JPS5816398A - センサデ−タ伝送用光回路網 - Google Patents

センサデ−タ伝送用光回路網

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JPS5816398A
JPS5816398A JP57119670A JP11967082A JPS5816398A JP S5816398 A JPS5816398 A JP S5816398A JP 57119670 A JP57119670 A JP 57119670A JP 11967082 A JP11967082 A JP 11967082A JP S5816398 A JPS5816398 A JP S5816398A
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JP
Japan
Prior art keywords
optical
circuit network
sensor data
network
optical circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP57119670A
Other languages
English (en)
Inventor
ワルタ−・ハイワング
ペ−タ−・バウエス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C23/00Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems
    • G08C23/06Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems through light guides, e.g. optical fibres

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

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】 本発明はセンサにより得たデータを伝送するための光回
路網に関する。
測定値を光伝送路を介して伝送する場合その適用分野が
問題となる。例えば工業における製造プロセス検査、例
えば車両や飛行体についての軍事−技術、さらには例え
ばモータの制御における運転技術などが挙げられる。
これらの分野に光伝送路を適用すると次のような利点が
ある。すなわち、電気的、光学的な全スペクトル範囲に
おいて電磁放射による妨害を受けにくい仁と、大きな電
位差があったり爆発の危険があったりする所にも使用で
きること、さらには化学的に活性な物質に対しても安定
性を持っていること、軽量であることなどがそれである
公知の伝送システムによる測定値伝送において現在通常
使用されている2 0mA信号の場合、無視し得ない線
路抵抗のため約500mの伝送路長について電圧レベル
を上げており、これは系統の機器コスト(消費電力)お
よびデータ処理に不利に作用する。
これに対して光伝送路はその減衰度が約1 d−B/1
(m〜5 d B/k yHにすぎないのでより遠距離
の伝送が可能である。
本発明の目的は、光伝送路の上述の利点を活用し、しか
も種々の測定量の検知および伝送に一般的に適用できる
ように構成されたセンサデータ伝送用光回路網を提供す
ることにある。この目的は本発明により特許請求の範囲
第1項に記載した光回路網によって達成される〇 本発明の実施態様は特許請求の範囲第2項以下に記載し
たとおりである。
本発明装置は、まず電気光学式エネルギー変換のための
装置を備え、この装置から光束が光伝送路に供給される
。この光束はセンサに近接して設けられた電気光学光変
調器および第二の光伝送路を介して測定量の利用場所に
戻される。そこで、測定量を他の電気的処理装置に導く
ことができるように、光電変換が行われる。
次に図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
第1図は、測定量が作用することによって電気信号を発
する任意の種類のセンナが設けられているモジュールM
の有利な実施例を示し、その電気信号は光束を変調する
ために光変調器の制御入力端に導かれる。
図において、モジュールMには測定量MGを検知するた
めのセンサ1が設けられている。センサ1は信号出力端
1□、1□を持っており、この出力端1□、1□を、介
して、測定量MGに応じた電気信号Sが電圧の形で現わ
れる。この信号Sは制御入力端21,2゜を介して光変
調器2に導かれる。光変調器2は入力光伝送路3を介し
て、変調されていない光束りを受け、変調された光束L
′を出力光伝送路4を介して出す。ここで光束の変−調
は各測定量に相応している。入力光伝送路3は変調され
ていない光束りを電気光学変換器30から受け、この変
換器30には入力電気信号eが信号入力端Eを介して導
かれる。出力光伝送路4Fi変調された光束L′を光電
変換器40に導き光電変換器40は信号出力端Aに出力
電気信号aを出す。
第2図は本発明の実施例のブロック図で、複数のモジュ
ールM1. M2・・・・・・Moを共通の装置、例え
ば計算機Rに作用させることができる。これらのモジュ
ールはその人・出力端A/Eがそれぞれ個別に設けられ
た周辺機器5□、5□・・・・・・5nに接続される。
周辺機器51,5□・・・・・・5n自体はデータ受信
処理装置5に接続されている。これらの周辺機器5□、
5□・・・・・・5oおよびデータ受信処理装置5は、
第2図に例示されているように、計算機Rの構成゛要素
であり得る。しかし、本発明の範囲を逸脱することなし
に、本発明の光回路網によって、他の種類の共通の装置
を用いて全く他の種類の回路網構成を実現することも可
能である。
電気光学光変調器2は光学的表面波のためのブラッグ回
折電気光学偏向器または単一モード光伝送路変調器であ
り得る。
これらの変調器に必要とされる電圧はミリボルトからボ
ルトの範囲内にある。この電圧は変調器温度、圧力、音
圧、角度、放射などの測定値がしばしば必要となる。こ
れらの測定量を電気光学光変調器に接続するのに適した
電気信号に変換する多くのセンサが存在する。このため
に利用される物理効果は例えば圧電効果、光電(ホト)
効果、ホール効果、ピロ電気効果、ドツプラー効果など
である。
測定量を検知するセンサは、電気光学光変調器2を駆動
するために十分な量のエネルギーを取り上げることが重
要である。このエネルギーはもちろん極めて少ないもの
である。というのは電気光学光変調器2は、電気的に見
て、ピコファラッド程度の極めて小さなキャパシタンス
しが持っていないからである。変調器による光透過率の
制御は損失なしに行われる。
光伝送路はステップ形、グレーデッド形あるいは単一モ
ード形の光ファイバであり得る。特に大きなコア断面を
有する大口径光ファイバも同様に使用することができる
〇 入力端で電気エネルギーを光エネルギーに変換する装置
は種々の発光素子であり得る。例えば半導体レーザー、
固体レーザー、ガスレーザー等ノあらゆる種類のレーザ
ーや、発光ダイオードなどがそれである◇半導体レーザ
ーの製造のためには例えばM、B、Pan1sh、:”
Heterojunction La −5ers”、
IEEEMTT−23(1975)、第20〜3゜ペー
ジを、また発光ダイオードの製造のためには例えばJ、
 Lebailly、:”5ituation des
 diod −es electroluminesc
entes pour 1iaisonspar  f
ibres  optiquesIl、Acta  B
lectronica22(1979)、Nr、4.第
301〜310ページが参照されるが、それぞれ光の波
長に応じてエミッション範囲の種々の材料、例えば(G
aAI)Asあるいは(InGa、)As ノような3
元半導体や、(QaIn)(AsP)のような4元半導
体が利用される。これらの半導体については例えばW、
He1nlein、 ;に、HoWi tte 、  
: ”Digi tale jJbertragung
Thber optische Wellenleit
er imWellen−1angenbereich
 oberhalb 1μm ” 、 Frequen
z32 (1978) 、烹3.第79〜84ページに
記載されている。発光ダイオードとしてはGapのよう
な2元半導体も利用することができる。ガスレーザーは
例えばHe−Ne−La5erである。
光学的に受けた測定量を電気信号に変換するためには、
ホトダイオードやアバランシェeホトダイオードが必要
に応じて後置の増幅器と共に用いられる。ホトダイオー
ドは通常シリコンから成り、キの詳細は例えばH,Me
lchior、 : ” Sensitivehigh
 5peed photodetectors for
 the demo−dulation of vis
ible andnear infraredligh
t″、J、Lum1nescence 7(1973)
、第390〜414ページに見られるとおりである。し
かし、例えばH,Ando、 ;H,Kanbe 、 
; T、Kimura 、 ; T、Yama −ok
a、;T、Kaneda 、 : ”Characte
ristics of Qe−rmanium Ava
lanche Photodiodes in the
Wave−1ength Region of 1−1
.6 μm ”  、IBEEQB−14(1978)
、411 、第804〜809ページに見られるように
、光の波長の長い場合にはゲルマニウム−ホトダイオー
ドも使用できる。レーザーや発光ダイオードと同様にホ
トダイオードも3元または4元の半導体(上記参照)か
ら作ることができる。この仁とは例えばJ、Lebai
lly、:”Sit −uation des dio
des electroluminescentesp
our 1iaisons par fibres o
ptiques”、ActaElectronica 
22(1979) 、 44 、第301〜310ペー
ジ、およびW、He1nlein、:に、H6Witt
e、 :四Di −gitale Ubertragu
ng Uber optische Welle −n
leiter im Wellenlffngenbe
reich oberMlbl pm ” 、 Fre
quenz 32(1978) 、 43 、第79−
84ページに記載されているところである0
【図面の簡単な説明】
第y図は本発明の光回路網を構成するモジュールの一実
施例を示す系統図、第2図は本発明の一実施例を示すブ
ロック図である。 R・・・計算機、 M・・・モジュール、 MO・・・
被測定量、 1・・・センサ、 2・・・電気光学光変
調器、3・・・入力光伝送路、 4・・・出力光伝送路
、 30・・・電気光学変換器、 40・・・光電変換
器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)信号入力端および信号出力端を介して他の回路網構
    成要素に接続される少くとも一つのモジュールを回路網
    内に備え、このモジュールは測定量が作用したとき電気
    信号を発するセンサを有し、モジュールはさらに前記セ
    ンサの信号出力端から制御入力端を介して前記電気信号
    が導かれる電気光学光変調器を含んでおり、この電気光
    学光変調器には電気入力信号を電気光学変換器により光
    入力信号に変換することによって得られる変調されてい
    ない光束が入力光伝送路を介して導かれ、変調された光
    束は出力光伝送路を介して取出され、この変調された光
    束は光電変換器により電気出力信号に変換され前記信号
    出力端を介して取り出される光出力信号を形成すること
    を特徴とするセンサデータ伝送用光回路網。 2、特許請求の範囲第1項記載の光回路網において、電
    気光学光変調器はブラッグ偏向器であることを特徴とす
    るセンサデータ伝送用光回路網。 3)特許請求の範囲第1項記載の光回路網において、電
    気光学光変調器は単一モード光伝送路変調器であること
    を特徴とするセンサデータ伝送用光回路網。 4)特許請求の範囲第1項記載の光回路網において、セ
    ンサは圧電効果型センサであることを特徴とするセンサ
    データ伝送用光回路網。 5)特許請求の範囲第1項記載の光回路網において、セ
    ンサは光電動効果型センサであることを特徴とするセン
    サデータ伝送用光回路網。 6)特許請求の範囲第1項記載の光回路網において、セ
    ンサはホール効果型センサであることを特徴とするセン
    サデータ伝送用光回路網07) 特許請求の範囲第1項
    記載の光回路網において、センナはドツプラー効果型セ
    ンサであることを特徴とするセンサデータ伝送用光回路
    網。 8)特許請求の範囲第1項記載の光回路網において、セ
    ンサはピロ電気効果に基づくセンサであることを特徴と
    するセンサデータ伝送用光回路網。 9)特許請求の範囲第4〜8項のいずれかに記載の光回
    路網において、センサおよび電気光学光変調器の両イン
    ピーダンスを整合させるためにセンサと電気光学光変調
    器との間に整合回路、例えば電圧変換器が接続されてい
    ることを特徴とするセンサデータ伝送用光回路網。 10)特許請求の範囲第1項記載の光回路網において、
    入力光伝送路および出力光伝送路のうちの少なくとも一
    方はステップ型光ファイバ゛であることを特徴とするセ
    ンサデータ伝送用光回路網。 11)特許請求の範囲第1項記載の光回路網にお−いて
    、入力光伝送路および出力光伝送路のうちの少なくとも
    一方はグレーデッド型光ファイバであることを特徴とす
    るセンサデータ伝送用光回路網。 12、特許請求の範囲第1項記載の光回路網において、
    入力光伝送路および出力光伝送路のうちの少なく4とも
    一方は単一モード光ファイバであることを特徴とするセ
    ンサデータ伝送用光回路網。 13) 特許請求の範囲第1項記載の光回路網において
    、入力光伝送路および出力光伝送路のうちの少なくとも
    一方は比較的大きなコア断面を有する大口径光ファイバ
    であることを特徴とするセンサデータ伝送用光回路網。 14)特許請求の範囲第1項記載の光回路網において、
    電気光学変換器はレーザーを含んでいることを特徴とす
    るセンサデータ伝送用光回路網。 15)特許請求の範囲第1項記載の光回路網において、
    電気光学変換器は発光ダイオードを含んでいることを特
    徴とするセンサデータ伝送用光回路網。 16)特許請求の範囲第1項記載の光回路網において、
    光電変換器はホトダイオードを含んでいることを特徴と
    するセンサデータ伝送用光回路網。 17)特許請求の範囲第1項記載の光回路網において、
    光電変換器はアバランシェ・ホトダイ芽−ドを含んでい
    ることを特徴とするセンサデータ伝送用光回路網。 18)特許請求の範囲第1項記載の光回路網において、
    光電変換器はホトトランジスタを含んでいることを特徴
    とするセンサデータ伝送用、光回路網。 19)特許請求の範囲第1〜18項のうちのいずれかに
    記載の光回路網において、多数のモジュ4/νが設けら
    れ、これらのモジュールはそれぞれ個々に配設された周
    辺機器を介して、データ受信処理装置の個別信号入力端
    に接続されていることを特徴とするセンサデータ伝送用
    光回路網。 20)  特許請求の範囲第19項記載の光回路網にお
    いて、周辺機器およびデータ受信処理装置は計算機の構
    成要素であることを特徴とするセンサデータ伝送用光回
    路網。
JP57119670A 1981-07-10 1982-07-09 センサデ−タ伝送用光回路網 Pending JPS5816398A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813127379 DE3127379A1 (de) 1981-07-10 1981-07-10 Optisches netz zur uebertragung von sensordaten
DE31273793 1981-07-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5816398A true JPS5816398A (ja) 1983-01-31

Family

ID=6136656

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JP57119670A Pending JPS5816398A (ja) 1981-07-10 1982-07-09 センサデ−タ伝送用光回路網

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