JPH077478A - 信号伝送方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 搬送波を用いないで入力交流信号を光伝送路
上で伝送し、遠隔地点で入力信号を再生する伝送装置及
び方法を提供する。 【構成】 時間と共に変化する特性を持つ入力信号に対
応する出力光信号を与える光信号伝送装置１６は、種々
の周波数を持つ出力光信号を発生する電気光学伝送素子
２２と、入力信号を受けてこれに応じて電気光学伝送素
子を駆動する駆動回路３４とを有する。電気光学伝送素
子は、入力信号の変化特性に対応して時間と共に変化す
る周波数を持つ出力光信号を発生するよう駆動される。
出力光信号の周波数は全て、入力信号がない場合に電気
光学伝送素子によって発生される光信号周波数を越え
る。入力オ−ディオ信号を遠隔地点で再生する装置は、
上記光信号伝送装置と光ファイバ伝送路２４と光信号受
信機３６とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般的には光チャンネル
を介する信号伝送に関連し、詳しくは一地点で形成され
たオ−ディオ電気信号を光ファイバを介して別の地点に
送る装置、方法に関連する。

【０００２】

【従来の技術】現行の自動車サウンドシステムには、カ
−ラジオ、テ−プレコ−ダからスピ−カまでを結ぶ伝送
路のような接続器具が用いられている。このような装置
では信号の歪みは避けられない。なぜならば、接続器具
は電磁障害や無線周波障害による影響を受けやすいから
である。

【０００３】光伝送路は、信号伝送の際に電磁障害や無
線周波障害の影響をほとんど受けないことが分かってい
るけれども、複雑であり、上記自動車サウンドシステム
にふさわしくない部品が必要となる。こうして、通常の
光伝送路でオ−ディオ信号を伝送するには、搬送波をオ
−ディオ信号で変調し、変調した搬送波を送信側ＬＥＤ
（発光ダイオ−ド）に印加し、受信したＬＥＤ信号を復
調して遠隔地でオ−ディオ信号を再生するという作業が
必要となる。

【０００４】このような光伝送路の実例が、例えば米国
特許第３、９２７、３１６号あるいは第４、０１２、６
３３号に開示されている。オ−ディオ信号は電圧制御発
振器の入力信号として与えられ、電圧制御発振器が搬送
信号を形成し、これを入力オ−ディオ信号で変調する。

【０００５】搬送波と変復調回路に必要な事項は、米国
特許第４、８８２、７７３号に開示されているシステム
で明らかにされているが、このようなシステムには送信
機におけるアナログ−ディジタル変換器と受信機におけ
るディジタル−アナログ変換器が必要となる。

【０００６】その他の装置を見ると、米国特許第４、２
１５、２６９号に開示されているようなディジタル信号
伝送では、入力ディジタル信号は送信可能な方形波光信
号に変換され、この変換の際に識別特性が与えられる。
受信機には、識別特性を検知することにより、送信デ−
タのうち目的とするものを弁別する回路が含まれる。

【０００７】自動車サウンドシステムなどに用いるのに
充分ふさわしい光伝送装置は、出願人の知る限り、これ
まで出現していない。自動車サウンドシステムなどで
は、上記装置より簡単で、搬送波変調やオ−ディオ信号
の方形波光信号への変換、またはアナログ−ディジタ
ル、ディジタル−アナログ変換なしで実現できる光伝送
装置だけが条件を満たすものと思われる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の自動車サウンド
システム用伝送装置では、簡単な構造で、搬送波変調や
オ−ディオ信号の方形波光信号への変換、またはアナロ
グ−ディジタル、ディジタル−アナログ変換の必要のな
い光伝送装置を提供することができなかった。

【０００９】

【発明の目的】本発明の目的は、簡単で構成部品点数の
少ない光伝送装置を提供することである。

【００１０】本発明のより具体的な目的は、光伝送路を
有する自動車サウンドシステムを実現するための改善し
た方法、装置、システムを提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は交流信号を搬送波なしで伝送する光伝送法
を提供する。アナログ−ディジタル変換もディジタル−
アナログ変換も必要とせず、また方形波光信号も要しな
い。本発明の方法及び装置は、従来のものより簡単で、
部品点数が少ない。

【００１２】より詳細には、本発明は、入力交流電気信
号をその発生地点から他の離れた地点に伝送する方法を
開示する。本方法は、発生地点から遠隔地点までの伝送
のために、電気光学伝送素子、光伝送路および電気光学
トランスデュ−サを選択する工程、電気光学伝送素子の
基準励起レベルをあらかじめ設定し、これにより該入力
信号がない場合に光伝送路に基準周波数光信号を与える
よう電気光学伝送素子を制御する工程、及び該入力信号
に対応する特性を持つ駆動信号を電気光学伝送素子のた
めに発生し、この駆動信号を電気光学伝送素子に与え、
これにより基準周波数を越える周波数を持つ光信号を光
伝送路に与えるよう電気光学伝送素子を制御する工程を
含む。第１の工程は、駆動信号のレベルに対応して変化
する光周波数出力を与えるよう伝送素子を選ぶことによ
り行われる。第１工程はさらに、光伝送路からの光出力
の周波数と対応して変化する出力電圧を与えるようトラ
ンスデュ−サを選ぶことにより行われる。光伝送路は好
ましくは少なくとも１本の光ファイバで構成される。

【００１３】別の視点から見れば、本発明の入力交流電
気信号をその発生地点から他の離れた地点に伝送する方
法は、以下の工程を含む。即ち、入力信号のゼロレベル
から負の最大値までの振幅をあらかじめ決める工程、発
生地点において入力信号に該既定振幅に等しい直流バイ
アス電圧を加えることにより合成信号を形成し、この合
成信号から伝送素子の駆動信号を発生する工程、合成信
号に対応して伝送素子を駆動し、駆動素子からの出力光
を光伝送路に与える工程、伝送路を介して伝送された光
信号をトランスデュ−サに与えて遠隔地点で入力信号を
再生する工程である。

【００１４】本発明の装置は、時間と共に変化する特性
を持つ入力信号に対応する出力光信号を与える光信号伝
送装置である。本装置は、種々の周波数を持つ出力光信
号を発生する電気光学伝送素子と、入力信号を受けてこ
れに応じて電気光学伝送素子を駆動する駆動回路とを有
する。電気光学伝送素子は、入力信号の変化特性に対応
して時間と共に変化する周波数を持つ出力光信号を発生
するよう駆動される。出力光信号の周波数は全て、入力
信号がない場合に電気光学伝送素子によって発生される
光信号周波数を越える。

【００１５】

【実施例】図１において、伝送系１０はオ−ディオ信号
源１２、無搬送波光伝送装置１６及びオ−ディオ再生装
置２０を含む。オ−ディオ信号源１２の出力は伝送線１
４を介して光伝送装置１６の入力として与えられる。光
伝送装置１６の出力は伝送線１８を介して遠隔のオ−デ
ィオ再生装置２０に送られる。

【００１６】オ−ディオ信号源１２はカ−ラジオ、テ−
プレコ−ダなどのオ−ディオ信号発生器である。オ−デ
ィオ再生装置２０は自動車サウンドシステムのスピ−
カ、または遠隔地に配置したオ−ディオパワ−アンプと
スピ−カの組合せである。

【００１７】図２において光伝送装置１６は電気光学伝
送素子２２を有する。伝送素子２２はＬＥＤ（発光ダイ
オ−ト）などから成り、好ましくはカラ−出力光を出し
て装置全体の作用を確実にする。

【００１８】光伝送路２４は少なくとも１本の光ファイ
バで構成すると好都合である。その入力端は伝送素子２
２からの光出力を受信するよう配置される。光伝送路２
４の出力端は光信号を電気光学トランスデュ−サ２６に
与えるよう配置される。トランスデュ−サ２６もＬＥＤ
などで構成することができる。

【００１９】基準励起レベル設定回路２８の機能は、伝
送線１４上に入力信号が存在しない時に、伝送素子２２
が光伝送路２４に基準周波数光信号を与えるようにする
ことである。駆動信号発生器３０は基準励起レベル設定
回路２８の出力信号を受けとり、また伝送すべき信号
（即ち、伝送線１４上の信号）を入力する。駆動信号発
生器３０は伝送素子２２の駆動信号を発生する。この駆
動信号は送信機３２に与えられる。送信機３２は伝送素
子２２と伝送素子駆動回路３４を有する。

【００２０】受信機３６はトランスデュ−サ２６とこれ
により駆動される被駆動回路３８を有する。受信機３６
は光伝送路２４からの光信号を電気信号に変換し、変換
した信号を伝送線１８に伝える。

【００２１】駆動信号発生器３０により与えられる駆動
信号は入力信号に対応する特性を持ち、伝送素子２２が
光伝送路２４に対して、基準周波数を越える周波数を持
つ光信号を与えるように伝送素子２２を駆動する（以下
に詳述）。

【００２２】図３に光伝送装置１６の概略回路図を示
す。基準励起レベル設定回路２８は、抵抗Ｒ１、Ｒ２か
ら成る電圧分割器を含む。電圧分割器は抵抗Ｒ３との接
点において基準周波数光信号の発生に適切な所定の電圧
を与える。この電圧レベルは、抵抗Ｒ３を介して増幅器
４０の正入力端子に与えられる。

【００２３】伝送線１４上の入力オ−ディオ信号はコン
デンサＣ１を介して増幅器４０の正入力端子に与えられ
る。増幅器４０にこのような入力信号を与える回路は合
成信号発生器と称することができる。なぜならば、オ−
ディオ信号が存在する場合に抵抗Ｒ３からの電圧レベル
はそのオ−ディオ信号に付加されるからである。

【００２４】駆動信号発生器３０は、増幅器４０の負入
力端子をア−スに結合する抵抗Ｒ４と、増幅器４０を演
算増幅器として機能させる帰還抵抗Ｒ５をさらに有す
る。帰還路には送信機３２の回路素子も含まれる（以下
に詳述）。

【００２５】増幅器４０は、演算増幅器としては、精密
な電流源として機能し、伝送線１４上の信号の瞬間振幅
に比例する振幅を持つ電流である駆動信号を送信機３２
に与える。

【００２６】送信機３２はトランジスタ４２を含む。ト
ランジスタ４２のコレクタは伝送素子２２のカソ−ドに
結合され、エミッタは抵抗Ｒ６を介して接地され、さら
にベ−スは増幅器４０の出力端子に結合される。ダイオ
−ドＤ１はトランジスタ４２のベ−ス−エミッタ接合と
並列に接続され、トランジスタに入力される信号がア−
スに対して負になるのを防ぐ機能を果たす。トランジス
タ４２のエミッタはさらに帰還抵抗Ｒ５に結合される。
従って、帰還路はトランジスタ４２のベ−ス−エミッタ
接合を含むことになる。

【００２７】図４に電圧対時間のグラフを示す。増幅器
４０の入力合成信号は正弦波電圧信号（即ちオ−ディオ
入力信号）を含む。合成信号はその全成分（Ｖｉｎ）が
正レベルである。基準レベル設定回路２８が与える電圧
レベルにより、オ−ディオ入力信号は自己の後半の半サ
イクル（負レベル）の最大値以上である直流電圧レベル
（Ｖｎｅｇ）に重ねられる。図４の波形は、同様にし
て、増幅器４０の出力電流を正確に表している。

【００２８】伝送素子２２は、自己を流れる電流のレベ
ルと共に周波数が変化する光出力を与えるように選択す
る。図５に伝送路内の光周波数対時間のグラフを示す。
ここでは、伝送素子２２からの周波数出力が上述の電流
励起レベルと対応する様子が描かれている。

【００２９】図５において、Ｆｏは伝送線１４上にオ−
ディオ信号がない場合の光周波数出力（即ち、基準レベ
ル光周波数）である。従って、オ−ディオ信号が存在す
る場合に伝送素子２２により与えられる全ての光周波数
出力は基準レベル光周波数を越える。Ｆｍｉｄはオ−デ
ィオ信号のゼロクロスオ−バに相当し、Ｆｍａｘはオ−
ディオ信号の最大値（正）に相当する。

【００３０】受信機３６は、トランスデュ−サ２６の他
に、増幅器４４を含む。増幅器４４は、抵抗Ｒ７とトラ
ンスデュ−サ２６により演算増幅器として機能する。増
幅器４４は入力が増幅器４０とは逆に接続される。即
ち、正入力端子は接地され、負入力端子はトランスデュ
−サ２６の出力電流を受ける。トランスデュ−サ２６の
特性は伝送素子２２のそれと正確に対応する。即ち、ト
ランスデュ−サ２６は伝送素子２２の電流−光特性と同
じ光−電流特性を持ち、極性が反対である。従って、受
信機３６の作用は駆動信号発生器３０の逆となり、伝送
線１４上の入力オ−ディオ信号は伝送線１８上の出力オ
−ディオ信号として複製される。

【００３１】ステレオスピ−カを駆動するパワ−アンプ
にカ−ラジオを接続する際に本発明を実施するには、伝
送素子２２とトランスデュ−サ２６をＲＥＤ可視光発光
ダイオ−ドＯＰ５６１４で構成することができる。オ−
ディオ入力が２０ヘルツから４５キロヘルツの場合、伝
送素子２２は基準レベル６５０ｎｍから最大値６６０ｎ
ｍまでの光周波数を光伝送路２４にもたらす。伝送路は
約１５メ−トル程度であろう。電磁障害や無線周波障害
による信号歪みは１％の数十分の１である。

【００３２】無搬送波信号伝送を実施する装置、方法に
対して、本発明から逸脱しないようにしてさまざまな改
変を加えることが可能であろう。例えば、基準光周波数
を設定するための電圧分割器では、抵抗Ｒ１またはＲ２
を可変抵抗器にして、使用現場で調節できるようにして
も良い。伝送素子を駆動する精密電流源は、送信機や受
信機と同じように、他の回路で置き換えることもでき
る。伝送素子２２とトランスデュ−サはＬＥＤ以外の素
子で構成することもできる。従って、上述の実施例は説
明のためのものであって、本発明の範囲を限定するため
のものではないことを理解されたい。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、交流信号を搬送波を用
いないで、光伝送路上で伝送することができる。アナロ
グ−ディジタル変換、ディジタル−アナログ変換も必要
とせずまた方形波光信号も要しない。従って、本発明は
従来のものより簡単で、部品点数が少ない伝送システム
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による伝送系の概略ブロック図である。

【図２】図１の伝送系における、無搬送波光伝送装置の
詳細ブロック図である。

【図３】図２の光伝送装置の好適な例を示す回路図であ
る。

【図４】本発明の説明に用いるグラフである。

【図５】本発明の説明に用いるグラフである。

【符号の説明】

１２ オ−ディオ信号源 １６ 光伝送装置 ２０ オ−ディオ再生装置 ２２ 電気光学伝送素子 ２４ 光伝送路 ２６ 電気光学トランスデュ−サ ２８ 基準レベル設定回路 ３０ 駆動信号発生器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｂ 10/04 10/06 3/50 9199−5Ｋ 10/152 10/142

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力交流電気信号をその発生地点から他
   の離れた地点に伝送する方法において、 発生地点から遠隔地点までの伝送のために、電気光学伝
   送素子（２２）、光伝送路（２４）および電気光学トラ
   ンスデュ−サ（２６）を選択する工程、 電気光学伝送素子（２２）の基準励起レベルをあらかじ
   め設定し、これにより該入力信号がない場合に光伝送路
   （２４）に基準周波数光信号を与えるよう電気光学伝送
   素子を制御する工程、及び該入力信号に対応する特性を
   持つ駆動信号を電気光学伝送素子（２２）のために発生
   し、この駆動信号を電気光学伝送素子に与え、これによ
   り基準周波数を越える周波数を持つ光信号を光伝送路
   （２４）に与えるよう電気光学伝送素子を制御する工程
   とを含むことを特徴とする信号伝送方法。