信号中継増幅器
【課題】同一周波数の上り信号と下り信号とが時分割で伝送されるメタル線伝送路上に介在して中継増幅を行う場合に、安価な構成で、かつ簡易な制御で、一方の中継路から他方の中継路に信号が回り込んでも、或いは、ノイズが混入しても、両中継路を一巡するループの形成を阻止する機構を備えた信号中継増幅器を得ること。
【解決手段】比較器７が、下り中継路の信号レベル検出器６ａおよび上り中継路の信号レベル検出器６ｂがそれぞれ検出した信号レベルＶｄ，Ｖｕ間の大小関係を比較し、その比較結果を、下り経路のスイッチ５ａおよび上り経路のスイッチ５ｂに対して並列に、一方を開路状態にし他方を閉路状態にする制御信号として出力するだけで、一方の中継路から他方の中継路に信号が回り込んでも、或いは、ノイズが混入しても、両中継路を一巡するループの形成を阻止でき、発振しないようにすることができる。
【解決手段】比較器７が、下り中継路の信号レベル検出器６ａおよび上り中継路の信号レベル検出器６ｂがそれぞれ検出した信号レベルＶｄ，Ｖｕ間の大小関係を比較し、その比較結果を、下り経路のスイッチ５ａおよび上り経路のスイッチ５ｂに対して並列に、一方を開路状態にし他方を閉路状態にする制御信号として出力するだけで、一方の中継路から他方の中継路に信号が回り込んでも、或いは、ノイズが混入しても、両中継路を一巡するループの形成を阻止でき、発振しないようにすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、同一周波数の上り信号と下り信号とが時分割で伝送されるメタル線伝送路上に介在して中継増幅を行う信号中継増幅器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
同一周波数の上り信号と下り信号とが時分割で伝送されるメタル線伝送路上に介在して中継増幅を行う信号中継増幅器では、上り信号の中継路と下り信号の中継路とを並列に設けるが、一方の信号の中継時にその一方の信号が他方の信号用中継路に漏れ込むと、両中継路を一巡するループが形成され、発振することが起こる。
【０００３】
そのため、上り信号の中継時にはその上り信号が下り信号側に漏れ込まないように、また、下り信号の中継時にはその下り信号が上り信号側に漏れ込まないように、それぞれ措置を講ずることが行われている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
すなわち、特許文献１に開示される双方向通信用中継増幅器は、同一周波数の上り信号と下り信号とが時分割で伝送されるメタル線伝送路を２分した一方側である第１のケーブル（上り側メタル線伝送路）が接続される第１の分配／結合部と、他方側である第２のケーブル（下り側メタル線伝送路）が接続される第２の分配／結合部とを備えている。
【０００５】
第１及び第２の分配／結合部は、それぞれ、対応するケーブルから入力する信号を内部の２中継路に分配出力し、内部の２中継路から入力する信号を結合して対応するケーブルへ送出する２つの内部入出力ポートを有する。
【０００６】
第１の分配／結合部の一方の内部入出力ポートから第２の分配／結合部の一方の内部入出力ポートに至る下り中継路に、第１の減衰部と第１の増幅部と第１のスイッチ部とがこの順に配置され、第２の分配／結合部の他方の内部入出力ポートから第１の分配／結合部の他方の内部入出力ポートに至る上り中継路に、第２の減衰部と第２の増幅部と第２のスイッチ部とがこの順に配置されている。
【０００７】
そして、第１のスイッチ部と第２の減衰部とを制御する第１の検出部と、第２のスイッチ部と第１の減衰部とを制御する第２の検出部とを備えている。
【０００８】
第１の検出部は、第１の減衰部の出力に下り信号を検出した場合に、第１のスイッチ部を導通状態になるように制御し、第２の減衰部の減衰量を第１の所定減衰量よりも増加するように制御する。これによって、下り信号の中継時にその下り信号が上り中継路側に漏れ込まないようにしている。
【０００９】
また、第２の検出部は、第２の減衰部の出力に上り信号を検出した場合に、第２のスイッチ部を導通状態になるように制御し、第１の減衰部の減衰量が第２の所定減衰量よりも増加するように制御する。これによって、上り信号の中継時にはその上り信号が下り中継路側に漏れ込まないようにしている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１８４２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来の技術では、上り信号の中継路と下り信号の中継路とにそれぞれ設ける減衰部での減衰量を、中継時と非中継時とで適正に設定する作業が面倒であり、また、一方の信号の中継時に、その一方の信号が他方の信号用中継路に漏れ込むのを阻止する制御がスイッチの開閉制御と減衰量の増減制御の２段構成となって複雑であり、全体としてコストアップの要因になる。
【００１２】
また、メタル線伝送路では、線路長が長くなると、ノイズの混入が多くなると想定されるが、上記従来の技術では、両メタル線伝送路側に配置される分配／結合部は、メタル線伝送路からの信号を内部の２方路へ分配する構成であるので、例えば、上り信号の中継時に下り側メタル線伝送路からノイズの混入があると、それを信号入力と誤検出して下り側中継路が導通状態となる可能性がある。この場合は、上り信号が下り中継路に漏れ込んだことに相当するので、発振を阻止できないことが起こる。
【００１３】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、同一周波数の上り信号と下り信号とが時分割で伝送されるメタル線伝送路上に介在して中継増幅を行う場合に、安価な構成で、かつ簡易な制御で、一方の中継路から他方の中継路に信号が回り込んでも、或いは、ノイズが混入しても、両中継路を一巡するループの形成を阻止できる機構を備えた信号中継増幅器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した目的を達成するために、この発明は、同一周波数の上り信号と下り信号とが時分割で伝送されるメタル線伝送路上に介在して中継増幅を行う信号中継増幅器であって、前記メタル線伝送路を２分した一方側である上り側メタル線伝送路が接続され、前記上り側メタル線伝送路からの下り信号を内部に出力する下り出力ポートと、前記上り側メタル線伝送路へ送出する上り信号が内部から入力される上り入力ポートとを有する上り側入出力回路と、前記メタル線伝送路を２分した他方側である下り側メタル線伝送路が接続さ
れ、前記下り側メタル線伝送路からの上り信号を内部に出力する上り出力ポートと、前記下り側メタル線伝送路へ送出する下り信号が内部から入力される下り入力ポートとを有する下り側入出力回路と、前記上り側入出力回路の下り出力ポートから前記下り側入出力回路の下り入力ポートに至る下り中継路に配置される、前記上り側入出力回路の下り出力ポートから送出される信号を増幅する下り信号用増幅器、および、該下り信号用増幅器の出力端と前記下り側入出力回路の下り入力ポートとの間に介在する下り信号用スイッチと、前記下り側入出力回路の上り出力ポートから前記上り側入出力回路の上り入力ポートに至る上り中継路に配置される、前記下り側入出力回路の上り出力ポートから送出される信号を増幅する上り信号用増幅器、および、該上り信号用増幅器の出力端と前記上り側入出力回路の上り入力ポートとの間に介在する上り信号用スイッチと、前記下り信号用増幅器の出力レベルを検出する下り信号用信号レベル検出器、および、前記上り信号用増幅器の出力レベルを検出する上り信号用信号レベル検出器と、前記下り信号用信号レベル検出器および前記上り信号用信号レベル検出器がそれぞれ検出した信号レベル間の大小関係を比較し、その比較結果を、前記下り信号用スイッチおよび前記上り信号用スイッチに対して並列に、一方を開路状態にし、他方を閉路状態にする制御信号として出力する比較器とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、上り下りの各中継路を増幅器とスイッチとの直列回路で構成し、上り信号用スイッチおよび下り信号用スイッチの一方を開路状態にし、他方を閉路状態にする開閉制御を、それらの入力段にある増幅器の出力レベル間の大小関係に応じて行うようにしたので、従来技術と比較して安価な構成とすることができ、また、簡易な制御方法によって、一方の中継路から他方の中継路に信号が回り込んでも、或いは、ノイズが混入しても、両中継路を一巡するループの形成を阻止でき、発振するのを防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に図面を参照して、この発明にかかる信号中継増幅器の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による信号中継増幅器の構成を示すブロック図であ
る。図１に示す信号中継増幅器１は、同一周波数の上り信号と下り信号とが時分割で伝送されるメタル線伝送路上に介在して配置されるもので、図１では、そのメタル線伝送路を２分した一方側を上り側メタル線伝送路２ａと表記し、他方側を下り側メタル線伝送路２ｂと表記してある。
【００１８】
図１に示すように、信号中継増幅器１は、上り側メタル線伝送路２ａが接続される上り側入出力回路であるハイブリッド回路３ａと、下り側メタル線伝送路２ｂが接続される下り側入出力回路であるハイブリッド回路３ｂとを備えている。ハイブリッド回路３ａ，３ｂは、それぞれ、いわゆる２線・４線変換回路である。
【００１９】
ハイブリッド回路３ａは、上り側メタル線伝送路２ａからの下り信号を下り中継路に出力する下り出力ポートＤ１と、上り側メタル線伝送路２ａへ送出する上り信号が上り中継路から入力される上り入力ポートＵ２とを有する。また、ハイブリッド回路３ｂは、下り側メタル線伝送路２ｂからの上り信号を上り中継路に出力する上り出力ポートＵ１と、下り側メタル線伝送路２ｂへ送出する下り信号が下り中継路から入力される下り入力ポートＤ２とを有する。
【００２０】
下り中継路は、ハイブリッド回路３ａの下り出力ポートＤ１からハイブリッド回路３ｂの下り入力ポートＤ２に至る経路であり、下り出力ポートＤ１側から、増幅器（Ａｍｐ）４ａとスイッチ５ａとがこの順に配置されている。また、上り中継路は、ハイブリッド回路３ｂの上り出力ポートＵ１からハイブリッド回路３ａの下り入力ポートＤ２に至る経路であり、ハイブリッド回路３ｂの上り出力ポートＵ１側から、増幅器（Ａｍｐ）４ｂとスイッチ５ｂとがこの順に配置されている。
【００２１】
そして、スイッチ５ａ，５ｂに対する制御系として、信号レベル検出器６ａ，６ｂと、比較器７とを備えている。信号レベル検出器６ａは、Ａｍｐ４ａの出力レベルを検出して比較器７に与える。信号レベル検出器６ｂは、Ａｍｐ４ｂの出力レベルを検出して比較器７に与える。比較器７は、信号レベル検出器６ａが検出した信号レベルＶｄと信号レベル検出器６ｂが検出した信号レベルＶｕとの大小関係を比較し、その比較結果を、スイッチ５ａ，５ｂに対して並列に、一方を開路状態にし、他方を閉路状態にする制御信号として出力する。
【００２２】
次に、図１〜図５を参照して動作について説明する。なお、図２は、下り信号中継時に図１に示す比較器に入力する２つの信号レベルの関係を示す図である。図３は、下り信号中継時に図１に示す比較器が２つのスイッチを開閉制御する動作を説明する図である。図４は、上り信号中継時に図１に示す比較器に入力する２つの信号レベルの関係を示す図である。図５は、上り信号中継時に図１に示す比較器が２つのスイッチを開閉制御する動作を説明する図である。
【００２３】
メタル線伝送路上には、上り信号と下り信号とが時分割で送出されるので、上り側メタル伝送路２ａから下り信号がハイブリッド回路３ａに入力する期間では、下り側メタル線伝送路２ｂからハイブリッド回路３ｂに上り信号は入力されない。同様に、下り側メタル伝送路２ｂから上り信号がハイブリッド回路３ｂに入力する期間では、上り側メタル線伝送路２ａからハイブリッド回路３ａに下り信号は入力されない。但し、ノイズの混入は有り得る。なお、スイッチ５ａ，５ｂの初期状態は、上記のように比較器７の比較結果に依存した開閉状態になっている。
【００２４】
下り信号の中継動作は、次のようにして行われる。上り側メタル伝送路２ａからの下り信号は、ハイブリッド回路３ａの下り出力ポートＤ１からＡｍｐ４ａを介してスイッチ５ａと信号レベル検出部６ａとに入力する。このタイミングでは、信号レベル検出部６ｂに入力するのは、ノイズ成分である。したがって、図２に示すように、信号レベル検出部６ａから入力する信号レベルＶｄが信号レベル検出部６ｂから入力する信号レベルＶｕよりも大きいので、比較器７は、直ちに、スイッチ５ａを閉路させ、スイッチ５ｂを開路させる制御信号を、両スイッチ５ａ，５ｂに並列に出力する（図３）。これによって、Ａｍｐ４ａにて増幅された下り信号が、スイッチ５ａを介してハイブリッド回路３ｂの下り入力ポートＤ２に伝達され、ハイブリッド回路３ｂから下り側メタル線伝送路２ｂ上へ送出される。
【００２５】
この場合、ハイブリッド回路３ｂから見た下り側メタル線伝送路２ｂのインピーダンスが整合の取れた一定のインピーダンスである場合は、ハイブリッド回路３ｂでは、下り入力ポートＤ２と上り出力ポートＵ１との間に充分に大きいアイソレーションが確保されるので、下り信号が上り出力ポートＵ１からＡｍｐ４ｂ側へ漏れ出る量は少ない。
【００２６】
しかし、下り側メタル線伝送路２ｂの伝送路特性によっては、ハイブリッド回路３ｂからは、下り側メタル線伝送路２ｂのインピーダンスが整合の取れた一定のインピーダンスに見ない場合がある。この場合には、ハイブリッド回路３ｂでは、下り入力ポートＤ２と上り出力ポートＵ１との間に充分なアイソレーションを確保できないので、アイソレーションの不十分さに応じて下り信号が上り出力ポートＵ１からＡｍｐ４ｂ側へ漏れ出る量が増える。
【００２７】
つまり、量の過多はあるが、ハイブリッド回路３ｂから下り側メタル線伝送路２ｂ上へ送出する下り信号の一部が上り出力ポートＵ１からＡｍｐ４ｂ側へ漏れ出る。そして、メタル線伝送路の線路長が長いと、ノイズの混入する度合いが増える。そのようにノイズが重畳されている漏れ下り信号がＡｍｐ４ｂにて増幅され、スイッチ５ｂと信号レベル検出器６ｂとに入力する。
【００２８】
信号レベル検出器６ｂは、Ａｍｐ４ｂにて増幅された漏れ下り信号のレベルを検出して比較器７に与える。上り出力ポートＵ１からＡｍｐ４ｂへ漏れ出る下り信号にノイズが重畳しているとしても、比較器７に入力する、Ａｍｐ４ａにて増幅された下り信号のレベルＶｄと、Ａｍｐ４ｂにて増幅された漏れ下り信号のレベルＶｕとの大小関係は、変わらずに図２に示すＶｄ＞Ｖｕの関係にある。したがって、比較器７は、両スイッチ５ａ，５ｂに対して並列に、図３に示す状態を維持させる制御信号（比較結果）を出力する。これによって、下り中継路のスイッチ５ａは、閉路状態を維持維持するように、上り中継路のスイッチ５ｂは、開路状態を維持するように、それぞれ制御される。
【００２９】
そして、スイッチ５ｂは、開路状態にあるので、Ａｍｐ４ｂにて増幅された漏れ下り信号がハイブリッド回路３ａの上り入力ポートＵ２に入力するのが阻止される。ハイブリッド回路３ａにおいて、上り入力ポートＵ２と下り出力ポートＤ１との間のアイソレーションが充分でない状況であっても、上り入力ポートＵ２に漏れ下り信号の入力がないので、両中継路を一巡するループは形成されず、発振することはない。
【００３０】
このように、下り信号の中継増幅動作が、その下り信号の送信期間内、発振することなく安定的に実行される。
【００３１】
次に、伝送する信号が、下り信号から上り信号に切り替わると、次のような動作が行われる。下り側メタル伝送路２ｂからの上り信号は、ハイブリッド回路３ｂの上り出力ポートＵ１からＡｍｐ４ｂを介して開路状態にあるスイッチ５ｂと信号レベル検出部６ｂとに入力する。
【００３２】
この場合、ハイブリッド回路３ｂの上り出力ポートＵ１と下り入力ポートＤ２との間のアイソレーションが上記のように充分でない状況では、下り入力ポートＤ２からスイッチ５ａ側へ漏れ出る上り信号の量は多くなる。スイッチ５ａは、閉路状態であるので、ノイズが重畳している漏れ上り信号は、スイッチ５ａを介して信号レベル検出器６ａに入力する。
【００３３】
しかし、ハイブリッド回路３ｂの下り入力ポートＤ２から信号レベル検出器６ａ側へ漏れ出る上り信号にノイズが重畳しているとしても、図４に示すように、信号レベル検出器６ａが検出する信号レベルＶｄは、信号レベル検出器６ｂが検出する信号レベルＶｕよりも小さいので、比較器７は、直ちに、スイッチ５ａを開路させ、スイッチ５ｂを閉路させる制御信号（比較結果）を、両スイッチ５ａ，５ｂに並列に出力する（図５）。これによって、Ａｍｐ４ｂにて増幅された上り信号は、スイッチ５ｂを介してハイブリッド回路３ａの上り入力ポートＵ２に伝達され、ハイブリッド回路３ａから上り側メタル線伝送路２ａ上へ送出される。
【００３４】
この場合、上記の下り信号中継時と同様に、ハイブリッド回路３ａの上り入力ポートＵ２と下り出力ポートＤ１との間のアイソレーションの程度に応じた量の下り信号が下り出力ポートＤ１からＡｍｐ４ａ側に漏れ出して増幅され、スイッチ５ａとレベル検出器６ａとに入力する。
【００３５】
しかし、既にスイッチ５ａは、開路状態になっているので、Ａｍｐ４ａにて増幅された漏れ上り信号は、ハイブリッド回路３ｂの下り入力ポートＤ２に伝達されない。したがって、ハイブリッド回路３ｂにおいて、下り入力ポートＤ２と上り出力ポートＵ１との間のアイソレーションが充分でない状況であっても下り入力ポートＤ２に漏れ上り信号の入力がないので、両中継路を一巡するループは形成されず、発振することはない。
【００３６】
そして、ハイブリッド回路３ａの下り出力ポートＤ１から漏れ出した下り信号にノイズが重畳していて、それがＡｍｐ４ａにて増幅されても、比較器７に入力する、信号レベル検出部６ａが検出した信号レベルＶｄと信号レベル検出部６ｂが検出した信号レベルＶｕとの大小関係は、変わらずに図４に示すＶｄ＜Ｖｕの関係にある。したがって、比較器７は、両スイッチ５ａ，５ｂに対して並列に、図５に示す状態を維持させる制御信号（比較結果）を出力する。これによって、下り中継路のスイッチ５ａは、開路状態を維持維持するように、上り中継路のスイッチ５ｂは、閉路状態を維持するように、それぞれ制御される。
【００３７】
このように、上り信号の中継増幅動作が、その上り信号の送信期間内、発振することなく安定的に実行される。
【００３８】
以上の中継動作を実現すべく設計時に、ハイブリッド回路３ａ，３ｂでの当該メタル線伝送路のインピーダンスなどとの関係で定まるアイソレーションを適切に調整し、また、Ａｍｐ４ａ，４ｂの増幅ゲインを、当該メタル線伝送路に混入するノイズの大きさを勘案して、下り中継時には、確実にＶｄ＞Ｖｕとなり、上り中継時には、確実にＶｄ＜Ｖｕとなるように調整してある。
【００３９】
このように、実施の形態１によれば、上り下りの各中継路を増幅器とスイッチとの直列回路で構成したので、従来技術と比較して安価な構成とすることができる。そして、下り中継路のスイッチおよび上り中継路のスイッチの一方を開路状態に他方を閉路状態にする開閉制御を、それらの入力段にある各増幅器の出力レベルの大小関係に応じて行うようにしたので、従来技術よりも簡易な制御方法によって、一方の中継路から他方の中継路に信号が回り込んでも、或いは、ノイズが混入しても、両中継路を一巡するループの形成を阻止できるので、発振するのを防止して安定した中継増幅動作を実現することができる。
【００４０】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２による信号中継増幅器の構成を示すブロック図であ
る。なお、図６では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。
【００４１】
実施の形態１にて説明したように、下り信号用のスイッチ５ａおよび上り信号用のスイッチ５ｂの初期状態は、比較器７での比較結果に依存した開閉状態になっている。原理的にはこれでよいが、メタル線伝送路に混入するノイズの程度によっては、上り下りの信号が送出されない期間において下り信号用のスイッチ５ａおよび上り信号用のスイッチ５ｂに誤った開閉動作を行わせる可能性がある。
【００４２】
そこで、図６に示すこの実施の形態２による信号中継増幅器１０では、図１（実施の形態１）に示した構成において、比較器７に代えた比較器１１に、信号レベルとノイズレベルとを識別できるスレッショルドレベルを設定し、実施の形態１にて説明した方法で下り信号用のスイッチ５ａおよび上り信号用のスイッチ５ｂに開閉動作を行わせる場合に、ノイズの影響を受けないようにしている。
【００４３】
図７は、図６に示す比較器に設定するスレッショルドレベルと上り下りの中継信号が無い期間において図６に示す２つの信号レベル検出器が検出するノイズレベルとの関係を説明する図である。図８は、上り下りの中継信号が無い期間において図６に示す比較器が２つのスイッチを開閉制御する動作を説明する図である。
【００４４】
メタル線伝送路上に上り信号と下り信号とが送出されていない期間においては、ハイブリッド回路３ａには、上り側メタル線伝送路２ａ上に存するノイズが見えており、また、ハイブリッド回路３ｂには、下り側メタル線伝送路２ｂ上に存するノイズが見えている。
【００４５】
上り側メタル線伝送路２ａ上に存するノイズは、ハイブリッド回路３ａの下り出力ポートＤ１からＡｍｐ５ａに入って増幅され、信号レベル検出器６ａにて信号レベルＶｄとして検出され、比較器１１に入力される。また、下り側メタル線伝送路２ｂ上に存するノイズは、ハイブリッド回路３ｂの上り出力ポートＵ１からＡｍｐ５ｂに入って増幅され、信号レベル検出器６ｂにて信号レベルＶｕとして検出され、比較器１１に入力される。
【００４６】
図７に示すように、メタル線伝送路上に上り信号と下り信号とが送出されていない期間において、信号レベル検出器６ａにて検出された信号レベルＶｄと信号レベル検出器６ｂにて検出された信号レベルＶｕとは、ほぼ同じ大きさであるが、両者の大小関係は絶えず変動している。この場合、図１に示した比較器７では、安定した比較結果を出力できないので、スイッチ５ａ，５ｂは過敏に開閉動作を繰り返すことが起こる。
【００４７】
そこで、比較器１１では、メタル線伝送路上に送出される上り信号および下り信号のレベルと、該上り下りの信号に重畳されるノイズのレベルとを識別できるスレッショルドレベルＶｔｈが、メタル線伝送路上に上り信号と下り信号とが送出されていない期間において、信号レベル検出器６ａにて検出された信号レベルＶｄと、信号レベル検出器６ｂにて検出された信号レベルＶｕとを共に超える大きさに設定されている。
【００４８】
そして比較器１１は、最初に、信号レベル検出器６ａ，６ｂがそれぞれ検出した信号レベルＶｄ，ＶｕとスレッショルドレベルＶｔｈとの大小比較を行い、図７に示すように、信号レベルＶｄ，Ｖｕが共にスレッショルドレベルＶｔｈよりも小さい場合は、図８に示すように、スイッチ５ａ，５ｂを共に開路状態にする制御信号をスイッチ５ａ，５ｂに対して並列に出力するようになっている。つまり、メタル線伝送路上に上り信号と下り信号とが送出されていない期間において、スイッチ５ａ，５ｂが無用な開閉動作を行わないようにしてある。
【００４９】
図９は、下り信号中継時に図６に示す比較器に入力する２つの信号レベルとスレッショルドレベルとの関係を示す図である。図１０は、上り信号中継時に図６に示す比較器に入力する２つの信号レベルとスレッショルドレベルとの関係を示す図である。
【００５０】
メタル線伝送路上に上り信号或いは下り信号が送出されると、図９や図１０に示すように、比較器１１に入力する２つの信号レベルＶｄ，Ｖｕは、共にスレッショルドレベルＶｔｈよりも大きくなることが実施の形態１での説明から理解できる。
【００５１】
そこで、比較器１１は、上記のように、まず、信号レベル検出器６ａ，６ｂがそれぞれ検出した信号レベルＶｄ，ＶｕとスレッショルドレベルＶｔｈとの大小比較を行うが、信号レベルＶｄ，Ｖｕが共にスレッショルドレベルＶｔｈよりも大きいので、今度は、実施の形態１にて説明したように、信号レベルＶｄ，Ｖｕ間の大小関係を比較する。
【００５２】
その結果、図９に示すように、Ｖｄ＞Ｖｕである場合は、スイッチ５ａ，５ｂを図３に示す状態にする制御信号をスイッチ５ａ，５ｂに並列に出力する。また、図１０に示すように、Ｖｄ＜Ｖｕである場合は、スイッチ５ａ，５ｂを図５に示す状態にする制御信号をスイッチ５ａ，５ｂに並列に出力する。
【００５３】
このように、実施の形態によれば、ノイズレベルと信号レベルとを区別するスレッショルドレベルを設けたので、線路長が長くなり、ノイズの混入が多くなる設置環境においても、上り下りの中継信号が無いノイズレベルのみの期間におけるスイッチの誤った開閉制御を回避して、上り下りの中継信号に対して適切な中継増幅動作を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、この発明にかかる信号中継増幅器は、同一周波数の上り信号と下り信号とが時分割で伝送されるメタル線伝送路上に介在して中継増幅を行う場合に、安価な構成で、かつ簡易な制御で、一方の中継路から他方の中継路に信号が回り込んでも、或いは、ノイズが混入しても発振しないようにするのに有用であり、特に、線路長が長くなり、ノイズの混入が想定される環境、例えばビル内や列車内などに配線されるメタル線伝送路における信号中継増幅器に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明の実施の形態１による信号中継増幅器の構成を示すブロック図である。
【図２】下り信号中継時に図１に示す比較器に入力する２つの信号レベルの関係を示す図である。
【図３】下り信号中継時に図１に示す比較器が２つのスイッチを開閉制御する動作を説明する図である。
【図４】上り信号中継時に図１に示す比較器に入力する２つの信号レベルの関係を示す図である。
【図５】上り信号中継時に図１に示す比較器が２つのスイッチを開閉制御する動作を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態２による信号中継増幅器の構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示す比較器に設定するスレッショルドレベルと上り下りの中継信号が無い期間において図６に示す２つの信号レベル検出器が検出するノイズレベルとの関係を説明する図である。
【図８】上り下りの中継信号が無い期間において図６に示す比較器が２つのスイッチを開閉制御する動作を説明する図である。
【図９】下り信号中継時に図６に示す比較器に入力する２つの信号レベルとスレッショルドレベルとの関係を示す図である。
【図１０】上り信号中継時に図６に示す比較器に入力する２つの信号レベルとスレッショルドレベルとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 信号中継増幅器
２ａ 上り側メタル線伝送路
２ｂ 下り側メタル線伝送路
３ａ，３ｂ ハイブリッド回路
４ａ，４ｂ 増幅器（Ａｍｐ）
５ａ，５ｂ スイッチ
６ａ，６ｂ 信号レベル検出器
７ 比較器
１０ 信号中継増幅器
１１ 比較器
【技術分野】
【０００１】
この発明は、同一周波数の上り信号と下り信号とが時分割で伝送されるメタル線伝送路上に介在して中継増幅を行う信号中継増幅器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
同一周波数の上り信号と下り信号とが時分割で伝送されるメタル線伝送路上に介在して中継増幅を行う信号中継増幅器では、上り信号の中継路と下り信号の中継路とを並列に設けるが、一方の信号の中継時にその一方の信号が他方の信号用中継路に漏れ込むと、両中継路を一巡するループが形成され、発振することが起こる。
【０００３】
そのため、上り信号の中継時にはその上り信号が下り信号側に漏れ込まないように、また、下り信号の中継時にはその下り信号が上り信号側に漏れ込まないように、それぞれ措置を講ずることが行われている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
すなわち、特許文献１に開示される双方向通信用中継増幅器は、同一周波数の上り信号と下り信号とが時分割で伝送されるメタル線伝送路を２分した一方側である第１のケーブル（上り側メタル線伝送路）が接続される第１の分配／結合部と、他方側である第２のケーブル（下り側メタル線伝送路）が接続される第２の分配／結合部とを備えている。
【０００５】
第１及び第２の分配／結合部は、それぞれ、対応するケーブルから入力する信号を内部の２中継路に分配出力し、内部の２中継路から入力する信号を結合して対応するケーブルへ送出する２つの内部入出力ポートを有する。
【０００６】
第１の分配／結合部の一方の内部入出力ポートから第２の分配／結合部の一方の内部入出力ポートに至る下り中継路に、第１の減衰部と第１の増幅部と第１のスイッチ部とがこの順に配置され、第２の分配／結合部の他方の内部入出力ポートから第１の分配／結合部の他方の内部入出力ポートに至る上り中継路に、第２の減衰部と第２の増幅部と第２のスイッチ部とがこの順に配置されている。
【０００７】
そして、第１のスイッチ部と第２の減衰部とを制御する第１の検出部と、第２のスイッチ部と第１の減衰部とを制御する第２の検出部とを備えている。
【０００８】
第１の検出部は、第１の減衰部の出力に下り信号を検出した場合に、第１のスイッチ部を導通状態になるように制御し、第２の減衰部の減衰量を第１の所定減衰量よりも増加するように制御する。これによって、下り信号の中継時にその下り信号が上り中継路側に漏れ込まないようにしている。
【０００９】
また、第２の検出部は、第２の減衰部の出力に上り信号を検出した場合に、第２のスイッチ部を導通状態になるように制御し、第１の減衰部の減衰量が第２の所定減衰量よりも増加するように制御する。これによって、上り信号の中継時にはその上り信号が下り中継路側に漏れ込まないようにしている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−１８４２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来の技術では、上り信号の中継路と下り信号の中継路とにそれぞれ設ける減衰部での減衰量を、中継時と非中継時とで適正に設定する作業が面倒であり、また、一方の信号の中継時に、その一方の信号が他方の信号用中継路に漏れ込むのを阻止する制御がスイッチの開閉制御と減衰量の増減制御の２段構成となって複雑であり、全体としてコストアップの要因になる。
【００１２】
また、メタル線伝送路では、線路長が長くなると、ノイズの混入が多くなると想定されるが、上記従来の技術では、両メタル線伝送路側に配置される分配／結合部は、メタル線伝送路からの信号を内部の２方路へ分配する構成であるので、例えば、上り信号の中継時に下り側メタル線伝送路からノイズの混入があると、それを信号入力と誤検出して下り側中継路が導通状態となる可能性がある。この場合は、上り信号が下り中継路に漏れ込んだことに相当するので、発振を阻止できないことが起こる。
【００１３】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、同一周波数の上り信号と下り信号とが時分割で伝送されるメタル線伝送路上に介在して中継増幅を行う場合に、安価な構成で、かつ簡易な制御で、一方の中継路から他方の中継路に信号が回り込んでも、或いは、ノイズが混入しても、両中継路を一巡するループの形成を阻止できる機構を備えた信号中継増幅器を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した目的を達成するために、この発明は、同一周波数の上り信号と下り信号とが時分割で伝送されるメタル線伝送路上に介在して中継増幅を行う信号中継増幅器であって、前記メタル線伝送路を２分した一方側である上り側メタル線伝送路が接続され、前記上り側メタル線伝送路からの下り信号を内部に出力する下り出力ポートと、前記上り側メタル線伝送路へ送出する上り信号が内部から入力される上り入力ポートとを有する上り側入出力回路と、前記メタル線伝送路を２分した他方側である下り側メタル線伝送路が接続さ
れ、前記下り側メタル線伝送路からの上り信号を内部に出力する上り出力ポートと、前記下り側メタル線伝送路へ送出する下り信号が内部から入力される下り入力ポートとを有する下り側入出力回路と、前記上り側入出力回路の下り出力ポートから前記下り側入出力回路の下り入力ポートに至る下り中継路に配置される、前記上り側入出力回路の下り出力ポートから送出される信号を増幅する下り信号用増幅器、および、該下り信号用増幅器の出力端と前記下り側入出力回路の下り入力ポートとの間に介在する下り信号用スイッチと、前記下り側入出力回路の上り出力ポートから前記上り側入出力回路の上り入力ポートに至る上り中継路に配置される、前記下り側入出力回路の上り出力ポートから送出される信号を増幅する上り信号用増幅器、および、該上り信号用増幅器の出力端と前記上り側入出力回路の上り入力ポートとの間に介在する上り信号用スイッチと、前記下り信号用増幅器の出力レベルを検出する下り信号用信号レベル検出器、および、前記上り信号用増幅器の出力レベルを検出する上り信号用信号レベル検出器と、前記下り信号用信号レベル検出器および前記上り信号用信号レベル検出器がそれぞれ検出した信号レベル間の大小関係を比較し、その比較結果を、前記下り信号用スイッチおよび前記上り信号用スイッチに対して並列に、一方を開路状態にし、他方を閉路状態にする制御信号として出力する比較器とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、上り下りの各中継路を増幅器とスイッチとの直列回路で構成し、上り信号用スイッチおよび下り信号用スイッチの一方を開路状態にし、他方を閉路状態にする開閉制御を、それらの入力段にある増幅器の出力レベル間の大小関係に応じて行うようにしたので、従来技術と比較して安価な構成とすることができ、また、簡易な制御方法によって、一方の中継路から他方の中継路に信号が回り込んでも、或いは、ノイズが混入しても、両中継路を一巡するループの形成を阻止でき、発振するのを防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に図面を参照して、この発明にかかる信号中継増幅器の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による信号中継増幅器の構成を示すブロック図であ
る。図１に示す信号中継増幅器１は、同一周波数の上り信号と下り信号とが時分割で伝送されるメタル線伝送路上に介在して配置されるもので、図１では、そのメタル線伝送路を２分した一方側を上り側メタル線伝送路２ａと表記し、他方側を下り側メタル線伝送路２ｂと表記してある。
【００１８】
図１に示すように、信号中継増幅器１は、上り側メタル線伝送路２ａが接続される上り側入出力回路であるハイブリッド回路３ａと、下り側メタル線伝送路２ｂが接続される下り側入出力回路であるハイブリッド回路３ｂとを備えている。ハイブリッド回路３ａ，３ｂは、それぞれ、いわゆる２線・４線変換回路である。
【００１９】
ハイブリッド回路３ａは、上り側メタル線伝送路２ａからの下り信号を下り中継路に出力する下り出力ポートＤ１と、上り側メタル線伝送路２ａへ送出する上り信号が上り中継路から入力される上り入力ポートＵ２とを有する。また、ハイブリッド回路３ｂは、下り側メタル線伝送路２ｂからの上り信号を上り中継路に出力する上り出力ポートＵ１と、下り側メタル線伝送路２ｂへ送出する下り信号が下り中継路から入力される下り入力ポートＤ２とを有する。
【００２０】
下り中継路は、ハイブリッド回路３ａの下り出力ポートＤ１からハイブリッド回路３ｂの下り入力ポートＤ２に至る経路であり、下り出力ポートＤ１側から、増幅器（Ａｍｐ）４ａとスイッチ５ａとがこの順に配置されている。また、上り中継路は、ハイブリッド回路３ｂの上り出力ポートＵ１からハイブリッド回路３ａの下り入力ポートＤ２に至る経路であり、ハイブリッド回路３ｂの上り出力ポートＵ１側から、増幅器（Ａｍｐ）４ｂとスイッチ５ｂとがこの順に配置されている。
【００２１】
そして、スイッチ５ａ，５ｂに対する制御系として、信号レベル検出器６ａ，６ｂと、比較器７とを備えている。信号レベル検出器６ａは、Ａｍｐ４ａの出力レベルを検出して比較器７に与える。信号レベル検出器６ｂは、Ａｍｐ４ｂの出力レベルを検出して比較器７に与える。比較器７は、信号レベル検出器６ａが検出した信号レベルＶｄと信号レベル検出器６ｂが検出した信号レベルＶｕとの大小関係を比較し、その比較結果を、スイッチ５ａ，５ｂに対して並列に、一方を開路状態にし、他方を閉路状態にする制御信号として出力する。
【００２２】
次に、図１〜図５を参照して動作について説明する。なお、図２は、下り信号中継時に図１に示す比較器に入力する２つの信号レベルの関係を示す図である。図３は、下り信号中継時に図１に示す比較器が２つのスイッチを開閉制御する動作を説明する図である。図４は、上り信号中継時に図１に示す比較器に入力する２つの信号レベルの関係を示す図である。図５は、上り信号中継時に図１に示す比較器が２つのスイッチを開閉制御する動作を説明する図である。
【００２３】
メタル線伝送路上には、上り信号と下り信号とが時分割で送出されるので、上り側メタル伝送路２ａから下り信号がハイブリッド回路３ａに入力する期間では、下り側メタル線伝送路２ｂからハイブリッド回路３ｂに上り信号は入力されない。同様に、下り側メタル伝送路２ｂから上り信号がハイブリッド回路３ｂに入力する期間では、上り側メタル線伝送路２ａからハイブリッド回路３ａに下り信号は入力されない。但し、ノイズの混入は有り得る。なお、スイッチ５ａ，５ｂの初期状態は、上記のように比較器７の比較結果に依存した開閉状態になっている。
【００２４】
下り信号の中継動作は、次のようにして行われる。上り側メタル伝送路２ａからの下り信号は、ハイブリッド回路３ａの下り出力ポートＤ１からＡｍｐ４ａを介してスイッチ５ａと信号レベル検出部６ａとに入力する。このタイミングでは、信号レベル検出部６ｂに入力するのは、ノイズ成分である。したがって、図２に示すように、信号レベル検出部６ａから入力する信号レベルＶｄが信号レベル検出部６ｂから入力する信号レベルＶｕよりも大きいので、比較器７は、直ちに、スイッチ５ａを閉路させ、スイッチ５ｂを開路させる制御信号を、両スイッチ５ａ，５ｂに並列に出力する（図３）。これによって、Ａｍｐ４ａにて増幅された下り信号が、スイッチ５ａを介してハイブリッド回路３ｂの下り入力ポートＤ２に伝達され、ハイブリッド回路３ｂから下り側メタル線伝送路２ｂ上へ送出される。
【００２５】
この場合、ハイブリッド回路３ｂから見た下り側メタル線伝送路２ｂのインピーダンスが整合の取れた一定のインピーダンスである場合は、ハイブリッド回路３ｂでは、下り入力ポートＤ２と上り出力ポートＵ１との間に充分に大きいアイソレーションが確保されるので、下り信号が上り出力ポートＵ１からＡｍｐ４ｂ側へ漏れ出る量は少ない。
【００２６】
しかし、下り側メタル線伝送路２ｂの伝送路特性によっては、ハイブリッド回路３ｂからは、下り側メタル線伝送路２ｂのインピーダンスが整合の取れた一定のインピーダンスに見ない場合がある。この場合には、ハイブリッド回路３ｂでは、下り入力ポートＤ２と上り出力ポートＵ１との間に充分なアイソレーションを確保できないので、アイソレーションの不十分さに応じて下り信号が上り出力ポートＵ１からＡｍｐ４ｂ側へ漏れ出る量が増える。
【００２７】
つまり、量の過多はあるが、ハイブリッド回路３ｂから下り側メタル線伝送路２ｂ上へ送出する下り信号の一部が上り出力ポートＵ１からＡｍｐ４ｂ側へ漏れ出る。そして、メタル線伝送路の線路長が長いと、ノイズの混入する度合いが増える。そのようにノイズが重畳されている漏れ下り信号がＡｍｐ４ｂにて増幅され、スイッチ５ｂと信号レベル検出器６ｂとに入力する。
【００２８】
信号レベル検出器６ｂは、Ａｍｐ４ｂにて増幅された漏れ下り信号のレベルを検出して比較器７に与える。上り出力ポートＵ１からＡｍｐ４ｂへ漏れ出る下り信号にノイズが重畳しているとしても、比較器７に入力する、Ａｍｐ４ａにて増幅された下り信号のレベルＶｄと、Ａｍｐ４ｂにて増幅された漏れ下り信号のレベルＶｕとの大小関係は、変わらずに図２に示すＶｄ＞Ｖｕの関係にある。したがって、比較器７は、両スイッチ５ａ，５ｂに対して並列に、図３に示す状態を維持させる制御信号（比較結果）を出力する。これによって、下り中継路のスイッチ５ａは、閉路状態を維持維持するように、上り中継路のスイッチ５ｂは、開路状態を維持するように、それぞれ制御される。
【００２９】
そして、スイッチ５ｂは、開路状態にあるので、Ａｍｐ４ｂにて増幅された漏れ下り信号がハイブリッド回路３ａの上り入力ポートＵ２に入力するのが阻止される。ハイブリッド回路３ａにおいて、上り入力ポートＵ２と下り出力ポートＤ１との間のアイソレーションが充分でない状況であっても、上り入力ポートＵ２に漏れ下り信号の入力がないので、両中継路を一巡するループは形成されず、発振することはない。
【００３０】
このように、下り信号の中継増幅動作が、その下り信号の送信期間内、発振することなく安定的に実行される。
【００３１】
次に、伝送する信号が、下り信号から上り信号に切り替わると、次のような動作が行われる。下り側メタル伝送路２ｂからの上り信号は、ハイブリッド回路３ｂの上り出力ポートＵ１からＡｍｐ４ｂを介して開路状態にあるスイッチ５ｂと信号レベル検出部６ｂとに入力する。
【００３２】
この場合、ハイブリッド回路３ｂの上り出力ポートＵ１と下り入力ポートＤ２との間のアイソレーションが上記のように充分でない状況では、下り入力ポートＤ２からスイッチ５ａ側へ漏れ出る上り信号の量は多くなる。スイッチ５ａは、閉路状態であるので、ノイズが重畳している漏れ上り信号は、スイッチ５ａを介して信号レベル検出器６ａに入力する。
【００３３】
しかし、ハイブリッド回路３ｂの下り入力ポートＤ２から信号レベル検出器６ａ側へ漏れ出る上り信号にノイズが重畳しているとしても、図４に示すように、信号レベル検出器６ａが検出する信号レベルＶｄは、信号レベル検出器６ｂが検出する信号レベルＶｕよりも小さいので、比較器７は、直ちに、スイッチ５ａを開路させ、スイッチ５ｂを閉路させる制御信号（比較結果）を、両スイッチ５ａ，５ｂに並列に出力する（図５）。これによって、Ａｍｐ４ｂにて増幅された上り信号は、スイッチ５ｂを介してハイブリッド回路３ａの上り入力ポートＵ２に伝達され、ハイブリッド回路３ａから上り側メタル線伝送路２ａ上へ送出される。
【００３４】
この場合、上記の下り信号中継時と同様に、ハイブリッド回路３ａの上り入力ポートＵ２と下り出力ポートＤ１との間のアイソレーションの程度に応じた量の下り信号が下り出力ポートＤ１からＡｍｐ４ａ側に漏れ出して増幅され、スイッチ５ａとレベル検出器６ａとに入力する。
【００３５】
しかし、既にスイッチ５ａは、開路状態になっているので、Ａｍｐ４ａにて増幅された漏れ上り信号は、ハイブリッド回路３ｂの下り入力ポートＤ２に伝達されない。したがって、ハイブリッド回路３ｂにおいて、下り入力ポートＤ２と上り出力ポートＵ１との間のアイソレーションが充分でない状況であっても下り入力ポートＤ２に漏れ上り信号の入力がないので、両中継路を一巡するループは形成されず、発振することはない。
【００３６】
そして、ハイブリッド回路３ａの下り出力ポートＤ１から漏れ出した下り信号にノイズが重畳していて、それがＡｍｐ４ａにて増幅されても、比較器７に入力する、信号レベル検出部６ａが検出した信号レベルＶｄと信号レベル検出部６ｂが検出した信号レベルＶｕとの大小関係は、変わらずに図４に示すＶｄ＜Ｖｕの関係にある。したがって、比較器７は、両スイッチ５ａ，５ｂに対して並列に、図５に示す状態を維持させる制御信号（比較結果）を出力する。これによって、下り中継路のスイッチ５ａは、開路状態を維持維持するように、上り中継路のスイッチ５ｂは、閉路状態を維持するように、それぞれ制御される。
【００３７】
このように、上り信号の中継増幅動作が、その上り信号の送信期間内、発振することなく安定的に実行される。
【００３８】
以上の中継動作を実現すべく設計時に、ハイブリッド回路３ａ，３ｂでの当該メタル線伝送路のインピーダンスなどとの関係で定まるアイソレーションを適切に調整し、また、Ａｍｐ４ａ，４ｂの増幅ゲインを、当該メタル線伝送路に混入するノイズの大きさを勘案して、下り中継時には、確実にＶｄ＞Ｖｕとなり、上り中継時には、確実にＶｄ＜Ｖｕとなるように調整してある。
【００３９】
このように、実施の形態１によれば、上り下りの各中継路を増幅器とスイッチとの直列回路で構成したので、従来技術と比較して安価な構成とすることができる。そして、下り中継路のスイッチおよび上り中継路のスイッチの一方を開路状態に他方を閉路状態にする開閉制御を、それらの入力段にある各増幅器の出力レベルの大小関係に応じて行うようにしたので、従来技術よりも簡易な制御方法によって、一方の中継路から他方の中継路に信号が回り込んでも、或いは、ノイズが混入しても、両中継路を一巡するループの形成を阻止できるので、発振するのを防止して安定した中継増幅動作を実現することができる。
【００４０】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２による信号中継増幅器の構成を示すブロック図であ
る。なお、図６では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。
【００４１】
実施の形態１にて説明したように、下り信号用のスイッチ５ａおよび上り信号用のスイッチ５ｂの初期状態は、比較器７での比較結果に依存した開閉状態になっている。原理的にはこれでよいが、メタル線伝送路に混入するノイズの程度によっては、上り下りの信号が送出されない期間において下り信号用のスイッチ５ａおよび上り信号用のスイッチ５ｂに誤った開閉動作を行わせる可能性がある。
【００４２】
そこで、図６に示すこの実施の形態２による信号中継増幅器１０では、図１（実施の形態１）に示した構成において、比較器７に代えた比較器１１に、信号レベルとノイズレベルとを識別できるスレッショルドレベルを設定し、実施の形態１にて説明した方法で下り信号用のスイッチ５ａおよび上り信号用のスイッチ５ｂに開閉動作を行わせる場合に、ノイズの影響を受けないようにしている。
【００４３】
図７は、図６に示す比較器に設定するスレッショルドレベルと上り下りの中継信号が無い期間において図６に示す２つの信号レベル検出器が検出するノイズレベルとの関係を説明する図である。図８は、上り下りの中継信号が無い期間において図６に示す比較器が２つのスイッチを開閉制御する動作を説明する図である。
【００４４】
メタル線伝送路上に上り信号と下り信号とが送出されていない期間においては、ハイブリッド回路３ａには、上り側メタル線伝送路２ａ上に存するノイズが見えており、また、ハイブリッド回路３ｂには、下り側メタル線伝送路２ｂ上に存するノイズが見えている。
【００４５】
上り側メタル線伝送路２ａ上に存するノイズは、ハイブリッド回路３ａの下り出力ポートＤ１からＡｍｐ５ａに入って増幅され、信号レベル検出器６ａにて信号レベルＶｄとして検出され、比較器１１に入力される。また、下り側メタル線伝送路２ｂ上に存するノイズは、ハイブリッド回路３ｂの上り出力ポートＵ１からＡｍｐ５ｂに入って増幅され、信号レベル検出器６ｂにて信号レベルＶｕとして検出され、比較器１１に入力される。
【００４６】
図７に示すように、メタル線伝送路上に上り信号と下り信号とが送出されていない期間において、信号レベル検出器６ａにて検出された信号レベルＶｄと信号レベル検出器６ｂにて検出された信号レベルＶｕとは、ほぼ同じ大きさであるが、両者の大小関係は絶えず変動している。この場合、図１に示した比較器７では、安定した比較結果を出力できないので、スイッチ５ａ，５ｂは過敏に開閉動作を繰り返すことが起こる。
【００４７】
そこで、比較器１１では、メタル線伝送路上に送出される上り信号および下り信号のレベルと、該上り下りの信号に重畳されるノイズのレベルとを識別できるスレッショルドレベルＶｔｈが、メタル線伝送路上に上り信号と下り信号とが送出されていない期間において、信号レベル検出器６ａにて検出された信号レベルＶｄと、信号レベル検出器６ｂにて検出された信号レベルＶｕとを共に超える大きさに設定されている。
【００４８】
そして比較器１１は、最初に、信号レベル検出器６ａ，６ｂがそれぞれ検出した信号レベルＶｄ，ＶｕとスレッショルドレベルＶｔｈとの大小比較を行い、図７に示すように、信号レベルＶｄ，Ｖｕが共にスレッショルドレベルＶｔｈよりも小さい場合は、図８に示すように、スイッチ５ａ，５ｂを共に開路状態にする制御信号をスイッチ５ａ，５ｂに対して並列に出力するようになっている。つまり、メタル線伝送路上に上り信号と下り信号とが送出されていない期間において、スイッチ５ａ，５ｂが無用な開閉動作を行わないようにしてある。
【００４９】
図９は、下り信号中継時に図６に示す比較器に入力する２つの信号レベルとスレッショルドレベルとの関係を示す図である。図１０は、上り信号中継時に図６に示す比較器に入力する２つの信号レベルとスレッショルドレベルとの関係を示す図である。
【００５０】
メタル線伝送路上に上り信号或いは下り信号が送出されると、図９や図１０に示すように、比較器１１に入力する２つの信号レベルＶｄ，Ｖｕは、共にスレッショルドレベルＶｔｈよりも大きくなることが実施の形態１での説明から理解できる。
【００５１】
そこで、比較器１１は、上記のように、まず、信号レベル検出器６ａ，６ｂがそれぞれ検出した信号レベルＶｄ，ＶｕとスレッショルドレベルＶｔｈとの大小比較を行うが、信号レベルＶｄ，Ｖｕが共にスレッショルドレベルＶｔｈよりも大きいので、今度は、実施の形態１にて説明したように、信号レベルＶｄ，Ｖｕ間の大小関係を比較する。
【００５２】
その結果、図９に示すように、Ｖｄ＞Ｖｕである場合は、スイッチ５ａ，５ｂを図３に示す状態にする制御信号をスイッチ５ａ，５ｂに並列に出力する。また、図１０に示すように、Ｖｄ＜Ｖｕである場合は、スイッチ５ａ，５ｂを図５に示す状態にする制御信号をスイッチ５ａ，５ｂに並列に出力する。
【００５３】
このように、実施の形態によれば、ノイズレベルと信号レベルとを区別するスレッショルドレベルを設けたので、線路長が長くなり、ノイズの混入が多くなる設置環境においても、上り下りの中継信号が無いノイズレベルのみの期間におけるスイッチの誤った開閉制御を回避して、上り下りの中継信号に対して適切な中継増幅動作を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように、この発明にかかる信号中継増幅器は、同一周波数の上り信号と下り信号とが時分割で伝送されるメタル線伝送路上に介在して中継増幅を行う場合に、安価な構成で、かつ簡易な制御で、一方の中継路から他方の中継路に信号が回り込んでも、或いは、ノイズが混入しても発振しないようにするのに有用であり、特に、線路長が長くなり、ノイズの混入が想定される環境、例えばビル内や列車内などに配線されるメタル線伝送路における信号中継増幅器に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明の実施の形態１による信号中継増幅器の構成を示すブロック図である。
【図２】下り信号中継時に図１に示す比較器に入力する２つの信号レベルの関係を示す図である。
【図３】下り信号中継時に図１に示す比較器が２つのスイッチを開閉制御する動作を説明する図である。
【図４】上り信号中継時に図１に示す比較器に入力する２つの信号レベルの関係を示す図である。
【図５】上り信号中継時に図１に示す比較器が２つのスイッチを開閉制御する動作を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態２による信号中継増幅器の構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示す比較器に設定するスレッショルドレベルと上り下りの中継信号が無い期間において図６に示す２つの信号レベル検出器が検出するノイズレベルとの関係を説明する図である。
【図８】上り下りの中継信号が無い期間において図６に示す比較器が２つのスイッチを開閉制御する動作を説明する図である。
【図９】下り信号中継時に図６に示す比較器に入力する２つの信号レベルとスレッショルドレベルとの関係を示す図である。
【図１０】上り信号中継時に図６に示す比較器に入力する２つの信号レベルとスレッショルドレベルとの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１ 信号中継増幅器
２ａ 上り側メタル線伝送路
２ｂ 下り側メタル線伝送路
３ａ，３ｂ ハイブリッド回路
４ａ，４ｂ 増幅器（Ａｍｐ）
５ａ，５ｂ スイッチ
６ａ，６ｂ 信号レベル検出器
７ 比較器
１０ 信号中継増幅器
１１ 比較器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一周波数の上り信号と下り信号とが時分割で伝送されるメタル線伝送路上に介在して中継増幅を行う信号中継増幅器であって、
前記メタル線伝送路を２分した一方側である上り側メタル線伝送路が接続され、前記上り側メタル線伝送路からの下り信号を内部に出力する下り出力ポートと、前記上り側メタル線伝送路へ送出する上り信号が内部から入力される上り入力ポートとを有する上り側入出力回路と、
前記メタル線伝送路を２分した他方側である下り側メタル線伝送路が接続され、前記下り側メタル線伝送路からの上り信号を内部に出力する上り出力ポートと、前記下り側メタル線伝送路へ送出する下り信号が内部から入力される下り入力ポートとを有する下り側入出力回路と、
前記上り側入出力回路の下り出力ポートから前記下り側入出力回路の下り入力ポートに至る下り中継路に配置される、前記上り側入出力回路の下り出力ポートから送出される信号を増幅する下り信号用増幅器、および、該下り信号用増幅器の出力端と前記下り側入出力回路の下り入力ポートとの間に介在する下り信号用スイッチと、
前記下り側入出力回路の上り出力ポートから前記上り側入出力回路の上り入力ポートに至る上り中継路に配置される、前記下り側入出力回路の上り出力ポートから送出される信号を増幅する上り信号用増幅器、および、該上り信号用増幅器の出力端と前記上り側入出力回路の上り入力ポートとの間に介在する上り信号用スイッチと、
前記下り信号用増幅器の出力レベルを検出する下り信号用信号レベル検出器、および、前記上り信号用増幅器の出力レベルを検出する上り信号用信号レベル検出器と、
前記下り信号用信号レベル検出器および前記上り信号用信号レベル検出器がそれぞれ検出した信号レベル間の大小関係を比較し、その比較結果を、前記下り信号用スイッチおよび前記上り信号用スイッチに対して並列に、一方を開路状態にし、他方を閉路状態にする制御信号として出力する比較器と、
を備えていることを特徴とする信号中継増幅器。
【請求項２】
前記比較器は、
メタル線伝送路上に送出される上り信号および下り信号のレベルと、該上り下りの信号に重畳されるノイズのレベルとを識別できるスレッショルドレベルが設定され、
最初に、前記下り信号用信号レベル検出器および前記上り信号用信号レベル検出器がそれぞれ検出した信号レベルと前記スレッショルドレベルとの大小比較を行い、双方の検出レベルが共に該スレッショルドレベルよりも小さい場合は、前記下り信号用スイッチおよび前記上り信号用スイッチに対して並列に、双方を開路状態にする制御信号を出力し、双方の検出レベルが共に該スレッショルドレベルよりも大きい場合に、双方の検出レベル間の大小比較を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の信号中継増幅器。
【請求項３】
前記上り側入出力回路および下り側入出力回路は、それぞれ、２線・４線変換を行うハイブリッド回路であることを特徴とする請求項１または２に記載の信号中継増幅器。
【請求項１】
同一周波数の上り信号と下り信号とが時分割で伝送されるメタル線伝送路上に介在して中継増幅を行う信号中継増幅器であって、
前記メタル線伝送路を２分した一方側である上り側メタル線伝送路が接続され、前記上り側メタル線伝送路からの下り信号を内部に出力する下り出力ポートと、前記上り側メタル線伝送路へ送出する上り信号が内部から入力される上り入力ポートとを有する上り側入出力回路と、
前記メタル線伝送路を２分した他方側である下り側メタル線伝送路が接続され、前記下り側メタル線伝送路からの上り信号を内部に出力する上り出力ポートと、前記下り側メタル線伝送路へ送出する下り信号が内部から入力される下り入力ポートとを有する下り側入出力回路と、
前記上り側入出力回路の下り出力ポートから前記下り側入出力回路の下り入力ポートに至る下り中継路に配置される、前記上り側入出力回路の下り出力ポートから送出される信号を増幅する下り信号用増幅器、および、該下り信号用増幅器の出力端と前記下り側入出力回路の下り入力ポートとの間に介在する下り信号用スイッチと、
前記下り側入出力回路の上り出力ポートから前記上り側入出力回路の上り入力ポートに至る上り中継路に配置される、前記下り側入出力回路の上り出力ポートから送出される信号を増幅する上り信号用増幅器、および、該上り信号用増幅器の出力端と前記上り側入出力回路の上り入力ポートとの間に介在する上り信号用スイッチと、
前記下り信号用増幅器の出力レベルを検出する下り信号用信号レベル検出器、および、前記上り信号用増幅器の出力レベルを検出する上り信号用信号レベル検出器と、
前記下り信号用信号レベル検出器および前記上り信号用信号レベル検出器がそれぞれ検出した信号レベル間の大小関係を比較し、その比較結果を、前記下り信号用スイッチおよび前記上り信号用スイッチに対して並列に、一方を開路状態にし、他方を閉路状態にする制御信号として出力する比較器と、
を備えていることを特徴とする信号中継増幅器。
【請求項２】
前記比較器は、
メタル線伝送路上に送出される上り信号および下り信号のレベルと、該上り下りの信号に重畳されるノイズのレベルとを識別できるスレッショルドレベルが設定され、
最初に、前記下り信号用信号レベル検出器および前記上り信号用信号レベル検出器がそれぞれ検出した信号レベルと前記スレッショルドレベルとの大小比較を行い、双方の検出レベルが共に該スレッショルドレベルよりも小さい場合は、前記下り信号用スイッチおよび前記上り信号用スイッチに対して並列に、双方を開路状態にする制御信号を出力し、双方の検出レベルが共に該スレッショルドレベルよりも大きい場合に、双方の検出レベル間の大小比較を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の信号中継増幅器。
【請求項３】
前記上り側入出力回路および下り側入出力回路は、それぞれ、２線・４線変換を行うハイブリッド回路であることを特徴とする請求項１または２に記載の信号中継増幅器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−２７０９８４（Ｐ２００８−２７０９８４Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０８５９５（Ｐ２００７−１０８５９５）
【出願日】平成１９年４月１７日（２００７．４．１７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１７日（２００７．４．１７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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