(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号が入力される入力端子と、
前記入力端子に入力される高周波信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器で増幅された高周波信号を外部に出力すると共に、外部から供給されるＤＣ１５ＶあるいはＡＣ３０Ｖの動作電源を受電する出力端子と、
前記出力端子に供給されるＤＣ１５ＶあるいはＡＣ３０Ｖの動作電源を整流し、直流電圧として出力する整流回路と、
前記出力端子から前記整流回路に供給されるＤＣ１５ＶあるいはＡＣ３０Ｖの電源電圧を識別し、識別結果に応じた信号を出力する電圧識別回路と、
前記整流回路と前記増幅器の電源端子との間に設けられ、前記増幅器への供給電流を制御するトランジスタと、
前記トランジスタのベースに接続される第１のバイアス抵抗と、
前記第１のバイアス抵抗にスイッチ素子を介して並列に接続される第２のバイアス抵抗と、
前記電圧識別回路の出力信号によって動作し、該電圧識別回路がＡＣ３０Ｖの電圧を識別したときに前記スイッチ素子をオフして前記第１のバイアス抵抗により前記トランジスタのベースにバイアスを与え、前記電圧識別回路がＤＣ１５Ｖの電圧を識別したときに前記スイッチ素子をオンして前記第１のバイアス抵抗と前記第２のバイアス抵抗との合成抵抗により前記トランジスタのベースにバイアスを与えるバイアス回路とを具備し、
前記第１のバイアス抵抗をＡＣ３０Ｖの受電に適した値に設定し、前記第１のバイアス抵抗及び前記第２のバイアス抵抗の合成値をＤＣ１５Ｖの受電に適した値に設定することを特徴とする前置増幅器。
【請求項２】
請求項１に記載の前置増幅器において、
前記整流回路と前記入力端子との間に設けられて前記整流回路の出力を前記入力端子に送出する電源出力用トランジスタと、
前記電圧識別回路の出力信号によって動作し、該電圧識別回路がＤＣ１５Ｖの電圧を識別したときに前記電源出力用トランジスタをオンして前記整流回路の出力を前記入力端子に送出し、電圧識別回路がＡＣ３０Ｖの電圧を識別したときに前記電源出力用トランジスタをオフして前記整流回路から前記入力端子への電源送出を停止する出力制御回路とを具備することを特徴とする前置増幅器。
【請求項３】
請求項２に記載の前置増幅器において、
前記出力制御回路は出力制御スイッチを備え、該出力制御スイッチがオンされた状態では前記電圧識別回路の出力信号に応じて前記電源出力用トランジスタをオン／オフ制御し、前記出力制御スイッチがオフされた状態では前記電源出力用トランジスタをオフ状態に保持して前記整流回路から前記入力端子への電源送出を停止することを特徴とする前置増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上デジタルテレビ放送共同受信システムやＣＡＴＶシステム等に使用される前置増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、地上デジタルテレビ放送共同受信システムやＣＡＴＶシステムにおけるヘッドエンド装置では、アンテナ受信点側に前置増幅器を設け、アンテナで受信された地上デジタルテレビ放送等のテレビ放送波信号を増幅している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記前置増幅器は、外部から供給されるＤＣ１５ＶあるいはＡＣ３０Ｖの電源によって動作するが、ＤＣ１５ＶとＡＣ３０Ｖのどちらを受電しても動作するように構成されているものがある。
しかし、上記のようにＤＣ１５ＶとＡＣ３０Ｖの両方の電源に対応している従来の前置増幅器は、増幅回路への供給電力を制御するトランジスタのバイアス抵抗の値が固定されており、外部から供給されるＤＣ１５ＶあるいはＡＣ３０Ｖの両方の電源に対して最適な消費電力に設定することが困難であり、例えば上記トランジスタのバイアス抵抗の値をＤＣ１５Ｖに対して適切となるように設定すると、ＡＣ３０Ｖの電源を使用した場合に無駄な消費電力が多くなるという問題がある。
【０００４】
上記前置増幅器は、アンテナで受信されたテレビ放送波信号を増幅する装置であるが、山間部等のアンテナ受信点レベルが低い場所においては、前置増幅器１台では受信レベルが不足する場合がある。このような場合には、前置増幅器を２台直列に接続することで、テレビ放送波信号を所定のレベルまで増幅することができる。この場合、後段に設置された前置増幅器に外部からＤＣ１５ＶあるいはＡＣ３０Ｖの電源を供給し、この後段の前置増幅器から前段の前置増幅器に電源を供給する。
【０００５】
また、前置増幅器の前段に外部電源を必要とする他の電子機器を設け、後段の前置増幅器から前段の電子機器に電源を供給する場合もある。
しかし、テレビ受信システムにおける電子機器の電源電圧は、一般的にＤＣ１５Ｖに設定されているものが多く、ＡＣ３０Ｖに対応していない場合がある。このためアンテナ受信点側、すなわち前段にＡＣ３０Ｖに対応していない電子機器が接続されているときに、後段の前置増幅器から前段の電子機器にＡＣ３０Ｖの電圧が供給されると前段の電子機器が損傷してしまう。
【０００６】
また、アンテナ受信点側に接続されている電子機器の出力側が例えばインダクタンス部品の接続により直流的にショート状態となっている場合においては、後段の前置増幅器から前段の電子機器に電源が出力されることによって過電流が流れ、前段の電子機器及び電源を供給した前置増幅器が共に損傷してしまうという問題が生じる。
【０００７】
また、本発明に関連する公知技術として、コレクタが電源入力端子に接続され、エミッタが出力端子に接続されたトランジスタを備え、該トランジスタのコレクタ・ベース間に抵抗を接続すると共に、前記トランジスタのベース及び接地間にツェナーダイオードを逆方向に接続することにより、電源電圧の変動にかかわらず、ツェナーダイオードのカソード電位と上記トランジスタのベース・エミッタ間電圧の合算したほぼ一定の電圧を出力端子に出力するようにした定電圧レギュレータ回路が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４６１１８６２号公報
【特許文献２】特開２００６−１２７０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように地上デジタルテレビ放送共同受信システムやＣＡＴＶシステムにおけるヘッドエンド装置において使用される前置増幅器は、一般的にＤＣ１５ＶとＡＣ３０Ｖの両方の電源に対応しているが、消費電力を制御する抵抗の値が固定されており、外部から供給されるＤＣ１５ＶあるいはＡＣ３０Ｖの両方の電源に対して最適な消費電流に設定することが困難で、無駄な電力が消費されるという問題がある。
【００１０】
また、テレビ受信システムにおける電子機器は、ＤＣ１５Ｖの電源のみに対応し、ＡＣ３０Ｖの電源には対応していない場合がある。このようにＡＣ３０Ｖの電源に対応していない電子機器を前段に設け、後段の前置増幅器から動作電源を供給するように構成した場合、前段の電子機器に後段の前置増幅器からＡＣ３０Ｖの電源が供給されると、電子機器が損傷してしまう。
【００１１】
また、上記前段に設けられた電子機器の出力側が例えばインダクタンス部品の接続により直流的にショート状態となっている場合においては、後段の前置増幅器から前段の電子機器に電源が出力されることによって、前段の電子機器及び後段の前置増幅器が共に損傷してしまうという問題が生じる。
【００１２】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、ＤＣ１５ＶとＡＣ３０Ｖの両方の電源に対応している前置増幅器において、ＤＣ１５ＶあるいはＡＣ３０Ｖの何れの電源が供給された場合においても、消費電力を制御する抵抗の値を適切な値に設定でき、無駄な電力消費を削減できる前置増幅器を提供することを目的とする。
【００１３】
また、本発明は、前段に他の電子機器を設け、後段の前置増幅器から前段の電子機器に動作電源を供給する場合において、前段の電子機器がＡＣ３０Ｖの電源に対応していない場合であっても、該電子機器の損傷を確実に防止できる前置増幅器を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、前段に接続されている電子機器が例えばインダクタンス部品の接続により直流的にショート状態となっている場合においても、電子機器の損傷を確実に防止できる前置増幅器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】
【００１５】
第１の発明に係る前置増幅器は、高周波信号が入力される入力端子と、前記入力端子に入力される高周波信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で増幅された高周波信号を外部に出力すると共に、外部から供給されるＤＣ１５ＶあるいはＡＣ３０Ｖの動作電源を受電する出力端子と、前記出力端子に供給されるＤＣ１５ＶあるいはＡＣ３０Ｖの動作電源を整流し、直流電圧として出力する整流回路と、前記出力端子から前記整流回路に供給されるＤＣ１５ＶあるいはＡＣ３０Ｖの電源電圧を識別し、識別結果に応じた信号を出力する電圧識別回路と、前記整流回路と前記増幅器の電源端子との間に設けられ、前記増幅器への供給電流を制御するトランジスタと、前記トランジスタのベースに接続される第１のバイアス抵抗と、前記第１のバイアス抵抗にスイッチ素子を介して並列に接続される第２のバイアス抵抗と、前記電圧識別回路の出力信号によって動作し、該電圧識別回路がＡＣ３０Ｖの電圧を識別したときに前記スイッチ素子をオフして前記第１のバイアス抵抗により前記トランジスタのベースにバイアスを与え、前記電圧識別回路がＤＣ１５Ｖの電圧を識別したときに前記スイッチ素子をオンして前記第１のバイアス抵抗と前記第２のバイアス抵抗との合成抵抗により前記トランジスタのベースにバイアスを与えるバイアス回路とを具備し、前記第１のバイアス抵抗をＡＣ３０Ｖの受電に適した値に設定し、前記第１のバイアス抵抗及び前記第２のバイアス抵抗の合成値をＤＣ１５Ｖの受電に適した値に設定することを特徴とする。
【００１６】
第２の発明は、前記第１の発明に係る前置増幅器において、前記整流回路と前記入力端子との間に設けられて前記整流回路の出力を前記入力端子に送出する電源出力用トランジスタと、前記電圧識別回路の出力信号によって動作し、該電圧識別回路がＤＣ１５Ｖの電圧を識別したときに前記電源出力用トランジスタをオンして前記整流回路の出力を前記入力端子に送出し、電圧識別回路がＡＣ３０Ｖの電圧を識別したときに前記電源出力用トランジスタをオフして前記整流回路から前記入力端子への電源送出を停止する出力制御回路とを具備することを特徴とする。
【００１７】
第３の発明は、前記第２の発明に係る前置増幅器において、前記出力制御回路は出力制御スイッチを備え、該出力制御スイッチがオンされた状態では前記電圧識別回路の出力信号に応じて前記電源出力用トランジスタをオン／オフ制御し、前記出力制御スイッチがオフされた状態では前記電源出力用トランジスタをオフ状態に保持して前記整流回路から前記入力端子への電源送出を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、供給電源がＤＣ１５Ｖ、ＡＣ３０Ｖの何れであっても、増幅回路の供給電力を制御するトランジスタのバイアス抵抗を最適な値に設定でき、電力消費を確実に低減することができる。
また、前置増幅器の前段に他の電子機器を設け、前置増幅器の入力端子から前段の電子機器に電源を供給する場合において、ＡＣ３０Ｖの電源を受電した場合には前段の電子機器への電源送出を停止でき、前段の電子機器がＡＣ３０Ｖの電源に対応していない場合であっても、電子機器の損傷を確実に防止することができる。
【００１９】
また、前置増幅器の前段に他の電子機器を設け、後段の前置増幅器から前段の電子機器に電源を供給する場合において、前段の電子機器の出力側が例えばインダクタンス部品の接続により直流的にショート状態となっている場合には、出力制御スイッチをオフ操作することで、前段の電子機器だけでなく電源供給側の前置増幅器における損傷を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る前置増幅器を地上デジタルテレビ放送受信システムに設けた場合のシステム接続図である。
【図２】同実施形態における前置増幅器の詳細な構成を示す回路図である。
【図３】図２に示す前置増幅器に設けられる増幅回路の具体的な構成例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る前置増幅器を地上デジタルテレビ放送受信システムに設けた場合のシステム接続図である。
図１において、１はＵＨＦアンテナで、このＵＨＦアンテナ１で受信されたＵＨＦテレビ信号（高周波信号）は、同軸ケーブル２ａを介して前置増幅器３の入力端子４に入力され、一般的には例えば２５ｄＢ程度の利得により増幅される。この前置増幅器３については、詳細を後述する。上記前置増幅器３で増幅されたＵＨＦテレビ信号６は、前置増幅器３の出力端子５から出力され、同軸ケーブル２ｂ、電源重畳器７、同軸ケーブル２ｃを介してテレビ受像機１０のＵＨＦアンテナ入力端子に入力される。
【００２２】
上記電源重畳器７は、同軸ケーブル２ｂに接続される入力端子８及び同軸ケーブル２ｃに接続される出力端子９を備え、入力端子８と出力端子９との間を接続する信号線１１に直流電圧阻止用のコンデンサ１２が直列に設けられる。また、電源重畳器７は、ＡＣ１００Ｖの交流電源をＤＣ１５Ｖの直流電源に変換する電源回路１３を備えている。この電源回路１３の入力端には、電源コード１４が接続され、その先端に設けられた電源プラグ１５がＡＣ１００Ｖの商用交流電源のコンセント（図示せず）に接続される。そして、上記電源回路１３の出力端は、インダクタンス１６を介して信号線１１に接続される。この場合、インダクタンス１６は、入力端子８とコンデンサ１２との間において信号線１１に接続される。
【００２３】
上記の構成において、電源重畳器７は、電源回路１３にてＡＣ１００Ｖの交流電源をＤＣ１５Ｖの直流電圧に変換して出力する。このＤＣ１５Ｖの直流電圧は、インダクタンス１６及び信号線１１を介して入力端子８から出力され、同軸ケーブル２ｂにより前置増幅器３の出力端子５に供給される。なお、インダクタンス１６と出力端子９との間に直流電圧阻止用のコンデンサ１２が設けられているので、出力端子９側には上記ＤＣ１５Ｖの直流電圧は出力されない。
【００２４】
そして、上記前置増幅器３は、電源重畳器７から供給されたＤＣ１５Ｖの直流電圧によって動作し、ＵＨＦアンテナ１で受信されたＵＨＦテレビ信号を増幅して出力端子５から同軸ケーブル２ｂに出力する。この前置増幅器３から同軸ケーブル２ｂに出力されたＵＨＦテレビ信号６は、電源重畳器７から供給されるＤＣ１５Ｖの直流電圧に重畳され、電源重畳器７に設けられている信号線１１を通り、出力端子９から同軸ケーブル２ｃを介してテレビ受像機１０へ送られる。
【００２５】
なお、図１では電源重畳器７からＤＣ１５Ｖの直流電圧を前置増幅器３に供給する場合について示したが、電源重畳器７からＡＣ３０Ｖの交流電圧を前置増幅器３に供給することも可能である。この場合には、電源回路１３に代えてＡＣ１００Ｖの交流電圧をＡＣ３０Ｖの交流電圧に変換する電源回路を使用する。
【００２６】
次に、上記前置増幅器３の詳細について図２を参照して説明する。図２は、前置増幅器３の詳細な構成を示す回路図である。
前置増幅器３の入力端子４と出力端子５との間には、２段構成の増幅回路２１、２２が設けられる。この場合、前段の増幅回路２１と入力端子４との間に直流電圧阻止用のコンデンサＣ１が介在され、後段の増幅回路２２と出力端子５との間に直流電圧阻止用のコンデンサＣ２が介在される。上記増幅回路２１、２２は、例えばＮＰＮ型のトランジスタＴＲ１、ＴＲ２を用いて構成される。
【００２７】
上記出力端子５には、上記したように図１に示した電源重畳器７からＤＣ１５Ｖの直流電源あるいはＡＣ３０Ｖの交流電源が供給されるが、この供給電源を例えばチョークコイル等のインダクタンスＬ１を介して取り出し、整流回路２３に入力する。この整流回路２３の入力端子と接地間には、避雷素子Ｚ１とコンデンサＣ３が並列に接続される。
【００２８】
上記整流回路２３は、入力電源を整流して所定レベルの直流電圧を出力する。すなわち、整流回路２３は、ＤＣ１５Ｖが入力された場合はＤＣ１４．４Ｖの直流電圧を出力ライン２３ａ、２３ｂに出力し、ＡＣ３０Ｖが入力された場合はＤＣ２９．４Ｖの直流電圧を出力ライン２３ａ、２３ｂに出力する。
【００２９】
また、整流回路２３には、電圧識別回路２４が接続される。この電圧識別回路２４は、出力端子５を介して整流回路２３に供給される電源の電圧レベルを識別するもので、出力端子５にてＤＣ１５Ｖの直流電源を受電した場合はＨｉｇｈ（ハイ）レベルの信号を出力し、ＡＣ３０Ｖの交流電源を受電した場合にはＬｏｗ（ロウ）レベルの信号を出力する。
【００３０】
そして、上記整流回路２３から出力ライン２３ａに出力される整流電圧は、例えばＮＰＮ型トランジスタＴＲ３のコレクタに入力されると共に、トランジスタＴＲ３のバイアス回路２５に入力される。上記トランジスタＴＲ３のエミッタから取り出される出力電圧は、抵抗Ｒ２を介して増幅回路２２の電源端子に供給され、更に抵抗Ｒ１を介して増幅回路２１の電源端子に供給される。
【００３１】
上記増幅回路２１、２２は、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２により２段構成としたとき、トランジスタＴＲ３の出力は、抵抗Ｒ２を介してトランジスタＴＲ２のコレクタに供給され、更に、このトランジスタＴＲ２のエミッタから抵抗Ｒ１を介してトランジスタＴＲ１のコレクタに供給される。
【００３２】
図３は、上記増幅回路２１、２２の具体的な構成例を示す回路図である。トランジスタＴＲ１のベースは、コンデンサＣ１を介して入力端子４に接続されると共に、インダクタンスＬ１０１及び抵抗Ｒ１０１を直列に介して接地される。また、トランジスタＴＲ１は、後段のトランジスタＴＲ２のエミッタから抵抗Ｒ１を介して出力される電圧がインダクタンスＬ１０２を介してコレクタに供給され、エミッタが抵抗Ｒ１０２を介して接地される。また、抵抗Ｒ１とインダクタンスＬ１０２との接続点は抵抗Ｒ１０３を介してインダクタンスＬ１０１と抵抗Ｒ１０１との接続点に接続される。
【００３３】
そして、トランジスタＴＲ１のコレクタから出力される信号は、コンデンサＣ１０１を介してトランジスタＴＲ２のベースに入力される。このトランジスタＴＲ２のベースは、抵抗Ｒ２０１を介して接地されると共に抵抗Ｒ２０２を介してコレクタに接続される。また、トランジスタＴＲ２のコレクタには、図２に示したトランジスタＴＲ３のエミッタから出力される電圧が抵抗Ｒ２及びインダクタンスＬ２０１を介して供給される。上記トランジスタＴＲ２のコレクタから出力される信号は、コンデンサＣ２を介して出力端子５へ送られる。
【００３４】
一般的な高周波増幅用（ＵＨＦ増幅用）トランジスタでは、コレクタ・エミッタ間電圧Ｖｃｅ＝４．５Ｖ、エミッタ電流Ｉｅ＝４０ｍＡ程度で使用することにより、歪むことなく高レベルで信号を増幅して出力することが可能である。この場合、増幅回路を２段構成とし、２つのトランジスタを並列にバイアス接続すると、コレクタ・エミッタ間の電圧Ｖｃｅ＝４．５Ｖ、エミッタ電流Ｉｅ＝４０ｍＡ×２（トランジスタ２個）＝８０ｍＡとなる。
【００３５】
本実施形態では、電流消費を少なくするため、図３に示したようにトランジスタＴＲ１、ＴＲ２のバイアスを直列に接続し、コレクタ電圧Ｖｃ、エミッタ電圧Ｖｅ、エミッタ電流Ｉｅを次のように設定する。
すなわち、２段目のトランジスタＴＲ２は、
Ｖｃ＝９Ｖ，Ｖｅ＝４．５Ｖ，Ｉｅ＝４０ｍＡ
１段目トランジスタＴＲ１は、
Ｖｃ＝４．５Ｖ，Ｖｅ＝０Ｖ，Ｉｅ＝４０ｍＡ
のように設定する。
【００３６】
そして、図２に示したようにトランジスタＴＲ３のコレクタ・ベース間にバイアス回路２５が設けられるが、このバイアス回路２５は、スイッチ素子例えばＰＮＰ型のトランジスタＴＲ４、ＮＰＮ型のトランジスタＴＲ５、ツェナーダイオード（定電圧ダイオード）ＺＤ、抵抗Ｒ３〜Ｒ７、及びコンデンサＣ５を主体として構成される。
【００３７】
すなわち、上記トランジスタＴＲ３のベースと接地間にツェナーダイオードＺＤが設けられ、このツェナーダイオードＺＤと並列にコンデンサＣ４が接続される。上記ツェナーダイオードＺＤは、例えばツェナー電圧Ｖｚｄが１０Ｖ、電流Ｉｚｄが１ｍＡのものが使用される。そして、トランジスタＴＲ３のコレクタとベースとの間にバイアス抵抗Ｒ３が接続されると共に、この抵抗Ｒ３と並列にバイアス抵抗Ｒ４がトランジスタＴＲ４のエミッタ・コレクタ間を介して設けられる。このトランジスタＴＲ４のベースは、抵抗Ｒ５を介してトランジスタＴＲ５のコレクタに接続され、そのエミッタは接地される。また、トランジスタＴＲ５のベースは、抵抗Ｒ７を介して接地されると共に、抵抗Ｒ６を介して電圧識別回路２４の出力端に接続される。この電圧識別回路２４の出力によってトランジスタＴＲ４、ＴＲ５がＯＮ／ＯＦＦ（オン／オフ）制御され、出力端子５にＤＣ１５Ｖの直流電源が供給されている場合にはトランジスタＴＲ４、ＴＲ５がＯＮされて抵抗Ｒ３とＲ４の並列回路がトランジスタＴＲのコレクタ・ベース間に接続され、出力端子５にＡＣ３０Ｖの交流電源が供給されている場合にはトランジスタＴＲ４、ＴＲ５がＯＦＦされて抵抗Ｒ３のみがトランジスタＴＲのコレクタ・ベース間に接続される。
【００３８】
また、上記整流回路２３の出力ライン２３ｂと入力端子４との間には、電源出力回路２６が設けられる。更に電圧識別回路２４の出力端には、電源出力回路２６の出力動作をＯＮ／ＯＦＦ制御する出力制御回路２７が設けられる。
上記電源出力回路２６は、整流回路２３の出力ライン２３ｂに電源出力用トランジスタ例えばＰＮＰ型トランジスタＴＲ６のエミッタが接続され、コレクタが例えば正特性サーミスタ等の過電流保護素子Ｐ、順方向接続のダイオードＤ、及びインダクタンスＬ２を介して入力端子４に接続される。上記ダイオードＤのカソード側は、接地との間に避雷素子Ｚ２とコンデンサＣ４が並列に接続される。上記トランジスタＴＲ６は、ベースが出力制御回路２７に接続されてＯＮ／ＯＦＦ制御される。
【００３９】
上記出力制御回路２７は、上記トランジスタＴＲ６のＯＮ／ＯＦＦ動作を制御する例えばＮＰＮ型のトランジスタＴＲ７を備え、このトランジスタのコレクタが抵抗Ｒ８を介して上記トランジスタＴＲ６のベースに接続される。このトランジスタＴＲ７は、エミッタが接地され、ベースが抵抗Ｒ９を介して接地されると共に抵抗Ｒ１０及び出力制御スイッチＳＷを介して電圧識別回路２４の出力端に接続される。また、上記抵抗Ｒ１０と出力制御スイッチＳＷとの接続点は、抵抗Ｒ１１を介して例えばＮＰＮ型のトランジスタＴＲ８のコレクタに接続される。このトランジスタＴＲ８のエミッタと接地間に発光ダイオードＬＥＤが設けられる。この発光ダイオードＬＥＤは、出力制御スイッチＳＷがＯＮとなっている状態で、出力端子５にＤＣ１５Ｖの直流電源が供給された場合に発光動作する。
【００４０】
次に上記のように構成された前置増幅器３の動作を説明する。
先ず、前置増幅器３への供給電源がＤＣ１５Ｖの直流電源とＡＣ３０Ｖの交流電源に切替えられた際に、トランジスタＴＲ３のバイアス抵抗を最適な値に設定して無駄な消費電力を低減する場合の処理について説明する。
【００４１】
前置増幅器３の出力端子５にＤＣ１５Ｖの直流電源あるいはＡＣ３０Ｖの交流電源が供給されると、この供給電源はインダクタンスＬ１を介して整流回路２３に入力される。この整流回路２３は、供給電源がＤＣ１５Ｖであれば出力ライン２３ａ、２３ｂから１４．４Ｖの直流電圧を出力し、供給電源がＡＣ３０Ｖであれば出力ライン２３ａ、２３ｂから２９．４Ｖの直流電圧を出力する。上記整流回路２３の出力ライン２３ａから出力される直流電圧は、トランジスタＴＲ３のコレクタに供給される。
【００４２】
このときトランジスタＴＲ３のベースに接続されているツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧Ｖｚｄが１０Ｖ、トランジスタＴＲ３のベース・エミッタ間の電圧Ｖｂｅが約０．６Ｖとすると、トランジスタＴＲ３のエミッタ電圧は約９．４Ｖとなる。このトランジスタＴＲ３のエミッタから出力される９．４Ｖの電圧が抵抗Ｒ２を介して増幅回路２２に供給され、更に増幅回路２２から抵抗Ｒ１を介して増幅回路２１に供給される。これにより増幅回路２１、２２が動作し、入力端子４に入力される高周波信号、すなわち図１のＵＨＦアンテナ１により受信されたＵＨＦテレビ信号を増幅して出力端子５から出力する。
【００４３】
一方、整流回路２３に接続された電圧識別回路２４は、整流回路２３への供給電源がＤＣ１５ＶであるかＡＣ３０Ｖであるかを識別し、ＤＣ１５ＶであればＨｉｇｈレベルの信号を出力してバイアス回路２５のトランジスタＴＲ５をＯＮ動作させ、ＡＣ３０ＶであればＬｏｗレベルの信号を出力してバイアス回路２５のトランジスタＴＲ５をＯＦＦする。
【００４４】
バイアス回路２５は、ＤＣ１５Ｖの受電により電圧識別回路２４からＨｉｇｈレベルの信号が出力された場合、トランジスタＴＲ５がＯＮすると共にトランジスタＴＲ４がＯＮとなり、バイアス抵抗Ｒ３とＲ４が並列に接続されて、その合成抵抗値によりトランジスタＴＲ３のベースバイアスが決定される。
【００４５】
また、ＡＣ３０Ｖの受電により電圧識別回路２４からＬｏｗレベルの信号が出力された場合、トランジスタＴＲ５がＯＦＦすることにより、トランジスタＴＲ４がＯＦＦとなり、バイアス抵抗Ｒ４が抵抗Ｒ３から切り離される。この結果、バイアス抵抗Ｒ３のみによってトランジスタＴＲ３のベースバイアスが決定される。
【００４６】
上記バイアス抵抗Ｒ３、Ｒ４の値は、回路の消費電力が少なくなるように出力端子５への供給電源に応じて設定されるが、説明を分かりやすくするため、抵抗Ｒ４は無視してバイアス抵抗Ｒ３が固定値の場合を考えてみる。
今、例えばツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧Ｖｚｄが１０Ｖ、ツェナー電流Ｉｚｄが１ｍＡとし、トランジスタＴＲ３に２ｍＡのベース電流が流れるものとする。このときバイアス抵抗Ｒ３には、トランジスタＴＲ３のベース電流２ｍＡとツェナーダイオードＺＤの電流１ｍＡを合計した３ｍＡの電流を流す必要がある。
【００４７】
また、出力端子５における供給電源がＤＣ１５Ｖのとき、整流回路２３の出力電圧がＤＣ１４．４Ｖ、ツェナー電圧Ｖｚｄが１０Ｖであるので、トランジスタＴＲ３のベース・コレクタ間の電圧Ｖｂｃは、
Ｖｂｃ＝１４．４Ｖ−１０Ｖ＝４．４Ｖ
となる。このとき抵抗Ｒ３に３ｍＡの電流ＩＲ３を流すためには、抵抗Ｒ３の値は
Ｒ３＝４．４Ｖ÷３ｍＡ＝１４６７Ω
となる。
【００４８】
上記のように抵抗Ｒ３の値が「１４６７Ω」のとき、出力端子５にＡＣ３０Ｖの電源が供給されると、整流回路２３の出力電圧がＤＣ２９．４Ｖ、ツェナー電圧Ｖｚｄが１０Ｖであるので、トランジスタＴＲ３のベース・コレクタ間の電圧Ｖｂｃは、
Ｖｂｃ＝２９．４−１０Ｖ＝１９．４Ｖ
となっている。このとき抵抗Ｒ３に流れる電流ＩＲ３は、
ＩＲ３＝１９．４Ｖ÷１４６７Ω＝１３．２ｍＡ
である。
【００４９】
従って、ＡＣ３０Ｖの電源供給時における抵抗Ｒ３に流れる電流ＩＲ３は、ＤＣ１５Ｖの電源供給時に流れる電流に比較して、
１３．２ｍＡ−３ｍＡ＝１０．２ｍＡ
だけ多く流れ、無駄な電力を消費する。
このことを改良するため、本実施形態では、電圧識別回路２４によりＡＣ３０ＶとＤＣ１５Ｖを識別してバイアス回路２５のトランジスタＴＲ４、ＴＲ５をＯＮ／ＯＦＦ制御し、バイアス抵抗の値を選択することで電力消費を低減する。
【００５０】
例えば電圧識別回路２４の閾値をＤＣ１８Ｖとし、ＤＣ１８Ｖ以上のＡＣ３０Ｖでは、電圧識別回路２４からＬｏｗレベルの信号を出力させ、抵抗Ｒ６を介してトランジスタＴＲ５のベースに供給し、該トランジスタＴＲ５をオフする。この結果、トランジスタＴＲ５に電流が流れず、トランジスタＴＲ４もオフし、抵抗Ｒ４の回路が切断されてトランジスタＴＲ３のバイアス抵抗はＲ３のみとなる。
【００５１】
抵抗Ｒ３の値を最適値に設定する場合、ＡＣ３０Ｖの電源供給時、トランジスタＴＲ３のベース・コレクタ間の電圧Ｖｂｃが上記したように「１９．４Ｖ」であるので、バイアス抵抗Ｒ３は、
１９．４Ｖ÷３ｍＡ＝６４６７Ω
となる。抵抗Ｒ３が「６４６７Ω」の状態でＤＣ１５Ｖの電源が供給されたとき、バイアス抵抗Ｒ３のみを使用した場合（抵抗Ｒ４を使用しない場合）、上記したようにトランジスタＴＲ３のベース・コレクタ間の電圧Ｖｂｃは、
Ｖｂｃ＝１４．４Ｖ−１０Ｖ＝４．４Ｖ
である。このときバイアス抵抗Ｒ３に流れる電流ＩＲ３は、
ＩＲ３＝４．４Ｖ÷６４６７Ω＝０．６８ｍＡ
で、非常に小さい値となるため、回路が不安定な異常動作となる。異常動作とは、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧Ｖｚｄが１０Ｖより低下したり、トランジスタＴＲ３のベース電流が少ないために増幅回路２１、２２のトランジスタＴＲ１、ＴＲ２を動作させるために必要な電流が供給できない状態である。
【００５２】
本実施形態では、回路動作の安定化を図るため、ＤＣ１５Ｖの電源が供給されたときに、トランジスタＴＲ４をＯＮさせて抵抗Ｒ４を抵抗Ｒ３に並列に接続し、その合成抵抗値が最適なバイアス抵抗値となるように設定する。
すなわち、整流回路２３にＤＣ１５Ｖの電源が供給されたとき、電圧識別回路２４はＤＣ１８Ｖ以下の電圧が供給されたことを検知し、Ｈｉｇｈレベルの信号を出力する。このＨｉｇｈレベルの信号は、抵抗Ｒ６を介してトランジスタＴＲ５のベースに供給され、トランジスタＴＲ５をＯＮさせる。これによりトランジスタＴＲ４もベース電流が流れてＯＮとなり、バイアス抵抗Ｒ３に対して抵抗Ｒ４を並列に接続する。従って、抵抗Ｒ３とＲ４の合成値がトランジスタＴＲ３のバイアス抵抗となる。
【００５３】
供給電源がＤＣ１５Ｖの場合、上記したようにトランジスタＴＲ３のベース・コレクタ間の電圧Ｖｂｃは、
Ｖｂｃ＝１４．４Ｖ−１０Ｖ＝４．４Ｖ
であり、このときトランジスタＴＲ３のベース電流Ｉｂが３ｍＡとなる最適なバイアス抵抗の値Ｒ０（合成値）は、
Ｒ０＝４．４Ｖ÷３ｍＡ＝１４６７Ω
であるので、抵抗Ｒ３とＲ４の合成値が「１４６７Ω」となる抵抗Ｒ４の値を算出する。抵抗Ｒ３の値は、既に求めたように「６４６７Ω」であるので、上記合成値「１４６７Ω」と抵抗Ｒ３の値「６４６７Ω」から抵抗Ｒ４の値を計算すると、「Ｒ４＝１８９７Ω」が得られる。
【００５４】
よって、抵抗Ｒ３の値を「６４６７Ω」、抵抗Ｒ４の値を「１８９７Ω」とし、整流回路２３への供給電圧、すなわち、出力端子５にて受電されるＡＣ３０ＶあるいはＤＣ１５Ｖを電圧識別回路２４により識別し、ＡＣ３０Ｖを受電した場合はトランジスタＴＲ５、ＴＲ４をＯＦＦして抵抗Ｒ３のみをバイアス抵抗として使用し、ＤＣ１５Ｖを受電した場合はトランジスタＴＲ５、ＴＲ４をＯＮして抵抗Ｒ３に抵抗Ｒ４を並列に接続し、その合成値をバイアス抵抗として使用する。これにより供給電源がＡＣ３０Ｖ、ＤＣ１５Ｖの何れであっても、トランジスタＴＲ３のバイアス抵抗を最適な値に設定して電力消費を低減することが可能となる。
【００５５】
次に、前置増幅器を２段接続した場合における電源の供給制御について説明する。
図１に示した地上デジタルテレビ放送受信システムにおいて、ＵＨＦアンテナ１の受信点レベルが低い場合は前置増幅器を２段接続する。その場合、前置増幅器３の前段すなわちＵＨＦアンテナ１と前置増幅器３との間にもう１台の前置増幅器、又は他の前置増幅器を挿入する。後段に設けた前置増幅器３において、ＡＣ３０Ｖを受電した場合に、そのまま入力端子４に送電出力すると、前段に接続されている電子機器がＤＣ１５Ｖで動作する機器であったならば過電圧印加により損傷する可能性がある。このため本実施形態に係る前置増幅器３では、図２に示したように電源出力回路２６及び出力制御回路２７を設けて前段機器への供給電源を制御している。
【００５６】
図２に示す前置増幅器３において、出力制御回路２７には、前段機器への供給電源を手動によりＯＮ／ＯＦＦする出力制御スイッチＳＷを設けている。この出力制御スイッチＳＷをＯＦＦした場合は、出力制御回路２７のトランジスタＴＲ７のベース回路が遮断されて該トランジスタＴＲ７がオフし、この結果、電源出力回路２６のトランジスタＴＲ６がオフして入力端子４への電源送電が阻止される。
【００５７】
前段機器への電源送電を行う場合は、出力制御スイッチＳＷをＯＮに切替える。この出力制御スイッチＳＷがＯＮの状態で、出力端子５にてＤＣ１５Ｖの電源を受電すると、電圧識別回路２４からＨｉｇｈレベルの信号が出力され、出力制御スイッチＳＷ及び抵抗Ｒ１０を介してトランジスタＴＲ７のベースに供給される。これによりトランジスタＴＲ７がＯＮし、トランジスタＴＲ６のベース電流が抵抗Ｒ８を介して流れ、このトランジスタＴＲ６がＯＮとなる。トランジスタＴＲ６がＯＮすると、整流回路２３から出力ライン２３ｂにＤＣ１４．４Ｖが出力され、トランジスタＴＲ６→過電流保護素子Ｐ→ダイオードＤ→インダクタンスＬ２→入力端子４を介して前段機器へ送電出力される。
【００５８】
また、このとき上記電圧識別回路２４から出力されるＨｉｇｈレベルの信号が抵抗Ｒ１３を介してトランジスタＴＲ８のベースに供給される。これによりトランジスタＴＲ８がＯＮし、発光ダイオードＬＥＤに電流が流れて点灯する。
発光ダイオードＬＥＤの点灯により、出力端子５にてＤＣ１５Ｖの電源を受電し、整流回路２３から出力される１４．４Ｖの直流電源を入力端子４から前段機器に正常に送出していることを確認できる。
【００５９】
また、出力制御スイッチＳＷがＯＮの状態で出力端子５にてＡＣ３０Ｖを受電すると、電圧識別回路２４からＬｏｗレベルの信号が出力され、トランジスタＴＲ７がＯＦＦしてトランジスタＴＲ６のベース電流が遮断される。この結果、トランジスタＴＲ６がＯＦＦとなり、入力端子４から前段機器への送電出力は行われない。
【００６０】
また、上記のように出力端子５でＡＣ３０Ｖを受電した場合は、電圧識別回路２４よりＬｏｗレベルの信号が出力され、抵抗Ｒ１３を介してトランジスタＴＲ８のベースに入力される。この結果、トランジスタＴＲ８がＯＦＦし、発光ダイオードＬＥＤが消灯する。この発光ダイオードＬＥＤが消灯している場合は、入力端子４から前段機器への送電出力が行われていない状態を示している。
【００６１】
上記実施形態によれば、増幅回路２１、２２の動作電流を制御するトランジスタＴＲ３のバイアス回路２５に２つのバイアス抵抗Ｒ３、Ｒ４を設け、出力端子５にて受電されるＡＣ３０ＶあるいはＤＣ１５Ｖを電圧識別回路２４により識別し、ＡＣ３０Ｖを受電した場合は一方の抵抗Ｒ３のみをバイアス抵抗として使用し、ＤＣ１５Ｖを受電した場合は抵抗Ｒ３、Ｒ４を並列に接続して、その合成値をバイアス抵抗として使用することにより、供給電源がＡＣ３０Ｖ、ＤＣ１５Ｖの何れであっても、トランジスタＴＲ３のバイアス抵抗を最適な値に設定でき、電力消費を確実に低減することができる。
【００６２】
また、前置増幅器３の前段に他の電子機器を設け、前置増幅器３の入力端子４から前段の電子機器に電源を供給する場合において、前置増幅器３の出力端子５にて受電されるＡＣ３０ＶあるいはＤＣ１５Ｖを電圧識別回路２４により識別し、ＤＣ１５Ｖを受電した場合は電源出力回路２６をＯＮ動作させて整流回路２３の出力を入力端子４から前段の電子機器に送出し、ＡＣ３０Ｖを受電した場合は電源出力回路２６をＯＦＦして入力端子４から前段の電子機器への電源送出を停止することにより、前段の電子機器がＡＣ３０Ｖの電源に対応していない場合であっても、電子機器の損傷を確実に防止することができる。
【００６３】
また、出力制御回路２７に出力制御スイッチＳＷを設け、この出力制御スイッチＳＷをＯＦＦ操作した場合に入力端子４から前段機器への送電出力を停止するように構成しているので、前段の電子機器の出力側が例えばインダクタンス部品の接続により直流的にショート状態となっている場合、上記出力制御スイッチＳＷをＯＦＦ操作することで、前段の電子機器だけでなく電源供給側の前置増幅器３における損傷を確実に防止することができる。
【００６４】
更に、出力制御回路２７に動作状態を表示する発光ダイオードＬＥＤを設けているので、発光ダイオードＬＥＤの発光状態から例えば受電している電源の種類や前段機器への送電の有無等を容易に確認することができる。
なお、上記実施形態では、バイアス回路２５における抵抗Ｒ３の値を「６４６７Ω」、抵抗Ｒ４の値を「１８９７Ω」に設定した場合について示したが、抵抗Ｒ３、Ｒ４の最適値はツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧や電流、トランジスタＲ３のベース電流等に応じて設定されるものであり、上記実施形態で示した値に限定されるものではない。
【００６５】
また、上記実施形態では、トランジスタＴＲ３のバイアス回路２５に２つのバイアス抵抗Ｒ３、Ｒ４を設け、出力端子５にて受電されるＡＣ３０ＶあるいはＤＣ１５Ｖを電圧識別回路２４により識別し、ＡＣ３０Ｖを受電した場合は一方の抵抗Ｒ３のみをバイアス抵抗として使用し、ＤＣ１５Ｖを受電した場合は抵抗Ｒ４を抵抗Ｒ３に並列に接続して、その合成値をバイアス抵抗とする場合について説明したが、その他、例えば抵抗Ｒ３とＲ４をスイッチング素子により切替えるように構成し、電圧識別回路２４の識別結果に応じてスイッチング素子を切替え、ＡＣ３０Ｖを受電した場合は抵抗Ｒ３を選択し、ＤＣ１５Ｖを受電した場合は抵抗Ｒ４を選択するようにしても良い。この場合、抵抗Ｒ３はＡＣ３０Ｖの電源に適した値に設定し、抵抗Ｒ４はＤＣ１５Ｖの電源に適した値に設定する。このような構成としても、上記実施形態と同様に供給電源がＡＣ３０Ｖ、ＤＣ１５Ｖの何れであっても、トランジスタＴＲ３のバイアス抵抗を最適な値に設定でき、電力消費を確実に低減することができる。
【００６６】
また、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるものである。
【符号の説明】
【００６７】
１…ＵＨＦアンテナ、２ａ、２ｂ、２ｃ…同軸ケーブル、３…前置増幅器、４…前置増幅器の入力端子、５…前置増幅器の出力端子、６…ＵＨＦテレビ信号、７…電源重畳器、８…電源重畳器の入力端子、９…電源重畳器の出力端子、１０…テレビ受像機、１１…信号線、１２…コンデンサ、１３…電源回路、１４…電源コード、１５…電源プラグ、１６…インダクタンス、２１、２２…増幅器、２３…整流回路、２３ａ、２３ｂ…整流回路の出力ライン、２４…電圧識別回路、２５…トランジスタＴＲ３のバイアス回路、２６…電源出力回路、２７…出力制御回路、ＴＲ１〜ＴＲ８…トランジスタ、Ｃ１、Ｃ２…コンデンサ、Ｌ１、Ｌ２…インダクタンス、Ｚ１、Ｚ２…避雷素子、Ｒ１〜Ｒ１３…抵抗、ＺＤ…ツェナーダイオード、Ｐ…過電流保護素子、Ｄ…ダイオード、ＳＷ…出力制御スイッチ、ＬＥＤ…発光ダイオード、Ｌ１０１、Ｌ１０２、Ｌ２０１…インダクタンス、Ｒ１０１〜Ｒ１０３、Ｒ２０１、Ｒ２０２…抵抗、Ｃ１０１…コンデンサ。
【図１】
0005802574.tif 000002
【図２】
0005802574.tif 000003
【図３】
0005802574.tif 000004