JPH0533075Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の技術分野］ 本考案は、微弱なテレビジヨン信号を所望のレ
ベルに増幅してテレビジヨン受像機に供給するテ
レビジヨン信号用補償増幅器（以下、ブースタと
いう）に関する。

［従来技術とその欠点］ 家庭用に小規模に用いられている小型のブース
タには、最近普及の著しいビデオ機器、例えばビ
デオ・テープ・レコーダ（VTR）、ビデオ・デイ
スク・プレーヤ（VOP）あるいはテレビ・ゲー
ム等の高周波出力を選択切換えできるよう信号切
換器が内蔵されているものがある。

このようなブースタは、通常小型のケースに収
納され、連続通電されるのが普通であるので、ケ
ース内の温度上昇の軽減の為及び電力消費の費用
の軽減の為、回路の消費電力は極力少なくするこ
とが望ましい。

ところで、信号切換器として従来知られている
技術としては、(1) 機械式接点スイツチによる方
法、(2) 電磁式機械接点スイツチによる方法、(3)
PINダイオード等の高周波ダイオードをスイツチ
として利用するダイオード・スイツチ回路による
方法等があり、それぞれ利用されている。

しかしながら、上記方法はいずれも下記のよう
な問題があつた。すなわち、(1)の方法の場合、高
周波信号の切換えの性能を維持しようとすると切
換接点機構が複雑となるので、耐久性や信頼性の
高いものが得にくい。

(2)の方法の場合には高周波リレーを使つて信号
の切換えを行う方法であり、電気的特性や耐久性
に関しては優れているが、費用が高くつき価格的
に問題がある。

(3)の方法は、電気的性能や経済性、耐久性に優
れていることや電気信号により接点の切換えがで
きる等優れた特徴を有しているが、切換接点（ダ
イオード・スイツチ）の数の増加に伴つて、回路
の消費電流即ち消費電力が増加するという問題が
あつた。これを第３図及び第４図により説明す
る。

第３図はダイオード・スイツチの基本回路を示
すものである。この回路においては、端子P₂に
正極性電圧を印加し、端子P₁、端子P₃を零電位
にすると、矢印Ａで示す方向に電流が流れること
により、ダイオードD₁は導通状態になり、端子
Q₁に与えられた高周波信号はダイオードD₁を通
つて端子Q₂に送られる。

一方、ダイオードD₂に対しては逆バイアスの
状態となるため、ダイオードD₂は不導通となり、
端子Q₁→接続点ａ接続点ｂ→端子Q₂の高周波信
号の経路に対しては影響を及ぼさない。即ち、ス
イツチがオンに相当する状態となる。次に、端子
P₃に正極性電圧Ｖを印加し、P₁，P₂を零電位に
落とすと、電流は破線で示す矢印Ｂで示す方向に
流れ、ダイオードD₂は導通状態となり、高周波
的にａ点はバイパス用キヤパシタC_Pにより接地
電位に短絡される。一方、ダイオードD₁は逆バ
イアス状態となるので、ａ，ｂ間は不導通状態と
なり、端子Q₁からQ₂への高周波信号の伝達が阻
止される。すなわち、スイツチがオフに相当する
状態となる。抵抗R₁，R₂はそれぞれダイオード
D₁，D₂を流れる電流を制限するもので、今、電
流をI_Dとすると、その電流値は、I_D＝（Ｖ−
V_F）／Ｒで与えられる。

ここで、V_FはダイオードD₁，D₂の順方向の電
圧である。又、L₁，L₂はそれぞれ高周波信号阻
止用のインダクタ、C₁，C₂は直流電流阻止用の
キヤパシタ、C_Pは高周波電流バイパス用のキヤ
パシタである。

ダイオードの導通時における高周波抵抗を考え
ると、これはダイオードの特性上、順方向電流が
大きい程小さくすることができる。すなわち、ダ
イオード・スイツチの通過損失を減らすことがで
きるので、ダイオードの許容損失や電源消費等の
許す限りできるだけ大きい順方向電流を流すこと
が望ましい。一般的にはこの順方向電流は15〜
20mA程度に設定する。

以上説明したように、ダイオード・スイツチ回
路を動作させるためには、オン、オフに係わりな
く、常時15〜20mA程度の電流を流すことが必要
である。したがつて、このようなダイオード・ス
イツチ回路（Ｎ）を複数個接続して、信号切換回
路を構成した場合、第４図に示すようにダイオー
ド・スイツチの回路数に比例して消費電流が多く
なる（全消費電流Ｉ＝Id×Ｎ）ことがわかる。こ
こで、DS１，DS２…はそれぞれダイオード・ス
イツチ回路、Idはダイオード・スイツチ回路１個
当りの消費電流を示す。

［考案の目的］ 本考案は上記実情に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、消費電流を大幅に増加することなく、
ダイオードスイツチによる信号切換器を内蔵でき
るテレビジヨン信号用補償装置を提供することに
ある。

［考案の要点］ 本考案に係るテレビジヨン信号用補償増幅装置
は、テレビジヨン信号が入力される第１の入力端
子と、他の高周波信号が入力される１又は２以上
の第２の入力端子と、前記第１の入力端子から入
力したテレビジヨン信号を所定のレベルに増幅す
る増幅回路と、前記第１の入力端子及び第２の入
力端子から入力した信号を選択切換えして出力す
るダイオード・スイツチ回路とを備えており、前
記ダイオード・スイツチ回路のスイツチング電流
を前記増幅回路の電源用電流として利用するもの
である。

［考案の実施例］ 以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明
する。第１図及び第２図に示すテレビジヨン信号
用補償増幅装置は、４つの入力端子IN₁，IN₂，
IN₃，IN₄から入力した高周波信号をダイオー
ド・スイツチ回路により選択的に切換えるよう構
成したものである。すなわち、各入力端子IN₁，
IN₂，IN₃，IN₄にはそれぞれダイオード・スイツ
チ回路１１₁，１１₂，１１₃，１１₄が各ダイオー
ドスイツチ回路１１₁，１１₂，１１₃，１１₄個々
の構成は上記第３図に示したものと基本的に同様
であるので、その接続構成の説明は省略するが、
各信号ラインに対して直列及び並列にダイオード
が配設されるものである。また、得に、入力端子
IN₁には、スイツチ回路１１₁の前段にアンテナ
からの信号を増幅するためのブースタ・アンプ１
２が接続されている。スイツチ回路１１₁のスイ
ツチS₁は機械式接点スイツチあるいは半導体のト
ランジスタスイツチ等で構成される３回路２接点
のスイツチで、各回路のa₁，a₂，a₃の各接点はｂ
側に設定されている。他のスイツチS₂，S₃，S₄も
同様には機械式接点スイツチあるいは半導体のト
ランジスタスイツチ等で構成される２回路２接点
のスイツチであり、a₁，a₂の各回路の接点はｃ側
に設定されている。これらスイツチS₁，S₂，S₃，
S₄は例えば押圧操作により接点が切替わる連動式
押釦スイツチであり、いずれか一つのスイツチの
みロツク可能なダブルロツク禁止型のものであ
る。なお、L₁〜L₈は高周波電流阻止用のインダ
クタ、C₁〜C₉は直流電流阻止用のキヤパシタ、
C₁₀〜C₁₄は高周波電流バイパス用キヤパシタ、Ｅ
は電源であり、この電源Ｅは内蔵のものと外部電
源の両方が用いられる。

このような構成において、入力端子IN₁からの
入力を選択し、出力する場合の動作について第１
図により説明する。スイツチS₁，S₂，S₃，S₄の各
接点が上記のように位置している場合には、電流
は同図に矢印Ａで示すような経路で流れる。すな
わち、電源Ｅから、ダイオードD₄→インダクタ
L₄→D₃→L₃→D₂→L₂→L₅→D₅→L₁からブース
タ・アンプ１２の電源供給端子１２ａに供給され
る。これにより、ダイオードD₅は導通状態とな
ると共に、ダイオードD₁は不導通状態となり、
その結果このダイオード・スイツチ回路１１₁は
オン状態となる。残りのダイオード・スイツチ回
路１１₂，１１₃，１１₄はダイオードD₂，D₃，D₄
が導通、ダイオードD₆，D₇，D₈が逆バイアス状
態となり不導通状態となるので、全てオフ状態と
なる。

前記ダイオードを流れる電流は最終的にブース
タ・アンプ１２に供給され、結果として各ダイオ
ードのスイツチング電流が直列状にして増幅器電
流として使用されるもので、これによりブース
タ・アンプ１２が動作する。このブースタ・アン
プ１２を動作させるためには、本実施例において
は15Vの電源電圧で40mAの電流が必要である。
このため、前記ダイオードD₆，D₇，D₈には
40mAの電流を流す。

次に、上記回路においては、消費電流を著しく
節減できることを説明する。第１図において、電
流が通過するダイオードの本数は４本であるの
で、ブースタ・アンプ１２の電源供給点における
電圧降下は４×（ダイオードの順方向電圧）であ
る。例えば、ダイオードの順方向電圧を0.7Vと
すると、電圧降下の値は2.8Vということになる。
すなわち、ブースタ・アンプ１２の電源供給点に
おける電圧は電源電圧Ｅに比べ2.8V低下するこ
とになる。逆に言えば、正規の電圧をブースタ・
アンプ１２に与える場合、電源電圧Ｅを2.8Vだ
け高くする必要がある。このことはブースタ・ア
ンプ１２のみの消費電力に比べ40mA×2.8V＝
0.112W消費電力が増えることを意味する。

次に、従来の方法による場合の電力消費を考え
る。各ダイオード・スイツチ回路に電源電圧15V
で15mAの順方向電流をダイオードに流すことに
すると、４×15mA×15V＝0.9Wの電力が必要に
なる。すなわち、本考案の場合に比べると、消費
電力が約８倍に増加することとなる。ブースタ・
アンプ１２の消費電力は40mA×15V＝0.6Wであ
るので、本考案を採用しないと、ダイオード・ス
イツチ回路のため２倍以上の消費電力が増加する
ことになり、装置の内部温度上昇や、電源回路の
容量増加による価格上昇等種々の問題が発生す
る。

これに比べ、本考案を採用すれば電力消費はブ
ースタ・アンプ１２のみの場合に比べ、18.7％の
増加で済み、ブースタ・アンプ１２に高周波信号
切換回路を極めて経済的に付加することができ
る。

第２図に、入力端子IN₃の入力を選択し、出力
する場合の動作を説明する。この場合、スイツチ
S₃のa₁，a₂の回路の接点はｂ側に設定されてい
る。他のスイツチS₁，S₂，S₄の回路の接点はｃ側
に設定されている。このような接点の位置におい
ては、電流は矢印Ｂに示すように流れる。すなわ
ち、電源Ｅから、ダイオードD₄→インダクタL₄
→L₇→D₇→L₃→D₂→L₂→D₁→L₁→抵抗器Ｒの経
路でダイオードの順方向の電流が流れる。ここ
で、抵抗器Ｒはダイオードに流れる電流を制限す
るもので、その抵抗値はダイオードD₂，D₇，D₄
に15mAの順方向電流を流すものとして以下の式
で決定される。

Ｒの抵抗値＝（電源電圧Ｅ−ダイオードの順方
向電圧×順方向のダイオードの本数）／（ダイオ
ードの順方向電流） 先に用いた各数値から、Ｒの値は1000（Ω）＝
（15.28V−0.7V×４）／15（mA）となる。15mA
の順方向電流がダイオードD₇に流れることによ
り、ダイオードD₇は導通状態になり、又ダイオ
ードD₃は逆バイアスに設定されることから、こ
のダイオード・スイツチ回路１１₃はオン状態と
なる。逆に、他のダイオード・スイツチ回路１１
_１，１１₂，１１₄は全てオフ状態となるので、入
力端子IN₃から入力した高周波信号のみ選択的に
出力されることになる。

第２図の場合の消費電力は、15.28V×15mA＝
0.23Wであり、従来の方法による消費電力0.9W
に比べると、約1/4で済むことになる。

他の入力端子IN₂，IN₄を選択した場合も、動
作や消費電力に関して同様に取り扱うことができ
るのでその説明は省略する。

尚、上記実施例においては、ダイオード電流の
切換えを機械接点で行つているが、これに限定す
るものではなく、その他例えば論理ゲート回路で
駆動されるトランジスタスイツチを用いても良い
ことは勿論である。

［考案の効果］ 以上のように本考案によれば、優れた特徴を有
する高周波ダイオード・スイツチ回路をわずかな
消費電力の増加で、ブースタ・アンプに付加する
ことができるので実用上極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ本考案の一実施例
に係るテレビジヨン信号用補償増幅装置の回路構
成図、第３図は従来のダイオード・スイツチの基
本回路図、第４図は従来の回路の電流消費状態を
説明するための図である。 １１₁，１１₂，１１₃，１１₄……ダイオード・
スイツチ回路、IN₁，IN₂，IN₃，IN₄……入力端
子、L₁〜L₈……高周波電流阻止用のインダクタ、
C₁〜C₉……直流電流阻止用のキヤパシタ、C₁₀〜
C₁₄……高周波電流バイパス用キヤパシタ、Ｅ…
…電源。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 テレビジヨン信号が入力される第１の入力端子
   と、 他の高周波信号が入力される１又は２以上の第
   ２の入力端子と、 前記第１の入力端子から入力したテレビジヨン
   信号を所定のレベルに増幅する増幅回路と、 選択されたテレビジヨン信号あるいは他の高周
   波信号を出力する出力端子と、 前記増幅回路の出力側から前記出力端子に至る
   間の第１の信号ラインに直列に設けられ、電流の
   供給により選択されてテレビジヨン信号を通過さ
   せる第１の直列ダイオード・スイツチ、前記第１
   の信号ラインに並列に設けられ、電流の供給によ
   りテレビジヨン信号を短絡して該テレビジヨン信
   号が出力されないようにする第１の並列ダイオー
   ド・スイツチ、前記第１の直列ダイオード・スイ
   ツチ及び第１の並列ダイオード・スイツチに供給
   する電流を選択切換えする一方、前記第１の直列
   ダイオード・スイツチのスイツチング電流の前記
   増幅回路の電源端子への供給を選択切換する第１
   の連動スイツチ、前記第１の信号ラインの両端に
   配設された直流電流阻止用キヤパシタ、前記第１
   の直列ダイオード・スイツチのスイツチング電流
   を前記第１の信号ラインより導き前記第１の連動
   スイツチの可動接点に与え、第１の信号ライン選
   択時に前記増幅回路に電源を供給する為の高周波
   電流阻止用インダクタ、前記第１の直列ダイオー
   ド・スイツチに直列接続された高周波電流阻止用
   インダクタ、第１の信号ライン非選択時に前記第
   １の連動スイツチの選択切換えにより前記第１の
   並列ダイオード・スイツチに直列となつて接続さ
   れる高周波電流阻止用インダクタからなる第１の
   ダイオード・スイツチ回路と、 前記第２の入力端子から前記出力端子に至る間
   の第２の信号ラインに直列に設けられ、電流の供
   給により選択されて高周波信号を通過させる第２
   の直列ダイオード・スイツチ、前記第２の信号ラ
   インに並列に設けられ、電流の供給により高周波
   信号を短絡して該高周波信号が出力されないよう
   にする第２の並列ダイオード・スイツチ、前記第
   ２の直列ダイオード・スイツチ及び第２の並列ダ
   イオード・スイツチに供給する電流を選択切換え
   し、前記第１の連動スイツチとも連動した第２の
   連動スイツチ、前記第２の信号ラインの両端に配
   設された直流電流阻止用キヤパシタ、前記第２の
   直列ダイオード・スイツチに直列接続された高周
   波電流阻止用インダクタ、当該第２の信号ライン
   非選択時に前記第２の連動スイツチの選択切換え
   により前記第２の並列ダイオード・スイツチに直
   列となつて接続される高周波電流阻止用インダク
   タからなる、前記第２の入力端子の個数毎に配設
   された第２のダイオード・スイツチ回路と を具備し、前記第１及び第２のダイオード・スイ
   ツチ回路のスイツチング電流を前記各ダイオー
   ド・スイツチに直列接続された高周波電流阻止用
   インダクタと前記連動スイツチの切換えにより形
   成される電流経路を介して供給することにより前
   記スイツチング電流を前記増幅回路の電源用電流
   として用いることを特徴とするテレビジヨン信号
   用補償増幅装置。