JP2018137090A

JP2018137090A - Ｄｍｘ通信システム

Info

Publication number: JP2018137090A
Application number: JP2017029961A
Authority: JP
Inventors: 稔松本; Minoru Matsumoto; 賢仁司城; Katahito Tsukasaki
Original assignee: Eye Lighting Systems Corp
Current assignee: Eye Lighting Systems Corp
Priority date: 2017-02-21
Filing date: 2017-02-21
Publication date: 2018-08-30
Anticipated expiration: 2037-02-21
Also published as: JP6818584B2

Abstract

【課題】ＤＭＸ通信システムの受信部における誘導雷対策技術を提供する。【解決手段】ＤＭＸ通信システムは、伝送手段が屋外配置される。ＤＭＸ受信手段１８は、抑制回路２８と受信回路３０を備える。抑制回路２８は、一端が信号線２２に接続され、他端がＧＮＤ線２６に接続されたアレスタＧ１と、Ｇ１より出力側にありＤＭＸ信号線２２に直列接続した抵抗器Ｒ１と、カソードがＲ１の出力側に接続されアノードがＧ１より出力側のＧＮＤ線に接続されたダイオードＺ１を備える。さらに、一端が反転側信号線２４に接続され他端がＧＮＤ線２６に接続された反転側アレスタＧ２と、Ｇ２より出力側にあり反転側信号線２６に直列接続された反転側抵抗器Ｒ２と、カソードがＲ２の出力側に接続されアノードがＧ２より出力側のＧＮＤ線に接続された反転側ダイオードＺ２を備える。Ｒ１とＲ２の抵抗値は１００Ω以上である。【選択図】図３

Description

本発明は照明制御に利用するＤＭＸ通信システム、特にＤＭＸ通信システムの受信回路における誘導雷対策の技術に関する。

ＤＭＸ通信は、米国劇場技術協会（ＵＳＩＴＴ）によって定められたデジタル照明データプロトコルの規格であり、世界中の舞台装置の製造業者等に認識されているものである。ＤＭＸ通信によるデジタル制御は、例えば大規模又は中規模のコンサートホールや屋内舞台演劇に使用されるデジタル照明操作コンソール、コンピュータ処理による変色光、レーザー光のコンピュータ処理によるカラースクローラなどの用途に利用されている。そして近年では、大規模な屋外イベントや高層ビルのライトアップ照明の制御のようなさまざまな用途への利用可能性について注目されている。このようなさまざまな用途においてもＤＭＸ通信システムで適宜対応出来るように、特許文献１ではＤＭＸ通信システム等の高速化および多様なデジタル制御を可能とする各種通信システムに関する技術が開示されている。

特許第４７１８００８号公報

しかしながら、屋外の用途でＤＭＸ通信を使用する場合、例えば大規模な屋外イベントで使用する場合には晴れた日にＤＭＸ通信システムの構築（照明装置の設置およびケーブルの配線等）を行い、その後はすぐに撤収してしまうので通信距離の問題さえクリアできれば問題なく利用できるが、都会の高層ビルのライトアップ照明に利用する場合はＤＭＸ通信システムを一旦構築するとその後はケーブルや受信部等を屋外に設置したままとなる。そのため、一般的な電気機器と同様に、どうしても誘導雷等の影響を受けてしまう恐れがある。

このような雷の影響を回避するために、高層ビルに避雷針を備えることが考えられる（一般的な高層ビルであれば必ず避雷針が設置されている）。しかし、一般的な家庭用住宅のような低い建物であれば必ず避雷針に雷が落ちるが、高層ビルのような環境では避雷針を屋上に設置してもビルの中腹の壁面等に雷が落ちることが多く、このような場合にはＤＭＸ通信システムの特に屋外に設置されているケーブルやＤＭＸ受信部等への誘導雷を避けることは出来ず、ＤＭＸ通信システムによる照明制御は極めて困難である。

本発明は上記従来技術の課題に鑑みて行われたものであって、その目的は、ＤＭＸ通信システムを長期にわたり屋外で使用する用途において、直撃雷および誘導雷からＤＭＸ受信部を保護し、該直撃雷および誘導雷の影響を抑制して安定したデジタル照明制御を可能とするＤＭＸ通信システムを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明にかかるＤＭＸ通信システムは、
照明装置を制御するためのＤＭＸ信号を伝送する伝送手段と、伝送されたＤＭＸ信号を受信するとともに該ＤＭＸ信号を照明装置への制御指令に変換して該照明装置へ制御指令を出力するＤＭＸ受信手段と、を備えたＤＭＸ通信システムであって、
当該ＤＭＸ通信システムは、前記伝送手段が屋外に配置され、
前記伝送手段は、ＤＭＸ信号を正の電圧として伝送するＤＭＸ信号線と、該ＤＭＸ信号線で伝送されるＤＭＸ信号に対して符号を反転させて負の電圧としてＤＭＸ信号を伝送する反転側ＤＭＸ信号線と、前記ＤＭＸ信号線および反転側ＤＭＸ信号線に印加される電圧に対する基準としてのグラウンド線と、を備え、
前記ＤＭＸ受信手段は、誘導雷を抑制するための誘導雷抑制回路、および、該誘導雷抑制回路を介して前記ＤＭＸ信号を受信する受信回路を含み、
前記誘導雷抑制回路は、一端が前記ＤＭＸ信号線に接続され他端が前記グラウンド線に接続されたガスアレスタと、該ガスアレスタよりも出力側に位置し前記ＤＭＸ信号線に直列接続された抵抗器と、カソード端が前記抵抗器の出力側に接続されるとともにアノード端が前記ガスアレスタよりも出力側のグラウンド線に接続されたツェナーダイオードと、
を備え、
さらに前記誘導雷抑制回路は、一端が前記反転側ＤＭＸ信号線に接続され他端が前記グラウンド線に接続された反転側ガスアレスタと、該反転側ガスアレスタよりも出力側に位置し前記反転側ＤＭＸ信号線に直列接続された反転側抵抗器と、カソード端が前記反転側抵抗器の出力側に接続されるとともにアノード端が前記反転側ガスアレスタよりも出力側のグラウンド線に接続された反転側ツェナーダイオードと、を備え、
前記抵抗器および反転側抵抗器のそれぞれのインピーダンスが１００Ω以上であることを特徴とする。

また、本発明にかかるＤＭＸ通信システムは、
前記ガスアレスタと反転側ガスアレスタは、放電開始電圧が等しいことを特徴とする。

また、本発明にかかるＤＭＸ通信システムは、
前記抵抗器に定格電流が流れた時の電圧と前記ツェナーダイオードのツェナー電圧の合計電圧は、前記ガスアレスタの放電開始電圧と等しく、
前記反転側抵抗器に定格電流が流れた時の電圧と前記反転側ツェナーダイオードのツェナー電圧の合計電圧は、前記反転側ガスアレスタの放電開始電圧と等しいことを特徴とする。

また、本発明にかかるＤＭＸ通信システムは、
前記ガスアレスタおよび反転側ガスアレスタは、マイクロギャップ式のアレスタであることを特徴とする。

本発明によれば、前記ＤＭＸ受信部に誘導雷抑制回路を備え、該誘導雷抑制回路に特定構成としてガスアレスタ（および反転側ガスアレスタ）とツェナーダイオード（および反転側ツェナーダイオード）と抵抗器（および反転側抵抗器）を備え、該抵抗器のインピーダンスを１００Ω以上とするシステムにすることで、誘導雷が生じた場合でもガスアレスタを迅速に動作させてツェナーダイオードのツェナー電圧以上の電圧がＤＭＸ受信部（および照明装置）にかかることがなくなるため、屋外に当該ＤＭＸ通信システムを常設した場合でも誘導雷による影響を抑制しながら安定した照明装置のデジタル制御が実現できるＤＭＸ通信システムを提供することができる。

本発明の実施形態に係るＤＭＸ通信システムの概略構成図を示す。本発明の第１実施形態に係るＤＭＸ通信システムの概略設置イメージ図を示す。本発明の実施形態に係るＤＭＸ通信システムにおけるＤＭＸ受信部の概略説明図を示す。本発明の実施形態に係るＤＭＸ通信システムへの誘導雷による電圧波形を示す。本発明の実施形態に係るＤＭＸ通信システムの受信部への誘導雷が抑制されている時の電圧波形を示す。本発明の実施形態に係るＤＭＸ通信システムに終端抵抗を取り付けたＤＭＸ受信部の概略構成図を示す。

以下、本発明のＤＭＸ通信システムについて図面を用いて説明するが、本発明の趣旨を超えない限り何ら以下の例に限定されるものではない。

図１に本発明の実施形態に係るＤＭＸ通信システムの概略構成図を示す。本実施形態におけるＤＭＸ通信とは、１本のデジタルケーブル（平衡信号）で５１２チャンネル分の照明制御データの伝送（ＤＭＸ送信部からＤＭＸ受信部への一方向への伝送）が可能で、また、各チャンネルの信号を２５６段階で制御することができるＤＭＸ５１２のことである。同図に示すＤＭＸ通信システム１０は、デジタル制御信号を入力するための操作卓１２と、該操作卓１２からのデジタル制御信号をＤＭＸ信号に変換して出力するＤＭＸ送信部１４と、該ＤＭＸ送信部１４からの出力信号を伝送するケーブル１６と、伝送されたＤＭＸ送信部１４からの出力信号を受信するとともに照明装置２０への制御指令に変換して該照明装置２０へ制御指令を出力するＤＭＸ受信部１８と、を備えている。

はじめに操作卓１２およびＤＭＸ送信部１４について説明する。まず、ＤＭＸ通信システム１０に接続された照明装置２０の動作パターンを決定する。そして、操作卓１２によって照明装置２０の動作パラメータを設定し、設定された動作パラメータをデジタル制御信号としてＤＭＸ送信部１４へ送信する。操作卓１２は、例えばキーボードやスイッチ等を多数備えたマンマシンインターフェイスである。操作卓１２から出力されたデジタル制御信号はＤＭＸ送信部１４へ到達し、該ＤＭＸ送信部１４によってＤＭＸ信号に変換される。このＤＭＸ信号は、例えばＲＳ４２２やＲＳ４８５等のシリアル通信を利用した平衡信号である。

そして、ＤＭＸ送信部１４によって変換されたＤＭＸ信号は、伝送手段としてのケーブル１６によってＤＭＸ受信部１８へ伝送される。ＤＭＸ信号は平衡信号であることから、ケーブル１６は実際には３本の信号線（２本の信号線とグラウンド線）に分かれている。また、ケーブル１６は、一般的には金属製のワイヤー等である。具体的には、ケーブル１６はＤＭＸ信号を正の電圧（プラスの電圧）としてＤＭＸ受信部１８へ伝送するＤＭＸ信号線２２と、ＤＭＸ信号線２２で伝送されるＤＭＸ信号に対して符号を反転させて負の電圧（マイナスの電圧）としてＤＭＸ信号をＤＭＸ受信部１８へ伝送する反転側ＤＭＸ信号線２４と、ＤＭＸ信号線２２および反転側ＤＭＸ信号線２４に印加されている電圧（正の電圧および負の電圧の両方）に対する電圧値の基準としてのグラウンド線２６から構成されている。また、ケーブル１６には、ＤＭＸ信号線２２と反転側ＤＭＸ信号線２４のそれぞれ逆方向の電流によって発生する磁力を互いに打ち消し合うツイストペア線を使用することが好ましい。これにより、ケーブル１６の線路におけるインダクタンスを減少させることができる。また、ケーブル１６には、例えば屋外で使用できるように防水仕様または防滴仕様などの工夫を施しておくことが好ましい。このような工夫をしておくことで、ＤＭＸ通信システム１０を長期間にわたり屋外に常設させたとしても安定した照明制御が可能となる。

ＤＭＸ送信部１４からのＤＭＸ信号はケーブル１６（ＤＭＸ信号線２２、反転側ＤＭＸ信号線２４、グラウンド線２６）によって伝送されてＤＭＸ受信部１８へと到達し、ＤＭＸ信号はＤＭＸ受信部１８によって照明装置２０への制御指令に変換されて照明装置２０へと送られ、該照明装置２０の安定したデジタル制御が行われる。

ここで、本実施形態におけるＤＭＸ通信システム１０は高層ビルのライトアップ等に利用されるため、実際には、都会の高層ビルが立ち並ぶような場所で使用することとなり、また、ＤＭＸ通信システム１０を構築した後は撤収等をせずにそのまま屋外に設置した状態になる。具体的には図２に示すように、高層ビル２００のライトアップのために屋外である高層ビル２００の壁面等に照明装置２０、ＤＭＸ受信部１８およびケーブル１６を取り付け、屋内に配置した操作卓１２とＤＭＸ送信部１４で照明装置２０のデジタル制御（照明制御）を行うこととなる。つまり、ＤＭＸシステム１０は屋外に定常的に設置された状態であることから、天候次第では例えば高層ビル２００に配線されているケーブル１６等は直撃雷あるいは誘導雷を受けてしまう可能性が高い。

前述のとおり、高層ビル２００に避雷針を備えても、一般的な家庭用住宅のような低い建物であれば必ず避雷針に雷が落ちるが、高層ビル２００のような建物では避雷針を屋上に設置してもビルの中腹の壁面等に雷が落ちることが多く、このような場合にはＤＭＸ通信システムの特に屋外に配線されているケーブルや屋外に設置されているＤＭＸ受信部等への誘導雷を避けることは出来ず、ＤＭＸ通信システム１０による照明装置２０の照明制御は極めて困難となる。

また、一般的には雷対策に利用できる電気素子として、バリスタやツェナーダイオード等が考えられる。しかしながら、単純にツェナーダイオードのみでＤＭＸ受信部１８を保護しようとしても、逆バイアス状態での静電容量が大きく、仮にツェナーダイオードをＤＭＸ受信部１８（またはケーブル１６）に設けた場合には信号波形の高い周波数成分が通過しにくくなり、信号波形がくずれてしまう。また、誘導雷により過度な電流（数千アンペア程度）が流れた場合、ツェナーダイオードが故障し短絡電流が流れてしまう問題があった。同様にバリスタのみでＤＭＸ受信部１８を保護しようとしても、ツェナーダイオードと同様に静電容量が大きいという問題があり、また、動作電圧がＤＭＸ受信部１８の信号電圧ほど低い製品が存在しない。さらにバリスタの場合、動作開始がツェナーダイオードに比べて遅れてしまうという問題が生じてしまう。

そこで、本実施形態におけるＤＭＸ通信システム１０では、ＤＭＸ受信部１８に誘導雷抑制回路を設けることで、誘導雷等の影響を回避できるような構成とすることとした。図３に本発明の実施形態にかかるＤＭＸ通信システム１０におけるＤＭＸ受信部１８の概略説明図を示す。同図に示すＤＭＸ受信部１８は、誘導雷による影響を抑制するための誘導雷抑制回路２８と、ケーブル１６によって伝送されたＤＭＸ送信部１４からの出力信号を受信するとともに照明装置２０への制御指令に変換して該照明装置へ制御指令を出力するＤＭＸ受信回路３０を備えている。

誘導雷抑制回路２８は、一端がＤＭＸ信号線２２に接続され他端がグラウンド線２６に接続されたアレスタＧ１と、該アレスタＧ１よりも出力側に位置しＤＭＸ信号線２２に直列接続された抵抗器Ｒ１と、該抵抗器Ｒ１よりも出力側に位置しカソード側がＤＭＸ信号線２２に接続されアノード側がグラウンド線２６に接続されたツェナーダイオードＺ１と、を備えている。また、誘導雷抑制回路２８は、一端が反転側ＤＭＸ信号線２４に接続され他端がグラウンド線２６に接続された反転側アレスタＧ２と、該反転側アレスタＧ２よりも出力側に位置し反転側ＤＭＸ信号線２４に直列接続された反転側抵抗器Ｒ２と、該反転側抵抗器Ｒ２よりも出力側に位置しカソード側が反転側ＤＭＸ信号線２４に接続されアノード側がグラウンド線２６に接続された反転側ツェナーダイオードＺ２と、を備えている。反転側アレスタＧ２と反転側抵抗器Ｒ２と反転側ツェナーダイオードは、グラウンド線２６に対してアレスタＧ１と抵抗器Ｒ１とツェナーダイオードＺ１の構成位置とは反転した回路構成となっている。また、本実施形態におけるＤＭＸ通信システム１０ではＤＭＸ受信部１８が誘導雷抑制回路２８を備えているが、ケーブル１６が誘導雷抑制回路２８を有するような構成としても良い。

アレスタＧ１および反転側アレスタＧ２は、ガスアレスタであることが好ましく、特に好ましくはマイクロギャップ式のアレスタ（またはアブソーバ）であることが好適である。マイクロギャップ式のアレスタ（またはアブソーバ）を使用することで、内部ガスが活性化していない状態において動作時間が遅れる問題を解決できる。さらにアレスタＧ１と反転側アレスタＧ２の放電開始電圧が等しいことが好ましい。また、ツェナーダイオードＺ１および反転側ツェナーダイオードＺ２のツェナー電圧は、ＤＭＸ受信回路３０の電源電圧と同等、またはＤＭＸ受信回路３０の信号電圧以上、電源電圧以下のものを使用する。このようなツェナー電圧特性を有するツェナーダイオードＺ１および反転側ツェナーダイオードＺ２を使用することで、ＤＭＸ受信回路３０を適切に保護することができる。また、本実施形態における抵抗器Ｒ１および反転側抵抗器Ｒ２のインピーダンス（抵抗値）は、それぞれ１００Ω以上のものを使用する。一般的に、ＤＭＸ受信部１８（またはＤＭＸ受信回路３０）の入力インピーダンスは１２ｋΩ程度であり、抵抗器Ｒ１および反転側抵抗器Ｒ２にそれぞれ１００Ωから３ｋΩ程度の抵抗を使用しても受信動作には影響を与えない。このようなことを考慮して、実際の誘導雷抑制回路２８に使用する抵抗器Ｒ１および反転側抵抗器Ｒ２のインピーダンスはそれぞれ２ｋΩ程度であることが好ましい。このような高インピーダンス（高抵抗値）の抵抗器Ｒ１および反転側Ｒ２は、アレスタＧ１および反転側アレスタＧ２の迅速な作動に利用される。

また、抵抗器（Ｒ１、Ｒ２）とツェナーダイオード（Ｚ１、Ｚ２）の逆バイアス時の静電容量との時定数が、ＤＭＸ信号の周波数（ｂｐｓ）の１１倍より小さいことが望ましい。例えば数ｋΩの高い抵抗値を通してツェナーダイオード（Ｚ１、Ｚ２）の逆バイアス時の静電容量をＤＭＸ信号線（ＤＭＸ信号線２２、反転側ＤＭＸ信号線２４）に接続している場合には、信号線からはツェナーダイオード（Ｚ１、Ｚ２）の静電容量による影響を無視することができる（終端抵抗の値と同じ値の伝送路の特性インピーダンス１２０Ωに対して、数ｋΩの抵抗値は十分に大きく、したがって、数ｋΩの抵抗値を通して接続されている静電容量による影響は無視することができる）。そして、誘導雷抑制回路２８の実際の動作については発生する誘導雷ごとに図３を用いて以下で説明する。

ＤＭＸ信号線とグラウンド線間の誘導雷電圧抑制について
ＤＭＸ信号線２２とグラウンド線２６間に、ＤＭＸ信号線２２をプラス側として誘導雷電圧が印加された場合には図４に示すような誘導雷電圧が発生する。するとツェナーダイオードＺ１の電圧が上昇し、該ツェナーダイオードＺ１のツェナー電圧を超えるとツェナー電流Ｉ１ａが流れ始める。さらに誘導雷電圧が上昇すると、ツェナー電流Ｉ１ａが増加する。このように、誘導雷発生の初期段階においては、ツェナーダイオードＺ１が迅速に作動するのでツェナーダイオードＺ１の両端にかかる電圧の上昇を抑えてＤＭＸ受信回路３０を保護する。そして、ツェナーダイオードＺ１のツェナー電圧と抵抗器Ｒ１の端子間電圧の合計電圧がアレスタＧ１の放電開始電圧を超えると、該アレスタＧ１が放電を開始し、アレスタ電流Ｉ１ｂが流れ始める。その後、アレスタＧ１は、グロー放電からアーク放電に移行して誘導雷電流Ｉ１の原因となった誘導雷による電力が消失されるまでアレスタ電流Ｉ１ｂは流れ続けることとなる。アレスタＧ１によるアーク放電の期間は、図５に示すように誘導雷電圧が急激に下がることからツェナーダイオードＺ１の両端にかかる電圧はツェナーダイオードＺ１のツェナー電圧を超えることはなく、ＤＭＸ受信回路３０に対する誘導雷による影響を抑制することができる。このように、抵抗器Ｒ１に定格電流（または抵抗器Ｒ１が破損せずに耐えられる電流）を流した時の電圧とツェナーダイオードＺ１のツェナー電圧の合計電圧をアレスタＧ１の放電開始電圧と等しくすることで、ＤＭＸ受信回路３０に対する誘導雷の影響を抑制することができる。また、このような回路構成とすることで耐圧の低いツェナーダイオードＺ１を利用して該ツェナーダイオードＺ１の静電容量を小さくすることができるので、ＤＭＸ信号の信号波形の高い周波数成分の通過を妨げることはなくなる。そして、ツェナーダイオードＺ１に過度な電流が流れることもなくなるので、誘導雷によりツェナーダイオードＺ１が破損することもなくなる。

次にＤＭＸ信号線２２とグラウンド線２６間に、ＤＭＸ信号線２２をマイナス側として誘導雷電圧が印加された場合について説明する。この場合には、ＤＭＸ信号線２２をマイナス側（グラウンド線２６がプラス側）として図４に示すような誘導雷電圧が発生する。すると、ツェナーダイオードＺ１は導通し、−Ｉ１ａが流れ始める。さらに誘導雷電圧が上昇すると−Ｉ１ａが増加する。そして、ツェナーダイオードＺ１の順方向電圧と抵抗器Ｒ１の端子間電圧の合計電圧がアレスタＧ１の放電開始電圧を超えると、該アレスタＧ１が放電を開始し、−Ｉ１ｂが流れ始め、その後、アレスタＧ１はグロー放電からアーク放電に移行して誘導雷電流Ｉ１の原因となった誘導雷による電力が消失されるまで−Ｉ１ｂは流れ続ける。この期間は、ＤＭＸ信号線２２とグラウンド線２６間は導通状態（Ｚ１の順方向電圧）であることから、ＤＭＸ受信回路３０が故障することはない。

反転側ＤＭＸ信号線とグラウンド線間の誘導雷電圧抑制について
次に反転側ＤＭＸ信号線２４とグラウンド線２６間に、反転側ＤＭＸ信号線２４をプラス側として誘導雷電圧が印加された場合について説明する。この場合には、反転側ＤＭＸ信号線２４をプラス側（グラウンド線２６がマイナス側）として図４に示すような誘導雷電圧が発生する。すると、反転側ツェナーダイオードＺ２の電圧が上昇し、該反転側ツェナーダイオードＺ２のツェナー電圧を超えると反転側ツェナー電流Ｉ２ａが流れ始める。さらに誘導雷電圧が上昇すると、反転側ツェナー電流Ｉ２ａが増加する。そして、反転側ツェナーダイオードＺ２のツェナー電圧と反転側抵抗器Ｒ２の端子間電圧の合計電圧が反転側アレスタＧ２の放電開始電圧を超えると、該反転側アレスタＧ２が放電を開始し、反転側アレスタ電流Ｉ２ｂが流れ始める。その後、反転側アレスタＧ２は、グロー放電からアーク放電に移行して反転側誘導雷電流Ｉ２の原因となった誘導雷による電力が消失されるまで反転側アレスタ電流Ｉ２ｂが流れ続けることとなる。反転側アレスタＧ２によるアーク放電の期間はアレスタＧ１で説明したのと同様に、図５に示すように誘導雷電圧が急激に下がることからＤＭＸ受信回路３０への電圧は反転側ツェナーダイオードＺ２のツェナー電圧を超えることはなく、ＤＭＸ受信回路３０に対する誘導雷による影響を抑制することができる。このように、反転側抵抗器Ｒ２に定格電流（または反転側抵抗器Ｒ２が破損せずに耐えられる電流）を流した時の電圧と反転側ツェナーダイオードＺ２のツェナー電圧の合計電圧が反転側アレスタＧ２の放電開始電圧と等しくすることで、ＤＭＸ受信回路３０に対する誘導雷を抑制することができる。つまり、ツェナーダイオードＺ２が壊れる前にアレスタＧ２が作動すればＤＭＸ受信回路３０を誘導雷による影響から適切に保護することができる。

次に反転側ＤＭＸ信号線２４とグラウンド線２６間に、反転側ＤＭＸ信号線２４をマイナス側として誘導雷電圧が印加された場合について説明する。この場合には、反転側ＤＭＸ信号線２４をマイナス側（グラウンド線２６がプラス側）として図４に示すような誘導雷電圧が発生する。すると、反転側ツェナーダイオードＺ２は導通し、−Ｉ２ａが流れ始める。さらに誘導雷電圧が上昇すると−Ｉ２ａが増加する。そして、反転側ツェナーダイオードＺ２の順方向電圧と反転側抵抗器Ｒ２の端子間電圧の合計電圧が反転側アレスタＧ２の放電開始電圧を超えると、該反転側アレスタＧ２が放電を開始し、−Ｉ２ｂが流れ始め、その後、反転側アレスタＧ２はグロー放電からアーク放電に移行して反転側誘導雷電流Ｉ２の原因となった誘導雷による電力が消失されるまで−Ｉ２ｂが流れることから、ＤＭＸ受信回路３０が故障することはない。

ＤＭＸ信号線と反転側ＤＭＸ信号線間の誘導雷電圧抑制について
次にＤＭＸ信号線２２と反転側ＤＭＸ信号線２４間に、ＤＭＸ信号線２２をプラス側として誘導雷電圧が印加された場合について説明する。この場合には、ＤＭＸ信号線２２をプラス側（反転側ＤＭＸ信号線２４がマイナス側）として図４に示すような誘導雷電圧が発生する。すると、ツェナーダイオードＺ１の電圧が上昇し、該ツェナーダイオードＺ１のツェナー電圧を超えるとツェナー電流Ｉ１ａと反転側ツェナー電流Ｉ２ａ（−Ｉ１ａ）が流れ始める。さらに誘導雷電圧が上昇すると、ツェナー電流Ｉ１ａが増加する。そして、ツェナーダイオードＺ１のツェナー電圧と反転側ツェナーダイオードＺ２の順方向電圧と抵抗器Ｒ１および反転側抵抗器Ｒ２の端子間電圧の合計電圧がアレスタＧ１および反転側アレスタＧ２の放電開始電圧の合計を超えると、該アレスタＧ１と反転側アレスタＧ２が放電を開始し、アレスタ電流Ｉ１ｂと反転側アレスタ電流Ｉ２ｂ（−Ｉ１ｂ）が流れ始める。その後、アレスタＧ１と反転側アレスタＧ２は、グロー放電からアーク放電に移行して誘導雷電流Ｉ１と反転側誘導雷電流Ｉ２（−Ｉ１）の原因となった誘導雷による電力が消失されるまでＩ１ｂとＩ２ｂ（−Ｉ１ｂ）が流れ続けることとなる。アレスタＧ１と反転側アレスタＧ２によるアーク放電の期間では上述したとおり、図５に示すように誘導雷電圧が急激に下がることから反転側ツェナーダイオードの両端にかかる電圧は反転側ツェナーダイオードＺ２のツェナー電圧を超えることはなく、また、ＤＭＸ信号線２２とグラウンド線２６間は導通状態（Ｚ１の順方向電圧）であることから、ＤＭＸ受信回路３０に対する誘導雷による影響を抑制することができる。

次にＤＭＸ信号線２２と反転側ＤＭＸ信号線２４間に、ＤＭＸ信号線２２をマイナス側として誘導雷電圧が印加された場合について説明する。この場合には、ＤＭＸ信号線２２をマイナス側（反転側ＤＭＸ信号線２４がプラス側）として図４に示すような誘導雷電圧が発生する。すると、反転側ツェナーダイオードＺ２の電圧が上昇し、該反転側ツェナーダイオードＺ２のツェナー電圧を超えると反転側ツェナー電流Ｉ２ａとツェナー電流Ｉ１ａ（−Ｉ２ａ）が流れはじめる。さらに誘導雷電圧が上昇すると、反転側ツェナー電流Ｉ２ａが増加する。そして、ツェナーダイオードＺ１の順方向電圧および反転側ツェナーダイオードＺ２のツェナー電圧と反転側抵抗器Ｒ２および抵抗器Ｒ１の端子間電圧の合計電圧が、アレスタＧ１および反転側アレスタＧ２の放電開始電圧の合計を超えると、該アレスタＧ１と反転側アレスタＧ２が放電を開始し、反転側アレスタ電流Ｉ２ｂとアレスタ電流Ｉ１ｂ（−Ｉ２ｂ）が流れ始める。その後、アレスタＧ１と反転側アレスタＧ２は、グロー放電からアーク放電に移行して反転側誘導雷電流Ｉ２と誘導雷電流Ｉ１（−Ｉ２）の原因となった誘導雷による電力が消失されるまで反転側アレスタ電流Ｉ２ｂとアレスタ電流Ｉ１ｂ（−Ｉ２ｂ）が流れ続けることとなり、誘導雷による影響を抑制することができる。

そして、図６には本発明の実施形態にかかるＤＭＸ通信システムに終端抵抗を取り付けたＤＭＸ受信部の概略構成図を示す。図６に示すように、ＤＭＸ受信部１８（またはケーブル１６の末端）に終端抵抗Ｒ０（１２０Ω程度）を取り付けても、本発明に係る誘導雷抑制回路２８は上記と同様の効果を発揮することができる。したがって、終端抵抗Ｒ０を接続することで、回路上の波形は進行波となり、反射波によるスタンデング・ウェーブは発生しなくなり、且つ、誘導雷を抑制した安定したＤＭＸ通信による照明制御を実現することができる。

また、本実施形態におけるＤＭＸ通信システム１０では、誘導雷の抑制をメインにして説明したが、ＤＭＸ受信部１４（またはケーブル１６）に直撃雷があった場合にも、本実施形態の誘導雷抑制回路２８は同様の効果、または上記説明に近い効果を発揮することができる。

１０ＤＭＸ通信システム
１２操作卓
１４ＤＭＸ送信部
１６ケーブル
１８ＤＭＸ受信部
２０照明装置
２２ＤＭＸ信号線
２４反転側ＤＭＸ信号線
２６グラウンド線
２８誘導雷抑制回路
３０ＤＭＸ受信回路
２００高層ビル
Ｇ１アレスタ
Ｇ２反転側アレスタ
Ｚ１ツェナーダイオード
Ｚ２反転側ツェナーダイオード
Ｒ１抵抗器
Ｒ２反転側抵抗器
Ｒ０終端抵抗

Claims

照明装置を制御するためのＤＭＸ信号を伝送する伝送手段と、伝送されたＤＭＸ信号を受信するとともに該ＤＭＸ信号を照明装置への制御指令に変換して該照明装置へ制御指令を出力するＤＭＸ受信手段と、を備えたＤＭＸ通信システムであって、
当該ＤＭＸ通信システムは、前記伝送手段が屋外に配置され、
前記伝送手段は、ＤＭＸ信号を正の電圧として伝送するＤＭＸ信号線と、該ＤＭＸ信号線で伝送されるＤＭＸ信号に対して符号を反転させて負の電圧としてＤＭＸ信号を伝送する反転側ＤＭＸ信号線と、前記ＤＭＸ信号線および反転側ＤＭＸ信号線に印加される電圧に対する基準としてのグラウンド線と、を備え、
前記ＤＭＸ受信手段は、誘導雷を抑制するための誘導雷抑制回路、および、該誘導雷抑制回路を介して前記ＤＭＸ信号を受信する受信回路を含み、
前記誘導雷抑制回路は、一端が前記ＤＭＸ信号線に接続され他端が前記グラウンド線に接続されたガスアレスタと、該ガスアレスタよりも出力側に位置し前記ＤＭＸ信号線に直列接続された抵抗器と、カソード端が前記抵抗器の出力側に接続されるとともにアノード端が前記ガスアレスタよりも出力側のグラウンド線に接続されたツェナーダイオードと、
を備え、
さらに前記誘導雷抑制回路は、一端が前記反転側ＤＭＸ信号線に接続され他端が前記グラウンド線に接続された反転側ガスアレスタと、該反転側ガスアレスタよりも出力側に位置し前記反転側ＤＭＸ信号線に直列接続された反転側抵抗器と、カソード端が前記反転側抵抗器の出力側に接続されるとともにアノード端が前記反転側ガスアレスタよりも出力側のグラウンド線に接続された反転側ツェナーダイオードと、を備え、
前記抵抗器および反転側抵抗器のそれぞれのインピーダンスが１００Ω以上であることを特徴とするＤＭＸ通信システム。
請求項１に記載のＤＭＸ通信システムであって、
前記ガスアレスタと反転側ガスアレスタは、放電開始電圧が等しいことを特徴とするＤＭＸ通信システム。
請求項１および請求項２のいずれかに記載のＤＭＸ通信システムであって、
前記抵抗器に定格電流が流れた時の電圧と前記ツェナーダイオードのツェナー電圧の合計電圧は、前記ガスアレスタの放電開始電圧と等しく、
前記反転側抵抗器に定格電流が流れた時の電圧と前記反転側ツェナーダイオードのツェナー電圧の合計電圧は、前記反転側ガスアレスタの放電開始電圧と等しいことを特徴とするＤＭＸ通信システム。
請求項１から請求項３のいずれかに記載のＤＭＸ通信システムであって、
前記ガスアレスタおよび反転側ガスアレスタは、マイクロギャップ式のアレスタであることを特徴とするＤＭＸ通信システム。