(57)【要約】【課題】  相互に切り換えられる冗長構成の２台の送信器の送信波間で高速で発生する位相差の異常を雑音による誤動作を防いで通知する位相アラーム回路およびそのアラーム発生方法を提供する【解決手段】  ビート信号を監視して一定レベル以上になるとアラームを出力する位相アラーム回路８は、入力されるビート信号と所定のアラームレベルとを比較し警報信号を生成して出力するコンパレータ６３、コンパレータ７３、雑音等による誤動作を防ぐ為に警報信号が例えば１秒間経過してからアラーム出力するアラームマスク部７４、コンパレータ７３の出力が入力されるモノマルチ７５と、モノマルチ７５の出力とコンパレータ６３の出力との論理和をアラームマスク部７４に出力するＯＲ回路７６とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に切り換えられる冗長構成の送信器の送信波間の位相差を前記送信波のビート信号から検出する位相アラーム回路において、
入力される前記ビート信号を所定のアラームレベルと比較して越えた場合にアクティブの警報信号を生成して出力するコンパレータと、
前記コンパレータから入力される前記警報信号の立ち上がりによってトリガされ、第１の所定の時間出力状態をアクティブに保つ第２の警報信号を生成して出力するリトリガブルモノマルチ回路と、
前記コンパレータの前記警報信号の出力が一方の入力端子に入力され、前記リトリガブルモノマルチ回路からの前記第２の警報信号の出力が他方の入力端子に入力され、前記入力された両警報信号の論理和を第３の警報信号として出力するＯＲ回路と、
前記第３の警報信号が入力され、前記第１の所定の時間より長い第２の所定時間が経過した後のアクティブ状態の前記第３の警報信号をアラームとして出力するアラームマスク回路とを
具備することを特徴とする位相アラーム回路。
【請求項２】
相互に切り換えられる冗長構成の送信器の送信波間の位相差を前記送信波のビート信号から検出する位相アラーム回路において、
それぞれが入力される前記ビート信号を所定のアラームレベルと比較して越えた場合、アクティブの警報信号を生成して出力する第１および第２のコンパレータと、
前記第１のコンパレータから入力される警報信号の立ち上がりによってトリガされ、第１の所定の時間出力状態をアクティブに保つ第２の警報信号を生成して出力するリトリガブルモノマルチ回路と、
前記第２の警報信号が一方の入力端子に入力され、前記第２のコンパレータからの前記警報信号の出力が他方の入力端子に入力され、前記入力された両警報信号の論理和を第３の警報信号として出力するＯＲ回路と、
前記第３の警報信号が入力され、前記第１の所定時間より長い第２の所定時間が経過した後のアクティブ状態の前記第３の警報信号をアラームとして出力するアラームマスク回路とを
具備することを特徴とする位相アラーム回路。
【請求項３】
前記第１のコンパレータは、前記第２のコンパレータよりも高速で応答することを特徴とする請求項２に記載の位相アラーム回路。
【請求項４】
相互に切り換えられる冗長構成の送信器の送信波間の位相差を前記送信波のビート信号から検出する位相アラーム回路のアラーム発生方法において、
前記位相アラーム回路は、コンパレータと、リトリガブルモノマルチ回路と、ＯＲ回路と、アラームマスク回路とを具備し、
前記コンパレータは、
入力される前記ビート信号を所定のアラームレベルと比較して越えた場合、アクティブの警報信号を生成して出力し、
前記警報信号が入力された前記リトリガブルモノマルチ回路は、
前記コンパレータから入力される警報信号の立ち上がりによってトリガされ、第１の所定の時間出力状態をアクティブに保つ第２の警報信号を生成して前記ＯＲ回路へ出力し、
前記ＯＲ回路は、前記コンパレータから出力される前記警報信号が一方の入力端子に入力され、前記リトリガブルモノマルチ回路から出力される前記第２の警報信号が他方の入力端子に入力され、前記入力される両警報信号の論理和を第３の警報信号として出力し、
前記ＯＲ回路の出力が入力される前記アラームマスク回路は、
前記第１の所定の時間より長い第２の所定時間が経過した後のアクティブ状態の前記論理和の警報信号をアラームとして出力することを特徴とする位相アラーム回路のアラーム発生方法。
【請求項５】
相互に切り換えられる冗長構成の送信器の送信波間の位相差を前記送信波のビート信号から検出する位相アラーム回路のアラーム発生方法において、
相互に切り換えられる冗長構成の２台の送信器の送信波間の位相差を前記送信波のビート信号から検出する位相アラーム回路のアラーム発生方法において、
前記位相アラーム回路は、第１および第２のコンパレータと、リトリガブルモノマルチ回路と、ＯＲ回路と、アラームマスク回路とを具備し、
前記第１、第２のコンパレータは、
それぞれが入力される前記ビート信号を所定のアラームレベルと比較して越えた場合、アクティブの警報信号を生成して出力し、
前記第１のコンパレータから前記警報信号が入力された前記リトリガブルモノマルチ回路は、
前記入力された前記警報信号の立ち上がりによってトリガされ第１の所定の時間出力状態をアクティブに保つ第２の警報信号を生成して前記ＯＲ回路へ出力し、
前記ＯＲ回路は、前記リトリガブルモノマルチ回路から出力される前記第２の警報信号が一方の入力端子に入力され、前記第２のコンパレータから出力される前記警報信号が他方の入力端子に入力され、前記入力される両警報信号の論理和を第３の警報信号として出力し、
前記ＯＲ回路から前記第３の警報が入力される前記アラームマスク回路は、前記第１の所定時間より長い第２の所定時間が経過した後のアクティブ状態の前記第３の警報信号をアラームとして出力することを特徴とする位相アラーム回路のアラーム発生方法。
【請求項６】
前記第１のコンパレータは、前記第２のコンパレータよりも高速で応答することを特徴とする請求項５に記載の位相アラーム回路のアラーム発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冗長構成を持つ無線送信器の位相アラーム回路およびアラーム発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高信頼性が要求されるマイクロ波無線通信システムには、送受信器を現用と予備の冗長構成による無瞬断切換が行われるものがある。伝送信号の高速化に伴い、送信器を無瞬断切換する時には送信周波数、送信電力レベルに加えて送信波の位相が一致することが重要である。従来は、現用と予備の２台の送信器の位相差を２台の送信器の送信波の間に差があると発生するビートを検出して位相差を検出している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図５は、送信波の位相差を検出して送信器の異常を検出して警報（以下、アラームと称する。）を発生する従来の位相アラーム回路の機能構成を示すブロック図である。  
図５において、従来の位相アラーム回路は、送信器１ａ、送信器１ｂ、各送信器の位相を測定するためにその出力を取り出す、例えば、方向性結合器であるカプラ２ａ、２ｂと、カプラ２ａ、２ｂの出力が入力され両送信器のビート信号を出力するミキサ３と、２台の送信器の送信波が入力されそのいずれか１つをアンテナへ出力するスイッチ４と、入力されるビート信号を内部の基準信号と比較して送信器２ｂの位相調整部１１に位相誤差信号を出力する位相差検出部５と、ビート信号を監視して一定レベル以上になるとアラームを出力するアラーム部６０とを備えている。
【０００４】
以上の構成により、例えば、一方の現用の送信器１ａに合わせて他方の予備送信器１ｂの位相調整部１１が位相調整を行うことにより２台の送信器の間の位相差を所要の範囲に収めることが出来る。
【０００５】
アラーム部６０は、ビート信号が入力されるバッファ６１０、ビート信号のレベル等信号を調整するアンプ６２０、所定のアラームレベルとアンプ６２０から入力されるビート信号とを比較して異常信号を生成して出力するコンパレータ６３０、雑音等による誤動作を防ぐため、異常レベルが所定の時間（ここでは１秒間とする。）持続しないとアラーム信号を出力しないアラームマスク部６４０を備えている。
【０００６】
２台の送信器１ａ、１ｂは、図示されない基準発振器に基づき送信波を生成しており、周波数や位相差の変動は急激ではないので従来の位相アラーム回路、アラーム部６０は、雑音による誤動作を防ぐことが出来た。しかし、送信器１ａまたは１ｂのいずれかの不具合が大きく、２台の送信器の間で位相の同期外れが発生する場合には、通常の位相差調整に代わる所定の手順により再同期や、自動切換等の処理を行うことが必要である。しかし、この様な場合、１秒以下の短時間のパルス状の警報信号が繰り返してコンパレータ６３０から出力されるようになるにも拘わらず、アラームマスク部６４０のマスク時間内であるためアラーム部６０からは、アラームが出力されない問題が有った。
【特許文献１】特開平５−２２７２３３号公報  （第６頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
冗長構成で切り替えられる２台の送信器の間で同期外れが発生する場合には、従来の位相アラーム回路では、高速のパルス状の警報信号が繰り返して出力されるにも拘わらず、アラーム信号として出力されない問題が有った。
【０００８】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、相互に切り換えられる冗長構成の２台の送信器の送信波間で高速で発生する位相差の異常を雑音による誤動作を防いで通知する位相アラーム回路およびそのアラーム発生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の位相アラーム回路は、相互に切り換えられる冗長構成の２台の送信器の送信波間の位相差を前記送信波のビート信号から検出する位相アラーム回路において、入力される前記ビート信号を所定のアラームレベルと比較して越えた場合にアクティブの警報信号を生成して出力するコンパレータと、前記コンパレータから入力される前記警報信号の立ち上がりによってトリガされ、第１の所定の時間出力状態をアクティブに保つ第２の警報信号を生成して出力するリトリガブルモノマルチ回路と、前記コンパレータの前記警報信号の出力が一方の入力端子に入力され、前記リトリガブルモノマルチ回路からの前記第２の警報信号の出力が他方の入力端子に入力され、前記入力された両警報信号の論理和を第３の警報信号として出力するＯＲ回路と、前記第３の警報信号が入力され、前記第１の所定の時間より長い第２の所定時間が経過した後のアクティブ状態の前記第３の警報信号をアラームとして出力するアラームマスク回路とを具備することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の位相アラーム回路のアラーム発生方法は、相互に切り換えられる冗長構成の２台の送信器の送信波間の位相差を前記送信波のビート信号から検出する位相アラーム回路のアラーム発生方法において、前記位相アラーム回路は、コンパレータと、リトリガブルモノマルチ回路と、ＯＲ回路と、アラームマスク回路とを具備し、前記コンパレータは、入力される前記ビート信号を所定のアラームレベルと比較して越えた場合、アクティブの警報信号を生成して出力し、前記警報信号が入力された前記リトリガブルモノマルチ回路は、前記コンパレータから入力される警報信号の立ち上がりによってトリガされ、第１の所定の時間出力状態をアクティブに保つ第２の警報信号を生成して前記ＯＲ回路へ出力し、前記ＯＲ回路は、前記コンパレータから出力される前記警報信号が一方の入力端子に入力され、前記リトリガブルモノマルチ回路から出力される前記第２の警報信号が他方の入力端子に入力され、前記入力される両警報信号の論理和を第３の警報信号として出力し、前記ＯＲ回路の出力が入力される前記アラームマスク回路は、前記第１の所定の時間より長い第２の所定時間が経過した後のアクティブ状態の前記論理和の警報信号をアラームとして出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、雑音による誤動作を防ぐと共に、高速で発生する異常を検出出来る位相アラーム回路およびそのアラーム方法を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例に係わる冗長送信系の位相アラーム回路８の機能構成を示すブロック図である。  
図１において、冗長送信系は、送信器１ａ、送信器１ｂ、各送信器の位相を測定するためにその出力を取り出す、例えば、方向性結合器によるカプラ２ａ、２ｂ、カプラ２ａ、２ｂの出力が入力され両送信器のビート信号を出力するミキサ３、２台の送信器の送信波が入力され、そのいずれか１つをアンテナへ出力するスイッチ４、入力されるビート信号を内部の基準信号と比較して送信器２ｂの位相調整部１１に位相誤差信号を出力する位相差検出部５と、ビート信号を監視して一定レベル以上になるとアラームを出力する位相アラーム回路８とを備えている。
【００１４】
位相アラーム回路８は、低速アラーム部６と高速アラーム部７とを備えている。低速アラーム部６は、前述の図５のアラーム部６０の構成からアラームマスク部６４が省略され、コンパレータ６３の出力が後述の高速アラーム部のＯＲ回路７６に入力される以外同様である。低速アラーム部６のアンプ６２、コンパレータ６３は、雑音による誤動作を避けるため、高域の周波数対利得特性は、後述するコンパレータ７３に比べて抑えられている。
【００１５】
高速アラーム部７は、ビート信号が入力されるバッファ７１、ビート信号を増幅する周波数特性やレベル等を調整するアンプ７２、所定のアラームレベルとアンプ７２から入力されるビート信号とを比較し警報信号を生成して出力するコンパレータ７３、雑音等による誤動作を防ぐため、警報信号が所定の時間（ここでは１秒間とする。）経過してからアラームを出力するアラームマスク部７４、コンパレータ７３の出力が入力されるワンショットマルチ（以下、モノマルチと称する。）７５と、モノマルチ７５と低速アラーム部６のコンパレータ６３の出力が入力され論理和出力をアラームマスク部７４に出力するＯＲ回路７６とを備えている。
【００１６】
アンプ７２およびコンパレータ７３は、後述するように同期外れが起きた場合に入力される早い周期で変化するビート信号を検出出来る様に利得対周波数特性が低域アラーム部６のアンプ６２、コンパレータ６３に比べて高域まで伸びる様にして、言い換えれば、高速の応答性を持つようにしている。
【００１７】
図２は、ミキサ３の出力であるビート信号からアラーム信号が生成される動作の原理図、図３は、同期外れが生じた場合のビート信号からアラーム信号が生成される動作の原理図である。  
以下、図１〜図３を参照して、本発明の位相アラーム回路８の各構成の動作を説明する。  
図２（ａ）において、ミキサ３からのビート信号が、低速アラーム部６へ入力される。
【００１８】
冗長構成により無瞬断切換を行う送信系では、２台の送信器１ａ、１ｂは、送信電波を図示されない共通の基準発振器から同期するように生成しているので２台の送信器の間の周波数、位相の差は小さく抑えられている。従って、ミキサ３から出力され低速アラーム部６のコンパレータ６３への入力は、なだらかな曲線状のビート信号Ｂになり、所定のアラームレベルｔｈを越えるとコンパレータ６３のコンパレータ出力Ｃ（以下、警報信号と称する。）は、“Ｈ”レベルをアクティブとする警報信号になり、高速アラーム部７のＯＲ回路７６の一方の入力端子へ、異常期間ｃ１、ｃ２の警報信号が出力される。ＯＲ回路７６は入力された警報信号をアラームマスク７４へ出力する。なお、警報信号は、“Ｌ”レベルをアクティブとするものであっても良いが、以下では、“Ｈ”レベルをアクティブ状態として、位相アラーム回路８の処理動作を説明する。
【００１９】
アラームマスク部７４は、瞬発性の雑音による誤動作を防ぐため、ａ１のアラーム監視時間を設け、例えば、１秒“Ｈ”レベル（異常期間ｃ２）が継続した以降の部分の警報信号のみアラーム信号として出力する。その結果、図２（ｂ）（異常期間ｃ１）の１秒以下の警報信号は、図２（ｃ）のようにアラームとして出力されず、１秒を越えた異常期間の警報信号がアラームマスク部７４からアラームとして出力される。
【００２０】
なお、アラームレベルｔｈは図２においては、正極性の場合を示しているが、図示されていない負極性のアラームレベルに対する場合のアラーム信号を出力する動作も上記と同様である。そして、コンパレータとしては図示されない負極性アラームレベルを判定するコンパレータ回路が使用されるか、もしくは、両極性のアラームレベルを判定するコンパレータ回路が使用される。
【００２１】
さて、送信器１ｂでは、同じビート信号が入力される位相差検出部５からの誤差信号により位相調整部１１がビート信号レベルを低く抑えるフィードバック制御が行われ、送信器１ａ、１ｂいずれか１つの送信周波数や位相差が生じても所定の位相差で収められる。しかし、送信器１ａ、１ｂいずれか一方の動作に大きな故障や異常が生じた場合、２台の送信器間での送信周波数や位相差が同期しなくなり、２台の送信器１ａ、１ｂは互いに独立した動作を行うようになる。
【００２２】
図３（ａ）は、同期外れの状態におけるコンパレータ６３、７３へ入力されるビート信号Ｂの波形である。この様な場合、同期が取れている場合のビート信号とは異なり、１秒以下で頻繁に波形が変化するビート信号となる。そして、図３（ｂ）の様にコンパレータ６３、７３は、アラームレベルｔｈを越えた場合に警報信号を出力する。しかし、従来の位相アラーム回路のように、低速アラーム部６のコンパレータ６３しか備えていない場合には、警報信号が繰り返し出力されても、それらは１秒以下の短時間であるためアラームマスク部７４からは図３（ｃ）のようにアラームは出力されない。
【００２３】
一方、高速アラーム部７に入力されるビート信号がコンパレータ７３により処理される内容は、基本的には、低速アラーム部６のコンパレータ６３により処理されるものと同様であるが、コンパレータ７３の出力は更に高速応答性を持ってモノマルチ７５に入力される。そして、モノマルチ７５は、コンパレータ７３が出力した警報信号の立ち上がりを検出して、コンパレータ７３が出力した警報信号よりも長い時間が得られる様に、所定の警報監視時間時間ａ（ここでは、アラームマスク時間１秒より短い時間の０．７秒とする。）アクティブの“Ｈ”の信号を出力し、（図３（ｄ）参照。）その出力はＯＲ回路７６の他方の端子へ入力される。
【００２４】
モノマルチ７５は、リトリガブルワンショットマルチであり、入力された警報信号でトリガされる。そして“Ｈ”の出力中に、言い換えれば、“Ｈ”状態が０．７秒内に、再び次の警報信号が入力される場合は、再びその入力時点から０．７秒間の間は“Ｈ”を更に継続するので、１秒以上“Ｈ”状態を保持出来るようになる。
【００２５】
即ち、モノマルチ７５の出力は、ＯＲ回路７４の他方の入力端子へ入力されているので、図３（ａ）のような頻繁にアラームレベルを超えるビート信号が高速アラーム部７へ入力される場合に、ＯＲ回路７６へ、１秒以上の“Ｈ”レベルの信号を出力する。そして、ＯＲ回路７６は、更にアラームマスク部７４に１秒間以上連続する警報信号を出力することになるので、短時間のパルスの警報信号が連続して生成される場合にはアラームマスク部７４からアラームが図３（ｅ）の様に出力されることになる。
【００２６】
この出力されたアラーム信号が入力される自己診断部（図示せず。）は、更にそのアラーム信号状態を観測し、所定の手順に従って送信器の自動切換え等の手順を実行する。
【００２７】
この様に、瞬発生（単一、もしくは頻繁に発生しない）の雑音により高速アラーム部７のコンパレータ７３が、“Ｈ”を出力した場合、モノマルチ７５が出力する警報が“Ｈ”レベルにある時間は、１秒に満たないのでアラームマスク７６からは、アラームは出力されず雑音による誤動作を防ぐことが出来、かつ同期外れの様に連続して高速に警報信号委が発生される場合にはアラームを出力することが出来る。
【００２８】
なお、瞬発性であっても短いパルス性雑音が数個連続して入力する場合には、同期外れの場合と同様のアラーム信号を出力する誤動作が発生する恐れがあり、この誤動作を避け無ければならない。そのためには、モノマルチ７５は“Ｈ”を保持する時間内に雑音により再トリガされ、ここでは１秒を越えないように調整する必要がある。実際には、送信器１ａ、１ｂの動作特性やケーブル経路等設置条件による雑音特性に合わせて、先に例示した０．７秒間もしくは、それに代わる“Ｈ”を保持する時間が調整され、このモノマルチ７５出力と低速アラーム部６からのアラーム信号との論理和をＯＲ回路７５によって得ることにより位相アラーム回路として検出感度と安定性が最適になるよう設定される。
【実施例２】
【００２９】
図４は、本発明の実施例に係わる冗長送信系の位相アラーム回路８の機能構成を示すブロック図である。  
実施例２では、低速アラーム部６が省略され、回路規模を小さく抑えている。実施例１では、低速アラーム部６と高速アラーム部７とで入力されるビート信号が同期外れを起こした場合と正常な場合の信号特性の差が大きくても対応出来るように、アンプ６２、７２およびコンパレータ６３、７３にそれぞれ異なった周波数特性を持たせ、またモノマルチの出力時間長を調整して雑音によるアラーム発生の誤動作を防いでいる。しかし、実施例２では、アンプ７２とコンパレータ７３に中庸的な周波数特性を持たせることによりコンパレータを１つで済ませ、低速アラーム部６を省略させている。動作詳細は、上記説明から容易に類推できるので省略するが、同期外れが発生した場合にも連続する複数の短いパルス状のコンパレータ出力をモノマルチ７５が連続した“Ｈ”状態を長く保つように変換出力する事によりアラーム信号を生成して出力することが出来る。
【００３０】
以上説明した如く、本発明による位相アラーム回路では、雑音による誤動作を防ぐと共に、高速で発生する異常を通知する位相アラーム回路およびそのアラーム方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例１に係わる位相アラーム回路の機能構成を示すブロック図。
【図２】ビート信号からアラーム信号が生成される動作原理図。
【図３】同期外れが生じた場合のビート信号からアラーム信号が生成される動作原理図。
【図４】本発明の実施例２に係わる位相アラーム回路の機能構成を示すブロック図。
【図５】従来の位相アラーム回路の機能構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００３２】
１ａ、１ｂ  送信器
１１  位相調整部
２ａ、２ｂ  カプラ
３  ミキサ
４  スイッチ
５  位相差検出部
６  低速アラーム部
６１、７１  バッファ
６２、７２  アンプ
６３、７３  コンパレータ
７  高速アラーム部
７４  アラームマスク部
７５  モノマルチ
７６  ＯＲ回路
８  位相アラーム回路
【図１】
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【図２】
2006238178.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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