JP3919357B2 - 無線システムの電源供給装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＰＵ（Field Pickup Units）装置のような無線システムの電源供給装置に係り、詳しくは、制御部と高周波部を一組として構成した無線システムにおいて、制御部から高周波部へ電源を供給開始する際の初期設定に特徴を有する無線システムの電源供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
映像や音声を電波によって送受信する無線システム、例えばテレビジョンの移動中継などに用いられる無線システムでは、装置の携帯性、機動性、操作性を考慮して、映像信号や音声信号を中間周波に変換する制御部と、中間周波信号を無線周波に変換してパラボラアンテナなどから電波として送信する高周波部とを分離してそれぞれをユニット化し、この分離した制御部と高周波部とを一組として無線システムを構成している。
【０００３】
このようなユニット分離型の無線システムを例えば中継車に装備して使用する場合、高周波部はパラボラアンテナとともに三脚に載せて車の屋根の上などに設置するとともに、制御部は車内の調整室などに設置するようにしている。このため、前記ユニット分離型の無線システムでは、屋外に設置される高周波部の電源は、制御部からケーブルを介して、あるいは制御部と高周波部とを結ぶ信号伝送用の同軸ケーブルに重畳して給電されるのが普通である。
【０００４】
ところで、上記したユニット分離型の無線システムでは、機種の異なる無線システムが複数台用意されているような場合、誤って異なる機種の制御部と高周波部を接続するようなことも起こり得る。このように異なる機種の制御部と高周波部を接続した場合、両者の電源電圧が同じか、あるいは制御部側の電源電圧の方が高周波部側が必要とする電源電圧よりも低い場合には特に問題はないが、制御部側の電源電圧の方が高周波部側が必要とする電源電圧よりも高い場合には、高電圧のために高周波部を破壊してしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本出願人は、特開平９−１８１６２０号にて、上記の問題を解決する方法を提案している。その方法とは、制御部と高周波部をケーブルで接続した後、無線システムの起動時に、制御部から高周波部に対して所定の電源電圧よりも低い所定の低電圧を供給し、これと同時に制御部から高周波部へ機種照合用の所定の初期設定コマンドを送信し、初期設定コマンドに対する応答が高周波部より所定時間内に返送されてきたときに、制御部から高周波部に供給している低電圧を昇圧し所定の電源電圧として供給するようにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、制御部と高周波部との接続は、一般に５Ｄ−２Ｗという直流抵抗１．６Ω／１００ｍの同軸ケーブルを用い、この同軸ケーブルにＩＦ信号、電源電流、コマンド信号を重畳させたものを通すようにしている。本出願人提案の上記の方法の場合、コマンド照合時に同軸ケーブルを流れる電流は０．２Ａ程度であるので、ケーブル長が１００ｍの場合の電圧降下は１．６×０．２×１＝０．３２Ｖ、ケーブル長が３００ｍの場合は１．６×０．２×３＝０．９６Ｖ、ケーブル長が５００ｍの場合は１．６×０．２×５＝１．６Ｖとなり、電圧降下分が少ないのでコマンド照合動作にはなんら問題は生じない。
【０００７】
ところが、コマンド照合後に高電圧を供給して高周波部を動作させた場合、高周波部の定常電流を４Ａとすると、ケーブル長が１００ｍの場合の電圧降下は１．６×４×１＝６．４Ｖ、ケーブル長が３００ｍの場合は１．６×４×３＝１９．２Ｖ、ケーブル長が５００ｍの場合は１．６×４×５＝３２Ｖとなって、ケーブルの長さによっては高周波部の入力電圧の規定値を下回ってしまう場合がある。
【０００８】
このように高周波部に入力する電源電圧が規定値を下回る場合、高周波部内の安定化電源のバイアス電圧異常等により動作が不安定になる恐れがあり、これに対処させるため、制御部側の電圧を通常より上げる方法もあるが、使用する同軸ケーブルが短い場合には、今度は高周波部の入力電圧が規定値を超えて、高周波部に備えた安定化電源を破損させたりあるいは安定化電源の出力電圧異常により、安定化電源から電源を供給している回路を破損させてしまうおそれがある。この場合に、高周波部の安定化電源の入力電圧許容範囲を大きく取る方法もあるが、コストが大幅に上昇して問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、制御部と高周波部とを接続して、制御部から高周波部へ電源を供給する無線システムにおいて、異機種同士の誤接続防止と、高周波部に規定範囲以外の電圧が入力された場合に高周波部の必要箇所への電源供給がおこなわれないようにした無線システムの電源供給装置の提供にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では次のような手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の発明は、電波を送信または受信する高周波部と、前記高周波部を制御する制御部と、前記高周波部と前記制御部とを接続する単一同軸ケーブルから構成され、前記高周波部の動作電源を前記同軸ケーブルを介して前記制御部から供給するようにした無線システムにおいて、
前記制御部は、
前記制御部内で使用する制御部用低電圧、前記高周波部で使用する高周波部用低電圧または高電圧を供給する電圧供給手段と、前記高周波部に対して機種照合用の初期設定コマンドを送信するコマンド送信手段と、前記高周波部より前記初期設定コマンドの応答を所定時間内に受信する応答受信手段と、前記電圧供給手段および前記コマンド送信手段の出力を前記高周波部へ送るときに混合したり、または前記高周波部からの前記初期設定コマンドの応答を分離する制御部混合分離手段と、前記高周波部からの前記初期設定コマンドの応答が前記所定時間内にあったとき、高周波部へ供給している電圧供給手段の低電圧を高電圧へ昇圧する昇圧手段とを有し、
前記高周波部は、
前記電圧供給手段の前記高周波部低電圧の供給により、前記初期設定コマンドに対する応答を返信する応答返信手段と、前記制御部からの前記電圧供給手段の出力や前記コマンド送信手段の出力を分離し、または前記初期設定コマンドに対する応答を返信するときに混合する高周波部混合分離手段と、前記電圧供給手段の前記高電圧を受けて、該高電圧が所定範囲内にあるか否かを判定し、前記所定範囲内にあるときのみ前記高周波部の高圧受電部に前記高電圧を供給する電源制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
このような構成とした場合、同機種の制御部と高周波部が接続されたときにのみ、制御部から高周波部に対して規定の電源電圧が供給される。また、供給された電源電圧が所定の範囲にあるときのみ、高周波部の必要箇所への電源供給がおこなわれる。したがって、電源電圧の高低によるシステムの破損を防止することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御部の昇圧手段は、高低二種類の高電圧への昇圧がおこなえる昇圧設定電圧切り替え手段を備えたことを特徴としている。
【００１３】
このような構成とした場合、制御部と高周波部とを接続する同軸ケーブルの長さに応じて、高周波部に供給する電圧を切り替えることにより適切な運用がおこなえる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１の発明において、前記高周波部には、前記高周波部に入力した前記高電圧が、前記所定範囲内にない場合には警報を発生する手段を有することを特徴としている。
【００１５】
このように構成すると、高周波部側で供給電源電圧の異常を簡単に知ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１に、本発明の実施の形態を適用した無線システムの例を示す。図において、１は送信制御部、２は送信高周波部、３は送信用のパラボラアンテナ、４は同軸ケーブルである。
【００１７】
先ず、送信制御部１について説明する。図において、１１は内部に昇圧回路１１ａを備えた電源装置、１２は外部から供給されるＡＣ１００Ｖ又はＤＣ１２Ｖと該電源装置１１との間にそれぞれ介在する電源スイッチである。また、１３は制御用のＣＰＵ、１４は警報回路、１５は混合器である。電源装置１１は、ＡＣ１００Ｖ又はＤＣ１２Ｖのいずれかの電源が供給されると、送信制御部１内で使用される＋１２Ｖ、−１２Ｖ及び送信高周波部２に供給する低電圧２４Ｖあるいは昇圧回路１１ａの作動による高電圧４８Ｖ／５８Ｖの安定化電圧を発生させる。なお、高電圧４８Ｖ／５８Ｖは同軸ケーブル長を考慮したもので電源装置１１に付属する外部スイッチ１１ｂのＯＮ・ＯＦＦによって切り換え操作する。なお、４８Ｖは同軸ケーブル長が３００ｍ以下に使用し、５８Ｖは３００ｍ〜５００ｍに使用する。
【００１８】
混合器１５は、電源装置１１の出力する２４Ｖ、４８、５８Ｖのいずれかの電圧にＩＦ信号及びＣＰＵ１３によって発生させた初期設定コマンド信号を重畳させて同軸ケーブル４を介して送信高周波部２に送る混合機能を有している。なお、図示を省略したが、送信制御部１内には撮像した映像と収集した音声とをＩＦ信号に変換する回路が収納されている。
【００１９】
次に、送信高周波部２について説明する。図において、２１は分離器、２２は電源制御回路、２３はＣＰＵ用安定化電源、２４は制御用のＣＰＵ、２５は警報回路、２６は安定化電源、２７は半導体スイッチ（メカ的なリレー等でもよい）である。分離器２１は、同軸ケーブル４にて供給されてきた電源、コマンド信号、ＩＦ信号をそれぞれに分離する機能を備えている。分離器２１により分離されたＩＦ信号は図示を省略した回路により周波数変換、高周波増幅等がおこなわれパラボラアンテナ３からマイクロ波として送信される。
【００２０】
ＣＰＵ用安定化電源２３は、１２Ｖ〜６０Ｖの範囲で入力したＤＣ電圧を１２Ｖの安定化電圧としてＣＰＵ２４及び電源制御回路２２に供給する。これらに供給する電流は総合で約０．２Ａである。電源制御回路２２は、入力した電源電圧が所定範囲内（２５Ｖ〜５０Ｖ）にあるか否かを判定し、所定範囲内であれば半導体スイッチ２７をオンさせて安定化電源２６に送信制御部１から供給された電圧を印加する。電圧が所定範囲にあるか否かの判定は、付属の抵抗Ｒに流れる電流値によっておこなわれる。安定化電源２６は、入力電圧２１Ｖ〜５０Ｖの範囲で＋１２Ｖ、−１２Ｖの安定化電圧を出力して、図示を省略したＩＦ信号の周波数変換回路や増幅回路等に供給する。この供給電流は約４Ａである。
【００２１】
次に、本実施の形態に係る電源供給装置の初期設定方法について、図２および図３のフローチャートを参照して説明する。
【００２２】
図２は送信制御部１の初期設定動作のフローチャート、図３は送信高周波部２の初期設定動作のフローチャートである。これらのフローチャートで示される処理プログラムは、予め、送信制御部１のＣＰＵ１３内のＲＯＭ（図示せず）および送信高周波部２のＣＰＵ２４内のＲＯＭ（図示せず）にそれぞれ格納されている。
【００２３】
まず最初に、図２を参照して、送信制御部１の初期設定動作について説明する。
なお、以下の例では、送信制御部１の定格供給電圧をＤＣ４８Ｖとし、初期設定時に送信制御部１から送信高周波部２へ供給される低電圧電源をＤＣ２４Ｖとする。電源装置１１は、初期設定時には低電圧のＤＣ２４Ｖを出力しており、ＣＰＵ１３から指令が与えられた時に昇圧回路１１ａによって定格電源電圧のＤＣ４８Ｖまで昇圧して出力するものである。この昇圧回路１１ａとしては、例えばスイッチングレギュレータなどを用いればよい。送信制御部１内のＣＰＵ１３の動作電圧はＤＣ１２Ｖであり、送信高周波部２内のＣＰＵ２４の動作電圧もＤＣ１２Ｖである。ＣＰＵ２４には、送信制御部１から供給される電圧をＣＰＵ安定化電源２３によってＤＣ１２Ｖに変換して供給される。
【００２４】
送信制御部１と送信高周波部２が図１に示すように同軸ケーブル４で接続され、送信制御１の電源スイッチ１２がＯＮされると（図２のステップＳ１）、電源装置１１はＣＰＵ１３を含む各回路用の動作用電源±ＤＣ１２Ｖを出力するとともに、昇圧回路１１ａからは同軸ケーブル４を介して低電圧のＤＣ２４Ｖを送信高周波部２へ出力する（ステップＳ２）。
【００２５】
送信高周波部２内のＣＰＵ安定化電源２３は、前記ＤＣ２４Ｖを受けてＣＰＵ２４の動作用電源ＤＣ１２Ｖを出力し、ＣＰＵ２４に供給するとともに、電源制御回路２２にも供給する。なお、この初期設定時には、半導体スイッチ２７はＯＦＦされており、安定化電源２６には電圧は印加されない。これは、このとき電源制御回路２２にかかる電圧が所定範囲（２５Ｖ〜５０Ｖ）外、すなわち２４Ｖ以下であるので半導体スイッチ２７をＯＮさせないためである。
【００２６】
上記のようにして送信制御部１から低電圧のＤＣ２４Ｖが送信高周波部２へ供給開始されると、ＣＰＵ１３は遅延タイマーをセットする（ステップＳ３）。図示例の場合、この遅延タイマーはソフトタイマーから構成されており、ＣＰＵ安定化電源２３から動作用電源ＤＣ１２Ｖを印加された送信高周波部２のＣＰＵ２４が完全に動作可能な状態となるのを待つための待機時間を与えるものである。
【００２７】
前記遅延タイマーが予め設定した遅延時間をカウントしてタイムアップすると、ＣＰＵ１３は、同軸ケーブル４を介して送信高周波部２に機種照合用の初期設定コマンドを送信した後（ステップＳ４）、監視タイマーをスタートする（ステップＳ５）。図示例の場合、この監視タイマーはソフトタイマーから構成されており、セットした時間内に送信高周波部２から前記初期設定コマンドに対する応答（アンサー）が返って来たか否かを判定するための監視時間を与えるものである。
【００２８】
そして、ＣＰＵ１３は、前記監視タイマーがタイムアップするまでの間、送信高周波部２から前記初期設定コマンドに対するアンサーが返送されてくるか否かを監視する（ステップＳ６，Ｓ８，Ｓ９）。
【００２９】
監視タイマーがタイムアップする前に送信高周波部２からアンサーが送り返されてきた場合（ステップＳ６のＹ側）、ＣＰＵ１３は、送信制御部１と送信高周波部２が同一機種であると判定してステップＳ７へ移行し、それまでのＤＣ２４Ｖに代えて定格電源電圧たるＤＣ４８Ｖの供給を開始する。
【００３０】
すなわち、ＣＰＵ１３は、送信高周波部２からのアンサーを受信すると、電源装置１１内の昇圧回路１１ａに対して昇圧開始指令を送る。昇圧回路１１ａはこの指令を受けて昇圧動作を開始し、それまで出力していたＤＣ２４Ｖを定格電源電圧たる高電圧のＤＣ４８Ｖまで昇圧し、同軸ケーブル４を介して送信高周波部２へ送る。
【００３１】
一方、前記監視タイマーがタイムアウトするまでの間に送信高周波部２からアンサーが送り返されてこなかった場合には（ステップＳ９のＹ側）、ＣＰＵ１３は、送信制御部１と送信高周波部ト２が同一機種ではないと判定し、ステップＳ１０へ移行して警報回路１４を駆動して警報ランプ（図示せず）を点滅するなどし、無線システム使用者に対して接続されているユニットの機種が一致していない旨の警告を発する。
【００３２】
次に、図３を参照して、送信高周波部２の初期設定動作について説明する。
【００３３】
送信高周波部２は、送信制御部１から低電圧のＤＣ２４Ｖを受電すると（ステップＳ２１）、ＣＰＵ安定化電源２３がＤＣ１２Ｖに変換して、ＣＰＵ２４及び電源制御回路２２に供給する。このＤＣ１２Ｖの供給によって、ＣＰＵ２４及び電源制御回路２２が動作状態に設定され、ＣＰＵ２４によって遅延タイマーをセットする（ステップＳ２２）。図示例の場合、この遅延タイマーはソフトタイマーから構成されており、送信制御部１のＣＰＵ１３の遅延タイマー（図２のステップＳ３）に合わせて所定の時間だけ待機させるためのものである。
【００３４】
前記遅延タイマーが所定の遅延時間をカウントしてタイムアップすると、ＣＰＵ２４は、監視タイマーをセットする（ステップＳ２３）。図示例の場合、この監視タイマーはソフトタイマーから構成されており、設定時間内に送信制御部１から機種照合用の初期設定コマンドが送信されてきたか否かを判定するための監視時間を与えるものである。
【００３５】
そして、ＣＰＵ２４は、前記監視タイマーがタイムアップするまでの間に、送信制御部１から初期設定コマンドが送信されてくるか否かを監視する（ステップＳ２４，Ｓ２７，Ｓ２８）。
【００３６】
監視タイマーがタイムアップする前に送信制御部１から機種照合用の初期設定コマンドが送られてきた場合（ステップＳ２４のＹ側）、ＣＰＵ２４はそのコマンド内容を分析し、両者の機種が一致する場合には送信制御部１へアンサーを送り返す（ステップＳ２５）。
【００３７】
送信制御部１のＣＰＵ１３は、前記アンサーを所定時間内に受信すると、前述したように昇圧回路１１ａに昇圧開始指令を送り、ＤＣ２４ＶをＤＣ４８Ｖに昇圧して送信高周波部２へ供給する。送信高周波部２では、高電圧電源を受電する（ステップＳ２６）。このとき、電源制御回路２２は供給されてきた高電圧が所定範囲内にあるか否か、具体的には２５Ｖ〜５０Ｖの範囲にあるか否かを判定する（ステップＳ２９）。この範囲内である場合には、半導体スイッチ２７をＯＮさせて（ステップＳ３０）、送信制御部１から供給された電源電圧を安定化電源２６に印加させる。
【００３８】
安定化電源２６では、印加された電圧を＋１２Ｖ、−１２Ｖに変換して図示を省略した周波数変換回路や電力増幅回路等に供給し（ステップＳ３１）、正常動作可能な状態にする。
【００３９】
一方、前記監視タイマーがタイムアウトするまでの間に送信制御部１から機種照合用の初期設定コマンドが送られてこなかった場合には（ステップＳ２８のＹ側）、機種照合不能としてすべての処理を終了する。さらに、送信制御部１から送られてきた高電圧が、所定の範囲内にない場合は、ステップＳ３２へ移行して警報回路２５を駆動して警報ランプ（図示せず）を点滅させる。これにより、無線システム使用者に対して接続されている送信制御部１と送信高周波部２とを接続した同軸ケーブル４の長さが適切でない旨の警告となる。
【００４０】
その際に、例えば、同軸ケーブル４の長さが３００ｍを超えたものを使用している場合には、送信制御部１内の電源装置１１に付属する外部スイッチ１１ｂを切り換えて、供給電圧を５８Ｖに上げる。また、同軸ケーブル４の長さの短いものをものを用いていた場合には、適切な長さのもの、例えば３００ｍ〜５００ｍのものに交換するという対策が考えられる。なお、電源制御回路２２は、送信制御部１から高電圧が供給開始された時点だけでなく、実負荷時にも電圧を監視していて、検出電圧が＋４９Ｖ以上又は＋２４Ｖ以下の場合には半導体スイッチ２７をＯＦＦして安定化電源２６への電圧印加を停止し、かつ警報回路２５を作動させて警報を発生させる。
【００４１】
上述のように、送信制御部１と送信高周波部２の機種が一致したときにのみ、送信制御部１から送信高周波部２に向けて定格の電源電圧が送電される。したがって、誤って異なる機種の送信制御部１と送信高周波部２を接続したような場合でも、高電圧のために送信高周波部２が破損するなどの事故を防止することができる。さらに、送信高周波部２では、送られてきた電圧が所定の範囲内にあるか否かを判定して、範囲内にない場合には、その電圧を安定化電源２６に印加しないようにしているので、規定値を超える電圧印加による安定化電源２６の損傷を防ぐとともに、安定化電源の２６の許容入力電圧の範囲を＋２１Ｖ〜＋５０Ｖと狭くすることができるのでコストの軽減も図ることができる。また、安定化電源の印加電圧が所定範囲なので、出力電圧異常による他の回路の破損という事態を招くことがない。
【００４２】
なお、本発明における低電圧供給手段は上記実施の形態の電源装置１１に、コマンド送信手段はＣＰＵ１３に、昇圧手段は昇圧回路１１ａに、電源制御手段は電源制御回路２２に、高圧受電部は安定化電源２６にそれぞれ相当する。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態を送信側の無線システムとして説明したが、受信側の無線システムでも電源供給装置は全く同一なので、その説明は省略した。なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その発明の主旨に沿った各種の変形が可能である。また、ＣＰＵに代えて、専用のハードウェア回路で同様の機能を実現することも可能である。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、同機種の制御部と高周波部が接続されたときにのみ、制御部から高周波部に対して規定の電源電圧が供給される。その際、供給電圧が所定の範囲内にあるときのみ高周波部の高圧受電部に電源を供給させるようにしたので、電源電圧の違いによるシステムの破損を防止することができる。
また、高圧受電部に入力する電圧の範囲が制限されるので、高圧受電部の入力許容範囲を広く取る必要が無くコストを軽減することができる。
【００４６】
また、請求項２記載の発明によると、制御部と高周波部との接続同軸ケーブルの長さが短いときには、電圧降下が少ないので、高周波部に送る高電圧を二種類の高電圧のうち低い方の高電圧とし、同軸ケーブルが長いときには高い方の高電圧に切り替えて用いることができる。
【００４７】
また、請求項３記載の発明によると、高周波部に入力した高電圧が、所定範囲内にない場合には警報を発生させるようにしたので、高周波部側にいる者にも異常状態がすぐに判明して対応した処置を取ることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を適用して構成した送信用無線システムの一例を示すブロック図である。
【図２】送信制御ユニットの初期設定動作のフローチャートである。
【図３】送信高周波ユニットの初期設定動作のフローチャートである。
【符号の説明】
１ 送信制御ユニット
２ 送信高周波ユニット
３ パラボラアンテナ
４ 同軸ケーブル
１１ 電源装置
１１ａ 昇圧回路
１２ 電源スイッチ
１３ ＣＰＵ
１４ 警報回路
１５ 混合器
２１ 分離器
２２ 電源制御回路
２３ ＣＰＵ安定化電源
２４ ＣＰＵ
２５ 警報回路
２６ 安定化電源
２７ 半導体スイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＰＵ（Field Pickup Units）装置のような無線システムの電源供給装置に係り、詳しくは、制御部と高周波部を一組として構成した無線システムにおいて、制御部から高周波部へ電源を供給開始する際の初期設定に特徴を有する無線システムの電源供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
映像や音声を電波によって送受信する無線システム、例えばテレビジョンの移動中継などに用いられる無線システムでは、装置の携帯性、機動性、操作性を考慮して、映像信号や音声信号を中間周波に変換する制御部と、中間周波信号を無線周波に変換してパラボラアンテナなどから電波として送信する高周波部とを分離してそれぞれをユニット化し、この分離した制御部と高周波部とを一組として無線システムを構成している。
【０００３】
このようなユニット分離型の無線システムを例えば中継車に装備して使用する場合、高周波部はパラボラアンテナとともに三脚に載せて車の屋根の上などに設置するとともに、制御部は車内の調整室などに設置するようにしている。このため、前記ユニット分離型の無線システムでは、屋外に設置される高周波部の電源は、制御部からケーブルを介して、あるいは制御部と高周波部とを結ぶ信号伝送用の同軸ケーブルに重畳して給電されるのが普通である。
【０００４】
ところで、上記したユニット分離型の無線システムでは、機種の異なる無線システムが複数台用意されているような場合、誤って異なる機種の制御部と高周波部を接続するようなことも起こり得る。このように異なる機種の制御部と高周波部を接続した場合、両者の電源電圧が同じか、あるいは制御部側の電源電圧の方が高周波部側が必要とする電源電圧よりも低い場合には特に問題はないが、制御部側の電源電圧の方が高周波部側が必要とする電源電圧よりも高い場合には、高電圧のために高周波部を破壊してしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本出願人は、特開平９−１８１６２０号にて、上記の問題を解決する方法を提案している。その方法とは、制御部と高周波部をケーブルで接続した後、無線システムの起動時に、制御部から高周波部に対して所定の電源電圧よりも低い所定の低電圧を供給し、これと同時に制御部から高周波部へ機種照合用の所定の初期設定コマンドを送信し、初期設定コマンドに対する応答が高周波部より所定時間内に返送されてきたときに、制御部から高周波部に供給している低電圧を昇圧し所定の電源電圧として供給するようにしたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、制御部と高周波部との接続は、一般に５Ｄ−２Ｗという直流抵抗１．６Ω／１００ｍの同軸ケーブルを用い、この同軸ケーブルにＩＦ信号、電源電流、コマンド信号を重畳させたものを通すようにしている。本出願人提案の上記の方法の場合、コマンド照合時に同軸ケーブルを流れる電流は０．２Ａ程度であるので、ケーブル長が１００ｍの場合の電圧降下は１．６×０．２×１＝０．３２Ｖ、ケーブル長が３００ｍの場合は１．６×０．２×３＝０．９６Ｖ、ケーブル長が５００ｍの場合は１．６×０．２×５＝１．６Ｖとなり、電圧降下分が少ないのでコマンド照合動作にはなんら問題は生じない。
【０００７】
ところが、コマンド照合後に高電圧を供給して高周波部を動作させた場合、高周波部の定常電流を４Ａとすると、ケーブル長が１００ｍの場合の電圧降下は１．６×４×１＝６．４Ｖ、ケーブル長が３００ｍの場合は１．６×４×３＝１９．２Ｖ、ケーブル長が５００ｍの場合は１．６×４×５＝３２Ｖとなって、ケーブルの長さによっては高周波部の入力電圧の規定値を下回ってしまう場合がある。
【０００８】
このように高周波部に入力する電源電圧が規定値を下回る場合、高周波部内の安定化電源のバイアス電圧異常等により動作が不安定になる恐れがあり、これに対処させるため、制御部側の電圧を通常より上げる方法もあるが、使用する同軸ケーブルが短い場合には、今度は高周波部の入力電圧が規定値を超えて、高周波部に備えた安定化電源を破損させたりあるいは安定化電源の出力電圧異常により、安定化電源から電源を供給している回路を破損させてしまうおそれがある。この場合に、高周波部の安定化電源の入力電圧許容範囲を大きく取る方法もあるが、コストが大幅に上昇して問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、制御部と高周波部とを接続して、制御部から高周波部へ電源を供給する無線システムにおいて、異機種同士の誤接続防止と、高周波部に規定範囲以外の電圧が入力された場合に高周波部の必要箇所への電源供給がおこなわれないようにした無線システムの電源供給装置の提供にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では次のような手段を採用した。
すなわち、請求項１記載の発明は、電波を送信または受信する高周波部と、前記高周波部を制御する制御部と、前記高周波部と前記制御部とを接続する単一同軸ケーブルから構成され、前記高周波部の動作電源を前記同軸ケーブルを介して前記制御部から供給するようにした無線システムにおいて、
前記制御部は、
前記制御部内で使用する制御部用低電圧、前記高周波部で使用する高周波部用低電圧または高電圧を供給する電圧供給手段と、前記高周波部に対して機種照合用の初期設定コマンドを送信するコマンド送信手段と、前記高周波部より前記初期設定コマンドの応答を所定時間内に受信する応答受信手段と、前記電圧供給手段および前記コマンド送信手段の出力を前記高周波部へ送るときに混合したり、または前記高周波部からの前記初期設定コマンドの応答を分離する制御部混合分離手段と、前記高周波部からの前記初期設定コマンドの応答が前記所定時間内にあったとき、高周波部へ供給している電圧供給手段の低電圧を高電圧へ昇圧する昇圧手段とを有し、
前記高周波部は、
前記電圧供給手段の前記高周波部低電圧の供給により、前記初期設定コマンドに対する応答を返信する応答返信手段と、前記制御部からの前記電圧供給手段の出力や前記コマンド送信手段の出力を分離し、または前記初期設定コマンドに対する応答を返信するときに混合する高周波部混合分離手段と、前記電圧供給手段の前記高電圧を受けて、該高電圧が所定範囲内にあるか否かを判定し、前記所定範囲内にあるときのみ前記高周波部の高圧受電部に前記高電圧を供給する電源制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
このような構成とした場合、同機種の制御部と高周波部が接続されたときにのみ、制御部から高周波部に対して規定の電源電圧が供給される。また、供給された電源電圧が所定の範囲にあるときのみ、高周波部の必要箇所への電源供給がおこなわれる。したがって、電源電圧の高低によるシステムの破損を防止することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記制御部の昇圧手段は、高低二種類の高電圧への昇圧がおこなえる昇圧設定電圧切り替え手段を備えたことを特徴としている。
【００１３】
このような構成とした場合、制御部と高周波部とを接続する同軸ケーブルの長さに応じて、高周波部に供給する電圧を切り替えることにより適切な運用がおこなえる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１の発明において、前記高周波部には、前記高周波部に入力した前記高電圧が、前記所定範囲内にない場合には警報を発生する手段を有することを特徴としている。
【００１５】
このように構成すると、高周波部側で供給電源電圧の異常を簡単に知ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１に、本発明の実施の形態を適用した無線システムの例を示す。図において、１は送信制御部、２は送信高周波部、３は送信用のパラボラアンテナ、４は同軸ケーブルである。
【００１７】
先ず、送信制御部１について説明する。図において、１１は内部に昇圧回路１１ａを備えた電源装置、１２は外部から供給されるＡＣ１００Ｖ又はＤＣ１２Ｖと該電源装置１１との間にそれぞれ介在する電源スイッチである。また、１３は制御用のＣＰＵ、１４は警報回路、１５は混合器である。電源装置１１は、ＡＣ１００Ｖ又はＤＣ１２Ｖのいずれかの電源が供給されると、送信制御部１内で使用される＋１２Ｖ、−１２Ｖ及び送信高周波部２に供給する低電圧２４Ｖあるいは昇圧回路１１ａの作動による高電圧４８Ｖ／５８Ｖの安定化電圧を発生させる。なお、高電圧４８Ｖ／５８Ｖは同軸ケーブル長を考慮したもので電源装置１１に付属する外部スイッチ１１ｂのＯＮ・ＯＦＦによって切り換え操作する。なお、４８Ｖは同軸ケーブル長が３００ｍ以下に使用し、５８Ｖは３００ｍ〜５００ｍに使用する。
【００１８】
混合器１５は、電源装置１１の出力する２４Ｖ、４８、５８Ｖのいずれかの電圧にＩＦ信号及びＣＰＵ１３によって発生させた初期設定コマンド信号を重畳させて同軸ケーブル４を介して送信高周波部２に送る混合機能を有している。なお、図示を省略したが、送信制御部１内には撮像した映像と収集した音声とをＩＦ信号に変換する回路が収納されている。
【００１９】
次に、送信高周波部２について説明する。図において、２１は分離器、２２は電源制御回路、２３はＣＰＵ用安定化電源、２４は制御用のＣＰＵ、２５は警報回路、２６は安定化電源、２７は半導体スイッチ（メカ的なリレー等でもよい）である。分離器２１は、同軸ケーブル４にて供給されてきた電源、コマンド信号、ＩＦ信号をそれぞれに分離する機能を備えている。分離器２１により分離されたＩＦ信号は図示を省略した回路により周波数変換、高周波増幅等がおこなわれパラボラアンテナ３からマイクロ波として送信される。
【００２０】
ＣＰＵ用安定化電源２３は、１２Ｖ〜６０Ｖの範囲で入力したＤＣ電圧を１２Ｖの安定化電圧としてＣＰＵ２４及び電源制御回路２２に供給する。これらに供給する電流は総合で約０．２Ａである。電源制御回路２２は、入力した電源電圧が所定範囲内（２５Ｖ〜５０Ｖ）にあるか否かを判定し、所定範囲内であれば半導体スイッチ２７をオンさせて安定化電源２６に送信制御部１から供給された電圧を印加する。電圧が所定範囲にあるか否かの判定は、付属の抵抗Ｒに流れる電流値によっておこなわれる。安定化電源２６は、入力電圧２１Ｖ〜５０Ｖの範囲で＋１２Ｖ、−１２Ｖの安定化電圧を出力して、図示を省略したＩＦ信号の周波数変換回路や増幅回路等に供給する。この供給電流は約４Ａである。
【００２１】
次に、本実施の形態に係る電源供給装置の初期設定方法について、図２および図３のフローチャートを参照して説明する。
【００２２】
図２は送信制御部１の初期設定動作のフローチャート、図３は送信高周波部２の初期設定動作のフローチャートである。これらのフローチャートで示される処理プログラムは、予め、送信制御部１のＣＰＵ１３内のＲＯＭ（図示せず）および送信高周波部２のＣＰＵ２４内のＲＯＭ（図示せず）にそれぞれ格納されている。
【００２３】
まず最初に、図２を参照して、送信制御部１の初期設定動作について説明する。
なお、以下の例では、送信制御部１の定格供給電圧をＤＣ４８Ｖとし、初期設定時に送信制御部１から送信高周波部２へ供給される低電圧電源をＤＣ２４Ｖとする。電源装置１１は、初期設定時には低電圧のＤＣ２４Ｖを出力しており、ＣＰＵ１３から指令が与えられた時に昇圧回路１１ａによって定格電源電圧のＤＣ４８Ｖまで昇圧して出力するものである。この昇圧回路１１ａとしては、例えばスイッチングレギュレータなどを用いればよい。送信制御部１内のＣＰＵ１３の動作電圧はＤＣ１２Ｖであり、送信高周波部２内のＣＰＵ２４の動作電圧もＤＣ１２Ｖである。ＣＰＵ２４には、送信制御部１から供給される電圧をＣＰＵ安定化電源２３によってＤＣ１２Ｖに変換して供給される。
【００２４】
送信制御部１と送信高周波部２が図１に示すように同軸ケーブル４で接続され、送信制御１の電源スイッチ１２がＯＮされると（図２のステップＳ１）、電源装置１１はＣＰＵ１３を含む各回路用の動作用電源±ＤＣ１２Ｖを出力するとともに、昇圧回路１１ａからは同軸ケーブル４を介して低電圧のＤＣ２４Ｖを送信高周波部２へ出力する（ステップＳ２）。
【００２５】
送信高周波部２内のＣＰＵ安定化電源２３は、前記ＤＣ２４Ｖを受けてＣＰＵ２４の動作用電源ＤＣ１２Ｖを出力し、ＣＰＵ２４に供給するとともに、電源制御回路２２にも供給する。なお、この初期設定時には、半導体スイッチ２７はＯＦＦされており、安定化電源２６には電圧は印加されない。これは、このとき電源制御回路２２にかかる電圧が所定範囲（２５Ｖ〜５０Ｖ）外、すなわち２４Ｖ以下であるので半導体スイッチ２７をＯＮさせないためである。
【００２６】
上記のようにして送信制御部１から低電圧のＤＣ２４Ｖが送信高周波部２へ供給開始されると、ＣＰＵ１３は遅延タイマーをセットする（ステップＳ３）。図示例の場合、この遅延タイマーはソフトタイマーから構成されており、ＣＰＵ安定化電源２３から動作用電源ＤＣ１２Ｖを印加された送信高周波部２のＣＰＵ２４が完全に動作可能な状態となるのを待つための待機時間を与えるものである。
【００２７】
前記遅延タイマーが予め設定した遅延時間をカウントしてタイムアップすると、ＣＰＵ１３は、同軸ケーブル４を介して送信高周波部２に機種照合用の初期設定コマンドを送信した後（ステップＳ４）、監視タイマーをスタートする（ステップＳ５）。図示例の場合、この監視タイマーはソフトタイマーから構成されており、セットした時間内に送信高周波部２から前記初期設定コマンドに対する応答（アンサー）が返って来たか否かを判定するための監視時間を与えるものである。
【００２８】
そして、ＣＰＵ１３は、前記監視タイマーがタイムアップするまでの間、送信高周波部２から前記初期設定コマンドに対するアンサーが返送されてくるか否かを監視する（ステップＳ６，Ｓ８，Ｓ９）。
【００２９】
監視タイマーがタイムアップする前に送信高周波部２からアンサーが送り返されてきた場合（ステップＳ６のＹ側）、ＣＰＵ１３は、送信制御部１と送信高周波部２が同一機種であると判定してステップＳ７へ移行し、それまでのＤＣ２４Ｖに代えて定格電源電圧たるＤＣ４８Ｖの供給を開始する。
【００３０】
すなわち、ＣＰＵ１３は、送信高周波部２からのアンサーを受信すると、電源装置１１内の昇圧回路１１ａに対して昇圧開始指令を送る。昇圧回路１１ａはこの指令を受けて昇圧動作を開始し、それまで出力していたＤＣ２４Ｖを定格電源電圧たる高電圧のＤＣ４８Ｖまで昇圧し、同軸ケーブル４を介して送信高周波部２へ送る。
【００３１】
一方、前記監視タイマーがタイムアウトするまでの間に送信高周波部２からアンサーが送り返されてこなかった場合には（ステップＳ９のＹ側）、ＣＰＵ１３は、送信制御部１と送信高周波部ト２が同一機種ではないと判定し、ステップＳ１０へ移行して警報回路１４を駆動して警報ランプ（図示せず）を点滅するなどし、無線システム使用者に対して接続されているユニットの機種が一致していない旨の警告を発する。
【００３２】
次に、図３を参照して、送信高周波部２の初期設定動作について説明する。
【００３３】
送信高周波部２は、送信制御部１から低電圧のＤＣ２４Ｖを受電すると（ステップＳ２１）、ＣＰＵ安定化電源２３がＤＣ１２Ｖに変換して、ＣＰＵ２４及び電源制御回路２２に供給する。このＤＣ１２Ｖの供給によって、ＣＰＵ２４及び電源制御回路２２が動作状態に設定され、ＣＰＵ２４によって遅延タイマーをセットする（ステップＳ２２）。図示例の場合、この遅延タイマーはソフトタイマーから構成されており、送信制御部１のＣＰＵ１３の遅延タイマー（図２のステップＳ３）に合わせて所定の時間だけ待機させるためのものである。
【００３４】
前記遅延タイマーが所定の遅延時間をカウントしてタイムアップすると、ＣＰＵ２４は、監視タイマーをセットする（ステップＳ２３）。図示例の場合、この監視タイマーはソフトタイマーから構成されており、設定時間内に送信制御部１から機種照合用の初期設定コマンドが送信されてきたか否かを判定するための監視時間を与えるものである。
【００３５】
そして、ＣＰＵ２４は、前記監視タイマーがタイムアップするまでの間に、送信制御部１から初期設定コマンドが送信されてくるか否かを監視する（ステップＳ２４，Ｓ２７，Ｓ２８）。
【００３６】
監視タイマーがタイムアップする前に送信制御部１から機種照合用の初期設定コマンドが送られてきた場合（ステップＳ２４のＹ側）、ＣＰＵ２４はそのコマンド内容を分析し、両者の機種が一致する場合には送信制御部１へアンサーを送り返す（ステップＳ２５）。
【００３７】
送信制御部１のＣＰＵ１３は、前記アンサーを所定時間内に受信すると、前述したように昇圧回路１１ａに昇圧開始指令を送り、ＤＣ２４ＶをＤＣ４８Ｖに昇圧して送信高周波部２へ供給する。送信高周波部２では、高電圧電源を受電する（ステップＳ２６）。このとき、電源制御回路２２は供給されてきた高電圧が所定範囲内にあるか否か、具体的には２５Ｖ〜５０Ｖの範囲にあるか否かを判定する（ステップＳ２９）。この範囲内である場合には、半導体スイッチ２７をＯＮさせて（ステップＳ３０）、送信制御部１から供給された電源電圧を安定化電源２６に印加させる。
【００３８】
安定化電源２６では、印加された電圧を＋１２Ｖ、−１２Ｖに変換して図示を省略した周波数変換回路や電力増幅回路等に供給し（ステップＳ３１）、正常動作可能な状態にする。
【００３９】
一方、前記監視タイマーがタイムアウトするまでの間に送信制御部１から機種照合用の初期設定コマンドが送られてこなかった場合には（ステップＳ２８のＹ側）、機種照合不能としてすべての処理を終了する。さらに、送信制御部１から送られてきた高電圧が、所定の範囲内にない場合は、ステップＳ３２へ移行して警報回路２５を駆動して警報ランプ（図示せず）を点滅させる。これにより、無線システム使用者に対して接続されている送信制御部１と送信高周波部２とを接続した同軸ケーブル４の長さが適切でない旨の警告となる。
【００４０】
その際に、例えば、同軸ケーブル４の長さが３００ｍを超えたものを使用している場合には、送信制御部１内の電源装置１１に付属する外部スイッチ１１ｂを切り換えて、供給電圧を５８Ｖに上げる。また、同軸ケーブル４の長さの短いものをものを用いていた場合には、適切な長さのもの、例えば３００ｍ〜５００ｍのものに交換するという対策が考えられる。なお、電源制御回路２２は、送信制御部１から高電圧が供給開始された時点だけでなく、実負荷時にも電圧を監視していて、検出電圧が＋４９Ｖ以上又は＋２４Ｖ以下の場合には半導体スイッチ２７をＯＦＦして安定化電源２６への電圧印加を停止し、かつ警報回路２５を作動させて警報を発生させる。
【００４１】
上述のように、送信制御部１と送信高周波部２の機種が一致したときにのみ、送信制御部１から送信高周波部２に向けて定格の電源電圧が送電される。したがって、誤って異なる機種の送信制御部１と送信高周波部２を接続したような場合でも、高電圧のために送信高周波部２が破損するなどの事故を防止することができる。さらに、送信高周波部２では、送られてきた電圧が所定の範囲内にあるか否かを判定して、範囲内にない場合には、その電圧を安定化電源２６に印加しないようにしているので、規定値を超える電圧印加による安定化電源２６の損傷を防ぐとともに、安定化電源の２６の許容入力電圧の範囲を＋２１Ｖ〜＋５０Ｖと狭くすることができるのでコストの軽減も図ることができる。また、安定化電源の印加電圧が所定範囲なので、出力電圧異常による他の回路の破損という事態を招くことがない。
【００４２】
なお、本発明における低電圧供給手段は上記実施の形態の電源装置１１に、コマンド送信手段はＣＰＵ１３に、昇圧手段は昇圧回路１１ａに、電源制御手段は電源制御回路２２に、高圧受電部は安定化電源２６にそれぞれ相当する。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態を送信側の無線システムとして説明したが、受信側の無線システムでも電源供給装置は全く同一なので、その説明は省略した。なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その発明の主旨に沿った各種の変形が可能である。また、ＣＰＵに代えて、専用のハードウェア回路で同様の機能を実現することも可能である。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、同機種の制御部と高周波部が接続されたときにのみ、制御部から高周波部に対して規定の電源電圧が供給される。その際、供給電圧が所定の範囲内にあるときのみ高周波部の高圧受電部に電源を供給させるようにしたので、電源電圧の違いによるシステムの破損を防止することができる。
また、高圧受電部に入力する電圧の範囲が制限されるので、高圧受電部の入力許容範囲を広く取る必要が無くコストを軽減することができる。
【００４６】
また、請求項２記載の発明によると、制御部と高周波部との接続同軸ケーブルの長さが短いときには、電圧降下が少ないので、高周波部に送る高電圧を二種類の高電圧のうち低い方の高電圧とし、同軸ケーブルが長いときには高い方の高電圧に切り替えて用いることができる。
【００４７】
また、請求項３記載の発明によると、高周波部に入力した高電圧が、所定範囲内にない場合には警報を発生させるようにしたので、高周波部側にいる者にも異常状態がすぐに判明して対応した処置を取ることが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を適用して構成した送信用無線システムの一例を示すブロック図である。
【図２】送信制御ユニットの初期設定動作のフローチャートである。
【図３】送信高周波ユニットの初期設定動作のフローチャートである。
【符号の説明】
１ 送信制御ユニット
２ 送信高周波ユニット
３ パラボラアンテナ
４ 同軸ケーブル
１１ 電源装置
１１ａ 昇圧回路
１２ 電源スイッチ
１３ ＣＰＵ
１４ 警報回路
１５ 混合器
２１ 分離器
２２ 電源制御回路
２３ ＣＰＵ安定化電源
２４ ＣＰＵ
２５ 警報回路
２６ 安定化電源
２７ 半導体スイッチ
Claims (3)
- 電波を送信または受信する高周波部と、前記高周波部を制御する制御部と、前記高周波部と前記制御部とを接続する単一同軸ケーブルから構成され、前記高周波部の動作電源を前記同軸ケーブルを介して前記制御部から供給するようにした無線システムにおいて、
前記制御部は、
前記制御部内で使用する制御部用低電圧、前記高周波部で使用する高周波部用低電圧または高電圧を供給する電圧供給手段と、
前記高周波部に対して機種照合用の初期設定コマンドを送信するコマンド送信手段と、
前記高周波部より前記初期設定コマンドの応答を所定時間内に受信する応答受信手段と、
前記電圧供給手段および前記コマンド送信手段の出力を前記高周波部へ送るときに混合したり、または前記高周波部からの前記初期設定コマンドの応答を分離する制御部混合分離手段と、
前記高周波部からの前記初期設定コマンドの応答が前記所定時間内にあったとき、高周波部へ供給している電圧供給手段の低電圧を高電圧へ昇圧する昇圧手段とを有し、
前記高周波部は、
前記電圧供給手段の前記高周波部低電圧の供給により、前記初期設定コマンドに対する応答を返信する応答返信手段と、
前記制御部からの前記電圧供給手段の出力や前記コマンド送信手段の出力を分離し、または前記初期設定コマンドに対する応答を返信するときに混合する高周波部混合分離手段と、
前記電圧供給手段の前記高電圧を受けて、該高電圧が所定範囲内にあるか否かを判定し、前記所定範囲内にあるときのみ前記高周波部の高圧受電部に前記高電圧を供給する電源制御手段とを備えたことを特徴とする無線システムの電源供給装置。 - 前記制御部の昇圧手段は、二種類の高電圧への昇圧がおこなえる昇圧設定電圧切り替え手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の無線システムの電源供給装置。
- 前記高周波部には、前記高周波部に入力した前記高電圧が、前記所定範囲内にない場合には警報を発生する手段を有することを特徴とする請求項１記載の無線システムの電源供給装置。
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| JP28072598A JP3919357B2 (ja) | 1998-10-02 | 1998-10-02 | 無線システムの電源供給装置 |
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