JPS5911210B2 - 特性補償回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、特に同軸ケーブルなどの特性補償回路に関
するものである。

最近、ビデオ信号の伝送に細い径の同軸ケーブルを使用
することが多い。

この細い径の同軸ケーブルは直流抵抗が大きいので、そ
の減衰特性は複雑で、かつ、減衰量が大きく、そのため
特性補償回路が複雑であつた。この発明は、簡単な回路
構成で、同軸ケーブルの減衰特性などを補償するように
したことを目的とするものである。

第１図は一般的なケーブルの特性補償回路のブロック図
で、入力端子１に入力された信号は２系統に分かれ、そ
の一方すなわち主信号は増幅回路２を経て混合回路５に
供給され、他方の信号はレベル調整器３および等化回路
すなわちケーブル補償回路４を経て混合回路５に供給さ
れ前記主信号と混合される。

従つて、出力端子６には特性が補償された信号が出力と
して現われる。第２図は、第１図に示すようなケーブル
の特性補償回路の補償の様子を示すケーブル補償特性図
で、ケーブル減衰特性Ｔ＆ちケーブル補償回路４の補償
特性８で補償され、補償後の特性はほとんど平坦な特性
９になる。

同軸ケーブルの径が太くて直流抵抗が小さい場合には、
簡単な構成で補償できることが分かる。次に、第３図お
よび第４図は、第１図に示したプロツク図の具体的な回
路例を示すものである。

すなわち、同軸ケーブルの径が太くて、直流抵抗が小さ
い場合の実施例を示すものである。第３図において、同
軸ケーブル１０を経てきた信号は、特性インピーダンス
（通常は純抵抗）１１で終端され、カツプリングコンデ
ンサ１２を介してトランジスタ１６のベースに供給され
る。

抵抗１３，１４はトランジスタ１６のバイアス用である
。抵抗１５はトランジスタ１６，１７の共通の負荷抵抗
であり、第１図の混合回路５に相当する。

抵抗２９は可変抵抗器２８が時計方向あるいは反時計方
向のいずれかの方向にいつぱいに回した時でもトランジ
スタ１７にバイアスを与えるためのものである。抵抗１
８，２０，２２およびコンデンサ１９，２１，２３より
なるエミツタ回路の直並列回路のインピーダンスは、同
軸ケーブル１０のある単位長当りの減衰特性とほぼ同じ
である。

従つて、トランジスタ１７のコレクタには、同軸ケーブ
ル１０の減衰特性とほぼ逆の特性で補償された信号が現
われる。抵抗１５はトランジスタ１６，１７の共通負荷
であるから、補償されない主信号と補償された信号が混
合され、平坦な特性となつてトランジスタ２５のベース
に供給される。抵抗２４はエミツタ抵抗であり、出力端
子２６に出力信号が現われる。端子２７は電源供給用で
ある。この回路では可変抵抗器２８によつてケーブル長
に応じた補償ができる。第４図に示す回路は、第３図に
示す可変抵抗器２８の代りに抵抗３０，３１，３２とス
イツチ３３を用いてケーブル長に応じた補正を行なうよ
うにしたものである。

動作は第３図に示す回路の場合と全く同じである。第３
図および第４図に示すように、抵抗１８，２０，２２お
よびコンデンサ１９，２１，２３よりなる補償特性を得
るためのインピーダンス直並列回路が、ケーブル長が変
わつても固定のままであつても、第５図に示す同軸ケー
ブルの減衰特性４，８，０のように、直流抵抗が小さい
ものは容易に補償することができる。

第３図および第４図において、・・ムを軽減するための
ハムキヤンセラ一回路はケーブル補償の機能に関係ない
ので簡単にするために削除しているが、実際の回路では
必要である。

参考までに書くと、第５図に示す同軸ケーブル６，８，
０の直流抵抗の大体の値はそれぞれ２０℃で２０Ｃ−２
Ｖが２．６７Ω／ＫｍｌｌＯＣ−２Ｖが１３．１Ω／Ｋ
ｌｌｌ７Ｃ−２Ｖが２０．７Ω／Ｋｍである。

また、第５図には記載していないが、２０Ｄ２Ｖは０．
６２２Ω／Ｋ７ｌｌｌＯＤ−２Ｖは２．６７Ω／Ｋｍｌ
８Ｄ−２Ｖは５．１３Ω／Ｋｍである。次に、第５図に
示す減衰特性０は極めて減衰量が大きい。この同軸ケー
ブルは１．５Ｃ−２Ｖであり、その直流抵抗は２０℃で
大体９６８Ω／Ｋ７！ｌである。また、第５図に記載し
ていないが、０．８Ｄ一２Ｖの同軸ケーブルは９６８Ω
／Ｋｍｌｌ．５Ｄ−２Ｖの同軸ケーブルは１１０Ω／Ｋ
ｍである。このように、直流抵抗の大きいものは減衰量
はもちろん大きいが、減衰特性とケーブル長の関係は平
行移動形にならず複雑になり、特性補償に困難をともな
う。従つて、第３図および第４図のトランジスタ１７の
エミツタに接続される抵抗およびコンデンサの直並列回
路が、ケーブルの長さが変わつても固定であると、完全
な特性補償はできない。特にケーブル長が１５０ｍ以上
になると問題が生ずる。このような場合、完全な特性補
償を行なうためには、従来、第６図に示すように、トラ
ンジスタ１７のエミツタに接続される抵抗およびコンデ
ンサの直並列回路もケーブル長によつて切換えなければ
ならなかつた。

特に、異なる信号を何種類も同時に補償する場合などは
、スイツチの回路数が２倍必要なため、適当なものがな
いとか、あるいは抵抗およびコンデンサの部品点数がふ
えるなどの障害があつた。特にスイツチの回路数が不足
する場合にはリレーを使用しなければならず、高価にな
る欠点があつた。簡単に説明すると、第６図は、同軸ケ
ーブルの径が小さくて直流抵抗が大きく、減衰量が大き
い場合の従来の一実施例である。この第６図に示すスイ
ツチ３３，３４は連動であり、スイツチ３３でケーブル
長に応じて補償量を変えると同時にスイツチ３４で符号
３５〜５２で示す抵抗およびコンデンサよりなる直並列
回路を切り換えて補償特性を切り換えている。第６図で
は、ケーブル長は３段階であるが、実際には、例えば２
０ｍ１５０ｍ１１００ｍ１１５０ｍ１２００ｍ１２５０
ｍ１３００ｍと７段階のものもある。このような場合、
抵抗、コンデンサの部品点数が非常に多くなる欠点があ
る。最近、小型のカラーテレビジヨンカメラが使用され
る機会が多く、カラーテレビジョンカメラの映像出力信
号をカメラケーブルと呼ばれる多芯ケーブルで伝送する
ことが多い。

この多芯ケーブルはそれ程径が大きくなく、２〜３礪の
ものが多い。この中に何十本もの被覆導線が入つていて
、同時にいくつもの信号を伝送することができる。この
多芯ケーブルの中には、映像信号を伝送する同軸ケーブ
ルも含まれている。もともと径の小さな多芯ケーブルな
ので、その中の同軸ケーブルも例えば１．５Ｃ−２や１
．５Ｄ−２のように細いものである。前述のように１．
５Ｃ−２Ｖの直流抵抗は９６８Ω／Ｋ７ｌで、２０Ｃ−
２Ｖの２．６７Ω／Ｋｍの約３６０倍もあり、無損失線
路とみなすことはできない。ここで、同軸ケーブルを無
限長線路と考えると、線路の特性インピーダンス（別名
、波動インピーダンス）ＺＯは次式で表わされる。

ただし、 の場合、虚数の前の符号は正となり の場合、虚数の前の符号は負となる。

ここで Ｒ：導体抵抗 （Ω／ｍ） Ｃ：静電容量 （Ｆ／ｍ） ＹＬ：自己インダクタンス（Ｈ／ｍ） Ｇ：漏洩コンダクタンス（０／ｍ） また、伝播定数をγとし、減衰定数をα、位相定数（別
名、波長定数）をβとすると、次式のように表わすこと
ができる。

ここで、 次に、第７図に示すような同軸ケーブルよりなる分布定
数回路の各定数を１．５Ｃ−２の場合について求める。

最初から分つている定数は次のようなものである。

中心導体外径：ａ＝０．２６（Ｍｍ） 外部導体内径：ｂ＝１．６（Ｍ７！Ｌ） 絶縁体（ポリエチレンの場合）の比誘電率：導体抵抗：
Ｒ＝０．９６８（Ω／ｍ）ポリエチレンの損失角：Ｔａ
ｎδ＝０．００３２先ず、単位長当りの静電容量Ｃを求
める。

次に、単位長当りの自己インダクタンスＬを求める。

次に漏洩コンダクタンスＧを求める。

例えば映像信号はたかだか数ＭＨｚまでだから、最高周
波数の約２倍をとり、ｆ＝１０（ＭＨｚ）とすると、（
ｆ−１０ＭＨｚ） 以上のＣ，．Ｌ，．ＲおよびＧ（ｆ＝１０ＭＨｚ）の値
から前記（４）式が成立することが分かり、映像信号周
波数帯域での特性インピーダンスＺ。

は前記（２）式の虚数の前の符号が負の場合であること
が分かる。また、前記（９）式から映像信号周波数帯域
で、周波数に対応した漏洩コンダクタンスＧを求めるこ
とができる。

従つて、（２）式から実際のケーブル長の場合の周波数
特性を有する特性インピーダンスを求めることができる
。この場合、特性インピーダンスは純抵抗にはならず、
しかも、ケーブル長によつてその値は異なる。通常の映
像機器では純抵抗（例えば１．５Ｇ−２Ｖの場合には７
５Ω、１．５Ｄ−２Ｖの場合には５０Ω）１個でケーブ
ル長に無関係に終端するのが一般的である。これは完全
な終端ではない。さらに、前記（７）式の減衰定数は無
損失線路の場合には、で表わすことができ、ケーブル長
に応じたＬ，．Ｃの値が決まれば、αは周波数に比例す
ることが分かる。

同軸ケーブルが細くて導体抵抗Ｒが大きいと、前記（７
）式を適用しなければならず、αは単に周波数に比例す
るとは言えない。すなわち、減衰特性はケーブル長によ
る平行移動形ではない。従つて、補償回路はケーブル長
によつて特性を変える必要がある。そのために、従来の
一実施例として第６図のようなものがある。補償特性を
得るための抵抗、コンデンサの直並列回路は実際にはま
だ複雑なものが多く、さらに、ケーブル長の種類ももつ
と多いので、部品点数は非常に多くなる。第８図は、こ
の発明のきわめて簡略化した原理説明図である。入力端
子５３に入力される信号は、トランジスタ１６のエミツ
タからコイル５６およびトランジスタ１７を介してトラ
ンジスタ１６のコレクタからの出力信号に混合される。
トランジスタ１７のエミツタにはエミツタ抵抗５７およ
びそれと並列にコンデンサ５８が接続されている。この
コンデンサ５８は通常のエミツタピーキング用のコンデ
ンサである。また、５５は電源供給端子で、５９は出力
端子である。実際のケーブル補償回路では、１個のコン
デンサおよび１個の抵抗だけでなく、コンデンサおよび
抵抗の幾つもの直並列回路を使用するのが一般的である
が、説明を分かり易くするために１個のコンデンサ５８
およびエミツタ抵抗５７に置き換えたものである。

さらに分かり易くするために、第８図を第９図および第
１０図のように分解する。

第８図のトランジスタ１７の入力容量をＣｉｌエミツタ
のコンデンサ５８の容量をＣｅとすると、トランジスタ
１７の入力側に換算した容量Ｃは、トランジスタの電流
増幅率をＨｆＯとすると、次のようになる。従つて、ト
ランジスタ１６に注目すると、第９図に示すような等価
回路になる。コイル５６のインダクタンスをＬとすると
、トランジスタ１６のエミツタにはインダクタンスＬと
コンデンサ６０すなわち前記αＤ式の等価容量Ｃが直列
に接続されることになる。従つて、ＬとＣで決まる周波
数でピーキングされることになる。

その周波数をｆとするととなる。

実際の補償回路では、初段のトランジスタ１６ではあま
り利得を得ていなく、さらに、コイル５６に供給する信
号はトランジスタ１６のエミツタ抵抗を分割して得るの
で、トランジスタ１６での補償量は小さい。

次に、トランジスタ１７に注目すると、第１０図のよう
な等価回路になる。

トランジスタ１６のエミツタから供給する信号を信号源
６１とし、トランジスタ１６のエミツタから見た出力イ
ンピーダンスとエミツタ抵抗５４とが並列になつたもの
を信号源インピーダンス６２としている。なお、出力容
量や分布容量は無視している。この場合も共振周波数は
前記５式で表わされ、共振電流はトランジスタ１７で約
Ｈｆ８倍されて、コレクタに出力が現われる。

従つて、エミツタにコンデンサを接続するエミツタピー
キングだけで必要な補償特性が得られない場合に、ベー
スにコイルを直列に接続することにより、必要な補償特
性を得ることができるものである。また、コイル５６に
ダンピング抵抗を並列に接続し、その抵抗値を適当に選
ぶことによつて、最大平坦特性を得ることができる。

第１１図は、簡略化したこの発明の一実施例である。

基本的には、抵抗１８，２０，２２およびコンデンサ１
９，２１，２３で決まる補償特性でケーブル補償される
。例えばスイツチ３３が接点Ｃに切換えられた場合、コ
ンデンサ１９，２１，２３の容量をベース入力側に換算
した容量とトランジスタ１７の入力容量を加算したもの
と、コイル６３のインダクタンスで決まる共振周波数を
ピーキングすることができる。

さらに、ダンピング抵抗６４を接続することにより平坦
特性が得られる。この場合、トランジスタ１６，１７の
いずれでもピーキングされることになるが、トランジス
タ１６によるピーキング量は、前述したように小さく、
ほとんどトランジスタ１７でピーキングされると考えて
もよい。スイツチ３３が接点Ｂに切換えられた場合も同
様な動作である。同軸ケーブルの径が小さいときは、ケ
ーブル長によつて減衰量はもちろん変るが、減衰特性も
変ることは前に述べた。

従つて、トランジスタ１７のエミツタの各定数はそのま
まで、コイル６５およびダンピング抵抗６６を適当に選
ぶことによつて、スイツチ３３を接点Ｃに切換えた場合
と異なる、スイツチ３３を接点Ｂに切換えた場合のケー
ブル長に応じた減衰特性の補償ができる。スイツチ３３
を接点Ａに切換えた場合は、ケーブル長が短かい場合で
コイルは用いていない。

また、減衰量の補償は、抵抗２９，３０，３１，３２の
分割比を適当に選ぶことによつて、ケーブル長に合わせ
ることができる。第１２図はこの発明の具体的な一実施
例である。

スイツチ８６の接点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇはそれ
ぞれケーブル長が２０ｍ１５０ｍ１１００ｍ１１５０ｍ
１２００ｍ１２５０ｍ１３００ｍに対応するものであり
、上記接点Ｇ，Ｆ，Ｅ，Ｄ，Ｃはそれぞれ並列接続され
たコイルと抵抗８１，７６、８２，７７、８３，７８、
８４，７９、８５，８０を介して、接点Ｂ，Ａは直接に
、トランジスタ１６のエミツタに接続した抵抗６Ｔ，６
８，６９，７０，７１，７２，７３，７４の接続点に接
続されている。この実施例の場合、同軸ケーブル１０に
は、１．５Ｄ−２Ｖを用いているので、終端抵抗１１は
５０Ωである。

終端抵抗１１に接続された抵抗７５はハムキャンセラ一
用で約２０Ω程度である。トランジスタ１７のエミツタ
と、抵抗８７，８８，８９，９０およびコンデンサ９１
，９２，９３，９４とよりなるエミツタ回路の直並列回
路との間に接続した抵抗１０１は交流帰還用で必要に応
じて入れる。また、９５はトランジスタ、９６，９７，
９９は抵抗、９８はコンデンサであり、これらの部品で
構成された回路ではケーブル長に関係なく高域周波数を
補正している。１００は補償された信号の出力端子であ
る。

ケーブル補償としての動作は第１１図の場合と同じであ
るから、ここではその動作説明は省略する。この発明は
、以上説明したように、周波数特性の補償を必要とする
信号がベースに供給される第１のトランジスタ１６のエ
ミツタと、次段の第２のトランジスタ１７のベースとの
間に、少なくともインダクタンス回路（実施例における
コイルまたはコイルと抵抗の並列回路）を接続し、前記
第１のトランジスタのエミツタにはエミツタ抵抗を接続
し、前記第２のトランジスタのエミツタには、少なくと
もエミツタ抵抗と並列にキャパシタンス回路（実施例に
おけるコィデンサと、コンデンサと抵抗の直列回路、と
の並列回路）を接続し、さらに、前記第１および第２の
トランジスタのコレクタには共通の負荷抵抗を接続し、
その第２のトランジスタのコレクタから周波数特性の補
償が行なわれた信号を得るように構成したことを特徴と
する特性補償回路を提供したので、部品点数が少なくな
り、コストが安く、また、回路構成に占める面積が狭く
てよい。

また、スイツチの回路数が従来の半分でよく、同時に何
系統もの補償を行なうことができる。

また、平坦特性を広くとることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的なケーブル補償回路のプロツク図、第２
図はケーブル補償特性図、第３図、第４図は従来のケー
ブル補償回路の一実施例を示す図、第５図は同軸ケーブ
ルの減衰特性図、第６図は従来のケーブル補償回路の他
の実施例を示す図、第７図は同軸ケーブルを示す図、第
８図はこの発明の原理説明図、第９図は第８図の一部の
等価回路図、第１０図は第８図の他の一部の等価回路図
、第１１図はこの発明の簡略化した一実施例を示す図、
第１２図はこの発明の具体的な一実施例を示す図である
。 １０・・・・・・同軸ケーブル、１１・・・・・・終端
抵抗、１２・・・・・・カツプリングコンデンサ、１３
，１４・・・・・・バイアス抵抗、１６，１７・・・・
・・トランジスタ、１５・・・・・・トランジスタ１６
，１７の共通の負荷抵抗、１８，２０，２２，１９，２
１，２３・・・・・・トランジスタ１７のエミツタ回路
に接続する直並列回路を形成する抵抗とコンデンサ、２
９〜３２・・・・・・トランジスタ１６のエミツタ抵抗
、３３・・・・・・スイツチ、６３，６５・・・・・・
コイル、６４，６６・・・・・・ダンピング抵抗、６７
〜７４・・・・・・トランジスタ１６のエミツタ抵抗、
７５・・・・・・ハムキヤンセラ一用の抵抗、７６〜８
０・・・・・・ダンピング抵抗、８１〜８５・・・・・
・コイル、８６・・・・・・スイツチ、８７，８８，８
９，９０，９１，９２，９３，９４・・・・・・トラン
ジスタ１７のエミツタ回路に接続する直並列回路を形成
するための抵抗とコンデンサ、１０１・・・・・・交流
帰還用の抵抗。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 周波数特性の補償を必要とする信号がベースに供給
   される第１のトランジスタのエミッタと、次段の第２の
   トランジスタのベースとの間に、少なくともインダクタ
   ンス回路を接続し、前記第１のトランジスタのエミッタ
   にはエミッタ抵抗を接続し、前記第２のトランジスタの
   エミッタには、少なくともエミッタ抵抗と並列にキャパ
   シタンス回路を接続し、さらに、前記第１および第２の
   トランジスタのコレクタには共通の負荷抵抗を接続し、
   その第２のトランジスタのコレクタから周波数特性の補
   償が行なわれた信号を得るように構成したことを特徴と
   する特性補償回路。 ２ 前記第１のトランジスタのエミッタと前記第２のト
   ランジスタのベースとの間に接続するインダクタンス回
   路は、インダクタンス値の異なる各各の素子のものに切
   換え得るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の特性補償回路。 ３ 前記第１のトランジスタのエミッタと前記第２のト
   ランジスタのベースとの間に接続するインダクタンス回
   路は、前記第１のトランジスタのエミッタ抵抗を分割し
   てその分割点と前記第２のトランジスタのベースとの間
   に接続したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の特性補償回路。 ４ 前記第２のトランジスタのエミッタに接続するキャ
   パシタンス回路は、抵抗およびコンデンサの直並列回路
   としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   特性補償回路。 ５ 前記第１のトランジスタのエミッタと前記第２のト
   ランジスタのベースとの間に接続するインダクタンス回
   路は、コイルに抵抗を並列に接続した回路としたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、又
   は第４項に記載の特性補償回路。