TW200839201A - Optical power measuring device and light signal receiving device equipped with the same - Google Patents

Description

200839201 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於光功率計測裝置及具備了該裝置的光訊 號收訊裝置，更詳細而言，係關於：可將在輸入埠收訊的 光強度調變訊號所構成的光訊號的功率’以高精確度地進 行計測之光功率計測裝置及具備了該裝置的光訊號收訊裝 置° 【先前技術】 在計測光訊號的功率之先前例的裝置’係藉由將該光 訊號在發光二極體（PD)收訊而檢測出流到該PD的電流 値，作爲對應該電流値的値，而得到光功率計測値。在以 下的專利文獻1及2，係開示如此的光功率計測裝置。 [專利文獻1] 2003 -3 225 64號公報 [專利文獻2]日本特開平7- 1 4000 1號公報 【發明內容】 [發明所欲解決的課題] 在先前之將流到PD的電流，藉由檢測電流檢測阻抗 的兩端之電壓而進行檢測的手法，係有動態範圍比較小的 問題。也就是，光功率Pin與PD電流（I )的關係，係如 第7圖所示地，在輸入光功率Pin爲較大的區域，係因爲 變化份△ I /△ P i η大而且具有略線性特性，所以可以比較 高精確度進行測定，但在光功率小的區域，即使作爲光功 -5- 200839201 率已變化，PD電流的變化亦非常小。因而，在光功率爲 相對小的區域，係因爲誤差變大所以測定精度下降，結果 不能變大光功率的測定動態範圍。 而記載於專利文獻1的光功率計，係意圖擴大動態範 圍，具備：按照已受光的光功率的位準而選擇放大器的增 益之功率範圍切換機能。然而，此功率計，係設置光分歧 器（beam splitter )而分離受光光，將該分歧光在副測定 系進行監視而取得光功率的位準，由此，因爲以選擇放大 器的增益的方式構成，所以在光分歧器爲必要的同時，於 副測定系亦有具備受光部以及光功率計測機能的必要。 另外，專利文獻2的光功率測定裝置，係以將流到發 光二極體的電流，藉由具備了範圍切換機能的跨阻抗（ trans-impedance)放大器而轉換爲電壓的方式構成。因而 ，測定的動態範圍的擴大，係藉由控制跨阻抗放大器的增 益而進行，因而，與專利文獻1的先前例有同樣的問題。 另外，先前的光功率計測裝置，係作爲計測裝置單體 而存在之物，而與光訊號收訊裝置，也就是，接收光訊號 而產生對應於該光訊號的電性訊號而通訊至其他的裝置之 裝置，係作爲另外的裝置而存在。因此，在打算以光訊號 收訊裝置於收訊光訊號中來計測該光訊號的功率的情況， 藉由光分歧器等而取出光訊號的一部分，因爲有計測該被 分離之一部分的光訊號的功率強度之必要，所以成爲根據 更小的光功率而測定該値’結果有測定精確度下降的問題 。而且，因爲光分歧器等成爲必要，所以裝置的小型化及 -6- 200839201 低價格化爲困難。 特別是，在光訊號爲光強度調變訊號的情況，因收訊 環境而訊號的動態範圍有大幅地變動的可能性，但在先前 ，係不存在將光強度調變訊號的功率，以高精確度、而且 小型及低價格的裝置而可計測之物。 本發明係鑑於如此的先前例的問題點而爲之物，該第 1目的，係在計測光強度調變訊號的光功率之光功率計測 裝置，提供動態範圍大的光功率計測裝置。 另外，本發明的第2目的，係具備了動態範圍大的光 功率計測裝置之光訊號收訊裝置，而提供小型及低價格的 光訊號收訊裝置。 [用以解決課題的手段] 爲了達成上述的目的，在本發明，主觀點爲：在爲光 強度調變訊號的光訊號的功率大的區域係採用PD電流檢 測方式，但在光功率小的區域係採用波形DC檢波方式。 另外，在本發明，係藉由將跨阻抗（trans-impedance )放大器的輸出’作爲光訊號收訊裝置的外部輸出及功率 計測用的訊號而使用，而作到可一邊收訊光強度調變訊號 、同時計測該功率。 然後’關於第1本發明之，計測由在受光元件受光之 光強度調變訊號所構成的光訊號的功率的位準之光功率計 測裝置，係 由： 200839201 輸出由正比於流到受光元件的電流之電壓所構成的第 1訊號之第1輸出手段、和 將流到受光元件的電流藉由跨阻抗（tr an s_ impedance )型放大器轉換爲電壓，作爲第2訊號而輸出之第2輸出 手段、和 接受第1訊號，運算出對應於該訊號的光功率的位準 之第1運算手段、和 接受第2訊號，運算出對應於該訊號的光功率的位準 之第2運算手段、和 接受第1訊號，將第1訊號的位準與特定的設定値加 以比對，在第1訊號位準爲設定値以上的情況，選擇第1 運算手段的輸出，在未滿的情況下則選擇第2運算手段的 輸出，作爲光功率計測値而輸出的選擇手段， 所構成而作爲其特徵。 在關於上述的第1本發明的光功率計測裝置，選擇手 段係還被構成爲，在第1訊號的位準爲設定値以上的情況 ’僅使第1運算手段動作，在第1訊號位準爲未滿設定値 的情況，僅使第2運算裝置動作爲理想。 另外，關於第2本發明之，計測由在受光元件受光之 光強度調變訊號所構成的光訊號的功率的位準之光功率計 測裝置，係 由： 輸出由正比於流到受光元件的電流之電壓所構成的第 1訊號之第1輸出手段、和 -8- 200839201 將流到受光元件的電流藉由跨阻抗（trans-impedance )型放大器轉換爲電壓，作爲第2訊號而輸出之第2輸出 手段、和 接受第1訊號，運算出對應於該訊號的光功率的位準 之第1運算手段、和 接受第2訊號，運算出對應於該訊號的光功率的位準 之第2運算手段、和 接受第2訊號，將第2訊號的位準與特定的設定値加 以比對，在第2訊號位準爲設定値以上的情況，選擇第1 運算手段的輸出，在未滿的情況下則選擇第2運算手段的 輸出，作爲光功率計測値而輸出的選擇手段， 所構成而作爲其特徵。 在關於上述的第2本發明的光功率計測裝置，選擇手 段係還被構成爲，在第2訊號的位準爲設定値以上的情況 ，僅使第1運算手段動作，在未滿的情況，僅使第2運算 裝置動作爲理想。 而且，關於第3本發明之，計測由在受光元件受光之 光強度調變訊號所構成的光訊號的功率之光功率計測裝置 ，係 由： 輸出由正比於流到受光元件的電流之電壓所構成的第 1訊號之第1輸出手段、和 將流到受光元件的電流藉由跨阻抗（trans-impedance )型放大器轉換爲電壓，作爲第2訊號而輸出之第2輸出 -9- 200839201 手段、和 接受第1訊號，運算出對應於該訊號的光功率的位準 之第1運算手段、和 接受第2訊號，運算出對應於該訊號的光功率的位準 之第2運算手段、和 藉由第1運算手段而被運算之光功率的位準係在特定 的設定値的情況，選擇該光功率的位準，在未滿的情況下 則選擇藉由第2運算手段而被運算之光功率的位準，作爲 光功率計測値而輸出的選擇手段， 所構成而作爲其特徵。 而且，關於第4本發明之，計測由在受光元件受光之 光強度調變訊號所構成的光訊號的功率之光功率計測裝置 ，係 由： 輸出由正比於流到受光元件的電流之電壓所構成的第 1訊號之第1輸出手段、和 將流到受光元件的電流藉由跨阻抗（trans-impedance )型放大器轉換爲電壓，作爲第2訊號而輸出之第2輸出 手段、和 接受第1訊號，運算出對應於該訊號的光功率的位準 之第1運算手段、和 接受第2訊號，運算出對應於該訊號的光功率的位準 之第2運算手段、和 藉由第2運算手段而被運算之光功率的位準係在未滿 -10- 200839201 特定的設定値的情況，選擇該光功率的位準，在以上的情 況則選擇藉由第1運算手段而被運算之光功率的位準，作 爲光功率計測値而輸出的選擇手段， 所構成而作爲其特徵。 關於上述的第1〜第4的本發明之光功率計測裝置，該 裝置係再加上具備：測定光功率計測裝置的溫度之溫度檢 測手段、和根據被檢測出的溫度，進行藉由選擇手段而輸 出的光功率計測値的溫度補償之溫度補償手段爲理想。另 外，再加上，第1及第2運算手段係各別具備：將第1及 第2訊號轉換爲光功率的位準之第1及第2表格，溫度補 償手段，係具備相依於溫度來校正光功率計測値的第3表 格爲理想。另外，在受光元件受光的光訊號，係數位視訊 傳送規格的光強度調變訊號、或是類比視訊訊號爲理想。 在關於上述第1〜第4的本發明的光功率計測裝置，第 1輸出手段係具備平流電路（smoothing circuit)，光功率 計測裝置係再加上具備：連接於第2輸出手段與第2運算 手段之間，進行含有包絡（envelope )成分的檢波之DC 檢波電路，藉由平流電路及DC檢波電路，第1及第2訊 號係作爲DC訊號而各別被供給於第1及第2運算手段爲 理想。再加上具備：連接於第1輸出手段與第1運算手段 之間的第1類比/數位轉換器、和連接於第2輸出手段與 第2運算手段之間的第2類比/數位轉換器，藉由這些轉 換器，第1及第2訊號係作爲數位訊號而各別供給於第i 及第2運算手段爲理想。 -11 - 200839201 而且第5本發明，係提供：收訊由在受光元件受光的 光強度調變訊號所構成的光訊號，輸出對應於該訊號的電 性訊號之光訊號收訊裝置，該裝置係以：具備上述的光功 率計測裝置，將對應於光訊號的電性訊號，作爲第2輸出 手段所具備的跨阻抗（trans-impedance )放大器的輸出或 該反向輸出而進行輸出，作爲其特徵。 關於第5本發明的光訊號收訊裝置係更具備：顯示手 段，係屬於接受從跨阻抗放大器被輸出之對應於光訊號的 電性訊號，而顯示該波形的顯示手段，顯示在光功率計測 裝置中所得到的光功率計測値之爲理想。該顯示手段，係 波形顯示器（wave form monitor)或是導出示波器（lead-out Oscilloscope)爲理想。 [發明的效果] 本發明，係因爲如上述地構成，所以可將光強度調變 訊號的功率測定之動態範圍變大，因而，成爲可從光功率 大的區域到小的區域，降低誤差而得到與光功率處在線形 關係的檢測電壓。 另外，如藉由本發明，則可將一邊作爲光訊號收訊裝 置而發揮機能、同時計測已收訊的光訊號的功率之裝置， 進行小型化及低價格化。 【實施方式】 第1圖爲，表示有關本發明的光功率計測裝置的一實 -12- 200839201 施形態的全體區塊圖。在第1圖，1爲構成光耦合器（ Photocoupler)的光收訊部之發光二極體（PD)，接收光 強度調變訊號。光強度調變訊號係例如：SD_SDI ( Standard Definition Serial Digital Interface ) 、HD-SDI (

High Definition Serial Digital Interface) 、DVB-ASI ( Digital Video Broadcasting-Asynchronous Serial Interface )訊號等之根據數位視訊傳送規格的訊號。2爲連接於電 源VCC與PD1之間，用以取出正比於流到PD1的電流之 電壓的電流檢測阻抗（阻抗値爲已知）、3爲用以輸出對 應於從電源VCC流到PD1的電流之電壓的跨阻抗放大器 (TIA)，具備：爲非反向輸出端子的訊號輸出端子OUT 、以及反向輸出端子OUT*。TIA3的訊號輸出端子OUT ，係爲了將對應於在PD 1收訊的光訊號之電壓訊號，向其 他的外部電路裝置輸出而使用。作爲外部電路裝置而可連 接任意的裝置，而例如：波形顯示器、導出示波器等的波 形觀測裝置亦可。然後，作爲外部裝置而連接波形觀測裝 置’在該裝置上，作到顯示··從在以下說明的運算裝置而 得到之光功率値亦佳。 4爲接受電流檢測阻抗2的兩端的電壓，結果上由： 將對應於流到PD 1的電流之DC電壓加以輸出之平流電路 ’所構成之電壓檢測電路、5爲放大電壓檢測電路4的輸 出之放大電路。另外，替代電壓檢測電路4，亦可改爲， 將該電路構成爲根據因電流檢測阻抗2之電壓下降，將與 流到該阻抗2的電流的相同（或是正比於該電流）之電流 -13- 200839201 加以再生的電流檢測（再生）電路，並且放大電路5是使 用輸出對應於電流之電壓的電路。 另外，6爲將ΤΙ A3的反向輸出端子OUT*的輸出， 進行DC檢波的DC檢波電路、7爲放大DC檢波電路6的 輸出的放大電路。另外，按照必要，作到將反向輸出端子 OUT *作爲朝向外部的電路裝置之訊號輸出用，將訊號輸 出端子OUT的輸出供給於DC檢波電路6亦佳。DC檢波 電路6，係藉由TIA3的輸出的平均値或是檢測峰値而進 行平滑化，輸出對應於已輸入的光訊號的功率位準之DC 電壓。另外，D C檢波電路6，係比起P e a k t ο P e a k檢波， 以進行包絡（envelope )檢波的方式構成爲理想。此係因 在前者的情況，因調變度的不同而於輸出DC電壓產生誤 差之故。 8爲輸出對應於光訊號收訊裝置的溫度之電壓的溫度 檢測電路。 9爲CPU等的運算裝置，被輸入來自放大電路5及7 的訊號E-monl及E-m〇n2、以及來自溫度檢測電路8的訊 號Temp，藉由根據這些訊號而進行運算處理，輸出計測 光功率値Pout。 另外，運算裝置9係具備A/ D (類比/數位）轉換 機能，藉由此，來自放大電路5、7及溫度檢測電路8而 被輸入的電壓訊號係被轉換爲數位訊號。如在運算裝置9 不具有A/ D轉換機能，在適宜的處所配置A/ D轉換器 ，於運算裝置9以數位形態被輸入亦佳。 - 14- 200839201 另外，不具備電壓檢測電路（平流電路）4及DC檢 波電路6，將電流檢測阻抗2的兩端的電壓及TIA3的反 向輸出OUT *的電壓輸出，藉由A / D轉換器進行取樣而 作爲數位訊號，使這些數位訊號輸入至運算裝置9亦佳。 第2-A圖，爲表示：被輸入於PD1的光訊5虎的功率 Pin與經由電流檢測阻抗2及電壓檢測電路4而從放大電 路5輸出的電壓訊號E - m ο η 1的關係之線圖。另外’如上 述地，放大電路5的輸出係因爲與流經PD 1的電流値處於 比例關係’所以此第2 - Α圖的線圖’係與弟7圖之表不光 功率Pin與PD 1的電流値的關係之線圖，爲在實質上相同 〇 第2-B圖，爲表示：於第2-A圖的線圖所示的輸入光 功率Pin與訊號E-monl的關係之溫度特性（溫度相依性 )之物，各別表示：粗實線係在溫度Tc爲常溫25 t ( Tc = Ta = 25°C )的情況、細實線係在Tc比25°C高的溫度（

Tc>Ta)的情況，點線係在Tc比25°C低（Tc<Ta)的情況 〇 第3-A圖，爲模式地表示：被輸入於PD1的光訊號 的功率Pin、與經由ΤΙ A3及DC檢波電路6而從放大電路 7得到的的電壓訊號E-m〇n2的關係之線圖。

第3-B圖，爲表示：於第3-A圖的線圖所示的輸入光 功率P i η與訊號E - m ο η 2的關係之溫度特性之物，各別表 示：粗實線係溫度Tc爲常溫25 °C的情況、細實線係在Tc 比25°C高的溫度（Tc>Ta )的情況，點線係在Tc比25°C -15- 200839201 低（Tc<Ta )的情況。 運算裝置9係如第丨圖所示地，具備初期設定資訊記 憶單元9 1及程式單元9 2。 於初期設定資訊記憶單元9 1，係經由適宜的輸入手段 而事先輸入必要的初期設定資訊。於初期設定資訊，係包 含第1及第2資料表格、切換點、溫度補償用表格，各別 具備以下的構成，而且如以下般地使用。 第1資料表格（E-monl用）： 用以檢索對應於訊號E-monl的位準之光功率的位準 的檢索表，以根據在第2-A的線圖表示的函數而輸出光功 率値的方式使用。 第2資料表格（E-mon2用）： 用以檢索對應於訊號E-mon2的位準之光功率的位準 的檢索表，以根據在第3-A的線圖表示的函數而輸出光功 率値的方式使用。 切換點： 用以切換究竟是輸出來自第1資料表格或第2資料表 格的任一光功率値而被使用之’特定的設定電壓値或設定 光功率値。在將切換點作爲設定電壓値的情況，該電壓値 係第2-A圖的E-setl (第3-A圖的E-set2 )，在訊號Επί ο η 1 (訊號 E - m ο η 2 ) 爲 該電壓 値以上 （未滿 ） 的 情況， -16- 200839201 使用來自第1資料表格（第2資料表格）的檢索値，在未 滿該電壓値（以上）的情況，成爲使用來自第2資料表格 (第1資料表格）的檢索値。另外，在使用設定光功率値 的情況，該功率値Power-set，係與第2-A圖的power-setl 及第 3—A 圖的 Power-set2 相等（pOWer-set = Power-setl=Powerset2) 、 得到的 功率値 Power-monl( 以及訊 號Power-mon2)係在該設定功率値Power-set以上的情況 ，成爲使用第1資料表格（第2資料表格）的檢索輸出， 在未滿該設定功率値的情況成爲使用第2資料表格（第i 資料表格）的檢索輸出。 溫度補償用表格： 用以補償對於表示在第1圖的光訊號收訊裝置的溫度 (模組溫度）之光功率値的變化之檢索表，根據表示於第 2-B圖及第3-B圖的溫度特性、以及來自溫度檢測電路8 的訊號Temp，用以補正參照第1或第2資料表格而得到 的光功率値而被使用。 以下的表，係表示根據如第2-B圖及第3-B圖所示般 的實測的溫度特性而作成的溫度補償表格之一例。在此表 ，係表示將常溫25 °C作爲基準而在〇°C及50 °C之應補償的 光功率値，訊號Temp爲表示在這些以外的溫度的情況， 藉由內插處理，而設定應補償的光功率値亦佳。另外，按 照必要而將包含在〇 °C及5 0 °C或該以外的溫度之補償値， 記憶於溫度補償表格亦佳。 -17- 200839201 [表i] 計測光功率値=[power_m〇nl或是P〇wer-mon2] + [補正値 計測光功率値 補正値 P 〇(〇C ) 2 5 ( °C ) 5〇(°C ) p(l) Pa(l)-Pc(l) 0 Pa(l)-Pb(l) P(2) Pa(2)-Pc(2) 0 Pa(2)-Pb(2) P(3) Pa(3)-Pc(3) 0 Pa(3)-Pb(3) P(4) Pa(4)-Pc(4) 0 Pa(4)-Pb(4) P(5) Pa(5)-Pc(5) 0 Pa(5)-Pb(5) : • : P(n) Pa(n)-Pc(n) 0 Pa(n)-Pb(n) 表1溫度補償表之例 上述的初期設定資訊，係藉由將表示於第1圖的光訊 號收訊裝置事先進行實機測試而得，事先被記憶於運算裝 置9的初期設定資訊記憶單元9 1。在實機測試，例如，一 邊使光訊號的功率變化、一邊取得從放大電路5及7輸出 的訊號E_monl及E-mon2，得到如第2-A圖及第3-A圖 般的相關關係。然後，作成對應這些相關關係的第1及第 2資料表格，另外，運算這些相關關係的斜率，將前者的 斜率與後者的斜率的大小關係爲反轉之點，作爲切換點而 設定。關於溫度補償表格，亦藉由想定在使用環境的溫度 範圍，使溫度在該範圍變更而進行實機測試，作成用以補 償的表格。 實機測試及初期設定資訊的收納’係在光訊號收訊裝 置的工廠出貨時等進行亦佳，另外，在光訊號收訊裝置的 使用時等適宜地進行亦佳。在後者的情況’將各個初期設 -18- 200839201 定資訊，也就是，第1資料表格、第2資料表格、切換點 、溫度補償表格，先記憶於初期設定資訊記憶單元9 1，根 據在使用時等的實機測試時得到的適宜資料樣本，操作者 決定應選擇哪個亦佳。 將藉由運算裝置9的程式單元92而實行的處理，參 照第4圖的流程圖而在以下說明。而且，上述的初期設定 資訊係作爲被事先記憶在初期設定資訊記憶單元9 1。 輸入光訊號而PD 1係一以該光訊號照射，則如上述地 ，從放大電路5及7，按照光訊號的功率位準，將表示在 第2-A圖及第3-A圖的線圖之訊號E-monl及E-mon2加 以輸出，而輸入至運算裝置9。另外，從溫度檢測電路8 的溫度訊號Temp亦被輸入至運算裝置9。 運算裝置9，係在步驟S1，將這些訊號進行A/D轉 換而作爲數位訊號。在以下，數位訊號亦作爲與類比訊號 以相同的符號表示。 接著，在步驟S2，判定：訊號E-monl是否是在被收 納於初期設定資訊記憶單元9 1的切換點之設定電壓E-s e 11以上。在使用訊號E - m ο η 2的情況，係判定e - m ο η 2 是否爲設定電壓E-set2以上。在判定的結果爲YES的情 況，轉移至步驟S3，參照第1資料表格而得到對應於訊 號E-monl的光功率値。一方面，步驟S2在判定的結果爲 Ν Ο的情況，轉移至步驟S 4，參照第2資料表格而得到對 應於訊號E-mon2的光功率値。作爲切換點而設定電壓E_ s e 12爲被收納於初期設定資訊記憶單兀9 1的情況，在步 -19· 200839201 驟S2的判定，係成爲訊號E-mon2是否爲設定電壓E-set2 以上之判定，在爲YES的情況下成爲進入步驟S3、在爲 NO的情況下成爲進入步驟S4。 之後，在步驟S5，參照溫度補償用表格，藉由在步 驟S3或S4得到光功率値和表示溫度的訊號Temp，將該 光功率値進行溫度補償。然後，在步驟6，維持數位値或 按照必要而將光功率値進行D / A轉換而作爲類比値，作 爲計測光功率値Pout而輸出至監視器等。 在上述的例子，將切換點作爲用以與訊號E-monl或 E-m〇n2進行對比之特定的設定電壓値，但如上述地，將 切換點作爲用以與參照第1資料表格或第2資料表格而得 到的光功率進行對比之特定的設定光功率値亦佳。在該情 況的運算裝置9的處理，係如在第5圖的流程圖所示般地 實行。 也就是，在步驟S 1 1輸入的訊號進行A/ D轉換之後 ，從步驟S 1實行步驟S 1 2及S 1 3的雙方，在從第1資料 表格檢索對應於E-monl的光功率値的同時，從第2資料 表格檢索對應於E-mon2的光功率値。接著，在步驟S14 ，將從第1資料表格得到的光功率値與設定光功率値 Power-set進行對比，在設定光功率値以上的情況，在步 驟S 1 5，將從第1資料表格到的光功率値進行溫度補償， 在未滿設定光功率的情況，在步驟S 1 6 ’將從第2資料表 格得到的光功率値進行溫度補償。然後’將已被溫度補償 的光功率値，在步驟S 1 7，作爲計測光功率値Pout而輸出 -20- 200839201 第6圖爲表示：在有關本發明的光功率測定裝置進行 實機測試，將已知的各種位準的光功率照射於PD 1時之計 測結果。在第6圖，橫軸爲表示輸入光功率Pin，縱軸係 表示：將從運算裝置9輸出的光功率値進行D/ A轉換而 得到的電壓値，也就是計測光功率値Pout。如第6圖所示 地，可得經過廣範圍而與光功率處於線形關係之輸出電壓 ，因而，如藉由本發明，則可變大光功率計測的動態範圍 〇 另外，如藉由本發明，則可一邊將光訊號在收訊裝置 收訊、一邊計測該功率·位準，而且在該情況沒有使用光 分歧器等的必要。特別是，作爲外部電路裝置而將波形顯 示器、導出示波器等的波形觀測裝置連接於TIA3的輸出 OUT，於該波形觀測裝置上，在顯示光訊號的波形的同時 ，作到顯示從運算裝置9輸出的光功率値的情況，成爲可 將已收訊的光訊號及功率値在一個裝置上進行觀測。當然 ，於波形觀測裝置等的外部裝置裝入本發明的光功率計測 裝置亦佳。 【圖式簡單說明】 [第1圖]爲具備有關本發明之’光功率計測裝置的光 訊號收訊裝置的全體區塊圖。 [第2-A圖]表示··在第1圖所示的裝置，在PD1受光 的光訊號的功率·位準與來自放大電路5被輸入至運算裝 -21 - 200839201 置9的電壓訊號E-monl的關係之線圖，就等價而言，表 示被輸入於P D的光訊號的功率·位準與流到PD的電流 之關係。 [第2-B圖]於第2-A圖的線圖追加溫度特性之線圖。 [第3-A圖】表示：在於第1圖所示的裝置，在PD1 受光的光訊號的功率·位準與從放大電路7被輸入於運算 裝置9的電壓訊號E-mon2的關係之線圖。 [第3-B圖]於第2-A圖的線圖追加溫度特性之線圖。 [第4圖]表示在第1圖所示的裝置之運算裝置9被實 行的動作之一形態的流程圖。 [第5圖]表示在第1圖所示的裝置之運算裝置9被實 行的動作之另外的形態的流程圖。 [第6圖]使用於第1圖所示的裝置藉由實機測試而測 定光功率的情況之線圖。 [第7圖]表τκ被輸入至PD的光訊號的功率·位準與 流到P D的電流之關係的線圖。 【主要元件符號說明】 E - m ο η 1 :第1訊號 E-mon2 :第2訊號 Pout :計測光功率値 OUT :訊號輸出端子 OUT * :反向輸出端子 V C C :電源 -22- 200839201 1 :受光元件 2 :電流檢測阻抗 3 :轉換阻抗放大器（TIA) 4 :電壓檢測電路 5 :放大電路 6 : D C檢波電路 7 :放大電路 8 :溫度檢測電路 9 :運算裝置 9 1 :初期設定資訊記憶單元 92 :程式單元 T e m p :溫度訊號 -23-

Claims (1)

1. 200839201 十、申請專利範圍 1 · 一種光功率計測裝置，係計測由在受光元件受光之 光強度調變訊號所構成的光訊號的功率的位準之光功率計 測裝置，其特徵爲： 由： 第1輸出手段，係輸出第1訊號，其係由正比於流到 受光元件之電流的電壓所構成、和 第2輸出手段，係將流到受光元件的電流藉由跨阻抗 (trans-impedance )型放大器轉換爲電壓，作爲第2訊號 而輸出、和 第1運算手段，係接受第1訊號，運算出對應於該訊 號的光功率的位準、和 第2運算手段，係接受第2訊號，運算出對應於該訊 號的光功率的位準、和 選擇手段，係接受第1訊號，將第1訊號的位準與特 定的設定値加以比對，在第1訊號位準爲設定値以上的情 況，選擇第1運算手段的輸出，在未滿的情況下則選擇第 2運算手段的輸出，作爲光功率計測値而輸出， 所構成。 2.如申請專利範圍第1項所記載的光功率計測裝置， 其中，選擇手段係還被構成爲，第1訊號的位準爲設定値 以上的情況，僅使第1運算手段動作’在第1訊號位準爲 未滿設定値的情況，僅使第2運算裝置動作。 3 . —種光功率計測裝置，係計測由在受光元件受光之 -24- 200839201 光強度調變訊號所構成的光訊號的功率的位準之光功率計 測裝置，其特徵爲： 由： 第1輸出手段，係輸出第1訊號，其係由正比於流到 受光元件之電流的電壓所構成、和 第2輸出手段，係將流到受光元件的電流藉由跨阻抗 (trans-impedance)型放大器轉換爲電壓，作爲第2訊號 而輸出、和 第1運算手段，係接受第1訊號，運算出對應於該訊 號的光功率的位準、和 第2運算手段，係接受第2訊號，運算出對應於該訊 號的光功率的位準、和 選擇手段，係接受第2訊號，將第2訊號的位準與特 定的設定値加以比對，在第2訊號位準爲設定値以上的情 況，選擇第1運算手段的輸出，在未滿的情況下則選擇第 2運算手段的輸出，作爲光功率計測値而輸出， 所構成。 4.如申請專利範圍第3項所記載的光功率計測裝置， 其中，選擇手段係還被構成爲，在第2訊號的位準爲設定 値以上的情況，僅使第1運算手段動作，在未滿的情況， 僅使第2運算裝置動作。 5 · —種光功率計測裝置，係計測由在受光元件受光之 光強度調變訊號所構成的光訊號的功率之光功率計測裝置 ，其特徵爲： -25- 200839201 由： 第1輸出手段，係輸出第1訊號，其係由正比於流到 受光元件的電流之電壓所構成、和 第2輸出手段，係將流到受光元件的電流藉由跨阻抗 (trans-impedance)型放大器轉換爲電壓，作爲第2訊號 而輸出、和 第1運算手段，係接受第1訊號，運算出對應於該訊 號的光功率的位準、和 第2運算手段，係接受第2訊號，運算出對應於該訊 號的光功率的位準、和 選擇手段，係藉由第1運算手段而被運算之光功率的 位準係在特定的設定値以上的情況，選擇該光功率的位準 ，在未滿的情況下則選擇藉由第2運算手段而被運算之光 功率的位準，作爲光功率計測値而輸出， 所構成。 6 . —種光功率計測裝置，係計測由在受光元件受光之 光強度調變訊號所構成的光訊號的功率之光功率計測裝置 ，其特徵爲： 由： 第1輸出手段，係輸出第1訊號，其係由正比於流到 受光元件的電流之電壓所構成、和 第2輸出手段，係將流到受光元件的電流藉由跨阻抗 (trans-impedance)型放大器轉換爲電壓’作爲第2訊號 而輸出、和 -26- 200839201 第1運算手段，係接受第1訊號，運算出對應於該訊 號的光功率的位準、和 第2運算手段，係接受第2訊號，運算出對應於該訊 號的光功率的位準、和 選擇手段，係藉由第2運算手段而被運算之光功率的 位準係未滿特定的設定値的情況，選擇該光功率的位準， 在以上的情況，選擇藉由第1運算手段而被運算之光功率 的位準，作爲光功率計測値而輸出， 所構成。 7 ·如申請專利範圍第1〜6項所記載的光功率計測裝置 ，其中，該裝置係再加上具備： 溫度檢測手段，係測定光功率計測裝置的溫度、和 溫度補償手段，係根據被檢測出的溫度，進行藉由選 擇手段而輸出的光功率計測値的溫度補償。 8·如申請專利範圍第1〜7項中之任一項所記載的光功 率計測裝置，其中， 第1及第2運算手段係各別具備：將第1及第2訊號 轉換爲光功率的位準之第1及第2表格， 溫度補償手段’係具備相依於溫度來校正光功率計測 値的第3表格。 9.如申請專利範圍第1〜8項中之任一項所記載的光功 率計測裝置’其中’在受光元件受光的光訊號，爲數位視 訊傳送規格的光強度調變訊號。 1 0 ·如申請專利範圍第1〜8項中之任一項所記載的光 -27- 200839201 功率計測裝置，其中，在受光元件受光的光訊號，爲類比 視訊訊號。 1 1 ·如申請專利範圍第1〜1 0項中之任一項所記載的光 功率計測裝置，其中， 第1輸出手段係具備平流電路（smoothing circuit) ， 光功率計測裝置係更具備：連接於第2輸出手段與第 2運算手段之間，進行含有包絡（envelope )成分的檢波 之DC檢波電路， 藉由平流電路及D C檢波電路，第1及第2訊號係作 爲DC訊號而各別被供給於第1及第2運算手段。 1 2 ·如申請專利範圍第1〜1 〇項中之任一項所記載的光 功率計測裝置，其中，該裝置係更具備： 第1類比/數位轉換器，係連接於第1輸出手段與第 1運算手段之間、和 第2類比/數位轉換器，係連接於第2輸出手段與第 2運算手段之間， 藉由這些轉換器，第1及第2訊號係作爲數位訊號而 各別供給於第1及第2運算手段。 1 3 · —種光訊號收訊裝置，係收訊由在受光元件受光 的光強度調變訊號所構成的光訊號，輸出對應於該訊號的 電性訊號之光訊號收訊裝置，其特徵爲：具備申請專利範 圍第1〜1 2項中之任~項的光功率計測裝置，將對應於光 訊號的電性訊號，作爲第2輸出手段所具備的跨阻抗（ -28- 200839201 trans-impedance )放大器的輸出或其反向輸出（inverted output )而進行輸出。 14·如申請專利範圍第13項所記載的光訊號收訊裝置 ’其中，該裝置係更具備： 顯示手段’係屬於接受從跨阻抗放大器所輸出之對應 於光訊號的電性訊號，顯示該波形的顯示手段，顯示在光 功率計測裝置中所得到的光功率計測値。 15·如申請專利範圍第14項所記載的光訊號收訊裝置 其中’顯不手段’爲波形顯示器（wave forrn monitor) 2疋 W 出不波窃（lead-out Oscilloscope)。 -29-