(57)【要約】【課題】簡単な構成で，フェライトの磁気飽和を阻止し，歪の発生を防止する。【解決手段】入力端子から信号を受入れ，導線をフェライトに巻回してなるインピーダンス整合用トランスと分配用トランスを備えた分配回路を介して分配し，複数の出力端子に出力するようにした分配器において，前記インピーダンス整合用トランスはアース側端子がコンデンサを介して接続されており，該コンデンサは，入出力端子に加わる所定電圧によって生じる電流を阻止し前記フェライトを磁気飽和させない容量であり，且つ，分配器の使用下限周波数における高周波特性が所定値以内となる容量である，所定範囲の容量を有するように構成する。【選択図】  図１
2007306197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端子から信号を受入れ，導線をフェライトに巻回してなるインピーダンス整合用トランスと分配用トランスを備えた分配回路を介して分配し，複数の出力端子に出力するようにした分配器において，
前記インピーダンス整合用トランスはアース側端子がコンデンサを介して接続されており，
該コンデンサは，入力若しくは出力端子に加わる所定電圧によって生じる電流を阻止し前記フェライトを磁気飽和させない容量であり，且つ，分配器の使用下限周波数における高周波特性が所定値以内となる，所定の容量を有することを特徴とした分配器。
【請求項２】
入力端子から信号を受入れ，導線をフェライトに巻回してなる分岐用トランスを備えた分岐回路を介して分岐し，出力端子及び分岐端子に出力するようにした分岐器において，
前記分岐用トランスはアース側端子がコンデンサを介して接続されており，２次巻線は少なくともコンデンサを介して接続されており，
該コンデンサは，入力若しくは出力端子に加わる所定電圧によって生じる電流を阻止し前記フェライトを磁気飽和させない容量であり，且つ，分岐器の使用下限周波数における高周波特性が所定値以内となる，所定の容量を有することを特徴とした分岐器。
【請求項３】
前記コンデンサは４００から９００ｐＦの間の容量を有することを特徴とする請求項１の分配器若しくは請求項２の分岐器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，主に双方向ＣＡＴＶシステムに使用される分配器若しくは分岐器に関し，詳しくはその分配器若しくは分岐器の回路構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
フェライトコアを利用した分岐トランスや分配トランスは，雷などによって発生した大きなサージ電圧が加わった場合に流れる低周波電流によって，トランスに使用されているフェライトが磁化されて磁気飽和することが報告されている。
そのため，例えば分配トランスから成る分配回路を備えた分配器のようなＣＡＴＶ機器において，分配トランスが磁気飽和している場合，上り側入出力端子（上り信号出力端子下り信号入力端子）にＣＡＴＶ信号が加わると，その中に含まれるＴＶ信号の相互変調の重畳による歪が発生することになる。この歪成分はＣＡＴＶシステムの周波数帯域に全般にわたって発生するのであるが，特に上り周波数帯域においては，上り周波数帯域を使ってデータ通信を行うため，歪成分による影響が無視できないものとなる。
そこで，分配回路よりも上り側入出力端子と下り側入出力端子（上り信号入力端子下り信号出力端子）側に，前記ＣＡＴＶ信号の下限周波数より低い周波数帯（例えば，１０ＭＨｚ以下の周波数帯）をカットするハイパスフィルタを設けた例が提案されており，これによればハイパスフィルタがサージの侵入を阻止するため，分配器が例えば雷のような強いサージ電圧を受けても磁気飽和を起さなくなる。
（例えば，特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２０４４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のように入出力端子と分配若しくは分岐回路との間に挿入したハイパスフィルタは，ＣＡＴＶ信号の下限周波数より低い周波数帯である，例えば，１０ＭＨｚ以下の周波数帯をカットする必要があり，その３つのフィルタの部品代が掛かるばかりでなく，フィルタが大きくなることから該フィルタを配置するスペースが必要となり，プリント基板を大きくするばかりでなく，プリント基板を収納するハウジングも大きくする必要が生じ，延いては製品のコストが高くなるといた問題があった。
また，双方向ＣＡＴＶシステムを使ってデータ通信を行うためには，加入者側にケーブルモデムを設ける必要がある。そして，その構成は，一般的に端末側に例えば分配器を備え，分配器の下り側入出力端子の一つにはケーブルモデムを接続し，ケーブルモデムから送出される上り信号を，分配器を介してＣＡＴＶシステムに送出し，残りの下り側入出力端子にはＳＴＢ（Ｓｅｔ  Ｔｏｐ  Ｂｏｘ）等を接続し，分配器を介して送られてくるＣＡＴＶシステムからの下り信号を受入れるように構成される。そして，このケーブルモデムの運用時における上り信号レベルは，データ通信を流合雑音等の妨害を受けず良好に行うために，最大１１８ｄＢμＶの高出力なレベルの信号が出力される。一般的に端末側における下り信号レベルは７０〜８５ｄＢμＶとされており，この下り信号のレベルと比較しても上り信号のレベルが非常に大きく，分配器の分配回路に備えたトランスが磁気飽和した場合，ケーブルモデムから送出される上り信号によって高調波が発生し，この高調波によって妨害が発生すると言った問題が考えられる。
【０００５】
この高調波の発生の状態を実験的に確認したものを図５及び図６に示す。尚，図５（ａ）は高調波の測定に使用した一般的な分配器の構成図であり，例えば上り側入出力端子に８ｋＶ  １０／２００μｓで規定されるサージ電圧を印加してトランスを磁気飽和させるための試料である。図５（ｂ）は高調波の測定系統図を示している。図６（ａ）は図５（ｂ）に示す分配器の下り側入出力端子３２に入力されるＣＷ信号発生器からＣＷ信号のレベルを示し，図６（ｂ）は図５（ｂ）に示す分配回路の下り側入出力端子３１におけるの出力信号のレベルを示す。（ｃ）はＣＷ信号のレベルが異なる場合の出力信号のレベルを示し，夫々スペクトルアナライザーで測定したデータである。
この実験方法は，２分配器を一例として，この分配器の一方の下り側入出力端子３２にＣＷ信号を入力し，他方の下り側入出力端子３１に出力される信号を測定する方法で行われたものである。尚，上り側入出力端子３は７５Ωで終端されている。この実験結果によると，分配器の一方の下り側入出力端子３２に，上り信号として例えば４６．４ＭＨｚのＣＷ信号を入力し，分配器の他方の下り側入出力端子３１に表れる信号をスペクトルアナライザーで測定すると，基本の４６．４ＭＨｚのＣＷ信号と，その２倍の高調波，即ち歪成分が測定され，入力するＣＷ信号が１１８ｄＢμＶの時は，この２次高調波のレベルの実測値は４７．８１ｄＢμＶであり，一般的な下り信号のレベルが上記のように７０〜８５ｄＢμＶであることから，そのＤＵ比は２３〜３８ｄＢ程になる。また，入力するＣＷ信号が１１０ｄＢμＶの時は，この２次高調波のレベルの実測値は３１．６ｄＢμＶであり，入力レベルと歪は略１：２の変化量を示している。
この実験の条件は，ケーブルモデムから送出される実際の上り信号の替わりに，同じレベルのＣＷ信号を用いて行ったものであり，実際のケーブルモデムから送出される上り信号が，バースト状の信号でしかもディジタル変調のためにエネルギー分散していることから考えると，実際の信号を使った実験とは条件が異なるのであるが，サージ電圧などが印加することによってトランスのフェライトが磁気飽和しているところに，ケーブルモデムからの高レベルの上り信号が分配器に入力されることによって生じた２次高調波が，下り信号の受信に影響を与える場合が考えられる。
そこで本願においては，こうした問題点を解決するためになされたものであり，
その目的は，雷などによる大きなサージ電圧が加わってもトランスが磁気飽和をするのを阻止することで歪の発生を防止すると共に，高周波特性の優れた分配器若しくは分岐器を安価に提供する事にある。 
他の目的は，雷などによる大きなサージ電圧が加わってもトランスが磁気飽和をするのを阻止し，ケーブルモデムからの高レベルな上り信号が加わっても，その高調波の歪の発生を防止すると共に，高周波特性の優れた分配器若しくは分岐器を安価に提供する事にある。 
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために，請求項１の発明は，入力端子から信号を受入れ，導線をフェライトに巻回してなるインピーダンス整合用トランスと分配用トランスを備えた分配回路を介して分配し，複数の出力端子に出力するようにした分配器において，
前記インピーダンス整合用トランスはアース側端子がコンデンサを介して接続されており，該コンデンサは，入力若しくは出力端子に加わる所定電圧によって生じる電流を阻止し前記フェライトを磁気飽和させない容量であり，且つ，分配回路の下限使用周波数における高周波特性が所定値以内となる所定の容量を有するように構成される。
【０００７】
請求項２の発明は，入力端子から信号を受入れ，導線をフェライトに巻回してなる分岐用トランスを備えた分岐回路を介して分岐し，出力端子及び分岐端子に出力するようにした分配器において，
前記分岐用トランスはアース側端子がコンデンサを介して接続されており，２次巻線は少なくともコンデンサを介して接続されており，該コンデンサは，入力若しくは出力端子に加わる所定電圧によって生じる電流を阻止し前記フェライトを磁気飽和させない容量であり，且つ，分岐器の使用下限周波数における高周波特性が所定値以内となる所定の容量を有するように構成される。
【０００８】
請求項１の分配器若しくは請求項２の分岐器において，前記コンデンサは４００から９００ｐＦの間の容量を有するように構成される。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１乃至請求項３の発明によれば，トランスのフェライトが雷などのサージによって磁気飽和することがなく，入力端子に加わったＣＡＴＶセンタ局側からのＣＡＴＶ信号に含まれるＴＶ信号の相互変調の重畳による歪が発生しない。従って，特にＣＡＴＶシステムの上り周波数帯域を伝送する上り信号に妨害を与えたり，流合雑音としてＣＡＴＶセンター局側に送出されたりすることがなく，良好なデータ通信を行うことができる。
また，分配又は分岐器にケーブルモデムから出力される高レベルな上り信号が入力されたとしても，フェライトにおいて高調波が発生しないので，下り信号に妨害を与えることはなく，良好な下り信号の受信が可能となるのである。
加えて，全帯域に亘って良好な周波数特性を有することから，ＣＡＴＶシステムに加えて，地上ディジタル，衛星放送の中間周波数の伝送システムにも好適な分配若しくは分岐器を提供できる。
更に加えて，所定の容量のコンデンサを挿入するだけで高周波特性の劣化も無く，且つ磁気飽和を阻止して歪の発生を防止でき，安価であっても信頼性の高い分配若しくは分岐器を提供できるのである。 
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
以下に，本発明を具体化した第１の実施形態の例を，図１を基に詳細に説明する。
図１（ａ）において１は本発明に係る実施形態の分配器の概略構成図であり，上り側入出力端子（上り信号出力回路下り信号入力端子のこと，以下，説明が容易となるように入力端子と記載する。）３はコンデンサＣ２を介して分配回路１０の入力端１０ａ側に接続されている。
前記分配回路１０は入力インピーダンス整合用の整合トランスＴ１と分配用トランスＴ２から構成されており，この内，整合用トランスＴ１は，フェライトにポリ線等の導線を巻回して構成されており，そのアース端子側はコンデンサＣ１０を介して接地されている。また，分配用トランスＴ２は，フェライトにポリ線を巻回して構成されており，前記整合用トランスＴ１と分配用トランスＴ２は，巻線の中点において接続されている。尚，コンデンサＣ３は補正用のコンデンサであり必要に応じて挿入すればよく，なくてもよい。
分配用トランスＴ２の一方の出力端１１１はコンデンサＣ４を介して下り側入出力端子（上り入力端子下り出力端子のこと，以下，説明が容易となるように出力端子と記載する。）３１に接続されており，分配用トランスＴ２の他の出力端１１２はコンデンサＣ６を介してもう一方の下り側入出力端子（以下，説明が容易となるように出力端子と記載する。）３２に接続されて，本発明の実施形態に係る分配器１が構成されている。
加えて本発明の実施形態の分配器においては，入力端子３と分配回路１０の入力端１０ａとの相互接続点と，分配回路１０の出力端１１１と出力端子３１との相互接続点と，の間には電流通過回路１５を備えており，この構成においては分配回路１０の前後に，電流通過回路１５と分配回路１０とを直流的に分離し，所定の高周波信号（例えば１０〜２６５５ＭＨｚ）を良好に通過するコンデンサＣ２，Ｃ４，Ｃ６を設ければよい。
更に，本願の実施形態におけるコンデンサＣ１０は，サージ電圧による低周波電流の通過を阻止してフェライトが磁気飽和するのを防止し，且つ，所定の高周波信号を良好に通過する容量であって，該所定の高周波信号の使用下限周波数において，高周波特性が所定値以内となる容量であるように定められている。
尚，本発明の異なる実施形態である，電流通過回路が無い分配器を図１（ｂ）に示している。また，本願の実施形態においては説明を簡単にするために２分配器を用いて説明したが，２分配以上の分配器でも良いし分岐器でもよい。
【００１１】
このように構成された分配器１の入力端子３に入力された信号は，整合用トランスＴ１を介して分配用トランスＴ２に入力され，この分配用トランスＴ２において２分配され，一端側から出力された信号は，出力端子３１から出力される（信号経路１）。また，他端側から出力された信号は，出力端子３２から出力される（信号経路２）。
【００１２】
ここで，実施形態１に示す従来の分配器において磁気飽和が発生する信号の流れ（原因）を説明する。先ず，入力端子（若しくは出力端子）に大きなサージ電圧が印加されるとすると，このサージ電圧によって生じる大きな低周波電流が発生する。ところで，図１（ａ）に示されるコンデンサＣ２は，一般的には高周波回路と電流通過回路とを離隔し，高周波特性に影響を与えない１０００ｐＦ若しくはそれより大きい容量のコンデンサが用いられているのであるが，前記低周波電流はこのコンデンサを通過してしまって分配トランスに流れ込む。この分配トランスは整合用トランスＴ１と分配用トランスＴ２から形成されており，特に整合用トランスＴ１はその接地端子が接地されていることにより，低周波電流は整合用トランスＴ１を通って接地端子に流れ，これによって分配トランスのフェライトが磁気飽和するのである。出力端子側のコンデンサＣ４，Ｃ６についても同様である。
【００１３】
そこで，本発明の実施形態の分配器は，整合用トランスＴ１の接地端子と接地との間にコンデンサＣ１０を挿入し，その容量を最適化する事によって，低周波電流の通過を阻止すると共に，高周波特性を良好に維持できるようにしたものである。
図２はこの最適化に係る実験結果についてまとめたものである。図２はコンデンサＣ１０の容量を可変させたときの高周波特性を示す表であり，特にコンデンサの挿入によって特性に大きく影響を受ける下限使用周波数（本発明の実施例においては双方向ＣＡＴＶシステムにおける上り信号の１０ＭＨｚ）に着目し，夫々，信号経路１及び信号経路２の夫々の分配損失，入力リターンロス３のリターンロス，出力端子３１及び出力端子３２のリターンロス，端子間阻止量を測定した結果である。また，分配器１の入力端子３，出力端子３１，３２には図には示されていない試験装置から８ｋＶ  １０／２００μｓの波形のサージ電圧を印加して，図５（ｂ）に示す測定系で歪が発生するかどうかを測定した。
この実験結果によれば，コンデンサＣ１０の容量が２７０ｐＦの場合，歪成分である２次高調波は測定されないので，サージ電圧によって生じる低周波信号は阻止されトランスのフェライトは磁気飽和していない事が分かるものの，下限使用周波数である１０ＭＨｚにおける分配損失や端子間阻止量の劣化が著しくなっている。
またコンデンサＣ１０が５４０ｐＦ及び８１０ＭＨｚの場合も，歪成分である２次高調波は測定されないので，サージ電圧によって生じる低周波信号は阻止されトランスのフェライトは磁気飽和しないし，下限使用周波数である１０ＭＨｚにおける分配損失や端子間阻止量は実用上問題のない数値が得られている。
コンデンサＣ１０が１０００ｐＦである場合，２次高調波が観測され，コンデンサＣ１０においてサージ電圧によって生じる低周波信号は阻止されず，トランスのフェライトは磁気飽和してしまうことが確認された。
尚，この実験において，請求項に記載の入出力端子に加わる所定電圧は８ｋＶ  １０／２００μＳの波形を有するサージ電圧であり，このサージ電圧を印加してもフェライトが磁気飽和をせず，また，請求項に記載の分配器の使用下限周波数が１０ＭＨｚである場合に，１０ＭＨｚにおける請求項に記載の高周波特性の所定値は分配損失が４ｄＢ以下となる条件でコンデンサＣ１０の容量の最適化を行ったが，特にこの条件に限定されるものではなく，夫々必要な所定値（例えば，サージ電圧が３ｋＶ  １０／２００μｓ）にもとづいてコンデンサＣ１０の最適化をおこなえばよい。
【００１４】
このように構成された分配器１について図１の分配器の構成図及び図３のシステム構成図を用いて更に説明する。
図３には示されていないＣＡＴＶセンター局から送出された下り信号は，幹線分配増幅器２１，幹線分岐増幅器２２，分岐増幅器２３，タップオフ２４，保安器２５などを介して加入者宅内に引き込まれる。そして引き込まれた下り信号は分配器１において２分配される。
分配器１の入力端子３に入力された下り信号は入力端子３，分配回路１０，出力端子（テレビ端子）３１からなる信号経路１を介して出力される。そして，この分配器１の出力端子３１にはＳＴＢ２６などが接続されており，テレビ２７でテレビ放送や自主放送を楽しむことができる。また，入力端子３に入力された下り信号は入力端子３，分配回路１０，出力端子（データ端子）３２からなる信号経路２を介して出力されている。この出力端子３２にはケーブルモデム２８が接続されており，このケーブルモデムを介してＰＣ（パソコン）等はＣＡＴＶセンター局，更にはインターネット等のＷＡＮからのデータを受信することができる。
また，ＰＣ２９側からＷＡＮ等へのデータは，ケーブルモデム２８において上り信号に変調されて送出される。この上り信号はデータ端子３２，入力端子３からなる信号経路２を介してＣＡＴＶシステムへ送出されるのである。
【００１５】
即ち，本発明の実施例に係る分配器によれば，例えトランスが雷などのサージ電圧が入力端子又は出力端子に加わっても最適化されたコンデンサＣ１０のよってフェライトが磁気飽和しないので，ＣＡＴＶシステムに重畳される下り信号によって発生する歪成分が，特にデータ通信を行うＣＡＴＶシステムの上り周波数帯域に伝送される上り信号に妨害を与えたり，流合雑音としてＣＡＴＶセンター局側に送出されたりすることがなく，良好なデータ通信を行うことができるのである。
また，トランスは磁気飽和しないので，ケーブルモデム２８から出力される高レベルな上り信号が分配器１のデータ端子３２から入力された場合であっても，上り信号によってフェライトにおいて２次高調波が発生しない。従って，下り信号に妨害を与えることもなく，良好な下り信号の受信が可能となるのである。また，使用帯域全般に亘って高周波特性も実用上問題ない。加えて，ケーブルモデム２８から異常な高レベルの信号が出力されても，トランスは磁気飽和しないので，それによって２次高調波が通信に影響を与えることがない。
更に，分配回路１０と入出力端子との間にハイパスフィルタを備えなくとも，整合用トランスのアース側端子と接地との間にコンデンサＣ１０を追加するだけで，磁気飽和もしないし，高周波特性も損なわれないので，分配器１が安価に構成できる。
【００１６】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態として図４を参照して説明する。
この実施形態は分岐器２に対して実施したものである。入力端子１３０はコンデンサＣ２２を介して分岐回路２０の入力端２０ａ側に接続されている。
前記分岐回路２０はフェライトにポリ線等の導線を巻回して構成された分岐トランス部ＢＴ１とＢＴ２から構成されており，分岐トランス部ＢＴ１及びＢＴ２の接地端子は，コンデンサＣ１００を介して接地されている。分岐トランス部ＢＴ１及びＢＴ２の２次巻線と抵抗Ｒ１０１との間にはコンデンサＣ１０１が接続されている。
分岐トランスＢＴの出力端１２１はコンデンサＣ２４を介して出力端子１３１に接続されており，分岐トランスＢＴの分岐出力端１２２はコンデンサＣ２６を介して分岐出力端子１３２に接続されて，本発明の実施形態に係る分岐器２が構成されている。
本願の実施形態におけるコンデンサＣ１００及びＣ１０１は，サージ電圧による低周波電流の通過を阻止してフェライトが磁気飽和するのを防止し，且つ，所定の高周波信号を良好に通過する容量であって，該所定の高周波信号の使用下限周波数において，高周波特性が所定値以内となる容量であるように定められており，前記分配器１と同様に簡単な構成で安価であっても，磁気飽和がせず，高周波特性のよい分岐器を提供できる。
尚，本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく，本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の構成を適宜に変更して実施することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】（ａ）は本発明に係る分配器の第１実施形態の概略構成図を示し，（ｂ）は本発明に係る分配器の異なる実施形態の概略構成図を示している。
【図２】本発明に係る分配器において，コンデンサＣ１０の容量を可変したときの周波数特性の比較表である。
【図３】本発明に係る分配器を用いたＣＡＴＶシステムを示す概略構成図である。
【図４】本発明に係る第２の実施形態であり，分岐器に実施した概略構成図である。
【図５】（ａ）は歪の測定に使用した一般的な分配器の構成図であり，（ｂ）は歪の測定系統図を示している。
【図６】（ａ）は図５（ｂ）に示す分配器の出力端子３２に入力されるＣＷ信号発生器からＣＷ信号のレベルを示し，（ｂ）は図５（ｂ）に示す分配回路の出力端子３１におけるの出力信号のレベルを示す。（ｃ）はＣＷ信号のレベルが異なる場合の出力端子３１における出力信号のレベルを示し，夫々スペクトルアナライザーで測定したデータである。
【符号の説明】
【００１８】
１…分配器，２…分岐器，３・１３０…入力端子，１０…分配回路，２０…分岐回路，１５・２５…電流通過回路，２６…ＳＴＢ（端末側装置），２７…テレビ，２８…ケーブルモデム，２９…パソコン，３１・３２・１３１…出力端子，１３２…分岐出力端子，Ｔ１…整合用トランス，Ｔ２…分配用トランス，ＢＴ…分岐用トランス，Ｃ２・Ｃ３・Ｃ４・Ｃ６・Ｃ２２・Ｃ２４・Ｃ２６…コンデンサ，Ｃ１０・Ｃ１００・Ｃ１０１…コンデンサ，Ｒ１０１…抵抗。
【図１】
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【図２】
2007306197.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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