JP4785934B2 - 衛星ｌｎｂ電源適応負荷 - Google Patents

Description

本発明は、一般に衛星システムの衛星受信機及びセット・トップ・ボックスに関する。より詳細には、本発明は衛星低雑音ブロック（「ＬＮＢ」）電源の適応負荷を提供する方法及び装置に関する。

本章では読者に、以下に記載され及び／又は請求される本発明の種々の態様に関連し得る技術の種々の態様を紹介する。この記載は読者に背景情報を提供し本発明の種々の態様を一層理解するために有用であろう。従って、理解されるべき点は、これらの記述がこの観点から読まれるべきであり、従来技術の承認ではないことである。

ＤｉｒｅｃＴＶ衛星システムでは、各「衛星」は実際には２個の近接した衛星の一群である。これら衛星のそれぞれは、多数の送信機、所謂中継器を有する。送信機の各中継器は別個のＲＦ周波数で地上にある受信機へ信号を送信する。各中継器の信号は音声／ビデオ番組で、又は他のデータ情報で変調されて良い。帯域幅を最適に利用するために、一群の中の一方の衛星にある中継器は右回り円偏波を有する信号を送信し、一群の中の他方の衛星にある中継器は左回り円偏波を有する信号を送信する。衛星受信システムは１又は複数のアンテナを有し、各アンテナは右偏波又は左偏波信号の何れかを受信するよう切り替え可能である。これらのアンテナはそれぞれ低雑音ブロック（ＬＮＢ）と関連付けられ、選択された中継器セットから受信した信号を増幅する。各ＬＮＢにより受信されたＲＦ信号のスペクトルは、また、受信機自体により処理される。受信機では、所望の番組チャンネルに関連付けられた特定周波数が合わせられ、そして復号される。

衛星受信システムは標準的に低雑音ブロック（「ＬＮＢ」）及び／又はＲＦ切り替え装置にＤＣ電圧を供給することにより遠隔で電力を供給する。最大振幅６００ｍＶ、２２ｋＨｚのトーンはＤＣ電圧に付加され、受信機に当該装置と通信させるか又は種々の衛星設定を選択させて良い。例えば、トーンの存在又は不在は複数ＬＮＢシステムの特定のＬＮＢを選択して良い。また、ＬＮＢへ供給されるＤＣ電圧の値は特定の偏波を選択して良い。

２２ｋＨｚトーンを出力に付加する能力を供給するＬＮＢ電源を有する衛星受信システムは、しばしば線形パス要素を有し構成される。線形パス要素は標準的に、高容量性負荷と接続された場合に不要な波形を生成するエミッター・フォロア回路を有する。結果として回路はピーク検出器のように動作し、出力電圧を最大振幅レベルに近い値に留まらせる。基本的に、このようなエミッター・フォロア回路は、電流シンク装置の支援なしに外部キャパシタンスからの電荷を除去する能力を有さない。

従来、衛星受信システムはＬＮＢ／切り替え装置に対し３０ｍＡの最小電流、及び電源の出力に対し７５０ｎＦの最大キャパシタンスの仕様を定めた。従来の設計は３０ｍＡの最小電流を衛星受信機の電源内の単純な抵抗器で補完し、十分な電流シンクを提供し、及び適正な２２ｋＨｚ波形形状を提供した。衛星受信システムは現在、ＬＮＢ／切り替え装置でゼロ負荷電流の仕様へ向かっている。この低負荷は、７５０ｎＦの負荷で２２ｋＨｚ波形形状を生成するために十分なシンク電流を供給しない。従って、新たなシステムで適正な波形を維持する方法及び装置が望まれる。

開示される実施例の範囲と相応の特定の態様が以下に記載される。理解されるべき点は、これらの態様が単に読者に、本発明が取り得る特定の形式の概要を提供するために提示されること、及びこれらの態様が本発明の範囲を制限しないことである。実際に、本発明は以下に記載されない種々の態様を包含し得る。

開示される実施例は、高容量性負荷を駆動する制御システム内のスルー・レート歪みを低減するシステム及び方法に関する。特に方法が開示され、当該方法は、第１の複数の信号又は第２の複数の信号の間で選択する制御信号を提供する段階、を有し、前記制御信号は第１のＤＣレベル又は第２のＤＣレベルにより前記選択を通信し、及び前記制御信号が前記第１のＤＣレベルから前記第２のＤＣレベルへ遷移した場合に適応負荷を作動させる段階、を更に有する。更なる実施例では、方法はまた、第３の複数の信号の選択を伝えるトーンを制御信号に付加する段階、及び前記トーンが存在する場合に適応負荷を作動させる段階、を有する。

更なる実施例はシステムであり、当該システムは、第１の複数の信号又は第２の複数の信号の間で選択する制御信号を提供する通信回路、を有し、前記制御信号は第１のＤＣレベル又は第２のＤＣレベルにより選択を通信し、及び前記制御信号が前記第１のＤＣレベルから前記第２のＤＣレベルへ遷移した場合に負荷電流を供給するよう構成された適応負荷、を更に有する。システムはまた、制御信号に付加されたトーンを有して良く、前記トーンが存在する場合に適応負荷は作動される。

更に別の実施例は制御装置であり、当該制御装置は、第１の複数の信号又は第２の複数の信号の間で選択する制御信号を提供する手段、を有し、前記制御信号は第１のＤＣレベル又は第２のＤＣレベルにより前記選択を通信し、及び前記制御信号が前記第１のＤＣレベルから前記第２のＤＣレベルへ遷移した場合に負荷電流を供給する手段、を更に有する。制御装置は、制御信号にトーンを付加する手段を更に有して良く、前記トーンが存在する場合に前記負荷電流（４０）を供給する手段は作動される。

本発明の利点は以下の詳細な説明を読み、図を参照して明らかになる。

本発明の１又は複数の特定の実施例が以下に記載される。これら実施例の簡潔な記載を提供するため、実施の実装の全ての特徴が明細書に記載されるものではない。理解されるべき点は、如何なる工業技術又は設計企画のようなこのような如何なる実際の実装の開発でも、実装毎に異なり得る制約の関連システム及び関連ビジネスに適合するため開発者特有の目標を達成するために多数の実装特有の決定がなされなければならない。更に理解されるべき点は、このような開発努力は複雑であり時間を要するが、しかしながら本開示の利益を有する当業者にとっては設計製作及び製造の機械的受け継ぎになることである。

最初に図１を検討する。本発明のある実施例による例である衛星受信システムが示され、一般に参照符号１０で示される。特に、図１はパラボラ・アンテナ１４内に設置されたＬＮＢ装置１２を示す。ＬＮＢ装置１２は１又は複数のＬＮＢを有して良い。各ＬＮＢは異なる群の衛星の信号を受信するよう構成されて良い。ＬＮＢ装置１２の各ＬＮＢはセット・トップ・ボックス１６と電気的に結合される。セット・トップ・ボックス１６はＬＮＢ電源２０、制御回路１８、及びチューナー１９を有するよう示される。

セット・トップ・ボックス１６は「高」及び「低」電圧信号を２２ｋＨｚトーンの存在又は不在と組み合わせ通信するよう構成される。例えば、セット・トップ・ボックス１６はＬＮＢ電源２０に、２２ｋＨｚトーンをＬＮＢ電源２０からの出力電圧に付加させて良い。トーンの存在又は不在は、どのＬＮＢ１２が選択されているか、従ってどの衛星群の信号が受信されるかを示す。

ＬＮＢ電源２０の出力電圧レベルは偏波の選択を示す。例えば、ＬＮＢ電源２０を介したセット・トップ・ボックス１６は、１８Ｖのような高出力電圧、又は１３Ｖのような低出力電圧を供給し、ＬＮＢに特定の偏波を有する信号に合わせるよう指示して良い。本発明の例である実施例では、偏波は右又は左回り円偏波であって良い。本発明の代替の実施例は、水平及び垂直偏波等を利用して良い。偏波を用いることにより、特定の衛星群の異なる中継器セットからの入力信号を選択できる。各中継器から受信した信号は、音声及びビデオ番組の異なるチャンネルのような固有情報を有して良い。例である実施例では、１８Ｖの「高」電圧レベルは第１の中継器セットから受信されるデータを選択し、及び１３Ｖの「低」信号は第２の中継器セットから受信されるデータを選択する。

更に、セット・トップ・ボックス１６はＤｉＳＥｑＣ規格に従いＬＮＢと通信するよう構成されて良い。ＤｉＳＥｑＣ規格は種々の電圧レベル及びトーンの利用を認めている。ＤｉＳＥｑＣ方式では、ＬＮＢとセット・トップ・ボックスとの間の通信を実現するためトーンのパルス幅キーイングが実施される。

セット・トップ・ボックス業界は、あらゆる仕様で定められた負荷条件で適正なトーン形状を要求する。負荷条件は標準的に０乃至４５０ｍＡの範囲であり、時には最大７５０ｎＦの容量性負荷を駆動することが要求される。５０ｍＡの負荷は、最大仕様の７５０ｎＦの容量性負荷を駆動するＬＮＢ電源の適正な波形形状を提供するために望ましい。ＬＮＢ電源が１３Ｖモードと１８Ｖモードの両方で動作する場合、電流シンクは両モードでシンク５０ｍＡに適応可能でなければならない。

制御回路１８はＬＮＢ電源２０へ制御信号を提供するよう適応されて良い。制御回路からの制御信号は、適応負荷に５０ｍＡの電流シンクを可能に又は不可能にさせ、小さい又は如何なる追加電流負荷も有さない高容量性負荷を駆動する場合に２２ｋＨｚトーンの波形形状を維持する。

図２は、本発明のある実施例による衛星受信機の適応負荷を備えたＬＮＢ電源の例を示し、一般に参照符号３０で示される。特に、図２はエミッター・フォロア回路として構成された電源トランジスター２８を示す。ＤＣ源３８は、前述の高又は低出力電圧レベルを供給し中継器の選択を実現する。更に２２ｋＨｚトーンはＡＣ源３６により、ユーザーにより選択されるチャンネルの閲覧を満足させるためにどのＬＮＢが必要かに依存して付加されて良い。付加された２２ｋＨｚトーンを有する又は有さない高又は低出力電圧は、演算増幅器３４へ、そして電源トランジスター２８のベースへ届けられる。電源トランジスター２８のエミッターはセット・トップ・ボックス１６とＬＮＢ装置１２との間のバス２２と接続される。

本発明の例である実施例では、適応負荷４０はバス２２と電気的に接続される。適応負荷４０は電流シンクとして動作し、余剰電荷を放電し及び適正な２２ｋＨｚトーン波形を保証する。適応負荷は高電流区分４２及び低電流区分４４を有する。高電流区分４２は高電流適応負荷信号４８により有効にされる。２２ｋＨｚが１８Ｖ信号に付加された場合、制御回路１８からの高電流信号は高電流区分４２を有効にする。高電流区分４２は、１８Ｖ信号が存在する間に有効にされると、３６０Ωの抵抗器４６を通じて５０ｍＡを引き出す。

低電流区分４４は制御回路１８からの低電流適応負荷信号５２により有効にされる。低電流適応負荷信号は、２２ｋＨｚトーンが１３Ｖ信号に付加される場合に低電流区分４４を有効にする。低電流区分４４は１ｋΩの抵抗器５０を通じて１３ｍＡを引き出す。２２ｋＨｚトーンが１３Ｖ信号に付加される間、高電流区分４２は有効にされ、そして３６ｍＡを引き出す。合わせて、高及び低電流区分は４９ｍＡを引き出し得る。

図示された実施例では、適応負荷は２個のバイポーラ・トランジスターにより切り替えられる抵抗性負荷４６及び５０を有する。「高」負荷４２は１８Ｖモードで５０ｍＡを提供し、１３Ｖモードで３６ｍＡを提供する。「低」負荷４４は１３Ｖモードで動作し、作動している場合に１３ｍＡの電流を提供する。追加の１３ｍＡの電流は、合計適応負荷電流を１３Ｖモードで４９ｍＡにする。高電流適応負荷制御信号４８は「高」負荷４２を作動させるために用いられる。低電流適応負荷制御信号５２は「低」負荷４４を作動するために用いられる。

図３は、本発明のある実施例による衛星受信機の独立電流源を備えた電源の例を示し、一般に参照符号６０で示される。電源６０は図２の電源３０と異なり、単一の電流源を実装する。また、電源６０の電流源はバス電圧と独立である。これに対し図２の電源３０では、２個の負荷抵抗器４６及び５０から引き出された電流はバス電圧の関数である。図３の電源６０では、トランジスター６２が「オン」の場合、５０ｍＡの一定電流はバス電圧と独立に電流シンクを通じて引き出される。

上述の適応制御された負荷は、コスト効率的な解決法を提供し、２２ｋＨｚトーンを維持すると同時にＬＮＢ電源により要求される追加電流を最小化し、及びシステムの全体的な省電力をもたらす。２２ｋＨｚトーンの適正な波形の保証を助けるのに加え、システムはチャネル変更時間を短縮可能である。長い「高出力電圧」から「低出力電圧」への遷移時間に関連する遅延は、偏波制御電圧を切り替え及びチューナー１９を再びロックするために要する時間を助長する。衛星受信機のデコーダーは場合によっては、ある表示チャンネルから他の表示チャンネルへ遷移する場合に異なる偏波選択を必要とする。偏波を変更する場合、ＬＮＢ電源から供給された電圧は「高出力電圧」から「低出力電圧」又はその逆に変化する。ＬＮＢ電源が「高出力電圧」から「低出力電圧」へ遷移している場合に、当該遷移は有意な時間量を要し、ＬＮＢが偏波を切り替える時を遅らせ得る。この適応負荷方法は、５０ｍＡ負荷を適用し回路内の寄生キャパシタンスを放電することにより、適正な高出力電圧から低出力電圧への遷移を保証することを助ける。

図４を検討する。本発明のある実施例による方法の例を説明するフローチャートが示され、一般に参照符号８０で示される。例である方法８０はブロック８２で開始し、衛星受信機を起動する。受信機が起動されると、ブロック８４に示されるようにＬＮＢ電源は信号を出力する。上述のように、信号はセット・トップ・ボックス１６（図１）とＬＮＢ装置１２（図１）との間の通信のために用いられる。信号は複数の電圧レベル及び変調されて良い付加された２２ｋＨｚ選択トーンを有する。ブロック８６に示されるように、選択トーンが存在する場合、又は高電圧レベルから低電圧レベルへの（例えば１８Ｖから１３Ｖへの）遷移が存在する場合、ブロック８８に示されるように適応負荷は作動される。如何なるトーンも存在せず、及び高から低電圧への如何なる遷移も存在しない場合、ブロック９０に示されるように適応負荷は必要ないので作動を停止される。方法８０は従って、トーン波形を維持し、場合によってはシステム内のチャンネル変更速度を増大する方法を提供する。ブロック９２で、例である処理は終了する。

方法８０は電力消費の減少をもたらし、従って追加の利益を提供して良い。省電力を提供するという産業の増大する圧力は、如何なるトーンも必要ない場合、又はスタンバイ・モードである場合に減少されるか又はオフに切り替えられる負荷を支持して有利に作用する。ある例である実施例では、電流シンクは必要ない場合、例えば如何なる２２ｋＨｚトーンも存在しない場合にオフに切り替え可能である。代替の実施例では、上述のように電流シンクは電源からＬＮＢへのバスに依存する。如何なる電流もバスに存在しない場合、例えばオフに切り替えられた状態では、如何なる電流も電流シンクへ引き出されない。

図５は、本発明の代替の実施例による技術の例を説明するフローチャートが示され、一般に参照符号１００で示される。図５に示された例である実施例は、現在のトーン、次のトーン、現在の電圧及び次の電圧条件を考慮し適応負荷の適用を決定するため制御回路１８（図１）により実施されて良い、方法１００は、２個の切り替えられた負荷の制御を達成し、適応負荷を形成し上述の利点を提供する。

図５に示されたように、処理はブロック１０２で開始する。決定ブロック１０４で、トーンの次の状態がオンかオフかの最初の決定が行われる。次の状態のトーンがオフの場合、ブロック１０６に示されるようにトーンはオフに切り替えられる。或いは次のトーンの状態がオンの場合、処理フローは決定ブロック１０８へ進み、現在の出力電圧（低又は高）が決定される。現在の出力電圧が低の場合、ブロック１１０に示されるように、次の出力電圧状態が決定される。システムが低出力電圧状態のままである場合、決定ブロック１１２で次のトーン状態（オン又はオフ）が決定される。

現在の出力電圧状態（ブロック１０８）と次の出力電圧状態（ブロック１１０）の両方が低であり、次のトーン状態がオンの場合、ブロック１１４に示されるように、高電流適応負荷と低電流適応負荷の両方が有効にされ、トーンはオンに切り替えられる。しかしながら、次のトーン状態がオフの場合（ブロック１１２）、ブロック１１６に示されるように、トーンはオフに切り替えられ、高電流適応負荷と低電流適応負荷の両方が無効にされる。

決定ブロック１１０に戻り、現在の出力電圧は低になり（ブロック１１８）、次の出力電圧状態が高の場合（ブロック１１０）、ブロック１２０に示されるように、低電流適応負荷は無効にされ、出力電圧は高に設定される。ブロック１２０から、処理フローは決定ブロック１２２へ進み、次のトーン状態が決定される。次のトーン状態がオフの場合、ブロック１１６に示されるように、トーンはオフに切り替えられ、高電流適応負荷と低電流適応負荷の両方が無効にされる。しかしながら、ブロック１２２で次のトーン状態がオンの場合、ブロック１２４に示されるように、トーンをオンに切り替える前に高電流適応負荷は有効にされる。

ブロック１０８に戻ると、現在の出力電圧が決定され、現在の出力電圧が高であると決定されると、ブロック１２６で次の出力電圧状態が決定される。ブロック１２６で次の出力電圧が低の場合、ブロック１２８に示されるように、高電流適応負荷のみが有効にされ、出力電圧は底に設定される。処理フローは次にブロック１３０へ進み、次のトーン状態が決定される。次のトーン状態がオンの場合、ブロック１３２に示されるように、トーンをオンに切り替える前に低電流適応負荷は有効にされる。或いは、ブロック１３０で次のトーン状態がオフの場合、ブロック１３６に示されるように、トーンはオフに切り替えられ、高電流適応負荷と低電流適応負荷の両方が無効にされる。

ブロック１０８に戻ると、システムが現在、高出力電圧状態であり且つ次の出力電圧状態も高電圧状態である場合（ブロック１２６）、ブロック１３４で次のトーン状態が決定される。次のトーン状態がオフの場合、ブロック１３６に示されるように、トーンはオフに切り替えられ、高電流適応負荷と低電流適応負荷の両方が無効にされる。或いは、ブロック１３４で次のトーン状態が決定された場合、ブロック１３８に示されるように、トーンをオンに切り替える前に低電流適応負荷が無効の間に高電流適応負荷が有効にされる。ブロック１１８で、処理フローは終了する。

以下に、本発明のある実施例による疑似コードの例を示す。

本発明は種々の変更及び代替の形式の余地があるが、特定の実施例が例として図に示され本願明細書で詳細に記載された。しかしながら、理解されるべき点は、本発明が開示された特定の形式に限定されないこと、むしろ本発明が特許請求の範囲により定められた本発明の精神と範囲に包含される全ての変形、等価物及び代案を包含することである。

本発明のある実施例による衛星受信システムの例である。 本発明のある実施例による衛星受信機の適応負荷を備えたＬＮＢ電源の例である。 本発明のある実施例による衛星受信機の独立電流源を備えたＬＮＢ電源の例である。 本発明の第１の実施例による方法の例を説明するフローチャートである。 本発明の別の実施例による方法の例を説明するフローチャートである。

Claims (20)

1. 衛星ＬＮＢの電源適応方法であって、
   電源からバスを介して前記衛星ＬＮＢへ、第１の複数の信号又は第２の複数の信号の間で選択する制御信号を提供し、該制御信号は第１のＤＣレベル又は第２のＤＣレベルにより前記選択を伝える段階と、
   前記制御信号が前記第１のＤＣレベルから前記第２のＤＣレベルへ遷移した場合に、前記電源において適応負荷をアクティブにする段階と
   を有し、
   前記第１のＤＣレベルの電圧は、前記第２のＤＣレベルの電圧よりも高い、方法。
2. 第３の複数の信号の選択を伝えるトーンを前記制御信号に付加する段階を更に有し、
   前記適応負荷をアクティブにする段階は、前記トーンが存在する場合に前記適応負荷をアクティブにする段階、を有する請求項１記載の方法。
3. 前記適応負荷をアクティブにする段階は、前記第１のＤＣレベルと前記トーンの両方が存在する場合に、前記適応負荷に含まれる高電流適応負荷及び低電流適応負荷のうち前記高電流適応負荷をアクティブにする段階を有する、請求項２記載の方法。
4. 前記適応負荷をアクティブにする段階は、前記第２のＤＣレベルと前記トーンの両方が存在する場合に、前記適応負荷に含まれる高電流適応負荷及び低電流適応負荷をアクティブにする段階を有する、請求項２記載の方法。
5. 前記適応負荷は、前記制御信号が前記第１のＤＣレベルと前記第２のＤＣレベルのいずれであろうともアクティブにされる、請求項２記載の方法。
6. 前記適応負荷は、スタンバイ・モードである場合に非アクティブにされる、請求項１記載の方法。
7. 前記適応負荷をアクティブにする段階は、前記適応負荷に含まれる高電流適応負荷及び低電流適応負荷のうち前記高電流適応負荷をアクティブにする段階を有する、請求項１記載の方法。
8. 前記適応負荷は定電流源を有する、請求項１記載の方法。
9. 衛星受信システムであって、
   衛星ＬＮＢと、
   前記衛星ＬＮＢ用の電源と、
   前記衛星ＬＮＢと前記電源とを接続するバスと
   を有し、
   前記電源は、
   前記バスを介して前記衛星ＬＮＢへ、第１の複数の信号又は第２の複数の信号の間で選択する制御信号を提供するよう構成され、該制御信号は第１のＤＣレベル又は第２のＤＣレベルを示すことにより前記選択を伝える通信回路と、
   前記制御信号が前記第１のＤＣレベルから前記第２のＤＣレベルへ遷移した場合に負荷電流を供給するよう構成された適応負荷と
   を有し、
   前記第１のＤＣレベルの電圧は、前記第２のＤＣレベルの電圧よりも高い、システム。
10. 前記通信回路は、前記制御信号に第３の複数の信号の選択を伝えるトーンを付加し、
    前記適応負荷は、前記トーンが存在する場合にアクティブにされ、前記負荷電流を供給する、請求項９記載のシステム。
11. 前記適応負荷は、高電流適応負荷及び低電流適応負荷を有し、
    前記高電流適応負荷及び前記低電流適応負荷のうち前記高電流適応負荷が、前記第１のＤＣレベルと前記トーンの両方が存在する場合にアクティブにされる、請求項１０記載のシステム。
12. 前記適応負荷は、高電流適応負荷及び低電流適応負荷を有し、
    前記高電流適応負荷及び前記低電流適応負荷の両方が、前記第２のＤＣレベルと前記トーンの両方が存在する場合にアクティブにされる、請求項１０記載のシステム。
13. 前記適応負荷は、前記制御信号が前記第１のＤＣレベルと前記第２のＤＣレベルのいずれであろうともアクティブにされる、請求項１０記載のシステム。
14. 前記適応負荷は、スタンバイ・モードである場合に非アクティブにされる、請求項９記載のシステム。
15. 前記適応負荷は、高電流適応負荷及び低電流適応負荷を有し、
    前記高電流適応負荷及び前記低電流適応負荷のうち前記高電流適応負荷がアクティブにされる、請求項９記載のシステム。
16. 前記適応負荷は定電流源を有する、請求項９記載のシステム。
17. 衛星ＬＮＢ用の電源であって、
    当該電源とバスを介して接続された前記衛星ＬＮＢへ、第１の複数の信号又は第２の複数の信号の間で選択する制御信号を提供し、該制御信号は第１のＤＣレベル又は第２のＤＣレベルを示すことにより前記選択を伝える手段と、
    前記制御信号が前記第１のＤＣレベルから前記第２のＤＣレベルへ遷移した場合に負荷電流を供給する手段と
    を有し、
    前記第１のＤＣレベルの電圧は、前記第２のＤＣレベルの電圧よりも高い、電源。
18. 制御信号に第３の複数の信号の選択を伝えるトーンを付加する手段を更に有し、
    前記負荷電流を供給する手段は、前記トーンが存在する場合にアクティブにされ、前記負荷電流を供給する、請求項１７記載の電源。
19. 前記負荷電流を供給する手段は定電流源を有する、請求項１８記載の電源。
20. 前記負荷電流を供給する手段は定電流源を有する、請求項１７記載の電源。

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