅器Ｆ４の出力信号
は、一部は電界効果トランジスタFET７および
符号反転器Ｆ１４を経て、また一部は電界効果ト
ランジスタFET８を経て、加算回路Ｓ５に供給
される。この加算回路の出力信号は低域フイルタ
LP１を経て積分器Ｆ７−Ｃ１に供給され、積分
器Ｆ７−Ｃ１の出力信号は第１図および第２図の
場合と同様に装置の出力信号Uutをなす。
で帰還信号U′fbと比較される。差信号Ucは電界効
果トランジスタFET４およびコンデンサＣ５を
経て増幅器Ｆ１および発光ダイオードLD４に供
給され、発光ダイオードLD４の出力信号は光導
体LC２およびホトダイオードPD２を経て増幅器
Ｆ４に供給される。この増幅器Ｆ４の出力信号
は、一部は電界効果トランジスタFET７および
符号反転器Ｆ１４を経て、また一部は電界効果ト
ランジスタFET８を経て、加算回路Ｓ５に供給
される。この加算回路の出力信号は低域フイルタ
LP１を経て積分器Ｆ７−Ｃ１に供給され、積分
器Ｆ７−Ｃ１の出力信号は第１図および第２図の
場合と同様に装置の出力信号Uutをなす。
帰還信号用伝送リンクは、増幅器Ｆ５、発光ダ
イオードLD２、光導体LC３、ホトダイオード
PD３、および増幅器Ｆ３から成り、増幅器Ｆ３
の出力信号が帰還信号U′fbをなす。
イオードLD２、光導体LC３、ホトダイオード
PD３、および増幅器Ｆ３から成り、増幅器Ｆ３
の出力信号が帰還信号U′fbをなす。
光導体LC３の送信側に面した端部には半反射
鏡SP１が備えられており、これが光の一部を受
信側へ反射して帰す。ここで光導体は２つの枝路
LC３′およびLC３″に分岐している。反射光が分
岐点に達すると、そのある割合の部分は枝路LC
３″を経てホトダイオードPD８に達し、その出力
信号は乗算器Ｍ３に供給される。この乗算器の第
２入力にはLD２の光強度に比例する信号が供給
されるが、この信号はホトダイオードPD５を用
いてえられている。該乗算器の出力信号は平方根
形成器KR１に供給され、その出力が加算回路Ｓ
３において信号Uutから減算される。加算回路Ｓ
１およびＳ３にはそれぞれ基準電圧UpおよびU1
が供給され、それらによつて、帰還信号U′fbが１
極性のみしかもてないという事実があるにもかか
わらず、測定信号Uioおよび出力信号Uutの交番極
性が可能にされる。
鏡SP１が備えられており、これが光の一部を受
信側へ反射して帰す。ここで光導体は２つの枝路
LC３′およびLC３″に分岐している。反射光が分
岐点に達すると、そのある割合の部分は枝路LC
３″を経てホトダイオードPD８に達し、その出力
信号は乗算器Ｍ３に供給される。この乗算器の第
２入力にはLD２の光強度に比例する信号が供給
されるが、この信号はホトダイオードPD５を用
いてえられている。該乗算器の出力信号は平方根
形成器KR１に供給され、その出力が加算回路Ｓ
３において信号Uutから減算される。加算回路Ｓ
１およびＳ３にはそれぞれ基準電圧UpおよびU1
が供給され、それらによつて、帰還信号U′fbが１
極性のみしかもてないという事実があるにもかか
わらず、測定信号Uioおよび出力信号Uutの交番極
性が可能にされる。
発振器OSC１は、増幅器Ｆ１０、発光ダイオ
ードLD５、光導体LC５、ホトダイオードPD６、
増幅器Ｆ１１、および符号反転器Ｉ１を経てトラ
ンジスタFET４を制御し、このトランジスタは
誤差信号Ucを断続する。FET４の非導通期間中
は、該信号はＦ１１によつて制御される電界効果
トランジスタFET６により接地へ短絡される。
断続された誤差信号の交流電圧成分は受信側へ伝
送される（直流成分はコンデンサＣ５によつて阻
止される）。要素FET７，FET８，Ｆ１４，Ｉ
２、およびＳ５は、誤差信号U′cを整形するため
の位相制御整流器を形成する。
ードLD５、光導体LC５、ホトダイオードPD６、
増幅器Ｆ１１、および符号反転器Ｉ１を経てトラ
ンジスタFET４を制御し、このトランジスタは
誤差信号Ucを断続する。FET４の非導通期間中
は、該信号はＦ１１によつて制御される電界効果
トランジスタFET６により接地へ短絡される。
断続された誤差信号の交流電圧成分は受信側へ伝
送される（直流成分はコンデンサＣ５によつて阻
止される）。要素FET７，FET８，Ｆ１４，Ｉ
２、およびＳ５は、誤差信号U′cを整形するため
の位相制御整流器を形成する。
電源回路LR，LD１，LC１，PD１，SAは、
第１図に示されている電源回路と全く同じもので
ある。
第１図に示されている電源回路と全く同じもので
ある。
LD２から光導体LC３内へ送りこまれる光強度
をI1とすれば、この光導体の左端部から得られる
光強度I2は、光導体における減衰率をｋとして、
ｋ・I2に比例する。光導体LC３″の右端部からは
k2・I1に比例した強度I3が得られる。従つて、乗
算器Ｍ３には（PD８を経た）k2・I1に比例する
信号と、（PD５を経た）I1に比例する信号とが供
給されることになる。従つて、この乗算器からの
出力信号はk2・I1 2に比例するので、平方根形成
器KR１からはｋ・I1に相当する信号が得られる。
増幅器Ｆ５は高増幅度を有し、ｋ・I1が常に信号
Uutに比例するように発光ダイオードLD２の光強
度を制御する。ホトダイオードPD３に供給され
る光強度はｋ・I1に比例するので、U′fbは該光導
体における減衰率の変動と無関係にUutに比例す
ることになる。
をI1とすれば、この光導体の左端部から得られる
光強度I2は、光導体における減衰率をｋとして、
ｋ・I2に比例する。光導体LC３″の右端部からは
k2・I1に比例した強度I3が得られる。従つて、乗
算器Ｍ３には（PD８を経た）k2・I1に比例する
信号と、（PD５を経た）I1に比例する信号とが供
給されることになる。従つて、この乗算器からの
出力信号はk2・I1 2に比例するので、平方根形成
器KR１からはｋ・I1に相当する信号が得られる。
増幅器Ｆ５は高増幅度を有し、ｋ・I1が常に信号
Uutに比例するように発光ダイオードLD２の光強
度を制御する。ホトダイオードPD３に供給され
る光強度はｋ・I1に比例するので、U′fbは該光導
体における減衰率の変動と無関係にUutに比例す
ることになる。
本発明の上述の諸実施例に用いられている発光
ダイオードおよびホトダイオードは、もちろん電
磁放射の他の発生装置および検出装置で置き換え
られうる。例えば、送信側と受信側との間の距離
が短い場合には、光導体LC１−LC５を省略する
か、または例えばレンズ系で置き換えることがで
きる。このようにすると、例えば送信側が受信側
に対して移動しうる物体上に配置されている場合
には便利である。もう１つの可能性としては、例
えば相異なる信号に対して相異なる波長の光を用
いるか、または相異なる変調周波数を有する周波
数変調光を用いることにより、いくつかの信号を
同じ光導体によつて伝送することもできる。
ダイオードおよびホトダイオードは、もちろん電
磁放射の他の発生装置および検出装置で置き換え
られうる。例えば、送信側と受信側との間の距離
が短い場合には、光導体LC１−LC５を省略する
か、または例えばレンズ系で置き換えることがで
きる。このようにすると、例えば送信側が受信側
に対して移動しうる物体上に配置されている場合
には便利である。もう１つの可能性としては、例
えば相異なる信号に対して相異なる波長の光を用
いるか、または相異なる変調周波数を有する周波
数変調光を用いることにより、いくつかの信号を
同じ光導体によつて伝送することもできる。
上述の諸実施例においては、比較信号Ucは測
定信号Uioと帰還信号U′fbとの差として形成され
る。他の可能性として、比較信号を例えば該２信
号の比を形成することによつて作るか、またはな
にか他の方法によつて作ることもできる。
定信号Uioと帰還信号U′fbとの差として形成され
る。他の可能性として、比較信号を例えば該２信
号の比を形成することによつて作るか、またはな
にか他の方法によつて作ることもできる。
第１図は、時分割多重化校正法を用いた本発明
の測定装置を示す。第２図は、周波数分割多重化
校正法を用いた本発明の測定装置を示す。第３図
は、２極性比較信号を伝送する実施例を示す。第
４図は、帰還信号伝送用光導体における減衰の変
動を補償する他の方法を示す。 Ｓ……送信側、Ｍ……受信側、Uio……測定信
号（入力信号）、LC１，LC２，LC３，LC４……
光導体、LD１，LD２，LD３，LD４……発光ダ
イオード、PD１，PD２，PD３，PD４……ホト
ダイオード、Ｓ１……加算回路、U′fb……帰還信
号、Uc……比較信号、Ｆ７……増幅器、Ｃ１…
…コンデンサ、U′c……比較信号、Ufb……帰還信
号、Uut……出力信号。
の測定装置を示す。第２図は、周波数分割多重化
校正法を用いた本発明の測定装置を示す。第３図
は、２極性比較信号を伝送する実施例を示す。第
４図は、帰還信号伝送用光導体における減衰の変
動を補償する他の方法を示す。 Ｓ……送信側、Ｍ……受信側、Uio……測定信
号（入力信号）、LC１，LC２，LC３，LC４……
光導体、LD１，LD２，LD３，LD４……発光ダ
イオード、PD１，PD２，PD３，PD４……ホト
ダイオード、Ｓ１……加算回路、U′fb……帰還信
号、Uc……比較信号、Ｆ７……増幅器、Ｃ１…
…コンデンサ、U′c……比較信号、Ufb……帰還信
号、Uut……出力信号。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 送信側Ｓと受信側Ｍを有し、前記送信側は少
なくとも１つの測定信号Uioを受信しかつ前記送
信側と前記受信側とが光リンクで結ばれている測
定装置において、 前記測定信号と前記受信側から供給される帰還
信号U′fbとを入力し、前記２つの信号Uio，U′fbの
各振幅で定められる振幅を有する比較信号Ucを
出力する前記送信側の比較手段Ｓ１と、 前記比較信号を前記送信側から前記受信側へ伝
送する第１の光伝送リンク手段と、 前記比較信号を受信し、前記測定信号の振幅と
対応する振幅を有する帰還信号Ufb発生する、前
記受信側での特性を積分するための調整手段Ｆ
７，Ｃ１と、 前記帰還信号Ufbを前記受信側から前記送信側
へ光信号の形式で伝送し、その光の強度が前記帰
還信号Ufbの値を表わしている第２の光伝送リン
ク手段と、 を備えることを特徴とする、光リンクを経て測定
信号を伝送する測定装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記第２の
光伝送リンク手段の校正用前記帰還信号Ufbが増
幅手段Ｆ６により制御可能な増幅を受けて前記比
較手段に供給され、前記調整手段と前記比較手段
との間における前記帰還信号Ufbの前記増幅が制
御手段Ｆ８，Ｃ２によつて所定の一定値に保たれ
るように制御されることを特徴とする、光リンク
を経て測定信号を伝送する測定装置。 ３ 特許請求の範囲第２項において、前記受信側
において既知振幅を有する第１校正信号U1を前
記帰還信号Ufb用の前記第２の光伝送リンク手段
に供給するための加算手段Ｓ３を含み、前記送信
側において伝送されきた前記第１校正信号と既知
振幅を有する第２校正信号Upとを前記比較手段
で比較し、その比較信号Ucを前記制御手段Ｆ８，
Ｃ２に供給して前記増幅手段Ｆ６の増幅を制御す
るように構成された、ことを特徴とする、光リン
クを経て測定信号を伝送する測定装置。 ４ 特許請求の範囲第３項において、時間的に制
限された各校正期間内に、前記受信側において帰
還信号用の前記第２の光伝送リンク手段に第１校
正信号U1のみが供給されるようになつており、
前記送信側において前記第２校正信号Upおよび
前記帰還信号U′fbのみが前記比較手段に供給され
るようになつていることを特徴とする、光リンク
を経て測定信号を伝送する測定装置。 ５ 特許請求の範囲第３項において、校正信号
Uref，V′refが、前記測定信号と共に帰還信号用の
前記第２の光伝送リンク手段および前記比較手段
に供給される周期的に変動する信号から成ること
を特徴とする、光リンクを経て測定信号を伝送す
る測定装置。 ６ 特許請求の範囲第１項において、前記光リン
クが前記比較信号を伝送するための電流帰還を有
する発光ダイオードLD４，Ｒ１，Ｆ１を前記送
信側に包含していることを特徴とする、光リンク
を経て測定信号を伝送する測定装置。 ７ 特許請求の範囲第１項において、前記光リン
クが前記帰還信号を伝送するための光帰還を有す
る発光ダイオードLD２，PD５，Ｆ５を包含して
いることを特徴とする、光リンクを経て測定信号
を伝送する測定装置。 ８ 特許請求の範囲第１項において、前記送信側
の電気回路に給電するためのエネルギを前記送信
側に光学的に伝送する装置LD１，LC１，PD１
を包含していることを特徴とする、光リンクを経
て測定信号を伝送する測定装置。 ９ 特許請求の範囲第１項において、前記比較信
号Uc伝送用の前記装置が２つの並列伝送チヤネ
ルLD４，LC２，PD２，Ｆ４およびLD６，LC
６，PD７，Ｆ１２，Ｆ１３を包含しており、そ
の第１チヤネルが前記比較信号の正の値を伝送
し、第２チヤネルが前記比較信号の負の値を伝送
するようになつていることを特徴とする、光リン
クを経て測定信号を伝送する測定装置。 １０ 特許請求の範囲第１項において、前記帰還
信号U′fb用の第２の光伝送リンク手段が光送信装
置LD２と１つの光導体LC３と光受信装置PD３
とを包含しており、前記光導体が前記光受信装置
に対向する端部に部分反射装置SP１を備え且つ
前記光送信装置に対向する端部に反射光の強度を
感知して前記光送信装置LD２を制御し前記光導
体による減衰の変動を補償するための装置LC
３″，PD８を備えていることを特徴とする、光リ
ンクを経て測定信号を伝送する測定装置。 １１ 特許請求の範囲第１項において、前記比較
信号Uc用の第１の光伝送リンク手段が前記送信
側に前記比較信号の変調装置FET４を備え且つ
前記受信側に前記比較信号の復調装置Ｍ２を備え
ていることを特徴とする、光リンクを経て測定信
号を伝送する測定装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE7809961A SE413808B (sv) | 1978-09-22 | 1978-09-22 | Metdon for overforing av metsignaler via en optisk lenk |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5557998A JPS5557998A (en) | 1980-04-30 |
| JPH0113592B2 true JPH0113592B2 (ja) | 1989-03-07 |
Family
ID=20335892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12091879A Granted JPS5557998A (en) | 1978-09-22 | 1979-09-21 | Measuring instrument transmitting measured signal through optical link |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4290146A (ja) |
| EP (1) | EP0009220B1 (ja) |
| JP (1) | JPS5557998A (ja) |
| CA (1) | CA1128132A (ja) |
| DE (1) | DE2964964D1 (ja) |
| SE (1) | SE413808B (ja) |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5683895U (ja) * | 1979-12-01 | 1981-07-06 | ||
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| FR2500972B1 (fr) * | 1981-02-27 | 1985-06-07 | France Etat | Procede et dispositif de transmission de signaux analogiques rapides sur fibres optiques |
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1978
- 1978-09-22 SE SE7809961A patent/SE413808B/sv not_active IP Right Cessation
-
1979
- 1979-09-14 EP EP79103445A patent/EP0009220B1/de not_active Expired
- 1979-09-14 DE DE7979103445T patent/DE2964964D1/de not_active Expired
- 1979-09-17 US US06/075,873 patent/US4290146A/en not_active Expired - Lifetime
- 1979-09-20 CA CA336,050A patent/CA1128132A/en not_active Expired
- 1979-09-21 JP JP12091879A patent/JPS5557998A/ja active Granted
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