JP2008079062A - 伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】イコライザやトラップを調整することなく、伝送信号の周波数特性を適正に補正することのできる伝送システムを提供する。
【解決手段】一側に送信端１Ａを他側に受信端１Ｂをそれぞれ有する第１の同軸ケーブル１と、一側に送信端２Ａを他側に受信端２Ｂをそれぞれ有するとともに、特性インピーダンスが第１の同軸ケーブル１の特性インピーダンスに等しい第２の同軸ケーブル２とを備え、第１の同軸ケーブル１と第２の同軸ケーブル２とは受信部側で芯線３，４が互いに連結され、第１の同軸ケーブル１の送信端１Ａは同軸ケーブル１の特性インピーダンスで送信装置５に接続され、第２の同軸ケーブル２の送信端２Ａは同軸ケーブル２の特性インピーダンスで終端され、芯線３，４の連結点Ｃに、第１・第２の同軸ケーブル１，２の各特性インピーダンスよりも大きな入力インピーダンスを有する受信装置６が接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は伝送システムに係り、特に伝送線路における周波数特性を容易に補正することのできる伝送システムに関する。

一般に有線伝送システムにおいては、送信装置と受信装置とが伝送線路（例えば、同軸ケーブル）で結ばれ、送信装置からの伝送信号が同軸ケーブルを介して受信装置に伝送されるよう構成されている。このような有線伝送システムには、伝送信号の減衰を補償するために、同軸ケーブルの複数箇所に増幅器が設置される（例えば、特許文献１参照）。

ところで、同軸ケーブルの伝送損失は伝送信号の周波数の平方根に比例して大きくなる。また、この伝送損失をＬ(Inductor)，Ｃ(Capacitor)，Ｒ(Resistor)の各固定定数素子を用いて補正することは簡単ではない。

上記特許文献１では、各増幅器内に設けられたイコライザ及びトラップを可変とし、各増幅器間の距離に応じてイコライザ及びトラップを調整することで、伝送信号の周波数特性を補正している。
実開平５−６５１１６号公報

しかしながら、各増幅器間の距離に応じてイコライザ及びトラップを調整しなければならず、特に、送信装置から受信装置までの距離が長く、同軸ケーブル上に多数の増幅器が存在する場合は、イコライザ及びトラップを調整して伝送信号の周波数特性を適正に補正することは大変である。

本発明の課題は、イコライザやトラップを調整することなく、伝送信号の周波数特性を適正に補正することのできる伝送システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、一側に送信端を他側に受信端をそれぞれ有する第１の伝送線路と、一側に送信端を他側に受信端をそれぞれ有するとともに、特性インピーダンスが前記第１の伝送線路の特性インピーダンスに等しい第２の伝送線路とを備え、前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路とは受信端で互いに連結され、前記第１の伝送線路の送信端は該伝送線路の特性インピーダンスで送信装置に接続され、前記第２の伝送線路の送信端は該伝送線路の特性インピーダンスで終端され、前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路との連結点に、前記第１・第２の伝送線路の各特性インピーダンスよりも大きな入力インピーダンスを有する受信装置が接続されたことを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、一側に送信端を他側に受信端をそれぞれ有する第１の伝送線路と、前記第１の伝送線路の受信端に連結され、特性インピーダンスが前記第１の伝送線路の特性インピーダンスに等しい第２の伝送線路とを備え、前記第１の伝送線路の送信端は該伝送線路の特性インピーダンスで送信装置に接続され、前記第２の伝送線路は、受信端に対して反対側の自由端が該伝送線路の特性インピーダンスで終端され、前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路との連結点に、前記第１・第２の伝送線路の各特性インピーダンスよりも大きな入力インピーダンスを有する受信装置が接続されたことを特徴としている。

上記各構成によれば、第１の伝送線路によって伝送信号が伝送されるとともに、第２の伝送線路によって周波数特性が補正される。

請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路は並設されていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１又は２において、前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路は長さが同じであることを特徴としている。

本発明によれば、イコライザやトラップを調整することなく、伝送信号の周波数特性を適正に補正することのできる伝送システムを実現することができる。

以下、本発明の実施例について図面に従って説明する。

図１は、本発明に係る伝送システムの全体構成図である。この伝送システムは、一側の送信端１Ａが送信部に、他側の受信端１Ｂが受信部にそれぞれ配設された第１の同軸ケーブル（第１の伝送線路）１と、一側の送信端２Ａが送信部に、他側の受信端２Ｂが受信部にそれぞれ配設された第２の同軸ケーブル（第２の伝送線路）２とを備えている。

ここで、第１の同軸ケーブル１及び第２の同軸ケーブル２は並設され、それぞれの特性インピーダンスＺ０は互いに等しく設定されている。また、第１の同軸ケーブル１及び第２の同軸ケーブル２は長さが互いに等しく設定されている。

第１の同軸ケーブル１は中心に芯線３を、芯線３の外側に外皮（図示省略）をそれぞれ有し、また、第２の同軸ケーブル２は中心に芯線４を、芯線４の外側に外皮（図示省略）をそれぞれ有している。そして、第１の同軸ケーブル１及び第２の同軸ケーブル２は、それぞれの受信端１Ｂ，２Ｂにおいて、芯線３と芯線４とが互いに連結されている。なお、第１の同軸ケーブル１の前記外皮は、送信端１Ａ及び受信端１Ｂにおいて接地されている。同様に、第２の同軸ケーブル２の前記外皮は、送信端２Ａ及び受信端２Ｂにおいて接地されている。

また、第１の同軸ケーブル１の芯線３は、送信端１Ａ側において、同軸ケーブル１の特性インピーダンスＺ０で送信装置５に接続されている。具体的には、第１の同軸ケーブル１の芯線３は、抵抗Ｒ１を介して送信装置５の一側端子に接続され、この送信装置５の他側端子は接地されている。送信装置５は交流信号を出力する。

さらに、第２の同軸ケーブル２の芯線４は、送信端２Ａ側において、同軸ケーブル２の特性インピーダンスＺ０で終端されている。具体的には、第２の同軸ケーブル２の芯線４は、抵抗Ｒ２を介して接地されている。

また、本実施例においては、第１の同軸ケーブル１の芯線３と第２の同軸ケーブル２の芯線４との連結点Ｃに、第１・第２の同軸ケーブル１，２の特性インピーダンスＺ０よりも大きな入力インピーダンスを有する受信装置６が接続される。なお、受信装置６の入力インピーダンスは、第１・第２の同軸ケーブル１，２の各受信端１Ｂ，２Ｂ側における周波数特性をユーザが所望する周波数特性とする大きさに設定されている。

次に、本実施例における伝送システムの作用について説明する。

伝送部の同軸ケーブル１，２としては同じ規格のケーブルが用いられている。送信装置５の出力は同軸ケーブル１の特性インピーダンスＺ０で整合されているのでＲ１＝Ｚ０であり、また同軸ケーブル２の送信部側での終端抵抗は、同様に特性インピーダンスＺ０で整合されているのでＲ２＝Ｚ０である。

受信部側での同軸ケーブル１，２の接続、つまり連結点Ｃを含む部分における芯線３と芯線４の長さは、伝送部の長さに対して十分に短く、この部分の特性インピーダンスの乱れはシステム全体に影響しないように設定されている。

上記条件では、同軸ケーブル１，２の損失の周波数特性は各芯線３，４を流れる電流の表皮効果によって生じるものが支配的となり、そのときの芯線３，４の抵抗Ｒは、
Ｒ＝ｋ＊（Ｌ／ｒ）＊√ｆ ・・・・・・（１）
で近似できる。ここで、Ｌは同軸ケーブルの長さ、ｒは芯線の半径、ｆは周波数、ｋは定数である。

第１の同軸ケーブル１の長さをＬａとすると、第１の同軸ケーブル１の抵抗Ｒａは、
Ｒａ＝ｋ＊（Ｌａ／ｒ）＊√ｆ ・・・・・・（２）
となり、また、第２の同軸ケーブル２の長さをＬｂとすると、第２の同軸ケーブル２の抵抗Ｒｂは、
Ｒｂ＝ｋ＊（Ｌｂ／ｒ）＊√ｆ ・・・・・・（３）
となる。

そして、芯線の抵抗Ｒが上記（１）式で近似できることから、送信部での電圧Ｖ１と受信部での電圧Ｖ２との比Ｖ２／Ｖ１は、
Ｖ２／Ｖ１＝（Ｒｂ＋Ｒ２）／（Ｒａ＋Ｒ１＋Ｒｂ＋Ｒ２） ・・・・・・（４）
である。

今、送信部から受信部へ信号を伝送する際、同種類の２本の同軸ケーブル１，２を設置し、図１のように結線すれば、Ｒａ＝Ｒｂ、またＲ１＝Ｒ２＝Ｚ０であるから、上記（４）式より、Ｖ２／Ｖ１＝１／２となる。つまり、周波数特性を持たない伝送線路を実現できることになる。

受信装置６においてＶ２の入力は無限大の終端を想定しているが、実際には、特性インピーダンスＺ０の３倍から１０倍以上のインピーダンスで終端されれば伝送特性への影響は少ない。

本実施例によれば、第１の同軸ケーブル１によって伝送信号が伝送されるとともに、第２の同軸ケーブル２によって周波数特性を適正に補正することができる。

図２は実施例２を示している。本実施例では、第２の同軸ケーブル２全体が受信部側に配設されている。そして、受信端２Ｂに対して反対側の自由端２Ｃ側において、第２の同軸ケーブル２の芯線４は、同軸ケーブル２の特性インピーダンスＺ０で終端されている。具体的には、第２の同軸ケーブル２の芯線４は、抵抗Ｒ２を介して接地されている。なお、実際には、第２の同軸ケーブル２は受信部側にコイル状に巻かれて設置されることになる。他の構成は実施例１の場合と同様である。

本実施例の場合も、Ｖ２／Ｖ１＝１／２となり、周波数特性を持たない伝送線路を実現することができる。

なお、上記実施例１及び実施例２では、第１の伝送線路として第１の同軸ケーブル１が、第２の伝送線路として第２の同軸ケーブル２がそれぞれ配設された伝送システムの一例を示したが、第１・第２の伝送線路としてツイストペアケーブルを配設することもできる。さらに、本発明はストリップライン等にも適用できる。

また、特性インピーダンスＺ０が同じであれば、第１の同軸ケーブル１の長さと第２の同軸ケーブル２の長さが異なっていてもよい。

実施例１による伝送システムの全体構成図である。 実施例２による伝送システムの全体構成図である。

符号の説明

１ 第１の同軸ケーブル（第１の伝送線路）
１Ａ 送信端
１Ｂ 受信端
２ 第２の同軸ケーブル（第２の伝送線路）
２Ａ 送信端
２Ｂ 受信端
２Ｃ 自由端
３，４ 芯線
５ 送信装置
６ 受信装置

Claims (4)

1. 一側に送信端を他側に受信端をそれぞれ有する第１の伝送線路と、一側に送信端を他側に受信端をそれぞれ有するとともに、特性インピーダンスが前記第１の伝送線路の特性インピーダンスに等しい第２の伝送線路とを備え、
   前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路とは受信端で互いに連結され、前記第１の伝送線路の送信端は該伝送線路の特性インピーダンスで送信装置に接続され、前記第２の伝送線路の送信端は該伝送線路の特性インピーダンスで終端され、
   前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路との連結点に、前記第１・第２の伝送線路の各特性インピーダンスよりも大きな入力インピーダンスを有する受信装置が接続されたことを特徴とする伝送システム。
2. 一側に送信端を他側に受信端をそれぞれ有する第１の伝送線路と、前記第１の伝送線路の受信端に連結され、特性インピーダンスが前記第１の伝送線路の特性インピーダンスに等しい第２の伝送線路とを備え、
   前記第１の伝送線路の送信端は該伝送線路の特性インピーダンスで送信装置に接続され、前記第２の伝送線路は、受信端に対して反対側の自由端が該伝送線路の特性インピーダンスで終端され、
   前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路との連結点に、前記第１・第２の伝送線路の各特性インピーダンスよりも大きな入力インピーダンスを有する受信装置が接続されたことを特徴とする伝送システム。
3. 前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路は並設されていることを特徴とする請求項１に記載の伝送システム。
4. 前記第１の伝送線路と前記第２の伝送線路は長さが同じであることを特徴とする請求項１又は２に記載の伝送システム。

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