(57)【要約】【課題】回路規模が小さく消費電力が小さい電力線通信用ＡＣアダプタを提供する。【解決手段】ＡＣ商用電源電圧から所定値のＤＣ電源電圧を生成するＤＣ電源電圧生成回路１３と、前記ＤＣ電源電圧を情報端末に供給するため及び電力線通信信号を伝送するための電源コード１５と、電力線通信の送信時に電力線通信信号を電力線に重畳し、受信時に電力線に重畳された電力線通信信号を抽出する電力線カプラ１６と、送信時に電力線通信信号を第１のレベルに変換してから電力線カプラ１６に供給し、受信時に電力線カプラ１６から抽出した電力線通信信号を第２のレベルに変換するレベル変換回路１６と、送信時に電源コード１５に重畳された電力線通信信号を抽出し、レベル変換回路１７に出力し、受信時にレベル変換回路１７から出力された電力線通信信号を電源コード１５に重畳する電源コードカプラ１９とを備える電力線通信用ＡＣアダプタ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報端末の電源装置として用いられる電力線通信用ＡＣアダプタであって、
電力線から供給されるＡＣ商用電源電圧から所定値のＤＣ電源電圧を生成するＤＣ電源電圧生成手段と、
前記ＤＣ電源電圧生成手段によって生成されたＤＣ電源電圧を前記情報端末に供給するため及び電力線通信信号を伝送するための電源コードと、
電力線通信の送信時に電力線通信信号を前記電力線に重畳し、受信時に前記電力線に重畳された電力線通信信号を抽出する第１のカプラと、
送信時に電力線通信信号を第１のレベルに変換してから前記第１のカプラに供給し、受信時に前記第１のカプラから抽出した電力線通信信号を第２のレベルに変換するレベル変換手段と、
送信時に前記電源コードに重畳された電力線通信信号を抽出し、前記レベル変換手段に出力し、受信時に前記レベル変換手段から出力された電力線通信信号を前記電源コードに重畳する第２のカプラとを備えることを特徴とする電力線通信用ＡＣアダプタ。
【請求項２】
前記第２のレベルが前記第１のレベルよりも小さい請求項１に記載の電力線通信用ＡＣアダプタ。
【請求項３】
前記情報端末から前記電源コードを介して、送信、受信モード信号を得て、その得た送信、受信モード信号に応じて前記レベル変換手段の送信、受信モードを変更する制御手段を備える請求項１又は請求項２に記載の電力線通信用ＡＣアダプタ。
【請求項４】
前記レベル変換手段は、受信時に前記第１のカプラから抽出した電力線通信信号を第２のレベルに変換するための可変利得増幅手段を有し、
前記制御手段は、前記情報端末から前記電源コードを介して、利得制御信号を得て、その得た利得制御信号に応じて前記可変利得増幅手段の利得を制御する請求項３に記載の電力線通信用ＡＣアダプタ。
【請求項５】
前記制御手段が前記情報端末から前記電源コードを介して得る信号を搬送するための搬送波の周波数は、電力線通信で使用される帯域外の周波数である請求項３又は請求項４に記載の電力線通信用ＡＣアダプタ。
【請求項６】
前記レベル変換手段は、前記搬送波によって搬送される信号を除去するフィルタを有する請求項５に記載の電力線通信用ＡＣアダプタ。
【請求項７】
前記制御手段は、前記電力線に含まれる情報であって電力線通信信号とは別の情報を得て、その得た情報を前記搬送波の周波数とは別の搬送周波数を用いて前記制御手段から前記電源コードを介して前記情報端末に伝送する請求項５に記載のＡＣアダプタ。
【請求項８】
請求項３に記載の電力線通信用ＡＣアダプタを電源装置として用いる情報端末であって、
電力線通信の送信時に送信用データを電力線通信信号にデジタル変調し、受信時に電力線通信信号をデジタル復調して受信データを得る電力線通信変復調手段と、
送信時に前記電力線通信変復調手段から出力されたデジタル電力線通信信号を所定のレベルのアナログ電力線通信信号に変換し、受信時にアナログ電力線通信信号を所定のレベルに変換し、さらにデジタル電力線通信信号に変換するアナログフロントエンド手段と、
送信時に前記アナログフロントエンド手段から出力された電力線通信信号を前記電力線通信用ＡＣアダプタの電源コードに重畳し、受信時に前記電力線通信用ＡＣアダプタの電源コードに重畳されている電力線通信信号を抽出し、前記アナログフロントエンド手段に出力する第３のカプラとを備え、
前記アナログフロントエンド手段は、前記電力線通信変復調手段から出力される送信、受信モード信号を変調し、前記第３のカプラを通して、前記電力線通信用ＡＣアダプタの電源コードに重畳することを特徴とする情報端末。
【請求項９】
請求項４に記載の電力線通信用ＡＣアダプタを電源装置として用いる情報端末であって、
前記アナログフロントエンド手段は、前記送信、受信モード信号に加えて、前記電力線通信用ＡＣアダプタの可変利得増幅手段の利得を制御するための利得制御信号を変調し、前記第３のカプラを通して、前記電力線通信用ＡＣアダプタの電源コードに重畳する請求項８に記載の情報端末。
【請求項１０】
請求項５に記載の電力線通信用ＡＣアダプタを電源装置として用いる情報端末であって、
前記アナログフロントエンド手段での変調の際に用いられる搬送波の周波数は、電力線通信で使用される帯域外の周波数である請求項８又は請求項９に記載の情報端末。
【請求項１１】
請求項７に記載の電力線通信用ＡＣアダプタを電源装置として用いる情報端末であって、
前記アナログフロントエンド手段は、前記電力線通信用ＡＣアダプタの制御手段から前記電源コードを介して送られた情報を復調し、その復調した情報を前記電力線通信変復調手段に供給する請求項１０に記載の情報端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線通信を行う情報端末及びその電源装置として用いられる電力線通信用ＡＣアダプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、一般家庭においてもパーソナルコンピュータ（以下、パソコンという）が普及し、さらにＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）やＦＴＴＨ（Fiber To The Home）などのブロードバンドネットワークの導入が進んでいる。このため、パソコンをブロードバンドネットワークに接続するために、家庭内でＬＡＮ（Local Area Network）が構築される。ＬＡＮは、有線ＬＡＮと無線ＬＡＮに大別される。
【０００３】
有線ＬＡＮとしては、イーサネット（登録商標）が一般的で、専用ケーブルが使われる。しかし、一般家庭では、新改築時などに専用ケーブルが引けるようなスペースを設ける場合を除き、専用ケーブルを設置するには手間がかかる。
【０００４】
一方、無線ＬＡＮは、ＬＡＮを無線通信で実現するため専用ケーブルが不要であり、また、電波の届く範囲であればパソコンをどこに置いても良いなどのメリットがあるため、特に可搬性の高いノートパソコン向けに適している。しかし、使用される電波の周波数が高く、直線性が高いため、家の中であっても電波が届きにくい場合が多々ある。例えば、コンクリート壁を挟んだ通信や、１階と２階の間での通信は比較的不得手である。
【０００５】
そこで、ＰＬＣ（Power Line Communication、電力線搬送通信あるいは電力線通信）が注目されてきている。これは、電力線つまり家庭内に張り巡らされているＡＣ１００Ｖあるいは２００Ｖの電灯線（電圧値は日本の場合である）をＬＡＮケーブルとして使用するものである。ＰＬＣでは、ＬＡＮの接続点をＡＣコンセントとすることができるので、ＡＣコンセントがある場所であればどこでもノートパソコンなどの情報端末をＬＡＮ接続することができるという利点がある。
【０００６】
ノートパソコンなどの情報端末は、その可搬性を有効利用するために、電源として、ノートパソコンなどの情報端末に内蔵あるいは取り付けられるようになっている充電池を使用するようになっているが、家庭内では使用時間の制限を受けないＡＣ電源を使用する方が一般的である。そして、ＡＣ電源を使用する場合、ノートパソコンなどの情報端末の電源装置として、電灯線から供給されるＡＣ商用電源電圧を所定値のＤＣ電源電圧に変換して出力するＡＣアダプタが用いられる。一方、ＰＬＣを有線ＬＡＮとして用いる場合、ＡＣコンセントからＰＬＣデータを受けたり、逆に送ったりするためのＰＬＣアダプタが必要になる。ＰＬＣアダプタとＡＣアダプタとを個別にケーシングした場合、２つのＡＣコンセントが必要になるだけでなく、ＡＣアダプタ、ＰＬＣアダプタ２つのケースがノートパソコンなどの情報端末の外側に置かれることになる。そして、ノートパソコンなどの情報端末、ＡＣコンセントとそれぞれのアダプタとを接続するケーブルも必要になる。この状態では、他の場所に移動したりするとき、情報端末本体、上記２つのケース、及びケーブル類を運ぶことは面倒である。
【０００７】
そこで、ＰＬＣアダプタとＡＣアダプタを一体化したものが種々提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。特許文献１で提案されている電力搬送用モデムは、ＰＬＣデータをＵＳＢ（Universal Serial Bus）データに変換してＵＳＢコネクタに供給し、またＵＳＢコネクタから供給されるＵＳＢデータをＰＬＣデータに変換するＰＬＣモデムをＡＣアダプタに内蔵させたものであり、ＡＣアダプタによってＡＣ商用電源電圧から変換される所定値のＤＣ電源電圧をＵＳＢコネクタに供給している。このような構成によると、電力搬送用モデム（ＰＬＣモデム内蔵ＡＣアダプタ）と情報端末との接続が、ＵＳＢケーブル一本だけで足りる。ＵＳＢはＤＣ電源電圧を送る機能があり、ＵＳＢケーブル１本だけで、ＵＳＢデータの受け渡しとＤＣ電源電圧の供給が行えるが、そのＵＳＢの規格により、情報端末に供給される電源電力は上限２．５Ｗの制限を受ける。このため、特許文献１で提案されている電力搬送用モデムと対となって使用される情報端末は、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯情報端末に限られる。一方、特許文献２で提案されているＡＣアダプタは、ＰＬＣデータを独自方式のデータに変換した後、ＡＣアダプタから出力されるＤＣ電源電圧を情報端末に供給する電源コードにそのデータを重畳している。このため、特許文献２で提案されているＡＣアダプタ及び電源コードは、外見上、従来のＡＣアダプタ及び電源コードと同じであるというメリットがある。
【０００８】
以下、この特許文献２で提案されているＡＣアダプタについて詳細に説明する。特許文献２で提案されているＡＣアダプタの概略構成を図８に示す。図８に示すＡＣアダプタは、電力線のＡＣコンセント（不図示）から、ＡＣプラグおよびＡＣコード８１を通してＡＣ商用電源電圧を得る。また、ＰＬＣデータのやり取りもこのＡＣコンセントを介して行われる。
【０００９】
そして、ＡＣ商用電源電圧をフィルタ８２に通すことでＡＣ商用電源電圧からＰＬＣ信号を除去し、ＤＣ電源生成回路８３において、ＰＬＣ信号が除去されたＡＣ電源電圧を所定値のＤＣ電源電圧に変換する。このＤＣ電源電圧が、電源コード８４を通して情報端末（不図示）に供給される。
【００１０】
一方、ＰＬＣの受信信号は、電力線のＡＣコンセント（不図示）からＡＣプラグおよびＡＣコード８１を通り、電力線カプラ８５を介して、ＰＬＣモデム８６に送られ、逆にＰＬＣの送信信号はＰＬＣモデム８６から電力線カプラ８５を介して、さらにＡＣプラグおよびＡＣコード８１を通って電力線のＡＣコンセント（不図示）に送られる。電力線に重畳されるＰＬＣ信号は変調されているので、ＰＬＣモデム８６はそのＰＬＣ信号の変復調を行う。受信時は、ＰＬＣモデム８６において復調された信号が、通信信号処理部８７において、新たにＡＣアダプタ出力のＤＣ電源電圧に重畳するために再変調され電源コード通信信号となる。そして、その電源コード通信信号が、電源コードカプラ８８を介して、ＡＣアダプタ出力のＤＣ電源電圧に重畳され、電源コード８４を通して情報端末に送られる。一方、送信時は、ＤＣ電源電圧に重畳されている電源コード通信信号が、電源コードカプラ８８を介して、通信信号処理部８７に送られ復調されたのち、ＰＬＣモデム８６でＰＬＣ信号に再変調されて、電力線カプラ８５を介し、ＡＣプラグおよびＡＣコード８１を通じて電力線に重畳される。なお、ＤＣ電源生成回路８３は、ＤＣ電源電圧をＰＬＣモデム８６と通信信号処理部８７にも供給する。そして、ＡＣプラグおよびＡＣコード８１の大部分及び電源コード８４以外は、ケース８０内に収められている。
【００１１】
高速データ通信に対応したＰＬＣの通信方式としては、２ＭＨｚから３０ＭＨｚの周波数帯を、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex、直交周波数分割多重）方式などで変復調する方法が取られている。この場合、伝送レートとして最大で２００Ｍｂｐｓ程度を実現している。電力線ケーブルは元々高周波信号の伝送を想定しておらず、上記周波数帯のＰＬＣ信号が電力線ケーブルに流れると、ＰＬＣ信号が電波となってケーブル外部に漏れやすくなっている。このため、法規制により、ＰＬＣ通信における使用周波数帯域、出力電力、漏洩電界強度などを規定して、電子機器に対する影響を小さくするよう求めている。
【００１２】
一方、電源コード８４のＤＣ電源電圧にデータを重畳させるための変調方式に関しては、上記のような法規制の対象外であるため、独自方式を選ぶことができる。つまり、電源コード８４としてシールド線、より好ましくは同軸ケーブルを用いることで、電源コード８４からの漏洩電波を少なくできるので、より広帯域を用いた変調方式を選択することが可能である。
【特許文献１】特開２００３―２９８４７７号公報  （第２―３頁、第１図）
【特許文献２】特開２００６―１４８５９３号公報  （第５―６頁、第２図）
【特許文献３】特開２００４−４８２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ＰＬＣモデム８６は、上述したＯＦＤＭ方式などの変復調処理を行うため、比較的大きな電力を消費する。一方、通信信号処理部８７についても、２００Ｍｂｐｓ程度の伝送レートとなれば、回路構成が複雑になってくるため、回路規模が大きくなり、消費電力も増加する。
【００１４】
通信信号処理部８７と情報端末との間のデータ伝送において、例えば、マンチェスタ符号化のようなデジタルのベースバンド伝送方式を採用する場合、基本クロックが４００ＭＨｚとなるので超高速ロジック回路を使用する必要があるため、通信信号処理部８７の消費電力が増加する。また、パルス波形をできるだけ歪ませないようにするためには、数ＧＨｚの帯域が必要になる。しかしながら、電源コード８４を情報端末に接続させるために通常用いられているＤＣプラグ、ＤＣジャックも電力線ケーブルと同様に高周波対策が施されていないため、ＤＣプラグとＤＣジャックの接触点、それらとコードとの接続点などで大きな電力損失や反射が起きるため、これらを防止するためにも高価な高周波専用コネクタを使用せざるを得ない。
【００１５】
あるいは、通信信号処理部８７と情報端末との間のデータ伝送において、アナログ伝送方式を採用する場合、２００Ｍｂｐｓ程度の伝送レートを実現しようとすると、結局通信信号処理部８７での変復調処理に複雑なＯＦＤＭ変調を利用せざるを得ず、通信信号処理部８７の消費電力が増加する。
【００１６】
ＰＬＣは半二重通信方式を採用しており、２つ以上の端末が同時に電力線にデータ送信を行わないように、ＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）などのデータ衝突回避処理が行われる。ＣＳＭＡは、送信をしたい端末が伝送路の状態を監視し、もし既にデータが流れていれば、送信を行わず、データが流れていなければ送信を行い、そして、同時に送信を行った場合は、送信を中止し、しばらくたってデータの再送を行う方法である。図８のＡＣアダプタでは、電源コード８４についても、データ衝突回避の監視を行わなければならない。つまり、ＰＬＣモデム８６に加え、通信信号処理部８７でもＣＳＭＡなどの処理を行う必要がある。このため、通信信号処理部８７にも、衝突回避処理用のロジック回路、データを一時的に保持するためのバッファメモリが必要になるため、通信信号処理部８７の回路規模、消費電力は大きくなる。そして、データ衝突の箇所が増えることで、データ衝突および再送の機会も増えるため、実際のデータ送受信レートが下がってしまうという弊害もある。また、情報端末がＰＬＣ動作を休止する場合、情報端末が図８のＡＣアダプタに休止情報を送ったとしても、情報端末の再開情報を得るために、消費電力の大きい通信信号処理部８７を常に動作させなければならない。もちろん、通信信号処理部８７が全二重通信を行って、データの衝突が起こらないようにすることもできるが、そのため、さらに使用周波数帯域が増えたり、より高速なデータ伝送が必要になったりして、さらなる回路規模の増加をもたらすことになる。
【００１７】
また、図８のＡＣアダプタを使用する場合、電源コード通信信号の変復調のため、通信信号処理部８７と同様の通信信号処理部が情報端末側に必要となるので、特許文献２がうたっている情報端末側での消費電力の削減効果は小さい。そして、図８のＡＣアダプタとそれと対となって使用される情報端末からなるＰＬＣシステムは、この２つの通信信号処理部の分だけ一般的なＰＬＣシステムに比べて構成部品が増加するので、コスト上昇の要因になる。また、図８のＡＣアダプタとそれと対となって使用される情報端末からなるＰＬＣシステムは、この２つの通信信号処理部の分だけ一般的なＰＬＣシステムに比べて消費電力が増加するので、近年の電力線を利用している機器における省電力化にも反する。また、ＰＬＣモデム８６は高温になるので、これをＡＣアダプタ内に置くために、例えば放熱板を使用したり、基板とケース８０の間隔を広くするためにケース８０を大きくする等の熱対策が必要となり、コストがかかってしまうという問題もある。
【００１８】
本発明は、上記の状況に鑑み、回路規模が小さく消費電力が小さい電力線通信用ＡＣアダプタ及びそれを電源装置として用い電力線通信を行う情報端末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】
【００１９】
上記目的を達成するために本発明に係る電力線通信用ＡＣアダプタは、情報端末の電源装置として用いられる電力線通信用ＡＣアダプタであって、電力線から供給されるＡＣ商用電源電圧から所定値のＤＣ電源電圧を生成するＤＣ電源電圧生成手段と、前記ＤＣ電源電圧生成手段によって生成されたＤＣ電源電圧を前記情報端末に供給するため及び電力線通信信号を伝送するための電源コードと、電力線通信の送信時に電力線通信信号を前記電力線に重畳し、受信時に前記電力線に重畳された電力線通信信号を抽出する第１のカプラと、送信時に電力線通信信号を第１のレベルに変換してから前記第１のカプラに供給し、受信時に前記第１のカプラから抽出した電力線通信信号を第２のレベルに変換するレベル変換手段と、送信時に前記電源コードに重畳された電力線通信信号を抽出し、前記レベル変換手段に出力し、受信時に前記レベル変換手段から出力された電力線通信信号を前記電源コードに重畳する第２のカプラとを備える構成としている。このような構成によると、レベル変換手段は、従来は情報端末側に設けられていた機能の一部を切り離して電力線通信用ＡＣアダプタ側に振り分けているとも考えられるので、電力線通信用ＡＣアダプタはＰＬＣに必要な最小限の機能のみを有しており、回路規模が小さく消費電力が小さい。また、上記構成の電力線通信用ＡＣアダプタとそれに対応した情報端末とは電力線通信用ＡＣアダプタの電源コードのみでつながれているので、従来と同様の情報端末の可搬性を有する。
【００２０】
また、上記構成の電力線通信用ＡＣアダプタにおいて、前記第２のレベルを前記第１のレベルよりも小さくするとよい。これにより、電源コードからの漏れ成分を小さくできるので、情報端末がＰＬＣを行っているときに、情報端末自身や他の機器にＰＬＣ信号を雑音として撒き散らすことを抑えることができる。
【００２１】
また、上記各構成の電力線通信用ＡＣアダプタにおいて、前記情報端末から前記電源コードを介して、送信、受信モード信号を得て、その得た送信、受信モード信号に応じて前記レベル変換手段の送信、受信モードを変更する制御手段を備える構成（以下、第１の構成という）にしてもよい。これにより、各モードにおけるレベル変換手段の不要な回路を休止することなどが可能となり、さらに消費電力を小さくすることができる。
【００２２】
また、上記第１の構成の電力線通信用ＡＣアダプタにおいて、前記レベル変換手段は、受信時に前記第１のカプラから抽出した電力線通信信号を第２のレベルに変換するための可変利得増幅手段を有し、前記制御手段は、前記情報端末から前記電源コードを介して、利得制御信号を得て、その得た利得制御信号に応じて前記可変利得増幅手段の利得を制御する構成（以下、第２の構成という）にしてもよい。これにより、電力線からのＰＬＣ信号のレベルにかかわらず、電源コードに流れるＰＬＣ信号のレベルを一定にすることができる。
【００２３】
また、上記第１又は第２の構成の電力線通信用ＡＣアダプタにおいて、制御手段が前記情報端末から前記電源コードを介して得る信号を搬送するための搬送波の周波数を、電力線通信で使用される帯域外の周波数とする構成（以下、第３の構成という）にしてもよい。これにより、ＰＬＣ信号と、制御手段が情報端末から電源コードを介して得る信号との混信を防止することができる。
【００２４】
また、上記第３の構成の電力線通信用ＡＣアダプタにおいて、前記レベル変換手段は、前記搬送波によって搬送される信号を除去するフィルタを有する構成（以下、第４の構成という）にしてもよい。これにより、制御手段が情報端末から電源コードを介して得る信号が、第１のカプラを通して電力線に流出することを防止できる。
【００２５】
また、上記第３の構成の電力線通信用ＡＣアダプタにおいて、前記制御手段は、前記電力線に含まれる情報であって電力線通信信号とは別の情報を得て、その得た情報を前記搬送波の周波数とは別の搬送周波数を用いて前記制御手段から前記電源コードを介して前記情報端末に伝送する構成（以下、第５の構成という）にしてもよい。これにより、制御手段が情報端末から電源コードを介して得る信号と、電力線に含まれる情報であって電力線通信信号とは別の情報との混信を防止することができる。
【００２６】
また、上記目的を達成するために本発明に係る情報端末は、上記第１の構成の電力線通信用ＡＣアダプタを電源装置として用いる情報端末であって、電力線通信の送信時に送信用データを電力線通信信号にデジタル変調し、受信時に電力線通信信号をデジタル復調して受信データを得る電力線通信変復調手段と、送信時に前記電力線通信変復調手段から出力されたデジタル電力線通信信号を所定のレベルのアナログ電力線通信信号に変換し、受信時にアナログ電力線通信信号を所定のレベルに変換し、さらにデジタル電力線通信信号に変換するアナログフロントエンド手段と、送信時に前記アナログフロントエンド手段から出力された電力線通信信号を前記電力線通信用ＡＣアダプタの電源コードに重畳し、受信時に前記電力線通信用ＡＣアダプタの電源コードに重畳されている電力線通信信号を抽出し、前記アナログフロントエンド手段に出力する第３のカプラとを備え、前記アナログフロントエンド手段は、前記電力線通信変復調手段から出力される送信、受信モード信号を変調し、前記第３のカプラを通して、前記電力線通信用ＡＣアダプタの電源コードに重畳する構成（以下、第６の構成という）とする。
【００２７】
また、上記第６の構成の情報端末において、上記第２の構成の電力線通信用ＡＣアダプタを電源装置として用いる情報端末であって、前記アナログフロントエンド手段は、前記送信、受信モード信号に加えて、前記電力線通信用ＡＣアダプタの可変利得増幅手段の利得を制御するための利得制御信号を変調し、前記第３のカプラを通して、前記電力線通信用ＡＣアダプタの電源コードに重畳する構成（以下、第７の構成という）としてもよい。
【００２８】
また、上記第６又は第７の構成の情報端末において、上記第３の構成の電力線通信用ＡＣアダプタを電源装置として用いる情報端末であって、前記アナログフロントエンド手段での変調の際に用いられる搬送波の周波数を、電力線通信で使用される帯域外の周波数とする構成（以下、第８の構成という）にしてもよい。
【００２９】
また、上記第８の構成の情報端末において、上記第５の構成の電力線通信用ＡＣアダプタを電源装置として用いる情報端末であって、前記アナログフロントエンド手段は、前記電力線通信用ＡＣアダプタの制御手段から前記電源コードを介して送られた情報を復調し、その復調した情報を前記電力線通信変復調手段に供給する構成にしてもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によると、回路規模が小さく消費電力が小さい電力線通信用ＡＣアダプタ及びそれを電源装置として用い電力線通信を行う情報端末を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３２】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る電力線通信用ＡＣアダプタの構成を図１に示す。図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタは、電力線のＡＣコンセント（不図示）からＡＣ商用電源電圧を受けるため及びＰＬＣ信号の送受信を行うためのＡＣプラグ及びＡＣコード１１と、ＰＬＣ信号を含むＡＣ商用電源電圧からＰＬＣ信号を除くためのフィルタ１２と、そのＰＬＣ信号が除かれたＡＣ商用電源電圧から情報端末（不図示）及びＡＣアダプタ内の電源を必要とする箇所のためのＤＣ電源電圧を生成するＤＣ電源生成回路１３と、情報端末用のＤＣ電源電圧に重畳されるＰＬＣ信号のＤＣ電源生成回路１３への逆流を阻止するためのフィルタ１４と、情報端末にＤＣ電源電圧を与えるため及びＰＬＣ信号の伝送を行うための電源コード１５と、電力線からＰＬＣ信号を抽出したり、電力線にＰＬＣ信号を重畳するための電力線カプラ１６と、送信時に電力線カプラ１６に出力するＰＬＣ信号のレベル及び受信時に電源コードカプラ１９に出力するＰＬＣ信号のレベルを調節するためのレベル変換回路１７と、ＰＬＣの送信、受信モードなどを検出し、レベル変換回路１７にその情報を与える制御回路１８と、電源コード１５からＰＬＣ信号を抽出したり、電源コード１５にＰＬＣ信号を重畳するための電源コードカプラ１９とを備えている。なお、図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタにおいて、ＡＣプラグおよびＡＣコード１１の大部分及び電源コード１５以外は、ケース１０内に収められている。
【００３３】
次に、図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタの具体的な動作を説明する。図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタは高速通信用のＰＬＣを想定しており、その使用周波数範囲は、日本では２ＭＨｚから３０ＭＨｚである。このような使用周波数範囲のＰＬＣ信号が電力線に重畳されているものとする。
【００３４】
ＡＣプラグ及びＡＣコード１１は、電力線からＡＣ商用電源電圧（日本では一般的に１００Ｖ）を得るとともにＰＬＣ信号の電力線への送受信に用いられる。なお、図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタでは、ＡＣプラグ及びＡＣコード１１とフィルタ１２、電力線カプラ１６との間にバリスタ（不図示）などを設置して、雷サージ対策を施している。また、ＡＣコード自体が高周波伝送に対応していないので、ＡＣコードからもＰＬＣ信号が電波となって漏れる場合がある。この電波の元となる漏洩電流は、コモンモードである。つまりＡＣコード２本に同相で流れる電流である。そこで、ケース１０内でのＡＣコードの終端に電波の元となる漏洩電流を遮断するためのコモンモードチョークを挿入する場合がある。なお、図１に示す形態に代えて、ケース１０外のＡＣコードを省略し、ＡＣプラグがケース１０に直接付いている形態にしてもよい。
【００３５】
ＤＣ電源生成回路１３は、電力線から得たＡＣ商用電源電圧を変換して、情報端末に適する所定値のＤＣ電源電圧を生成する直流安定化電源回路であり、さらにＡＣアダプタ内で電力を必要とする回路の電源電圧も生成する。情報端末がノートパソコンである場合、ＤＣ電源生成回路１３が生成するＤＣ電源電圧は２０Ｖ程度であり、ＤＣ電源生成回路１３の出力電流は５Ａ程度であることが多い。
【００３６】
送信時、法規制の範囲内であっても、電力線カプラ１６から出力されるＰＬＣ信号の瞬時電圧は１０Ｖ近い値になることもある。そして、ＤＣ電源生成回路１３からみれば、ＰＬＣ信号は雑音でしかない。そして、このＰＬＣ信号がＤＣ電源生成回路１３の出力側に漏れると、図１からもわかるとおり、ＰＬＣ信号はループを形成し、場合によっては発振する。そこで、このＰＬＣ信号をＤＣ電源生成回路１３に入力させないために、図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタでは、フィルタ１２を設けている。このフィルタ１２としては、商用電源周波数である５０Ｈｚ又は６０Ｈｚのみを通せばよいので、チョークコイル、コンデンサからなるフィルタを用いればよい。また、上述したＰＬＣ信号の漏洩電流がＤＣ電源生成回路１３に入り込まないように、コモンモードチョークもフィルタ１２内に追加した方がよい。なお、フィルタ１２の入力インピーダンスは、ＰＬＣ信号帯域においては、ハイインピーダンスである方が望ましい。なぜなら、フィルタ１２のＰＬＣ信号帯域における入力インピーダンスが低いと、ＰＬＣ信号がインピーダンスの低いフィルタ１２に流れ込み、送信時は電力線へのＰＬＣ信号の送信率が低下し、受信時は電力線カプラ１５へのＰＬＣ信号の流入率が低下するからである。そこで、例えば、フィルタ１２の入力部に、周波数が高くなるほどインピーダンスも高くなるチョークコイルを置くとよい。
【００３７】
以上のことを実現したフィルタ１２の回路例を図２に示す。図２に示すフィルタ１２は、ＡＣコード側に設けられたチョークコイルＬ１及びＬ２によって、ノーマルモードノイズの除去を行う。また、図２に示すフィルタ１２では、ＰＬＣ信号帯域に対する入力インピーダンスが高くなっている。コンデンサＣ１は、ＸコンデンサあるいはＸコンと呼ばれるものであって、ノーマルモードノイズの除去を行う。コモンモードチョークコイルＬ３はコモンモードノイズの除去を行う。コンデンサＣ２及びＣ３は、ＹコンデンサあるいはＹコンと呼ばれるものであって、コモンモードノイズの除去を行う。なお、図２に示す形態に代えて、Ｙコンデンサと並列にＸコンデンサを置く形態にしてもよい。
【００３８】
ＤＣ電源生成回路１３は、その出力電圧の変動を監視し、常に出力電圧が所定値になるような定電圧化処理を行っている。電源コード１５に流れるＰＬＣ信号もＤＣ電源生成回路１３自身が出す雑音以上の電圧となる場合があるので、このＰＬＣ信号がＤＣ電源生成回路１３の出力側に入り込むと、ＤＣ電源生成回路１３の定電圧化処理に悪影響を与える可能性がある。そこで、電源コード１５に流れるＰＬＣ信号のＤＣ電源生成回路１３への流入阻止のために、図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタでは、フィルタ１４を設けている。このフィルタ１４としては、ＤＣ成分のみを通せばよいので、やはりチョークコイル、コンデンサからなるフィルタを用いればよい。また、フィルタ１２と同様に、フィルタ１４の電源コード側のインピーダンスを、ＰＬＣ信号帯域においてハイインピーダンスにする方が望ましい。そこで、例えば、フィルタ１４の電源コード側に周波数が高くなるほどインピーダンスも高くなるチョークコイルを置くとよい。また、このようにフィルタ１４が受動素子によって構成されていれば、ＤＣ電源生成回路１３で発生する雑音をフィルタリングし、電源コード１５側での雑音レベルを小さくする作用もある。
【００３９】
電源コード１５としては、ＤＣ電源電圧と共に情報端末に送られるＰＬＣ信号（高周波信号）を外部に漏らさないために、ツイストペア線、シールド線、より好ましくは同軸ケーブルを使用するとよい。電源コード１５としてシールド線、同軸ケーブルを用いる場合は、ＰＬＣ信号を静電シールドするためにも、グランド側を電源コード１５の外部導体に接続し、ＤＣ電源電圧のプラス電位側を電源コード１５の芯線に接続するとよい。図１では、電源コード１５としてシールド線（同軸ケーブル）を用いており、電源コード１５の芯線にＤＣ電源電圧のプラス電位側を接続し、電源コード１５の外部導体にグランドを接続している。
【００４０】
電力線カプラ１６は、ＰＬＣ信号のレベル変換回路１７と電力線との結合回路であり、一般的には高周波トランスが使用される。この高周波トランスの１次コイルを電力線側とする。なお、高電圧のＡＣ商用電源電圧成分が高周波トランスの１次コイルに加わらないように、コンデンサで阻止する。なお、このコンデンサはＰＬＣ信号を通す必要があるので、高周波ではリアクタンスが十分低い値になるような容量を選ぶ必要がある。電力線カプラ１６で使用される高周波トランスの１次、２次コイルの巻線比は、次に述べるＰＬＣ信号のレベル変換回路１７の入出力レベルと電力線でのＰＬＣ信号レベルとに関係する。
【００４１】
電源コードカプラ１９は、ＰＬＣ信号のレベル変換回路１７と電源コード１５との結合回路であり、一般的には電力線カプラ１６と同様の高周波トランスが使用される。この高周波トランスの１次コイルを電源コード１５側とする。電源コード１５にはＤＣ電源電圧が印加されているので、このＤＣ電源電圧が高周波トランスに加わらないように、コンデンサで阻止する。なお、巻線比は２次コイルから見たレベル変換回路１７のインピーダンスが１次側のインピーダンスに巻線比に従って変換されるので、その１次側インピーダンスが電源コード１５の特性インピーダンスと一致するように巻線比を選ぶことが望ましい。
【００４２】
電力線カプラ１６、電源コードカプラ１９にそれぞれ高周波トランスを用いた場合、その高周波トランスにおいて、巻線比による１次、２次コイルでの電圧、電流の変換は行われるが、高周波トランス内部の損失を無視すると、電力の変換は行われない。そこで、図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタでは、電力線カプラ１６と電源コードカプラ１９との間に電力の変換を行うレベル変換回路１７を設けている。
【００４３】
レベル変換回路１７は、送信時、受信時のそれぞれでＰＬＣ信号のレベルを変換する回路である。
【００４４】
送信時、電力線カプラ１６の１次側（ＡＣコード側）では上述したように、瞬時電圧で１０Ｖ近い値になることがある。なお、受信時であっても、同じＡＣコンセントに通信相手のＰＬＣ通信機器が接続されていると、送信時同様、１次側瞬時電圧は１０Ｖ近い値になることがある。ここで、レベル変換回路１７を設けない場合について考察する。この場合、電源コードカプラ１９は不要であるため、電力線カプラ１６として用いられる高周波トランスの２次コイルがコンデンサを介して電源コード１５に接続されているものと考える。もし、電力線カプラ１６として用いられる高周波トランスの巻線比を１対１や２対１とした場合、電源コード１５には、この瞬時電圧１０Ｖあるいは５Ｖ近いＰＬＣ信号が流れる。このように電源コード１５を流れるＰＬＣ信号が高電圧であれば、電源コード１５に上記のようにたとえ同軸ケーブルを用いたとしても実際の静電シールドは万全ではないので、電源コード１５からＰＬＣ信号が漏洩する可能性がある。これに対して、電力線カプラ１６として用いられる高周波トランスの２次側に対する１次側の巻線比をもっと大きくして、２次側のＰＬＣ信号の電圧を小さくすることも考えられるが、この場合は逆に電源コード１５に流れる電流が大きくなり、やはり電源コード１５にたとえ同軸ケーブルを用いたとしても実際の電磁シールド効果は万全ではないので、今度は電流により発生する磁界が、電源コード１５から漏れ出す可能性がある。これらの漏れ成分は、情報端末や他の機器のケーブルや内部の基板配線、素子に拾われて、雑音となってしまい、これら機器を誤動作させる可能性がある。そこで、送信時、情報端末から送られるＰＬＣ信号の電圧と電流、つまり電力を、電源コード１５からの漏洩が無視できる程度に制限しておき、電源コードカプラ１９の巻線比を考慮しながら、レベル変換回路１７は、このＰＬＣ信号を実際に必要なレベルまで増幅する。ここで、レベルは電力を指すが、上記のように、情報端末から送られるＰＬＣ信号のレベル制限では電源コード１５から漏洩しない電圧、電流を考慮しているものとする。受信時に高電圧つまり高電力のＰＬＣ信号を扱うとき、レベル変換回路１７は、同様に電源コード１５から漏洩しない程度にＰＬＣ信号のレベルを下げる。つまり、受信時にレベル変換回路１７は減衰回路として働く。
【００４５】
一方、受信時、電力線カプラ１６の１次コイルに加えられるＰＬＣ信号を、電源コード１５を経て情報端末にＰＬＣ信号をできるだけＳＮ比を落とさずに伝送する必要があるが、通信相手のＰＬＣ通信機器が遠くにあり、電力線ケーブルを長く通ってきたＰＬＣ信号を図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタが受信する場合、伝送経路中におけるＰＬＣ信号の減衰により、電力線カプラ１６の１次コイルに加えられるＰＬＣ信号電圧は、送信時の１００分の１以下になる場合がある。情報端末までに雑音が加わる箇所として、ＤＣ電源生成回路１３や、電源コード１５に流れるグランドループノイズが考えられる。ＤＣ電源生成回路１３がスイッチング電源であれば、その出力の雑音は比較的大きい。しかし、その雑音は上述しているように、その直後にあるフィルタ１４で、ある程度抑えられる。グランドループノイズは、或る条件下で、周囲の機器や自身が出す雑音磁界による誘起起電力がケーブル内に発生する雑音である。そこで、レベル変換回路１７は、受信時にＰＬＣ信号を電源コード１５から漏洩しない程度まで増幅させ、ＳＮ比の劣化を抑える。つまり、受信時のレベル変換回路１７は、ＰＬＣ信号の受信レベルに応じて利得を可変させる。
【００４６】
以上の動作を行うレベル変換回路１７の構成例を図３に示す。図３に示すレベル変換回路１７は、受信時のＰＬＣ信号のレベルを変換するための可変利得アンプＡ１と、送信時のＰＬＣ信号のレベル変換を行うアンプＡ２と、後述する制御回路１８用制御信号を除くためのフィルタ３１とによって構成される。フィルタ３１は当然ＰＬＣ信号の周波数帯域は通過帯域としなければならない。なお、図３に示すレベル変換回路１７では、フィルタ３１を電源コードカプラ１９側に設けているが、これに代えて電力線カプラ１６側に設けてもよい。ただし、送受信の双方向の信号が流れるので、フィルタ３１は受動素子によって構成する。受信時の可変利得アンプＡ１の利得設定は、制御回路１８からの制御信号で行う。受信用の可変利得アンプＡ１は、制御回路１８の制御に従って受信動作以外は休止するなどして、消費電力の浪費を抑える。さらに出力インピーダンスは高くなるようにして、送信時のアンプＡ２の動作の妨げとならないようにする。同様に、アンプＡ２は、制御回路１８の制御に従って送信動作以外は休止するなどして、消費電力の浪費を抑える。さらに出力インピーダンスは高くなるようにして、受信時の可変利得アンプＡ１の動作の妨げとならないようにする。
【００４７】
制御回路１８は、情報端末から、受信時の可変利得アンプＡ１の利得設定用制御信号を得て、レベル変換回路１７を制御する。そのため、制御回路１８はこの制御信号を得るための復調回路とロジック回路を備えている。この制御信号は、ＰＬＣ信号帯域以外の周波数に変調されて、情報端末から送られる。この変調の際に用いられる搬送周波数（例えば数十ＭＨｚ）は、フィルタ３１で簡単に除去できるようにＰＬＣ信号帯域からは離れた周波数とした方が良い。なお、変調方式として、元々制御信号の数が少なく、また、送信、受信モード、利得の変更に高速性は要求されないため、例えばＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）などの簡単な変調方式を用いればよい。このため、制御回路１８自体の消費電力を小さくすることができる。なお、情報端末自体が休止状態で、上記制御回路１８用制御信号が情報端末から電力線通信用ＡＣアダプタに送られていない場合、情報端末が上記制御回路１８用制御信号を搬送する搬送波を送信しないなどして、一方、電力線通信用ＡＣアダプタでは、制御回路１８が上記搬送波の不受信を検知して、制御回路１８が送信状態でも受信状態でもないと判断し、レベル変換回路１７の可変利得アンプＡ１及びアンプＡ２を休止させることで、消費電力を抑えることができる。
【００４８】
ＡＣアダプタケース１０は、できればＰＬＣ信号の外部への放射防止や逆に外部雑音からの遮蔽のために金属製が望ましいが、金属製にするとコストが高いため、通常はプラスチック類が用いられる。なお、日本ではＡＣアダプタは密閉型でなければならないので、内部で発生する熱の発散を考慮する必要がある。
【００４９】
図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタを使用してＰＬＣを行うには、図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタを電源装置として用いる情報端末が図１に電力線通信用ＡＣアダプタに対応したものでなければならない。そこで、以下、図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタに対応した情報端末についての説明を行う。なお、情報端末としては、上述のようにノートパソコンを想定しているが、電力線通信用ＡＣアダプタを用いかつＰＬＣ通信を行う他の電子機器もこの情報端末に該当する。なお、図１に電力線通信用ＡＣアダプタに対応した情報端末と電力線通信用ＡＣアダプタとは電力線通信用ＡＣアダプタの電源コードのみでつながれているので、従来と同様の情報端末の可搬性を有する。
【００５０】
図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタに対応した情報端末の構成例を図４に示す。図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタの電源コード１５の先端にはＤＣプラグ４１が付いている。このＤＣプラグ４１を受けるためのＤＣジャック４２が、図４に示す情報端末の情報端末筐体４０に付いている。ＤＣプラグ４１をＤＣジャック４２に差し込むことで、図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタから図４に示す情報端末にＤＣ電源電圧が供給される。このＤＣ電源電圧はフィルタ４３を通して、ＤＣ電源生成回路４４に供給され、ここで、情報端末のシステム本体４５などで用いる各種ＤＣ電源電圧が作られ、各部に供給される。一方、ＰＬＣ用の送信データは、システム本体４５からＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）などのバスを介してＰＬＣモデム４６に伝えられて、このＰＬＣモデム４６でＰＬＣ信号が作られ、ＡＦＥ（Analog Front End）回路４７において、電源コード１５に流れるのに適したレベルに変換され、電源コードカプラ４８を通して、電源コード１５のＤＣ電源電圧に重畳される。一方、受信時は、電源コード１５のＤＣ電源電圧に重畳されているＰＬＣ信号を電源コードカプラ４８で得て、ＡＦＥ回路４７にて、さらに所定のレベルに変換され、ＰＬＣモデム４６で復調され、受信データとなって、バスを介してシステム本体４５に送られる。
【００５１】
以下、図４に示す情報端末の各部を詳しく説明する。ＤＣプラグ４１の先端には通常２重の金属円筒が出て、これら円筒間は絶縁されている。ここでは、ＤＣプラグ４１の内側円筒にＤＣ電位（信号線）、ＤＣプラグ４１の外側円筒にグランドが接続されているとする。ＤＣジャック４２はＤＣプラグ４１のこれら円筒それぞれとの接触端子を持ち、ＤＣプラグ４１をＤＣジャック４２に差し込むことで、図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタからＤＣ電源電圧を図４に示す情報端末に供給することができる。ＤＣプラグ４１、ＤＣジャック４２は高周波信号を考慮して作られている訳ではないが、ＰＬＣ信号の周波数が３０ＭＨｚ程度であれば、その接触点での電力損失は無視できるものである。
【００５２】
フィルタ４３は、ＤＣ電源電圧に重畳しているＰＬＣ信号のほか電源コード１５などで拾った他の雑音を除くために用いられるほか、情報端末本体側で発生した雑音が、電源コード１５を通して、他の機器にばら撒かれないために使われる。そのため、このフィルタ４３も図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタのフィルタ１４と同様、ＤＣ成分のみを通せばよいので、やはりチョークコイル、コンデンサからなるフィルタを使えば良い。また、フィルタ４３は、フィルタ１２、フィルタ１４と同様、ＤＣジャック側のインピーダンスを、ＰＬＣ信号帯域においてハイインピーダンスにする方が望ましい。そこで、ＤＣジャック側にチョークコイルを置くことが望ましい。
【００５３】
ＤＣ電源生成回路４４は、図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタから与えられたＤＣ電源電圧をさらにシステム本体の各部、ＰＬＣモデム４６、ＡＦＥ回路４７で必要な電源電圧を作る回路である。一般的には、複数のＤＣ−ＤＣコンバータＩＣを用いた回路となる。
【００５４】
ここでは、システム本体４５は、情報端末筐体４０内の部品からＤＣジャック４２、フィルタ４３、ＤＣ電源生成回路４４、ＰＬＣモデム４６、ＡＦＥ回路４７、及び電源コードカプラ４８を除いたものを意味している。そのため、情報端末の充電池、およびその充電回路もシステム本体４５に含まれる。
【００５５】
ＰＬＣモデム４６は、システム本体４５からのデータとＰＬＣ信号との変復調を行う回路であり、システム本体４５とのやりとりは上記のような標準的なバスインターフェースを介して行う。ＰＬＣ信号はＯＦＤＭ変調などの変調がなされた信号であり、このＰＬＣ信号をＰＬＣモデム４６は、時系列のデジタル信号として入出力する。また、受信時、ＰＬＣモデム４６は、自己が受信するＰＬＣ信号のレベルを監視し、自己が受信するＰＬＣ信号が所定のレベルになるよう、送信、受信モード信号とともに、図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタのレベル変換回路１７内の可変利得アンプＡ１の利得制御を行うために制御回路１８に制御信号を送るべく、ＡＦＥ回路４７に利得制御信号を与える。
【００５６】
また、ＰＬＣモデム４６は、システム本体４５とのやりとりの中で送信、受信モードを設定し、ＡＦＥ回路４７や図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタのレベル変換回路１７にその設定を知らせるための送信、受信モード信号を生成する。通常は、ＰＬＣモデム４６のモード設定は受信モードとなっていて、電力線からいつＰＬＣ信号が送られてきてもよい状態になっており、実際に電力線からＰＬＣ信号が送られてきたら、データを復調し、システム本体４５にこのデータを送る。そして、受信モード中で実際にはデータを受信していないときにシステム本体４５がデータを送ろうとすると、システム本体４５はＰＬＣモデム４６にデータの送信の要求をし、これを受けてＰＬＣモデム４６のモード設定は送信モードとなり、送信の準備と実際の送信処理を行う。そして、データの送信が終了すると、ＰＬＣモデム４６は再び受信モードとなる。なお、送信、受信モード信号を伝送する信号線が１本の場合、例えば、送信、受信どちらかのモードに「１」の信号を割り当て、逆のモードに「０」の信号を割り当てる。また、送信、受信モード信号を伝送する信号線が２本の場合、例えば、一方の信号線に送信モード信号、もう一方の信号線に受信モード信号を割り当てる。送信、受信モード信号を伝送する信号線が２本の場合は、システム本体４５がオフライン状態となった場合など、送信モード、受信モードのどちらでもない状態を表すことができるので、ＡＦＥ回路４７内の送信用回路、受信用回路の両方を停止することが可能となる。
【００５７】
ＡＦＥ回路４７の構成例を図５に示す。ＡＦＥ回路４７は内部に、受信用にＡＤ変換回路ＡＤ５１、送信用にＤＡ変換回路ＤＡ５１を有し、アナログ信号とデジタル信号の変換を行う。また、ＡＦＥ回路４７は、デジタル内部バス５１を有することで、デジタルの入出力信号を共通化している。そして、ＤＡ変換回路ＤＡ５１の出力を所定のレベルに変換するための送信用アンプＡ５１を持つ。なお、送信時にＤＡ変換回路ＤＡ５１から出力されるアナログのＰＬＣ信号は高周波成分を多く含んでいるので、これを除去するためのスムージング用フィルタ５２をアンプＡ５１の前段に設けている。また、ＡＦＥ回路４７は、受信時におけるＡＤ変換回路ＡＤ５１の入力を所定のレベルにするための受信用アンプＡ５２を有する。また、ＡＤ変換時に高周波の雑音がＰＬＣ信号帯域に入り込まないようにするためのアンチエイリアシング用フィルタ５３をアンプＡ５２の前段に設けている。なお、高周波の雑音レベルがＰＬＣ信号に比べ大きくなければ、アンプＡ５２内で雑音による飽和が起きないので、このフィルタ５３はアンプＡ５２の後段に設けても良い。また、フィルタ５３を設ける代わりにアンプＡ５２自身にフィルタ５３と同等のフィルタ特性を持たせるようにしてもよい。送信時以外ではＤＡ変換回路ＤＡ５１、アンプＡ５１、及びフィルタ５２を休止させるなどして、消費電力の浪費を減らす。また、このときアンプＡ５１の出力インピーダンスを高くするなどして、受信時のフィルタ５３の動作の妨げとならないようにする。同様に、受信時以外ではＡＤ変換回路ＡＤ５１、アンプＡ５２、フィルタ５３を休止させるなどして、消費電力の浪費を抑える。送信、受信モード信号は、ＰＬＣ信号と同様に、ＰＬＣモデム４６から出力されるデジタル信号によってＡＦＥ回路４７に与えられており、これら信号を元に上記各部は休止動作を行う。また、ＡＦＥ回路４７は、送信、受信モード信号と、可変利得アンプＡ１の利得制御信号を搬送波を用いて変調するための変調回路５４を有しており、変調回路５４によって変調された変調信号を電源コードカプラ４８に送る。当然、この変調回路５４の変調信号は、図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタの制御回路１８内にある復調回路で復調されるものとする。なお、ＰＬＣ信号が変調回路５４の出力から入り込み、変調回路５４が誤動作する可能性がある場合は、変調回路５４出力の直後にこのＰＬＣ信号混入防止のフィルタを置く必要がある。
【００５８】
電源コードカプラ４８は、図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタの電源コードカプラ１９と同じ構成のものを用いることができる。なお、ＤＣジャック側にＤＣ電源電圧の混入を抑えるコンデンサが必要である。また、高周波トランスの巻線比についても、電源コードカプラ１９と同様に、好ましくはそれぞれの１次側インピーダンスが電源コード１５の特性インピーダンスと一致するようにする。これにより、電源コード１５の両端のインピーダンスがマッチングし、その両端での反射が起きず、電源コード１５において、効率よくＰＬＣ信号の伝送が行える。また、この場合、電源コード１５がツイストペア線や同軸ケーブルならそれらの本来の耐雑音性を発揮できる。
【００５９】
図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタ及び図４に示す情報端末は、以上のように動作するので、本来のＰＬＣ装置として見た場合、図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタ及び図４に示す情報端末で追加される回路ブロックは、レベル変換回路１７と、電源コードカプラ１９と、電源コードカプラ４８と、レベル変換回路１７を制御するための制御回路１８と、ＡＦＥ回路４７内の変調回路５４とである。また、レベル変換回路１７は、ＡＦＥ回路４７本来の機能の一部（可変利得アンプ、送信用アンプなど）を切り離して電力線通信用ＡＣアダプタ側に振り分けているとも考えられる。また、余計な信号処理回路は制御回路１８とＡＦＥ回路４７内の変調回路５４であるが、その処理も簡単なので、これらの回路規模はどれも大きくなく、これら追加回路によるコスト上昇分もそれほど大きくない。そして、消費電力が大きいのは、レベル変換回路１７内の送信用アンプＡ２程度であるので、ＡＣアダプタ全体から見たＰＬＣ関連回路の消費電力の影響はあまり大きくない。また、送信、受信モードにより非関連回路を休止させているので、電力消費の効率が良い。なお、ＰＬＣモデム４６の送信、受信モードに応じて、情報端末側のＡＦＥ回路４７とＡＣアダプタ側のレベル変換回路１７もそのモードに対応して動いており、当然のことながら、電源コード１５に流れるＰＬＣ信号に対して、ＣＳＭＡなどのデータ衝突回避処理に対する追加の処理は不要であり、伝送レートの低下要因はない。
【００６０】
また、ＰＬＣモデム４６は動作中高温になる。このＰＬＣモデム４６が電力線通信用ＡＣアダプタ側に無いので、その分、電力線通信用ＡＣアダプタ内の熱対策にかかるコストが削減される。一方、情報端末側の基板にＰＬＣモデム４６が載ることになるが、情報端末はＣＰＵ（Central Processing Unit、中央演算処理装置）などの高温となるＩＣが元々あるので、情報端末全体の熱対策の中にＰＬＣモデムの熱対策を組み込むことで、熱対策のコスト上昇を少なくすることができる。
【００６１】
＜第２実施形態＞
本発明の第１実施形態では、ＰＬＣ信号以外の情報（送信、受信モード信号や利得制御信号等の制御信号）は、情報端末から電力線通信用ＡＣアダプタへの一方通行であったが、ＰＬＣの方式によっては、逆方向の制御信号が必要になる。それは、ＰＬＣ信号をＡＣ商用電源電圧のサイクルに同期させている場合があり、その場合にはＡＣ商用電源電圧のゼロクロス時点を検出し、ＰＬＣモデムにその情報を送る必要がある。
【００６２】
そこで、本発明の第２実施形態に係る電力線通信用ＡＣアダプタはこれに対応できる構成とする。本発明の第２実施形態に係る電力線通信用ＡＣアダプタの構成例を図６に示す。図６に示す電力線通信用ＡＣアダプタは、図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタにゼロクロス検出回路６１が追加され、さらに、制御回路６２は、図１に示す電力線通信用ＡＣアダプタが備える制御回路１８にこのゼロクロス検出回路６１の出力を情報端末に送るための新たな機能が追加されている。なお、他の回路は関しては第２実施形態と同様である。
【００６３】
ゼロクロス検出回路６１は、ＡＣ商用電源電圧のゼロクロス時点の検出を行う回路であり、例えば、ＡＣ商用電源電圧が正のときにハイ、負のときローとなるデジタルのゼロクロス信号を出力する。つまり、このゼロクロス信号がハイからロー、あるいはローからハイになったときに、ＡＣ商用電源電圧のゼロクロスがあったことがわかる。
【００６４】
制御回路６２では、このゼロクロス信号を送信、受信モード信号等の変調で用いられている周波数とは別の周波数で変調して、その変調した信号をＰＬＣ信号に重畳させるための変調回路が追加されている。別の周波数にするのは、混信を避けるためである。もし、同一周波数を使う場合は、混信を避ける工夫が別途必要になる。ここでの変調方式も送信、受信モード信号等の変調と同様ＡＳＫなどの簡単な変調方式でよい。なお、レベル変換回路１７内のフィルタ３１は、この別の周波数を除去できるようになっていなければならない。もし、除去できなければ、レベル変換回路１７内の送信用アンプＡ２、電力線カプラ１６を通って、この変調信号が電力線に流出してしまうからである。
【００６５】
一方、情報端末ではこのゼロクロス情報を得るために、図４に示す情報端末が備えるＡＦＥ回路４７の構成を図７に示すように変更する。つまり、ＰＬＣ信号に重畳されているゼロクロス信号を復調するための復調回路７１を図５に示す構成に追加する。これにより、ゼロクロス信号を得て、このゼロクロス信号をＰＬＣモデム４６に送ることができる。
【００６６】
以上による追加した回路の規模、消費電力は小さいが、これら回路により、ＡＣアダプタ、情報端末間のＰＬＣ本体信号以外の制御信号の双方向通信も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】は、本発明の第１実施形態に係る電力線通信用ＡＣアダプタの構成を示すブロック図である。
【図２】は、図１の電力線通信用ＡＣアダプタが備えるフィルタの回路例を示す図である。
【図３】は、図１の電力線通信用ＡＣアダプタが備えるレベル変換回路の構成例を示す図である。
【図４】は、図１の電力線通信用ＡＣアダプタに対応した情報端末の構成例を示す図である。
【図５】は、図４に示す情報端末が備えるＡＦＥ回路の構成例を示す図である。
【図６】は、本発明の第２実施形態に係る電力線通信用ＡＣアダプタの構成を示すブロック図である。
【図７】は、図６の電力線通信用ＡＣアダプタに対応した情報端末が備えるＡＦＥ回路の構成例を示す図である。
【図８】は、従来の電力線通信用ＡＣアダプタの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１１    ＡＣプラグ及びＡＣコード
１２、１４、３１、４３、５２、５３    フィルタ
１３、４４    ＤＣ電源生成回路
１５    電源コード
１６    電力線カプラ
１７    レベル変換回路
１８、６２    制御回路
１９、４８    電源コードカプラ
Ｃ１〜Ｃ３    コンデンサ
Ｌ１、Ｌ２    チョークコイル
Ｌ３    コモンモードチョークコイル
Ａ１    可変利得アンプ
Ａ２、Ａ５１、Ａ５２    アンプ
４０    情報端末筐体
４１    ＤＣプラグ
４２    ＤＣジャック
４５    システム本体
４６    ＰＬＣモデム
４７    ＡＦＥ回路
５１    デジタル内部バス
５４    変調回路
ＡＤ５１    ＡＤ変換回路
ＤＡ５１    ＤＡ変換回路
６１    ゼロクロス検出回路
７１    復調回路
【図１】
2008160490.tif 000003
【図２】
2008160490.tif 000004
【図３】
2008160490.tif 000005
【図４】
2008160490.tif 000006
【図５】
2008160490.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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