JPH09172408A - 光信号検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度変動に影響されないアラーム検出を行う
ことができる光信号検出回路を提供する。 【解決手段】 ＬＤ３とＰＤ４からなるＰＤ内蔵型ＬＤ
モジュール５は入力端子２よりの電気信号を光信号に変
換して出力し、増幅器７はこの出力に基づく正相電圧信
号１０２をピーク検出回路１０に、また逆相電圧信号１
０３をピーク検出回路１３にそれぞれ出力する。各ピー
ク検出回路１０、１３の出力である抵抗素子１４の両端
には温度に影響されない電圧が得られ、この抵抗素子１
４の両端の電圧は次段の差動増幅回路２１により単極性
の出力に変換された後、比較器２２に出力され、比較器
２２は、この単極性出力と入力端子２３により供給され
るしきい値電圧とを比較してアラーム検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光通信シス
テムなどにおいて、光信号の送出断や光パワーの低下を
検出するための光信号検出回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】光信号の送信や受信を行う光通信システ
ムでは、システムの機能を維持するために、光信号の送
出部において光信号の送出断の検出や光信号の光パワー
低下を検出するための光信号検出回路を設ける構成が採
られる。

【０００３】従来の光信号検出回路を図５に示す。この
検出回路は、ＬＤ（レーザダイオード）３とＰＤ（フォ
トダイオード）４からなるＰＤ内蔵型ＬＤモジュール
５、抵抗素子６、増幅器７、トランジスタ８とコンデン
サ９とからなるピーク検出回路、抵抗素子１１、及び比
較器１２などから構成される。ここで、抵抗素子６は、
増幅器７のオフセット電圧を設定するものであり、ま
た、抵抗素子１１は、ピーク検出回路１０出力の正相ピ
ーク電圧を放電する時間を設定するものである。また、
比較器１２には、入力端子１３からしきい値電圧が供給
されている。

【０００４】上記の従来の光信号検出回路の動作を図５
を参照して説明する。ＰＤ内蔵型ＬＤモジュール５は、
入力端子２により入力された電気信号をＬＤ３により光
信号に変換し、光伝送路１で光送信を行う。また、これ
とは別に、ＰＤ内蔵型ＬＤモジュール５は、ＰＤ４によ
り上記の光信号を光信号の光パワーに対応した微少電流
信号に変換して増幅器７に出力する。増幅器７は、ＰＤ
内蔵型モジュール５からの出力に基づき、抵抗素子６に
より設定されたＤＣオフセット電圧を有し所定の利得に
より電圧増幅された正相電圧信号１０２として、ピーク
検出回路１０に出力する。

【０００５】増幅器７の出力波形の一例を図６に示す。
入力端子２に入力される電気信号が信号入力状態１００
から信号断状態１０１に移行したときにおける増幅器７
の正相電圧信号１０２は、信号入力状態１００では、Ｌ
Ｄ３の光信号パワーに対応した電圧振幅を持つ信号であ
り、また信号断状態１０１ではＰＤ４の暗電流と抵抗素
子６により生じる電圧を持つＤＣ信号である。

【０００６】そして、この正相電圧信号１０２は、ピー
ク検出回路１０を通過することで、正相電圧信号１０２
の最大電圧を保持した正相ピーク電圧信号に変換され
る。この正相ピーク電圧信号を、比較器１２において、
入力端子１３から供給されたしきい値電圧と比較され
て、アラーム検出がなされる訳である。

【０００７】ピーク検出回路１０の出力波形の一例は図
７に示した通りである。すなわち、入力端子２に入力さ
れる電気信号が信号入力状態１００から信号断状態１０
１に移行したときにおけるピーク検出回路１０の正相ピ
ーク電圧信号１１０は、コンデンサ９と抵抗素子１１の
値で決まる時間で放電されて電圧低下する。そして、こ
の正相ピーク電圧信号１１０がしきい値電圧１０４以下
となったときに、比較器１２はアラーム信号１２０を出
力する。よって、アラーム検出時間は、抵抗素子１１の
値により放電する時間を変えることで任意に設定でき
る。

【０００８】なお、信号入力状態１００において正相ピ
ーク電圧信号１１０は、正相電圧信号１０２の最大電圧
によりもトランジスタ８のベース・エミッタ電圧Ｖ_BEの
分だけ低い電圧となる。また、この光信号検出回路は、
上記のような入力端子２に入力される電気信号の信号断
状態１０１の検出のみでなくて、ＰＤ内蔵型ＬＤモジュ
ール５のＬＤ３経時劣化による光信号の光パワー低下の
検出も同様に行うことができるものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
構成において、トランジスタ８のベース・エミッタ電圧
Ｖ_BEは、温度によって容易に変動することが知られてい
る。このため、ピーク検出回路１０における出力である
正相ピーク電圧１１０が、温度により変動していた。こ
の結果、入力端子１３からのしきい値電圧１０４が安定
である場合でも、正相ピーク電圧１１０が温度により変
動するために比較器１２による光信号検出時間に誤差を
生じ、温度変動を考慮した適切なアラーム検出が困難で
あった。

【００１０】そこで、本発明の課題は、温度変動に影響
されないアラーム検出を行うことができる光信号検出回
路を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の光信号検出回路
は、光伝送路における光信号の光パワーに対応した電気
信号のピークを所定のしきい値と比較し、前記比較結果
から前記光信号の送出断や光パワーの低下を検出する光
信号検出回路において、前記光パワーに対応した正相の
電気信号のピークを検出する第１のピーク検出手段と、
前記光信号の光パワーに対応した逆相の電気信号におけ
るピークを検出する第２のピーク検出手段とを備え、前
記第１のピーク検出手段の出力と前記第２のピーク検出
手段の出力とに基づいて前記光パワーのピークを求める
ことを特徴とする。

【００１２】上記の第１および第２のピーク検出手段の
出力に基づいて求められる光信号のピークは温度により
変化することがない。そして、好ましい実施の形態にお
いては、第１、第２のピーク検出手段の出力が両端に接
続された抵抗素子を有し、この抵抗素子の両端の電圧信
号に基づいて光パワーのピークが求められる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の光信号検出
回路を図１に示す。この光信号検出回路は、図２に示し
た従来のものに、ピーク検出回路１３と差動増幅回路２
１を付加したものである。また、増幅器７は、ＰＤ内蔵
型ＬＤモジュール５からの微少電流信号を電圧増幅し、
正相と逆相の電圧信号として出力するものである。

【００１４】ピーク検出回路１３は、ピーク検出回路１
０と同等の特性を持つものであるが、増幅器７からは逆
相の電圧信号１０３が入力される点が、ピーク検出回路
１０とは異なるものである。これらのピーク検出回路１
０と１３を用いることで、各ピーク検出回路の出力であ
る抵抗素子１４の両端に、温度に影響されない電圧を得
ることができる。また、抵抗素子１４の両端の電圧は、
次段の差動増幅回路２１により単極性の出力に変換され
た後、比較器２２に出力される。

【００１５】増幅器７の出力波形の一例を図２に示す。
図２を参照すると、入力端子２に入力される電気信号が
信号入力状態１００から信号断状態１０１に移行したと
きにおける、増幅器７の正相電圧信号１０２と逆相電圧
信号１０３は、信号入力状態では、ＬＤ３の光信号パワ
ーに対応した電圧振幅を持つ信号が得られる。また、信
号断状態１０１では、ＰＤ４の暗電流と抵抗素子６によ
り生じる電圧を持つＤＣ信号が得られる。なお、このと
きのＤＣオフセット電圧は、正相電圧信号１０２の最下
位電圧１０４と逆相電圧信号１０３の最上位電圧１０５
が一致するように抵抗素子６の値を決めることで適宜設
定される。

【００１６】次に、増幅器７から出力される正相電圧信
号１０２は、トランジスタ８とコンデンサ９からなるピ
ーク検出回路１０を通過することで正相電圧信号１０２
の最大電圧を保持した正相ピーク電圧信号に変換され
る。また、逆相電圧信号１０３は、トランジスタ１１と
コンデンサ１２からなるピーク検出回路１３を通過する
ことで、逆相電圧信号１０３の最大電圧を保持した逆相
ピーク電圧信号に変換される。

【００１７】ここで、トランジスタ８のベース・エミッ
タ電圧Ｖ_BE1 とトランジスタ１１のベース・エミッタ電
圧Ｖ_BE2 の温度変動が同じものを用いることにより、正
相ピーク電圧信号と逆相ピーク電圧信号は、温度に対し
同じ電圧変動をする。従って、抵抗素子１４の両端の電
圧差は温度に関係無く常に一定となる。

【００１８】一方、ピーク検出回路１０とピーク検出回
路１３の出力波形の一例を図３に示した。入力端子２に
入力される電気信号が信号入力状態１００から信号断状
態１０１に移行したときにおける、ピーク検出回路１０
の正相ピーク電圧信号１０６は、コンデンサ９、コンデ
ンサ１２、及び抵抗素子１４の値で決定される時間で放
電されて電圧低下が生じる。また、逆相ピーク電圧信号
１０７は、逆相電圧信号１０３の最大電圧を保持してい
るため、入力端子２の信号入力状態１００及び信号断状
態に関係無く一定であり、抵抗素子１５はコンデンサ９
とコンデンサ１２より放電された電流をＧＮＤに放出し
ている。

【００１９】抵抗素子１４の両端の電圧差は、抵抗素子
１６、抵抗素子１７、抵抗素子１８、抵抗素子１９、及
び増幅器２０からなる差動増幅回路２１により単極性出
力に変換されて比較器２２に出力される。比較器２２
は、この単極性出力と入力端子２３により供給されるし
きい値電圧とを比較して、アラーム検出を行う。差動増
幅回路２１の出力波形及びしきい値電圧の一例を図４に
示す。入力端子２に入力される電気信号が信号入力状態
１００から信号断状態１０１に移行したときにおける、
差動増幅回路２１の単極性出力１０８は、正相ピーク電
圧信号１０６と逆相ピーク電圧信号１０７の電圧差に対
応して電圧低下する。そして、しきい値電圧１０９以下
となったときに、比較器２２はアラーム信号２４を出力
する。

【００２０】ここで、アラーム検出時間は、抵抗素子１
４の値により放電する時間を変えることで任意に設定で
きる。また、抵抗素子１６と抵抗素子１７、抵抗素子１
８と抵抗素子１９を同じ値に設定した場合、抵抗素子１
６と抵抗素子１８の抵抗値比により差動増幅回路の利得
を任意に設定することが出来て、単極性出力１０８を取
り扱い易い電圧にすることができる。

【００２１】なお、図１に示した実施の形態の光信号検
出回路は、入力端子２に入力される電気信号の信号断状
態１０１の検出だけではなくて、ＰＤ内蔵型ＬＤモジュ
ール５のＬＤ３経時劣化による光信号の光パワー低下の
検出を行うこともできることは勿論である。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、温度変動に影響されないアラーム検出を行う
ことができる光信号検出回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光信号検出回路の構成を示した回路
図。

【図２】図１の光信号検出回路を構成する増幅器の出力
を示した波形図。

【図３】図１の光信号検出回路を構成するピーク検出回
路の出力を示した波形図。

【図４】図１の光信号検出回路を構成する差動増幅回路
の出力波形及びしきい値電圧を示した説明図。

【図５】従来の光信号検出回路の構成を示した回路図。

【図６】従来の光信号検出回路を構成する増幅器の出力
を示した波形図。

【図７】従来の光信号検出回路の構成するピーク検出回
路の出力を示した波形図。

【符号の説明】

５ ＰＤ内蔵型ＬＤモジュール ７ 増幅器 １０、１３ ピーク検出回路 １４ 抵抗素子 ２１ 差動増幅回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光伝送路における光信号の光パワーに対
   応した電気信号のピークを所定のしきい値と比較し、前
   記比較結果から前記光信号の送出断や光パワーの低下を
   検出する光信号検出回路において、 前記光パワーに対応した正相の電気信号のピークを検出
   する第１のピーク検出手段と、 前記光信号の光パワーに対応した逆相の電気信号におけ
   るピークを検出する第２のピーク検出手段とを備え、 前記第１のピーク検出手段の出力と前記第２のピーク検
   出手段の出力とに基づいて前記光パワーのピークを求め
   ることを特徴とする光信号検出回路。
2. 【請求項２】 前記第１、第２のピーク検出手段の出力
   が両端に接続された抵抗素子を有し、前記抵抗素子の両
   端の電圧信号に基づいて前記光パワーのピークを求める
   ことを特徴とする請求項１記載の光信号検出回路。