(57)【要約】【課題】  停電時においてもフォトダイオードから電気信号を取り出すことができると共に、通常動作時においてはフォトダイオードが抵抗で終端されないようにする。【解決手段】  電源＋Ｖｃｃとアース間に、ツェナーダイオードＺＤと抵抗Ｒ１とコイルＬとフォトダイオードＰＤの直列回路が接続されて、フォトダイオードＰＤにツェナーダイオードＺＤおよび抵抗Ｒ１によりバイアスが印加されている。フォトダイオードＰＤの一端から取り出された電気信号はリレーＲＹの可動接点ａに入力される。リレーＲＹは電源＋Ｖｃｃが供給されている場合は、常閉接点ｂ側に切り換えられ、第１の増幅部１０に電気信号が入力される。また、停電時はリレーＲＹは常開接点ｃ側に切り換えられ、フォトダイオードＰＤは抵抗Ｒ２で終端され、抵抗Ｒ２の両端から取り出された電気信号が、分岐回路１４を介してモニタ端子Ｊ２から出力される。【選択図】  図１
2010171102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源とアース間において直列に接続されたバイアス手段によりバイアスが印加されており、入力された光信号を電気信号に変換するフォトダイオードと、
前記フォトダイオードの一端から取り出された前記電気信号を増幅する増幅手段と、
該増幅手段から出力される増幅された前記電気信号を、出力信号端子とモニタ信号端子とに分岐して出力する分岐回路と、
前記フォトダイオードの一端に接続されて、供給されている電源が断した際に、前記フォトダイオードの一端を前記分岐回路の一部を構成している抵抗に接続して終端する切換手段とを備え、
前記電源が断した際には、前記フォトダイオードを終端した前記抵抗の両端から取り出された前記電気信号が、前記分岐回路を介して前記モニタ信号端子から出力されることを特徴とする光受信端末。
【請求項２】
前記増幅手段が、第１の増幅器と可変減衰器と第２の増幅器とを縦続に接続して構成されており、前記フォトダイオードに流れる光電流の大きさに応じて前記可変減衰器の減衰量が制御されることを特徴とする請求項１記載の光受信端末。
【請求項３】
前記切換手段は、電源が供給されている場合に、前記抵抗の一端に接続されている可動接点を開放されている常開接点側に切り換え、前記電源が断した際に、前記可動接点を前記フォトダイオードの一端に接続されている常閉接点側に自動的に切り換えるリレーにより構成されていることを特徴とする請求項１記載の光受信端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、停電時においても受信出力を出力することのできる光受信端末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ケーブルテレビ（ＣＡＴＶ）や共同受信システムにおいて、光ファイバーによる家庭向けのデータ通信サービスであるＦＴＴＨ（Fiber To The Home）により映像や音声の配信が行われる。この映像や音声の配信は、光受信端末により受信される。従来の光受信端末の構成を示す回路ブロック図を図３に示す。
図３に示す光受信端末１００において、電源（＋Ｖｃｃ）とアース間にツェナーダイオードＺＤと抵抗Ｒ２１とコイルＬ２０とフォトダイオードＰＤの直列回路が接続されて、フォトダイオードＰＤにツェナーダイオードＺＤおよび抵抗Ｒ２１によりバイアスが印加されている。光ファイバー等から入力された光信号はフォトダイオードＰＤで受光され、光信号が電気信号に変換されるようになる。この電気信号は、フォトダイオードＰＤとコイルＬとの接続点から取り出され、信号成分だけを抽出するコンデンサＣ２０を介して第１の増幅部１１０に供給され所定の増幅度で増幅される。増幅された電気信号は、可変減衰部１１１においてゲインコントールされて第２の増幅部１１３に供給され所定の増幅度で増幅される。また、フォトダイオードＰＤに流れる光電流Ｉｐｄは光信号の強度に応じた大きさとなり、光電流Ｉｐｄに対応する信号が制御信号としてツェナーダイオードＺＤと抵抗Ｒ２１との接続点から取り出され、制御部１１２に印加される。制御部１１２は、印加された制御信号のレベルが一定になるように可変減衰部１１１の減衰量を制御している。これにより、第２の増幅部１１３から出力される電気信号のレベルが一定になるよう制御される。
【０００３】
なお、ツェナーダイオードＺＤに逆方向電圧を印加した際の電圧−電流特性は対数関数特性となる。従って、光信号を受光するフォトダイオードＰＤに流れる光電流Ｉｐｄが光信号電力に応じて変化した際に、フォトダイオードＰＤのバイアス電圧Ｖｄは対数関数特性で変化するようになる。このことから、フォトダイオードＰＤにツェナーダイオードＺＤによりバイアスを印加すると、ツェナーダイオードＺＤの非直線特性によりフォトダイオードＰＤにおいて変換された電気信号は、光入力電力に対して対数関数特性で変化するようになる。可変減衰部１１１は、例えばＰＩＮダイオードを用いて構成されており、制御量に対して可変減衰部１１１の減衰量は対数関数的な非直線に変化している。そして、上記したように光入力電力に対して対数関数特性で変化する電気信号は、第１の増幅部１１０により増幅されて可変減衰部１１１に供給されることから、減衰量が対数関数的に変化する可変減衰部１１１からは、ほぼ一定レベルとされた電気信号が出力されるようになる。
【０００４】
第２の増幅部１１３から出力される電気信号は、直列接続された抵抗Ｒ２２および抵抗Ｒ２３と、抵抗Ｒ２２と抵抗Ｒ２３との接続点に一端が接続された抵抗Ｒ２４からなる分岐回路にコンデンサＣ２１を介して入力される。抵抗Ｒ２４の他端はコンデンサＣ２３の一端に接続され、コンデンサＣ２３の他端はモニタ端子Ｊ１０２に接続されている。また、コンデンサＣ２１には直列にコンデンサＣ２２が接続され、コンデンサＣ２２の他端は出力端子Ｊ１０１に接続されている。そして、コンデンサＣ２１を介した電気信号は主に出力端子Ｊ１０１から出力され、分岐回路で分岐された電気信号がモニタ端子Ｊ１０２から出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２３６２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の光受信端末１００でＦＴＴＨにより配信される映像や音声の光信号の受信を行う場合、光受信端末１００には電源供給が必要とされることから、停電時に映像や音声とされるＴＶやＦＭ放送の受信信号が出力されなくなってしまうことになる。そして、大規模災害での停電時においても緊急放送を送信できるＦＴＴＨ映像配信システムが求められている。ところで、光信号を電気信号に変換するフォトダイオードＰＤには電源供給を行わないゼロバイアスモードでも電気信号を出力できるものが存在することから、このようなフォトダイオードＰＤを利用することが考えられる。しかしながら、従来の光受信端末１００においては、光入力レベルにより変動する光電流Ｉｐｄの検出にツェナーダイオードＺＤを用いているが、無給電時にゼロバイアスでフォトダイオードＰＤを稼動させる場合はフォトダイオードＰＤを抵抗で終端させないと変換された電気信号が得られないという問題点があった。また、電源が供給されている時にフォトダイオードＰＤを抵抗で終端させてしまうと光電流Ｉｐｄが入力される光信号のレベルに応じて変動しないようになり、制御部１１２に光信号のレベルに応じた制御信号が印加されなくなって、電気信号のレベルが一定になるよう制御することができないという問題点があった。
【０００７】
そこで、本発明は、停電時においてもフォトダイオードから光信号を変換した電気信号を取り出すことができると共に、通常動作時においてはフォトダイオードが抵抗で終端されないようにした光受信端末を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の光受信端末は、フォトダイオードの一端から取り出された光入力の大きさに応じて変化する電気信号を増幅する増幅手段と、該増幅手段から出力される増幅された電気信号を出力信号とモニタ信号とに分岐して出力する分岐回路と、フォトダイオードの一端と増幅手段の間に設けられ、電源が供給されている場合は、フォトダイオードの一端を増幅手段の入力に接続し、電源が断した際に、フォトダイオードの一端を分岐回路の一部を構成している抵抗に自動的に接続して終端する切換手段とを備えることを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電源が断した際には、入力される光信号を変換した電気信号が、フォトダイオードを終端した分岐回路を構成する抵抗の両端から取り出され、分岐回路を介してモニタ端子から出力されることから、停電時においてもフォトダイオードから光信号を変換した電気信号を取り出すことができる。また、電源が供給されている場合には、フォトダイオードは抵抗により終端されないことから、光電流が光信号のレベルに応じて変動するようになって、電気信号のレベルを一定に制御する制御手段により、電気信号のレベルが一定になるよう制御されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施例の光受信端末の構成を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の第２実施例の光受信端末の構成を示す回路ブロック図である。
【図３】従来の光受信端末の構成を示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の第１実施例の光受信端末の構成を示す回路ブロック図を図１に示す。
図１に示す本発明にかかる第１実施例の光受信端末１において、電源（＋Ｖｃｃ）とアース間にツェナーダイオードＺＤと抵抗Ｒ１とコイルＬとフォトダイオードＰＤの直列回路が接続されて、フォトダイオードＰＤにツェナーダイオードＺＤおよび抵抗Ｒ１によりバイアスが印加されている。光ファイバー等から入力された光信号はフォトダイオードＰＤで受光される。すると、フォトダイオードＰＤに流れる光電流Ｉｓ１が光信号の強度に応じた大きさとなると共に、光信号が電気信号に変換されるようになる。この電気信号は、フォトダイオードＰＤとコイルＬとの接続点から取り出され、信号成分だけを抽出するコンデンサＣ１を介して第１の増幅部１０に供給され所定の増幅度で増幅される。増幅された電気信号は、可変減衰部１１においてゲインコントールされて第２の増幅部１３に供給され所定の増幅度で増幅される。また、フォトダイオードＰＤに流れる光電流Ｉｓ１は光信号の強度に応じた大きさとなり、光電流Ｉｓ１に対応する信号が制御信号としてツェナーダイオードＺＤと抵抗Ｒ１との接続点から取り出され、制御部１２に印加される。制御部１２は、印加された制御信号のレベルが一定になるように可変減衰部１１の減衰量を制御している。これにより、第２の増幅部１３から出力される電気信号のレベルが一定になるよう制御される。
【００１２】
なお、ツェナーダイオードＺＤに逆方向電圧を印加した際の電圧−電流特性は対数関数特性となる。従って、光信号を受光するフォトダイオードＰＤに流れる光電流Ｉｓ１が光信号電力に応じて変化した際に、フォトダイオードＰＤのバイアス電圧Ｖｄは対数関数特性で変化するようになる。このことから、フォトダイオードＰＤにツェナーダイオードＺＤによりバイアスを印加すると、ツェナーダイオードＺＤの非直線特性によりフォトダイオードＰＤにおいて変換された電気信号は、光入力電力に対して対数関数特性で変化するようになる。可変減衰部１１は、例えばＰＩＮダイオードを用いて構成されており、制御量に対して可変減衰部１１の減衰量は対数関数的な非直線に変化している。そして、上記したように光入力電力に対して対数関数特性で変化する電気信号は、第１の増幅部１０により増幅されて可変減衰部１１に供給されることから、減衰量が対数関数的に変化する可変減衰部１１からは、ほぼ一定レベルとされた電気信号が出力されるようになる。
【００１３】
第２の増幅部１３からの出力は分岐回路１４に供給される。分岐回路１４はトランスを用いた分岐回路とされており、第１の一次巻線Ｐ１と第１の二次巻線Ｓ１とをコアに巻回した第１のトランスＴ１と、第２の一次巻線Ｐ２と第２の二次巻線Ｓ２とをコアに巻回した第２のトランスＴ２とを備えている。第１の一次巻線Ｐ１の一端には第２の増幅部１３から出力された電気信号が入力されており、その他端は光信号を変換した電気信号が出力される出力端子Ｊ１にコンデンサＣ２を介して接続されていると共に、第２の一次巻線Ｐ２の他端に接続されている。第１の二次巻線Ｓ１の一端はアースに接続されており、その他端は第２の二次巻線Ｓ２の他端に接続されていると共に、抵抗Ｒ２の一端に接続されている。第２の一次巻線Ｐ２の一端はアースに接続されており、その他端は第１の一次巻線Ｐ１の他端に接続されている。第２の二次巻線Ｓ２の一端はモニタ端子Ｊ２にコンデンサＣ３を介して接続されており、その他端は抵抗Ｒ２の一端に接続されている。抵抗Ｒ２の他端はアースに接続されている。この場合、モニタ端子Ｊ２から出力されるモニタ信号はトランスＴ１およびトランスＴ２の巻線比で分岐回路１４に入力された電気信号を分配した信号となる。
【００１４】
本発明の第１実施例にかかる光受信端末１において特徴的な構成は、電源＋Ｖｃｃが供給されない場合にフォトダイオードＰＤをリレーＲＹを介して抵抗Ｒ２により終端するようにした構成とされている。リレーＲＹは、可動接点ａと常閉接点ｂと常開接点ｃと、これらのリレー接点を切り換えるリレーコイルとを有しており、図示されていないがリレーコイルは電源+Ｖｃｃとアース間に接続されて、リレーコイルには常時電源+Ｖｃｃが供給されている。これにより、電源＋Ｖｃｃが供給されている場合は、リレーＲＹのリレーコイルが駆動されて図１に示すように可動接点ａが常開接点ｃ側に自動的に切り換えられている。従って、フォトダイオードＰＤは常閉接点ｂが開放されていることから、抵抗Ｒ２で終端されることはない。この場合、フォトダイオードＰＤとコイルＬとの接続点から取り出された光信号を変換した電気信号は、コンデンサＣ１を介して第１の増幅部１０に供給される。また、ツェナーダイオードＺＤと抵抗Ｒ１との接続点から取り出された制御信号は、制御部１２に供給され、制御部１２により可変減衰部１１が制御されて第２の増幅部１３から出力される電気信号のレベルが一定になるよう制御される。
【００１５】
また、停電時には電源+Ｖｃｃが供給されないことからフォトダイオードＰＤにはバイアスは供給されないと共に、リレーＲＹのリレーコイルは駆動されずに、可動接点ａは常閉接点ｂ側に自動的に切り換えられるようになる。これにより、フォトダイオードＰＤは可動接点ａに接続されている抵抗Ｒ２により終端されるようになり、ゼロバイアス状態とされたフォトダイオードＰＤと抵抗Ｒ２からなる回路に、図示するように光信号の強度に応じた大きさの光電流Ｉｓ２が流れるようになる。そして、抵抗Ｒ２の両端から取り出された光信号を変換した電気信号は、分岐回路１４を介してモニタ端子Ｊ２から主に出力されるようになる。なお、第１の増幅部１０および可変減衰部１１、制御部１２、第２の増幅部１３には、電源＋Ｖｃｃが供給されないことから動作しない。
【００１６】
次に、本発明の第２実施例の光受信端末の構成を示す回路ブロック図を図２に示す。
図２に示す本発明にかかる第２実施例の光受信端末２は、第１実施例の光受信端末１と対比して分岐回路の構成だけが異なり、他の構成は同様とされているので異なる構成について説明する。
第２実施例の光受信端末２において、第２の増幅部１３からの出力はコンデンサＣ４を介して分岐回路２４に供給され、コンデンサＣ２を介して出力端子Ｊ１から出力されると共に、分岐された電気信号がコンデンサＣ３を介してモニタ端子Ｊ２から出力される。分岐回路２４は抵抗を用いた分岐回路とされており、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ２とが直列接続されており、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ２との接続点に抵抗Ｒ４が接続されて構成されている。また、抵抗Ｒ３の一端はコンデンサＣ４とコンデンサＣ２との接続点に接続されており、抵抗Ｒ２の他端はアースされている。さらに、抵抗Ｒ４の他端はコンデンサＣ３の一端に接続されている。分岐回路２４では、コンデンサＣ４を介して入力された電気信号が、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ２との直列回路により分圧され、分圧された電気信号が抵抗Ｒ４およびコンデンサＣ３を介してモニタ端子Ｊ２から出力される。
【００１７】
他の構成は第１実施例の光受信端末１と同様とされているが、本発明の第２実施例にかかる光受信端末２における特徴的な構成も、電源＋Ｖｃｃが供給されない場合にフォトダイオードＰＤをリレーＲＹを介して抵抗Ｒ２により終端するようにした構成とされている。リレーＲＹは、可動接点ａと常閉接点ｂと常開接点ｃと、これらの接点を切り換えるリレーコイルとを有しており、図示されていないがリレーコイルは電源+Ｖｃｃとアース間に接続されて、リレーコイルには常時電源+Ｖｃｃが供給されている。これにより、電源＋Ｖｃｃが供給されている場合は、リレーＲＹのリレーコイルが駆動されて図２に示すように可動接点ａが常開接点ｃ側に自動的に切り換えられている。従って、フォトダイオードＰＤは常閉接点ｂが開放されていることから、抵抗Ｒ２で終端されることはない。この場合、フォトダイオードＰＤとコイルＬとの接続点から取り出された光信号を変換した電気信号は、コンデンサＣ１を介して第１の増幅部１０に供給される。また、ツェナーダイオードＺＤと抵抗Ｒ１との接続点から取り出された制御信号は、制御部１２に供給され、制御部１２により可変減衰部１１が制御されて第２の増幅部１３から出力される電気信号のレベルが一定になるよう制御される。
【００１８】
また、停電時には電源+Ｖｃｃが供給されないことからフォトダイオードＰＤにはバイアスは供給されないと共に、リレーＲＹのリレーコイルは駆動されずに、可動接点ａは常閉接点ｂ側に自動的に切り換えられるようになる。これにより、フォトダイオードＰＤは可動接点ａに接続されている抵抗Ｒ２により終端されるようになり、ゼロバイアス状態とされたフォトダイオードＰＤと抵抗Ｒ２からなる回路に、図示するように光信号の強度に応じた大きさの光電流Ｉｓ２が流れるようになる。そして、抵抗Ｒ２の両端から取り出された光信号を変換した電気信号は、分岐回路２４を介してモニタ端子Ｊ２から主に出力されるようになる。なお、第１の増幅部１０および可変減衰部１１、制御部１２、第２の増幅部１３には、電源＋Ｖｃｃが供給されないことから動作しない。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明にかかる光受信端末は、ＣＡＴＶや共同受信システムに使用する光受信端末に限るものではなく、光信号を受信する光受信端末であれば適用することができる。なお、本発明にかかる光受信端末は、モニター端子と停電時に光信号を変換した電気信号を出力する端子を共用したことから、光受信端末の小型化および廉価化がはかれる。
また、リレーＲＹのリレー接点の接続において、フォトダイオードＰＤとコイルＬとの接続点に可動接点ａを接続し、常開接点ｃにコンデンサＣ１の一端を接続すると共に常閉接点ｂに抵抗Ｒ２の一端を接続するようにしてもよい。このように接続しても、停電時にはリレーＲＹのリレーコイルは駆動されないことから、フォトダイオードＰＤは可動接点ａ−常閉接点ｂを介して抵抗Ｒ２により終端されるようになる。
【符号の説明】
【００２０】
１  光受信端末、２  光受信端末、１０  第１の増幅部、１１  可変減衰部、１２  制御部、１３  第２の増幅部、１４  分岐回路、２４  分岐回路、１００  光受信端末、１１０  第１の増幅部、１１１  可変減衰部、１１２  制御部、１１３  第２の増幅部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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