JP5650047B2 - ブースター - Google Patents

Description

本発明は、出力端子と入力端子の間に電通機能を有するテレビジョン受信機用のブースターに関するものである。

テレビジョン受信機がＴＶ信号を受信して正常な視聴をするには、入力端子で受信信号のレベルが所定のレベルとされていることが必要である。ブースターは、テレビジョン受信機の入力レベルが所定より低い場合に、これを増幅して上げる働きをする。すなわち、ブースターは電波が弱い場合やアンテナとテレビジョン受信機が離れている場合、および、１本のアンテナから複数のテレビジョン受信機へ信号を分配する場合などにアンテナの下に挿入してＴＶ信号を正常に受信するために使用される。

従来のテレビジョン受信機用のブースターの構成を示すシステム図を図３に示す。
図３に示すブースター１００は、入力端子ＩＮから入力されたＴＶ信号は、直流カット用のコンデンサＣ１０を介して分波器Ｄ１に入力されてＵＨＦ帯以下の受信信号とＢＳ・ＣＳ帯の受信信号とに分波される。分波器Ｄ１で分波されたＵＨＦ帯以下の受信信号は、さらに分波器Ｄ２でＦＭ帯およびＶＨＦ帯の受信信号とＵＨＦ帯の受信信号とに分波されて、ＦＭ帯およびＶＨＦ帯の受信信号がＦＭ・ＶＨＦ回路１１０に供給され、ＵＨＦ帯の受信信号がＵＨＦ回路１１１に供給される。また、分波器Ｄ１で分波されたＢＳ・ＣＳ帯の受信信号はＢＳ・ＣＳ回路１１２に供給される。ＦＭ・ＶＨＦ回路１１０はＦＭ帯域およびＶＨＦ帯域を通過させるローパスフィルタからなるパス回路で構成されており、ＦＭ・ＶＨＦ回路１１０を通過したＦＭ帯およびＶＨＦ帯の受信信号は混合器Ｄ３の一方に供給される。また、ＵＨＦ回路１１１はＵＨＦ帯域を通過させるハイパスフィルタと、ＵＨＦ帯の受信信号のレベルを所定レベルに増幅するアンプとからなり、ＵＨＦ回路１１１から出力される所定レベルのＵＨＦ帯の受信信号は混合器Ｄ３の他方に供給される。

混合器Ｄ３において、供給されたＦＭ帯およびＶＨＦ帯の受信信号と所定レベルのＵＨＦ帯の受信信号とが混合されて、さらに混合器Ｄ４の一方に出力される。さらに、ＢＳ・ＣＳ回路１１２はＢＳ・ＣＳ帯域を通過させるハイパスフィルタと、ＢＳ・ＣＳ帯の受信信号のレベルを所定レベルに増幅するアンプとからなり、ＢＳ・ＣＳ回路１１２から出力される所定レベルのＢＳ・ＣＳ帯の受信信号は混合器Ｄ４の他方に供給される。そして、混合器Ｄ４において、ＦＭ帯およびＶＨＦ帯の受信信号と所定レベルのＵＨＦ帯の受信信号との混合信号に、所定レベルのＢＳ・ＣＳ帯の受信信号が混合されてＴＶ信号とされる。混合器Ｄ４から出力されるＴＶ信号は、直流カット用のコンデンサＣ１１を介して出力端子ＯＵＴから出力される。
なお、出力端子ＯＵＴから供給される直流電源はチョークコイルＣＨ１１とチョークコイルＣＨ１０からなる電通回路を介して入力端子ＩＮから出力されて、ＢＳ・ＣＳアンテナに供給することができる。この電通回路には雷保護回路１１４が設けられて、ブースター１００が雷から保護されている。なお、直流カット用のコンデンサＣ１０，Ｃ１１は、出力端子ＯＵＴあるいは入力端子ＩＮから供給される直流電源がＦＭ・ＶＨＦ回路１１０、ＵＨＦ回路１１１、ＢＳ・ＣＳ回路１１２に印加されないようにしている。また、入力端子ＩＮから直流電源が供給された場合は、チョークコイルＣＨ１０とチョークコイルＣＨ１１からなる電通回路を介して出力端子ＯＵＴから直流電源が出力される。

次に、図３に示すブースター１００の詳細な構成を示す回路ブロック図を図４に示す。
図４に示すブースター１００では、入力端子ＩＮから入力されたＴＶ信号は、直流カット用のコンデンサＣ１０を介してローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０に入力されて、約７１０ＭＨｚ以下あるいは約７７０ＭＨｚ以下のＦＭ帯域とＶＨＦ帯域とＵＨＦ帯域の信号が抽出される。ＬＰＦ１０からの出力はＬＰＦ１２とハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１２にそれぞれ供給される。ＬＰＦ１２はＦＭ帯域およびＶＨＦ帯域を通過させ，ＶＨＦ帯域より上の帯域を阻止する２段のＴ型フィルタからなり、ＦＭ・ＶＨＦ回路１１０を構成している。すなわち、ＬＰＦ１２は、コイルＬ１０，コイルＬ１１，コイルＬ１２が直列に接続され、コイルＬ１０とコイルＬ１１との接続点とアース間にコンデンサＣ１２が接続され、コイルＬ１１とコイルＬ１２との接続点とアース間にコンデンサＣ１３が接続されている。このＬＰＦ１２をＦＭ帯およびＶＨＦ帯の受信信号が通過して出力される。

また、ＨＰＦ１２とＡＭＰ１０とＨＰＦ１３の直列回路はＵＨＦ回路１１１を構成している。すなわち、ＨＰＦ１２およびＨＰＦ１３は約４７０ＭＨｚ以上のＵＨＦ帯の受信信号を通過させ，それより下の帯域を阻止するフィルタとされており、ＡＭＰ１０はＵＨＦ帯の受信信号を所定レベルに増幅するアンプとされている。これにより、ＨＰＦ１２を通過したＵＨＦ帯の受信信号はＡＭＰ１０で所定レベルに増幅され、ＨＰＦ１３を介して出力される。ＬＰＦ１２から出力されるＦＭ帯およびＶＨＦ帯の受信信号と、ＨＰＦ１３から出力される所定レベルのＵＨＦ帯の受信信号は、ＬＰＦ１１に供給されて混合される。ＬＰＦ１１は約７１０ＭＨｚ以下あるいは約７７０ＭＨｚ以下のＦＭ帯域とＶＨＦ帯域とＵＨＦ帯域の信号を通過させるフィルタである。

また、入力端子ＩＮから入力されたＴＶ信号は、コンデンサＣ１０を介してＨＰＦ１０にも供給される。ＨＰＦ１０は約１０３２ＭＨｚ以上のＢＳ・ＣＳ帯域の信号を通過させている。ＨＰＦ１０を通過したＢＳ・ＣＳ帯の受信信号は、ＡＭＰ１１により所定レベルに増幅されて、約１０３２ＭＨｚ以上のＢＳ・ＣＳ帯域の信号を通過させるＨＰＦ１１を介して出力される。このように、ＨＰＦ１０，ＡＭＰ１１，ＨＰＦ１１はＢＳ・ＣＳ回路１１２を構成している。そして、ＬＰＦ１１から出力されるＦＭ帯およびＶＨＦ帯の受信信号と所定レベルのＵＨＦ帯の受信信号との混合信号と、ＨＰＦ１１から出力される所定レベルのＢＳ・ＣＳ帯の受信信号とが混合されてコンデンサＣ１１を介して出力端子ＯＵＴから出力される。
なお、電通回路は図３と同様に出力端子ＯＵＴと入力端子ＩＮとの間に直列接続されたチョークコイルＣＨ１１とチョークコイルＣＨ１０から構成されており、チョークコイルＣＨ１１とチョークコイルＣＨ１０との接続点とアース間に、雷のサージ電流をアースにバイパスするバリスタＺＮＲ１０とコンデンサＣ１４からなる雷保護回路１１４が接続されている。また、電源１１３からＡＭＰ１０とＡＭＰ１１に動作用の電源が供給されている。

特開２００８−２７８３７４号公報

日本アンテナテレビ受信用機器総合カタログ 2010-2011 P.203，［online］, ［平成２３年４月１４日検索］，インターネット<http://www.nippon-antenna.co.jp/catalog/tv/pdf/10_P203-208.pdf>

ＶＨＦ帯域の地上波アナログ放送は、２０１１年の７月に終了する予定とされており、ＶＨＦ帯域を増幅するテレビジョン受信機用のブースターの需要がなくなりつつある。しかし、ＶＨＦ帯にはＦＭ放送がありＦＭ放送を受信するために図３および図４に示すようなＦＭ・ＶＨＦ帯をパスするブースター１００が提案されている。また、ＢＳ・ＣＳアンテナに電源を供給するための電通機能を有するブースター１００ではＢＳ・ＣＳアンテナのコンバーターに電源を送る際に出力端子ＯＵＴとＢＳ・ＣＳ帯等の受信信号が入力される入力端子ＩＮ間に直列接続されたチョークコイルＣＨ１０，ＣＨ１１で電通回路を構成し、ＦＭ・ＶＨＦ回路１１０，ＵＨＦ回路１１１，ＢＳ・ＣＳ回路１１２の入力側および出力側にコンデンサＣ１０，コンデンサＣ１１を挿入して電通回路の直流が印加されないようにしている。また、雷のサージ保護を行う雷保護回路１１４では、耐圧の高いコンデンサ１４を使用し、また雷の低い周波成分がＦＭ・ＶＨＦ回路１１０，ＵＨＦ回路１１１，ＢＳ・ＣＳ回路１１２に混入しないように、低い信号周波数帯域に対して雷保護回路１１４のインピーダンスを低くしている。

電通回路を構成するチョークコイルＣＨ１，ＣＨ２は放送波の信号帯域のアイソレーションを確保するためにインダクタンス値を大きくする必要がある。この場合、磁芯に銅線を巻いたチョークコイルより空芯コイルの方が低コストであることから、空芯コイルを使用することが考えられる。しかし、インダクタンス値の大きい空芯コイルは自己共振周波数が高くなり、高い周波数のアイソレーションが取れないために、ＢＳ・ＣＳ帯域の特性に影響を与えてしまうことになる。このため、空芯コイルに替えて磁性体に銅線を巻いた高価なチョークコイルＣＨ１０，ＣＨ１１を使用する必要があった。また、チョークコイルＣＨ１，ＣＨ２は雷のサージ保護のために、巻線の線径が太くなってサイズが大きくなることから、基板の実装面積が大きくなってしまうと云う問題点があった。
そこで、本発明はチョークコイルに替えてサイズが小さくなる空芯コイルを使用することのできるテレビジョン受信機用のブースターを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のブースターは、入力端子と出力端子との間に、ＦＭ・ＶＨＦ回路とＵＨＦ回路とＢＳ・ＣＳ回路とが並列に接続されているブースタであって、前記ＦＭ・ＶＨＦ回路は、ＦＭ帯域とＶＨＦ帯域を通過させる複数段の第１のローパスフィルタからなるパス回路で構成されており、前記複数段の第１のローパスフィルタの間とアースとの間に、空芯コイルとコンデンサとからなる雷のサージ成分の周波数だけを通す直列回路が接続されており、前記ＵＨＦ回路は、ＵＨＦ帯域を通過させる第１のハイパスフィルタの間に、ＵＨＦ帯の受信信号レベルを所定レベルに増幅する第１のアンプが接続されて構成されており、前記ＢＳ・ＣＳ回路は、ＢＳ・ＣＳ帯域を通過させる第２のハイパスフィルタの間に、ＢＳ・ＣＳ帯の受信信号レベルを所定レベルに増幅する第２のアンプが接続されて構成されていることことを最も主要な特徴としている。

本発明は、ＦＭ・ＶＨＦ回路を構成しているローパスフィルタの間とアースとの間に、コイルとコンデンサとからなる雷のサージ成分の周波数だけを通す直列回路を接続することにより雷のサージ対策用の雷保護回路を構成している。この場合、ＦＭ・ＶＨＦ回路によりＢＳ・ＣＳ帯域のアイソレーションをとれるため、コイルとして空芯コイルを使用することができる。このように、磁芯に銅線を巻いたチョークコイルを不要とすることができ、ローパスフィルタを電通回路として使用することにより、直流カット用のコンデンサも不要とすることができ、コストダウンを図れるようになる。

本発明の実施例にかかるブースターの構成を示す回路ブロック図である。 本発明の実施例にかかるブースターと従来のブースターとの周波数に対する伝達特性を示す図である。 従来のテレビジョン受信機用のブースターの構成を示すシステム図である。 従来のテレビジョン受信機用のブースターの詳細な構成を示す回路ブロック図である。

本発明の実施例にかかるテレビジョン受信機用のブースター１の構成を示す回路ブロック図を図１に示す。
図１に示す本発明の実施例にかかるブースター１では、入力端子ＩＮから入力されたＴＶ信号は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１とハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１とに入力される。ＬＰＦ１は、約７１０ＭＨｚ以下あるいは約７７０ＭＨｚ以下のＦＭ帯域とＶＨＦ帯域とＵＨＦ帯域との信号を通過させる。ＬＰＦ１からの出力はＬＰＦ３とＨＰＦ３にそれぞれ供給される。ＬＰＦ３はＦＭ帯域およびＶＨＦ帯域を通過させる２段のＴ型フィルタからなり、このＬＰＦ３とＬＰＦ３の中途に設けられた雷保護回路ＡとによりＦＭ・ＶＨＦ回路が構成されている。すなわち、コイルＬ１，コイルＬ２，コイルＬ４が直列に接続され、コイルＬ１とコイルＬ２との接続点とアース間にコンデンサＣ１が接続され、コイルＬ２とコイルＬ４との接続点とアース間にコンデンサＣ４が接続されてＬＰＦ３が構成されている。また、雷保護回路ＡはコイルＬ２とコイルＬ４との接続点とアース間に空芯コイルＬ３と、雷のサージ電流をアースにバイパスするバリスタＺＮＲおよびコンデンサＣ２およびコンデンサＣ３の並列回路が直列に接続されて構成されている。このＬＰＦ３をＦＭ帯およびＶＨＦ帯の受信信号が通過して出力され、ＶＨＦ帯を超える帯域の受信信号は阻止される。また、雷保護回路ＡはコイルＬ３とコンデンサＣ２，Ｃ３との直列回路が雷のサージ成分の周波数だけを通し、ＦＭ・ＶＨＦ帯域の信号を阻止するローパスフィルタを形成している。

また、ＬＰＦ１からの出力はＨＰＦ３とＡＭＰ１とＨＰＦ４の直列回路からなるＵＨＦ回路にも供給される。ＨＰＦ３およびＨＰＦ４は約４７０ＭＨｚ以上のＵＨＦ帯の受信信号を通過させ、それより下の帯域を阻止するフィルタとされており、ＡＭＰ１はＵＨＦ帯の受信信号を所定レベルに増幅するアンプとされている。これにより、ＨＰＦ３を通過したＵＨＦ帯の受信信号はＡＭＰ１で所定レベルに増幅され、ＨＰＦ４を介して出力される。ＬＰＦ３から出力されるＦＭ帯およびＶＨＦ帯の受信信号と、ＨＰＦ４から出力される所定レベルのＵＨＦ帯の受信信号とは、ＬＰＦ２に供給されて混合される。ＬＰＦ２は約７１０ＭＨｚ以下あるいは約７７０ＭＨｚ以下のＦＭ帯域とＶＨＦ帯域とＵＨＦ帯域との信号を通過させ、ＵＨＦ帯を超える帯域の信号を阻止するフィルタである。

また、入力端子ＩＮから入力されたＴＶ信号は、ＨＰＦ１とＡＭＰ２とＨＰＦ２の直列回路からなるＢＳ・ＣＳ回路にも供給される。ＨＰＦ１およびＨＰＦ２は約１０３２ＭＨｚ以上のＢＳ・ＣＳ帯域の信号を通過させ、それより下の帯域の信号を阻止している。通過されたＨＰＦ１からのＢＳ・ＣＳ帯の受信信号は、ＡＭＰ２により所定レベルに増幅されて、約１０３２ＭＨｚ以上のＢＳ・ＣＳ帯域の信号を通過させるＨＰＦ２を介して出力される。そして、ＬＰＦ２から出力されるＦＭ帯およびＶＨＦ帯の受信信号と所定レベルのＵＨＦ帯の受信信号との混合信号、ＨＰＦ２から出力される所定レベルのＢＳ・ＣＳ帯の受信信号とが混合されて出力端子ＯＵＴから出力される。
なお、ＬＰＦ１とＬＰＦ３とＬＰＦ２からなる経路におけるローパスフィルタはコイルが経路に直列に接続されて直流を通過させられることから、ＬＰＦ１とＬＰＦ３とＬＰＦ２からなる経路を電通回路として利用している。また、電源１０からＡＭＰ１とＡＭＰ２に動作用の電源が供給されている。電源１０は、電通回路に供給される直流電源を利用して動作用の電源を発生させるようにしてもよい。

ブースター１においては、ＦＭ・ＶＨＦ回路を構成しているＬＰＦ３の中途とアースとの間に、コイルＬ３とコンデンサＣ２，Ｃ３とからなる直列回路を接続することにより雷のサージ対策用の雷保護回路Ａを構成している。この場合、ＬＰＦ３によりＢＳ・ＣＳ帯域のアイソレーションをとれると共に、ＦＭ・ＶＨＦ回路とＵＨＦ回路との並列回路の入力側と出力側とにそれぞれ接続されている、ＵＨＦ帯域より下の周波数帯域を通過させるＬＰＦ１とＬＰＦ２によりＢＳ・ＣＳ帯域のアイソレーションをとれるため、コイルＬ３として磁芯に銅線を巻いたチョークコイルを使用する必要が無く空芯コイルを使用することができる。また、ＦＭ・ＶＨＦ回路を構成しているＬＰＦ３と、ＦＭ・ＶＨＦ回路とＵＨＦ回路との並列回路の入力側と出力側とにそれぞれ接続されているＬＰＦ１とＬＰＦ２により電通回路を構成している。このため、本発明にかかるブースター１では、従来必要であった直流カット用のコンデンサとチョークコイルとを不要とすることができ、コストダウンを図れるようになる。

次に、本発明にかかるブースター１と従来のブースター１００との周波数に対する伝達特性を図２に示す。
図２に示す伝達特性を参照すると、７７０ＭＨｚにおいて本発明にかかるブースター１では約２１．２３１ｄＢのゲインが得られており、従来のブースター１００においても約２１ｄＢのゲインが得られている。また、１．０３２ＧＨｚにおいて本発明にかかるブースター１では約１５．９０４ｄＢのゲインが得られており、従来のブースター１００においては約１４ｄＢのゲインが得られている。さらに、２．１５ＧＨｚにおいて本発明にかかるブースター１では約１２．５５ｄＢのゲインが得られており、従来のブースター１００においては約１０．５ｄＢのやや低下したゲインが得られている。さらにまた、２．６０２ＧＨｚにおいて本発明にかかるブースター１では約５．８７６９ｄＢのゲインが得られているが、従来のブースター１００においては約−３ｄＢのロスとされている。このように、従来のブースター１００では約２．３ＧＨｚ以上の高域において、伝達特性が急速に悪化するようになるが、本発明にかかるブースターにおいては２．３ＧＨｚ以上の高域においても、伝達特性は徐々に悪化するだけとなり、高域の伝達特性が改善されていることが分かる。

以上説明した本発明にかかるテレビジョン受信機用のブースターは、ＦＭ・ＶＨＦ回路を構成しているローパスフィルタの間とアースとの間に、コイルとコンデンサとからなる直列回路を接続することにより雷のサージ対策用の雷保護回路を構成している。この場合、ＦＭ・ＶＨＦ回路とＵＨＦ回路との並列回路の入力側と出力側とにそれぞれ接続されている、ＵＨＦ帯域以下の周波数帯域を通過させるローパスフィルタによりＢＳ・ＣＳ帯域のアイソレーションをとれるため、コイルとして磁芯に銅線を巻いたチョークコイルを使用する必要が無く空芯コイルを使用することができる。さらに、雷保護回路はコイルとコンデンサとの直列回路が雷のサージ成分の周波数だけを通しＦＭ・ＶＨＦ帯域の信号を阻止するローパスフィルタを形成している。

また、ＦＭ・ＶＨＦ回路を構成しているローパスフィルタと、ＦＭ・ＶＨＦ回路とＵＨＦ回路との並列回路の入力側と出力側とにそれぞれ接続されている、ＵＨＦ帯域より下の周波数帯域を通過させるローパスフィルタにより電通回路を構成している。このため、従来必要であった直流カット用のコンデンサとチョークコイルとを不要とすることができ、コストダウンを図れるようになる。さらに、サイズの大きいチョークコイルＣＨ１，ＣＨ２が不要とされることから、基板の実装面積を小さくでき、小型化することができる。
なお、以上説明した本発明にかかるブースタの雷保護回路は、ブースタに限らず、ローパスフィルタや混合器にも適用することができる。

１ ブースター、１０ 電源、１００ ブースター、１１０ ＦＭ・ＶＨＦ回路、１１１ ＵＨＦ回路、１１２ ＢＳ・ＣＳ回路、１１３ 電源、１１４ 雷保護回路、Ａ 雷保護回路、ＣＨ１，ＣＨ２ チョークコイル、ＣＨ１０，ＣＨ１１ チョークコイル、Ｄ１ 分配器、Ｄ２ 分配器、Ｄ３ 混合器、Ｄ４ 混合器、ＩＮ 入力端子、ＯＵＴ 出力端子

Claims (2)

1. 入力端子と出力端子との間に、ＦＭ・ＶＨＦ回路とＵＨＦ回路とＢＳ・ＣＳ回路とが並列に接続されているブースタであって、
   前記ＦＭ・ＶＨＦ回路は、ＦＭ帯域とＶＨＦ帯域を通過させる複数段の第１のローパスフィルタからなるパス回路で構成されており、前記複数段の第１のローパスフィルタの間とアースとの間に、空芯コイルとコンデンサとからなる雷のサージ成分の周波数だけを通す直列回路が接続されており、
   前記ＵＨＦ回路は、ＵＨＦ帯域を通過させる第１のハイパスフィルタの間に、ＵＨＦ帯の受信信号レベルを所定レベルに増幅する第１のアンプが接続されて構成されており、
   前記ＢＳ・ＣＳ回路は、ＢＳ・ＣＳ帯域を通過させる第２のハイパスフィルタの間に、ＢＳ・ＣＳ帯の受信信号レベルを所定レベルに増幅する第２のアンプが接続されて構成されていることを特徴とするブースター。
2. 前記ＦＭ・ＶＨＦ回路と前記ＵＨＦ回路とが並列接続された並列回路の入力側と出力側とに、それぞれＵＨＦ帯域以下の周波数帯域を通過させる第２のローパスフィルタが接続されており、前記第２のローパスフィルタと前記第１のローパスフィルタとの経路により、前記入力端子と前記出力端子間に電通回路が構成されていることを特徴とする請求項１記載のブースター。

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