JP4531993B2

JP4531993B2 - 外来雑音混入防止装置及び信号増幅器，保安器，アンテナプラグ

Info

Publication number: JP4531993B2
Application number: JP2001013688A
Authority: JP
Inventors: 敏博杉浦
Original assignee: Maspro Denkoh Corp
Current assignee: Maspro Denkoh Corp
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2001-01-22
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2021-01-22
Also published as: JP2002057633A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば双方向ＣＡＴＶシステムのような高周波信号を双方向で伝送する信号伝送路において、上り信号に外来雑音が混入しない技術に関し、詳しくは外来雑音の混入を防止する外来雑音混入防止装置、及びその回路を内蔵した信号増幅器，保安器，アンテナプラグに関する。
【０００２】
【従来の技術】
双方向ＣＡＴＶシステムでは、通常、センター局から送出される下り信号は、７０ＭＨｚ以上の周波数帯が使用され、各加入者宅からセンター局へ送出される上り信号の周波数は１０ＭＨｚ〜５５ＭＨｚの周波数帯が使用されている。
ところが、上記上りの周波数帯は、家庭内の電化製品等で発生する雑音の周波数帯でもあるため、上り信号にはその雑音が多く混入し、センター局では流合雑音の大きな原因となっていた。そのため、この流合雑音の削減対策として、切換器を幹線内に設けて、必要に応じてノイズの大きい一部の幹線系統を切り離したりして対応していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記切り離す方法は線路を機械的に切り離してしまうため、信号も遮断されることになり新たに別の問題が発生してしまい、常時利用できるものではない。そのため、信号を遮断することなく流合雑音そのものを小さく、即ち、外来雑音の幹線ケーブルの中心導体への侵入を削減或いは防止する技術が期待されている。
【０００４】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、上り信号周波数帯である例えば１０ＭＨｚ〜５５ＭＨｚにおいて、外来雑音の幹線ケーブルの中心導体への侵入を防止する外来雑音混入防止装置を提供すること、更にその回路を内蔵した信号増幅器，保安器，アンテナプラグを提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明に係る外来雑音混入防止装置は、同軸ケーブルを接続可能な入力端子及び出力端子を有し、所定の周波数帯の信号を通過させる第１のフィルタ回路を介在して両端子を接続すると共に、前記周波数帯とは異なる所定の周波数帯の信号を通過させる第２のフィルタ回路を介して雑音除去回路を両端子間に接続した外来雑音混入防止装置であって、該雑音除去回路は、１次巻線と２次巻線を有する結合トランスを２個縦続接続して形成され、該２個の結合トランスのうちの前段側１次巻線の一端を前記入力端子側の芯線に接続して他端を入力側接地部に接続すると共に、後段側の２次巻線の一端を前記出力端子側の芯線に接続して他端を出力側接地部に接続したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、入力側接地部と出力側接地部とが直流の通過を阻止するよう連結されて成ることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明に係る保安器は、アレスタ，チョークコイルを有し、入力端子から侵入した異常電圧が出力端子から流出するのを阻止する保安器であって、請求項１又は２記載の外来雑音混入防止装置を出力端子部に具備したことを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明に係る信号増幅器は、上り信号及び下り信号が流れる双方向ＣＡＴＶ幹線の途中に介在され、少なくともセンター局からの下り信号を増幅する信号増幅器であって、下り信号を出力する出力部に請求項１記載の外来雑音混入防止装置を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明に係る信号増幅器は、上り信号及び下り信号が流れる双方向ＣＡＴＶ幹線の途中に介在され、少なくともセンター局からの下り信号を増幅する信号増幅器であって、下り信号を出力する出力部に一対の結合トランスからなる雑音除去回路を設け、該雑音除去回路が、１次巻線と２次巻線を有する結合トランスを２個縦続接続し、該２個の結合トランスの前段側１次巻線の一端を前記出力部に接続して他端を該出力部の接地部に接続すると共に、後段側の２次巻線の一端を前記信号増幅器の出力端子の芯線に接続して他端を出力端子接地部に接続したことを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明に係るアンテナプラグは、同軸ケーブル接続端子を両端に有し、双方の間に請求項１又は２記載の外来雑音混入防止装置を介在させたことを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明に係るアンテナプラグは、同軸ケーブル接続端子を両端に有し、双方の間に雑音除去回路を介在させたアンテナプラグであって、該雑音除去回路が、１次巻線と２次巻線を有する結合トランスを２個縦続接続し、該２個の結合トランスの前段側の１次巻線の一端を同軸ケーブル接続端子或いはＦ型接続端子の一方の芯線に接続して他端を一方の接地部に接続すると共に、後段側の２次巻線の一端を他方の芯線に接続して他端を他方の接地部に接続したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を基に詳細に説明する。図１（ａ）は本発明に係る外来雑音混入防止装置の第１の実施の形態を示す回路図であり、入力端子１と出力端子２の中心導体同士は、７０ＭＨｚ以上の周波数を通過させる第１のフィルタ回路３が接続されると共に、５５ＭＨｚ以下の周波数を通過させる第２のフィルタ回路と雑音除去回路６が接続されている。
この第２のフィルタ回路４は雑音除去回路６の両端に２段に形成され前段フィルタ回路４ａと後段フィルタ回路４ｂとから成り、双方とも１０ＭＨｚ〜５５ＭＨｚの周波数を通過させる同一特性となっている。
尚、第１のフィルタ回路３は高域通過フィルタでも良いし、７０ＭＨｚ〜７７０ＭＨｚを通過させる帯域通過フィルタであっても良い。また、第２フィルタ回路４は帯域通過フィルタでも良いし、５５ＭＨｚ以下を通過させる低域通過フィルタであっても良い。
【００１６】
雑音除去回路６は、図１（ｂ）に示すように前段結合トランス６ａ及び後段結合トランス６ｂの２個の結合トランスが対象配置され縦続接続されている。詳しく説明すると、前段フィルタ回路４ａに前段結合トランス６ａの１次側一端Ａが接続され、１次側他端Ｃは入力側接地部に接続されている。また、後段結合トランス６ｂの２次側一端ａと後段フィルタ回路４ｂとが接続され、２次側他端ｃは出力端子側接地部に接続されている。そして、その出力端子側接地部は直流の通過を阻止する接地コンデンサＣ１を介して入力端子側接地部と接続され、前段結合トランスの２次側Ｂ，Ｄは後段結合トランスの１次側ｂ，ｄと連結されている。また、前段結合トランス６ａの２次巻線中央と後段結合トランス６ｂの１次巻線中央は接地されている。
【００１７】
具体的な構成としては、例えば前段結合トランス６ａ及び後段結合トランス６ｂは、共に１次巻線，２次巻線がリング状フェライトコアに例えば３回ずつ巻回して形成し、互いに裏返して線対称に配置した状態で接続すればよい。
このようにトランスを結合して雑音除去回路を形成することで、巻線の端子Ａ−Ｂ間（ａ−ｂ間）、端子Ｃ−Ｂ間（ｃ−ｂ間）は高周波信号・雑音が通過せず、端子Ａ−Ｃ間（ａ−ｃ間）に流れる電流は端子Ｂ−Ｄ間（ｂ−ｄ間）へ効率よく誘導させることができる。
【００１８】
次に、図１（ａ）の回路の出力端子２から雑音が侵入した場合の作用を説明する。出力側同軸ケーブルの外部導体に外来雑音が乗った場合、その雑音電流は接地コンデンサＣ１を通り大地に流れて行く。また、そのとき接続された後段結合トランス６ｂの２次巻線の一端ｃにも流れ込もうとするが他端ａの方が高電位であるため、２次巻線を流れる事はない。
【００１９】
そして、この雑音電流は、誘導ではなく巻線間の分布容量により、後段１次巻線の一端ｂ或いは他端ｄに現れるが、そのような雑音が１次巻線の一端ｂ或いは他端ｄに現れたとしても、その先には後段結合トランス６ｂを裏返した構成の前段結合トランス６ａを設けてあるため、前段結合トランス６ａの可逆性により、端子ｄから端子Ｄに伝わった雑音も、端子ｂから端子Ｂに伝わった雑音電流も、共に端子Ｃへ現れて、より低電位の大地へ逃がしてしまうことができる。
そのため、低い雑音混入率とすることができ、結合トランスを互いに逆にして接続した簡易な構造で、上り信号に流入する外来雑音を除去することができる。そして、下り信号は第１のフィルタ回路３を通り流れて行くため雑音除去回路を流れることはない。
【００２０】
尚、結合トランスの１次と２次の巻数比は同一で無くとも良く、図２に示すように１対Ｎ（Ｎは整数）で形成しても良い。その場合、後段の結合トランスはＮ対１と対称形にすればよい。また、一方或いは双方の中間点の接地は無くても良い。また、対象としている雑音周波数において同一の特性を有していれば、一方が低周波用、他方が高周波用の通過特性を有するものであっても良く、広範な周波数範囲で良好な特性を維持することができる。
【００２１】
図３は上記外来雑音混入防止装置の回路を設けた保安器の１例を示している。アレスタ８、チョークコイル９を設けた避雷回路の出力側に図１（ａ）の外来雑音混入防止回路１０を接続してある。こうすることで、落雷等の高電圧から端末機器を保護する保安器を設けるだけで、テレビ受像機等の端末機器から侵入した外来雑音が幹線に混入するのを防止することができる。
【００２２】
図４は図３の保安器の雑音混入率特性を示し、Ｐは接地コンデンサＣ１（貫通コンデンサ）を接続した場合、Ｑは接地コンデンサＣ１を設けない場合、Ｒは外来雑音混入防止回路を設けない従来の保安器の特性を示している。
図示するように、接地コンデンサＣ１の有無により、１２ＭＨｚ前後で特性が交叉しているものの、５ＭＨｚ〜５５ＭＨｚの周波数帯にわたり、従来の保安器の特性に対して外来雑音が除去されていることがわかる。
尚、この雑音混入率特性とは、出力側接地部と入力側接地部との間に雑音に対応した信号を加え、入力端子１の芯線と接地間に、その雑音対応信号がどれだけ減衰して現れてくるかを測定したものである。また、前段結合トランス６ａの１次巻線は３巻き、２次巻線は中性点を境に左右に３巻きしたものを使用し、後段結合トランス６ｂは前段結合トランス３と同一のものを裏返したものを使用して測定している。
【００２３】
図５は本発明に係る信号増幅器（ブースタ）の１例を示すブロック図であり、（ａ）は増幅回路１２の出力に上記外来雑音混入防止回路１０を接続した構成、（ｂ）はフィルタ回路のない図１（ｂ）の回路を接続した構成となっている。尚、図５（ａ）では外来雑音混入防止回路１０の両端に介在されているコンデンサＣ３，Ｃ４は直流カット用のコンデンサであり、１３は直流通過用のコイル、１４は電源プラグである。
ＣＡＴＶ幹線の途中に介在されるブースタをこのように構成すれば、ブースタと保安器との間に侵入する外来雑音を容易に除去することができる。また、図５（ｂ）のようにフィルタ回路を取り外しても良く、回路設計は難しくなるが、広範囲な周波数帯にわたり外来雑音を除去することが可能となる。尚、図５（ａ）では直流通過回路を設けているが、その必要がなければ単に増幅回路１２の出力に外来雑音混入防止回路１０を設けるだけで良い。
【００２４】
図６は本発明に係るアンテナプラグの１例を示すプラグ付同軸ケーブルの説明図であり、（ａ）はブロック図、（ｂ）は概略外観図を示している。図において、右側のアンテナプラグ１６が来雑音混入防止回路１０を内蔵し、左側のアンテナプラグ１７は同軸ケーブル１８を接続した従来のものである。
アンテナプラグをこのように形成してプラグ付同軸ケーブルの一方のプラグ内に外来雑音混入防止回路を装着することで、壁面等に設けられた直列ユニットにそのプラグ付同軸ケーブルの一方を接続してテレビ受像機を他方に接続すれば、テレビ受像機のアンテナ端子から侵入する外来雑音を別途外来雑音混入防止装置を設けることなく除去できる。また、テレビ受像機で発生した雑音が、そのアンテナ端子からＣＡＴＶ設備に混入するのを防止できる。
【００２５】
尚、アンテナプラグにおいても、外来雑音混入防止回路をフィルタ回路を取り除いて雑音除去回路のみで形成しても良いし、接地コンデンサＣ１は無くても良い。また、図１において、各フィルタ回路の周波数特性を規定しているが、下り，上りの各周波数帯が他の周波数帯である場合は、その周波数に合わせて各フィルタ特性を決定すればよい。
【００２６】
図７の回路ブロック図は、本発明に係る外来雑音混入防止装置の第２の実施の形態を示している。上記図１との相違点を説明すると、雑音除去回路６の構成が異なり、１：１の比で巻回したトランス６ｃにより雑音除去回路を形成している。トランス６ｃはリング状フェライトコアに１次巻線及び２次巻線を５回ずつ巻回して形成されている。
【００２７】
この図７の構成と図１の構成の外来雑音混入防止装置の雑音混入率特性の比較を図８に示している。図８は上記図４の特性と同様の方法で測定したもの、即ち出力側接地部と入力側接地部との間に雑音に対応した信号を加え、入力端子１の芯線と接地間に、その雑音対応信号がどれだけ減衰して現れてくるかを測定したものであり、中太線のＪが図７の特性であり、Ｋが図１の特性である。尚、特性Ｋは前段及び後段のトランスの巻数比を５：７，７：５としてある。
この図に示すように、巻比１：１のトランス６ｃを雑音除去回路として使しても２０ＭＨｚ以下で図１のものに比べて２〜３ｄＢ悪化するものの、ほぼ同様の効果を得ることができ、雑音の混入を防止することができる。また、この場合トランスは１個で済むので、スペースを有効に利用できるし、コストも削減できる。
【００２８】
従って、この巻比１：１のトランス６ｃで形成した外来雑音混入防止回路を用いて上記図３に示すような保安器を形成すれば、端末機器から幹線に雑音が混入するのを防止できるし、図５に示すような信号増幅器を形成すれば幹線に設けられた信号増幅器と保安器との間に侵入する外来雑音を除去できる。また、図６に示すようなアンテナプラグに適用することで、アンテナ端子へ侵入する外来雑音を除去できるし、ＣＡＴＶの場合、テレビ受像機で発生した雑音が、アンテナ端子からＣＡＴＶ設備に混入するのを防止できる。
尚、この場合の信号増幅器やアンテナプラグにおいても、外来雑音混入防止回路をフィルタ回路を取り除いて雑音除去回路のみで形成することもできる。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１又は２の発明に係る外来雑音混入防止装置によれば、簡易な構造で上り周波数帯での雑音の混入を防止することができる。また、フィルタ回路を介在させることで、周波数を限定して回路設計することができ、回路設計を簡易化することができる。
【００３０】
請求項３の発明に係る保安器によれば、保安器本来の機能に加えて、テレビ受像機等の端末機器と保安器との間の混入雑音を除去できる。
【００３１】
請求項４又は５の発明に係る信号増幅器によれば、信号増幅器と保安器との間で混入雑音を除去できる。
【００３２】
請求項６又は７の発明に係るアンテナプラグによれば、テレビ受像器に接続するだけで、テレビ受像機のアンテナ端子に混入する外来雑音を除去できる。また、テレビ受像機で発生した雑音が、そのアンテナ端子からＣＡＴＶ設備に混入するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る外来雑音混入防止装置の第１の実施形態を示し、（ａ）は回路ブロック図、（ｂ）は（ａ）に示す雑音除去回路の回路図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は図１の雑音除去回路の他の例を示している。
【図３】本発明に係る保安器の１例を示す回路ブロック図である。
【図４】図３の保安器の雑音混入率−周波数特性を示す図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は本発明に係る信号増幅器の回路ブロック図である。
【図６】本発明に係るアンテナプラグを有するプラグ付同軸ケーブルを示し、（ａ）はブロック図、（ｂ）は外観図である。
【図７】本発明に係る外来雑音混入防止装置の第２の実施形態を示す回路ブロック図である。
【図８】図１と図７の外来雑音混入防止装置の雑音混入率特性図である。
【符号の説明】
１・・入力端子、２・・出力端子、３・・第１のフィルタ回路、４・・第２フィルタ回路、４ａ・・前段フィルタ回路、４ｂ・・後段フィルタ回路、６・・雑音除去回路、６ａ・・前段結合トランス、６ｂ・・後段結合トランス、１０・・外来雑音混入防止回路、Ｃ１・・接地コンデンサ。

Claims

同軸ケーブルを接続可能な入力端子及び出力端子を有し、所定の周波数帯の信号を通過させる第１のフィルタ回路を介在して両端子を接続すると共に、前記周波数帯とは異なる所定の周波数帯の信号を通過させる第２のフィルタ回路を介して雑音除去回路を両端子間に接続した外来雑音混入防止装置であって、該雑音除去回路は、１次巻線と２次巻線を有する結合トランスを２個縦続接続して形成され、該２個の結合トランスのうちの前段側１次巻線の一端を前記入力端子側の芯線に接続して他端を入力側接地部に接続すると共に、後段側の２次巻線の一端を前記出力端子側の芯線に接続して他端を出力側接地部に接続したことを特徴とする外来雑音混入防止装置。
入力側接地部と出力側接地部とが直流の通過を阻止するよう連結されて成る請求項１記載の外来雑音混入防止装置。
アレスタ，チョークコイルを有し、入力端子から侵入した異常電圧が出力端子から流出するのを阻止する保安器であって、請求項１又は２記載の外来雑音混入防止装置を出力端子部に具備したことを特徴とする保安器。
上り信号及び下り信号が流れる双方向ＣＡＴＶ幹線の途中に介在され、少なくともセンター局からの下り信号を増幅する信号増幅器であって、下り信号を出力する出力部に請求項１記載の外来雑音混入防止装置を設けたことを特徴とする信号増幅器。
上り信号及び下り信号が流れる双方向ＣＡＴＶ幹線の途中に介在され、少なくともセンター局からの下り信号を増幅する信号増幅器であって、下り信号を出力する出力部に一対の結合トランスからなる雑音除去回路を設け、該雑音除去回路が、１次巻線と２次巻線を有する結合トランスを２個縦続接続し、該２個の結合トランスの前段側１次巻線の一端を前記出力部に接続して他端を該出力部の接地部に接続すると共に、後段側の２次巻線の一端を前記信号増幅器の出力端子の芯線に接続して他端を出力端子接地部に接続したことを特徴とする信号増幅器。
同軸ケーブル接続端子を両端に有し、双方の間に請求項１又は２記載の外来雑音混入防止装置を介在させたことを特徴とするアンテナプラグ。
同軸ケーブル接続端子を両端に有し、双方の間に雑音除去回路を介在させたアンテナプラグであって、該雑音除去回路が、１次巻線と２次巻線を有する結合トランスを２個縦続接続し、該２個の結合トランスの前段側の１次巻線の一端を同軸ケーブル接続端子或いはＦ型接続端子の一方の芯線に接続して他端を一方の接地部に接続すると共に、後段側の２次巻線の一端を他方の芯線に接続して他端を他方の接地部に接続したことを特徴とするアンテナプラグ。