JPH0347020B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、光信号伝送装置に係り、特に、伝送
信号を精度良く伝送するのに好適な光信号伝送装
置に関するものである。

〔発明の背景〕

一般に、信号伝送においては伝送路の耐ノイズ
性向上策として伝送路に光フアイバケーブルを用
いた光データ伝送が採用される。

ところが、光信号伝送において電気信号を光信
号に変換する発光ダイオードの発光量が、第１図
に示すように温度の影響を受ける。すなわち、発
光ダイオードに流れる電流を一定にしても、温度
が高くなると発光量が低下する。これを補償する
ために第２図に示す方法が従来採用されていた。
この補償方法について簡単に説明する。

端子１に印加されるアナログ電気信号は、送信
装置６の駆動回路２に入力される。駆動回路２
は、アナログ信号の振幅を調整し、調整後の信号
を発光ダイオード３に出力する。一般に発光ダイ
オード３は、入力される電気信号と発光ダイオー
ド３からの発光量とが比例するような領域で使用
する。これは、受信装置での光・電気変換を簡単
な回路で達成するためである。このようにして、
発光ダイオード３は、入力の電気信号を光信号に
変換し、この光信号は光フアイバケーブル５を介
して受信装置１０に伝送される。

受信装置１０では、入力される光信号を受光ダ
イオード７で電気信号に変換し、この電気信号を
増幅回路８でレベル変換し、端子９にアナログ電
気信号を出力する。

ところが、送信装置６の発光ダイオード３は、
第１図のように温度の影響を受ける。これを補償
するために、発光ダイオード３から光フアイバケ
ーブル５に伝送する光信号の一部をモニタ用の受
光ダイオード４で受信し、これを駆動回路２にフ
イードバツクして駆動信号を制御する。すなわ
ち、温度が高くなつて、発光ダイオード３の発光
量が低下すれば、上述のフイードバツク効果によ
り、駆動回路２から発光ダイオード３に入力する
電気信号である電流を増加させて、発光ダイオー
ド３の発光量を常に一定にすることができる。

ところが、送信装置６と受信装置１０の間に温
度差があると、これを補償することができない。
特開昭56−54136号公報に示されている信号伝送
装置は、送信装置の発光素子の温度特性と受信装
置の受光素子の温度特性を等しくしたものであ
る。この場合においても、送信装置及び受信装置
が設置されている環境雰囲気の温度が異なると、
その温度差に基づく伝送された信号の誤差を補償
することはできない。

また、送信装置が設置されている雰囲気の温度
変化が激しい場合に対するものとして、特開昭56
−12143号公報に示されている信号伝送装置が知
られている。これは、伝送する信号を周波数変換
して中心周波数を基準とした第１周波数信号を光
フアイバを経由して受信装置に伝送し、他方、基
準となる中心周波数である第２周波数信号を他の
光フアイバを経由して受信装置に伝送するもので
ある。この場合、異なる２つの光フアイバにそれ
ぞれ接続される２個の発光素子と２個の受光素子
の温度特性を同一にしなければならない。しか
し、温度特性が同じである受光及び発光素子の製
造は、ひじように面倒である。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、単純な構造で信号の伝送精度
を向上できる光信号伝送装置を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、送信装置は、送信する電気信
号の最大値より大きい値の第１基準パルス信号
と、この電気信号の最小値より小さい値の第２基
準パルス信号とを送信する電気信号に注入する手
段を備え、受信装置は、受信した第１及び第２の
基準パルス信号のレベルを検出する手段と、検出
されたこれらの基準信号のレベルと送信装置から
発信される第１及び第２の基準パルス信号のレベ
ルとに基づいて、バイアス調整信号及びゲイン調
整信号を得る手段と、前記バイアス調整信号及び
前記ゲイン調整信号に基づいて、受信した信号の
大きさを補償する信号補償手段と、補償された受
信信号から前記第１及び第２基準パルス信号を取
り除く基準パルス除去手段とを備えたことにあ
る。

〔発明の実施例〕

本発明の好適な一実施例を第３図に基づいて説
明する。送信装置６と受信装置１０は、光フアイ
バケーブル５によつて連絡されている。

送信装置６は、駆動回路２、発光ダイオード
３、スイツチ１１及びコントローラ３７から構成
されている。スイツチ１１は、接点４４，４５及
び４６及び可動接点４７を有している。接点４６
は、送信装置６の信号入力端子である端子１に接
続される。接点４４は、基準電圧E₀の電源１２
を介して接地されている。接点４５は、基準電圧
E₁の電源１３を介して接地されている。基準電
圧E₀は端子１に印加される入力信号の最小値よ
りも低い値に設定され、基準電圧E₁は上記入力
信号の最大値よりも高い値に設定されている。可
動接点４７は、駆動回路２の増幅器１４の正の端
子に接続される。駆動回路２は、増幅器１４及び
トランジスタ４３を有している。増幅器１４の出
力端子は、トランジスタ４３のベースにつながつ
ている。トランジスタ４３のエミツタは、増幅器
１４の負の端子に接続されるとともに抵抗１５を
介して接地される。トランジスタ４３のコレクタ
は、発光ダイオード３のカソードに連結される。
発光ダイオードのアノードは、電源の端子１６に
接続される。光フアイバケーブル５は、発光ダイ
オード３から出力される光信号を送信する。３７
は、可動接点４７と接点４４，４５及び４６の接
続状態を制御するコントローラである。

受信装置１０は、受光ダイオード７、増幅回路
８、フイルタ回路２５、パルス検出回路３１、信
号処理回路３２及び異常検出回路４０からなつて
いる。受信装置１０は、送信装置６から離れた位
置に設置されている。

光フアイバケーブル５からの光信号を入力する
受光ダイオード７のカソードは、抵抗１８を介し
て電源用の端子１９に接続される。受光ダイオー
ド７のアノードは、抵抗２０を介して増幅器２１
の負の端子に接続されると共に、抵抗８２を介し
て接地される。スイツチ１７の可動接点４８は、
増幅器２１の正の端子に接続されると共に、抵抗
を介して電源用の端子８１に接続される。増幅回
路８は、スイツチ１７、増幅器２１及びスイツチ
２４を有している。スイツチ１７は、可動接点４
８の他にｎ個（ｎは正の整数、ｎ＞１）の接点
Sa₁〜Sa_oを有している。接点Sa₁〜Sa_oは、抵抗
Ra₁〜Ra_oを介してそれぞれ接地されている。抵
抗Ra₁〜Ra_oの抵抗値は、サフイツクスの番号が
大きくなる程、増大している。増幅器２１の負の
端子は、抵抗Rb₁〜Rb_oを介してスイツチ２４の
接点Sb₁〜Sb_oにそれぞれ接続される。抵抗Rb₁〜
Rb_oの抵抗値も、ｎの値が大きくなる程、増大す
る。スイツチ２４の可動接点４９は、増幅器２１
の出力端子に接続される。増幅器２１の出力端子
は、フイルタ回路２５の抵抗２６につながつてい
る。

フイルタ回路２５は、高周波遮断回路であり、
抵抗２６及び２８、増幅器２７及びコンデンサ２
９から構成される。抵抗２６は、増幅器２７の負
の端子に接続される。増幅器２７の正の端子は、
接地されている。抵抗及びコンデンサ２９は、並
列に配置されて、それぞれが増幅器２７の負の端
子及びその出力端子に接続される。増幅器２７の
出力端子は、端子９に連絡されている。

パルス検出回路３１の構造を第４図に基づいて
説明する。パルス検出回路３１は、１対の比較器
３１１及び３１３を有している。各々の比較器の
負の端子は、スイツチ２４の可動接点４９に接続
されている。比較器３１１の正の端子は、基準電
圧（−E₀′）の電源３１２を介して接地される。
また、比較器３１３の正の端子は、基準電圧（−
E₁′）の電源３１４を介して接地されている。

第５図は、信号処理回路３２の詳細を示してい
る。信号処理回路３２は、サンプル・ホールド回
路３２１及び３２３、アナログ・デジタル変換器
３２２及び３２４及びマイクロプロセツサ３２５
を有している。サンプル・ホールド回路３２１
は、パルス検出回路３１の比較器３１１及び増幅
回路８の直流増幅器２１の出力端子に接続され
る。サンプル・ホールド回路３２３は、パルス検
出回路３１の比較器３１３及び増幅回路８の直流
増幅器２１の出力端子に接続される。サンプル・
ホールド回路３２１はアナログ・デジタル変換器
３２２を介してマイクロプロセツサ３２５に、サ
ンプル・ホールド回路３２３はアナログ・デジタ
ル変換器３２４を介してマイクロプロセツサ３２
５に接続される。

第６図は、異常検出回路４０の回路構成を示す
ものである。異常検出回路４０も、１対の比較器
４０２及び４０４を有している。これらの比較器
の負の端子は、増幅回路８の増幅器２１の出力端
子に連絡される。比較器４０２の正の端子は、基
準電圧（−E₂）の電源４０１を介して接地され
る。比較器４０４の正の端子は、基準電圧（−
E₃）の電源４０３を介して接地される。基準電
圧の値は、E₂＜E₀及びE₃＞E₁の如く設定されて
いる。比較器４０１の出力端子は端子４１に、比
較器４０４の出力端子は端子４２に接続される。

次に、本実施例の作用について説明する。端子
１に、プラントに設置された検出器（図示せず）
の出力端子（例えば、第７図(a)のアナログ信号）
が印加される。コントローラ３７は、スイツチ１
１の可動接点４７を、接点４６，４４，４５及び
４６の順にそれぞれの接点と接続する。なお、コ
ントローラ３７にて制御される可動接点４７の各
接点との接続時間は、例えば次の通りである。可
動接点４７が接点４４及び４５に接続されている
時間は、数nsから数十nsである。可動接点４７が
接点４４から離れてから接点４５に接続されるま
での可動接点４７と接点４６とが接続されている
時間（第１時間）は数μsである。そして、可動接
点４７が接点４５から離れて接点４４に接続され
るまでの間で可動接点４７が接点４６に接続され
ている時間（第２時間）は、数十秒である。この
ような周期にて可動接点４７が、スイツチ１１の
各接点に接続される。第２時間を、前述の値以上
に設定してもよい。

可動接点４７が接点４６に接続されている場合
は、端子１に入力された第７図(a)に示すアナログ
信号（電気信号）５０が、そのまま増幅器１４に
入力される。可動接点４７が接点４４に接続され
ている場合には、アナログ信号５０ではなく電源
１２の基準電圧E₀に基づく信号P₀が増幅器１４
に入力される。そして、可動接点４７が接点４５
に接続されている場合には、アナログ信号５０で
はなく電源１３の基準電圧E₁に基づく信号P₁が
増幅器１４に入力される。前述したようなコント
ローラ３７によつて可動接点４７の接続状態を制
御することにより、スイツチ１１からは、第７図
(b)に示す信号５１が出力され、増幅器１４に入力
されるのである。信号P₀及びP₁は、可動接点４
７と接点４４及び４５との接続時間がひじように
短かいので、第７図(b)に示すようにパルス状にな
る。信号P₀及びP₁は基準パルスである。信号５
１における基準パルスの周期はＴである。第７図
(b)のP₀′及びP₁′は、P₀及びP₁よりも前にスイツチ
１１より出力された電源１２及び１３に基づく信
号である。アナログ信号５０の最大入力範囲を
（V_H−V_L）とすると、信号P₁の値がアナログ信号
５０の最大値V_Hより大きくなるように基準電圧
E₁を設定し、信号P₀の値がアナログ信号５０の
最小値V_Lより低くなるように基準電圧E₀を設定
する。前述の各基準パルスの幅は、信号５０の周
期Ｔに比べて極めて短かく数nsから数十nsのオー
ダである。

スイツチ１１の出力である信号５１（電圧信
号）は、駆動回路２によつて電圧・電流変換され
る。駆動回路２は、信号５１に対応する電流信号
を発光ダイオード３に対して出力する。

発光ダイオード３は、第８図に示すように電流
と発光量が比例する領域で使用する。I_O，I_L，I_H
及びI_Iは、駆動回路２によつて電圧・電流変換さ
れた値であつて、信号５１のE_O，V_L，V_H及びE_I
にそれぞれ対応している。E_O及びE_I、すなわちI_O
及びI_Iは、いずれも発光ダイオード３の電流・光
変換が比例する領域内に設定する。発光ダイオー
ド３は、信号５１を電圧・電流変換した駆動回路
２の出力を入力することによつて、信号５１に対
応する光信号を光フアイバケーブル５に出力す
る。この光信号も、基準パルスを有している。

受光ダイオード７は、光フアイバケーブル５を
通つてきた光信号をそれに対応する電流信号に変
換する。受光ダイオード７にこのように電流が流
れることによつて、抵抗８２で生じる電圧信号が
抵抗２０を介して直流増幅器２１に入力される。
第３図に示すようにスイツチ１７の可動接点４８
接点Sa₁に接続されている場合には、端子８１に
印加される電源の電圧及び抵抗Ra₁等によつて定
まる電圧信号が直流増幅器２１の正の端子に入力
される。この電圧信号は、受光ダイオード７の出
力に対するバイアスとなる。増幅器２１の出力で
ある信号３０は、第７図(c)の如く信号５１の波形
の符号が反転した信号である。信号３０は、信号
５１に対応するもの（前述の如く符合が反転）で
あつて、基準パルス信号P₀及びP₁等を含んでい
る。しかしながら、信号３０の基準パルス信号
P₀及びP₁の電圧はY₀及びY₁であつて、信号５１
の基準パルス信号P₀及びP₁の電圧E₀及びE₁と異
なつた値になつている。このように基準パルス信
号P₀及びP₁の電圧が、送信装置６側と受信装置
１０側で異つているのは、発光ダイオード３と受
光ダイオード７の設置雰囲気における温度条件の
違い、発光ダイオード３、光フアイバケーブル５
及び受光ダイオード７の経年変化、発光ダイオー
ド３及び受光ダイオード７と光フアイバケーブル
５との接続条件の相違等の影響を受けているため
である。

増幅器２１の出力である信号３０は、フイルタ
回路２５、パルス検出回路３１、信号処理回路３
２及び異常検出回路４０に伝えられる。

パルス検出回路３１は、信号３０から基準パル
スを検出するものである。信号３０は、第７図(c)
に示すように信号５１とは符号が反転しているの
で、信号３０の基準パルス信号を検出するために
パルス検出回路３１の電源３１２及び３１４は前
述のように負の値になつている。E₀′，E₁′は、(1)
式の条件を満足するように設定している。

V_L＞E₀′＞E₀ V_H＜E₁′＜E₁ ………(1) このように、E₀′，E₁′を設定すれば、端子１に
入力される信号５０は最大入力範囲を越えること
がないため、パルス検出回路３１は必ず基準パル
スを検出することができる。この結果、比較器３
１１及び３１３は、各々、第７図(d)及び(e)に示す
パルス状の信号３５及び３６を出力する。

パルス検出回路３１から出力された信号３５は
信号処理回路３２のサンプル・ホールド回路３２
１に入力され、信号３６はサンプル・ホールド回
路３２３にそれぞれ入力される。信号３０は、サ
ンプル・ホールド回路３２１及び３２３にそれぞ
れ入力されている。サンプル・ホールド回路３２
１は、信号３５のパルスが入力された時に入力さ
れた信号３０のレベル、すなわち信号３０の基準
パルス信号P₀のレベル（−Y₀）をホールドする。
サンプル・ホールド回路３２３は、信号３６のパ
ルスが入力された時に入力された信号３０のレベ
ル、すなわち信号３０の基準パルスP₁のレベル
（−Y₁）をホールドする。ここで、信号５１の基
準パルス信号は、光フアイバケーブル５の周波数
帯域が広いため信号の波形が歪むことがない。従
つて、基準パルス信号の波形がそのままサンプ
ル・ホールド回路３２１及び３２３に入力される
ので、誤差は発生しない。

サンプル・ホールド回路３２１及び３２３でホ
ールドされた基準パルス信号P₀及びP₁のレベル
は、アナログ・デイジタル変換器３２２及び３２
４に入力され、アナログ・デイジタル変換器３２
２及び３２４でデイジタル信号５２Ａ及び５２Ｂ
に変換されるこれらのデイジタル信号は、マイク
ロプロセツサ３２５に取込まれる。

さて、E₀，E₁，Y₀及びY₁の関係は、(2)式で表
わすことができる。(2)式において、Y₀及びY₁の
値は絶対値とする。

Y₀＝KE₀＋ｂ Y₁＝KE₁＋ｂ ………(2) ここで、Ｋ及びｂは温度変化及び信号伝送路の
経年変化等によつて変化する定数であり、時間的
にはゆつくりした変化である。定数Ｋはゲインに
対応するものであつて温度変化及び経年変化の成
分を含んでおり、定数ｂはバイアスに対応するも
のであつて経年変化の成分を含んでいる。ここ
で、Y₀とY₁がいずれもＫ及びｂの関数で表わす
ことができるのは、基準パルス信号P₀と基準パ
ルス信号P₁の間隔が非常に狭いためである。例
えば、これらの間隔を数μsにしておけば、基準パ
ルス信号P₀及びP₁に加わる特性変化の要因が同
一と見なすことができる。上述したように、Ｋ，
ｂは時間的にはゆつくりした変化であるため、第
７図(b)に示す基準パルス信号P₀及びP₁を繰返し
て印加するタイミングＴは、定数Ｋ及びｂの変化
速度に合せて設定すればよく、例えば、数十秒か
ら数分に設定すればよい。E₀及びE₁の値は、送
信装置６の電源１２及び１３にあらかじめ設定さ
れており、既知の値である。Y₀及びY₁の値は、
前述したようにサンプル・ホールド回路３２１及
び３２３にて測定される。これらの値を(2)式に代
入することによつて定数Ｋ及びｂを求めることが
できる。

マイクロプロセツサ３２５は、E₀及びE₁の値
を記憶している。マイクロプロセツサ３２５は、
アナログ・デジタル変換器３２２及び３２４の出
力であつて基準パルス信号P₀及びP₁のレベルを
示している信号５２Ａ及び５３Ｂを入力し、(2)式
に基づいてＫ及びｂの値を求める。そして、これ
らの値が初期状態（送信装置６で送信する信号の
レベルと受信装置１０で受信した信号のレベルが
等しくなる状態）からどの程度変化しているかを
算出し、Ｋの変化値に対しては、スイツチ２４の
可動接点４９を切換えるようゲイン調整信号３３
を出力する。また、マイクロプロセツサ３２５は
ｂの変化値に対してはスイツチ１７の可動接点４
８を切換えるようバイアス調整信号３４を出力す
る。ここで、抵抗Rb₁〜Rb_oはゲイン調整用抵抗
であり、抵抗Ra₁〜Ra_oはバイアス調整抵抗であ
る。スイツチ２４の可動接点４９は、ゲイン調整
信号３３に基づいてＫの変化を補償する所定の抵
抗Rb_oにつながつている接点Sb_oに接続される。
スイツチ１７の可動接点４８は、バイアス調整信
号３４に基づいてｂの変化を補償する所定の抵抗
Ra_oにつながつている接点Sa_oに接続される。

このように送信装置６から送信する信号５０に
付加した基準パルス信号と受信装置１０で受信し
た信号３０の基準パルス信号に基づいて適切なゲ
イン調整用抵抗およびバイアス調整用抵抗を選択
することによつて、容易に信号３０の基準パルス
信号P₀及びP₁のレベル（絶対値）を信号５１の
基準パルス信号P₀及びP₁のレベル（絶対値）に
一致させることができる。すなわち、信号３０と
信号５１のそれぞれのレベルの絶対値が等しくな
る。その後、送信装置６及び受信装置１０の設置
されている雰囲気の温度条件が互いに別々に変化
しても、また光フアイバケーブル５に経年変化が
生じても、その都度、パルス検出回路３１、信号
処理回路３２及びスイツチ１７及び２４の作用に
よつて信号３０のレベルと信号５１のレベルの絶
対値を等しく調整することができる。

信号５１のレベル（絶対値）と等しくなるよう
に補正された信号３０は、フイルタ回路２５に入
力される。フイルタ回路２５は、前述したように
高周波遮断回路であるので、信号３０に含まれて
いる基準パルス信号P₀及びP₁が取除かれる。従
つて、端子９からは、信号５０と同一のアナログ
信号が出力される。例えば端子９の出力は、中央
の電子計算機に入力され、監視用または制御用の
ための演算のデータとして用いられる。

異常検出回路４０は、入力した信号３０がE₂
以下であるかE₃以上であることをもつて異常で
ある旨を端子４１，４２より前記電子計算機に出
力する。このような場合は、伝送装置が異常にな
つているのである。異常である旨の信号が端子４
１または４２から電子計算機に入力されると、そ
の時端子９より出力された信号が異常であるとし
てその信号の電子計算機への入力が阻止される。

本実施例は、前述したように、送信装置から発
信される信号に含まれている基準パルス信号と受
信装置にて受信した信号に含まれている基準パル
ス信号のレベルに基づいて、受信した信号を修正
しているので、発光ダイオード及び受光ダイオー
ドの設置雰囲気の温度の違いに基づく温度補償、
発光ダイオード、光フアイバケーブル及び受光ダ
イオードの経年変化の補償、及び送信装置の電気
回路のドリフト及びバイアス変化の補償が可能で
ある。従つて、本実施例では、信号の伝送精度が
著しく向上する。発光ダイオード及び受光ダイオ
ードの温度特性が異つていても、高い伝送精度が
得られる。このため、発光ダイオード及び受光ダ
イオードの製造は容易である。受信信号を補償す
るために必要な回路構成も極めて単純である。ま
た、１つの送信装置から１つの受信装置に信号を
伝送するために必要な光フアイバケーブルは１本
でよく、特開昭56−12143号公報に示すように基
準信号を送付するための他のケーブルを必要とし
なく、本実施例の伝送装置自体がひじように単純
である。

前述した実施例のスイツチ１７及び２４の代り
にバイアス調整信号３４及びゲイン調整信号３３
を別々に入力して所定のバイアス及びゲインを出
力する関数発生器を用いてもよい。

第３図に示す実施例を原子炉プラントを適用し
た場合について述べる。この場合、圧力、温度、
流量測定等のそれぞれの検出器は、原子炉に取付
けられている。その信号を入力する送信装置６
は、原子炉建屋内の現場（放射能が高い）に設置
されている。光フアイバケーブル５にて接続され
た受信装置１０は放射能レベルの低い中央操作室
内に設置されている。多数の受信装置１０の端子
９が中央操作室に設置されている中央の電子計算
機に接続され、そこで受信信号を用いた演算が行
われる。この演算結果は、監視用データとして中
央操作室にある制御盤に表示される。また、制御
盤から操作員が入力した信号および前記電子計算
機の出力は、中央操作室に設置された送信装置６
から原子炉建屋の現場に設置された受信装置１０
へと送信される。この受信装置１０の出力は、原
子炉プラントの制御対象機器へと伝送され、必要
な制御が行われる。原子炉建屋の現場と中央操作
室では温度が違い（一般に前者の温度が高い）、
しかも現場においてある送信装置及び受信装置は
放射能の影響を受ける。本実施例は、このような
場合においても受信装置側で第３図の実施例の如
く受信信号を精度良く補償することができる。

第３図の実施例はアナログ信号の伝送について
述べたものであるが、本発明はデジタル信号の伝
送にも容易適用できる。デシタル信号の伝送に適
用した実施例を、第９図に基づいて説明する。第
３図の実施例と異なつている部分のみを説明す
る。なお、同一構成は、同一の符合で示してい
る。

送信装置６Ａは、駆動回路２、発光ダイオード
３、スイツチ１１及びコントローラ５３からなつ
ている。送信装置６Ａは、送信装置６のコントロ
ーラ３７の代りにコントローラ５３を用いたもの
である。

コントローラ５３は、第１０図に示すように、
比較器５７、基準タイマ５８、２ビツトカウンタ
６０及びパルス幅調整回路６２を有している。端
子１は、比較器５７の負の端子に接続される。比
較器５７の正の端子は、基準電圧Esの電源５６
を介して接地される。比較器５７の出力端子は、
アンドゲート５９に接続される。アンドゲート５
９の出力端が、２ビツトカウンタ６０に連絡され
る。基準タイマ５８は、アンドゲート５９の入力
端子と２ビツトカウンタ６０のクリア端子６３に
つながつている。２ビツトカウンタ６０は、イン
バータ６１を介してアンドゲート５９の入力端子
に接続されている。

パルス幅調整回路６２は、抵抗６４、コンデン
サ６５、インバータ６６及びアンドゲート６７か
ら構成されている。アンドゲート５９の出力端子
は、抵抗６４及びコンデンサ６５を介して接地さ
れている。さらにアンドゲート５９の出力端子
は、アンドゲート６７の一方の入力端子に接続さ
れている。アンドゲート６７の他方の入力端子
は、抵抗６４に接続される。コントローラ５３の
パルス幅調整回路６２の出力、すなわち、アンド
ゲート６７の出力（信号５４）は、スイツチ１１
の可動接点４７の切換制御信号となる。

受信装置１０Ａは、受光ダイオード７、増幅回
路８、パルス検出回路３１、信号処理回路３２、
異常検出回路４０、デイスクリミネート回路６８
及びフイルタ回路７２を有している。受信装置１
０Ａは、受信装置１０のフイルタ回路２５の代り
に、デイスクリミネート回路６８及びフイルタ回
路７２を設けたものである。

デイスクリミネート回路６８は、比較器６９を
有している。比較器６９の負の端子は、直流増幅
器２１の出力端子とつながつている。比較器６９
の正の端子は、基準電圧（−E_L）の電源７０を
介して接地される。比較器６９の出力端子及びパ
ルス検出回路３１の比較器３１３の出力端子が、
EORゲート７１の入力端子に接続される。EOR
ゲート７１は、抵抗７３及びコンデンサ７５を介
して接地されている。EORゲート７１の出力端
子及び抵抗７３が、アンドゲート７４の１対の入
力端子に接続されている。

端子１は、例えば、原子炉プラントに設置され
ている放射線モニタに接続されている。送信装置
６Ａは、原子炉建屋内に設置されている。このた
め、端子１に、第１１図ａに示すリニアパルス信
号５５が入力される。信号５５は、接点４６に達
するとともにコントローラ５３の比較器５７に入
力される。比較器５７は、電源５６の基準電圧
Esより信号５５のレベルが低くなつた時に、パ
ルスを出力する。従つて、比較器５７は、信号５
５に対応して第１１図ｂの信号を出力する。基準
タイマ５８は、第１１図ｃに示すような一定周期
Ｔのパルスを出力している。基準電圧Esより信
号５５のレベルが低くなつた時に基準パルス信号
を注入する理由を以下に示す。第１１図ａに示す
Ｘ点で基準パルス信号を注入すると、その前後に
存在するパルスが注入された基準パルス信号によ
り連続した状態となる。このため、Ｘ点の前後の
パルスを別々に識別することはできず、１つのパ
ルスと見てしまう。これを避けるために、Esよ
り低いレベルで基準パルス信号を注入する。

２ビツトカウンタ６０は、クリア端子６３の入
力信号（基準タイマ５８の出力信号）が論理
「１」の時にカウントしてクリア端子６３の入力
信号が論理「０」の時に出力をリセツトする。こ
のため、基準タイマ５８の出力信号が「１」のと
きに２ビツトカウンタ６０は、カウントモードに
なる。従つて、２ビツトカウンタ６０は、入力信
号のパルスを２個カウントすると論理「１」を出
力する。この結果、インバータ６１は、第１１図
ｄの信号を出力する。これにより、アンドゲート
５９は、第１１図ｅの信号を出力する。第１１図
ｅの信号を直接、スイツチ１１に伝え、可動接点
４７の切換制御信号として用いてもよいが、前述
の(2)式を適用するためにはパルス幅をもつと狭く
する必要がある。このため、アンドゲート５９の
出力である第１１図ｅの信号が、パルス幅調整回
路６２に入力される。パルスの幅は、抵抗６４及
びコンデンサ６５の値に決定される。パルス幅調
整回路６２の出力である信号５４を、第１１図(f)
に示す。信号５４は、１対のパルスV₁及びV₂を
している。パルスV₁とパルスV₂の間隔は、数ns
から数百nsのオーダになつている。信号５４は、
周期ＴでパルスV₁及びV₂を有している。

スイツチ１１は、信号５４を入力することによ
り、その信号のパルスV₁に対しては可動接点４
７を接点４４に、パルスV₂に対しては可動接点
４７を接点４５に、パルスV₁及びV₂以外の信号
５４の部分に対しては可動接点４７を接点４６に
接続されるように操作される。従つて駆動回路２
に入力される信号１７５は、信号５５に基準パル
ス信号P₀及びP₁が注入されて第１１図（ｇ）の
ようになる。基準パルス信号P₀のレベルはE₀、
基準パルス信号P₁のレベルはE₁である。基準パ
ルス信号P₀は、信号５５の最小入力値V_Lよりも
小さい。また、基準パルス信号P₁は、信号５５
の最大入力値V_Hよりも大きい。（V_H−V_L）は、
最大入力範囲である。信号５５は、発光ダイオー
ド３にて光信号に変換され、光フアイバケーブル
５を通して中央操作室にある受信装置１０Ａに送
信される。

信号５５は、受光ダイオード７で電流信号に変
換され抵抗Ra_oとの関係で電圧信号が直流増幅器
２１に入力される。本実施例では、第３図の実施
例と同様に信号１７５の符合が直流増幅器２１に
て反転され、出力される（この出力信号が信号７
６である）。直流増幅器２１の出力信号の基準パ
ルス信号P₀及びP₁のレベルが、第３図の実施例
と同様にY₀及びY₁になつたとする。パルス検出
回路３１は、直流増幅器２１の出力である信号７
６を入力して比較器３１１より基準パルス信号
P₀に対応した信号３５（第１１図ｈ）を、比較
器３１３より基準パルス信号P₁に対応した信号
３６（第１１図ｉ）をそれぞれ出力する。

信号処理回路３２は、第３図の実施例の信号処
理回路３２と同じ機能を有し、信号３５，３６及
び７６を入力してマイクロプロセツサ３２５で(2)
式により定数Ｋ及びｂを求める。これらの値が初
期状態からどの程度変化しているかを算出し、Ｋ
の変化値に応じてスイツチ２４の可動接点４９を
適切な接点Sa_oに接続する。またＤの変化値に応
じてスイツチ１７の可動接点４８を適切な接点
Sa_oに接続する。これらの操作により信号７６の
基準パルス信号P₀及びP₁のレベル（絶対値）が
E₀及びE₁にそれぞれあわせられる。基準パルス
信号P₀及びP₁のレベルが補償された信号７６
（第１２図ａ参照）が、直流増幅器２１より出力
される。

補償された第１２図ａの信号７６は、デイスク
リミネート回路６８に入力される。デイスクリミ
ネート回路６８は、基準レベル（−E_L）以下
（信号が負であるため）の信号７６のパルスを検
出する。第１２図ｄが、デイリミネート回路６８
の出力である。デイリミネート回路６８の出力信
号と信号３６が、EORゲート７１に入力される。
EORゲート７１は、第１２図ｅに示す信号７７
を出力する。信号７７は、グリツチパルス７８を
含んでいる。グリツチパルス７８は、EORゲー
ト７１に入力される２つの入力信号のパルスのタ
イミングがずれることによつて発生する。EOR
ゲート７１の出力である信号７７が、フイルタ回
路７２に入力される。フイルタ回路７２は、信号
７７のグリツチパルス７８を取除いて第１２図ｆ
に示す信号７９を出力する。信号７９は、計算器
８０に入力される。計算器８０は、信号７９のパ
ルスをカウントする。単位時間当りのパルス数が
放射線強度を表わしている。計算器８０の出力
は、中央操作室の電子計算機に入力される。また
は、制御盤の表示装置に表示される。

本実施例においても、前述した実施例と同様な
効果を得ることができる。またリニアパルス信号
を精度良く送信できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、受信装置でバイアスおよびゲ
インの調整が可能であるので、受信装置及び送信
装置の各々の設置雰囲気の温度差、及び送信装置
及び伝送路の経年変化の影響を単純な装置で補償
することができ、信号の伝送精度を著しく向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発光ダイオードの温度特性を示した説
明図、第２図は従来の光信号伝送装置の系統図、
第３図は本発明の好適な一実施例である光信号伝
送装置の系統図、第４図は第３図のパルス検出回
路の詳細系統図、第５図は第３図の信号処理回路
の詳細系統図、第６図は第３図の異常検出回路の
詳細系統図、第７図は第３図の実施例の各部の信
号の状態を示す説明図、第８図は第３図の発光ダ
イオードに流す電流と発光量との関係を示す特性
図、第９図は本発明の他の実施例の系統図、第１
０図は第９図のコントローラ５３の詳細系統図、
第１１図及び第１２図は第９図の実施例の各部の
信号の状態を示す特性図である。 ２…駆動回路、３…発光ダイオード、５…光フ
アイバケーブル、６，６Ａ…送信装置、７…受光
ダイオード、８…増幅回路、１０，１０Ａ…受信
装置、１１，１７，２４…スイツチ、２５，７２
…フイルタ回路、３１…パルス検出回路、３２…
信号処理回路、３７，５３…コントローラ、５８
…基準タイマ、６０…２ビツトカウンタ、６２…
パルス幅調整回路、６８…デイクリミネート回
路、７１…EORゲート、３２１，３２３…サン
プル・ホールド回路、３２５…マイクロプロセツ
サ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気信号を光信号に変換して送信する送信装
   置と、前記送信装置から発信された前記光信号を
   電気信号に変換する受信装置とを有する光信号伝
   送装置において、前記送信装置は、送信する前記
   電気信号の最大値より大きい値の第１基準パルス
   信号と、この電気信号の最小値より小さい値の第
   ２基準パルス信号とを前記送信する電気信号に注
   入する手段を備え、前記受信装置は、受信した前
   記第１及び第２の基準パルス信号のレベルを検出
   する手段と、検出されたこれらの基準信号のレベ
   ルと前記送信装置から発信される前記第１及び第
   ２の基準パルス信号のレベルとに基づいて、バイ
   アス調整信号及びゲイン調整信号を得る手段と、
   前記バイアス調整信号及び前記ゲイン調整信号に
   基づいて、受信した信号の大きさを補償する信号
   補償手段と、補償された受信信号から前記第１及
   び第２基準パルス信号を取り除く基準パルス除去
   手段とを備えたことを特徴とする光信号伝送装
   置。 ２ 前記基準パルス注入手段が、送信するリニア
   パルス電気信号のレベルが第１所定値以下になつ
   たときに前記各基準パルス信号を前記リニアパル
   ス電気信号に注入する手段であり、前記受信装置
   は、信号補償手段から出力された信号のレベルが
   第２所定値以下になつたときにパルスを出力する
   手段を備えている特許請求の範囲第１項記載の光
   信号伝送装置。