JPH0283414A

JPH0283414A - 光／電気変換装置

Info

Publication number: JPH0283414A
Application number: JP23587088A
Authority: JP
Inventors: Akemichi Okimoto; 沖本　明道; Masaaki Kano; 加納　雅章; Atsuhiko Niwa; 敦彦丹羽
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1988-09-20
Filing date: 1988-09-20
Publication date: 1990-03-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は光フアイバセンサ、光学式センサ等のセンサ
部を用いた光計測システムに使用される光／電気変換装
置に関するものである。

［従来の技術］従来、この種の光／電気変換装置として、例えば第３図
に示すような装置（第１従来例）が知られている。

この装置では、光発信機７１から出射された光が光ファ
イバ７２を介してセンサ部７３に導かれ、そのセンサ部
７３にて計測対象に照射されて強度変調されたりした後
、再び光ファイバ７２を介して光受信機７４に導かれる
。光受信機７４に導かれた光信号は光電変換されて増幅
器にて交流成分及び直流成分にそれぞれ増幅された後、
割算器７５を介して計測信号として出力されるようにな
っている。

ここで、割算器７５では、光フアイバ７２等の伝送路に
おける光損失等の影響を小さくするために、人力さた信
号が割算演算されて出力される。

つまり、割算器７５では入力された信号の伝送路１員失
の補正が行われる。

この他、光／電気変換装置として、例えば第４図に示す
ような装置（第２従来例）が知られている。

この装置では、センサ部７３から光受信機７４に導かれ
た光信号の光量レベルが光電変換されて増幅器にて増幅
されて計測信号として出力されると共に、同光受信機７
４に導かれた光信号が調整器７６を介して光送信機７１
ヘフィードバックされるようになっている。

ここで、調整器７６では、第１従来例と同様に光フアイ
バ７２等の伝送路における光損失等の影響を小さくする
ために、入力さた光信号の光量レベルに基いて、光発信
機７１の光量を調整するためのフィードバック信号が出
力される。そして、このフィードバック信号に基いて光
発信機７１からの光量が調整され、伝送路損失の補正が
行われる。

［発明が解決しようとする課題］ところが、前記第１従来例においては、割算器７５が比
較的高価で複雑な回路構成となるため、装置全体がコス
ト高になるという問題があった。

又、前記第２従来例においては、調整器７６により光発
信機７１からの光量を調整するようになっているので、
調整器７６を含めて光送信機７１０回路構成が同様に複
雑になるという問題があった。

この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって
、その目的は、伝送路損失の補正を行うために光発信機
側の構成を複雑にする必要がな（、比較的安価な構成で
実施し得る光／電気変換装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］上記の目的を達成するためにこの発明においては、光信
号を受信して光電変換出力する受光素子と、その受光素
子の出力信号を増幅する増幅手段と、その増幅手段の出
力信号中から交流成分のみを抽出する交流抽出手段とを
備えた光／電気変換装置において、増幅手段の出力信号
に基いて直流成分のみを抽出する直流抽出手段と、その
直流抽出手段の出力信号に基いて増幅手段の増幅率を調
整する調整手段とを備えている。

［作用］従って、受光素子にて受信された光信号は光電変換出力
された後、増幅手段にて増幅され、交流抽出手段にて交
流成分のみを計測信号として抽出される。

そして、直流抽出手段では、増幅手段の出力信号に基い
て直流成分の信号のみが抽出され、その直流成分の信号
に基いて調整手段が増幅手段の増幅率を調整し、これに
よって増幅手段の出力レベルが一定に保たれる。

［実施例］以下、この発明を具体化した一実施例を図面に基いて詳
細に説明する。

第１図に示すようにこの実施例の光／電気変換装置は、
光受信機側のみの構成を示すものであり、図示しない光
発信機から出射されてセンサ部にて強度変換された光信
号を受信して光電変換出力する受光素子としてのフォト
ダイオード１と、そのフォトダイオード１の出力信号を
増幅する増幅手段としての第１増幅回路２と、その増幅
回路２の出力信号をバッファ３を介して入力し、その人
力信号中から交流成分のみを抽出する交流抽出手段とし
ての交流抽出器４と、その交流抽出器４からの交流出力
信号を増幅して計測信号として出力する終段の第２増幅
回路５とを備えている。

第１増幅回路２は、オペアンプ６、抵抗７及びオフセン
ト・ヌル用抵抗８よりなる差動増幅器９と、オペアンプ
ｌＯ１可変抵抗１１、抵抗１２及びオフセット・ヌル用
抵抗１３よりなる非反転増幅器１４と、オペアンプ１５
、抵抗１６、オフセット・ヌル用抵抗１７、可変抵抗１
８、Ｃｄ５１９及び抵抗２０よりなる反転増幅器２１と
により構成されている。

交流抽出器４は無極性のコンデンサ２２により構成され
ている。

又、第２増幅回路５はオペアンプ２４、抵抗２５及び可
変抵抗２６よりなる反転増幅器である。

そして、センサ部にて強度変調されて出力された光信号
、即ちその入射光量に相当する直流成分と、センサ部に
おける計測信号に相当する交流成分との変調信号は、フ
ォトダイオード１にて受信されて光電変換され、第１増
幅回路２にて増幅される。第１増幅回路２では、その差
動増幅器９にて、フォトダイオード１からの微弱な電気
信号が増幅され、非反転増幅器１４にてさらに増幅され
、更に反転増幅器２１にて増幅される。

このように、第１増幅回路２にて増幅された出力信号は
、バッファ３を介して交流抽出器４へ出力される。交流
抽出器４では、交流成分のみ、即ち計測信号成分のみが
分離され、第２増幅回路５へ出力される。第２増幅回路
５では、入力された信号が終段増幅されて計測信号とし
て出力される。

そして、この実施例では、前記第１増幅回路２の出力信
号に基いて直流成分のみを抽出する直流抽出手段として
の直流抽出器２７と、その直流抽出器２７の出力信号に
基いて前記第１増幅回路２の増幅率を調整する調整手段
としての調整器２８とを備えている。

即ち、直流抽出器２７は、オペアンプ２９、各抵抗３０
，３１．３２．３３よりなる差動増幅器である。そして
、オペアンプ２９のマイナス入力側には、交流抽出器４
の入力側からバッファ３４を介して交流成分及び直流成
分を含む信号が入力される。又、オペアンプ２９のプラ
ス入力側には、交流抽出器４の出力側からバッファ３５
を介して交流成分のみの信号が入力される。そして、直
流抽出器２７では、前記入力された交流成分及び直流成
分を含む信号から交流成分の信号が減算され、直流成分
のみの信号が抽出されて調整器２８へ出力される。

又、調整器２８は、オペアンプ３６、抵抗３７、コンデ
ンサ３８、抵抗３９、基準電圧印加用の抵抗４０及び可
変抵抗４１よりなる比較器４２と、２つのオペアンプ４
３．４４、その一方のオペアンプ４３に接続された抵抗
４５．４６、バイアス電圧印加用の抵抗４７、可変抵抗
４８及び抵抗４９よりなる駆動回路５０と、駆動回路５
０の一方のオペアンプ４４に接続された発光ダイオード
５１、抵抗５２及び可変抵抗５３とにより構成されてい
る。

この実施例において、前記発光ダイオード５１は第１増
幅回路２の反転増幅器２１のＣｄ５１９とフォト・セル
５４を構成しており、発光ダイオード５１０発光量に基
いてＣ（１３１９の抵抗値が変更され、これによって反
転増幅器２１の増幅率が変更されるようになっている。

そして、調整器２８では、直流抽出器２７から出力され
た直流成分の信号が、比較器４２にて各抵抗４０．４１
によって決定する基準電圧と比較されてその差が駆動回
路５０へ出力される。駆動回路５０では、比較器４２か
らの出力信号に各抵抗４８．４９によって決定するバイ
アスがかけられ、発光ダイオード５１の駆動信号が出力
される。

従って、フォトダイオード１にて受信される光信号がそ
の光伝送路における光損失等で信号レベルが小さくなる
と、交流抽出器４の入出力両側から両バッファ３４．３
５を介して直流抽出器２７に入力される信号のレベルが
小さくなる。このため、直流抽出器２７から調整器２８
へ出力される直流成分の信号のレベルが小さくなり、調
整器２８ではその入力信号が比較器４２において所定の
基準電圧と比較され、その差が駆動回路５０に人力され
る。駆動回路５０では、その入力信号に基き、低発光量
になるように発光ダイオード５１を駆動させる。これに
よって、Ｃｄ５１９の抵抗値が小さくなり、反転増幅器
２１の増幅率が増大される。

この結果、フォトダイオード１にて受信される光信号の
伝送路損失の補正が行われ、第１増幅回路２からの出力
信号のレベルが増大され、更にバッファ３及び第２増幅
回路５を介して出力される計測信号が適性なレベルに保
たれる。

一方、フォトダイオード１にて受信される光信号のレベ
ルが大きくなると、交流抽出器４０人出力両側から両バ
ッファ３４．３５を介して直流抽出器２７に入力される
信号のレベルが大きくなる。

このため、直流抽出器２７から調整器２８へ出力される
直流成分の信号のレベルが大きくなり、調整器２８では
その入力信号が比較器４２において所定の基準電圧と比
較され、その差が駆動回路５０に入力される。駆動回路
５０では、その入力信号に基き、高発光量になるように
発光ダイオード５１を駆動させる。これによって、Ｃｄ
５１９の抵抗値が大きくなり、反転増幅器２１の増幅率
が低減される。

この結果、フォトダイオード１にて受信される光信号の
補正が行われ、第１増幅回路２からの出力信号のレベル
が抑えられ、更にバッファ３及び第２増幅回路５を介し
て出力される計測信号が適性なレベルに保たれる。

上記のようにこの実施例では、計測信号の出力レベルを
一定のレベルに保つために、光受信機側において受信信
号の補正を行うようになっているので、光発信機からの
光量を調整して補正を行うような複雑な回路構成にする
必要がなく、比較的簡単な構成で補正を実施することが
できる。又、そのための直流抽出器２７及び調整器２８
等を各オペアンプ２９，３６．４３．４４等により比較
的安価に構成することができる。

尚、この発明は前記実施例に限定されるものではなく、
発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜
に変更して次のように実施することもできる。

（１）前記実施例では、調整器２８においてフォト・セ
ル５４を設け、その発光ダイオード５１の発光量を変更
することによりＣｄ５１９の抵抗値を変更し、第１増幅
回路２の増幅率、即ち反転増幅器２１の増幅率を変更す
るように構成したが、このＣｄ５１９に置き換えて第２
図に示すように並列接続された複数の抵抗５５．　５６
　ａ、　　５６　ｂ。

５６ｃを設けると共に、各抵抗５６ａ〜５６ｃを別々に
閉路させるためのスイッチ５７ａ、５７ｂ。

５７ｃを設け、それら各スイッチ５７ａ〜５７ｃを調整
器によりオン・オフ制御するように構成してもよい。

（２）前記実施例では、終段の第２増幅器５を設けたが
、これを省略した構成にしてもよい。

（３）前記実施例では、フォト・セル５４の抵抗体とし
てＣｄ５１９を設けたが、これに換えてＣｄＳｅを用い
てもよい。

（４）前記実施例では、フォト・セル５４の光源として
発光ダイオード５１を設けたが、これに換えてランプを
用いてもよい。

（５）前記実施例では、回路構成をより簡単にするため
に、交流抽出器４の入力側と出力側の信号を直流抽出器
２７にて減算して直流成分のみの信号を抽出するように
構成したが、第１増幅回路２の出力信号を直流成分のみ
を抽出するフィルタ回路を介して出力するように構成し
てもよい。

［発明の効果］以上詳述したようにこの発明によれば、伝送路損失の補
正を行うために光発信機側の構成を複雑にする必要がな
く、光受信機側の構成のみにより比較的安価且つ簡単な
構成で実施することができるという優れた効果を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を具体化した一実施例を示す電気回路
図、第２図はこの発明を具体化した別の実施例の一部を
示す電気回路図、第３図及び第４図は従来例を示すブロ
ック回路図である。図中、１は受光素子としてのフォトダイオード、２は増
幅手段としての第１増幅回路、４は交流抽出手段として
の交流抽出器、２７は直流抽出手段としての直流抽出器
、２８は調整手段としての調整器である。

Claims

【特許請求の範囲】１　光信号を受信して光電変換出力する受光素子（１）
と、前記受光素子（１）の出力信号を増幅する増幅手段（２
）と、前記増幅手段（２）の出力信号中から交流成分のみを抽
出する交流抽出手段（４）とを備えた光／電気変換装置において、前記増幅手段（２）の出力信号に基いて直流成分のみを
抽出する直流抽出手段（２７）と、前記直流抽出手段（
２７）の出力信号に基いて前記増幅手段（２）の増幅率
を調整する調整手段（２８）とを備えたことを特徴とする光／電気変換装置。２　前記直流抽出手段（２７）は前記増幅手段（２）の
出力信号から前記交流抽出手段（４）の出力信号を減算
して直流成分のみを出力する差動増幅器である特許請求
の範囲第１項に記載の光／電気変換装置。