(57)【要約】【課題】部品点数の削減（材料費低減）、実装の省スペース化（小型化）及び調整工数の削減（加工費低減）を目標達成することのできる異常電流監視回路を提供することにある。【解決手段】本願発明の異常電流監視回路は、監視対象回路の複数ｎ個の負荷に流される電流をｎ個の電位差出力として検出する電位差検出部と、該ｎ個の電位差出力をそれぞれ増幅する直流増幅部と、該直流増幅部のｎ個の増幅出力電圧の最高値と最低値を検出するピーク検出部と、該最高値，最低値の各電圧が所定の上限値以下にあるかを判定する上限値判定回路と所定の下限値以上であるかを判定する下限値判定回路を有し、該判定の結果が上限値以上と下限値以下の電圧であれば前記監視対象回路が異常状態と看做してアラーム信号を出力する比較部とを備えた。【選択図】      図１
2005012851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象回路の複数ｎ個の負荷に流される電流を複数ｎ個の電位差出力として検出する電位差検出部と、
該複数ｎ個の電位差出力をそれぞれ増幅する直流増幅部と、
該直流増幅部の複数ｎ個の増幅出力電圧値から該複数ｎ個のうちの最高値を検出する最高値検出回路及び該複数ｎ個のうちの最低値を検出する最低値検出回路を有したピーク検出部と、
該最高値検出回路から得られた該最高値の電圧が所定の上限値以上にあるかを判定する上限値判定回路及び該最低値検出回路から得られた該最低値の電圧が所定の下限値以下であるかを判定する下限値判定回路を有し、該上限値判定回路での判定の結果が上限値以上と判定されたか又は該下限値判定回路での判定の結果が下限値以下と判定されたかであれば前記監視対象回路が異常状態であるとしてアラーム信号を出力する比較部
とを備えたことを特徴とする異常電流監視回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式（ｗｉｄｅｂａｎｄ−ｃｏｄｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ  ）の携帯電話システムの基地局に備えられ、アンテナ鉄塔等に取り付けられる塔頂用受信増幅器等に適用されるような監視対象回路として、多数の監視対象回路の監視負荷電流を比較判定する回路を用いて機器の監視を行う監視回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の監視回路は、比較回路を有することにより、受信電界レベルが所定値以下であるかを判定し、その判定出力を得るようなものがあった。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平６−１０３８７０号公報（第３頁、第５欄、２５行〜３１行、第２図（Ｂ））
【０００４】
図３〜図４は、従来用いられている異常電流監視回路例の説明図である。
先ず、図３は、本願発明を塔頂用受信増幅器のシステムに適用した例の説明図である。塔頂用受信増幅器は、鉄塔等その上部に配置されたアンテナの近傍に設置され、アンテナで誘起された移動機等から発せられる無線周波を所定の増幅度で増幅して、この無線周波信号を出力として、給電ケーブルを介して局内無線設備に供給される。塔頂用受信増幅器は、入力された無線周波信号が低雑音増幅器（ＬＮＡ；ｌｏｗ  ｎｏｉｓｅ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  ）の並列接続及び直列接続を経て所定の増幅度を得た無線周波信号として出力される。
各ＬＮＡ（１〜４）と電源Ｖｃｃ間には、例えば、ＦＥＴ（ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ  ；  電界効果トランジスタ）増幅回路のドレイン電流を負荷として、このドレイン負荷回路に電位差検出用の抵抗器が挿入され、その各抵抗器に流された電流によりそれぞれの電位差（Ｖ１  〜Ｖ４  ）が電位差検出部１によって検出される。検出された各電位差（Ｖ１  〜Ｖ４  ）は、直流増幅部２に入力されて、ここで直流増幅される。直流増幅部２の各直流出力は、比較部３に入力され、ここで最高値，最低値と所定値との比較，判定されてアラーム信号として出力される。アラーム信号は外部に出力され、塔頂用受信増幅器の各ＬＮＡの各電源電流異常値を監視するためのアラーム表示、アラーム制御などシステムに用いられる。
【０００５】
次に図４は、従来例を詳細にした回路説明図である。監視対象回路の複数の負荷（Ｍ１  ，Ｍ２  ，・・・Ｍｎ  ）に流される電流を電位差（Ｖ１  ，Ｖ２  ，・・・Ｖｎ  ）としてそれぞれ検出する複数の回路を有する電位差検出部１と、この電位差（Ｖ１  ，Ｖ２  ，・・・Ｖｎ  ）をそれぞれ増幅する複数の直流増幅回路（Ａ１  ，Ａ２  ，・・・Ａｎ  ）を有する直流増幅部２と、直流増幅部２のそれぞれの出力電圧が所定の上限値以上，下限値以下の電圧であるかを判定する複数の比較判定回路（Ｃ１  （Ｃ１ｕ，Ｃ１ｌ），Ｃ２  （Ｃ２ｕ，Ｃ２ｌ），・・・Ｃｎ  （Ｃｎｕ，Ｃｎｌ））及びこの判定結果により全回路のうちどれか一つの回路でも所定の上限値以上，下限値以下の電圧であれば、いずれかの監視対象回路の異常状態として１個のアラーム信号が出力され、あるいは、全回路とも所定の上限値以上、下限値以下の電圧ではなければ、いずれの監視対象回路も正常であると判断して１個の正常信号が出力されるような処理を行う比較部３とを備えた従来の異常電流監視回路である。
【０００６】
比較部３は、直流増幅部２の直流増幅回路（Ａ１  ，Ａ２  ，・・・Ａｎ  ）の出力電圧毎を入力として、その電圧に対しの所定の上限値以上，下限値以下の電圧であるかを比較判定する回路（Ｃ１  （Ｃ１ｕ，Ｃ１ｌ），Ｃ２  （Ｃ２ｕ，Ｃ２ｌ），・・・Ｃｎ  （Ｃｎｕ，Ｃｎｌ））を有し、比較部３内の回路には、所定の上限値以上の判定回路（Ｃ１ｕ，Ｃ２ｕ，・・・Ｃｎｕ）の回路毎に所定の上限値判定のための電圧設定を行う可変抵抗器を有し、更に、所定の下限値以下の判定回路（Ｃ１ｌ，Ｃ２ｌ，・・・Ｃｎｌ）の回路毎に所定の下限値判定のための電圧設定を行う可変抵抗器を有する。よって比較部３には、２ｎ個の調整用可変抵抗器を持ち、その調整のために少なくとも２ｎ回分の調整工数を要する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図３において、アンテナへ誘起される異常電圧である雷、異常電波等による過入力、あるいはシステム機器，装置で何らかの原因による静電気発生等の異常電圧がＦＥＴなどの半導体回路で構成されたＬＮＡの内部回路を破壊，破損に至らしめ、一部のＬＮＡが所定の増幅機能を発揮できなくなることがあり、その際速やかな異常発報（アラーム）が行われてシステムダウンを最小限に留め、システム回復を図るようにする必要がある。
従来、この種の回路は、検出すべき監視対象回路１回路に対し、検出回路１回路（Ｖ１  ）、直流増幅回路１回路（Ａ１  ）、比較判定回路１対回路（Ｃ１  （Ｃ１ｕ，Ｃ１ｌ））を必要としていた。このため検出すべき対象に多数の負荷回路（１，２，・・・ｎ）を有する監視対象回路の場合は、検出回路、直流増幅回路、比較判定回路も各々多数系統（１，２，・・・ｎ）の回路分が必要になるため部品点数、実装スペース等がｎ倍に備えなければならない問題がある。
更に、部品単体の特性のばらつきにより、同じ部品定数を用いても、各々の監視回路での出力電圧がばらついてしまい、所定値の精度にばらつき誤差を生じさせることになる。このため比較部３の比較判定回路（Ｃ１  ，Ｃ２  ，・・・Ｃｎ  ）のそれぞれの回路の電圧に設定することのできるように可変抵抗器が必要となる。
この可変抵抗器は上限値設定用の可変抵抗器と下限値設定用の可変抵抗器の１対の回路によって、所定値のばらつきを調整される。このように比較部３は、１対の比較判定回路に対し２個の可変抵抗器が必要となり、監視対象回路が多数になった場合に調整工数が極めて増大する問題がある。
図３に示されるように、実際に使用した塔頂用受信増幅器の例は、４つの監視対象回路であるので比較部３に備えた可変抵抗器の数が８個必要となる。これでは、部品点数が多い上、受信増幅器１台あたりの調整工数が多くなってしまい量産品の生産には適さない問題があった。
【０００８】
本願発明の目的は、従来技術の問題点である「監視対象回路の検出対象が多数になった場合の部品点数、実装スペース、調整工数の増大」を解決し、部品点数の削減（材料費低減）、実装の省スペース化（小型化）及び調整工数の削減（加工費低減）を目標達成することのできる異常電流監視回路を提供することにある。
【０００９】
【発明を解決するための手段】
本願発明の異常電流監視回路は、監視対象回路の複数ｎ個の負荷に流される電流を複数ｎ個の電位差出力として検出する電位差検出部と、該複数ｎ個の電位差出力をそれぞれ増幅する直流増幅部と、該直流増幅部の複数ｎ個の増幅出力電圧値から該複数ｎ個のうちの最高値を検出する最高値検出回路及び該複数ｎ個のうちの最低値を検出する最低値検出回路を有したピーク検出部と、該最高値検出回路から得られた該最高値の電圧が所定の上限値以上にあるかを判定する上限値判定回路及び該最低値検出回路から得られた該最低値の電圧が所定の下限値以下であるかを判定する下限値判定回路を有し、該上限値判定回路での判定の結果が上限値以上と判定されたか又は該下限値判定回路での判定の結果が下限値以下と判定されたかであれば前記監視対象回路が異常状態であるとしてアラーム信号を出力する比較部とを備えた。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施例は、図１に示されるように、監視対象回路のｎ個の負荷（Ｍ１  ，Ｍ２  ，・・・Ｍｎ  ）に流される電流をそれぞれに対応するｎ個の電位差出力（Ｖ１  ，Ｖ２  ，・・・Ｖｎ  ）として検出する電位差検出部１１と、このｎ個の電位差（Ｖ１  ，Ｖ２  ，・・・Ｖｎ  ）をそれぞれ増幅した増幅出力電圧を得るｎ個の直流増幅回路（Ａ１  ，Ａ２  ，・・・Ａｎ  ）を有する直流増幅部２１と、直流増幅部２１のｎ個の増幅出力電圧の中から最高値を検出するｎ回路分の順方向ダイオードゲート回路があり、その出力側がワイヤードオアされた最高値検出回路及び直流増幅部２１のｎ個の増幅出力電圧の中から最低値を検出するｎ回路分の逆方向ダイオードゲート回路があり、その出力側がワイヤードオアされた最低値検出回路の２つの検出回路を有するピーク検出部３１と、最高値検出回路出力（Ａ点）に現れて検出された最高値が所定の上限値以上の電圧であるかを判定する判定回路（Ｃｕ  ）及び最低値検出回路出力（Ｂ点）に現れて検出された最低値が下限値以下の電圧であるかを判定する判定回路（Ｃｌ  ）の１対の判定回路（Ｃｕ  、Ｃｌ  ）を有する比較部４１とを備えている。この比較部４１における１対の判定回路（Ｃｕ  、Ｃｌ  ）のそれぞれの判定結果が判定回路（Ｃｕ  ）において所定の上限値以上又は判定回路（Ｃｌ  ）において下限値以下の電圧と判断された場合には監視対象回路の異常状態のアラーム信号出力を得る。判定回路（Ｃｕ  ）において所定の上限値以上，判定回路（Ｃｌ  ）において下限値以下の電圧以外（上限値以下、下限値以上）と判定された場合には監視対象回路の正常状態としての正常信号出力を得る。これら上限、下限の判定出力はＯＲ回路で合成されて１つの出力として出される。監視対象回路のｎ個の負荷（Ｍ１  ，Ｍ２  ，・・・Ｍｎ  ）のｎの値が多数に増えても、比較部４１は１対の判定回路（Ｃｕ  ，Ｃｌ  ）で済まされる。
【００１１】
従来回路（図４）の比較部３は、可変抵抗器が２ｎ個を要した。本願発明の図１の比較部４１では可変抵抗器に替え固定抵抗である。ただし、前述したような部品定数のばらつきによる判定回路での上限値，下限値の判定誤差の影響を避けるため直流増幅部２１の各直流増幅回路（Ａ１  ，Ａ２  ，・・・Ａｎ  ）に増幅率を可変として部品定数のばらつきによって生ずる電圧誤差に対応して所定の値に調整ができるようにｎ個の調整用可変抵抗器が備えられている。
【００１２】
以下の詳細説明例は、図１における回路動作の順位毎に対応する電圧値例を示し説明する。
監視対象回路に流れる所定の電流によって回路の負荷側と電源Ｖｃｃ側とで電位差（Ｖ１  ，Ｖ２  ，・・・Ｖｎ  ）が生じるような固定抵抗器を有する電位差検出部１１がある。監視対象回路が正常であれば、Ｖ１  ，Ｖ２  ，・・・Ｖｎ  の各電位差は概ね同一値になるような固定抵抗器の定数である。
電位差（Ｖ１  ，Ｖ２  ，・・・Ｖｎ  ）をそれぞれ直流増幅し、この時、増幅度のばらつきを均一にするため各直流増幅回路（Ａ１  ，Ａ２  ，・・・Ａｎ  ）の出力端に有したＴＰ１〜ＴＰｎ（テストポイント）における各電圧値が同一の所定電圧値になるように各直流増幅回路（Ａ１  ，Ａ２  ，・・・Ａｎ  ）の＋側入力端に接続された可変抵抗器を調整し、各回路のＴＰとも同一の所定電圧値にされた直流増幅部２１である。即ちシステム実動作時の監視対象回路が正常であれば、各直流増幅部２１回路の出力である各ＴＰとも同一の所定電圧値（例えば５Ｖ）である。
ピーク検出部３１ではｎ個の順方向ダイオードが出力側でワイヤードＯＲされて最高値検出回路出力（Ａ点）となり、このワイヤードＯＲされた回路は抵抗を介してＧＮＤへプルダウンされる。一方ｎ個の逆方向ダイオードが出力側でワイヤードＯＲされて最低値検出回路出力（Ｂ点）となり、このワイヤードＯＲされ回路は抵抗を介してＶｃｃにプルアップされている。従ってピーク検出部３１それぞれ（Ａ点），（Ｂ点）でのピーク検出部３１出力電圧は、正常値の例であれば（Ａ点）では４．５Ｖ、（Ｂ点）では５．５Ｖである。（図２参照）
次に、比較部４１における１対の判定回路（Ｃｕ  、Ｃｌ  ）のそれぞれは、（Ａ点）を入力として上限値判定回路（Ｃｕ  ）へ接続され、その入力電圧が所定の上限値（例えば６Ｖ）以上であればアラームと認識する上限値判定回路（Ｃｕ  ）及び（Ｂ点）を入力として下限値判定回路（Ｃｌ  ）へ接続され、その入力電圧が所定の下限値（例えば４Ｖ）以下であればアラームと認識する下限値判定回路（Ｃｌ  ）がある。
従って、先の監視対象回路の正常例であれば比較部４１の上限値判定回路（Ｃｕ  ）では、（Ａ点）電圧４．５Ｖ＜所定の上限値６Ｖである判断がされて、これを正常と看做す。同様に下限値判定回路（Ｃｌ  ）では、（Ｂ点）電圧５．５Ｖ＞所定の下限値４Ｖである判断がされて、これを正常であると看做す。従って比較部４１の出力は監視対象回路の正常状態と判断して正常信号出力を得て、上限値判定回路と下限値判定回路の各判定出力はＯＲ回路で合成されて論理レベル“Ｈ”が出力される。
【００１３】
次に、監視対象回路の負荷（Ｍ１  ，Ｍ２  ，・・・Ｍｎ  ）のいずれかの回路において異常が生じた場合、当該回路の負荷に流れる電流が変化（過大，過小）する、このことによって所定の電位差（Ｖ１  ，Ｖ２  ，・・・Ｖｎ  ）及び各ＴＰでの電圧が所定値に対し１〜ｎの回路の一部において変化電圧値（異常値）を示すこととなる。
そこで監視対象回路の一部（負荷Ｍ１  に過大電流又は負荷Ｍ２  に過小電流）が異常動作として起こされたとする。このとき直流増幅部３１の出力電圧例として、負荷Ｍ１  に対応したＴＰ１での変化電圧値（異常値）が７Ｖ及び負荷Ｍ２  に対応したＴＰ２での変化電圧値（異常値）が３Ｖであったとし、その他のＴＰ３〜ＴＰｎは概ね５Ｖの所定値（正常値）であったとする。以降は発明をなす主要な電圧関係を説明する。（図２参照）。
ＴＰ１での変化電圧値（異常値）の７Ｖがピーク検出部３１の１つの入力となる。ピーク検出部３１の出力では最高値検出回路出力（Ａ点）で６．５Ｖが現れる。これが比較部４１の上限値判定回路（Ｃｕ  ）に入力され、上限値判定回路（Ｃｕ  ）では（Ａ点）電圧６．５Ｖ≧所定の上限値６Ｖの判定状況であるので所定の上限値以上である条件が満たされ、監視対象回路は異常であると判断される。
なおこのとき最低値検出回路出力（Ｂ点）側では７．５Ｖが現れているが下限値判定回路（Ｃｌ  ）では（Ｂ点）電圧７．５Ｖ≧所定の下限値４Ｖであるので下限値以下である条件が満たされずアラーム判定に寄与しない。
そこで上限判定回路側での判断結果の出力が論理レベル“Ｌ”のアラーム信号として出力される。
一方、ＴＰ２での変化電圧値（異常値）が３Ｖの例では、ピーク検出部３１の最低値検出回路出力（Ｂ点）で３．５Ｖが現れて下限値判定回路（Ｃｌ  ）では（Ｂ点）電圧３．５Ｖ≦所定の下限値４Ｖであるので所定の下限値以下である条件が満たされ、監視対象回路は異常であると判断される。なおこのとき最低値検出回路出力（Ａ点）では２．５Ｖが現れているが上限値判定回路（Ｃｕ  ）では（Ａ点）電圧２．５Ｖ≧所定の上限値６Ｖであるので上限値以上である条件が満たされずアラーム判定に寄与しない。そこで下限判定回路側での判断結果の出力が論理レベル“Ｌ”のアラーム信号として出力される。
最後に、比較部４１から出力された、この“Ｈ”、“Ｌ”の信号を利用して、システム側では、ＣＰＵ等の制御動作に用いたり、ＬＥＤを駆動させたりしてアラーム監視・制御を行うようにさせるものである。
【００１４】
【発明の効果】
従来型では、監視対象回路毎の回路数に対応した比較判定回路の数を有し、比較判定回路の１対回路に範囲の上限と下限を設定する可変抵抗器２個、ｎ回路では２ｎ個を要していたが、ピーク検出回路を用いる本願発明では、直流増幅回路に設定用の可変抵抗器１個、ｎ回路ではｎ個を備えることによって、調整用可変抵抗器の数を従来比１／２にしたので、可変抵抗器での電圧調整工数も従来の１／２にすることができた。
更に、監視対象回路の負荷が１回路増えた場合、従来回路は、直流増幅回路（演算増幅器：１個）、比較判定回路（演算増幅器：２個、可変抵抗器：２個、論理ＩＣ：１個）が合計６部品必要となるのに対して、本願発明では、ピーク検出回路を用いているので、直流増幅回路（演算増幅器：１個、可変抵抗器：１個）、ピーク検出回路（ダイオード：２個）の４部品が必要となるが、比較部においては、回路部品の追加は必要とせず、最初に備えた１対の判定回路（Ｃｕ  、Ｃｌ  ）で済む。従って、監視対象が１回路増える毎に必要とされる部品点数は従来回路の約１／２でよい。
このように、回路簡略化による製造コスト低減のみならず調整・保守の容易性によるアンテナ鉄塔等に取り付けられる塔頂用受信増幅器のような装置での信頼性向上の効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るピーク検出部と比較部を用いた電流監視回路図である。
【図２】本願発明に係るピーク検出回路の動作レベル図である。
【図３】従来の電流監視回路を用いた機器のブロック図である。
【図４】従来の比較部を用いた電流監視回路図である。
【符号の説明】
１，１１  電位差検出部
２，２１  直流増幅部
３，４１  比較部
３１  ピーク検出部
Ｍ１  ，Ｍ２  ，・・・Ｍｎ      監視対象回路
Ｖ１  ，Ｖ２  ，・・・Ｖｎ      電位差
Ａ１  ，Ａ２  ，・・・Ａｎ      直流増幅回路
Ｃ１  ，Ｃ２  ，・・・Ｃｎ      比較判定回路
Ｃｕ  ，Ｃｌ      判定回路
【図１】
2005012851.tif 000003
【図２】
2005012851.tif 000004
【図３】
2005012851.tif 000005
【図４】
2005012851.tif 000006