JP2005159672A

JP2005159672A - 広帯域増幅装置

Info

Publication number: JP2005159672A
Application number: JP2003394544A
Authority: JP
Inventors: Norio Ecchu; 範夫越中
Original assignee: Yagi Antenna Co Ltd
Current assignee: Yagi Antenna Co Ltd
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】入力信号が二次関数的な周波数偏差を持っている場合でも、一定レベルに補正して信号出力を全周波数帯域において最大レベルに設定可能にする。
【解決手段】下り入力／上り出力端子１０に入力されるＣＡＴＶ下り信号は、下り増幅部１１にて増幅する。下り増幅部１１は、ハイパスフィルタ１２、方向性結合器１３、スロープ調整器１５、１６、下り信号の二次関数的な周波数偏差を補正する等化器１７、アッテネータ１８、１９、下り信号を増幅する広帯域増幅器２０、可変スロープ調整器２１、可変ゲイン調整器２２、広帯域増幅器２３、方向性結合器２４、ハイパスフィルタ２５からなり、その出力信号を下り出力／上り入力端子２６から外部に出力する。上記等化器１７は、下り信号の二次関数的な周波数偏差を持つ下り信号を補正し、広帯域増幅器２３への入力信号の周波数偏差を一定とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力信号の周波数偏差を補正する機能を備えた広帯域増幅装置に関する。

従来、ＣＡＴＶシステムでは、伝送線路に広帯域の増幅装置を設けて多チャンネルのＴＶ信号を増幅している（例えば、特許文献１参照。）。

図４は、従来のＣＡＴＶシステムの一般的な構成例を示したものである。図４において、１はヘッドエンド装置で、このヘッドエンド装置１からは、図５に示す７０〜７７０ＭＨｚの広帯域多チャンネル信号が幹線伝送線路２に出力される。この幹線伝送線路２には、広帯域のＣＡＴＶ増幅装置３が所定の間隔で多段に設けられ、ヘッドエンド装置１から出力される広帯域多チャンネル信号を増幅する。上記ＣＡＴＶ増幅装置３により増幅された信号は、例えばタップ４、保安器５を介してビル／マンション６等に分配される。
特開２０００−１５２２１０号公報

上記ＣＡＴＶシステムにおいて、ヘッドエンド装置１からは、図５に示すように信号レベルが一定に揃えられた７０〜７７０ＭＨｚの広帯域多チャンネル信号が幹線伝送線路２に出力される。しかし、幹線伝送線路２が長く、多数のＣＡＴＶ増幅装置３が設けられていたり、タップ４から保安器５までの長短等によって、保安器５から出力される信号のレベルが平坦にならず、例えば図６（ａ）、（ｂ）に示すように右肩上がりや右肩下がりになったり、更には各段のＣＡＴＶ増幅装置３の周波数特性が加算されて、図６（ｃ）、（ｄ）に示すように帯域中央部のレベルが下がり、あるいは上がるなど二次関数的に変化する場合がある。

上記図６（ａ）、（ｂ）に示すように単純一次関数的に変化する周波数特性の場合は、ＣＡＴＶ増幅装置３に設けられているＢＯＮ（疑似線路等価器）やＥＱ（イコライザ）等で対応できるが、図６（ｃ）、（ｄ）に示すように二次関数的に変化する周波数特性の場合には、上記ＢＯＮやＥＱでは補正することができない。

一般的に、伝送線路が予め定められた長さより短く、入力信号の周波数特性が図６（ａ）に示すように右肩上がりとなる場合には、ＢＯＮにより周波数特性が補正され、また、伝送線路が予め定められた長さより長く、入力信号の周波数特性が図６（ｂ）に示すように右肩下がりとなる場合には、ＥＱにより周波数特性が補正される。

上記図６（ｃ）、（ｄ）に示すように二次関数的に変化する周波数特性の信号がタップ４から保安器５を介してビル／マンション６内のＣＡＴＶ増幅装置に入力された場合は、ＣＡＴＶ増幅装置の出力レベルの最大値は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように入力信号のピーク値Ａ１もしくは平均値Ａ２に設定しなければならず、全帯域を増幅装置の最大出力レベルとすることは困難であった。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、入力信号が二次関数的な周波数偏差を持っている場合でも、この周波数偏差を補正して一定レベルに揃えることができ、信号出力を全周波数帯域において最大レベルに設定できる広帯域増幅装置を提供することを目的とする。

本発明に係る広帯域増幅装置は、広帯域の入力信号を増幅する広帯域増幅器と、前記広帯域増幅器の前段に設けられ、二次関数的な周波数偏差を持つ入力信号を補正し、該周波数偏差を一定とする等化器と、前記等化器の機能をオン／オフする切換スイッチとを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、入力信号が二次関数的な周波数偏差を持っている場合でも、この周波数偏差を補正して一定レベルに揃えることができ、広帯域増幅装置の信号出力を全周波数帯域において最大レベルに設定することができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本発明をＣＡＴＶ双方向増幅装置に実施した場合の構成例を示すブロック図である。
図１において、１０はＣＡＴＶシステムのヘッドエンド装置側に設けられる下り入力／上り出力端子で、この下り入力／上り出力端子１０に入力されるヘッドエンド装置からのＣＡＴＶ下り信号（７０〜７７０ＭＨｚ）は、下り増幅部１１へ送られて増幅される。

上記下り増幅部１１は、７０〜７７０ＭＨｚの周波数帯域を使用する下り信号を選択するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１２、方向性結合器１３、周波数特性の補正量が２ｄＢのスロープ調整器（SLOPE）１５、周波数特性の補正量が４ｄＢのスロープ調整器１６、下り信号の二次関数的な周波数偏差を補正する等化器１７、信号減衰量が２ｄＢのアッテネータ（ATT）１８、信号減衰量が４ｄＢのアッテネータ１９、下り信号を増幅する広帯域増幅器２０、０〜−１０ｄＢの範囲で周波数特性を補正する可変スロープ調整器２１、０〜−１０ｄＢの範囲で信号レベルを調整する可変ゲイン調整器２２、複数段例えば３段の広帯域増幅器２３、方向性結合器２４、下り信号を通過させるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２５からなり、このハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２５の出力信号が下り出力／上り入力端子２６へ送られる。

上記スロープ調整器１５、１６及びアッテネータ１８、１９は、それぞれ個々にオン／オフできるようになっている。また、上記等化器１７については、詳細を後述する。

そして、上記方向性結合器１３の結合端子から取り出される下り入力信号は、下り入力モニタ端子１４へ送られ、上記方向性結合器２４の結合端子から取り出される下り出力信号は、下り出力モニタ端子２７へ送られる。
上記下り出力／上り入力端子２６からは下り信号が出力され、ＣＡＴＶ加入者宅のテレビ受信機等へ送られる。

また、上記下り出力／上り入力端子２６には、ＣＡＴＶ加入者宅の端末装置例えばパーソナルコンピュータから送られてくるインターネット等によるＣＡＴＶ上り信号が入力される。この上り信号は、１０〜５５ＭＨｚの周波数帯域が使用される。上記端末装置から下り出力／上り入力端子２６に入力された上り信号は、上り増幅部３０に送られて増幅される。

上記上り増幅部３０は、上り信号を通過させるローパスフィルタ（ＬＰＦ）３１、方向性結合器３２、信号減衰量を５ｄＢと１０ｄＢとに切換えられるアッテネータ３４、上り信号線路の通過周波数帯域を１０〜５５ＭＨｚまたは３０〜５５ＭＨｚに切換える帯域切換器３５、上り信号を増幅する増幅器３６、０〜−１０ｄＢの範囲で信号レベルを調整する可変ゲイン調整器３７、０〜−１０ｄＢの範囲で周波数特性を補正する可変スロープ調整器３８、上り信号を増幅する増幅器３９、上り信号線路をオン状態にして上り信号を増幅するか、あるいは信号線路をオフ状態にして上り信号をカットするかを切換える増幅切換器４０、周波数特性の補正量を−２ｄＢと−４ｄＢに切換えられるスロープ調整器４１、信号減衰量を２ｄＢと４ｄＢに切換えられるアッテネータ４２、信号減衰量を６ｄＢと１２ｄＢに切換えられるアッテネータ４３、結合量が−２０ｄＢの方向性結合器４４、上り信号を通過させるローパスフィルタ（ＬＰＦ）４５からなり、このローパスフィルタ（ＬＰＦ）４５の出力信号が下り入力／上り出力端子１０を介して伝送線路へ出力され、ヘッドエンド装置へ送られる。

また、上記方向性結合器３２の結合端子から取り出される上り入力信号は、上り入力モニタ端子３３へ送られ、方向性結合器４４の結合端子から取り出される他方の信号は、上り出力モニタ端子４６へ送られる。

図２は、上記下り増幅部１１に設けられる等化器１７の構成例について示したものである。図２において、５１は入力端子、５２は出力端子で、入力端子５１と出力端子５２との間に切換スイッチ５３ａ、５３ｂが設けられる。この切換スイッチ５３ａ、５３ｂは、固定端子ａ、ｂを切換接点ｃにより選択的に切換えるもので、連動して動作するようになっている。上記切換スイッチ５３ａ、５３ｂの端子ａ、ａ間には導通線路５４が設けられ、端子ｂ、ｂ間には補正回路５５が設けられる。

上記等化器１７は、切換スイッチ５３ａ、５３ｂを端子ａ側に切換えた場合は、入力端子５１と出力端子５２との間に導通線路５４が接続され、等化器の機能がオフ状態、すなわち補正なしの状態となる。切換スイッチ５３ａ、５３ｂを端子ｂ側に切換えた場合は、入力端子５１と出力端子５２との間に補正回路５５が接続され、等化器の機能がオン状態となり、入力信号の周波数偏差が補正される。

上記補正回路５５は、図３に示すように下り信号の周波数帯域７０〜７７０ＭＨｚに対し、その中央帯域例えば４５０ＭＨｚを中心とする帯域における二次関数的な周波数偏差を補正するもので、中央帯域の減衰量が大きく、高域及び低域の減衰量が小さい周波数特性ａ、あるいは中央帯域の減衰量が小さく、高域及び低域の減衰量が大きい周波数特性ｂとなるように調整することができる。上記図３のａの周波数特性を得るには、例えば上記中央帯域に対して複数の減衰回路を設け、その中央帯域の減衰量が高域及び低域の減衰量より小さくなるように設定する。また、上記図３のｂの周波数特性を得るには、例えば信号帯域の高域部分及び低域部分に対してそれぞれ減衰回路を設け、その中央帯域の減衰量より高域及び低域の減衰量が大きくなるように設定する。

また、上記等化器１７は、図２に示す回路に限定されるものではなく、その他の構成としても良いことは勿論である。例えばスイッチによりオン／オフが可能な減衰回路を各帯域に対応させて複数設け、その出力信号を加算して所望の周波数特性となるようにしてもよい。この場合には、スイッチをオン／オフすることにより等化器１７の周波数特性を任意に可変設定することができる。

そして、上記下り信号の周波数特性に対して等化器１７の周波数特性が逆になるように設定することにより、出力信号の周波数特性を平坦（フラット）にすることができる。例えば下り信号が図６（ｃ）に示したような周波数特性となっている場合には、等化器１７に図３のｂの周波数特性を持たせる。また、下り信号が図６（ｄ）に示したような周波数特性となっている場合には、等化器１７に図３のａの周波数特性を持たせる。これにより下り信号が二次関数的な周波数偏差を持っている場合でも、この周波数偏差を補正して一定レベルに揃えることができ、下り増幅部１１の信号出力レベルを全周波数帯域において最大とすることができる。

また、下り信号の周波数特性が図６（ａ）、（ｂ）に示すような単純一次関数的な周波数特性となっている場合には、スロープ調整器１５、１６のオン／オフ操作及び可変スロープ調整器２１の調整によって平坦な周波数特性とすることができる。また、アッテネータ１８、１９オン／オフ操作及び可変ゲイン調整器２２の調整によって下り信号のレベルを最適値に調整することができる。

なお、上記実施形態では、ＣＡＴＶ増幅装置に実施した場合について示したが、その他の広帯域増幅装置においても上記実施形態と同様にして実施し得るものである。
また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。

本発明の一実施形態に係るＣＡＴＶ増幅装置の構成を示すブロック図である。同実施形態における等化器の詳細な構成例を示す回路図である。同実施形態における等化器の周波数特性を示す図である。従来のＣＡＴＶシステムの構成例を示すブロック図である。従来のＣＡＴＶシステムにおいて、ヘッドエンド装置の出力信号の周波数特性を示す図である。従来のＣＡＴＶシステムにおける保安器の出力信号の周波数特性例を示す図である。従来のＣＡＴＶシステムにおける増幅装置の信号出力状態を示す図である。

符号の説明

１…ヘッドエンド装置、２…幹線伝送線路、３…ＣＡＴＶ増幅装置、４…タップ、５…保安器、６…ビル／マンション、１０…ＣＡＴＶ増幅装置の下り入力／上り出力端子、１１…下り増幅部、１２…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、１３…方向性結合器、１４…下り入力モニタ端子、１５、１６…スロープ調整器、１７…等化器、１８、１９…アッテネータ、２０…広帯域増幅器、２１…可変スロープ調整器、２２…可変ゲイン調整器、２３…広帯域増幅器、２４…方向性結合器、２５…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、２５…方向性結合器、２６…下り出力／上り入力端子、２７…下り出力モニタ端子、３０…上り増幅部、３１…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、３２…方向性結合器、３３…上り入力モニタ端子、３４…アッテネータ、３５…帯域切換器、３６…増幅器、３７…可変ゲイン調整器、３８…可変スロープ調整器、３９…増幅器、４０…増幅切換器、４１…スロープ調整器、４２、４３…アッテネータ、４４…方向性結合器、４５…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、４６…上り出力モニタ端子、５１…等化器の入力端子、５２…等化器の出力端子、５３ａ．５３ｂ…切換スイッチ、５４…導通線路、５５…補正回路。

Claims

広帯域の入力信号を増幅する広帯域増幅器と、前記広帯域増幅器の前段に設けられ、二次関数的な周波数偏差を持つ入力信号を補正し、該周波数偏差を一定とする等化器と、前記等化器の機能をオン／オフする切換スイッチとを具備したことを特徴とする広帯域増幅装置。