JP3530294B2 - 放送装置 - Google Patents

放送装置

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    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

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  • Amplifiers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0004】
【発明の属する技術分野】
【0005】この発明は放送装置に関し、特に 病院、
非常電話等の業務用に適した放送装置に係わる。
【従来の技術】
【0006】従来から、放送装置として図4に示す主装
置M2およびスピーカ子機S2を備えたシステム構成例が提
案されている。
【0007】主装置M2は、パワーアンプ回路AMPおよび
送信側ライントランスTM2を有している。パワーアンプ
回路AMPには、入力端子PM24(放送信号としての音声信
号SG21)がコンデンサCM11を介して入力側に接続されて
いる。パワーアンプ回路AMPには、電源端子PM23、GN
D端子PM25が接続される。パワーアンプ回路AMPの出力
側は、直流カットコンデンサCM12を介して送信側ライン
トランスTM2の一次側の一方の端子PTM21に接続され、送
信側ライントランスTM2のもう一方の端子PTM22がGND
端子PM25に接続され、二次側の端子PTM23、PTM24がそれ
ぞれ出力端子PM21、PM22を介してケーブルL1、L2に接続
される。
【0008】子機S2は、受信側ライントランスTS2およ
び拡声スピーカSP2とを有する。受信側ライントランスT
S2はケーブルL1、L2に入力端子PS21、PS22を介して一次
側の端子PTS21、PTS22がそれぞれ接続され、受信側ライ
ントランスTS2の二次側端子PTS23、PTS24は拡声スピー
カSP2に接続される。なお、ここでマイクロフォンおよ
びマイクアンプ回路の回路構成の説明は省略する。
【0009】この放送装置において、主装置M2の端子PM
24より入力された音声信号SG21は、コンデンサCM11で直
流成分を除去されパワーアンプ回路AMPに入力される。
パワーアンプ回路AMPで音声信号SG21を電力増幅し、コ
ンデンサCM12を介して送信側ライントランスTM2を駆動
する。音声信号SG21は、送信側ライントランスTM2でイ
ンピ−タンス変換(レベル変換)され出力端子PM21、PM
22を介してケーブルL1、L2へベースバンドの放送信号SG
4として出力される。
【0010】なお、ここでマイクロフォンおよびマイク
アンプ回路の作用の説明は省略する。
【0011】子機S2はケーブルL1、L2より入力端子PS2
1、PS22を介して放送信号を受信し、受信側ライントラ
ンスTS2でインピータンス変換(レベル変換)したの
ち、拡声スピーカSP2より音響信号に変換し音声信号SG5
を出力する。
【発明が解決しようとする課題】
【0012】このような放送装置では、ベースバンドの
音声信号をライントランスを介して送受するのでライン
トランスが大きくなる。また、主装置はアナログ信号を
増幅するので電力損失が大きい等の難点があった。
【0013】本発明はライントランスを小型にでき、増
幅回路の電力損失を低減し、子機側で電力損失を低減で
き、子機の回路を簡素化できる放送装置を提供すること
を目的としている。
【0014】本発明は子機側に電源も供給できる放送装
置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0015】前述した目的を達成するため、本発明の放
送装置は、入力されたベースバンド音声信号から搬送周
波数クロック信号によりPWM変調信号を生成するPW
M変調回路、PWM変調信号から搬送周波数クロック信
号により4相の駆動信号を生成出力する駆動信号発生回
路、駆動信号により制御される4個のFET素子、FE
T素子により駆動され2本のケーブルに放送信号を出力
する送信側ライントランスを有する主装置と、ケーブル
に接続された受信側ライントランス、受信側ライントラ
ンスより放送信号の極性に応じてスイッチングされる2
個のFET素子、FET素子により駆動されPWM変調
信号を復調する拡声スピーカを有する子機とを備えた
とにより送信側ライントランス、受信側ライントランス
に流れる電流の向きを搬送クロック信号の周期で交互に
切り替えて送信側ライントランス、受信側ライントラン
スが飽和するのを防止するとともに、2個のFET素子
が交互にオン状態となり拡声スピーカに同じ向きに電流
が流れるものである。
【0016】この放送装置の主装置において、入力され
たベースバンド音声信号は搬送周波数クロック信号によ
りPWM変調回路によりPWM変調信号が生成される。
駆動信号発生回路はPWM変調信号から搬送周波数クロ
ック信号により4相の駆動信号を生成出力する。
【0017】送信側ライントランスは駆動信号により制
御される主装置の4個のFET素子により駆動され2本
のケーブルに放送信号を出力する。
【0018】この放送装置の子機において、ケーブルに
接続された受信側ライントランスより放送信号の極性に
応じて子機の2個のFET素子がスイッチングされ、拡
声スピーカはこの2個のFET素子により駆動されPW
M変調信号を復調する。
【0019】さらに、この放送装置では、子機側に2個
のFET素子から電源回路により電源も供給される。
【発明の実施の形態】
【0020】以下、本発明による放送装置をその好まし
い実施形態例を示す図面を参照して詳述する。
【0021】本発明による放送装置のシステム構成例を
図1に示す。放送装置は主装置M1とスピーカ子機S1とを
備えている。
【0022】主装置M1は、入力されたベースバンド音声
信号SG11が搬送周波数クロック発生回路M13からの搬送
周波数クロック信号SG13によりPWM変調信号SG12を生
成するPWM変調回路M11、PWM変調信号SG12から搬
送周波数クロック信号SG13により4相の駆動信号SG14、
SG17、SG15、SG16を生成出力する駆動信号発生回路M1
2、駆動信号SG14、SG17、SG15、SG16により制御される
4個のFET素子QM11、QM12、QM13、QM14、FET素子
QM11、QM12、QM13、QM14により駆動され2本のケーブル
LN1、LN2に放送信号SG3を出力する送信側ライントラン
スTM1を有する。
【0023】PWM変調回路M11には入力端子PM14(ベ
ースバンド音声信号SG11)が接続される。PWM変調回
路M11の出力側(PWM変調信号SG12)は駆動信号発生
回路M12に接続される。PWM変調回路M11および駆動信
号発生回路M12に搬送周波数クロック信号SG13が搬送ク
ロック発生回路M13から供給される。
【0024】駆動信号発生回路M12の出力側(駆動信号S
G14)および出力側(駆動信号SG17)はFET素子QM11
のゲート端子およびFET素子QM12のゲート端子に接続
される。駆動信号発生回路M12の出力側(駆動信号SG1
5)および出力側(駆動信号SG16)はFET素子QM13の
ゲート端子およびFET素子QM14のゲート端子に接続さ
れる。FET素子QM11のソース端子およびFET素子QM
12のドレイン端子が送信側ライントランスTM1の一次側
端子PTM14と接続され、FET素子QM13のソース端子お
よびFET素子QM14のドレイン端子が送信側ライントラ
ンスTM1の一次側端子PTM13と接続される。
【0025】FET素子QM11とFET素子QM13のドレイ
ン端子は電源ラインV1(+)を介して端子PM13と接続され
る。FET素子QM12とFET素子QM14のソース端子はG
NDラインV1(-)を介して端子PM15と接続される。送信
側ライントランスTM1の二次側端子PTM11、PTM12はそれ
ぞれ出力端子PM11、PM12を介してケーブルLN1、LN2と接
続される。
【0026】スピーカ子機S1は、ケーブルLN1、LN2に接
続された受信側ライントランスTS1、受信側ライントラ
ンスTS1より放送信号SG3の極性に応じてスイッチングさ
れる2個のFET素子QS11、QS12、FET素子QS11、QS
12により駆動されPWM変調信号SG12を復調する拡声ス
ピーカSP1を有する。
【0027】また、スピーカ子機S1は、FET素子QS1
1、QS12からDC電源を供給する3端子レギュレータか
ら成る電源回路S11を有している。
【0028】受信側ライントランスTS1は各一次側端子P
TS11、PTS12が入力端子PS11、PS12を介してケーブルLN
1、LN2と接続される。
【0029】FET素子QS11のゲート端子は受信側ライ
ントランスTS1の二次側端子PTS13と接続される。FET
素子QS12のゲート端子は受信側ライントランスTS1の二
次側端子PTS17と接続される。FET素子QS11のソース
端子、FET素子QS12のソース端子はそれぞれ受信側ラ
イントランスTS1の二次側端子PTS14、PTS16にそれぞれ
接続される。拡声スピーカSP1は、カップリングコンデ
ンサCS11を介してFET素子QS11のドレイン端子と受信
側ライントランスTS1の二次側端子PTS15とに接続され
る。
【0030】FET素子QS11のドレイン端子と受信側ラ
イントランスTS1の二次側端子PTS15とには、ET素子QS
11、QS12からDC電源を供給するデカップリングコンデ
ンサCS12、端子レギュレータから成る電源回路S11、デ
カップリングコンデンサCS13が順に接続されている。電
源回路S11は(+)端子PS13、GND端子である端子PS14
に接続される。
【0031】このように構成された本発明の放送装置の
動作を図2を参照して説明すると、主装置M1の入力端子
PM14に入力されたベースバンドの音声信号SG11は、PW
M変調回路M11により、搬送クロック発生回路M13からの
搬送周波数クロック信号SG13の立ち上がりでサンプリン
グされ、無信号時のデューティが50%のPWM変調信号
SG12に変調される。次に、駆動信号発生回路M12によっ
て、各FET素子QM11、QM12、QM13、QM14を駆動する4
相の駆動信号SG14、SG17、SG15、SG16(例えば、50K
Hz)を生成出力する。
【0032】図2において、主装置M1において、FET
素子QM11、QM13を駆動する駆動信号SG14、SG15は、PW
M変調信号SG12を搬送周波数クロック発生回路M13から
の搬送周波数クロック信号SG13の周期で交互に出力す
る。またFET素子QM14、QM12を駆動する駆動信号SG1
6、SG17はFET素子QM11、QM13を駆動する駆動信号SG1
5、SG14のそれぞれ極性反転信号である。本発明の主装
置M1では従来のようにパワーアンプ回路を使用せず、P
WM変調を行うことによってFET素子QM11、QM12、QM
13、QM14のスイッチングに依拠しているため、電力損失
が低減する。
【0033】駆動信号SG14のT1周期の動作を図3(a)で
説明すると、駆動信号SG14およびSG16はハイレベル、駆
動信号SG15およびSG17はローレベルとなるので、FET
素子QM11およびQM14はオン、FET素子QM13およびQM12
はオフ状態となる。この状態では経路IM1で電流が流
れるので送信側ライントランスTM1を介してケーブルLN
1、LN2には経路IL1で電流が流れる。スピーカ子機S1
側では、受信側ライントランスTS1を介して二次側に経
路IS1の向きに電流が流れるのでFET素子QS11のゲ
ート電位はソース電位よりも高くなりFET素子QS11が
オン状態となり、経路IS2の向きに電流が流れる。
【0034】駆動信号SG15のT2周期の動作を図3(b)で
説明すると、駆動信号SG15およびSG17はハイレベル、駆
動信号SG14およびSG16はローレベルとなるので、FET
素子QM13およびQM12はオン、FET素子QM11およびQM14
はオフ状態となる。この状態では経路IM2で電流が流
れるので送信側ライントランスTM1を介してケーブルLN
1、LN2には経路IL2で電流が流れる。スピーカ子機S1
側では、受信側ライントランスTS1を介して二次側に経
路IS3の向きに電流が流れるのでFET素子QS12のゲ
ート電位はソース電位よりも高くなりFET素子QS12が
オン状態となり、経路IS4の向きに電流が流れる。こ
のように送信側ライントランスTM1、受信側ライントラ
ンスTS1に流れる電流の向きを搬送クロック信号SG13の
周期で交互に切り替えることにより、送信側ライントラ
ンスTM1、受信側ライントランスTS1が飽和するのを防止
している。
【0035】このように、主装置M1において、ベースバ
ンド音声信号SG11は搬送周波数クロック信号SG13により
PWM変調回路M11においてPWM変調信号SG12が生成
される。駆動信号発生回路M12はPWM変調信号SG12か
ら搬送周波数クロック信号SG13により4相の駆動信号SG
14、SG17、SG15、SG16を生成出力する。送信側ライント
ランスTM1は駆動信号SG14、SG17、SG15、SG16により制
御される4個のFET素子QM11、QM12、QM13、QM14によ
り駆動され2本のケーブルLN1、LN2に放送信号SG3を出
力する。ここでは、FET素子QM11、QM12、QM13、QM14
の駆動により直流分を無くしベースバンド音声信号SG11
を交流化する。
【0036】子機S1において、ケーブルLN1、LN2に接続
された受信側ライントランスTS1より放送信号SG3の極性
に応じて2個のFET素子QS11、QS12がスイッチングさ
れ、拡声スピーカSP1はFET素子QS11、QS12により駆
動されPWM変調信号を復調する。ここでは、FET素
子QS11、QS12の駆動によりベースバンド音声信号SG11を
PWMに戻している。この場合、拡声スピーカSP1は低
域周波数を通過させるローパスフィルタ(LPF)を構
成しており、PWM復調器を兼用している。また、子機
S1ではダイオードを使用せずFET素子QS11、QS12のス
イッチングに依拠しているため、電力損失が低減する。
【0037】本発明の放送装置によれば、音声信号をP
WMのバイポーラ信号(例えば、50KHz)に変調し
て伝送するからライントランスに低周波の信号を入力し
なくてもよいのでライントランスを小型にできる。
【0038】また、FET素子QS11、QS12からデカップ
リングコンデンサCS12に通電され、3端子レギュレータ
から成る電源回路S11で整流され、デカップリングコン
デンサCS13からDC電源が(+)端子PS13、GND端子で
ある端子PS14に供給される。
【0039】以上説明した本発明の放送装置において、
FET素子としてNチャンネルのMOS FET素子を
使用したが、PチャンネルのMOS FET素子を用い
ても同様の効果を奏する。この場合、図1の4相の駆動
信号SG14、SG15、SG16、SG17は逆極性となる。また、本
発明の放送装置は電源装置へも転用できる。
【発明の効果】
【0040】以上の説明から明らかなように本発明の放
送装置によれば、音声信号をPWMのバイポーラ信号に
変調して伝送するからライントランスに低周波の信号を
入力しなくてもよいのでライントランスを小型にでき
る。また、PWM変調を行うことによって従来の増幅回
路の電力損失を低減できる。また、スピーカ子機側でダ
イオードを使用せずにバイポーラ信号からモノポーラー
信号に変換するので電力損失を低減できる。また、PW
M信号の特殊な復調回路が不要となるのでスピーカ子機
の回路を簡素化できる。さらに、スピーカ子機側に音声
信号のみならずDC電源も供給できる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本発明の放送装置の一実施例を示す回路図。
【図2】本発明の放送装置の動作を示す説明図。
【図3】本発明の放送装置の動作を示す説明図。
【図4】従来の放送装置を示す回路図。
【符号の説明】
【0042】 SG11‥‥‥入力されたベースバンド音声信号 SG13‥‥‥搬送周波数クロック信号 SG12‥‥‥PWM変調信号 M11‥‥‥PWM変調回路 SG14、SG17、SG15、SG16‥‥‥4相の駆動信号 M12‥‥‥駆動信号発生回路 QM11、QM12、QM13、QM14‥‥‥4個のFET素子 LN1、LN2‥‥‥2本のケーブル SG3‥‥‥放送信号 TM1‥‥‥送信側ライントランス M1‥‥‥主装置 TS1‥‥‥受信側ライントランス QS11、QS12‥‥‥2個のFET素子 SP1‥‥‥拡声スピーカ S1‥‥‥子機 S11‥‥‥電源回路

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】 【0001】
  1. 【請求項1】 【0002】入力されたベースバンド音声信号(SG11)か
    ら搬送周波数クロック信号(SG13)によりPWM変調信号
    (SG12)を生成するPWM変調回路(M11)、前記PWM変
    調信号から前記搬送周波数クロック信号により4相の駆
    動信号(SG14、SG17、SG15、SG16)を生成出力する駆動信
    号発生回路(M12)、前記駆動信号により制御される4
    個のFET素子(QM11、QM12、QM13、QM14)、前記FET
    素子により駆動され2本のケーブル(LN1、LN2)に放送信
    号(SG3)を出力する送信側ライントランス(TM1)を有する
    主装置(M1)と、前記ケーブルに接続された受信側ライン
    トランス(TS1)、前記受信側ライントランスより前記放
    送信号の極性に応じてスイッチングされる2個のFET
    素子(QS11、QS12)、前記2個のFET素子により駆動さ
    れ前記PWM変調信号を復調する拡声スピーカ(SP1)を
    有する子機(S1)とを備えたことにより前記送信側ライン
    トランス、前記受信側ライントランスに流れる電流の向
    きを前記搬送クロック信号の周期で交互に切り替えて前
    記送信側ライントランス、前記受信側ライントランスが
    飽和するのを防止するとともに、前記2個のFET素子
    が交互にオン状態となり前記拡声スピーカに同じ向きに
    電流が流れることを特徴とする放送装置。
  2. 【請求項2】 【0003】前記2個のFET素子からDC電源を供給
    する電源回路(S11)を備えたことを特徴とする請求項1
    記載の放送装置。
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