(57)【要約】【課題】電源ラインにバイパスコンデンサが接続されて無通信時にはインピーダンスの低い電源ラインを使って電源供給と通信が行える通信方法及び通信装置を提供する。【解決手段】電源供給回路400から負荷側回路500に電源ライン450を使用して直流電源を供給し、且つ負荷側回路500の近傍で電源ライン450の電源ノイズを吸収するバイパスコンデンサ452と負荷側回路500の内部に設けたインダクタンス503とコンデンサ504とから成るリアクタンス回路とで決まる共振周波数における送信側からの見掛けのインピーダンスを増大させるとともに電源供給回路400で共振周波数の近傍に信号を重畳する所定の周波数を設定し、該所定の周波数の信号を電源ライン450に重畳させ、負荷側回路500で電源ライン450に重畳された前記所定の周波数の信号を検出する。【選択図】図１
2008227766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源供給回路から負荷側回路に電源ラインを使用して直流電源を供給し、且つ前記負荷側回路近傍に設けた前記電源ラインの電源ノイズを吸収するバイパスコンデンサと前記負荷側回路内部に設けたリアクタンス回路で共振回路を形成させ、前記電源供給回路で前記共振回路の共振周波数の近傍に信号を重畳する所定の周波数を設定し、該所定の周波数の信号を前記電源ラインに重畳させ、前記負荷側回路で前記電源ラインに重畳された前記所定の周波数の信号を検出することを特徴とする通信方法。
【請求項２】
電源ラインに信号を重畳させて一本の線で信号を伝送する通信装置において、
負荷側回路に前記電源ラインを通じて直流電源電圧を供給する電源供給回路と、
前記電源供給回路に内蔵され、前記直流電源電圧に所定の周波数の信号を重畳させる信号送信回路と、
前記電源供給回路から前記電源ラインを通じて直流電源電圧が供給される負荷側回路と、
前記負荷側回路に内蔵され、前記電源供給回路からの前記直流電源電圧に重畳された前記所定の周波数の信号を検出する検出回路と、
前記負荷側回路近傍の前記電源ラインとアース間に配置され前記電源ラインの電源ノイズを吸収するバイパスコンデンサと、
前記バイパスコンデンサに並列に接続され且つ前記電源ラインとアース間に配置され前記負荷側回路に内蔵されるリアクタンス回路と、
を備え、前記バイパスコンデンサと前記リアクタンス回路とによって決まる共振周波数の近傍に信号を重畳する前記所定の周波数を設定し、前記所定の周波数の信号を前記電源ラインに重畳させ、前記負荷側回路で前記電源ラインに重畳された前記所定の周波数の信号を検出することを特徴とする通信装置。
【請求項３】
前記リアクタンス回路は、インダクタとコンデンサとを直列に接続し前記電源ラインとアース間に配置されることを特徴とする請求項２記載の通信装置。
【請求項４】
前記信号送信回路は、前記所定の周波数でＡＳＫ変調した信号を生成し、該信号を前記直流電源電圧に重畳させるものであり、前記検出回路は、前記直流電源電圧に重畳された前記所定の周波数でＡＳＫ変調された信号を検出するものであることを特徴とする請求項２記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源ラインに接続されている機器に電源ラインを使って直流電源を供給するするとともに直流電源電圧に交流信号を重畳させて信号を伝送する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電源供給回路から電源ラインを使って負荷側回路に電力を供給するとともに信号を伝達するようにした通信装置（信号伝達装置）は図４に示す構成の通信装置が知られている。すなわち図４に示す通信装置は、電源供給回路100と負荷側回路200とで構成され、電源供給回路100には電源回路101と送信回路102が設けられ、負荷側回路200には電力消費回路201と受信回路202が設けられている。そして電源回路101と電力消費回路201は電源ライン150で接続され、送信回路102と受信回路202は信号伝送ライン160で接続されている。このように従来の通信装置は図４に示したように電源ライン150と通信線（信号伝送ライン）160を別々に設け、電源供給は電源ライン150を用い、通信には通信線（信号伝送ライン）160を使うことで電源供給および通信を行っていた。
【０００３】
また図４に示す電源ライン150と通信線（信号伝送ライン）160を別々に設ける構成に代えて、電源ラインと通信線を共用して電源供給と通信を行う技術が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−３３５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に示された電源ラインと通信線を共用して電源供給と通信を行う従来技術にあっては、電源ラインのインピーダンスについては特に考慮されていない。
しかし電源ラインには、電源が供給されるＩＣ（負荷側回路）の近傍に電源ノイズを除去することを目的としたバイパスコンデンサを接続するのが一般的である。これにより、電源ラインのインピーダンスは低くなり電源ノイズを除去することが可能となる。
【０００５】
しかし電源ラインを使って信号の伝達を行おうとした場合、電源ラインのインピーダンスが低いと電源ノイズとともに通信信号も除去されてしまい、信号の伝達を行うのが困難になるといった問題があった。
【０００６】
上記した課題を解決するために本発明は、電源ラインにバイパスコンデンサが接続されて無通信時にはインピーダンスの低い電源ラインを使って電源供給と通信が行える通信方法及び通信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の通信方法は、電源供給回路から負荷側回路に電源ラインを使用して直流電源を供給し、且つ前記負荷側回路近傍に設けた前記電源ラインの電源ノイズを吸収するバイパスコンデンサと前記負荷側回路内部に設けたリアクタンス回路で共振回路を形成させ、該共振回路の共振周波数における送信側からの見掛けのインピーダンスを増大させるとともに前記電源供給回路で前記共振周波数の近傍に信号を重畳する所定の周波数を設定し、該所定の周波数の信号を前記電源ラインに重畳させ、前記負荷側回路で前記電源ラインに重畳された前記所定の周波数の信号を検出することを特徴とする。
【０００８】
また本発明の通信装置は、電源ラインに信号を重畳させて一本の線で信号を伝送する通信装置において、負荷側回路に前記電源ラインを通じて直流電源電圧を供給する電源供給
回路と、前記電源供給回路に内蔵され、前記直流電源電圧に所定の周波数の信号を重畳させる信号送信回路と、前記電源供給回路から前記電源ラインを通じて直流電源電圧が供給される負荷側回路と、前記負荷側回路に内蔵され、前記電源供給回路からの前記直流電源電圧に重畳された前記所定の周波数の信号を検出する検出回路と、前記負荷側回路近傍の前記電源ラインとアース間に配置され前記電源ラインの電源ノイズを吸収するバイパスコンデンサと、前記バイパスコンデンサに並列に接続され且つ前記電源ラインとアース間に配置され前記負荷側回路に内蔵されるリアクタンス回路と、を備え、前記バイパスコンデンサと前記リアクタンス回路とによって決まる共振周波数における送信側からの見掛けのインピーダンスを増大させるとともに前記電源供給回路で前記共振周波数の近傍に信号を重畳する前記所定の周波数を設定し、前記所定の周波数の信号を前記電源ラインに重畳させ、前記負荷側回路で前記電源ラインに重畳された前記所定の周波数の信号を検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電源ラインとアース間に配置された、バイパスコンデンサとリアクタンス回路で共振回路を形成させ、該共振回路の共振周波数におけるで送信側からの見掛け上のインピーダンスを増大させ且つ共振周波数近傍の所定の周波数を用いて信号を重畳させ電源ラインに接続されたバイパスコンデンサによる信号振幅の減衰を防止して通信することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る通信装置の構成を示す図である。図１において電源供給回路400は、電源回路401と信号送信回路410とから構成され、電源回路401は直流電源であって直流電源電圧を出力し、信号送信回路410は直流電源電圧に送信信号を重畳させる。信号送信回路410は、送信データ発生回路411とキャリア信号発生回路412とＡＮＤ回路413及びＡＣカップリングコンデンサ415で構成されている。抵抗Ｒ１（414）はＡＮＤ回路413の出力抵抗である。信号送信回路410は、ＡＮＤ回路413により送信データ発生回路411の出力とキャリア信号発生回路412の出力のＡＮＤをとり、ＡＮＤ回路413から出力される信号をＡＣカップリングコンデンサＣ１（415）を介して、電源回路401より出力される直流電源電圧に重畳させる。なお、ＡＣカップリングコンデンサＣ１（415）の容量はキャリア信号発生回路412の出力周波数に対して十分に低いインピーダンスとなる容量とする。
【００１１】
図１において負荷側回路500は、電源回路401から供給された電力を消費する電力消費回路501と、電源ライン450とアース間に接続されインダクタＬ１（503）とコンデンサＣ３（504）を直列接続して成るリアクタンス回路と、直流電源電圧に重畳された信号を検出する検出回路520とから構成されている。インダクタＬ１（503）とコンデンサＣ３（504）を直列接続して成るリアクタンス回路は電源ライン450とアース間に配置され、電源ライン450の電源ノイズを吸収するバイパスコンデンサＣ２（452）に並列に接続され、バイパスコンデンサＣ２（452）とインダクタＬ１（503）とコンデンサＣ３（504）を直列接続して成るリアクタンス回路は、信号送信回路410のキャリア信号出力周波数付近に共振周波数を有する共振回路を構成する。これについては後で説明する。検出回路520はＡＣアンプ521と包絡線検波回路522とコンパレータ523とから構成される。ＡＣアンプ521は直流電源電圧に重畳された交流信号を増幅し、包絡線検波回路522はＡＣアンプ521の出力をもとに包絡線を出力し、コンパレータ523は包絡線出力から矩形波を出力する。
【００１２】
図２は、本発明の実施形態に係る通信装置の動作を説明するための波形図である。図１に示した本発明の実施形態に係る通信装置の動作を図２に示した波形図を用いて説明する
。図１に示す通信装置は、信号送信回路410でＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）変調した信号を生成し、その信号を通信線を兼ねる電源ライン450を通じて負荷側回路500に送信し、負荷側回路500の検出回路520で信号を検出する例について説明する。
【００１３】
信号送信回路410は、送信データ発生回路411の出力301とキャリア信号発生回路412の出力302とをＡＮＤ回路413でＡＮＤを取る。ＡＮＤを取った信号303は抵抗Ｒ１（414）、ＡＣカップリングコンデンサＣ１（415）を介して直流電源電圧に重畳され電源ライン450を経て負荷側に供給される。直流電源電圧に重畳された信号304は、負荷側回路500の検出回路520に入力されて復調されることになる。
【００１４】
負荷側回路500の検出回路520では、ＡＣアンプ521が直流電源電圧に重畳されている交流成分のみ抽出して増幅する。ＡＣアンプ521で増幅された信号305は、包絡線検波回路522で包絡線検波される。包絡線検波された信号306は、コンパレータ523に通され、コンパレータ523を通すことで信号307のような矩形波が得られ、復調を完了する。
【００１５】
ここで、直流電源電圧に重畳された信号振幅について考える。信号304の振幅は、ＡＮＤ回路413の出力抵抗Ｒ１（414）と、負荷側の直近に接続されたバイパスコンデンサ（以後、パスコンと略称する）Ｃ２（452）とそれに並列に接続されたインダクタＬ１（503）及びコンデンサＣ３（504）から成るリアクタンス回路とで構成されるＬＣ並列回路のインピーダンスの比で決定される。ここで、インダクタＬ１（503）及びコンデンサＣ３（504）から成るリアクタンス回路が無かったとすると、信号304の振幅はＡＮＤ回路413の出力抵抗Ｒ１（414）とパスコンＣ２（452）のインピーダンスの比で決定され、一般的にパスコンＣ２（452）のインピーダンスより出力抵抗Ｒ１（114）の方が大きいため、信号304の振幅は非常に小さいものとなり、負荷側回路500における信号検出が困難となる。そこで、パスコンＣ２（452）に並列にインダクタＬ１（503）及びコンデンサＣ３（504）から成るリアクタンス回路を接続する。
【００１６】
図３は、本発明の実施形態に係る通信装置におけるバイパスコンデンサＣ２に並列にリアクタンス回路を接続した回路構成例を示す図である。図３の回路構成において、パスコンＣ２（452）に並列にインダクタＬ１（503）とコンデンサＣ３（504）を直列接続して成るリアクタンス回路のインピーダンスＺ0は、印加する信号の角周波数をω0とすると、式（１）のように求めることができる。
【００１７】
【数１】
2008227766.tif 000003
【００１８】
ここで、ω0に関して、式（２）に示すような、
【００１９】
【数２】
2008227766.tif 000004
【００２０】
が成り立つとき、図３に示した回路構成のインピーダンスＺ0は無限大となる。
そこで、図１に示した信号送信回路410のキャリア信号を式（２）が成り立つ周波数の近傍を選択する。もしくは、キャリア信号もしくはその近傍の周波数に対し、式（２）が
成り立つようにインダクタＬ１（503）のインダクタンスおよびパスコンＣ２（452）とコンデンサＣ３（504）の容量値を選択する。こうすることで、信号送信回路410のキャリア信号の出力周波数帯域でのみ、ＡＮＤ回路413の出力抵抗Ｒ１（414）よりも図３に示した回路構成のインピーダンスＺ0が高くなり、負荷側回路500の検出回路520に十分な振幅の信号を伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る通信装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る通信装置の動作を説明するための波形図である。
【図３】本発明の実施形態に係る通信装置におけるバイパスコンデンサに並列にリアクタンス回路を接続した回路構成例を示す図である。
【図４】従来の通信装置の構成を示す概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００２２】
400   電源供給回路
401   電源回路
410   信号送信回路
411   送信データ発生回路
412   キャリア信号発生回路
413   ＡＮＤ回路
414   抵抗
415   ＡＣカップリングコンデンサ
450   電源ライン
452   バイパスコンデンサ(パスコン)
500   負荷側回路
501   電力消費回路
503   共振用インダクタ
504   共振用コンデンサ
520   検出回路
521   ＡＣアンプ
522   包絡線検波回路
523   コンパレータ
【図１】
2008227766.tif 000005
【図２】
2008227766.tif 000006
【図３】
2008227766.tif 000007
【図４】
2008227766.tif 000008