(57)【要約】      （修正有）【課題】  入力端子から外部に電流供給する際に過大電流が流れるのを阻止し、入力端子を介して外部電源から電流を受ける際に誤接続による増幅段の故障を防止する。【解決手段】  入力端子６に供給された高周波信号が増幅段４で増幅され出力端子１２に供給される。６に外部から直流電流が供給されるか、内部から直流電流が出力される。４は電源端子４ａに直流電流を供給すると動作する。１２に外部から直流電流が供給されることがある。内蔵電源１４は商用交流電源接続時に、電源端子４ａに直流電流を供給する。出力端子１２と電源端子４ａの間に１２から電源端子４ａに直流電流を流すようダイオード２０が配置されている。６と電源端子４ａとの間に開閉スイッチ２６と正極性サーミスタ２４の直列回路２２が接続されている。電源端子４ａと接地電位点との間に接地電位点から電源端子４ａに直流電流を流すようダイオード３０が配置されている。【選択図】        図１
2007116354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波信号が供給されると共に、外部から直流電流が供給されるかまたは内部から直流電流が出力されることがある入力端子と、
電源端子に直流電流が供給されたとき動作し、前記入力端子から供給された前記高周波信号を増幅して出力する増幅手段と、
この増幅手段の出力信号が供給されると共に、外部から直流電流が供給されることがある出力端子と、
商用交流電源が接続されたとき、前記増幅手段の前記電源端子に直流電流を供給する内蔵電源と、
前記出力端子と前記増幅手段の前記電源端子との間に介在し、前記出力端子から前記電源端子側にのみ直流電流が流れるように配置された第１の単方向性電流通過素子と、
前記入力端子と前記電源端子との間に介在し、開閉手段と、定常状態よりも大きな直流電流が流れたとき抵抗値が大きくなる可変抵抗素子とを有する直列回路と、
前記電源端子と基準電位点との間に介在し、前記基準電位点側から前記電源端子側にのみ直流電流が流れるように配置された第２の単方向性電流通過素子とを、
具備する増幅器。
【請求項２】
請求項１記載の増幅器において、前記電源端子が電圧降下素子を介して前記内蔵電源、前記第１の単方向性電流通過素子、前記直列回路及び前記第２の単方向性電流通過素子に接続されている増幅器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、増幅器に関し、特に、内蔵電源及び外部電源のいずれによっても動作可能な増幅器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内蔵電源及び外部電源いずれでも動作する増幅器としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１の増幅器では、内蔵電源からの直流電流を増幅器の増幅段に供給し、この直流電流を入力端子側に供給する必要があるときには、内蔵電源の出力側と入力端子との間に設けた開閉スイッチを閉じる。入力端子側に電流供給不要のときには、開閉スイッチを開く。また、内蔵電源を使用せずに、出力端子に外部から供給された外部電源からの直流電流を使用する際には、出力端子と上記内蔵電源の出力側との間に設けた開閉スイッチを閉じる。これによって、出力端子から供給された直流電流が増幅段に供給される。このとき、内蔵電源の出力側と入力端子との間の開閉スイッチを閉じておくと、入力端子から外部に直流電流を供給することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した増幅器では、内蔵電源または出力端子に接続される外部電源によって増幅段を動作させることができ、また、入力端子に接続される機器に電流を供給することができる。しかし、入力端子と、これに接続される機器とを接続するケーブルが何らかの原因で短絡すると、過大電流が内蔵電源又は出力端子に接続される外部電源から流れることになる。また、増幅器としては、例えば入力端子側に接続された外部電源からの直流電流によって増幅段を動作させる必要があることもある。上述した増幅器では、例えば内蔵電源と入力端子との間の開閉スイッチを閉じて、入力端子に外部電源を接続すると、入力端子側の外部電源からの直流電流によって増幅段を動作させることは可能となる。しかし、入力端子に外部電源の極性を誤って接続した場合、増幅段が故障する可能性がある。また、入力端子に誤って過大電圧である外部電源が供給された場合も、増幅段が故障する可能性がある。
【０００５】
本発明は、入力端子から電流を外部に供給する際に、入力端子が短絡しても、過大な電流が流れることを阻止し、かつ入力端子を介して外部電源から電流を増幅段に供給する際に、誤接続または過大電圧による増幅段の故障を防止する共通の保護回路を備えた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】
【０００６】
本発明による増幅器は、高周波信号が供給されると共に、外部から直流電流が供給されるかまたは内部から直流電流が出力されることがある入力端子を有している。電源端子に直流電流が供給されたとき増幅手段は動作し、前記入力端子から供給された前記高周波信号を増幅して出力する。この増幅手段の出力信号が供給されると共に、外部から直流電流が供給されることがある出力端子も有している。前記増幅手段と共に、出力端子から供給された高周波信号を増幅して、入力端子に供給する別の増幅手段を設けることもできる。即ち、双方向の増幅を行うようにすることもできる。商用交流電源に接続されたとき、前記増幅手段の前記電源端子に内蔵電源が直流電流を供給する。商用交流電源が非接続のとき、内蔵電源は、増幅手段の電源端子に直流電流を供給しない。前記出力端子と前記増幅手段の電源端子との間に第１の単方向性電流通過素子が介在している。第１の単方向性電流通過素子は、前記出力端子から前記電源端子側にのみ直流電流が流れるように配置されている。前記入力端子と前記電源端子との間に直列回路が介在している。この直列回路は、開閉手段と、可変抵抗素子とを有し、可変抵抗素子は、定常状態よりも大きな直流電流が流れたとき抵抗値が大きくなる。可変抵抗素子としては、例えば感温抵抗変化素子、具体的には正極性サーミスタを使用することができる。前記電源端子と基準電位点との間に第２の単方向性電流通過素子が介在している。第２の単方向性電流通過素子は、前記基準電位点側から前記電源端子側にのみ直流電流が流れるように配置されている。
【０００７】
このように構成された増幅器では、内蔵電源によって増幅段を動作させる際には、商用交流電源を内蔵電源に接続する。これによって内蔵電源が発生した直流電流が電源端子を介して増幅段に供給され、増幅段が動作する。このとき、第１の単方向性電流通過素子が設けられているので、出力端子には直流電流は流れない。内蔵電源を使用せずに、出力端子に接続された外部電源によって増幅段を動作させる場合には、内蔵電源に商用交流電源を接続しない。これによって出力端子に供給された直流電流が第１の単方向性電流通過素子を介して電源端子に供給され、増幅段が動作する。内蔵電源からの直流電流を、入力端子を介して外部の機器に供給する場合には、開閉手段を閉じる。これによって内蔵電源からの直流電源が入力端子から外部に供給される。このとき、入力端子で短絡が発生すると、内部電源から過大な電流が流れるが、可変抵抗素子の抵抗値が大きくなるので、過大な電流が内蔵電源から流れることを阻止することができる。また、出力端子に接続された外部電源からの直流電流を入力端子を介して外部の機器に供給する場合、開閉手段を閉じる。これによって、外部電源からの直流電流が入力端子から外部の機器に供給される。このとき、入力端子で短絡が発生すると、外部電源から過大な電流が流れるが、可変抵抗素子の抵抗値が大きくなるので、過大な電流が出力端子に接続された外部電源から流れることを阻止できる。また、入力端子に接続された外部電源によって増幅段を動作させる場合、商用交流電源に内蔵電源を接続せずに、直列回路の開閉手段を閉じる。これによって、入力端子から供給された電流が直列回路を介して電源端子に供給され、増幅段が動作する。もし、入力端子への外部電源の接続の極性を誤っていると、第２の単方向性電流通過素子、可変抵抗素子、開閉スイッチに大きな電流が流れ、可変抵抗素子の抵抗値が大きくなり、逆極性の電流が電源端子から増幅段に流れることを阻止する。
【０００８】
増幅段の前記電源端子を電圧降下素子を介して前記内蔵電源、前記第１の単方向性電流通過素子、前記直列回路及び前記第２の単方向性電流通過素子に接続することもできる。このように構成すると、例えば内蔵電源や外部電源の電圧が、増幅段の定格電圧よりも高い電圧であっても、電圧降下素子によって電圧降下された電圧が増幅段に供給されるので、増幅段を正常に動作させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明によれば、１つの保護回路を設けることによって、入力端子側へ電流を供給する際の入力端子側での短絡によって過大電流が流れることを阻止することができる上に、入力端子側から直流電流を供給する際に、極性を誤って入力端子に外部電源を接続しても、逆極性の電流が増幅段に流れることを防止できるし、入力端子に過大電圧の外部電源を接続しても、過電流が増幅段に流れることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の１実施形態の増幅器は、図１に示すように、その筐体２内に増幅段４を有している。この増幅段４は、筐体２に設けた入力端子６から直流阻止コンデンサ８を介して供給された高周波信号、例えばテレビジョン放送信号を増幅して出力する。この増幅段４からの増幅高周波信号は、直流阻止コンデンサ１０を介して出力端子１２に供給される。出力端子１２も、筐体２に設けられている。増幅段４は、電源端子４ａを有し、ここから直流電流が供給されることによって、増幅段４は、動作して、上述したような増幅を行う。
【００１１】
この直流電流の供給の一方法として、筐体２内には、内蔵電源１４が設置されている。この内蔵電源１４は、筐体２の外部に導出されたコンセント１６を有し、これを商用交流電源（図示せず）に接続することによって供給された商用交流電流を、直流電流に変換する。変換された直流電流、例えば正極性電流は内蔵電源１４の出力側から電源端子４ａを介して増幅段４に供給される。
【００１２】
増幅器の設置状況によっては、内蔵電源１４を使用せずに、図示していない同軸ケーブルを介して出力端子１２に外部から供給された直流電流を電源端子４ａに供給して、増幅段４を動作させることもある。例えば共同受信システムの幹線または枝線中に間隔をおいて配置された複数の増幅器の上流側の増幅器として、この増幅器を使用する場合、下流側の増幅器または電源供給器から直流電流が供給される。
【００１３】
このような場合に対応するため、出力端子１２には高周波阻止コイル１８の一端が結合され、高周波阻止コイル１８の他端は、第１の単方向性電流通過素子、例えばダイオード２０のアノードに接続されている。ダイオード２０のカソードが電源端子４ａに接続されている。従って、出力端子１２に正極性直流電流が供給されると、高周波阻止コイル１８、ダイオード２０を介して電源端子４ａに正極性直流電流が供給され、増幅段４が動作する。なお、内蔵電源１４によって正極性直流電流を電源端子４ａに供給しているときには、ダイオード２０の作用によって正極性電流は内蔵電源１４から出力端子１２に供給されない。また、出力端子１２に供給された電流が誤って逆極性、例えば負極性であると、ダイオード２０が非導通状態となるので、負極性電流は電源端子４ａには流れず、増幅段４が破損することはない。なお、高周波阻止コイル１８と直流阻止コンデンサ１０とによって直流電流と高周波信号とを分離する分離回路が構成されている。
【００１４】
また、増幅器の設置状況によっては、内蔵電源１４からの直流電流または出力端子１２からの直流電流を入力端子６に供給し、入力端子６に同軸ケーブル（図示せず）を介して接続された機器に直流電流を供給することがある。例えば共同受信システムの幹線の最上流にこの増幅器が接続され、この増幅器の入力端子６に衛星放送または衛星通信受信用アンテナに付属するコンバータから衛星放送または衛星通信中間周波信号が供給されている場合に、このコンバータにこの増幅器から直流電流を供給することがある。逆に、入力端子６に同軸ケーブルを介して接続された機器から直流電流の供給を受けて、これによって増幅段４を動作させることもある。例えば共同受信システムの幹線または枝線中に間隔をおいて配置された複数の増幅器の下流側の増幅器として、この増幅器を使用する場合、上流側の増幅器から直流電流が供給される。
【００１５】
このような使用に対応するため、増幅段４の電源端子４ａと、入力端子６との間には、直列回路２２が接続されている。この直列回路２２は、流れる電流が大きいときに抵抗値を増加させる可変抵抗素子、例えば感温抵抗素子、具体的には正極性サーミスタ２４を有している。正極性サーミスタ２４の一端が電源端子４ａに接続され、他端が開閉手段、例えば開閉スイッチ２６の一端に接続されている。この開閉スイッチ２６は手動で開閉するものを使用することもできるし、開閉スイッチ２６に供給される制御信号の状況に応じて開閉する電子スイッチを使用することもできる。開閉スイッチ２６の他端は、高周波阻止コイル２８を介して入力端子６に接続されている。正極性サーミスタ２４は、例えば定常状態では、その両端間の電圧降下が約０．７Ｖであり、過電流が流れた状態では、その両端間の電圧降下が約１０倍の７Ｖとなるものである。
【００１６】
内蔵電源１４からの正極性直流電流または出力端子１２からの正極性直流電流を入力端子６に供給する場合、開閉スイッチ２６を閉じる。これによって、内蔵電源１４からの直流電流または出力端子１２からの直流電流が正極性サーミスタ２４、開閉スイッチ２６及び高周波阻止コイル２８を介して入力端子６に供給される。逆に、入力端子６に外部から供給された直流電流を電源端子４ａに供給する場合も、開閉スイッチ２６を閉じる。これによって、入力端子６、高周波阻止コイル２８、開閉スイッチ２６及び正極性サーミスタ２４を介して直流電流が電源端子４ａに供給され、増幅段４が動作する。この場合、内蔵電源１４のコンセント１６は商用交流電源には接続されてなく、出力端子１２にも外部から直流電流は供給されていない。
【００１７】
入力端子６から外部に直流電流を供給する場合に、内蔵電源１４からの電流または出力端子１２に外部から供給された電流が、内蔵電源１４の故障または出力端子１２に直流電流を供給している外部電源の故障により、定格よりも大きい場合には、大電流が正極性サーミスタ２４に供給される。これによって、正極性サーミスタ２４が発熱して、正極性サーミスタ２４の抵抗値が大きくなり、入力端子６に接続されている機器（これは正極性サーミスタ２４と直列に接続されている）に大電流が流れることを阻止する。内蔵電源１４や出力端子１２に直流電流を供給する外部電源が正常であっても、入力端子６に接続された機器側で過負荷が生じると、例えば入力端子６に接続された同軸ケーブルで短絡が生じると、正極性サーミスタ２４に大電流が流れるが、正極性サーミスタ２４の抵抗値が大きくなり、流れる電流が小さく制限され、内蔵電源１４や出力端子１２に接続されている外部電源が破壊されることを防止する。
【００１８】
逆に、入力端子６に外部から供給された直流電流を増幅段４に供給する場合に、入力端子６に外部から供給された直流電流が定格よりも大きい場合、やはり正極性サーミスタ２４の抵抗値が大きくなり、大電流が増幅段４に流れることを阻止する。
【００１９】
また、入力端子６に外部から直流電流を供給する場合、その極性を間違えて供給することがある。例えば入力端子６を正極性として電流を供給するべきであるのに、入力端子６を負極性として電流を供給することがある。この場合、増幅段４が破損する可能性があり、また出力端子１２から外部に不要な負極性の電流を供給することになる。
【００２０】
これに対応するために、増幅段４の電源端子４ａと基準電位点、例えば接地電位点との間に、第２の単方向性電流通過素子、例えばダイオード３０が接続されている。このダイオード３０は、アノードが接地電位点に、カソードが電源端子４ａに接続されている。即ち、負極性電流がダイオード３０を介して接地電位点に流れる方向に接続されている。
【００２１】
従って、極性間違いによって入力端子６に負極性電流が供給されると、この電流は、高周波阻止コイル２８、開閉スイッチ２６、正極性サーミスタ２４、ダイオード３０を介して接地電位点に流れる。接地電位点に接続されているので、この負極性電流は大電流となり、正極性サーミスタ２４の抵抗値が大きくなり、負極性電流の値を小さな値に制限する。その結果、電源端子４ａから増幅段４には負極性電流は流れず、増幅段４の破損を防止することができるし、出力端子１２からの負極性電流の不要な流出を防止できる。
【００２２】
また、ダイオード２０、３０は、図示していないが、この増幅器に設けられている耐雷素子、例えばアレスタと共同して、雷に対する保護回路としても動作する。
【００２３】
なお、内蔵電源１４が発生する直流電圧の値や出力端子１２に接続される外部電源が発生する直流電圧の値が、増幅段４が正常に動作するための電圧よりも高い場合がある。例えば入力端子６に接続する機器を正常に動作させるために必要な電圧が増幅段４ａを正常に動作させるために必要な電圧よりも高い場合が該当する。このような場合には、図２に示すように、内蔵電源１４の出力側と増幅段４の電源端子４ａとの間に電圧降下素子、例えば抵抗器３２を接続し、増幅段４の電源端子４ａに、増幅段４を正常に動作させるために必要な電圧が供給されるようにする。
【００２４】
上記の実施の形態では、正常に接続された状態において入力端子６から外部に正極性電流を供給したり、入力端子６へ外部から正極性電流を受けたり、出力端子１２へ外部から正極性電流を受けたりするように構成したので、ダイオード２０は、カソードが電源端子４ａに、アノードが高周波阻止コイル１８にそれぞれ接続され、ダイオード３０はカソードが電源端子４ａに、アノードが接地電位点にそれぞれ接続されるように構成した。しかし、正常に接続された状態において入力端子６から外部に負極性電流を供給したり、入力端子６へ外部から負極性電流を受けたり、出力端子１２へ外部から負極性電流を受けたりする場合には、ダイオード２０は、カソードが高周波阻止コイル１８に、アノードが電源端子４ａにそれぞれ接続され、ダイオード３０はカソードが接地電位点に、アノードが電源端子４ａにそれぞれ接続されるように構成すればよい。上記の実施の形態では、入力端子６から供給された高周波信号を増幅段４によって増幅して出力端子１２に供給するように構成したが、増幅段４に加えて、出力端子１２に供給された高周波信号を増幅して入力端子６に供給する増幅段も設けて、双方向増幅器に構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の１実施形態の増幅器のブロック図である。
【図２】図１の増幅器の変形例の主要部を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
４  増幅段（増幅手段）
６  入力端子
１２  出力端子
１４  内蔵電源
２０  ダイオード（第１の単方向性電流通過素子）
２４  正極性サーミスタ（可変抵抗素子）
２６  開閉スイッチ（開閉手段）
３０  ダイオード（第２の単方向性電流通過素子）
【図１】
2007116354.tif 000003
【図２】
2007116354.tif 000004