JP3632900B2

JP3632900B2 - 外来雑音混入防止装置及び保安器

Info

Publication number: JP3632900B2
Application number: JP2000130864A
Authority: JP
Inventors: 純一柴田; 彰早川; 正利杉田
Original assignee: Maspro Denkoh Corp
Current assignee: Maspro Denkoh Corp
Priority date: 1999-07-27
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2020-04-28
Also published as: US6809609B1; JP2001103447A

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、上り信号に流入する外来雑音を除去する為に設置する外来雑音混入防止装置、及び信号伝送路とテレビ受像機等の受信機器の信号入力部との間に設置し、異常電圧の侵入を阻止して受像機等の接続機器を保護する保安器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の保安器の回路図の１例を図８に示す。図８において、１は同軸ケーブルを接続する入力端子、２は出力端子であり、両端子の中心導体は結合コンデンサ１５を介し連結され、その入力側にはアレスタ５、チョークコイル６がそれぞれ接地間に接続されている。そして、入力端子１の外部導体は接地され、出力端子２の外部導体は貫通コンデンサ１６を介して接地されている。この回路の出力側同軸ケーブルの外部導体に乗った雑音が入力側の伝送系に混入する割合を表す雑音混入率特性は例えば図１０に示すような特性を示し、１０ＭＨｚ〜４０ＭＨｚにおいて雑音混入率が−４０ｄＢを越えた特性となっている。
【０００３】
また、保安器に結合トランスを用いた構成も提案され、特公平５−５４２３４号公報或いは特公平５−５０２１０号公報に開示された技術が知られている。このうち前者の特公平５−５４２３４号公報では保安器の入力，出力端子間に絶縁した２本線を巻回したフェライト素子（結合トランス）を１個設け、１次側を入力端子側、２次側を出力端子側に接続している。また、後者の特公平５−５０２１０号公報では、入力，出力端子間に絶縁した２本線を巻回したフェライト素子を付加して、１次側巻線を入力，出力の心線部、２次側巻線を入力，出力の外部導体にそれぞれ接続している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
双方向ＣＡＴＶシステムにあっては、通常、７０ＭＨｚ以上をセンター局から送出する下り周波数帯域に使用し、１０ＭＨｚ〜５５ＭＨｚを各利用者宅からセンター局方向へ信号を送る上り周波数帯域に使用している。また、近年広帯域化が図られ、地上波帯域である７７０ＭＨｚまで伝送するようになってきているし、更にはそれを超えるＢＳ−ＩＦ帯まで伝送することが計画されている。そのため、信号伝送路の途中に介在させる機器は更に広域に渡り良好な特性を有することが要求されてきている。
【０００５】
この点、図８の保安器はこの周波数帯域において雑音混入率特性が悪く、流合雑音の削減効果が十分でないため好ましいものとはいえない。
また、フェライト素子の１次側を入力端子側、２次側を出力端子側に接続した上記保安器の場合、図９の信号通過特性及びリターンロス特性のように、５０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ間での信号通過特性は良好な特性を示すが、７７０ＭＨｚまで、或いはＢＳ−ＩＦ帯である１０３５〜１３３５ＭＨｚまで伝送しようとすると１０００〜１２００ＭＨｚ付近でトラップを有するため使用することができないし、出力側の外部導体に雑音が乗った場合、入力端子側の心線にその雑音が現れてしまい、大きな流合雑音が発生する原因となってしまう。
更に、フェライト素子の１次側巻線を入力，出力心線部、２次側巻線を入力，出力外部導体に接続したものに関しても、出力側の外部導体に乗った雑音が除去しきれず入力の心線側に現れてしまう。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、７７０ＭＨｚを超える高周波に至るまで信号通過特性が良好であると共に、出力側に侵入した雑音が入力側心線部に回り込み難い外来雑音混入防止装置及び保安器を提供することを課題とする。
【０００７】
【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、その入力端子，出力端子間で、心線側、接地側共に直流の通過を阻止して高周波信号を通過させる外来雑音混入防止装置であって、
前記入力端子，出力端子間に、１次巻線と２次巻線を有する結合トランスを一対縦続接続して設け、その一対の結合トランスの前段側の１次巻線の一端を前記入力端子の心線に、他端を入力側接地に接続すると共に、後段側の２次巻線の一端を前記出力端子の心線に、他端を前記入力側接地から直流の通過を阻止してある出力側接地に接続し、更に前段結合トランスの入力端子心線に接続した一端と、後段結合トランスの出力端子心線に接続した一端とを、チョークコイルを介して連結したことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、一対の結合トランスは、１次巻線と２次巻線との巻数比を互いに逆にして接続したことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、一対の結合トランスの周波数特性が、一方が低周波通過型で、他方が高周波通過型であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、異常電圧の侵入を阻止する保安器であって、請求項１乃至３の何れかに記載の外来雑音混入防止装置を入力端子と出力端子の間に具備したことを特徴とする。
【００１２】
【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は本発明に係る外来雑音混入防止装置の１例を示す回路図であり、入力端子１と出力端子２との中心導体同士は前段結合トランス３及び後段結合トランス４の２段の結合トランスを介して接続されている。また、入力端子１と前段結合トランス３との間には結合コンデンサ８が、前段結合トランス３の１次巻線には並列にコンデンサ９が設けられ、後段結合トランス４の一端と出力端子２との間には結合コンデンサ１１を介して接続され、後段結合トランス４の他端と出力端子２の外部導体とはコンデンサ１０を介して接地されている。このコンデンサ１０は落雷や高電圧が発生した際に大電流が出力側接続機器に流れ込むのを阻止する保護回路である。
【００１３】
前段結合トランス３及び後段結合トランス４は、共に１次巻線，２次巻線がフェライト製リングに例えば３回ずつ巻回して形成され、互いに裏返した形で対称位置で接続され、また前段結合トランス３の２次巻線の中央部、そして後段結合トランスの１次巻線中央部は接地されている。こうすることで、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。
【００１４】
この回路の出力端子２から雑音が侵入した場合の作用を説明すると、出力側同軸ケーブルの外部導体に雑音が乗った場合、その雑音電流は接地コンデンサ１０を通り大地に流れて行く。また、この雑音電流は後段結合トランス４の２次巻線の一端ｃにも加わるが他端ａの方が高電位であるため、２次巻線を流れる事はない。そして、誘導ではなく巻線間の分布容量のために、この雑音電流は、１次巻線の一端ｂ或いは他端ｄに現れる。
【００１５】
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４を裏返した構成の前段結合トランス３が備えてあるため、前段結合トランス３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、図２に示すように、流合雑音が特に問題となっている１０〜４０ＭＨｚ帯域は無論のこと、１０００ＭＨｚを超える周波数に至るまで良好な雑音混入率特性を得ることができ、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。
【００１６】
尚、この雑音混入率特性とは、出力側接地と入力側接地との間に雑音に対応した信号を加え、入力端子１の心線と接地間に、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、各素子の値は結合コンデンサ８が１０００ｐＦ、コンデンサ９が１ｐＦ、接地コンデンサ１０が６０００ｐＦであり、前段結合トランス３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４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。
【００１７】
図３は外来雑音混入防止装置の他の形態を示し、上記第１の実施の形態と基本回路は同一であり、前段結合トランスの入力端子接続部と、後段結合トランスの出力端子接続部とをチョークコイル７を介して連結している点を異にしている。尚、入力端子１側外部導体に介在させたコンデンサ１２は、出力端子２の外部導体と入力端子１の外部導体との間を、直流又は低周波信号的に遮断・分分離するために設けた結合コンデンサである。
このようにチョークコイル７を設けることで、絶縁耐力を向上させることができ、例えば交流２００Ｖ〜３００Ｖで結合トランス内で放電していたものが、交流１０００Ｖでも放電しない外来雑音混入防止装置を得ることができる。また、この回路の雑音混入率特性は図４に示すように広帯域に渡り良好な特性を示し、出力側に接続された同軸ケーブルの外部導体に雑音が侵入しても、入力側心線へ回り込むのを防止でき、流合雑音を減少させることができる。尚、測定回路の各素子の値は上記実施の形態と同様であり、チョークコイル７は１０μＨを使用している。
【００１８】
次に、保安器について説明する。図５は本発明に係る保安器の１例を示す回路図であり、図１の構成に加えてアレスタ５、チョークコイル６を前段結合トランスの１次巻線間に設けてある。
このように形成した保安器の信号通過特性を図６に示す。図示するように、１０〜７７０ＭＨｚの範囲で平坦な通過特性を示し、入力端子１に入来した高周波信号は、ほとんど損失することなく出力端子２に伝送される。また、この回路の雑音混入率特性は上記図２と同様であり、上り信号に流入する流合雑音を除去する事ができる。
【００１９】
図７は結合トランスの他の形態を示し、（ａ）は前段結合トランスと、後段結合トランスとを完全に対称な回路とはせず、前段のみ一方の巻線（２次巻線）の中央を接地している。このように完全に対称な回路とせずとも、端子Ａ−Ｂ間とａ−ｂ間、或いは端子Ｃ−Ｂ間と端子ｃ−ｂ間の雑音に対する伝送特性が同等の特性でさえあれば、図５の回路と同等の特性を得ることができる。また、（ｂ）は結合トランスの１次と２次の巻数を変えて、巻数比を１対ｎ（ｎ＝１，２・・）とし、また双方とも中央を接地していない。このように、１次と２次の巻数が異なっても良く、裏返して連結することでインピーダンス整合を図ることができ、良好な特性を得ることができる。
【００２０】
更に、前段結合トランスと後段結合トランスとは同一の周波数特性を持たせる必要はなく、Ａ−Ｂ間、Ｃ−Ｂ間が同じ特性であれば、１次側（Ａ−Ｃ間）電流により誘起される２次側（Ｂ−Ｄ間）電流の周波数特性は同一でなくても良い。例えば前段に低周波用、後段を高周波用を用いても良い。こうすることで双方の特性を併せ持った広範な周波数範囲で良好な通過特性を有する保安器を形成することも可能である。但し、流合雑音が問題となる周波数帯については、同一の特性であることが望ましい。
尚、上記保安器の実施の形態にあっては、図２に示すチョークコイルを設けていないが、同様にチョークコイルを設けることで耐圧を上げることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の発明に係る外来雑音混入防止装置によれば、１０００ＭＨｚを超える周波数に至るまで良好な雑音混入率特性を得ることができ、出力側に雑音が侵入しても入力側心線へ回り込むのを防止でき、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、絶縁耐力を向上できる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、請求項１の効果に加えて、簡易な構造で実現できる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、請求項１又は２の効果に加えて、広範な周波数範囲で良好な通過特性とすることが可能となる。
【００２４】
請求項４の発明に係る保安器によれば、絶縁耐力を向上させることができるし、出力側に雑音が侵入しても入力側心線へ回り込むのを防止でき、上り信号に流入する外来雑音を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の係る外来雑音混入防止装置の実施の形態の１例を示す回路図である。
【図２】図１の外来雑音混入防止装置の雑音混入率特性図である。
【図３】外来雑音混入防止装置の他の例を示す回路図である。
【図４】図３の外来雑音混入防止装置の雑音混入率特性図である。
【図５】本発明に係る保安器の実施の形態の１例を示す回路図である。
【図６】図５の保安器の信号通過特性図である。
【図７】本発明の他の形態を示す要部回路図である。
【図８】従来の保安器の回路図である。
【図９】結合トランスを１個用いた保安器の信号通過特性図である。
【図１０】図８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・・前段結合トランス、４・・後段結合トランス、５・・アレスタ、６，７・・チョークコイル、８・・結合コンデンサ、９・・コンデンサ、１０・・接地コンデンサ、１１・・結合コンデンサ。

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、その入力端子，出力端子間で、心線側、接地側共に直流の通過を阻止して高周波信号を通過させる外来雑音混入防止装置であって、
前記入力端子，出力端子間に、１次巻線と２次巻線を有する結合トランスを一対縦続接続して設け、その一対の結合トランスの前段側の１次巻線の一端を前記入力端子の心線に、他端を入力側接地に接続すると共に、後段側の２次巻線の一端を前記出力端子の心線に、他端を前記入力側接地から直流の通過を阻止してある出力側接地に接続し、更に前段結合トランスの入力端子心線に接続した一端と、後段結合トランスの出力端子心線に接続した一端とを、チョークコイルを介して連結したことを特徴とする外来雑音混入防止装置。
一対の結合トランスは、１次巻線と２次巻線との巻数比を互いに逆にして接続した請求項１に記載の外来雑音混入防止装置。
一対の結合トランスの周波数特性が、一方が低周波通過型で、他方が高周波通過型である請求項１または２記載の外来雑音混入防止装置。
異常電圧の侵入を阻止する保安器であって、請求項１乃至３の何れかに記載の外来雑音混入防止装置を入力端子と出力端子の間に具備したことを特徴とする保安器。