(57)【要約】      （修正有）【課題】通信モデム装置の入出力信号の電圧レベルを増幅して長距離伝送を可能とする。【解決手段】信号増幅器４は、モデム側の１対の入出力ポート７と、通信線側の１対の入出力ポート３と、送信モードのとき、モデム側の入出力ポートから入力された送信信号を増幅し、通信線側の入出力ポートに出力する送信回路５と、受信モードのとき、通信線側の入出力ポートから入力された受信信号を増幅し、モデム側の入出力ポートに出力する受信回路６と、送信信号および受信信号の電圧レベルに基づいて、送信モードと受信モードを判定する判定回路１１とを備えた。【選択図】図１
2016111491.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モデム側の１対の入出力ポートと、
通信線側の１対の入出力ポートと、
送信モードのとき、前記モデム側の入出力ポートから入力された送信信号を増幅し、前記通信線側の入出力ポートに出力する送信回路と、
受信モードのとき、前記通信線側の入出力ポートから入力された受信信号を増幅し、前記モデム側の入出力ポートに出力する受信回路と、
前記送信信号および前記受信信号の電圧レベルに基づいて、前記送信モードと前記受信モードを判定する判定回路と
を備えた信号増幅器。
【請求項２】
前記送信回路は、
送信モードで前記モデム側の入出力ポートから入力された送信信号を導通させる第１のスイッチ回路と、
導通された前記送信信号を増幅し、前記通信線側の入出力ポートに出力する送信増幅回路と
を備え、
前記受信回路は、
受信モードで前記通信線側の入出力ポートから入力された受信信号を導通させる第２のスイッチ回路と、
導通された前記受信信号を増幅し、前記モデム側の入出力ポートに出力する受信増幅回路と
を備えた請求項１記載の信号増幅器。
【請求項３】
前記判定回路は、
前記モデム側の入出力ポートの一方のポートと前記送信増幅回路の間の第１の電圧レベルおよび基準信号の電圧レベルを比較する第１の比較回路と、
前記通信線側の入出力ポートの一方のポートと前記送信増幅回路の間の第２の電圧レベルおよび前記通信線側の入出力ポートの前記一方のポートと前記受信増幅回路の間の第３の電圧レベルを比較する第２の比較回路と
を備え、
前記第１のスイッチ回路は、前記第１の電圧レベルの計測点と前記送信増幅回路の間に設けられ、
前記第２のスイッチ回路は、前記第３の電圧レベルの計測点と前記通信線側の入出力ポートの前記一方のポートの間に設けられた
請求項２記載の信号増幅器。
【請求項４】
前記判定回路は、
前記第１の比較回路によって、前記第１の電圧レベルが前記基準信号の電圧レベルより大きいとき、前記送信モードと判定し、
前記第２の比較回路によって、前記第２の電圧レベルと前記第３の電圧レベルが異なるとき、前記送信モードと判定し、前記第２の電圧レベルと前記第３の電圧レベルが等しいとき、前記受信モードと判定する
ことを特徴とする請求項３記載の信号増幅器。
【請求項５】
前記送信増幅回路および前記受信増幅回路は、信号伝送トランスで構成されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の信号増幅器。
【請求項６】
前記送信増幅回路および前記受信増幅回路は、半導体素子で構成されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の信号増幅器。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の信号増幅器と、
前記信号増幅器を介して前記通信線に前記送信信号を出力し、前記信号増幅器を介して前記通信線から前記受信信号を受信するモデム入出力部と
を備えた通信用モデム装置。
【請求項８】
送信信号を増幅する前の電圧レベルと基準信号の電圧レベルを比較するステップと、
前記送信信号を増幅した後の電圧レベルおよび受信信号を増幅する前の電圧レベルを比較するステップと、
前記送信信号を増幅する前の電圧レベルが前記基準信号の電圧レベルより大きいときに前記送信信号を増幅するステップと、
前記送信信号を増幅した後の電圧レベルおよび前記受信信号を増幅する前の電圧レベルが異なるときに前記送信信号を増幅し、前記送信信号を増幅した後の電圧レベルおよび前記受信信号を増幅する前の電圧レベルが等しいときに前記受信信号を増幅するステップと
を有する信号増幅方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、メタル線を用いた信号伝送において長距離伝送による劣化を保証し、長距離伝送を実現する信号増幅器および通信用モデム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の通信用モデム装置では、モデムの結合回路と、アナログ・デジタル変換器（ＡＤ変換器）およびデジタル・アナログ変換器（ＤＡ変換器）からなる信号変換部との間に増幅回路を配置する構成とし、長距離伝送による送信信号または受信信号の電圧レベルを増幅することで信号電圧レベルの劣化を補償している。このような信号を増幅する構成は装置内の回路に組み込まれており、既存の組み上げられた装置で信号電圧をシステム規定のレベル以上に増幅して伝送できるようにすることは難しく、システムの改修または新規導入が必要になる。また、従来の通信用モデム装置では、送受信の判定をモデムに組み込まれた集積回路（ＩＣ）で行うため、増幅器は結合回路部とＩＣの変換部の間に配置されるものであった（例えば、特許文献１、２を参照）。
【０００３】
例えば、第１の従来技術（特許文献１）に開示される装置の受信部では、自動利得制御部（ＡＧＣ制御部）による利得制御によって受信信号を自動利得制御アンプ部（ＡＧＣアンプ部）で増幅してからＡＤ変換、復調などを行って伝送品質を確保している。
【０００４】
また、第２の従来技術（特許文献２）に開示される装置の送受信部では、受信信号の電圧レベルを検出し、制御部にフィードバックすることで送信部の信号を増幅して切替部に信号を送信し、切替部で送受信のコントロールを実行している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５１１６５０２号
【特許文献２】特許第５３２４３１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような従来技術は、いずれも信号の伝送品質を上げるために送信または受信の信号電圧レベルを増幅するものであり、送信信号と受信信号のいずれか一方しか増幅できないという課題があった。また、長距離伝送の際に信号電圧をシステム規定のレベル以上に増幅を行う場合、送信または受信の増幅率を変更するためにはシステムの改修が必要となってしまうという問題があった。
【０００７】
例えば、第１の従来技術では、受信信号自体が劣化し、ＳＮ比が悪化すると送信信号を復調することができない。このとき、第２の従来技術のように、送信信号の増幅率を上げてシステム規定の電圧レベル以上とする場合には、切替部のＩＣの耐圧保証値を超えてしまう問題があった。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、長距離伝送が必要な場合でもシステムの改修を必要とせず、既存システムに外付けで追加することで長距離伝送を可能とする信号増幅器および通信用モデム装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る信号増幅器は、モデム側の１対の入出力ポートと、通信線側の１対の入出力ポートと、送信モードのとき、モデム側の入出力ポートから入力された送信信号を増幅し、通信線側の入出力ポートに出力する送信回路と、受信モードのとき、通信線側の入出力ポートから入力された受信信号を増幅し、モデム側の入出力ポートに出力する受信回路と、送信信号および受信信号の電圧レベルに基づいて、送信モードと受信モードを判定する判定回路とを備えた。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、長距離伝送が必要な場合でもシステムの改修を必要とせず、既存システムに外付けで追加することで長距離伝送を可能とする信号増幅器および通信用モデム装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る信号増幅器の一例を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る信号増幅器の詳細を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る信号増幅器の判定回路の詳細を示す構成図である。
【図４】送受信判定回路および信号レベル判定回路と２つのスイッチの状態を示す関係図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る信号増幅器の送受信動作を説明するフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１に係る信号増幅器の送信モード時の動作波形である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る信号増幅器の受信モード時の動作波形である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る信号増幅器を送信側モデムと受信側モデムにそれぞれ入れた場合の利得を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る信号増幅器を内蔵した通信用モデム装置の一例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
この発明の形態１に係る信号増幅器について、図を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、この発明の実施の形態１に係る信号増幅器の一例を示す構成図である。通信用モデム装置１は、既存の通信用モデム装置であり、入出力ポートから信号を送受信する。通信線３は、通信用モデム装置１の通信データを送受信するネットワークである。信号増幅器４は、通信用モデム装置１の入出力ポートに接続されるモデム側の入出力ポート７と、通信線に接続される通信線側の入出力ポート８を有し、通信用モデム装置１と通信線３の間に配置される。この信号増幅器４は、送信信号を増幅する送信回路５と、受信信号を増幅する受信回路６と、モデム側入出力ポート７を介して送信回路５および受信回路６のいずれかを通信用モデム装置１に接続する第１のスイッチ（ＳＷ１）９と、通信線側入出力ポート８を介して送信回路５および受信回路６のいずれかを通信線３に接続する第２のスイッチ（ＳＷ２）１０と、送受信を判定して第１のスイッチ（ＳＷ１）９および第２のスイッチ（ＳＷ２）１０を制御する判定回路１１を備えている。
【００１４】
なお、第１のスイッチ（ＳＷ１）１３および第２のスイッチ（ＳＷ２）１５の設定を変えることで、双方向に行われる通信の送信と受信を制御し、以下の説明では、送信回路５を介する通信用モデム装置１から通信線３への通信の信号を送信信号、受信回路６を介する通信線３から通信用モデム装置１への通信の信号を受信信号というものとする。
【００１５】
図２は、この発明の実施の形態１に係る信号増幅器の詳細を示す構成図である。通信用モデム装置１内のモデム入出力部は、モデムの送信信号を入出力ポートへ出力するとともに、モデムの受信信号を入出力ポートから入力する。信号増幅器４内の送信回路５は、内部に信号伝送用のトランスあるいはオペアンプ等の半導体素子などを利用した送信増幅部１２と、ＦＥＴなどの素子で構成するスイッチ１３（ＳＷ１）を備える。また、受信回路６は、内部に信号伝送用のトランスあるいはオペアンプ等の半導体素子などを利用した受信増幅部１４と、ＦＥＴなどの素子で構成する第２のスイッチ（ＳＷ２）１５を備えている。なお、この図２では、図１に示した判定回路１１は、図示を省略している。また、図１において、第１のスイッチ（ＳＷ１）９、第２のスイッチ（ＳＷ２）１０で示した２つのスイッチは、図２では第１のスイッチ（ＳＷ１）１３、第２のスイッチ（ＳＷ２）１５と示し、第１のスイッチ（ＳＷ１）１３を送信回路５、第２のスイッチ（ＳＷ２）１５を受信回路６に含めて図示している。
【００１６】
信号増幅器４は、通信用モデム装置１から通信線３に信号を送信する場合（送信モードで動作する）には、例えば第１のスイッチ（ＳＷ１）１３をオン、スイッチ１５（ＳＷ２）をオフの状態にすることで送信回路５のみを動作させ、通信用モデム装置１から入力された送信信号を増幅して通信線３へ出力することができる。
【００１７】
また、信号増幅器４は、通信線３から通信用モデム装置１に信号を受信する場合（受信モードで動作する）には、例えば送信時とは逆に第１のスイッチ（ＳＷ１）１３をオフ、第２のスイッチ（ＳＷ２）１５をオンの状態にすることで受信回路６のみを動作させ、通信線３から入力された受信信号を増幅して通信用モデム装置１へ出力することができる。
【００１８】
ここで、第１のスイッチ（ＳＷ１）１３と第２のスイッチ（ＳＷ２）１５を切り替えるための制御信号が必要となる。その際に、通信用モデム装置１からの制御信号は、設計段階で考慮しない限り準備されていない。この発明の実施の形態１に係る信号増幅器の信号増幅器４では、モデム側入出力ポート７と通信線側入出力ポート８から入力された信号の電圧レベルから判定した送信モード、受信モードのいずれかに切り替える制御信号を生成し、第１のスイッチ（ＳＷ１）１３と第２のスイッチ（ＳＷ２）１５へ指示する判定回路１１（図示せず）を有する。
【００１９】
図３は、この発明の実施の形態１に係る信号増幅器の判定回路の詳細を示す構成図である。ここでは、図２に示した信号増幅器４のみ示している。判定回路１１およびその内部を除き、図２で説明した構成部は同一符号で示し、その機能及び動作の説明を省略する。
【００２０】
判定回路１１は、信号レベル判定回路１６と送受信判定回路１７とで構成される。信号レベル判定回路１６は、送信回路５の信号から送受信を判定して第１のスイッチ（ＳＷ１）１３を切り替える。送受信判定回路１７は、送信回路５および受信回路６の信号から送受信を判定して第２のスイッチ（ＳＷ２）１５を切り替える。信号レベル判定回路１６および送受信判定回路１７は、例えば電圧レベルを比較するコンパレータのような比較回路で構成できる。
【００２１】
ここで、信号レベル判定回路１６と送受信判定回路１７の比較回路が比較対象とする信号について説明する。信号レベル判定回路１６の比較回路（第１の比較回路という）は、モデム側の１対の入出力ポートの一方のポートおよび送信増幅部１２の間のａ点で示す計測点の送信信号とＤＣ電源からの基準信号が入力され、計測点ａにおける送信信号の電圧レベルと基準信号の電圧レベル（基準電圧レベルという）を比較する。また、送受信判定回路１７の比較回路（第２の比較回路という）は、通信線側の１対の入出力ポートの一方のポートおよび送信増幅部１２の間のｂ点で示す計測点の送信信号と通信線側の１対の入出力ポートの一方のポートおよび受信増幅部１４の間のｃ点で示す計測点の受信信号が入力され、計測点ｂにおける送信信号の電圧レベルと計測点ｃにおける受信信号の電圧レベルを比較する。計測点ａが接続されたモデム側の入出力ポートの一方のポートおよび計測点ｂが接続された通信線側の入出力ポートの一方のポートは、送信増幅部１２に対して対面に配置されている。
【００２２】
また、第１のスイッチ（ＳＷ１）１３と第２のスイッチ（ＳＷ２）１５の配置と、制御信号について説明する。第１のスイッチ（ＳＷ１）１３は、計測点ａと送信増幅部１２の間に配置される。また、第２のスイッチ（ＳＷ１）１５は、通信線側の入出力ポートの一方のポートおよび計測点ｃの間に配置される。第１のスイッチ（ＳＷ１）１３の制御信号は、ｐ点で示す信号レベル判定回路１６の出力信号とｑ点で示す送受信判定回路１７の出力信号を入力とした論理和（ＯＲ）回路１８の出力信号とする。また、第２のスイッチ（ＳＷ２）１５の制御信号は、ｑ点で示す送受信判定回路１７の出力信号とする。
【００２３】
（１）初期状態の設定
初期状態は、送信信号、受信信号ともに入力されていない状態である。送信信号の電圧レベルは０となっており、第１のスイッチ（ＳＷ１）１３はオフの状態となる。一方、第２のスイッチ（ＳＷ２）１５は、基本的に第１のスイッチ（ＳＷ１）１３とは逆にオンの状態となる。この初期状態では、受信モードのときに設定されるスイッチの状態と同一となって通信を待機する。また、信号増幅器４の利用を開始した後でも、送信信号、受信信号とも入力がない場合には、第１のスイッチ（ＳＷ１）１３はオフ、第２のスイッチ（ＳＷ２）１５はオンの状態で通信を待機する。以下の説明では、この受信モードのときに設定されるスイッチの状態を受信可能状態という。
【００２４】
（２）送信モード時の設定と動作
通信用モデム装置から送信信号が入力されると、通信での劣化を補償するために、計測点ａの送信信号の電圧レベルは高くなる。信号レベル判定回路１６は、この送信信号の電圧レベルと基準信号の基準電圧レベルを比較して、送信信号の電圧レベルが基準信号の基準電圧レベルを超えると、第１のスイッチ（ＳＷ１）１３はオン、第２のスイッチ（ＳＷ２）１５はオフの状態となって、送信モードで動作する。以下の説明では、送信モードのときに設定されるスイッチの状態を送信可能状態という。このスイッチの状態が変化することで、受信可能状態から送信可能状態に遷移し、増幅された送信信号が通信線３に出力される。
【００２５】
次に、送受信判定回路１７は、計測点ｂの送信信号の電圧レベルと計測点ｃの受信信号の電圧レベルを比較して、先に送信可能状態に遷移していれば送信増幅部１２と受信増幅部１４の増幅率に差があることから異なる電圧レベルと判定する。この判定の結果、送信可能状態である第１のスイッチ（ＳＷ１）１３はオン、第２のスイッチ（ＳＷ２）１５はオフの状態を継続させる。よって、送信信号の入力が継続している間は異なる電圧レベルと判定され、送信モードのまま、送信可能状態が維持される。
【００２６】
その後、送信信号の入力がなくなると、送信信号が０Ｖになることから、第１のスイッチ（ＳＷ１）１３はオンの状態であっても、計測点ｂの送信信号、計測点ｃの受信信号の電圧レベルともに０Ｖとなる。すなわち、まず、送信信号が０Ｖになることで、信号レベル判定回路１６は、計測点ａの送信信号の電圧レベルが基準信号の基準電圧レベル以下と判定する。次に、計測点ｂの送信信号、計測点ｃの受信信号の電圧レベルともに０Ｖとなることで、送受信判定回路１７は、計測点ｂと計測点ｃの電圧レベルは同じ電圧レベルと判定する。この結果、第２のスイッチ（ＳＷ２）１５はオフからオンの状態になり、また２つの判定結果によって論理和回路１８の出力信号が解除されて第１のスイッチ（ＳＷ１）１３はオンからオフの状態になり、送信可能状態から受信可能状態に戻ることになる。
【００２７】
（３）受信モード時の設定と動作
受信可能状態で、通信線から受信信号が入力されると、送受信判定回路１７は、計測点ｂの送信信号の電圧レベルと計測点ｃの受信信号の電圧レベルは同じ電圧レベルと判定する。この判定の結果、第１のスイッチ（ＳＷ１）１３はオフ、第２のスイッチ（ＳＷ２）１５はオンの状態を維持して受信モードで動作する。スイッチの状態が変化しないまま、増幅された受信信号を通信用モデム装置１に出力できる。その後、受信信号の入力がなくなると、受信可能状態である第１のスイッチ（ＳＷ１）１３はオフ、第２のスイッチ（ＳＷ２）１５はオンの状態を維持して通信を待機する。
【００２８】
このように、この発明の実施の形態１に係る信号増幅器を用いれば、図３に示すような判定回路１１の送受信判定回路１７を用いて簡単に送受信を判定でき、製造後の通信用モデム装置であっても、この発明の信号増幅器４を追加することで容易に長距離伝送に対応することができるようになる。
【００２９】
図４は、送受信判定回路および信号レベル判定回路の出力と２つのスイッチの状態を示す関係図である。先に説明した送受信判定回路１７および信号レベル判定回路１６の出力と、第１のスイッチ（ＳＷ１）１３、第２のスイッチ（ＳＷ２）１５がとる状態の対応を示している。ここで、４つの通信可能状態のうち、複数の送信可能状態は、図３の論理和回路１８の出力による制御結果を反映している。また、受信可能状態は、受信信号、送信信号のない待機の状態も含んでいる。なお、スイッチへ出力される制御信号は、ＦＥＴ等のスイッチの種類によって正論理でも負論理でも構わない。
【００３０】
図５は、この発明の実施の形態１に係る信号増幅器の送受信動作を説明するフローチャートである。
【００３１】
まず、ステップＳＴ１０１で、判定回路１１は、初期状態として受信可能状態に設定する。この初期設定により、送受信判定回路１７のスイッチ１５がオン、信号レベル判定回路１６のスイッチ１３がオフの状態となる。
【００３２】
この初期状態では、通信用モデム装置１からの送信信号がないため、信号レベル判定回路１６へ入力される計測点ａの送信信号の電圧レベルは０となっている。信号レベル判定回路１６は、計測点ａの送信信号の電圧レベルが他方の入力である基準信号の基準電圧レベル以下の状態であると判定する。また、通信線３からの受信信号がないため、計測点ｂの送信信号の電圧レベルと計測点ｃの受信信号の電圧レベルがともに０となり、同じ電圧レベルと判定する。よって、受信可能状態であるスイッチ１３がオフ、スイッチ１５がオンの状態に設定される。
【００３３】
次に、ステップＳＴ１０２で、信号レベル判定回路１６は、計測点ａの送信信号の電圧レベルが基準信号の基準電圧レベル以下であるかを判定する。ここで、送信信号がなく計測点ａの送信信号の電圧レベルが基準電圧レベル以下（判定Ｙｅｓ）であればステップＳＴ１０３、送信信号があり計測点ａの送信信号の電圧レベルが基準電圧レベル超過（判定Ｎｏ）であればステップＳＴ１０６の処理を実行する。
【００３４】
ステップＳＴ１０２で計測点ａの送信信号の電圧レベルが基準電圧レベル以下（判定Ｙｅｓ）と判定された場合の動作を示す。ステップＳＴ１０３で、送受信判定回路１７は、計測点ｂの送信信号の電圧レベルと計測点ｃの受信信号の電圧レベルが同じ電圧レベルであるか判定する。ここで、受信信号があり２つの電圧レベルが同じ電圧レベルである（判定Ｙｅｓ）と判定された場合、ステップＳＴ１０４の受信モード処理を実行する。一方、受信信号がなく２つの電圧レベルが同じ電圧レベルでない（判定Ｎｏ）と判定された場合、ステップＳＴ１０７の送信モード処理を実行する。
【００３５】
ステップＳＴ１０３で計測点ｂの送信信号の電圧レベルと計測点ｃの受信信号の電圧レベルが同じ電圧レベルである（判定Ｙｅｓ）と判定された場合の動作を示す。ステップＳＴ１０４およびステップＳＴ１０５は、受信モード処理を実行する。ステップＳＴ１０４で、受信可能状態であるスイッチ１３はオフ、スイッチ１５はオンの状態で受信を開始する。ステップＳＴ１０５で、通信線３からの受信信号を増幅しながら通信用モデム装置１に出力する。この後、受信可能状態を維持して、ステップＳＴ１０２に戻る。なお、ステップＳＴ１０４で受信可能状態が維持されていた場合は受信モード処理を継続し、直前まで送信可能状態であった場合は受信可能状態であるスイッチ１３はオフ、スイッチ１５はオンの状態に戻して受信モード処理を実行させる。また、受信可能状態は、受信信号、送信信号ともにない待機の状態も含んでいるため、受信信号がない場合にはステップＳＴ１０５の受信信号を増幅する処理が機能していても、通信用モデム装置１の受信が実質的に実行されない。
【００３６】
ここで、通信線３からの受信信号は、受信増幅部１４によって増幅された電圧レベルをもつ信号として通信用モデム装置１へ出力される。このように受信モードを実行することで、通信用モデム１には通信線３から入力された受信信号を増幅した電圧レベルをもつ信号が出力され、通信線３で劣化しても、信号増幅器４を挿入する前より長距離の伝送が可能となる。
【００３７】
また、ステップＳＴ１０２で計測点ａの送信信号の電圧レベルが基準電圧レベル超過（判定Ｎｏ）と判定された場合の動作を示す。ステップＳＴ１０６およびステップＳＴ１０７は、送信モード処理を実行する。ステップＳＴ１０６で、送信可能状態であるスイッチ１３はオン、スイッチ１５はオフの状態に変更され、送信モードに遷移して送信を開始する。ステップＳＴ１０７で、通信用モデム装置１からの送信信号を増幅しながら通信線３に出力する。この後、送信可能状態を維持して、ステップＳＴ１０２に戻る。なお、ステップＳＴ１０６で送信可能状態が維持されていた場合は、送信モード処理を継続する。
【００３８】
また、ステップＳＴ１０３で計測点ｂの送信信号の電圧レベルと計測点ｃの受信信号の電圧レベルが異なる電圧レベルである（判定Ｎｏ）と判定された場合の動作を示す。この場合は、送信可能状態であるスイッチ１３はオン、スイッチ１５はオフの状態が維持されており、先に説明したＳＴ１０７で通信用モデム装置１からの送信信号を増幅しながら通信線３に出力する処理に合流する。
【００３９】
ここで、通信用モデム装置１からの送信信号は、送信増幅部１２によって増幅された電圧レベルをもつ信号として通信線３へ出力される。このとき、送受信判定回路１７には、計測点ｂの送信信号、計測点ｃの受信信号の２つの電圧レベルが入力される。送信側は送信増幅部１２で電圧レベルは増幅された値になるが、受信側は受信増幅部で増幅とは逆方向のため、電圧レベルは減衰された値となる。この電圧レベルを送受信判定回路１６で比較し、送信側が大きくなっていれば、スイッチ１３がオン、スイッチ１５がオフを継続する。このように送信モードを実行することで、通信線３には通信用モデム１から入力された送信信号を増幅した電圧レベルをもつ信号が出力され、通信線３で劣化しても、信号増幅器４を挿入する前より長距離の伝送が可能となる。
【００４０】
図６は、この発明の実施の形態１に係る信号増幅器の送信モード時の動作波形である。送信モードでは、モデム側の入出力ポートから入力された増幅前の送信信号が、信号増幅器の送信増幅部１２で増幅されて、増幅後の送信信号が通信線側の入出力ポートから出力される。ここで、計測点ａの送信信号の電圧レベルが基準信号の基準電圧レベルを超えると第１のスイッチ（ＳＷ１）１３がオンの状態となり、送信信号の出力電圧は通信用モデム装置１から送信信号が入力されている間、増幅した値が維持される。
【００４１】
この発明の信号増幅器における送信モードの動作によって、通信用モデム装置からの送信信号は増幅され、長距離伝送が可能となる。
【００４２】
図７は、この発明の実施の形態１に係る信号増幅器の受信モード時の動作波形である。通信線側の入出力ポートから入力された増幅前の受信信号が、信号増幅器４の受信増幅部１４で増幅されて、増幅後の受信信号がモデム側の入出力ポートから出力される。ここで、送信信号は入力されていないので、第１のスイッチ（ＳＷ１）１３がオフの状態にされ、第２のスイッチ（ＳＷ２）１５がオンの状態であり、受信信号の出力電圧は通信線３から受信信号が入力されている間、増幅した値が維持される。
【００４３】
この発明の信号増幅器における受信モードの動作によって、通信線からの受信信号は増幅され、長距離伝送が可能となる。
【００４４】
図８は、この発明の実施の形態１に係る信号増幅器を送信側モデムと受信側モデムにそれぞれ入れた場合の利得を示す図である。従来の通信用モデム装置による通過特性の利得とこの発明の実施の形態１に係る信号増幅器を介した通過特性の利得を示している。縦軸は入力信号に対する出力信号の比率を示している。ここで、この利得値が１であれば、信号が全く減衰せずに通信可能であり、０であれば全く通信できないことを示す。
【００４５】
ここに示されたように、この発明の信号増幅器を通信用モデム装置と通信線の間に挿入することで通過特性が上がっており、同一距離の伝送であっても少ない減衰量で通信することができ、また通信距離を延ばすことが可能となる。
【００４６】
なお、通信用モデム装置１のモデム入出力部２と通信線側入出力ポートとの間に、この発明の信号増幅器を内蔵した構成とし、モデム入出力部２から送信する送信信号および通信線３から受信する受信信号を増幅するようにしてもよい。図９は、この発明の実施の形態１に係る信号増幅器を内蔵した通信用モデム装置の一例を示す構成図である。図２における通信用モデム装置１に信号増幅器４を内蔵した構成となっている。ここで、信号増幅器４は、図３に示した判定回路１１を備えたものであり、各部の機能および動作の説明は先に説明済みであるため省略する。
【００４７】
以上のように、この発明の実施の形態１に係る信号増幅器によれば、当該信号増幅器を通信用モデム装置と通信線の間に挿入することで、送信信号と受信信号の両方について等距離伝送であれば減衰量の少ない通信を可能とする効果がある。
【００４８】
また、この発明の実施の形態１に係る信号増幅器によれば、当該信号増幅器を通信用モデム装置と通信線の間に挿入することで、送信信号と受信信号の両方について通信距離を延ばして長距離伝送を可能とする効果がある。
【００４９】
また、この発明の実施の形態１に係る信号増幅器によれば、既存システムに外付けで追加して容易に対応でき、新規システムの導入や既存システムの改修を不要にし、コストを軽減する効果がある。
【００５０】
また、この発明の実施の形態１に係る通信用モデム装置によれば、この発明の実施の形態１に係る信号増幅器を内蔵することで、送信信号と受信信号の両方について等距離伝送であれば減衰量の少ない通信を可能とする効果がある。
【００５１】
また、この発明の実施の形態１に係る通信用モデム装置によれば、この発明の実施の形態１に係る信号増幅器を内蔵することで、送信信号と受信信号の両方について通信距離を延ばして長距離伝送を可能とする効果がある。
【符号の説明】
【００５２】
１  通信用モデム装置、２  モデム入出力装置、３  通信線、４  増幅回路（増幅器）、５  送信回路、６  受信回路、７  モデム側入出力ポート、８  通信線側入出力ポート、９  第１のスイッチ（ＳＷ１）、１０  第２のスイッチ（ＳＷ２）、１１  判定回路、１２  送信増幅部、１３  第１のスイッチ（ＳＷ１）、１４  受信増幅部、１５  第２のスイッチ（ＳＷ２）、１６  信号レベル判定回路、第１の比較回路、１７  送受信判定回路、第２の比較回路、１８  論理和回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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