(57)【要約】【課題】信号入力断検出レベルの調整範囲が広く、また信号入力レベルが低い場合にも誤動作が少なく、かつ信号入力断検出レベルを調整しても入力信号レベルにおけるヒステリシス特性に変化がない信号入力断検出回路を提供する。【解決手段】第一可変利得増幅器４は外部から信号入力端子１に入力する入力信号を増幅し、ピーク検出器６は第一可変利得増幅器の出力信号のピークを検出する。第二可変利得増幅器８はピーク検出器の出力信号と閾値信号３との差電圧を増幅し、比較器７は第二可変利得増幅器によって増幅された差電圧を比較し、その比較結果をアラーム出力端子２に出力する。制御電圧源５は第一可変利得増幅器および第二可変利得増幅器に利得制御信号を供給し、第一可変利得増幅器と第二可変利得増幅器とは利得制御信号により相反する利得変化をする。【選択図】　　　　図１
2004140540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から信号入力端子に入力する入力信号を増幅する第一可変利得増幅器と、
前記第一可変利得増幅器の出力信号のピークを検出するピーク検出器と、
前記ピーク検出器の出力信号と閾値信号との差電圧を増幅する第二可変利得増幅器と、
前記第二可変利得増幅器によって増幅された差電圧を比較し、その比較結果をアラーム端子に出力する比較器と、
前記第一可変利得増幅器および第二可変利得増幅器に利得制御信号を供給する制御電圧源とを備え、
前記第一可変利得増幅器と第二可変利得増幅器とは前記利得制御信号により相反する利得変化をすることを特徴とする信号入力断検出回路。
【請求項２】
前記相反する利得変化は同じ値であることを特徴とする請求項１記載の信号入力断検出回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力信号の途絶を検出する信号入力断検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の信号入力断検出回路は、受信した光信号を電気信号に変換する光電変換器と、光電変換器の出力信号のピークを検出するピーク検出器と、ピーク検出器の出力信号を閾値信号と比較する比較器とを具備し、受信した光信号の途絶を検出してアラーム信号を出力する光信号入力断検出回路において、光電変換器の出力とピーク検出器の入力との間に、利得制御信号により利得を変化させることができる可変利得型増幅器を備えるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この従来技術について図４および図５を参照して説明する。図４において、信号入力端子１は光電変換器９の入力端子に接続され、光電変換器９の出力端子は可変利得増幅器４の入力端子に接続され、制御電圧源５の出力端子は可変利得増幅器４の利得制御端子に接続され、可変利得増幅器４の出力端子はピーク検出器６の入力端子に接続され、ピーク検出器６の出力端子は比較器７の一方の入力端子に接続され、閾値電圧入力端子３は比較器７の他の入力端子に接続され、比較器７の出力端子はアラーム出力端子２に接続されている。
【０００４】
信号入力端子１に入力された光信号は光電変換器９により電気信号に変換され、制御電圧源５により利得を制御された可変利得増幅器４により増幅され、ピーク検出器６によりピーク電圧が検出される。比較器７は、ピーク検出器６によって検出されたピーク電圧と、閾値電圧入力端子３に入力された閾値電圧とを比較し、その比較結果をアラーム出力端子２に出力する。
【０００５】
ここで、信号入力断検出レベルは、上記ピーク電圧と閾値電圧とが一致した時における信号入力端子１に入力された信号のレベルであるので、信号入力断検出レベルは可変利得増幅器４の利得，ピーク検出器６の検出効率および閾値電圧により決定される。そのため、信号入力断検出レベルの調整は、閾値電圧入力端子３に入力する閾値電圧の調整と、可変利得増幅器４の利得の制御とによって行うことができるので、広い検出レベル調整範囲を有することが可能である。
【０００６】
また、閾値電圧入力端子３に入力する閾値電圧を固定し、可変利得増幅器４の利得の制御のみによって信号入力断検出レベルを調整することも可能であり、この場合の信号入力断検出レベルの調整範囲は、可変利得増幅器４の可変利得幅により決定される。
【０００７】
このように、可変利得増幅器４の利得の制御のみによって信号入力断検出レベルを調整した場合は、その信号入力断検出レベルにおいてはピーク検出器６および比較器７に伝播する信号レベルは常に所定のレベルに保たれるため、ピーク検出器６の検出効率の変化等による検出誤差も一定に保つことができ、また比較器７としてヒステリシスコンパレータを用いた場合においても、出力電圧がロウレベルからハイレベル、またはハイレベルからロウレベルに遷移する際のヒステリシスも一定にすることができるため、信号入力レベルが低い場合にも誤動作が少ない。
【０００８】
以上説明したように、図４に示した構成によって、信号入力断検出レベルの調整範囲が広く、また信号レベルが低い場合にも誤動作が少ない光信号入力断検出回路が実現されている。
【０００９】
なお、図４の構成から光電変換器９を削除すれば電気信号に対する信号入力断検出回路を容易に実現できる。
【００１０】
【特許文献１】
特開平５−２１１４７７
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の信号入力断検出回路では、比較器７としてヒステリシスコンパレータを用いた場合、可変利得増幅器４の利得の制御によって信号入力断検出レベルを調整すると、入力信号レベルにおけるヒステリシス特性が変化してしまうという欠点を有する。以下、その理由を記す。
【００１２】
図４に示した従来の信号入力断検出回路において、閾値電圧入力端子３に入力される閾値電圧を固定し、可変利得増幅器４の利得の制御のみによって信号入力断検出レベルを調整した場合の入出力特性を図５に示す。
【００１３】
図５の横軸は信号入力端子１に入力される入力信号レベルを示し、図５の縦軸はアラーム出力端子２に出力されるアラーム出力電圧を示しており、ここではピーク検出器６の出力電圧が閾値電圧を超えているときはアラーム出力電圧はロウベルを、ピーク検出器６の出力電圧が閾値電圧を超えていないときはアラーム出力電圧はハイレベルを出力するものとしている。
【００１４】
図５には２つの入出力特性を示しており、図５中のＡは信号入力断検出レベルを低く調整した場合の入出力特性を、図５中のＢは信号入力断検出レベルを高く調整した場合の入出力特性を示している。
【００１５】
図５に示したように、信号入力断検出レベルを低く調整した場合にはヒステリシス幅が狭くなり、信号入力断検出レベルを高く調整した場合はヒステリシス幅が広くなる。
【００１６】
いま、図４に示した可変利得増幅器４の利得をβ、ピーク検出器６の検出効率をγ、比較器７が有するヒステリシス幅をＶｈｙｓとすると、入力信号レベルにおけるヒステリシス幅ｈｙｓｉｎは次式により表される。
【００１７】
ｈｙｓｉｎ＝Ｖｈｙｓ／（β×γ）　　　　　（１）
ここで、上述したように、可変利得増幅器４の利得の制御によって信号入力断検出レベルを調整しても、ピーク検出器６の検出効率および比較器７のヒステリシス特性は変わらないため、入力信号レベルにおけるヒステリシス幅は可変利得増幅器４の利得によって変化し、可変利得増幅器４の利得が高いときにはヒステリシス幅が狭く、可変利得増幅器４の利得が低いときにはヒステリシス幅が広くなることが、上式（１）からわかる。
【００１８】
また、図４に示した光信号入力断検出回路における入力信号レベルのヒステリシス幅は、さらに光電変換器９の変換効率を考慮する必要があるが、可変利得増幅器４の利得を調整しても上記変換効率は変わらないので、同様に可変利得増幅器４の利得の変化によって、入力信号レベルのヒステリシス幅が変化してしまう。
【００１９】
このように、上述した従来技術では、入力信号レベルにおけるヒステリシス特性は、比較器の有するヒステリシス特性と可変利得増幅器の利得とによって決定され、可変利得増幅器の利得を制御しても比較器の有するヒステリシス特性は、その動作原理より一定に保たれる。そのため、比較器としてヒステリシスコンパレータを用いた場合、可変利得増幅器の利得の制御によって信号入力断検出レベルを調整すると、入力信号レベルにおけるヒステリシス特性が変化してしまい、結果として雑音に対する耐力が変動してくるという問題点がある。
【００２０】
すなわち、信号入力断検出レベルを高く、したがって可変利得増幅器の利得を低く調整した場合は、入力信号レベルにおけるヒステリシス幅が広くなって雑音に強く、逆に信号入力断検出レベルを低く、したがって可変利得増幅器の利得を高く調整した場合は、入力信号レベルにおけるヒステリシス幅が狭くなって雑音に弱くなるのである。
【００２１】
そこで、本発明の目的は、信号入力断検出レベルの調整範囲が広く、また信号入力レベルが低い場合にも誤動作が少なく、かつ信号入力断検出レベルを調整しても入力信号レベルにおけるヒステリシス特性に変化がない信号入力断検出回路を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の信号入力断検出回路は、外部から信号入力端子（図１の１）に入力する入力信号を増幅する第一可変利得増幅器（図１の４）と、第一可変利得増幅器の出力信号のピークを検出するピーク検出器（図１の６）と、ピーク検出器の出力信号と閾値信号（図１の３）との差電圧を増幅する第二可変利得増幅器（図１の８）と、第二可変利得増幅器によって増幅された差電圧を比較し、その比較結果をアラーム出力端子（図１の２）に出力する比較器（図１の７）と、第一可変利得増幅器および第二可変利得増幅器に利得制御信号を供給する制御電圧源（図１の５）とを備え、第一可変利得増幅器と第二可変利得増幅器とは利得制御信号により相反する利得変化をすることを特徴とする。
【００２３】
第一可変利得増幅器と第二可変利得増幅器とは、利得制御信号により相反する利得変化を有するので、第一可変利得増幅器の利得が高くなった場合には第二可変利得増幅器の利得が低くなり、逆に第一可変利得増幅器の利得が低くなった場合には第二可変利得増幅器の利得が高くなる。
【００２４】
このため、従来生じていた可変利得増幅器に利得の変化によるヒステリシス幅の変動を、本発明で新たに追加した第二可変利得増幅器の利得の変化によってキャンセルすることができる。したがって、本発明の信号入力断検出回路では、可変利得増幅器の利得を制御することによって信号入力断検出レベルを調整しても、入力信号レベルにおけるヒステリシス特性は一定に保たれることになる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
【構成の説明】
図１は本発明の信号入力断検出回路の一実施例を示すブロック図である。図１において、この信号入力断検出回路の信号入力端子１は、第一可変利得増幅器４の入力端子に接続され、第一可変利得増幅器４の出力端子はピーク検出器６の入力端子に接続され、ピーク検出器６の出力端子は第二可変利得増幅器８の一方の入力端子に入力され、第二可変利得増幅器８の２つの出力端子は比較器７の２つの入力端子にそれぞれ接続され、比較器７の出力端子はアラーム出力端子２に接続されている。
【００２７】
また、第二可変利得増幅器８の他方の入力端子に閾値電圧入力端子３が接続され、第一可変利得増幅器４および第二可変利得増幅器８の利得制御信号入力端子に制御電圧源５の出力端子が接続されている。
【００２８】
第一可変利得増幅器４は外部から信号入力端子１に入力する入力信号を増幅し、ピーク検出器６は第一可変利得増幅器４の出力信号のピークを検出する。第二可変利得増幅器８はピーク検出器６の出力信号と閾値信号との差電圧を増幅し、比較器７は第二可変利得増幅器８によって増幅された差電圧を比較し、その比較結果がアラーム端子２に出力される。
【００２９】
第一可変利得増幅器４と第二可変利得増幅器８とは、制御電圧源５から出力される利得制御信号により相反する利得変化をする。すなわち、制御電圧源５から出力される利得制御信号により、第一可変利得増幅器４の利得が高くなった場合には第二可変利得増幅器８の利得が低くなり、逆に第一可変利得増幅器４の利得が低くなった場合には第二可変利得増幅器８の利得が高くなる特性を有する。相反する利得変化の値は同じであることが望ましい。
【００３０】
【動作の説明】
次に、本実施例の動作について、図１の構成図および図２の入出力特性図を参照して説明する。
【００３１】
図１に示した本発明の実施の形態において、信号入力端子１に入力された入力信号は、第一可変利得増幅器４により増幅され、その出力信号のピーク電圧をピーク検出器６により検出する。そして、ピーク検出器６によって検出されたピーク電圧と閾値電圧入力端子３に入力される閾値電圧とが第二可変利得増幅器８に入力され、その差電圧が第二可変利得増幅器８により増幅される。さらに、第二可変利得増幅器により増幅された差電圧は比較器７に入力され、その比較結果がアラーム出力端子２に出力される。第一可変利得増幅器４と第二可変利得増幅器８は、制御電圧源５から出力される利得制御信号により利得が制御されている。
【００３２】
信号入力断検出レベルは、第二可変利得増幅器８の出力差電圧が零になる、すなわちピーク検出器６の出力電圧が閾値電圧と一致した時点における信号入力端子１に入力された信号レベルであるので、信号入力断検出レベルは、第一可変利得増幅器４の利得とピーク検出器６の検出効率、および閾値電圧とにより決定され、第二可変利得増幅器８の利得とは無関係である。したがって、信号入力断検出レベルの調整は、図４に示した回路と同様に閾値電圧入力端子３に入力される閾値電圧の調整と、第一可変利得増幅器４の利得の調整とによって行うことができるため、広い信号入力断検出レベル調整範囲を有することが可能である。
【００３３】
また、閾値電圧入力端子３に入力する閾値電圧を固定し、第一可変利得増幅器４の利得のみによって信号入力断検出レベルを調整した場合は、信号入力断検出レベルを調整しても、その信号入力断検出レベルにおいてはピーク検出器６および第二可変利得増幅器８に伝播する信号レベルは常に所定のレベルに保たれるため、ピーク検出器６の検出効率の変化等による検出誤差も一定に保つことが可能である。
【００３４】
この入力信号レベルが信号入力断検出レベルにあるときは、ピーク検出器６の出力電圧と閾値電圧入力端子３に入力される閾値電圧とが一致しており、第二可変利得増幅器８から出力される差電圧は第二可変利得増幅器８の利得とは無関係に零となる。
【００３５】
したがって、信号入力断検出レベルを調整することにより第二可変利得増幅器８の利得が変化しても、比較器７は図４の回路と同様に、常に入力電位差が零となる点を信号入力断検出レベルとして検出すればよいので、比較器７としてヒステリシスコンパレータを用いて場合においても、出力電圧がロウレベルからハイレベルまたはハイレベルからロウレベルに遷移する際のヒステリシスも一定にすることができるため、図４の回路と同様に信号入力レベルが低い場合にも誤動作が少ない。
【００３６】
ここで、比較器７としてヒステリシスコンパレータを用いた場合の入力信号レベルにおけるヒステリシス特性について説明する。閾値電圧入力端子３に入力する閾値電圧を固定し、第一可変利得増幅器４の利得の制御のみによって信号入力断検出レベルを調整した場合の入出力特性を図２に示す。
【００３７】
図２の横軸は信号入力端子１に入力される入力信号レベルを示し、図２の縦軸はアラーム出力端子２に出力されるアラーム出力電圧を示しており、ここではピーク検出器６の出力電圧が閾値電圧を越えているときはアラーム出力電圧はロウレベルを、ピーク検出器６の出力電圧が閾値電圧を超えていないときはアラーム出力電圧はハイレベルを出力するものとし、また上述したように第一可変利得増幅器４と第二可変利得増幅器８とは、制御電圧源５から出力される利得制御信号により相反する利得変化を有したものとし、その利得変化量の絶対値は同じものとしている。
【００３８】
図２には２つの入出力特性を示しており、図２中のＡは信号入力断検出レベルを低く調整した場合の入出力特性を、図２中のＢは信号入力断検出レベルを高く調整した場合の入出力特性を示している。
【００３９】
図２に示したように、信号入力断検出レベルを調整しても、同一じヒステリシス幅を有していることがわかる。これは、図４の回路で生じていた可変利得増幅器４の利得の変化によるヒステリシス幅の変動を、本発明で新たに追加した第二可変利得増幅器８の利得の変化によってキャンセルしているためである。
【００４０】
いま、図１に示した第一可変利得増幅器４の利得をβ１、ピーク検出器６の検出効率をγ、第二可変利得増幅器８の利得をβ２、比較器７が有するヒステリシス幅をＶｈｙｓとすると、入力信号レベルにおけるヒステリシス幅ｈｙｓｉｎは次式により表される。
【００４１】
ｈｙｓｉｎ＝Ｖｈｙｓ／（β１×γ×β２）　　　（２）
ここで、上述したように、第一可変利得増幅器４の利得の制御によって信号入力断検出レベルを調整しても、ピーク検出器６の検出効率および比較器７のヒステリシス特性は変わらないため、入力信号レベルにおけるヒステリシス幅は、第一可変利得増幅器４の利得と第二可変利得増幅器８の利得によって決定される。
【００４２】
さらに、第一可変利得増幅器４と第二可変利得増幅器８とは、利得制御信号により相反する利得変化を有している、すなわち第一可変利得増幅器４の利得が高くなった場合は第二可変利得増幅器８の利得が低下し、逆に第一可変利得増幅器４の利得が低くなった場合には第二可変利得増幅器８の利得が高くなる特性を有しているため、その利得変化量の絶対値が同じであれば、上式（２）から、信号入力断検出レベルを調整しても入力信号レベルにおけるヒステリシス幅に変化が生じないことがわかる。
【００４３】
以上のように、図１に示した本発明の実施の形態によって、信号入力断検出レベルの調整範囲が広く、また信号レベルが低い場合にも誤動作が少なく、かつ信号入力断検出レベルを調整しても入力信号レベルにおけるヒステリシス特性に変化がない信号入力断検出回路を実現することが可能となる。
【００４４】
なお、図１に示した実施例における第一可変利得増幅器４に光電変換器を前置して、図３に示す構成とすれば図４の従来例に対応した光信号入力断検出回路を容易に実現することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は、従来生じていた可変利得増幅器に利得の変化によるヒステリシス幅の変動を、新たに追加した第二可変利得増幅器の利得の変化によってキャンセルすることができるため、信号入力断検出レベルの調整範囲が広く、また信号入力レベルが低い場合にも誤動作が少なく、かつ信号入力断検出レベルを調整しても入力信号レベルにおけるヒステリシス特性に変化がない信号入力断検出回路を実現することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の信号入力断検出回路に一実施例を示す構成図
【図２】図１の構成における入出力特性を示す特性図
【図３】本発明の一応用例を示す構成図
【図４】従来の信号入力断検出回路を示す構成図
【図５】図４に示した従来例の入出力特性を示す特性図
【符号の説明】
１　　　信号入力端子
２　　　アラーム出力端子
３　　　閾値電圧入力端子
４　　　可変利得増幅器
５　　　制御電圧源
６　　　ピーク検出器
７　　　比較器
８　　　第二可変利得増幅器
９　　　光電変換器
【図１】
2004140540.tif 000003
【図２】
2004140540.tif 000004
【図３】
2004140540.tif 000005
【図４】
2004140540.tif 000006
【図５】
2004140540.tif 000007