(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号が途絶えたときに、それを検出して警報信号を出力する入力信号断検出回路において、
入力信号を直流信号化する直流化手段と、
該直流化手段からの直流信号としきい値とを比較して入力信号の有無を判断する比較手段と、
該比較手段による比較結果に混入されている雑音を除去する雑音信号除去手段とを備え、
上記雑音信号除去手段が、
上記比較手段による比較結果の有意レベルへの変化時点から、第２の所定時間だけ有意レベルをとるパルスを出力する第２の単安定マルチバイブレータと、
上記比較手段による比較結果の有意レベルの変化エッジ及び非有意レベルの変化エッジから短パルスを出力するエッジ検出部と、
上記第２の所定時間より短い第１の所定時間のパルス幅を形成する第１の単安定マルチバイブレータを利用して、上記エッジ検出部からの短パルスを遅延させる遅延部と、
上記第２の単安定マルチバイブレータからの出力パルス期間及び上記遅延部の短パルス期間において、上記比較手段による比較結果が有意レベルのときにはそれを非有意レベルに変換し、それ以外の期間では、上記比較手段による比較結果のレベルをそのままとし、雑音信号の除去信号として出力するゲート部とを有する
ことを特徴とする入力信号断検出回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システム、とくに光受信システムにおいて入力信号断ＡＬＭを検出する入力信号断検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光受信システムは、図２に示すような構成を有している。図中の１は光電変換部で、光信号が電気信号に変換される。２は等化増幅部で、光電変換部１からの信号が増幅されて信号波形が成形され、識別再生部３とクロック抽出部４とに出力される。クロック抽出部４では、入力された信号からクロック信号が抽出され、そのクロック信号が識別再生部３に出力される。識別再生部３では、このクロック信号及び前記等化増幅部２からの信号によってタイミングの識別が行われ、その後の処理部に出力される。
【０００３】
ところで、光受信システムにおいては、入力信号断ＡＬＭを検出する際に、ＡＰＤ（アバランシェフォトダイオード）のように雑音暗電流がその温度特性によって増加する受光素子を用いた場合は、ＡＬＭ検出部５をクロック抽出部４の後段に配置する。これは、ＡＬＭ検出部５に雑音成分が漏れ込んで、信号無入力時にＡＬＭが誤解除されることを防ぐためである。このためにＡＬＭ検出部５は、狭帯域な周波数特性を有するクロック抽出部４の後段に配置され、クロック抽出部４で抽出したクロック成分のピーク値を検出する方法が一般的である。
【０００４】
クロック抽出部４及びＡＬＭ検出部５は、具体的には図３に示すような構成を有している。クロック抽出部４は、タイミングフィルタ１１とクロックリミッタ１２とから構成されている。タイミングフィルタ１１は、等化増幅部２からの信号から特定周波数の信号のみを取り出す。クロックリミッタ１２は、タイミングフィルタ１１から出力された信号を増幅し波形の上下をカットしてクロック信号を成形する。
【０００５】
ＡＬＭ検出部５は、電圧増幅器１３と整流器１４とピーク検出器１５と比較器１６と基準電圧発生器１７とから構成されている。電圧増幅器１３は、タイミングフィルタ１１から出力された信号を増幅する。整流器１４は、電圧増幅器１３で増幅された信号を整流する。ピーク検出器１５は、整流器１４で整流された信号をならして直流成分を抽出する。比較器１６は、ピーク検出器１５で抽出された直流成分の電圧と基準電圧発生器１７からの基準電圧とを比較し、ピーク検出器１５からの電圧が基準電圧を下まわっているとき入力信号断としての警報信号を出力する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の方式によっては、瞬間的な雑音成分、たとえば、ＡＰＤのショット雑音や電源雑音や、電気回路にて発生する雑音のピーク成分の漏れ込みについては完全に除去することができない。
【０００７】
このため、無入力状態であるにもかかわらず、入力断ＡＬＭが瞬間的に解除されて、装置の警報監視部（図示せず）に誤った警報情報が出力されてしまうことがあるという問題点がある。
【０００８】
また、ＡＰＤを用いない光受信システムにおいても、電源雑音や、電気回路にて発生する雑音のピーク成分の漏れ込みによって、上記と同様の問題が生じてしまうことがある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために本発明に係る入力信号断検出回路は、入力信号が途絶えたときに、それを検出して警報信号を出力する入力信号断検出回路において、入力信号を直流信号化する直流化手段と、該直流化手段からの直流信号としきい値とを比較して入力信号の有無を判断する比較手段と、該比較手段による比較結果に混入されている雑音を除去する雑音信号除去手段とを備え、上記雑音信号除去手段が、上記比較手段による比較結果の有意レベルへの変化時点から、第２の所定時間だけ有意レベルをとるパルスを出力する第２の単安定マルチバイブレータと、上記比較手段による比較結果の有意レベルの変化エッジ及び非有意レベルの変化エッジから短パルスを出力するエッジ検出部と、上記第２の所定時間より短い第１の所定時間のパルス幅を形成する第１の単安定マルチバイブレータを利用して、上記エッジ検出部からの短パルスを遅延させる遅延部と、上記第２の単安定マルチバイブレータからの出力パルス期間及び上記遅延部の短パルス期間において、上記比較手段による比較結果が有意レベルのときにはそれを非有意レベルに変換し、それ以外の期間では、上記比較手段による比較結果のレベルをそのままとし、雑音信号の除去信号として出力するゲート部とを有することを特徴とする。
【００１０】
前記構成において、雑音による入力信号は瞬間的なピーク成分を有するため、上記比較手段による比較結果における雑音による有意レベル期間も短いものとなる。このため、比較結果における有意レベル期間の長短判別により雑音有無を認識して雑音を除去する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本実施形態に係る入力信号断検出回路としてのＡＬＭ検出部を示すブロック図、図４及び図５は図１のＡＬＭ検出部の各部での出力信号を示すタイミングチャートである。なお、本実施形態に係る光受信システムは、前記従来の技術の光受信システムとほぼ同様の構成を有しているため、同一部分には同一符号を付して、その図示及び説明を省略する。
【００１４】
図１に示す入力信号断検出回路としてのＡＬＭ検出部２１は、従来のＡＬＭ検出部５と同様に、クロック抽出部４に接続されている。このＡＬＭ検出部２１は、図示するように、電圧増幅器２２、整流器２３、ピーク検出器２４、電圧比較器２５及び基準電圧発生器２６を有する点で、前記従来のＡＬＭ検出部５と同様である。これらの有する機能も、前記従来のＡＬＭ検出部５の各部の機能と同様である。
【００１５】
なお、電圧増幅器２２、整流器２３及びピーク検出器２４で、入力信号を直流信号化する直流化手段が構成されている。また、電圧比較器２５と基準電圧発生器２６とで、直流化手段からの直流信号としきい値とを比較して入力信号の有無を判断する比較手段が構成されている。
【００１６】
さらに、本実施形態のＡＬＭ検出部２１には、前記電圧比較器２５の後に、雑音のピーク成分によって成形される出力信号を除去する雑音信号除去手段３１が接続されている。
【００１７】
この雑音信号除去手段３１は、次の考えに基づいて構成されている。即ち、漏れ込みを完全に除去することができない雑音は、瞬間的なピーク成分を有しており、この雑音によって電圧比較器２５から出力される信号も、有意レベル期間の短い信号によって構成される。このため、電圧比較器２５から出力される有意レベル期間の短い信号は、雑音による信号と判断することができる。雑音信号除去手段３１は、この雑音による有意レベル期間の短い信号を除去するように構成されている。
【００１８】
雑音信号除去手段３１の具体的な構成は、図１に示すように、電圧比較器２５からの信号を遅らせる第１遅延回路３２と、第１遅延回路３２からの遅れた信号と電圧比較器２５からの信号との排他的論理和をとるＥＸオアゲート３３と、ＥＸオアゲート３３からの信号を所定幅（図４参照）に広げる第１単安定マルチバイブレータ３４と、第１単安定マルチバイブレータ３４からの信号を送らせる第２遅延回路３５と、第１単安定マルチバイブレータ３４からの信号を反転させる第１反転回路３６と、第２遅延回路３５及び第１反転回路３６からの信号が共にＨレベルのときにＨレベル信号を出力する第１アンドゲート３７と、この第１アンドゲート３７からの信号を反転させる第２反転回路３８と、電圧比較器２５からの信号を所定幅（図４参照）に広げる第２単安定マルチバイブレータ３９と、第２単安定マルチバイブレータ３９及び第２反転回路３８からの信号の一方又は両方がＨレベルのときにＨレベル信号を出力するオアゲート４０と、第２単安定マルチバイブレータ３９からの信号を反転させる第３反転回路４２と、電圧比較器２５からの信号とオアゲート４０からの信号と第３反転回路４２からの信号が共にＨレベルのときにＨレベル信号を出力する第２アンドゲート４１とから構成されている。
【００１９】
［動作］
前記構成の雑音信号除去手段３１による信号処理の一例を図４に示す。この図４は、雑音信号除去手段３１の１２カ所での信号を示したタイムチャートである。図中の上側から順に、第１信号は電圧比較器２５の出力信号、第２信号は第１遅延回路３２の出力信号、第３信号はＥＸオアゲート３３の出力信号、第４信号は第１単安定マルチバイブレータ３４の出力信号、第５信号は第１反転回路３６の出力信号、第６信号は第２遅延回路３５の出力信号、第７信号は第１アンドゲート３７からの出力信号、第８信号は第２反転回路３８からの出力信号、第９信号は第２単安定マルチバイブレータ３９からの出力信号、第１０信号はオアゲート４０からの出力信号、第１１信号は第３反転回路４２からの出力信号、第１２信号は第２アンドゲート４１からの出力信号である。
【００２０】
瞬間的に発生した雑音による信号は、電圧比較器２５から出力される。この雑音による信号を図４中の第１信号とする。
【００２１】
この第１信号は、第１遅延回路３２で遅延され、第２信号としてＥＸオアゲート３３の一方に入力される。ＥＸオアゲート３３の他方には前記第１信号が直接に入力される。ＥＸオアゲート３３ではこれらの信号の排他的論理和がとられ、第３信号が出力される。第１単安定マルチバイブレータ３４では、入力信号の立ち上がり変化点から、内部の時定数によって設定された時間分の間Ｈレベルのパルスを発出し、その後Ｌレベルに戻る。これにより、第４信号のように、所定幅に広げられた信号となって出力する。この第４信号は、第１反転回路３６で反転されて第５信号となり、第２遅延回路３５で遅延されて第６信号となって、それぞれ第１アンドゲート３７に入力される。そして、この第１アンドゲート３７から、第７信号のように、立ち下がり変化点で微分パルスが発生する。この信号が第２反転回路３８で反転されて第８信号となり、オアゲート４０に出力される。
【００２２】
一方、電圧比較器２５からの第１信号は第２単安定マルチバイブレータ３９及び第２アンドゲート４１にも出力される。この第２単安定マルチバイブレータ３９では、前記第１単安定マルチバイブレータ３４と同様に、入力信号の立ち上がり変化点から、内部の時定数によって設定された時間分の間Ｈレベルのパルスを発出し、その後Ｌレベルに戻る。これにより、第９信号のように、所定幅に広げられた信号となって出力する。第３反転回路４２は、第９信号を反転し、第１１信号として出力する。オアゲート４０の出力及び第３反転回路４２の出力及び電圧比較器２５の出力は、それぞれ第２アンドゲート４１に入力され、第１２信号として出力される。この第１２信号はＬレベルであり、警報信号は出力されない。
【００２３】
なお、この第９信号の広げる幅、即ち内部の時定数による設定時間は、雑音により発生する第１信号の幅と雑音でない信号の幅との境界部位に合わせて設定される。即ち、雑音信号によって生成される第２反転回路３８からの第８信号の有意レベル期間が第９信号の有意レベル期間に含まれ、かつ雑音でない信号によって生成される第２反転回路３８からの第８信号の有意レベル期間が第９信号の有意レベル期間からはみ出すように設定される。雑音でない信号が第１信号として入力した場合には、図５に示すように、第１２信号がＨレベルとなり、警報信号が出力される。
【００２４】
［効果］
以上のように、漏れ込んで電圧比較器２５から出力される瞬間的な雑音成分は、雑音信号除去手段３１によって完全に除去され、雑音による警報の誤解除を防止することができるようになる。
【００２５】
［第２の実施形態］
図６に第２の実施形態に係るＡＬＭ検出部のブロック図を示す。本実施形態によるＡＬＭ検出部４５は、電圧増幅器４６、整流器４７、平均値検出器４８、電圧比較器４９、基準電圧発生器５０および出力回路５１より構成され、クロック抽出部４の後段に配置されている。なお、平均値検出器４８を除く他の部材は、前記第１の実施形態における電圧増幅器２２、整流器２３、電圧比較器２５、基準電圧発生器２６及び出力回路４１と同様の構成を有している。
【００２６】
前記電圧増幅器４６と整流器４７とで、入力信号を整流する整流手段が構成されている。平均値検出器４８で、整流手段で整流された入力信号を平均して雑音による信号も平滑化する平均値検出手段が構成されている。また、電圧比較器４９と基準電圧発生器５０で、平均値検出手段による検出値としきい値とを比較して入力信号の有無を判断する比較手段が構成されている。
【００２７】
本実施形態では、受信信号の平均値が雑音の有無によってはほとんど変化しないことを利用している。信号を受信している状態において、この受信信号から抽出したクロックのマーク率（ＨレベルとＬレベルの発生確率）は常に１／２である。このため、一定時間ごとに平均値を求めれば、その平均値は常に一定になり、雑音の混入による平均値の変化はほとんどない。このため、平均値をしきい値と比較することで、雑音による影響を解消することができる。平均値検出器４８において、入力信号の平均値が検出され、これと同時に雑音による信号が平滑化される。
【００２８】
前記しきい値は基準電圧発生器５０に設定されている。即ち、必要とされる最小受光電力を受信した際の１／２に相当する、クロック成分を電圧増幅器４６の利得倍して整流した際の平均値電圧に等しい直流電圧を、基準電圧とし、この基準電圧が基準電圧発生器５０に設定されている。
【００２９】
［動作］
ＡＬＭ検出部４５に入力したクロック成分は電圧増幅器４６により増幅され、整流器４７によって整流された後、平均値検出器４８によって平均値が検出される。この平均値検出器４８からの平均値は、基準電圧発生器５０からの基準電圧と共に電圧比較器４９に入力される。電圧比較器４９では、前記平均値と基準電圧とが比較され、出力回路５１を介して、比較結果の信号が出力される。
【００３０】
入力信号が低下し、クロックの平均値が基準電圧より低いと判定した場合は、入力信号断ＡＬＭを発出する。入力信号が回復し、クロックの平均値が基準電圧よりも高いと判定した場合は、入力信号断ＡＬＭを解除する。
【００３１】
また、入力信号が断になった場合は、クロックの平均値は最低レベルに達し、基準電圧より常時低くなる。このため、入力信号断ＡＬＭは常時発生状態となる。
【００３２】
一方、瞬間的な雑音成分が漏れ込んだ場合は、その雑音パルスは、平均値検出器４８により平滑化されてしまう。このため、電圧比較器４９に入力される直流電圧の変化量は小さく抑制され、ＡＬＭの誤解除は防止される。
【００３３】
［効果］
以上、説明したように、本実施形態の場合も、前記第１の実施形態と同様に、雑音による警報の誤解除を防止することができるようになる。
【００３４】
さらに、本実施形態のＡＬＭ検出部２１では、第１の実施形態で雑音信号除去手段３１を設けたのに対して、平均値検出器４８を設けただけなので、全体の構成を簡略化することができる。これにより、ＡＬＭ検出部４５を、小さな回路規模で実現することができ、装置の小型化、低消費電力化を図ることができる。
【００３５】
［変形例］
前記第１および第２の実施形態では、光受信システムでのＡＬＭ検出部２１，４５について説明したが、本発明は光通信システムに限らず、汎用的な雑音除去回路としても適用可能である。
【００３６】
また、入力信号の有意レベル期間と所定期間とを比較して有意レベル期間が所定期間よりも短いとき雑音として除去する雑音信号除去手段として、前記第１の実施形態では、雑音信号除去手段３１によって構成したが、有意レベル期間と所定期間とを比較できる構成を有する手段であれば、第１の実施形態の雑音信号除去手段３１に限らず、他の回路構成を有するものであってもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明の入力信号断検出回路によれば、次のような効果を奏することができる。
【００３８】
（１）  入力信号の有意レベル期間と所定期間とを比較して有意レベル期間が所定期間よりも短いとき雑音として除去する雑音信号除去手段を設けたので、漏れ込んでしまった瞬間的な雑音成分を、雑音信号除去手段によって完全に除去することができるようになる。これにより、雑音による警報の誤解除を防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るＡＬＭ検出部を示すブロック図である。
【図２】従来の光受信システムを示すブロック図である。
【図３】従来のＡＬＭ検出部を示すブロック図である。
【図４】図１のＡＬＭ検出部の各部での出力信号を示すタイミングチャートである。
【図５】図１のＡＬＭ検出部の各部での出力信号を示すタイミングチャートである。
【図６】第２の実施形態に係るＡＬＭ検出部を示すブロック図である。
【符号の説明】
２１，４５：ＡＬＭ検出部、２２，４６：電圧増幅器、２３，４７：整流器、２４：ピーク検出器、２５，４９：電圧比較器、２６，５０：基準電圧発生器、３１：雑音信号除去手段、３２：第１遅延回路、３３：ＥＸオアゲート、３４：第１単安定マルチバイブレータ、３５：第２遅延回路、３６：第１反転回路３７：第１アンドゲート、３８：第２反転回路、３９：第２単安定マルチバイブレータ、４０：オアゲート、４１：第２アンドゲート、４２：第３反転回路、４８：平均値検出器、５１：出力回路。
【図１】
0003573882.tif 000002
【図２】
0003573882.tif 000003
【図３】
0003573882.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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