JP2002112230A - 双方向増幅器 - Google Patents
双方向増幅器Info
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Abstract
システムに用いる双方向増幅器において、双方向増幅器
内部の信号の回り込みに基づいて発生する各種障害を効
率よく防止する。 【解決手段】 信号分離部30(30a,30b),分
岐経路L1,L2からなる第1ループ経路、及び信号分
離部30,分岐経路L2,L3からなる第2ループ経路
について、信号分離部30での遮断特性を向上させるこ
とで他の分岐経路への信号の回り込み量を低減するので
はなく、各分岐経路上にLPF51,BPF42,BE
F43を設けて、他の分岐経路から回り込んできた信号
を減衰させることにより、第1ループ経路の下り信号,
棟内上り信号に対するループゲイン、及び第2ループ経
路の棟内上り信号,IF信号に対するループゲインを1
より小さくする。
Description
ステム、特に棟内CATVシステムの信号伝送用の伝送
線上に設けられ、該伝送線にて双方向に伝送される各信
号をそれぞれ増幅する双方向増幅器に関する。
ムから建造物内に引き込んだ下り信号を、建造物中に設
けられた複数の加入者側の端末端子まで伝送すると共
に、各端末端子から出力される上り信号を外部の双方向
CATVシステムに送出するように構成された棟内CA
TVシステムが知られている。
物内の各部で発生した雑音が加入者側の端末端子等を介
して伝送線に重畳され、そのうち、上り信号と同じ周波
数成分のものは、いわゆる流合雑音として、上り信号と
一緒に外部の双方向CATVシステムに出力されてしま
う。
システムへ流出する流合雑音を低減するため、ケーブル
モデム等の加入者側端末装置にて生成された上り信号
(双方向CATVシステムで伝送可能な周波数帯(例え
ば10MHz〜55MHz)の信号)をアップコンバー
タにて、元の周波数よりも高く、しかも、下り信号の伝
送周波数(例えば70MHz〜770MHz)と重複す
ることのないUHF帯(例えば821MHz〜879M
Hz)の上り信号(以下「棟内上り信号」という)に周
波数変換して、引込線まで伝送し、棟内の伝送線から引
込線へ上り信号を出力する直前で、棟内上り信号を、ダ
ウンコンバータを用いて、元の周波数(換言すれば、双
方向CATVシステムでの上り信号の伝送周波数)に変
換することが行われている。
ンテナを介して放送衛星(BS)や通信衛星(CS)か
らの電波を受信し、これを棟内上り信号より高い周波数
帯(例えば1032MHz〜2150MHz)の中間周
波(IF)信号に変換して、下り信号と共に加入者側の
端末端子に供給することも行われている。
には、伝送線上を双方向に伝送される下り信号及びIF
信号と棟内上り信号とを増幅するための双方向増幅器が
設けられている。ここで、図6は、この種の双方向増幅
器の一般的な構成を表すブロック図である。
は、センタ装置や衛星アンテナ側の伝送線に接続される
上流側端子T1、及び端末側の伝送線に接続される下流
側端子T2を備えている。これら両端子T1,T2に
は、それぞれ、棟内上り信号,下り信号,IF信号の分
波及び合波を行う上流側信号分離部30a及び下流側信
号分離部30bが接続されており、分離される各信号に
対応して3つの分岐経路L1〜L3が設けられている。
b)は、いずれも、ハイパスフィルタ(HPF)及びロ
ーパスフィルタ(LPF)を一体化した構成を有する周
知のダイプレクサを2つ組み合わせることで構成されて
いる。即ち、信号分離部30は、下り信号の上限周波数
(770MHz)を低域側のカットオフ周波数とし、棟
内上り信号の下限周波数(821MHz)を高域側のカ
ットオフ周波数とするダイプレクサD1と、棟内上り信
号の上限周波数(879MHz)を低域側のカットオフ
周波数とし、IF信号の下限周波数(1032MHz)
を高域側のカットオフ周波数とするダイプレクサD2と
を備え、ダイプレクサD2の低域側の信号が通過する低
域端とダイプレクサD1の全域の信号が通過する共通端
とを接続することにより構成されている。
レクサD2の共通端が上流側端子T1、下流側信号分離
部30bのダイプレクサD2の共通端が下流側端子T2
に接続されると共に、両信号分離部30の各ダイプレク
サD1の低域端間に分岐経路L1、高域側の信号が通過
する高域端間に分岐経路L2、各ダイプレクサD2の高
域端間に分岐経路L3が接続されている。
号の周波数帯以下の信号は分岐経路L1を通過し、棟内
上り信号の周波数帯の信号は分岐経路L2を通過し、I
F信号の周波数帯以上の信号は分岐経路L3を通過する
ようにされている。そして、下り信号が通過する分岐経
路L1には、上流側から下流側に向かう信号を増幅する
下り増幅回路31、棟内上り信号が通過する分岐経路L
2には、下流側から上流側に向かう信号を増幅する上り
増幅回路32、IF信号が通過する分岐経路L3には、
上流側から下流側に向かう信号を増幅するIF増幅回路
33が設けられている。
サD1,D2の信号阻止域における信号の減衰量は有限
であるため、通過域以外の信号を完全には除去できな
い。このため、信号レベルこそ小さいが、分岐経路L1
を通過した下り信号、及び分岐経路L3を通過したIF
信号の一部は、下流側信号分離部30bを介して分岐経
路L2に回り込み、また、分岐経路L2を通過した棟内
上り信号の一部は、上流側信号分離部30aを介して分
岐経路L1,L3に回り込むことになる。
も、増幅後の信号の歪みを抑えるために広帯域のものが
用いられており、他の分岐経路からの回込信号も、本来
増幅すべき信号と同じように増幅し、この増幅された回
込信号は、信号分離部30を介して元の分岐経路に戻さ
れる。
離部30のダイプレクサD1により、下り信号及び棟内
上り信号が周回する第1ループ経路と、分岐経路L2,
L3及び両信号分離部30のダイプレクサD1,D2に
より、棟内上り信号及びIF信号が周回する第2ループ
経路とが形成されることになる。
や棟内上り信号に対するループゲイン、第2ループ経路
では、棟内上り信号やIF信号に対するループゲインを
1より小さくしなければ発振してしまい、双方向増幅器
として使用できなくなってしまうため、信号分離部30
を介した信号の回り込みを充分に抑える必要があった。
Hz〜770MHz)内に、所定周波数(例えば6MH
z)間隔で数十ものチャンネルを有しているため、これ
を増幅する下り増幅回路31では、図7(a)に示すよ
うに、各チャンネルの信号が互いに掛け合わされること
により生成される相互変調成分が、広い周波数範囲に渡
って発生する。つまり、棟内上り信号用の分岐経路L2
には、図7(b)に示すように、下り信号だけでなく、
棟内上り信号の周波数帯に発生した相互変調成分(主と
して2次歪みf1+f2や3次歪みf1+f2±f3:
但し、f1〜f3は下り信号の各チャンネルの周波数)
が回り込むことになる。
調成分が、分岐経路L2上の棟内上り信号を直接的に歪
ませるだけでなく、分岐経路L2に回り込んだ下り信号
が、上り増幅回路32の動作に影響を与えて、その出力
を歪ませてしまうという問題があった。
幅する下り増幅回路31としては、非常にパワーの大き
いものが用いられているのに対して、せいぜい数チャン
ネル程度の信号を同時に増幅するに過ぎない上り増幅回
路32としては、単一のトランジスタにて増幅を行うい
わゆるシングル増幅器など比較的パワーの小さいもの、
換言すれば、図7(c)に示すように、入出力特性がリ
ニアとなる電力範囲が狭いものが用いられている。そし
て、下り信号を増幅するために上り増幅回路32にて消
費される電力は、個々のチャンネルの信号について見れ
ば充分に小さくても、チャンネル数が多いため下り信号
全体を合計すると非常に大きなものとなる。従って、こ
の回り込んだ下り信号のために上り増幅回路32のパワ
ーが不足して、入出力特性が非線形な領域で増幅が行わ
れることになり、下り増幅回路31の出力、ひいては本
来増幅すべき棟内上り信号の増幅後の波形を歪ませてし
まうのである。
1からの信号の回り込みにより、棟内上り信号が歪むこ
とを防止するには、先に説明した第1及び第2ループ経
路での発振を防止する場合と同様に、信号分離部30
(ダイプレクサD1,D2)にて信号の回り込みを充分
に抑える必要があり、具体的には、各ダイプレクサD
1,D2を、通過域と阻止域とで減衰量の差が大きくな
るように設計する必要がある。そのためには、ダイプレ
クサD1,D2を構成する各フィルタ(HPF,LP
F)の遮断特性をより急峻なものとしなければならな
い。
プレクサD1,D2が分離すべき各信号の周波数帯が接
近しており、ダイプレクサを構成する各フィルタ(HP
F,LPF)のカットオフ周波数が50MHz程度しか
離れていない。このため、フィルタの次数は既に十分に
高くされており、更に、ダイプレクサD1,D2の遮断
特性を向上させようとしても、信号分離部の構成が大型
化するだけで効率よく遮断特性を向上させることができ
ないという問題があった。
に変換して伝送するシステムを例にして説明したが、こ
れに限らず、棟内上り信号に変換することなく上り信号
をそのまま伝送するシステム、上り信号と棟内上り信号
とを併用するシステム、IF信号を用いないシステムで
あっても同様の問題があった。
双方向CATVシステム、特に棟内CATVシステムに
用いる双方向増幅器において、双方向増幅器内部の信号
の回り込みに基づいて発生する各種障害を効率よく防止
することを目的とする。
の発明である請求項1記載の双方向増幅器では、上流側
端子に供給される信号のうち、上流側信号分離手段にて
下り信号の周波数帯を通過域として抽出された信号は、
第1分岐経路上の下り増幅手段に入力される。そして、
下り増幅手段が出力する信号のうち、下流側信号分離手
段にて下り信号の周波数帯を通過域として抽出された信
号が、下流側端子に供給される。
のうち、上流側信号分離手段にてIF信号の周波数帯を
通過域として抽出された信号が、第3分岐経路上のIF
増幅手段に入力される。そして、IF増幅手段が出力す
る信号のうち、下流側信号分利手段にてIF信号の周波
数帯を通過域として抽出された信号が、下流側端子に供
給される。
ち、下流側信号分離手段にて棟内上り信号の周波数帯を
通過域として抽出された信号は、第2分岐経路上の上り
増幅手段に入力される。そして、上り増幅手段が出力す
る信号のうち、上流側信号分離手段にて棟内上り信号の
周波数帯を通過域として抽出された信号が、上流側端子
に供給される。
その内部に、上流側信号分離手段と下流側信号分離手段
とを介して、第1分岐経路と第2分岐経路とによる第1
ループ経路、第2分岐経路と第3分岐経路とによる第2
ループ経路が形成されることになる。そして、第1ルー
プ経路では、下り信号又は棟内上り信号に対するループ
ゲインが1より大きい場合、また、第2ループ経路で
は、棟内上り信号又はIF信号に対するループゲインが
1より大きい場合に、発振が生じて正常に動作させるこ
とができない。
とする第1の信号阻止手段を、第1分岐経路に設けれ
ば、第1ループ経路での棟内上り信号に対するループゲ
インが1より小さくなるため、上り信号の回り込みに基
づいて発生する発振を確実に防止できる。
する第2の信号阻止手段を、第3分岐経路に設ければ、
第2ループ経路での棟内上り信号に対するループゲイン
が1より小さくなるため、上り信号の回り込みに基づい
て発生する発振を確実に防止できる。
帯を阻止域とする第3の信号阻止手段を、第2分岐経路
に設ければ、第1ループ経路での下り信号に対するルー
プゲイン、及び第2ループ経路でのIF信号に対するル
ープゲインが、いずれも1より小さくなるため、下り信
号及びIF信号の回り込みに基づいて発生する発振を確
実に防止できる。
3の信号阻止手段を、ループゲインが1より大きくなる
分岐経路に、適宜設けることにより、下り信号,棟内上
り信号,IF信号のいずれに基づく発振にも、確実に対
応することができる。しかも、本発明では、第1〜第3
の信号阻止手段を、いずれも上流側信号分離手段及び下
流側信号分離手段とは別体にして、分岐経路上に設けて
いるため、比較的フィルタの次数が小さいものを用いて
構成することができ、信号分離手段の遮断特性をより急
峻に構成する場合と比較して、ループ経路内での特定信
号(下り信号又は棟内上り信号又はIF信号)を、小さ
な回路規模にて効率よく減衰させることができる。
分離手段は、具体的には、例えば請求項2記載のよう
に、いずれも、下り信号の周波数帯以下を通過域として
抽出された信号が下り経路を通過し、棟内上り信号の周
波数帯以上を通過域として抽出された信号が上り経路を
通過するように信号を分波する第1のダイプレクサと、
IF信号の周波数帯以上を通過域として抽出された信号
がIF経路を通過し、棟内上り信号の周波数帯以下を通
過域として抽出された信号が第1のダイプレクサを通過
するように信号を分波する第2のダイプレクサとにより
構成することができる。
の信号阻止手段とは、いずれも周波数特性を有するもの
であり、両者を直接接続すると、互いに干渉し合って、
総合的な周波数特性(遮断特性)を劣化させてしまう場
合がある そこで、請求項3記載のように、第1又は第2又は第3
の信号阻止手段と上流側又は下流側信号分離手段との間
には、使用周波数帯でのインピーダンス特性が平坦な分
離回路を設けることが望ましい。この分離回路により、
互いの干渉を抑制されるため、第1〜第3の信号阻止手
段を設けたことによる効果を最大限に引き出すことがで
きる。
減衰器等でもよいが、下り増幅手段又はIF増幅手段又
は上り増幅手段を構成する増幅回路であってもよい。よ
り具体的には、これら増幅手段を2段構成とし、その間
に第1〜第3の信号阻止手段を設ければ、干渉を防止す
るためだけの新たな構成を追加することなく、第1〜第
3の信号阻止手段の性能を充分に引き出すことができ
る。
り信号の周波数帯より高域及び低域の両方を阻止するい
わゆるバンドパスフィルタの構成となり、しかも急峻な
遮断特性が必要であるため、請求項5記載のように、誘
電体フィルタ或いは表面弾性波フィルタを用いることが
望ましい。この場合、第3の信号阻止手段を、抵抗,コ
ンデンサ,インダクタを用いて構成する場合と比較して
大幅に小型化できる。
下り増幅手段と下流側信号分離手段との間に設けられた
歪み成分除去手段が、棟内上り信号の周波数帯を阻止域
とし、下り増幅手段にて発生する相互変調歪み成分を除
去するようにされている。これにより、上り増幅手段が
設けられた第2分岐経路への相互変調歪み成分の回り込
みを低減でき、ひいては下り信号の相互変調歪み成分に
基づいて棟内上り信号が歪むことを防止できる。
を、下流側信号分離手段とは別体にして第1分岐経路上
に設けているため、比較的フィルタの次数が小さいもの
を用いて構成することができ、下流側信号分離手段の遮
断特性をより急峻に構成する場合と比較して、相互変調
歪み成分を小さな回路規模にて効率よく減衰させること
ができる。
上り増幅手段と下流側信号分離手段との間に設けられた
回込信号除去手段が、下り信号の周波数帯を阻止域と
し、下り経路から回り込んだ下り信号を除去するように
されている。これにより、上り増幅手段に入力される第
1分岐経路から回り込んできた下り信号の信号レベルが
充分に低減されるため、この回込信号を増幅して上り増
幅手段がパワー不足となることにより、棟内上り信号が
歪んでしまうことを防止できる。換言すれば、回込信号
除去手段を用いることにより、上り増幅手段を、パワー
の小さい増幅回路を用いて構成することができる。
を、下流側信号分離手段とは別体にして第2分岐経路上
に設けているため、比較的フィルタの次数が小さいもの
を用いて構成でき、下流側信号分離手段の遮断特性をよ
り急峻に構成する場合と比較して、回り込んだ下り信号
を小さな回路規模にて効率よく減衰させることができ
る。
に、上り増幅手段を、大きな出力が得られるプッシュプ
ル回路にて構成することにより、パワー不足を解消して
棟内上り信号が歪んでしまうことを防止してもよい。と
ころで、歪み成分除去手段や回込信号除去手段、及びプ
ッシュプル回路からなる上り増幅手段は、請求項9ない
し請求項11いずれか記載のように、第1〜第3の信号
阻止手段とは別に単独で使用したり、IF信号用の第3
分岐経路のない双方向増幅器に適用してもよい。
かにおいて「下り信号とは異なる周波数帯の上り信号」
とは、請求項1における上り信号及び棟内上り信号のい
ずれであってもよく、また両信号を、それぞれに個別の
分岐経路にて増幅する構成であってもよい。そして、歪
み成分除去手段,回込信号除去手段,プッシュプル回路
からなる上り増幅手段を、いずれか二つ又は全てを組み
合わせて用いた場合には、上り信号(又は棟内上り信
号)の歪み、ひいては流合雑音を大幅に低減できる。
CATVシステム全体の構成を表す構成図である。 [第1実施形態]図1に示すように、本実施形態の棟内
CATVシステムは、外部の双方向CATVシステムの
伝送線(CATV伝送線)2から分岐装置4を介して分
岐された引込線6を、保安器8を介して、マンション,
アパート等の建造物内に引き込むと共に、放送衛星(B
S),通信衛星(CS)からの電波を受信するために、
建造物の屋外に設置された衛星受信用アンテナ9からの
伝送線を引き込むようにされている。そして、その建造
物内に配線された同軸ケーブルからなる伝送線L、及
び、この伝送線Lに設けられた合波器11,双方向増幅
器12,分岐器14,分配器16等を介して、引込線6
から入力された双方向CATVシステムの下り信号(周
波数:70MHz〜770MHz)、及び合波器11を
介して下り信号に合流する衛星受信用アンテナ9からの
IF信号(1032MHz〜2150MHz)を、建造
物内の各加入者宅に設置された直列ユニット等からなる
複数の端末端子18まで伝送すると共に、加入者側の各
種端末装置から後述のアップコンバータ20を介して端
末端子18に入力された棟内上り信号を、引込線6まで
伝送するものである。
ムでは、加入者側で、外部の双方向CATVシステムの
センタ装置を介してインターネットを楽しむ場合や、セ
ンタ装置に対して有料番組の視聴予約やテレビショッピ
ング等のためのデータを送信する際には、その加入者側
の端末端子18に、アップコンバータ20及びケーブル
モデム22を介して、データ通信用の情報端末装置(パ
ーソナルコンピュータ等)24を接続する。
たデータ通信用の送信データは、ケーブルモデム22に
て、外部の双方向CATVシステムで伝送可能な所定周
波数帯(本実施形態では、10MHz〜55MHz)の
デジタル変調(例えばQAM)された上り信号に変換さ
れ、更に、この上り信号は、アップコンバータ20に
て、所定周波数帯(本実施形態では、821MHz〜8
66MHz)の棟内上り信号に周波数変換されて、端末
端子18に入力される。
Lと、外部の双方向CATVシステムからの引込線6と
の接続部分には、各端末端子18から伝送線Lを介して
伝送されてきた棟内上り信号を、外部の双方向CATV
システムで伝送可能な元の上り信号に周波数変換するた
めのダウンコンバータ10が設けられている。
ンバータ20が接続されない端末端子18(若しくはア
ップコンバータ20に設けられた下り信号の出力端子)
に接続され、伝送線Lを介して伝送されてきた外部の双
方向CATVシステムからの下り信号を受信して、所望
チャンネルのテレビ放送を復調・再生するテレビ受信機
を表す。
方向増幅器12の構成を表すブロック図である。なお、
双方向増幅器12は、従来技術にて説明した双方向増幅
器100(図6参照)とは、一部構成が異なるだけであ
るため、同じ構成については同一符号を付して説明を省
略し、ここでは構成の異なる部分を中心に説明する。
センタ装置側の上流側端子T1に接続された上流側信号
分離手段としての上流側信号分離部30aと、端末側の
下流側端子T2に接続された下流側信号分離手段として
の下流側信号分離部30bとの間に、下り信号用の第1
分岐経路L1、棟内上り信号用の第2分岐経路L2、I
F信号用の第3分岐経路L3が設けられている。
手段としての下り増幅回路31と下流側信号分離部30
bとの間に、下り信号の周波数帯の上限周波数(770
MHz)をカットオフ周波数とする第1の信号阻止手段
及び歪み成分除去手段としてのローパスフィルタ(LP
F)51が設けられている。
段としての一対の上り増幅回路32a,32bが設けら
れ、これら一対の上り増幅回路32a,32bの間に、
第3の信号阻止手段としてのバンドパスフィルタ(BP
F)42が設けられていると共に、上り増幅回路32a
と下流側信号分離部30bとの間に、棟内上り信号の周
波数帯の下限周波数(821MHz)をカットオフ周波
数とする回込信号除去手段としてのハイパスフィルタ
(HPF)52が設けられている。なお、BPF42
は、ここでは誘電体フィルタ又は表面弾性波(SAW)
フィルタにて構成されている。
段としての一対のIF増幅回路33a,33bが設けら
れ、これら一対のIF増幅回路33a,33bの間に、
下り信号の周波数帯の上限周波数(770MHz)及び
IF信号の周波数帯の下限周波数(1032MHz)を
カットオフ周波数とする第2の信号阻止手段としてのバ
ンドエリミネーションフィルタ(BEF)43が設けら
れている。
は、センタ装置及び衛星アンテナ側の伝送線を介して上
流側端子T1に入力された信号のうち、上流側信号分離
部30aにて抽出された下り信号の周波数帯の信号は、
第1分岐経路L1に供給され下り増幅回路31にて所定
レベルまで増幅された後、下流側信号分離部30bを介
して下流側端子T2まで伝送され、下流側端子T2から
端末側の伝送線上に送出される。
信号のうち、上流側信号分離部30aにて抽出されたI
F信号の周波数帯の信号は、第3分岐経路L3に供給さ
れ、IF増幅回路33a,33bにて所定レベルまで増
幅された後、下流側信号分離部30bを介して下流側端
子T2まで伝送され、下流側端子T2から端末側の伝送
線上に送出される。
T2に入力された信号のうち、下流側信号分離部30b
にて抽出された棟内上り信号の周波数帯の信号は、上り
増幅回路32a,32bにて所定レベルまで増幅された
後、上流側信号分離部30aを介して上流側端子T1ま
で伝送され、上流側端子T1からセンタ装置側の伝送線
上に送出される。
b)を構成する各ダイプレクサD1,D2は、各信号を
完全に分離することはできず、棟内上り信号の一部が上
流側信号分離部30aを介して第1分岐経路L1及び第
3分岐経路L3に回り込み、また、下り信号及びIF信
号の一部が下流側信号分離部30bを介して第2分岐経
路L2に回り込む。
第2分岐経路L1,L2、両信号分離部30のダイプレ
クサD1による、下り信号及び棟内上り信号が周回する
第1ループ経路と、第2及び第3分岐経路L2,L3、
両信号分離部30のダイプレクサD1,D2による、棟
内上り信号及びIF信号が周回する第2ループ経路が存
在している。
内上り信号は、下り増幅回路31にて増幅されるが、他
の分岐経路に回り込む時に両信号分離部30のダイプレ
クサD1にて減衰されるだけでなく、LPF51でも減
衰され、結局、第1ループ経路での棟内上り信号のルー
プゲインが1より小さくなるようにされている。
内上り信号は、IF増幅回路33a,33bにて増幅さ
れるが、他の分岐経路に回り込む時に両信号分離部30
のダイプレクサD1,D2にて減衰されるだけでなく、
BEF43でも減衰され、結局、第2ループ経路での棟
内上り信号のループゲインが1より小さくなるようにさ
れている。
信号及びIF信号は、上り増幅回路32a,32bにて
増幅されるが、他の分岐経路に回り込む時に両信号分離
部30のダイプレクサD1,D2にて減衰されるだけで
なく、BPF42や特に下り信号はHPF52でも減衰
され、結局、第1ループ経路での下り信号、及び第2ル
ープ経路でのIF信号のループゲインが、いずれも1よ
り小さくなるようにされている。
する下り増幅回路31では、各チャンネルの成分が互い
に混合されることにより、広い周波数範囲に渡って相互
変調歪み成分が生成される。この相互変調歪み成分のう
ち、棟内上り信号の周波数帯に発生したものは、回り込
んできた棟内上り信号と共にLPF51にて減衰され、
下流側信号分離部30bを介した第2分岐経路L2への
回り込みが充分に抑えられるようにされている。
信号は、上り増幅回路32aの前段にあるHPF52に
て充分に減衰され、上り増幅回路32aが、下り信号の
増幅のために無駄なパワーを消費しないようにされてい
る。以上説明したように、本実施形態では、双方向増幅
器12に存在する第1ループ経路、及び第2ループ経路
について、両信号分離部30での遮断特性を向上させる
ことで信号の回り込み量を低減するのではなく、回り込
んだ信号をLPF51,BPF42,BEF43にて減
衰させることにより、ループゲインが1より小さくなる
ようにされている。
タの次数が高いダイプレクサD1,D2の遮断特性を改
善するより、小さな回路構成にて、回り込んだ信号を効
率よく減衰させることができ、装置構成の増大を必要最
小限に抑えることができる。即ち、ダイプレクサD1,
D2から分離してLPF51,BPF42,BEF43
を設けたことにより、これらのフィルタの次数を小さく
することができ、その結果、回路構成を小さくすること
ができるのである。
はSAWフィルタからなるため、回路構成をより小型に
できる。また、本実施形態では、BPF42及びBEF
43は、それぞれ2段構成の上り増幅回路32a,32
b及びIF増幅回路33a,33b(本発明の分離回路
に相当)の間に設けられており、他のフィルタ回路(ダ
イプレクサD1,D2やHPF52)と干渉して特性が
劣化することのないようにされているので、所望の特性
が得られる回路を簡単に設計することができる。
にて生成された相互変調歪み成分のうち棟内上り信号と
同じ周波数を有するものを、下り増幅回路31の後段に
設けたLPF51によって減衰させると共に、第2分岐
経路L2に回り込んできた下り信号を、上り増幅回路3
2aの前段に設けたHPF52により減衰させており、
つまり、棟内上り信号を歪ませる2つの要因を除去して
いるため、棟内上り信号の歪み、ひいては外部の双方向
CATVシステムへ送出される流合雑音を低減すること
ができる。
手段としてBEF43を用いたが、IF信号の周波数帯
の下限周波数(1032MHz)をカットオフ周波数と
するHPFを用いてもよい。また、上記実施形態では、
LPF51が、第1の信号阻止手段と歪み成分除去手段
とを兼ねているが、下り増幅回路31を2段構成とし、
その間に、下り信号の周波数帯の上限周波数をカットオ
フ周波数とする第1の信号阻止手段としてのLPFを設
けてもよい。
IF信号も端末側に向けて伝送する場合の双方向増幅器
12を示したが、IF信号を伝送しない場合には、図3
に示すように、IF信号用の第3分岐経路L3、及び両
信号分離部30a,30bのダイプレクサD2を省略し
た双方向増幅器12aを用いればよい。
り信号の周波数帯の下限周波数をカットオフ周波数とす
るHPFを用いてもよい。 [第2実施形態]次に第2実施形態について説明する。
1実施形態と同様に、下り信号、IF信号、棟内上り信
号(以下、本実施形態では「上りHigh信号」という)を
双方向に伝送するだけでなく、アップコンバータ20を
介することなく端末端子18に入力された所定周波数帯
(10MHz〜55MHz)の上り信号(以下「上りL
ow信号」という)を、そのまま引込線6まで伝送するも
のである。
タ10及び双方向増幅器12の構成のみが、第1実施形
態とは異なっているため、この構成の相違する部分を中
心に説明する。まず、ダウンコンバータ10は、第1実
施形態のものと同様に、各端末端子18から伝送線Lを
介して伝送されてきた上りHigh信号を外部の双方向CA
TVシステムで伝送可能な元の上り信号に周波数変換す
るだけでなく、同じく各端末端子18から伝送線Lを介
して伝送されてきた上りLow信号を、周波数変換するこ
となくそのまま転送するように構成されている。
ように、センタ装置側の上流側端子T1に接続された上
流側信号分離部30cと、端末側の下流側端子T2に接
続された下流側信号分離部30dとの間に、下り信号用
の第1分岐経路L1、上りHigh信号用の第2分岐経路L
2、IF信号用の第3分岐経路L3に加えて、上りLow
信号用の第4分岐経路L4が設けられている。
d)は、ダイプレクサD1,D2に加えて、上りLow信
号の上限周波数(55MHz)を低域側のカットオフ周
波数とし、下り信号の下限周波数(70MHz)を高域
側のカットオフ周波数とするダイプレクサD3を備えて
おり、ダイプレクサD1の低域側の信号が通過する低域
端とダイプレクサD3の全域の信号が通過する共通端と
を接続することにより構成されている。
サD1の高域端間に第2分岐経路L2、各ダイプレクサ
D3の低域端間に第4分岐経路L4、同じく高域端間に
第1分岐経路L1、各ダイプレクサD2の高域端間に分
岐経路L3が接続されている。 このうち、第1〜第3
分岐経路L1〜L3は、第1実施形態のものとほぼ同様
に構成されている。但し、第1分岐経路L1では、LP
F51の代わりに、下り信号の周波数帯の下限周波数
(70MHz)及び上限周波数(770MHz)をカッ
トオフ周波数とするBPF51xが用いられ、第3分岐
経路L2ではBEF43の代わりに、IF信号の下限周
波数(1032MHz)をカットオフ周波数とするHP
F43xが用いられている。
経路L4には、下流側から上流側に向かう信号を増幅す
るゲート付き増幅器34が設けられ、このゲート付き増
幅器34と下流側信号分離部30dとの間に、上りLow
信号の上限周波数(55MHz)をカットオフ周波数と
するLPF54が設けられている。
(a)に示すように、LPF54側と接続するための入
力端子T3から、上流側信号分離部30c側と接続する
ための出力端子T4に到る伝送経路上に、入力端子T3
から入力される信号を増幅して出力端子T4へ出力する
1対の増幅回路60a,60bと、この一対の増幅回路
60a,60bの間を接続する伝送路を、制御信号S1
に従って断続する断続回路62とが設けられている。な
お、増幅回路60a,60bの電力供給線上には、制御
信号S2に従って動作電力の供給,遮断を行う電力供給
遮断回路64a,64bが設けられている。
間には、制御信号S2に従って、入力端子T3から入力
された信号を増幅回路60aに通過させるか、或いは入
力端子T3(増幅回路60aの入力)を抵抗68aを介
して接地する入力側切換回路66aが設けられ、出力端
子T4と増幅回路60bとの間には、同じく制御信号S
2に従って、増幅回路60bが出力する信号を出力端子
T4側に通過させるか、或いは出力端子T4(増幅回路
60bの出力)を抵抗68bを介して接地する出力側切
換回路66bが設けられ、更に、制御信号S1,S2を
供給する制御回路70が設けられている。
は、いずれも同じ構成を有しており、図5(b)に示す
ように、制御回路70からの制御信号S2が入力される
制御端子T5と、入力端子T3(出力端子T4)側に接
続される信号端子T6と、増幅回路60(60a,60
b)側に接続される信号端子T7と、抵抗68(68
a,68b)に接続される接地端子T8とを備えてい
る。また、信号端子T6,T7を接続する伝送路上に信
号通過用の一対のコンデンサ72,73が設けられ、こ
のコンデンサ72,73の共通接続端と制御端子T5と
の間に高周波信号を阻止するためのチョークコイル74
が接続され、同じくコンデンサ72,73の共通接続端
と接地端子T8との間に、共通接続端から接地端子に向
かう方向を順方向とするダイオード76が接続されてい
る。
制御端子T5に入力される制御信号S2がロウレベル
(接地レベル)であれば、ダイオード76がオフ状態と
なることにより信号端子T6,T7間は導通状態とな
る。一方、制御信号S2がハイレベルであれば、ダイオ
ード76がオン状態となることにより、信号端子T6,
T7から入力された信号は、ダイオード76,接地端子
T8,抵抗68を介して接地される。
の設定である場合に、各端子T3,T4に接続されるC
ATV伝送線のインピーダンスと整合する大きさに設定
されている。次に、断続回路62は、制御信号S1に従
って動作し、3つの経路のいずれかを選択する一対のス
イッチ80a,80bを備え、この一対のスイッチによ
って選択される第1の経路では、増幅回路60aの出力
をそのまま増幅回路60bに入力し、第2の経路では、
増幅回路60aの出力を、30MHzをカットオフ周波
数とするHPF82を介して増幅回路60bに入力し、
第3の経路では、増幅回路60aの出力、及び増幅回路
60bの入力をそれぞれダミー抵抗84a,84bを介
して接地するようにされている。
(図示せず)が設けられており、この手動スイッチを操
作することにより、断続回路62の第1或いは第2の経
路が選択された時には、これに応じた制御信号S1と共
に、切換回路66を導通側かつ電力供給遮断回路64を
供給側に設定する制御信号S2を出力し、一方、第3の
経路が選択された時には、これに応じた制御信号S1と
共に、切換回路66を遮断側かつ電力供給遮断回路64
を遮断側に設定する制御信号S2を出力するようにされ
ている。
選択する設定がなされた場合は、ゲート付き増幅器34
は、上りLow信号の全域(10MHz〜55MHz)を
増幅し、第2の経路を選択する設定がなされた場合は、
上りLow信号のうち高域側(30MHz〜55MHz)
のみを増幅し、第3の経路を選択する設定がなされた場
合は、増幅回路60の両端が接地され遮断状態となるよ
うにされている。
には、第1及び第2分岐経路L1,L2、両信号分離部
30のダイプレクサD1,D3による、下り信号及び上
りHigh信号が周回する第1ループ経路と、第2及び第3
分岐経路L2,L3、両信号分離部30のダイプレクサ
D1,D2による、上りHigh信号及びIF信号が周回す
る第2ループ経路に加えて、第1及び第4分岐経路L
1,L4、両信号分離部30のダイプレクサD3によ
る、下り信号及び上りLow信号が周回する第3ループ経
路と、第3及び第4分岐経路L3,L4、両信号分離部
30のダイプレクサD1,D2,D3による、IF信号
及び上りLow信号が周回する第4ループ経路が存在して
いる。
に回り込んだ上りLow信号は、第1実施形態における棟
内上り信号(即ち上りHigh信号)と同様に、下り増幅回
路31或いはIF増幅回路33a,33bにて増幅され
るが、他の分岐経路に回り込む時に両信号分離部30の
ダイプレクサD1〜D3にて減衰されるだけでなく、B
PF51x或いはHPF43xでも減衰され、結局、第
3及び第4ループ経路での上りLow信号のループゲイン
が1より小さくなるようにされている。
信号及びIF信号は、ゲート付き増幅器34にて増幅さ
れるが、他の分岐経路に回り込むときに両信号分離部3
0のダイプレクサD1〜D3にて減衰されるだけでな
く、LPF54でも減衰され、結局、第3ループ経路で
の下り信号、及び第4ループ経路でのIF信号のループ
ゲインが、いずれも1より小さくなるようにされてい
る。
互変調歪み成分のうち、上りHigh信号及び上りLow信号
の周波数帯に発生したものは、第1分岐経路L1に回り
込んだ上りHigh信号及び上りLow信号と共にBPF51
xにて減衰され、下流側信号分離部30dを介した第2
及び第4分岐経路L2,L4への回り込みが十分に抑え
られるようにされている。
信号は、ゲート付き増幅器34の前段にあるLPF54
にて十分に減衰され、第2分岐経路L2に回り込んだ下
り信号と同様に、ゲート付き増幅器34が、回り込んだ
下り信号の増幅のために無駄なパワーを消費しないよう
にされている。
態と同様の効果に加え、棟内上り信号(上りHigh信号)
に対する場合と同様に、上りLow信号を歪ませる要因を
除去することができる。また、本実施形態では、上りL
ow信号を使用しない場合には、ゲート付き増幅器34に
て、上りLow信号の伝送経路を遮断でき、しかも遮断部
分にてインピーダンスの不整合に基づく反射が生じない
ようにされている。従って、流合雑音を確実に低減でき
るだけでなく、遮断部分からの信号やノイズの反射によ
って、双方向増幅器12bの端末端子18側に接続され
る各種端末機器や、ヘッドエンド側に接続されるセンタ
装置等の動作に影響を与えてしまうことを確実に防止で
きる。
34にて、上りLow信号のうち、特に流合雑音の多い3
0MHzより周波数の低い信号を遮断し、30MHz〜
55MHzのみを伝送するように設定することが可能で
あるため、上りLow信号の伝送に伴う流合雑音の増加
を、必要最小限に抑えることができる。
gh信号や上りLow信号を増幅する上り増幅回路32(3
2a,32b)や、ゲート付き増幅器34の増幅回路6
0(60a,60b)は、通常、一つのトランジスタに
て増幅を行うシングル回路が用いられるが、これらを、
シングル回路と比較して大きな出力が得られるプッシュ
プル回路にて構成してもよい。この場合、回り込んでき
た多チャンネルの下り信号によって、増幅回路32,6
0がパワー不足となることがなく、パワー不足に基づく
信号の歪みを確実に除去できる。
路32,60が十分なパワーを有している場合には、第
2及び第4分岐経路L2,L4に回り込んだ下り信号を
除去するためのフィルタ52,54を省略した構成とし
てもよい。なお、第2実施形態では、下り信号,IF信
号,上りHigh信号,上りLow信号を扱う双方向増幅器1
2bを示したが、IF信号を伝送しない場合には、IF
信号用の第3分岐経路L3、及び両信号分離部30のダ
イプレクサD2を省略したり、上りHigh信号を伝送しな
い場合には、上りHigh信号用の第2分岐経路L2、及び
両信号分離部30のダイプレクサD1を省略した構成と
してもよい。
す説明図である。
ロック図である。
ブロック図である。
ロック図である。
である。
である。
る。
保安器、9…衛星受信用アンテナ、10…ダウンコンバ
ータ、11…合波器、12,12a,12b…双方向増
幅器、14…分岐器、18…端末端子、20…アップコ
ンバータ、22…ケーブルモデム、24…情報端末装
置、26…テレビ受信機、30a,30c…上流側信号
分離部、30b,30d…下流側信号分離部、31…下
り増幅回路、32a,32b…上り増幅回路、33a,
33b…IF増幅回路、34…ゲート付き増幅器、4
2,51x…バンドパスフィルタ(BPF)、43…バ
ンドエリミネーションフィルタ(BEF)、51,54
…ローパスフィルタ(LPF)、43x,52…ハイパ
スフィルタ(HPF)、60a,60b…増幅回路、6
2…断続回路、64a,64b…電力供給遮断回路、6
6a,66b…切換回路、68a,68b,84a,8
4b…抵抗、70…制御回路、72,73…コンデン
サ、74…チョークコイル、76…ダイオード、80
a,80b…スイッチ、D1,D2,D3…ダイプレク
サ、L…伝送線、L1〜L4…分岐経路、T1…上流側
端子、T2…下流側端子、T3…入力端子、T4…出力
端子、T5…制御端子、T6,T7…信号端子、T8…
接地端子
Claims (11)
- 【請求項1】 端末側からセンタ装置側に向けて送出さ
れる上り信号を、センタ装置側から端末側に向けて送出
される下り信号よりも高い周波数帯の棟内上り信号に周
波数変換して伝送すると共に、衛星アンテナにて受信さ
れ前記棟内上り信号より高い周波数帯に周波数変換され
たIF信号を、前記下り信号と共に端末側に向けて伝送
する棟内CATVシステムの伝送線上に設けられ、前記
棟内上り信号,下り信号,IF信号をそれぞれ増幅する
双方向増幅器であって、 センタ装置及び衛星アンテナ側の伝送線に接続される上
流側端子と端末側の伝送線に接続される下流側端子との
間に設けられた第1,第2,第3分岐経路と、 前記上流側端子に供給される信号のうち、前記下り信号
の周波数帯を通過域として抽出した信号を前記第1分岐
経路の上流側に通過させ、前記IF信号の周波数帯を通
過域として抽出した信号を前記第3分岐経路の上流側に
通過させると共に、前記第2分岐経路の上流側に供給さ
れる信号のうち、前記棟内上り信号の周波数帯を通過域
として抽出した信号を前記上流側端子に通過させる上流
側信号分離手段と、 前記下流側端子に供給される信号のうち、前記棟内上り
信号の周波数帯を通過域として抽出した信号を前記第2
分岐経路の下流側に通過させると共に、前記第1分岐経
路の下流側に供給される信号のうち、前記下り信号の周
波数帯を通過域として抽出した信号、及び前記第3分岐
経路の下流側に供給される信号のうち、前記IF信号の
周波数帯を通過域として抽出した信号を前記下流側端子
に通過させる下流側信号分離手段と、 前記第1分岐経路上にて上流側から入力された信号を増
幅して下流側に出力する下り増幅手段と、 前記第2分岐経路上にて下流側から入力された信号を増
幅して上流側に出力する上り増幅手段と、 前記第3分岐経路上にて上流側から入力された信号を増
幅して下流側に出力するIF増幅手段と、 を備えると共に、 前記第1分岐経路に設けられ、前記棟内上り信号の周波
数帯を阻止域とし、前記上流側信号分離手段及び下流側
信号分離手段を介して前記第1分岐経路と前記第2分岐
経路とが形成する第1ループ経路の前記棟内上り信号に
対するループゲインを1より小さくする第1の信号阻止
手段、 前記第3分岐経路に設けられ、前記棟内上り信号の周波
数帯を阻止域とし、前記上流側信号分離手段及び下流側
信号分離手段を介して前記第2分岐経路と前記第3分岐
経路とが形成する第2ループ経路の前記棟内上り信号に
対するループゲインを1より小さくする第2の信号阻止
手段、 前記第2分岐経路に設けられ、前記下り信号及び前記I
F信号の周波数帯を阻止域とし、前記第1ループ経路の
前記下り信号に対するループゲイン、及び前記第2ルー
プ経路の前記IF信号に対するループゲインを、いずれ
も1より小さくする第3の信号阻止手段、 のうち、少なくともいずれか一つを設けたことを特徴と
する双方向増幅器。 - 【請求項2】 前記上流側信号分離手段及び前記下流側
信号分離手段は、いずれも、 前記下り信号の周波数帯以下を通過域として抽出された
信号が前記下り経路を通過し、前記棟内上り信号の周波
数帯以上を通過域として抽出された信号が前記上り経路
を通過するように信号を分波する第1のダイプレクサ
と、 前記IF信号の周波数帯以上を通過域として抽出された
信号が前記IF経路を通過し、前記棟内上り信号の周波
数帯以下を通過域として抽出された信号が前記第1のダ
イプレクサを通過するように信号を分波する第2のダイ
プレクサと、 からなることを特徴とする請求項1記載の双方向増幅
器。 - 【請求項3】 前記第1又は第2又は第3の信号阻止手
段と前記上流側又は下流側信号分離手段との間に、使用
周波数帯でのインピーダンス特性が平坦な分離回路を設
けたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の双方
向増幅器。 - 【請求項4】 前記分離回路は、前記下り増幅手段又は
前記IF増幅手段又は前記上り増幅手段を構成する増幅
回路であることを特徴とする請求項3記載の双方向増幅
器。 - 【請求項5】 前記第3の信号阻止手段は、誘電体フィ
ルタ或いは表面弾性波フィルタからなることを特徴とす
る請求項1ないし請求項4いずれか記載の双方向増幅
器。 - 【請求項6】 前記下り増幅手段と前記下流側信号分離
手段との間に、前記棟内上り信号の周波数帯を阻止域と
し、前記下り増幅手段にて発生する相互変調歪み成分を
除去する歪み成分除去手段を設けたことを特徴とする請
求項1ないし請求項5いずれか記載の双方向増幅器。 - 【請求項7】 前記上り増幅手段と前記下流側信号分離
手段との間に、前記下り信号の周波数帯を阻止域とし、
前記下り経路から回り込んだ下り信号を除去する回込信
号除去手段を設けたことを特徴とする請求項1ないし請
求項6いずれか記載の双方向増幅器。 - 【請求項8】 前記上り増幅手段は、プッシュプル回路
からなることを特徴とする請求項1ないし請求項7いず
れか記載の双方向増幅器。 - 【請求項9】 双方向CATVシステムのセンタ装置か
ら端末に到る信号伝送用の伝送線上に設けられ、センタ
装置側から端末側に向けて送出される下り信号と、端末
側からセンタ装置側に向けて送出され、前記下り信号と
は異なる周波数帯の上り信号とをそれぞれ増幅する双方
向増幅器であって、 センタ装置側の伝送線に接続される上流側端子と端末側
の伝送線に接続される下流側端子との間に設けられた第
1及び第2分岐経路と、 前記上流側端子に供給される信号のうち、前記下り信号
の周波数帯を通過域として抽出した信号を前記第1分岐
経路の上流側に通過させると共に、前記第2分岐経路の
上流側に供給される信号のうち、前記上り信号の周波数
帯を通過域として抽出した信号を前記上流側端子に通過
させる上流側信号分離手段と、 前記下流側端子に供給される信号のうち、前記上り信号
の周波数帯を通過域として抽出した信号を前記第2分岐
経路の下流側に通過させると共に、前記第1分岐経路の
下流側に供給される信号のうち、前記下り信号の周波数
帯を通過域として抽出した信号を前記下流側端子に通過
させる下流側信号分離手段と、 前記第1分岐経路上にて上流側から入力された信号を増
幅して下流側に出力する下り増幅手段と、 前記第2分岐経路上にて下流側から入力された信号を増
幅して上流側に出力する上り増幅手段と、 を備え、更に、 前記下り増幅手段と前記下流側信号分離手段との間に、
前記上り信号の周波数帯を阻止域とし、前記下り増幅手
段にて発生する相互変調歪み成分を除去する歪み成分除
去手段を設けたことを特徴とする双方向増幅器。 - 【請求項10】 双方向CATVシステムのセンタ装置
から端末に到る信号伝送用の伝送線上に設けられ、セン
タ装置側から端末側に向けて送出される下り信号と、端
末側からセンタ装置側に向けて送出され、前記下り信号
とは異なる周波数帯の上り信号とをそれぞれ増幅する双
方向増幅器であって、 センタ装置側の伝送線に接続される上流側端子と端末側
の伝送線に接続される下流側端子との間に設けられた第
1及び第2分岐経路と、 前記上流側端子に供給される信号のうち、前記下り信号
の周波数帯を通過域として抽出した信号を前記第1分岐
経路の上流側に通過させると共に、前記第2分岐経路の
上流側に供給される信号のうち、前記上り信号の周波数
帯を通過域として抽出した信号を前記上流側端子に通過
させる上流側信号分離手段と、 前記下流側端子に供給される信号のうち、前記上り信号
の周波数帯を通過域として抽出した信号を前記第2分岐
経路の下流側に通過させると共に、前記第1分岐経路の
下流側に供給される信号のうち、前記下り信号の周波数
帯を通過域として抽出した信号を前記下流側端子に通過
させる下流側信号分離手段と、 前記第1分岐経路上にて上流側から入力された信号を増
幅して下流側に出力する下り増幅手段と、 前記第2分岐経路上にて下流側から入力された信号を増
幅して上流側に出力する上り増幅手段と、 を備え、更に、 前記上り増幅手段と前記下流側信号分離手段との間に、
前記下り信号の周波数帯を阻止域とし、前記下り経路か
ら回り込んだ下り信号を除去する回込信号除去手段を設
けたことを特徴とする双方向増幅器。 - 【請求項11】 双方向CATVシステムのセンタ装置
から端末に到る信号伝送用の伝送線上に設けられ、セン
タ装置側から端末側に向けて送出される下り信号と、端
末側からセンタ装置側に向けて送出され、前記下り信号
とは異なる周波数帯の上り信号とをそれぞれ増幅する双
方向増幅器であって、 センタ装置側の伝送線に接続される上流側端子と端末側
の伝送線に接続される下流側端子との間に設けられた第
1及び第2分岐経路と、 前記上流側端子に供給される信号のうち、前記下り信号
の周波数帯を通過域として抽出した信号を前記第1分岐
経路の上流側に通過させると共に、前記第2分岐経路の
上流側に供給される信号のうち、前記上り信号の周波数
帯を通過域として抽出した信号を前記上流側端子に通過
させる上流側信号分離手段と、 前記下流側端子に供給される信号のうち、前記上り信号
の周波数帯を通過域として抽出した信号を前記第2分岐
経路の下流側に通過させると共に、前記第1分岐経路の
下流側に供給される信号のうち、前記下り信号の周波数
帯を通過域として抽出した信号を前記下流側端子に通過
させる下流側信号分離手段と、 前記第1分岐経路上にて上流側から入力された信号を増
幅して下流側に出力する下り増幅手段と、 前記第2分岐経路上にて下流側から入力された信号を増
幅して上流側に出力する上り増幅手段と、 を備え、更に、前記上り増幅手段は、プッシュプル回路
からなることを特徴とする双方向増幅器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000302172A JP4695746B2 (ja) | 2000-07-24 | 2000-10-02 | 双方向増幅器 |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000222307 | 2000-07-24 | ||
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