JPH04329037A - アナログ受光素子 - Google Patents

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】

【０００１】〔目次〕 産業上の利用分野 従来の技術（図５） 発明が解決しようとする課題（図６） 課題を解決するための手段（図１） 作用 実施例 （１）第１の実施例の説明（図２，３）（２）第２の実
施例の説明（図４） 発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、アナログ受光素子に関
するものであり、更に詳しく言えば、数百〔ＭＨＺ〕〜
数〔ＧＨＺ〕の電気信号が取り扱われるアナログ伝送光
通信のプリアンプモジュール構造に関するものである。

【０００３】近年、アナログ伝送光通信の高度化に伴い
極超短波の電気信号を基準にして、数〔ＭＨＺ〕毎に振
幅変調されたアナログ信号を複数の帯域に多重した光通
信が開発されている。

【０００４】これによれば、当該アナログ受光素子から
受信処理装置に伝送される電気信号の反射波を防止する
ため、該素子，装置間にマッチングトランスが接続され
ている。

【０００５】このため、その間の接触抵抗や浮遊容量が
特性インピーダンスに悪影響を与えたり、高周波ケーブ
ルの長さの調整負担が多くなることがある。

【０００６】そこで、マッチングトランスとアンプ部と
の離隔距離を極力短くして、高周波ケーブルに係る調整
負担を低減すること，及び、受信処理装置の周波数応答
特性の向上を図ることができる素子が望まれている。

【０００７】

【従来の技術】図５，６は、従来例に係る説明図である
。図５は、従来例に係るアナログ受光素子の構成図を示
している。

【０００８】例えば、アナログ伝送光通信に使用される
アナログ受光素子１は、図５において受光素子Ｄ，プリ
アンプＡＭＰから成る。

【０００９】当該アナログ受光素子１の機能は、光ファ
イバ４により伝送されるアナログ伝送光ＬＡが受光素子
Ｄにより光電変換され、それにより変換された５００〔
ＭＨＺ〕程度の電気信号がプリアンプＡＭＰにより増幅
され、それが高周波ケーブル６を介して受信処理装置３
に出力される。

【００１０】なお、マッチングトランス２は電気信号の
反射波を防止するものであり、当該アナログ受光素子１
と受信処理装置３との間に接続される。これは、アナロ
グ伝送光通信の電気信号の動作周波数が極超短波，例え
ば、　５００〔ＭＨＺ〕以上になった場合に、ユーザが
外付け部品として接続するものである。また、マッチン
グトランス２は高周波ケーブル６に接続された高周波コ
ネクタ５を介して、アナログ受光素子１や受信処理装置
３に接続される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来例によれ
ば、アナログ伝送光通信の高度化に伴い、　５００〔Ｍ
ＨＺ〕〜数〔ＧＨＺ〕の電気信号を基準にして、例えば
、５〜６〔ＭＨＺ〕毎に振幅変調されたアナログ信号を
３０〜４０〔ｃｈ〕に多重した光通信が開発される傾向
にある。

【００１２】このような場合、当該アナログ受光素子１
から受信処理装置３に伝送される電気信号の反射波を防
止するため、図５に示したように該素子１，装置３間に
マッチングトランス２を接続しなくてはならない。

【００１３】このため、図６に示すようにマッチングト
ランス２の高周波コネクタ５と高周波ケーブル６の接続
プラグとの間の接触抵抗ｒや浮遊容量Ｃが特性インピー
ダンスに悪影響を与える。例えば、伝送電力利得Ｐ〔ｄ
ＢＣ〕と動作周波数ｆ〔ＭＨＺ〕との関係について言え
ば、図６の破線円内図に示すように該動作周波数ｆが多
くなるほど、その伝送電力利得Ｐ〔ｄＢＣ〕が減衰する
。

【００１４】また、アナログ受光素子１とマッチングト
ランス２との伝送距離Ｌ１や該マッチングトランス２と
受信処理装置３との伝送距離Ｌ２とを電気信号の動作周
波数の波長に依存した距離に整合しなくてはならない。 すなわち、アナログ受光素子１とマッチングトランス２
との間の高周波ケーブル６の長さと、該マッチングトラ
ンス２と受信処理装置３との間の高周波ケーブル６の長
さとの両方の場合について、それを調整しなくてはなら
ない。

【００１５】これにより、　５００〔ＭＨＺ〕〜数〔Ｇ
ＨＺ〕の電気信号を伝送する場合であって、マッチング
トランス（以下整合器ともいう）２をアナログ受光素子
１の外側に接続する方式では、ユーザの高周波ケーブル
に係る調整負担が多くなる。また、高周波ケーブル６の
高周波コネクタ５等の接触抵抗ｒや浮遊容量Ｃにより、
受信処理装置の均一な周波数応答特性が得られないとい
う問題がある。

【００１６】本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創
作されたものであり、電気信号の整合器とその増幅部と
の離隔距離を極力短くして、高周波ケーブルに係る調整
負担を低減すること，及び、該ケーブルの接続コネクタ
等の影響を極力低減し、受信処理装置の周波数応答特性
の向上を図ることが可能となるアナログ受光素子の提供
を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明に係るア
ナログ受光素子の原理図である。

【００１８】本発明の第１のアナログ受光素子は、図１
に示すようにアナログ伝送光ＬＡを電気信号ＳＡに変換
する光電変換手段１１と、前記電気信号ＳＡを信号伝送
手段１５に出力する出力手段１２と、前記信号伝送手段
１５及び出力手段１２のインピーダンス整合をする整合
手段１３とを具備し、前記光電変換手段１１，出力手段
１２及び整合手段１３が光入射窓を有する同一の格納手
段１４に収められることを特徴とする。

【００１９】また、本発明の第２のアナログ受光素子は
、図１に示すように前記第１のアナログ受光素子におい
て、前記整合手段１３に整合調整手段１３Ａが設けられ
ることを特徴とし、上記目的を達成する。

【００２０】

【作　　用】本発明の第１のアナログ受光素子によれば
、図１に示すように光電変換手段１１，出力手段１２及
び整合手段１３が同一格納手段１４に収められている。

【００２１】例えば、光ファイバを介して伝搬されるア
ナログ伝送光ＬＡが光電変換手段１１により電気信号Ｓ
Ａに変換され、該電気信号ＳＡが出力手段１２から信号
伝送手段１５に出力される。この際に、同一格納手段１
４に収められた整合手段１３により信号伝送手段１５及
び出力手段１２がインピーダンス整合される。

【００２２】このため、少なくとも、従来例のような当
該アナログ受光素子と整合手段１３との間の特性インピ
ーダンスに与えていた接触抵抗ｒや浮遊容量Ｃの影響が
取り除かれる。このことで、伝送電力利得Ｐ〔ｄＢＣ〕
と動作周波数ｆ〔ＭＨＺ〕との関係において、該動作周
波数ｆが多くなった場合でも、その伝送電力利得Ｐ〔ｄ
ＢＣ〕の平坦化を図ることが可能となる。

【００２３】また、当該アナログ受光素子にマッチング
トランス等の整合手段１３が同一格納手段１４に収めら
れることから、図６の従来例に示したような伝送距離Ｌ
１については、ユーザの整合調整が不要となる。なお、
図３に示すようにユーザは、当該アナログ受光素子と受
信処理装置との伝送距離Ｌ０についてのみ、電気信号の
動作周波数の波長に依存した距離を考慮すれば良い。す
なわち、ユーザは当該アナログ受光素子と受信処理装置
との間の高周波ケーブル等の信号伝送手段１５の長さに
ついて、それを調整すれば良い。

【００２４】これにより、極超短波の電気信号を伝送す
る場合であっても、当該アナログ受光素子の使用するこ
とにより、信号伝送手段１５に係るユーザの調整負担を
少なくすることが可能となる。また、信号伝送手段１５
の接続コネクタ等の接触抵抗や浮遊容量の影響が従来例
に比べて少なくなり、受信処理装置の周波数応答特性の
均一化を図ることが可能となる。

【００２５】また、本発明の第２のアナログ受光素子に
よれば、図１に示すように整合手段１３に整合調整手段
１３Ａが設けらている。

【００２６】このため、図３に示すように当該アナログ
受光素子と受信処理装置との伝送距離Ｌ０について、例
えば、電気信号の動作周波数の波長に依存した長さに高
周波ケーブル等の信号伝送手段１５が切断され、それが
該素子と受信処理装置との間に接続された場合、ユーザ
は整合手段１３に設けられた整合調整手段１３Ａにより
、そのインピーダンス整合の微調整を行うことが可能と
なる。

【００２７】これにより、極超短波の電気信号を取り扱
うアナログ伝送光通信に容易に対処することが可能とな
る。

【００２８】

【実施例】次に図を参照しながら本発明の実施例につい
て説明をする。図２〜４は、本発明の各実施例に係るア
ナログ受光素子を説明する図である。

【００２９】（１）第１の実施例の説明図２は、本発明
の第１の実施例に係るアナログ受光素子の構成図であり
、図３はその補足説明図をそれそれ示している。

【００３０】図２において、　５００〔ＭＨＺ〕〜数〔
ＧＨＺ〕の電気信号ＳＡを取り扱う第１のアナログ受光
素子２０は、パッケージ２１に受光素子Ｄ，プリアンプ
ＡＭＰ及びマッチングトランスＴが格納されて成る。

【００３１】すなわち、受光素子Ｄは光電変換手段１１
の一実施例であり、光ファイバ４により伝搬されてくる
アナログ伝送光ＬＡを　５００〔ＭＨＺ〕〜数〔ＧＨＺ
〕程度の電気信号ＳＡに変換するものである。受光素子
Ｄは、例えば、光導電素子，ホトダイオード，ホトトラ
ンジスタ及びホトサイリスタ等が用いられる。また、受
光素子Ｄは第１の電源線ＶＤＤとプリアンプＡＭＰとに
接続される。

【００３２】プリアンプＡＭＰは出力手段１２の一実施
例であり、電気信号ＳＡを信号伝送手段１５の一例とな
る高周波ケーブル６に増幅出力するものである。プリア
ンプＡＭＰは、例えば、ＧａＡＳ（ガリウム，砒素）化
合物半導体集積回路により構成された高周波増幅器であ
る。 また、プリアンプＡＭＰは第２の電源線ＶＣＣと接地線
ＧＮＤに接続され、その出力信号（＝電気信号ＳＡ）が
マッチングトランスＴに出力される。なお、受光素子Ｄ
の動作電源とプリアンプＡＭＰの動作電源とが同一範囲
にあれば、素子内部で、それを１本化しても良い。

【００３３】マッチングトランスＴは整合手段１３の一
実施例であり、高周波ケーブル６とプリアンプＡＭＰと
のインピーダンス整合を採り、出力信号の歪みを抑制す
るものである。例えば、マッチングトランスＴは磁性材
料であるフェライトコアに直径０．１　〔ｍｍ〕φ程度
の銅線が数回巻かれたものであり、その機能は、当該ア
ナログ受光素子２０から受信処理装置に伝送される電気
信号ＳＡの反射波を吸収するものである。

【００３４】パッケージ２１は同一格納手段１４の一実
施例であり、受光素子Ｄ，プリアンプＡＭＰ及びマッチ
ングトランスＴを格納するものであり、外部磁界等を遮
断する遮蔽物質により隠蔽され、かつ、プラスチック等
の樹脂により封止処理されたモジュール構造を有してい
る。

【００３５】なお、受信処理装置３はアナログ伝送光通
信において、極超短波の電気信号ＳＡの受信処理をする
ものである。ここで、アナログ伝送光通信については、
例えば、　５００〔ＭＨＺ〕〜２〔ＧＨＺ〕等の極超短
波の電気信号ＳＡを基準にして、５〜６〔ＭＨＺ〕毎に
振幅変調されたアナログ信号を３０〜４０〔ｃｈ〕の周
波数帯域に多重した光通信をするものとする。また、当
該アナログ受光素子２０と受信処理装置３とは高周波ケ
ーブル６により接続される。高周波ケーブル６は、特性
インピーダンス７５〔Ω〕程度の同軸ケーブルが用いら
れ、該高周波ケーブル６とアナログ受光素子２０や受信
処理装置３とは高周波コネクタ５を介して接続される。

【００３６】このようにして、本発明の第１の実施例に
係るアナログ受光素子によれば、図２に示すように受光
素子Ｄ，プリアンプＡＭＰ及びマッチングトランスＴが
同一のパッケージ２１に収められている。

【００３７】例えば、光ファイバ４を介して伝搬される
アナログ伝送光ＬＡが受光素子Ｄにより電気信号ＳＡに
変換され、該電気信号ＳＡがプリアンプＡＭＰから高周
波ケーブル６に増幅出力される。この際に、パッケージ
２１に収められたマッチングトランスＴにより高周波ケ
ーブル６とプリアンプＡＭＰとの間がインピーダンス整
合される。

【００３８】このため、図３に示すように、少なくとも
、従来例のような当該アナログ受光素子とマッチングト
ランスＴとの間に寄生していた接触抵抗ｒや浮遊容量Ｃ
の影響が取り除かれ、特性インピーダンスの安定化が図
られる。このことで、図３の破線円内図に示すように伝
送電力利得Ｐ〔ｄＢＣ〕と動作周波数ｆ〔ＭＨＺ〕との
関係において、該動作周波数ｆが多くなった場合でも、
その伝送電力利得Ｐ〔ｄＢＣ〕の平坦化を図ることが可
能となる。

【００３９】また、当該アナログ受光素子にマッチング
トランスが同一のパッケージ２１に収められることから
、図６の従来例に示したような伝送距離Ｌ１については
、ユーザの整合調整が一切不要となる。なお、図３に示
すようにユーザは、当該アナログ受光素子２０と受信処
理装置３との伝送距離Ｌ０についてのみ、電気信号ＳＡ
の動作周波数ｆの波長λに依存した距離Ｌを考慮すれば
良い。すなわち、ユーザは当該アナログ受光素子２０と
受信処理装置３との間の高周波ケーブル６の長さを，例
えば、波長λ／２に比例する長さに調整すれば良い。

【００４０】これにより、　５００〔ＭＨＺ〕〜数〔Ｇ
ＨＺ〕の電気信号を伝送する場合であっても、当該アナ
ログ受光素子の使用することにより、高周波ケーブル６
に係るユーザの調整負担を少なくすることが可能となる
。また、高周波ケーブル６の高周波コネクタ５の接触抵
抗ｒや浮遊容量Ｃの影響が従来例に比べて少なくなり、
受信処理装置３の周波数応答特性の均一化を図ることが
可能となる。

【００４１】（２）第２の実施例の説明図４は、本発明
の第２の実施例に係るアナログ受光素子の構成図を示し
ている。

【００４２】図４において、第１の実施例と異なるのは
第２の実施例のアナログ受光素子２３では、マッチング
トランスＴに半固定型コア調整子２２が設けられるもの
である。

【００４３】すなわち、半固定型コア調整子２２は整合
調整手段１３Ａの一実施例であり、マッチングトランス
Ｔの磁気回路定数を可変して出力側の特性インピーダン
スを微調整するものである。例えば、半固定型コア調整
子２２は、フェライト等の磁性材料から成り、それがマ
ッチングトランスＴの磁気回路に入出されて、その磁気
抵抗が可変されるものである。

【００４４】このようにして、本発明の第２の実施例に
係るアナログ受光素子２３によれば、図４に示すように
マッチングトランスＴに半固定型コア調整子２２が設け
らている。

【００４５】このため、図３に示すような当該アナログ
受光素子２３と受信処理装置との伝送距離Ｌ０について
、例えば、電気信号の動作周波数ｆの波長λに依存した
長さに高周波ケーブル６が切断され、それが該素子２３
と受信処理装置３との間に接続された場合、ユーザはマ
ッチングトランスＴに設けられた半固定型コア調整子２
２により、そのインピーダンス整合を最適に微調整する
ことが可能となる。

【００４６】これにより、　５００〔ＭＨＺ〕〜数〔Ｇ
ＨＺ〕の電気信号を取り扱う，例えば、５〜６〔ＭＨＺ
〕毎に振幅変調されたアナログ信号を３０〜４０〔ｃｈ
〕に多重したアナログ伝送光通信に容易に対処すること
が可能となる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１のア
ナログ受光素子によれば、光電変換手段，出力手段及び
整合手段が同一格納手段に収められ、該整合手段により
信号伝送手段及び出力手段がインピーダンス整合されて
いる。

【００４８】このため、従来例のような出力手段と整合
手段との間の接触抵抗や浮遊容量の影響がその特性イン
ピーダンスから取り除かれる。このことで、極超短波に
おける周波数応答特性の平坦化を図ることが可能となる
。

【００４９】また、当該アナログ受光素子内に整合手段
が収められることから、ユーザの調整負担を少なくする
ことが可能となる。

【００５０】なお、本発明の第２のアナログ受光素子に
よれば、整合手段に整合調整手段が設けらているため、
当該アナログ受光素子と受信処理装置とのインピーダン
スマチイング処理を精度良く行うことが可能となる。

【００５１】これにより、　５００〔ＭＨＺ〕〜数〔Ｇ
ＨＺ〕の極超短波の電気信号を取り扱うアナログ伝送光
通信のプリアンプモジュールの提供に寄与するところが
大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアナログ受光素子の原理図である
。

【図２】本発明の第１の実施例に係るアナログ受光素子
を説明する構成図である。

【図３】本発明の第１の実施例に係るアナログ受光素子
の補足説明図である。

【図４】本発明の第２の実施例に係るアナログ受光素子
を説明する構成図である。

【図５】従来例に係るアナログ受光素子を説明する構成
図である。

【図６】従来例に係る問題点を説明する等価回路図であ
る。

【符号の説明】

１１…光電変換手段、 １２…出力手段、 １３…整合手段、 １４…同一格納手段、 １３Ａ…調整手段、 ＬＡ…アナログ伝送光、 ＳＡ…電気信号。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　アナログ伝送光（ＬＡ）を電気信号（
   ＳＡ）に変換する光電変換手段（１１）と、前記電気信
   号（ＳＡ）を信号伝送手段（１５）に出力する出力手段
   （１２）と、前記信号伝送手段（１５）と出力手段（１
   ２）とのインピーダンス整合をする整合手段（１３）と
   を具備し、前記光電変換手段（１１），出力手段（１２
   ）及び整合手段（１３）が光入射窓を有する同一の格納
   手段（１４）に収められることを特徴とするアナログ受
   光素子。
2. 【請求項２】　　請求項１記載のアナログ受光素子にお
   いて、前記整合手段（１３）に整合調整手段（１３Ａ）
   が設けられることを特徴とするアナログ受光素子。