JP4196103B2 - 信号伝送システム - Google Patents
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Description
このシステムは主に家庭用であり、一対の伝送線3を介して互いに並列接続されているモニタ付親機100a、モニタ付副親機100bは、電源コンセント2a、2bへ電源コード先端のプラグを差し込まれ、商用100Vの単相交流電源を受けて動作している。
モニタ付親機100aは、例えば居間などに設置されており、住戸の門扉などに設置されているカメラ付子機400の呼出ボタン401の押下を検知すれば、スピーカ128aを鳴動させて来客を家人に報知し、LCDモニタ126aを起動して、カメラ付子機400のカメラ402で撮影した来客の映像表示を開始する。このような来客の呼出しに対して、家人がモニタ付親機100aの操作ボタン124aによって応答操作すれば、スピーカ128a、マイク128bとを用いて来客とのハンズフリー通話を開始させる。
モニタ付副親機100bは、台所などに配置されており、モニタ付親機100aと同等の通話機能を有する。通話副親機100cは、居室などに配置されており、訪問者の映像表示を表示する機能はないが、それ以外の機能は、モニタ付親機100aと同等である。更に、モニタ付親機100a、モニタ付副親機100b、通話副親機100cは、互いに内線通話をすることもできる。
特許文献1には、このようなインターホンシステムにおいて、モニタテレビ回路部と電話回路部との間の信号伝送を、交流電源に対して高インピーダンスを有した絶縁トランスやフォトカプラを介して行なうことによって、電話回線側の接地と交流電源側の接地とを完全に分離させたモニタテレビ付電話機が提案されている。
そのため、家屋の各コンセントには、その2通りの組み合わせ、すなわち中性線(0)−電圧線(+)、中性線(0)−電圧線(−)いずれかが配線施工され、このとき、前者の組み合わせを配線されたコンセントと、後者の組み合わせを配線されたコンセントとは、互いに逆位相の交流電源となる。
しかしながら、前述の特許文献1では、伝送装置内部において、電話回線側の接地と交流電源側の接地とが交流電源に対して分離されるので、電話回線側の接地電位と交流電源側の接地電位との電位差に起因する雑音電流を遮断する利点はあるが、互いに逆位相の外部電源に接続された信号伝送装置間の伝送線を流れるリーク電流については何ら考慮されていない。
また、伝送線から電源を供給される信号伝送装置を付加しても、同様なノイズ障害が抑制できる信号伝送システムを提供することを目的としている。
また、請求項3では、請求項1、2において、上記各伝送回路部に含まれる平衡型送受信器は、無極性の信号を送受信する構成としている。
更に請求項2によれば、給電部を備えた第1の信号伝送装置から、受電部を備えた第3の信号伝送装置へ電源を供給することにより、外部電源に接続されない第3の信号伝送装置を信号伝送システムに組み込むことができ、そのシステムにおいて、第1の信号伝送装置と、第2の信号伝送装置とが、互いに逆位相の外部電源に接続された状態であっても、第2の信号伝送装置と、第3の信号伝送装置両者の平衡型送受信器により伝送線で平衡型信号を送受信するから、リーク電流が伝送線上でコモンモードのノイズとなり、受信側の信号伝送装装置で除去され、信号伝送の障害発生が抑制される。
更に請求項3によれば、送受信される信号が無極性の平衡型信号であるから、信号伝送装置の送受信端子を極性の区別のために形状を異ならせて形成する必要がなく、配線施工も容易にできる。
ここに、本発明でいう装置のグランドレベルは、伝送装置の回路電源の基準電圧を意味するものである。
まず、モニタ付親機1aとモニタ付副親機1bとの信号伝送、例えば内線通話について説明する。モニタ付親機1a、モニタ付副親機1bとはいずれも、図1に示したように、外部の交流電源に接続されて動作している。この場合、モニタ付親機1aとモニタ付副親機1bとの交流電源は、逆位相である場合と、同位相である場合の2通りがある。ここで、前者の逆位相の場合を以下、説明する。
従って、このような条件において、モニタ付親機1aとモニタ付副親機1bとが伝送線3通じて内線通話を行うなどして信号を送受信すれば、モニタ付親機1aとモニタ付親機1bのグランドレベルG1,G2間の電圧差は、伝送線3を流れる電源周波数の交流リーク電流を生じさせる原因となる。そして、このリーク電流が高調波成分を有している場合には、低周波数側のベースバンドで伝送される音声信号が、高周波に変調されている映像信号や制御信号よりも大きく影響を受ける。
したがって、受話側のモニタ副親機1bでは、コモンモードのリーク電流による電圧を音声信号のノイズとして再生し音声信号を劣化させることがないから、具体的現象としてのハムノイズが効果的に抑制される。また、この現象はモニタ付親機1aが受話側になったときも、同様であり、モニタ付親機1aとモニタ付副親機1bとが同位相の交流電源を供給されている場合に、上記のノイズなどが発生しないことはいうまでもない。
図1Aは、モニタ付親機1a、モニタ付副親機1b、及び通話副親機1cとの接続関係を説明する図面である。
モニタ付親機1aは、一対の送受信端子T3a、T4aから伝送線3へ電源を供給するために後述の給電部16Aを備える一方、通話副親機1cは、送受信端子T3c、T4cから電源を受けるため後述する受電部17を備えている。従って、通話副親機1cは、モニタ付親機1aから伝送線3を通じて電源が供給されて動作する。
モニタ付親機1aと通話副親機1cとの信号送受信においては、通話副親機1cがモニタ付親機1aから電電を供給されているので、上記した条件下においては、両者のグランドレベルG1,G3の電圧変化は常に同時かつ同位相で発生する。従って、モニタ付親機1aのグランドレベルG1が、電圧線(+)と筐体の容量結合によって平衡点の電圧から変化したときには、通話副親機1cのグランドレベルG3も同様に変化する。
このために、モニタ付親機1aと通話副親機1cとの間では、上述したリーク電流が伝送線3を伝播しないから、このリーク電流による電圧を原因とする通話音声の劣化は発生しない。
しかし、本発明の実施例によれば、通話副親機1cの伝送回路部12Aに設けた平衡型送受信器37A、37Bから伝送線3に伝播するリーク電流は、平衡型信号におけるコモンモードのノイズとなり、これは受話側であるモニタ付親機1bの平衡型送受信器37A、37Bによって除去される。また、通話副親機1cが受話側になったときも、同様である。したがって、コモンモードのリーク電流による電圧を音声信号のノイズとして再生し音声信号を劣化させることがないから、具体的現象としてのノイズが効果的に抑制される。
まず、以下では、モニタ付親機1a、モニタ付副親機1b、及び通話副親機1cの構成要素を詳細に説明する。
図2は、モニタ付親機1aの構成を説明するブロック図である。
モニタ親機1aは、交流電源に接続される一対の電源端子T1a、T2aと、伝送線3と接続される一対の送受信端子T3a、T4aと、交流電源を整流して装置の直流電源V1,−V1を生成する電源部11と、電源部11から直流電源V1,−V1を受けて作動し、制御部13と受像部14と通話部15とが装置外部と信号を送受信するための伝送回路部12Aを備え、更に、一対の送受信端子T3a、T4aから伝送線3を通じてカメラ付子機4や通話副親機1cのための電源を供給する給電部16Aを備えている。
モニタ付副親機1bは、給電部16を有さない点を除けば、モニタ付親機1aと共通であるから、モニタ付親機1aと共通の構成要素には同一の参照符号を付ける。なお、モニタ付副親機1bにおいて交流電源と接続される電源端子は、T1b、T2bであり、伝送線3に接続される一対の送受信端子はT3b、T4bとして示している。
ついで、各部の構成について説明する。
図4は電源部11の構成を説明するブロック図である。
電源部11では、一対の電源端子T1a、T2aと、内部電源回路としてのスイッチング電源回路21がコモンモードチョークコイルLを介して接続されている。スイッチング電源回路21は、交流電源をスイッチングし、整流して、装置の直流電源として正電圧(V1)と負電圧(−V1)を出力している。
そして、このようなスイッチング電源回路21は、2つのコンデンサC1、C2を介して、交流電源間を接続し、更に、それらの共通の接続点を装置のグランドレベル(G1)に接続することで、一対の電源端子T1a、T2aをグランドレベルに接続している。
ここに、2つのコンデンサC1,C2は高周波スイッチングノイズを吸収するものであり、2つのコンデンサC1,C2はそれぞれが独立してグランドレベルに接続されていてもよい。
なお、内部電源回路は、図例ではスイッチング電源回路21で構成しているが、そのようなものには限定されず、外部からの交流電源の供給を受けて、整流して、直流電源を出力するものであればよい。
給電部16Aは、直流電源(V1、−V1)がそれぞれ、伝送線3から送受信される信号を遮断するチョークコイルL1、L2を介して、送受信端子T3a、T4aと接続され、伝送線3に給電する構成になっている。
図4Bは、給電部の変形例の構成を説明するブロック図である。
給電部16Bでは、直流電源V1が伝送線3から送受信される信号を遮断するチョークコイルL1を介して、一方の送受信端子T3aと接続され、他方の送受信端子T4aは、チョークコイルL2を介して、装置のグランドレベル(G1)に接続されている。このような構成の給電部16Bを用いれば、電源部11は、正極性の電源(V1)だけを給電部16Bへ供給すればよいので、簡単な構成の回路とすることができる。
制御部13は、シリアル通信を行う非同期シリアル送受信器22と、必要な表示をなす表示LED23と、使用者が操作を入力する操作ボタン24とが、装置制御を行うCPU25に接続されている。CPU25は、ソフトウェアによって、装置の他の部分を制御している。
受像部14は、訪問者の映像を表示するLCDモニタ26がビデオ信号を処理して映像を表示させるビデオ回路27に接続されている。
通話部15は、音声を入力して音声信号と成す集音マイク28が第1の音声スイッチ29と接続され、音声信号によって鳴動し、音声を出力するスピーカ30が第2の音声スイッチ31と接続されている。第1の音声スイッチ29aと第2の音声スイッチ31aは、スイッチ制御回路32aによって利得を調整制御されて、ハンズフリーの相互通話を可能にしている。他の構成として、音声スイッチ29、31の代わりに同時通話回路を用いることもできる。
従来、音声スイッチを用いた交互通話回路やエコーキャンセラを用いたハンズフリーインターホンでは、通話中のノイズはその通話信号に隠れているが、無音になって通話信号がなくなると現れていた。そのため通話の語尾や、通話信号のないときにノイズが聞こえたりするなど、特に無音時に気になるようなリーク電流によるノイズ障害の問題があったが、本発明を適用すれば、そのようなノイズ障害は無く、クリアな通話が可能となる。
図8Aに示す伝送回路部12Aは、一対の送受信端子T3a、T4aとコンデンサCa、Cbを介して接続される平衡型送受信器37Aを有している。ここに、コンデンサCa、Cbは、直流電圧が平衡型送受信器37Aに印加されることを防止する直流遮断用コンデンサである。平衡型送受信器37Aは、直流電源(V1)と、装置のグランドレベル(G1)との電圧で駆動され、一対の送受信端子T3a、T4aに接続される伝送線3で平衡信号を伝送させる構成となっている。
このために、平衡型送受信器37Aは、混合分離器33と非平衡信号線で接続される一方、一対の送受信端子T3a、T4aとは平衡信号線で接続されており、混合分離器33からの非平衡型信号による送受信と、伝送線3側からの平衡型信号による送受信とを中継する。混合分離器33は、バンドパスフィルタ回路などで形成されており、制御信号を複変調する制御信号復変調回路34、映像信号を復調する映像信号復調回路35、音声信号を増幅通過させる音声増幅回路36と接続されている。制御信号復変調回路34は、制御部13の非同期シリアル送受信器22と制御信号を送受信する。映像信号復調回路35は、受像部14のビデオ回路27へ映像信号を送信する。音声増幅回路36は、通話部15の第1の音声スイッチ29又は第2の音声スイッチ31と音声信号を送受信する。
このような伝送回路部12Bを備えるモニタ付親機、モニタ付副親機、及び通話副親機では、上述の実施例と同様の効果を奏するのみならず、伝送線3を無極性にできるから、モニタ付親機1a、モニタ付副親機1bのそれぞれの送受信端子T3a、T4a、T3b、T4b、T3c、T4cを形状で区別して形成する必要がない。また、システムの配線施工も容易になる。
ここで、平衡型送信アンプTA及び平衡型受信アンプRAを直流電源の正電圧(V1)と負電圧(−V1)とで駆動されるようにすれば、図8Bに示された平衡型送受信器37Bの構成にできる。
通話副親機1cは、伝送線を接続する一対の送受信端子T3c、T4cと、この一対の送受信端子T3c、T4cに接続されて、装置の駆動電源、直流電源(V3)を得る受電部17と、この受電部17から直流電源(V3)を受けて作動し、制御部13と通話部15とに信号を送受信するための伝送回路部12Aを備えている。ここに伝送回路部12Aは前述した構成になっている。
受電部17は、一対の送受信端子T3c、T4cに接続されて、交流電源を整流する整流回路のダイオードブリッジDBと、ダイオードブリッジDBに接続されて直流電源(V3)を得るDC/DCコンバータ18とを有しているが、このような構成に限定されない。
最後に、本発明の伝送装置を適用したテレビインターホンシステムについて説明する。
このシステムは主に家庭用であり、一対の伝送線3を介して互いに並列接続されているモニタ付親機1a、モニタ付副親機1bは、電源コンセント2a、2bへ電源コード先端のプラグを差し込まれ、商用100Vの交流電源を受けている。
モニタ付親機1aは、例えば居間に設置されており、住戸の門扉に設置されているカメラ付子機4の呼出ボタン41の押下を検知すれば、スピーカ28aを鳴動させて来客を家人に報知し、LCDモニタ26aを起動して、カメラ付子機4のカメラ42で撮影した来客の映像表示を開始する。そして、家人がモニタ付親機1aの操作ボタン24aによって応答操作すれば、来客とのハンズフリー通話を開始させる。
一方のモニタ付副親機1bは、台所に配置されており、モニタ付親機1aと同等の機能を有する。通話副親機1cは、居室に配置されており、カメラ付子機4のカメラ42で撮影した訪問者の映像表示を表示する機能はないが、それ以外の機能は、モニタ付親機1aと同等である。更に、モニタ付親機1a、モニタ付副親機1b、通話副親機1cは、互いに内線通話をすることもできる。
伝送線3は、音声信号、映像信号、制御信号が、周波数分割多重方式で送受信されている。その信号のうち、音声信号は、周波数変調されないベースバンド信号になっている。なお、この図は概念的なものであるから、音声信号、映像信号、制御信号の帯域、及び信号レベルは同一のレベルとして表現されている。
1b 第2の信号伝送装置(インターホンシステム副親機)
1c 第2の信号伝送装置(インターホンシステム副親機)
2a、2b 交流電源
3 伝送線
11 電源部
12A、12B、 伝送回路部
16A、16B 給電部
21 内部電源回路(スイッチング電源回路)
37A、37B 平衡型送受信器
C1〜C4 コンデンサ
DB 整流回路
L1、L2 チョークコイル
T1a、T2b、T1b、T2b 一対の電源端子
T3a、T4b、T3b、T4b 一対の送受信端子
TA 平衡型送信アンプ
RA 平衡型受信アンプ
Claims (3)
- 単相3線の電力線から供給される交流電力を受電して動作電源とし、
前記単相3線の電力線から供給される交流電力の周波数を含む周波数帯の伝送信号を、単相3線の電力線とは異なる伝送線を介して伝送する、第一および第二の信号伝送装置を有した信号伝送システムであって、
第一の信号伝送装置は、
単相3線の電力線のうち、中性線と、中性線以外の互いに極性が相反する2本の電力供給線のうちの一方の電力線とに接続されて、この中性線と一方の電力線とを介して交流電力を供給されており、
第二の信号伝送装置は、
単相3線の電力線のうち、中性線と、前記一方の電力線とは異なる他方の電力線とに接続されて、この中性線と一方の電力線とを介して交流電力を供給されており、
上記第1の信号伝送装置は、
単相3線の電力線と接続する電源受電端子である一対の電源端子のそれぞれに、一端をその装置のグランドレベルに接続したコンデンサを接続し、該一対の電源端子より交流電源の供給を受けて直流電源を生成するための電源部と、
上記一対の伝送線に接続される一対の送受信端子と、この一対の送受信端子に直流遮断コンデンサを介在させて接続された平衡型送受信器とを有し、上記電源部から直流電源を受けて作動される伝送回路部と、
上記電源部をチョークコイルを介して、上記一対の送受信端子に接続して、伝送線に給電する給電部とを備え、かつ
上記第2の信号伝送装置は、
単相3線の電力線と接続する電源受電端子である一対の電源端子のそれぞれに、一端を、その装置のグランドレベルに接続したコンデンサを接続し、該一対の電源端子より交流電源の供給を受けて、直流電源を生成するための電源部と、
上記一対の伝送線に接続される一対の送受信端子と、この一対の送受信端子に直流遮断コンデンサを介在させて接続された平衡型送受信器とを有し、上記電源部から直流電源を受けて作動される伝送回路部と、
を備えていることを特徴とする、信号伝送システム。 - 請求項1において、
上記信号伝送システムは、上記第1の信号伝送装置から電源供給を受けて作動する第3の信号伝送装置を更に含んでおり、
この第3の信号伝送装置は、
上記一対の送受信端子に接続された整流回路を含んだ受電部と、
上記一対の伝送線に接続される一対の送受信端子と、この一対の送受信端子に直流遮断コンデンサを介在させて接続された平衡型送受信器とを有し、上記第1の信号伝送装置の上記受電部から直流電源を受けて作動される伝送回路部と、
を備えたことを特徴とする信号伝送システム。 - 請求項1、2において、
上記各伝送回路部に含まれる平衡型送受信器は、無極性の信号を送受信する構成としている信号伝送システム。
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