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技術 デジタル信号分配器

出願人 任天堂株式会社
発明者 増山巌
出願日 1994年10月14日 (24年2ヶ月経過) 出願番号 1994-275598
公開日 1996年5月7日 (22年8ヶ月経過) 公開番号 1996-116228
状態 未査定
技術分野 遅延・整合・分波・合波回路 受信機の構造 受信機の入力回路等
主要キーワード デジタル信号端子 RCAピンジャック デジタルバッファ デジタル信号線 符号番号 インピーダンス調整回路 空き端子 TVゲーム機
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1996年5月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

目的

各電気機器の接続の有無にかかわらずインピーダンスを一定に保つことにより、ゲインコントロール機能が不要なアンプを使用でき、別体で終端抵抗の不要なデジタル信号分配器を提供する。また、据え置き型でない家庭用電気機器にデジタル信号を分配する場合に、取り扱いが容易でケーブルに関するトラブルを比較的防止できる分配器を提供する。

構成

コネクタ12は、機器が接続された時には接点13の信号接片への接触を解除し、機器が接続されない場合には、接点13と信号接片を接触させる。抵抗器14は機器が接続されない場合に、終端抵抗として機能する。コネクタ10からの信号は、コネクタ11を介して比較的細く長いケーブルにより据え置き型でない家庭用電気機器に供給される。

概要

背景

アナログ信号を複数の機器分配する装置としては、TVのRF信号分配器が挙げられる。RF信号分配器は図2のブロック図に示すように、アンテナからのRF信号を、TV1とTV2に分配する。これにより、TV1およびTV2において、同時にTV放送視聴することができる。また、デジタル信号を複数の機器に分配する装置としては、ANSI規格で定められるSCSインターフェースが挙げられる。SCSIインターフェースの例を図3に示す。例えばイニシエータとしてコンピュータから何らかのコマンド信号が発生すると、機器Aはそのコマンドが自分に対して発せられたものかどうかを解釈すると同時に、当該コマンド信号を機器Bに分配する。機器Bは当該コマンド信号を受け、機器Aと同様にそのコマンドが自分に対して発せられたものかどうかを解釈する。したがって、この場合、機器Aにはデジタル信号を分配する装置が内蔵されていると解釈できる。SCSIの信号配線においては、最終段ターミネータと呼ばれるインピーダンス調整回路を付加することにより、ノイズが低減される。

概要

各電気機器の接続の有無にかかわらずインピーダンスを一定に保つことにより、ゲインコントロール機能が不要なアンプを使用でき、別体で終端抵抗の不要なデジタル信号分配器を提供する。また、据え置き型でない家庭用電気機器にデジタル信号を分配する場合に、取り扱いが容易でケーブルに関するトラブルを比較的防止できる分配器を提供する。

コネクタ12は、機器が接続された時には接点13の信号接片への接触を解除し、機器が接続されない場合には、接点13と信号接片を接触させる。抵抗器14は機器が接続されない場合に、終端抵抗として機能する。コネクタ10からの信号は、コネクタ11を介して比較的細く長いケーブルにより据え置き型でない家庭用電気機器に供給される。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

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請求項1

単一の信号源からのデジタル信号を、複数の電気機器分配するためのデジタル信号分配器において、第1の電気機器に接続するための第1のコネクタと、第2の電気機器に接続するための第2のコネクタと、信号源に接続するための第3のコネクタと、前記第3のコネクタからのデジタル信号を前記第1、および第2のコネクタに分配するための回路配線を有し、前記第1の電気機器と前記第1のコネクタとの接続の有無にかかわらず、前記第2のコネクタに一定の電圧振幅を有する前記デジタル信号を与えるためのインピーダンス調整回路を有することを特徴とするデジタル信号分配器。

請求項2

前記第1のコネクタは、接続プラグを挿入することにより当該デジタル信号端子との接触が解除される接点を有し、前記インピーダンス調整回路は、前記接点と、それに接続される終端抵抗とで構成される特許請求の範囲第1項記載のデジタル信号分配器。

請求項3

単一の信号源からのデジタル信号を、複数の電気機器に分配するためのデジタル信号分配器において、信号源に接続するための比較的太く短い第1のケーブルと、第1の電気機器に接続するための第1のコネクタと、比較的細く長い第2のケーブルと、前記第1の電気機器と前記第1のコネクタとの接続の有無にかかわらず、前記第2のケーブルに一定の電圧振幅を有する前記デジタル信号を与えるためのインピーダンス調整回路を有し、前記第1のケーブルから供給されるデジタル信号が、前記第2のケーブルを介して据え置き型ではない家庭用の第2の電気機器に供給され、同時に当該デジタル信号が、前記インピーダンス調整回路を介して前記第1のコネクタに供給されることを特徴とするデジタル信号分配器。

請求項4

前記第1のコネクタは、接続プラグを挿入することにより当該デジタル信号端子との接触が解除される接点を有し、前記インピーダンス調整回路は、前記接点と、それに接続される終端抵抗とで構成される特許請求の範囲第3項記載のデジタル信号分配器。

請求項5

前記インピーダンス調整回路は、アンプ回路を含み、前記アンプ回路の電源が、前記第2のケーブルを通過するデジタル信号に重畳されて、前記第2の機器から供給される特許請求の範囲第3項記載のデジタル信号分配器。

技術分野

0001

この発明は、TVゲーム機等の据え置き型でない家庭用電気機器に対して、BS衛星放送に基づくビットストリーム信号等のデジタル信号分配するためのデジタル信号分配器に関する。

背景技術

0002

アナログ信号を複数の機器に分配する装置としては、TVのRF信号分配器が挙げられる。RF信号分配器は図2ブロック図に示すように、アンテナからのRF信号を、TV1とTV2に分配する。これにより、TV1およびTV2において、同時にTV放送視聴することができる。また、デジタル信号を複数の機器に分配する装置としては、ANSI規格で定められるSCSインターフェースが挙げられる。SCSIインターフェースの例を図3に示す。例えばイニシエータとしてコンピュータから何らかのコマンド信号が発生すると、機器Aはそのコマンドが自分に対して発せられたものかどうかを解釈すると同時に、当該コマンド信号を機器Bに分配する。機器Bは当該コマンド信号を受け、機器Aと同様にそのコマンドが自分に対して発せられたものかどうかを解釈する。したがって、この場合、機器Aにはデジタル信号を分配する装置が内蔵されていると解釈できる。SCSIの信号配線においては、最終段ターミネータと呼ばれるインピーダンス調整回路を付加することにより、ノイズが低減される。

発明が解決しようとする課題

0003

RF信号の分配器においては、TVを2台接続するとRF信号が減衰する。1本のTV信号を2つのTVに分配すると、両TVの入力インピーダンスによって、分配されたRF信号は振幅が半分以下になる。(3dB以上下がる。)しかし、TVには各々ゲインコントロールが可能なアンプが内蔵されており、これによってこのRF信号は増幅され、最終的に例えば1VP-P の映像信号に自動的に復調される。高周波アナログ信号は信号経路軽微インピーダンス不整合でも容易に減衰するため、各々のTVにはゲンコントロール可能なアンプを搭載せざるを得ず、ゲインコントロール機能の無い安価なアンプ回路を使用することができなかった。さらに、ノイズを低減させるために、空き端子には75Ωの終端抵抗を接続する必要があった。

0004

また、デジタル信号の場合は、アナログ信号ほど微妙なゲイン調整は必要としないため、通常、機器内にゲインコントロール可能なアンプを搭載することは無い。入力インピーダンスの小さい機器には、接続に伴う電圧降下を考慮に入れたアンプが搭載されるが、この機器が接続されているかどうかによって信号レベルが変化するため、当該信号を別の機器に分配する場合には、信号レベルの変動が重大な問題となる。さらに、信号の周波数が高い場合にはノイズを低減させるために、やはり分配器とは別体の抵抗器でインピーダンスの調整を行う必要がある。例えば、SCSIのようなデイジーチェーン接続デジタル信号線の場合、必ず最終段のコネクタにターミネータを接続しなければならない。SCSIは通常パソコンのインターフェースに使用されているため、比較的業務用に使用される場合が多いが、家庭用機器の場合はこれら別体の抵抗器を紛失する危険性が高い。また、前述のようなデイジーチェーン接続の場合、据え置き型でない家庭用機器においては、配線が邪魔になるという問題点がある。例えば、家庭用TVゲーム機にデジタルケーブルを配線する場合、太いケーブルをデイジーチェーン接続すると、例えばケーブルに足を引っ掛ける等のトラブルが発生しやすくなる。

課題を解決するための手段

0005

本件の第1発明におけるデジタル信号分配器は、第1の電気機器に接続するための第1のコネクタと、第2の電気機器に接続するための第2のコネクタと、信号源に接続するための第3のコネクタと、前記第3のコネクタからのデジタル信号を前記第1、および第2のコネクタに分配するための回路配線を有し、前記第1の電気機器と前記第1のコネクタとの接続の有無にかかわらず、前記第2のコネクタに一定の電圧振幅を有する前記デジタル信号を与えるためのインピーダンス調整回路を有する。また、本件の第2発明におけるデジタル信号分配器は、信号源に接続するための比較的太く短い第1のケーブルと、第1の電気機器に接続するための第1のコネクタと、比較的細く長い第2のケーブルと、前記第1の電気機器と前記第1のコネクタとの接続の有無にかかわらず、前記第2のケーブルに一定の電圧振幅を有する前記デジタル信号を与えるためのインピーダンス調整回路を有し、前記第1のケーブルから供給されるデジタル信号が、前記第2のケーブルを介して据え置き型ではない家庭用の第2の電気機器に供給され、同時に当該デジタル信号が、前記インピーダンス調整回路を介して前記第1のコネクタに供給される。

0006

インピーダンス調整回路は、簡単な回路で機器の接続、不接続にかかわらずに信号レベルを一定に保つ。したがって、第2の電気機器に供給されるデジタル信号の電圧振幅が一定に保たれ、第1および第2の機器に、ゲインコントロール機能が不要の安価なアンプを用いることが可能となる。また、インピーダンス調整が自動的に行なわれるため、別途、終端抵抗を付加する必要が無い。さらに、本件は、分配器から家庭用ゲーム機等の据え置き型でない家庭用電気機器へ比較的細く長い1本のケーブルで接続されるため、ケーブルが邪魔にならず、トラブルを比較的減少させることができる。

0007

衛星放送のよるデータ放送は、従来有料放送スクランブルデータを送信するためのみ使用されていたが、近年、データそのものを利用するようなデータ放送サービスを開始するという準備がなされている。したがって、この分野においては、放送データ受信用の各機器に分配するための方法が模索されている。このような分野において本件の発明は好適に適用される。図1にデジタル信号分配器を衛星放送に基づくビットストリーム信号に適用した場合のブロック図を示す。衛星放送はBSアンテナ1で受信され、BSチューナ2で任意の放送チャンネルが選択される。選択された放送チャンネルの副搬送波信号はBSチューナによって復調され、シリアル形式のデジタル信号であるビットストリーム信号として出力される。分配器3は当該ビットストリーム信号を機器A4と機器B5に分配する。ここで機器A4は、例えばTVゲーム機のような据え置き型でない家庭用電気機器を示し、機器B5は、例えば有料衛星放送におけるスクランブル解除のためのデコーダを示す。

0008

機器A4および分配器3を購入したユーザーの内、既にBSアンテナ1、BSチューナ2、スクランブルデコーダ(機器B5)のセットを保有しているユーザーは、BSチューナ2とスクランブルデコーダ(機器B5)間に分配器を挿入し、ビットストリーム信号を機器A4およ機器B5に分配して、両放送を交互に、または同時に楽しむことができる。一方、スクランブルデコーダ(機器B5)を保有していないユーザーは、直接BSチューナ2と機器A4とを接続すればよいが、そのためには、分配器3以外にも直結ケーブルを同する必要があり、不経済である。分配器3を直結ケーブルの代替品として使用すればよいが、この場合、機器B5に接続されるべきコネクタは開放端となる。

0009

ビットストリーム信号は、BSチューナから1VP-P 、出力インピーダンス75Ωで出力されるが、機器B5は入力インピーダンス75Ωで当該信号を受信するため、結果的に1/2に分圧されて0.5VP-P の振幅となる。しかし、機器B5が無い場合には、ビットストリーム信号は分圧されず、1VP-P のままである。すなわち、機器A4に与えるビットストリーム信号は、機器B5の接続の有無によって電圧振幅が変動し、機器A内に、ゲインコントロール可能な高価なアンプを搭載する必要が生ずる。この問題を解決する一手段としては、機器B5を接続しない場合には、先行技術に基づいて、その開放端に別体の75Ω終端抵抗を接続するという方法がある。しかし、別体の抵抗器は紛失しやすく、また、ユーザーが終端抵抗の接続を忘れた場合には、正常にデータ放送が受信できなくなる。これに対して、本件発明の分配器3にはインピーダンスを自動的に調整する回路が内蔵されるため、抵抗器を別体で設ける必要が無い。

0010

図4に本件発明の最も簡単な実施例を示す。コネクタ10は、BSチューナ2に接続され、ビットストリーム信号を入力する。このコネクタ10は、例えば基板に直付けされた、RCAピンプラグ付きの比較的太く短いケーブルを含む。コネクタ11は、機器A4(例えば家庭用TVゲーム機)に接続され、コネクタ10からのビットストリーム信号を出力する。コネクタ11は、例えば基板に直付けされた、RCAピンプラグ付きの比較的細く長いケーブルを含む。機器A4は入力インピーダンスを高く設定してあるため、この接続によるビットストリーム信号の電圧振幅への影響は無い。コネクタ12は、機器B5(例えばスクランブルデコーダ)に接続され、コネクタ10からのビットストリーム信号を出力する。コネクタ12は例えば接点13付きRCAピンジャックを含む。接点13には抵抗器14が接続され、抵抗器14の抵抗値は機器Bの入力インピーダンスと同等の値に設定される。

0011

機器B5が接続されていない場合、接点13はコネクタ12の信号接片と接触しており、ビットストリーム信号を抵抗器14でプルダウンする回路を構成する。これによって抵抗器14は終端抵抗として機能し、ビットストリーム信号はBSチューナ2の出力インピーダンスと抵抗器14により分圧され、ビットストリーム信号の振幅を0.5VP-P に保つ。コネクタ12にプラグが挿入されると、プラグのセンターピンがコネクタ12の信号接片と接触し、同時に当該信号接片を押し下げる。これにより、信号接片と接点13との接触は解除され、抵抗器14は終端抵抗としての機能を失う。しかし、この場合には、機器Bの入力インピーダンスによって終端抵抗と同様の効果が得られるため、ビットストリーム信号の振幅は、やはり0.5VP-P を保持する。したがって、接点付きコネクタ12と、抵抗器14とでインピーダンス調整回路を構成すると言える。

0012

図5に、より複雑な本件発明の別の実施例を示す。この図においては、図4と共通の部品には、同じ符号番号を与える。アンプ回路20は75Ωの入力インピーダンスを持つごく一般的なアンプ回路である。アンプ回路は通常オペアンプで構成される場合が多いが、ビットストリーム信号がデジタル信号であるため、トランジスタやCMOSロジック等のデジタルバッファを用いてもよい。また、アンプ回路20の出力インピーダンスは、機器B5の入力インピーダンスと整合するように、やはり75Ωに設定される。アンプ回路からのビットストリーム信号はコネクタ21によって機器B5に供給される。また、ビットストリーム信号はコンデンサ22によりカンプリングされて、コネクタ11を介して機器A4に供給される。なお、コネクタ10からのビットストリーム信号を別のアンプ回路を介してコンデンサ22に与えてもよい。カップリングされたビットストリーム信号には、後述する機器A4内の回路により、例えば5VのDC電圧重畳される。重畳されたDC電圧は、インダクタ23によりビットストリーム信号と分離され、アンプ回路20に電源電圧として与えられる。

0013

アンプ回路20は、機器B5の接続の有無にかかわらず、入力インピーダンスを75Ω一定に保つ。したがって、このアンプ回路20は、インピーダンス調整回路として機能する。アンプ回路に与えられるビットストリーム信号は、アンプ回路20内で1VP-P に増幅される。増幅されたビットストリーム信号は、アンプ回路自身の出力インピーダンスと機器B5の入力インピーダンスにより、再び0.5VP-P に分圧され、機器B5に供給される。機器B5が接続されていない場合には、コネクタ21の開放端には1VP-P のビットストリーム信号が出力されるが、コンデンサ22を介して機器A4に供給されるビットストリーム信号はBSチューナ2の出力インピーダンスとアンプ回路20の入力インピーダンスにより常に分圧され、0.5VP-P の電圧振幅を保持する。

0014

図6は、DC電圧をビットストリーム信号に重畳するために、機器A4内に含まれる電源供給回路を示す。DC電圧はインダクタ30、電流制限用の抵抗器31を介してビットストリーム信号に重畳される。このDC電源は、分配器3内のアンプ回路20を常に動作させるために、機器A4のパワースイッチとは無関係に常時供給される必要がある。コネクタ33から入力されたビットストリーム信号は、コンデンサ32で再度カップリングされ、機器A4内のデータ放送受信回路に供給される。

0015

図7は分配器3の使用状態を示す図である。BSチューナ2はBSアンテナからの衛星放送からビットストリーム信号を復調し、比較的太く短いケーブル41を介して分配器3にビットストリーム信号を出力する。BSチューナは据え置き型の機器であり、分配器3は、BSチューナの背面に設置される。分配器3により分配されたビットストリーム信号は、比較的細く長いケーブル40によってデータ放送受信機能を持った家庭用TVゲーム機4に供給される。通常、TVゲーム機は使用する時だけ保管場所から取り出すため、ケーブル40は、BSチューナ背面から取り出されたTVゲーム機まで届くように比較的長くなければならない。また、据え置き型のスクランブルデコーダ5と分配器3は、スクランブルデコーダ5に付属のケーブルで接続されるが、分配器3がBSチューナの背面に設置されるため、ケーブルの長さについては、分配器3が無い場合と条件は同じである。このように本件では、比較的細い1本のケーブルでビットストリーム信号が家庭用TVゲーム機に供給されるため、図3に示すようなデイジーチェーン接続に比べて取り扱いが容易で、ケーブルに足を引っ掛ける等の不慮のトラブルを比較的減少させることができる。

発明の効果

0016

本件発明のデジタル分配器によれば、分配先の機器の接続の有無にかかわらず常に信号の電圧振幅が一定になるため、ゲインコントロールが不要の安価なアンプを使用できる。また、終端抵抗を別体で持つ必要がないため、接続・分離が容易で、部品紛失の心配のない分配器を提供できる。さらに、本件発明によれば、据え置き型でない家庭用電気機器にデジタル信号を分配する場合に、取り扱いが容易でトラブルを比較的防止できる分配器を提供できる。

図面の簡単な説明

0017

図1衛星データ放送を複数の機器で受信する場合のブロック図である。
図2TVアンテナからのRF信号を複数のTVで受信する場合のブロック図である。
図3SCSIインターフェースにおいて、コンピュータからのコマンドを複数の機器で受信する場合のブロック図である。
図4本件発明の最も簡単な実施例を示す回路図である。
図5本件発明の別実施例を示す回路図である。
図6図5の実施例に対応する、DC電圧を信号線に重畳するための回路図である。
図7本件発明のデジタル分配器の使用状態を示す外観図である。

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