(57)【要約】【課題】１対または多対の導体を用いてデータ伝送を行う平衡伝送システムにおいて、線路の不平衡によるＥＭＣ問題の影響を低減する技術を提供する。【解決手段】送信機においては、対を成す導体の各々に注入する電圧または電流またはその両方を監視し、受信機においては各々の導体から出力される電圧または電流またはその両方を監視し、その状態を出力する。その状態に基づいて送信機における導体への注入電圧または電流またはその両方を制御する。これにより、送信機における平衡を保ちながら、受信機における平衡度も向上することができ、送信機および受信機のどちらにおいてもＥＭＣ問題を低減できる。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の導体を用いてデータ伝送を行う平衡伝送システムに用いる装置であって、
各々の導体に注入する電圧または電流またはその両方を監視する送信信号監視部を有し、前記送信信号監視部からの出力信号に基づき、各々の導体に注入する電圧または電流またはその両方を制御する送信信号制御部を有する送信機。
【請求項２】
送信信号制御部は、送信信号監視部からの出力信号に基づき、対を成す導体に注入する電圧の差または電流の差またはその両方を小さくする制御を行うことを特徴とした請求項１記載の送信機。
【請求項３】
１対の導体を用いてデータ伝送を行う平衡伝送システムに用いる装置であって、
各々の導体から出力される電圧または電流またはその両方を監視する受信信号監視部を有し、前記受信信号監視部における監視データを出力する受信状態出力部を有する受信機。
【請求項４】
請求項３記載の受信機の受信状態出力部から出力された信号がフィードバックされる装置であって、
そのフィードバック信号に基づき、各々の導体に注入する電圧または電流またはその両方を制御する送信信号制御部を有する送信機。
【請求項５】
送信信号制御部は、受信機に接続された対を成す導体から出力される電圧の差または電流の差またはその両方が小さくなるように、フィードバック信号に基づいて制御を行うことを特徴とした請求項４記載の送信機。
【請求項６】
１対の導体を用いてデータ伝送を行う平衡伝送システムに用いる装置であって、
各々の導体から出力される電圧または電流またはその両方を監視する受信信号監視部を有し、前記受信信号監視部における監視データを出力する受信状態出力部を有する受信機と、
各々の導体に注入する電圧または電流またはその両方を監視する送信信号監視部を有し、前記送信信号監視部からの出力信号と前記受信状態出力部からのフィードバック信号に基づき、各々の導体に注入する電圧または電流またはその両方を制御する送信信号制御部を有する送信機と
を構成要素とする平衡伝送装置。
【請求項７】
送信信号制御部は、送信信号監視部からの出力信号に基づき、対を成す導体に注入する電圧の差または電流の差またはその両方を小さくする制御を行い、さらに、受信機に接続された対を成す導体から出力される電圧の差または電流の差またはその両方が小さくなるように、フィードバック信号に基づいて制御を行うことを特徴とした請求項６記載の平衡伝送装置。
【請求項８】
送信信号制御部は、送信信号監視部からの出力信号に基づき、対を成す導体に注入する電圧の差または電流の差またはその両方が特定の閾値を下回るように制御を行い、さらに、受信機に接続された対を成す導体から出力される電圧の差または電流の差またはその両方が特定の閾値を下回るように、フィードバック信号に基づいて制御を行うことを特徴とした請求項７記載の平衡伝送装置。
【請求項９】
１対の導体を用いてデータ伝送を行う平衡伝送システムに用いる装置であって、
一方の導体に注入する電圧または電流またはその両方を、他方の導体のそれと異ならしめたことを特徴とする送信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１対または多対の導体を用いてデータ伝送を行う平衡伝送システム及びその関連技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、電力伝達に使用される一対のメタリックケーブルに高周波信号を重畳し、データ伝送を行う電力線通信システムがある。
【０００３】
このような１対のメタリックケーブルを使用してデータ伝送を行う場合、図４に示すように、伝送路の不平衡から生じるＥＭＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）の問題がある。
【０００４】
このＥＭＣの問題は、メタリックケーブルからの漏洩電界とメタリックケーブルへの混入雑音の問題があるが、両者とも伝送路の不平衡によって悪化する。これらについては、非特許文献１に詳しく述べられている。
【０００５】
【非特許文献１】
井手口健、外１名、情報通信システムの電磁ノイズ問題と対応技術、森北出版、Ｐ．９９〜１３４、１９９７年１１月２５日
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
平衡伝送システムにおいては、本来、送信部から受信部まで完全に平衡であることが要求される。しかしながら、実際には送信および受信回路部における不平衡要素や、線路途中における不平衡成分などがあり、完全に平衡であるとはいえない。
【０００７】
このような不平衡成分が伝送路に存在すると、ＥＭＣ問題が生じ、漏洩電界によって他システムへの影響が発生したり、混入雑音によって性能が劣化したりすることがある。
【０００８】
そこで本発明は、線路の不平衡によるＥＭＣ問題の影響を低減する技術を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１および第２の発明では、対を成す導体の各々に注入する電圧または電流またはその両方を監視し、その値に基づいて注入する電圧または電流を制御する。
【００１０】
この構成により、伝送路の平衡度に依存せずに送信点における平衡を保つことができ、送信機におけるＥＭＣ問題を低減できる。
【００１１】
第３の発明は、受信機において各々の導体から出力される電圧または電流またはその両方を監視し、その状態を出力する。
【００１２】
この構成により、受信機における平衡状態を評価できる。
【００１３】
第４および第５の発明では、上記第３の発明に加え、受信機の受信状態出力部の出力信号が送信機にフィードバックされ、その信号に基づき、各々の導体に注入する電圧または電流またはその両方を制御する。
【００１４】
これにより、受信部における平衡度を向上させることができ、受信機におけるＥＭＣ問題を低減できる。
【００１５】
第６から第８の発明では、送信機においては、対を成す導体の各々に注入する電圧または電流またはその両方を監視し、受信機においては各々の導体から出力される電圧または電流またはその両方を監視し、その状態を出力する。その状態に基づいて送信機における導体への注入電圧または電流またはその両方を制御する。
【００１６】
この構成により、送信機における平衡を保ちながら、受信機における平衡度も向上することができ、送信機および受信機のどちらにおいてもＥＭＣ問題を低減できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における平衡伝送装置の送信機のブロック図である。
【００１９】
図１に示すように、実施の形態１における送信機は送信信号監視部１１と送信信号制御部１２が具備されており、伝送したい平衡データは、まず送信信号制御部に入力され、その後、送信信号監視部１１を経由して、導体１および導体２に注入される。
【００２０】
この例では、図１の装置を使用して、導体１および導体２に注入される平衡データ信号の平衡度向上を実現する。
【００２１】
図１において、送信信号制御部１２に入力された平衡データは、バランとよばれる不平衡−平衡変換トランスや差動ドライバ回路などに代表される不平衡−平衡変換装置により不平衡から平衡に変換された差動信号である。ここでは、この差動信号は完全に平衡が保たれていると仮定するが、平衡が保たれていない場合でも支障はない。
【００２２】
送信信号制御部１２では、入力された差動信号の平衡度が向上するように電圧値または電流値またはその両方を変化させて出力する。
【００２３】
この送信信号制御部１２から出力される差動信号は、送信信号監視部１１を経由して導体１および導体２に注入される。このとき、導体に注入された信号は、送信機の送信インピーダンスと伝送路インピーダンス（導体および導体に接続された全要素のインピーダンス）によっては、送信信号制御部１２から出力された値とは異なった値になる可能性がある。この場合、送信信号制御部１２において平衡度が向上するように変化させたのにもかかわらず、平衡度が劣化する可能性がある。
【００２４】
そこで、実際に導体に注入された電圧値または電流値またはその両方の値は、送信信号監視部１１によって監視されており、実際に導体に注入された信号レベルを送信信号制御部１２にフィードバックする（図１の破線）。このフィードバック信号に基づき、送信信号制御部１２では、実際に導体に注入された信号の平衡度が向上するように、電圧または電流またはその両方の制御を行う。
【００２５】
その結果、伝送路の状態に応じて、実際に導体に注入される送信信号レベルが制御され平衡度が向上する。
【００２６】
なお、この実施例においては、定期的にフィードバックを行って送信信号レベルを制御する例について説明したが、最初に一度だけフィードバックを行い、送信信号レベルを決定しても効果は得られる。
【００２７】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２における平衡伝送装置の送信機と受信機のブロック図である。
【００２８】
図２に示すように、実施の形態２における受信機は受信信号監視部２３と受信状態出力部２４を具備している。また、送信機は送信信号制御部２２が具備されており、伝送したい平衡データは、まず送信信号制御部に入力され、その後、導体１および導体２に注入される。
【００２９】
この例では、図２の装置を使用して、受信機における導体１および導体２からの平衡データ信号の平衡度向上を実現する。
【００３０】
受信機においては、受信機に接続された導体１および導体２からの受信信号を、受信信号監視部２３を経由して受信する。受信信号監視部２３は、この受信信号の電圧値または電流値またはその両方の値を検出し、その結果を受信状態出力部２４にて出力する機能を持つ。
【００３１】
本実施例の平衡伝送システムにおいて、導体１および導体２を媒体として伝送される信号は差動信号であるので、各々の導体から出力された信号の和をとると、ある一定のバイアス値になる。本来、このバイアス値は送信機において加えられたものであり、特定できるものである。もし、受信信号監視部２３で監視している信号の和が、送信機において加えたバイアス値と異なる値が検出された場合、それはコモンモード信号が何らかの要因で印加されていることを示す。これは、一般的には伝送路の不平衡によるものである。したがって、受信信号監視部２３を具備した本実施例の受信機では、伝送路の平衡状態を評価することができる。
【００３２】
さらに、図２では受信信号監視部２３の検出結果を、受信状態出力部２４を介して送信機にフィードバックする機能を具備している例も示している。このとき、フィードバック信号は送信機の送信信号制御部２２に伝達され、受信信号監視部２３で評価した平衡状態に応じて、送信信号を制御することが可能になる。例えば、送信機において加えたバイアス値と異なる値が受信信号監視部２３で検出され、その値が送信機の送信信号制御部２２に伝達されると、バイアス値と受信信号監視部２３からの検出値の差が小さくなるように制御することで、受信機における平衡度を向上させることができる。
【００３３】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３における平衡伝送装置の送信機と受信機のブロック図である。
【００３４】
図３に示すように、実施の形態３における平衡伝送装置は、送信信号監視部３１と送信信号制御部３２が具備された送信機と、受信信号監視部３３と受信状態出力部３４を具備した受信機によって平衡データ伝送が行われる。伝送したい平衡データは、まず送信信号制御部３２に入力され、その後、送信信号監視部３１を経由して、導体１および導体２に注入される。また、導体１および導体２を媒体として伝送される信号は、受信信号監視部３３を経由して受信する。受信信号監視部３３は、この受信信号の電圧値または電流値またはその両方の値を出力する機能を持ち、この値は受信状態出力部３４から出力される。
【００３５】
この例では、図３の装置を使用して、導体１および導体２に注入される平衡データ信号の平衡度向上を実現する。
【００３６】
図３において、伝送したい平衡データは、まず送信信号制御部３２に入力される。その後、送信信号監視部３１を経由して、導体１および導体２に注入される。このときの送信機の動作は実施の形態１と同様で、実際に導体に注入される信号レベルを送信信号監視部３１にて監視し、それに基づいて送信信号制御部３２の信号出力を制御する。この場合、実施の形態１と同様、送信機における平衡度向上の効果がある。
【００３７】
次に、受信機における動作を説明する。導体１および導体２を媒体として伝送される信号は、受信信号監視部３３を経由して受信する。受信信号監視部３３は、この受信信号の電圧値または電流値またはその両方の値を出力する機能を持ち、この値は受信状態出力部３４から出力される。これも実施の形態２同様の動作となり、受信信号監視部３３において検出したコモンモード信号レベルが小さくなるように、送信機の送信信号制御部３２において信号出力を制御する。この場合、実施の形態２と同様、受信機における平衡度向上の効果がある。
【００３８】
さらに、上記の二つの動作を行うことにより、送信機と受信機の双方において、平衡度が向上できる。
【００３９】
送信信号制御部３２は送信信号監視部３１からの信号と受信状態出力部３４からの信号の二つのフィードバック信号を受け取ることになるため、例えば送信機の平衡度を向上させるための制御を行うと、受信機における平衡度が劣化することが予想される。この場合、送信信号監視部３１からの信号と受信状態出力部３４からの信号に閾値を設ける。閾値は送信機の平衡度または受信機の平衡度の許容値から決めることができ、また、それぞれの平衡度の許容値は、例えば、漏洩電界レベルの許容値から決めることができる。例えば、送信信号監視部３１の信号に基づき送信信号制御部３２における送信出力の制御を行う場合、導体１と導体２に注入する信号レベルの和はバイアス値と同じであったと仮定する。これは送信機において平衡度が十分に高いことを意味する。しかし、この場合において、受信機において、導体１と導体２の信号レベルの和がバイアス値と異なる可能性がある。もし、異なっていた場合、その差が閾値を超えているかを確認し、超えていなければシステム全体の漏洩電界は小さいと判断することができる。もし、閾値を超える場合は、閾値に近づけるように送信信号制御部３２によって送信出力を制御する。この結果、送信機側の平衡度は劣化することになるが、受信機側の平衡度は向上する。このように、双方の閾値に近づけることにより、システム全体の平衡度は向上することになり、結果として、漏洩電界は低減できる。
【００４０】
なお、以上の説明においては送信機と受信機一台ずつの構成について説明したが、送信機および受信機が複数台あっても、同様の効果が得られる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、伝送路の平衡度に依存せずに送信点における平衡を保つことができ、送信機におけるＥＭＣ問題を低減できる。
【００４２】
また、受信機における平衡状態を評価できるのに加え、受信部における平衡度を向上させることもでき、受信機におけるＥＭＣ問題を低減できる。
【００４３】
さらに、上記二つの特徴を組み合わせることにより、送信機および受信機のいずれにおいても平衡度を向上させ、平衡伝送システム全体でのＥＭＣ問題を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における平衡伝送装置の送信機のブロック図
【図２】本発明の実施の形態２における平衡伝送装置の送信機と受信機のブロック図
【図３】本発明の実施の形態３における平衡伝送装置の送信機と受信機のブロック図
【図４】従来の平衡伝送システムにおけるＥＭＣ問題の影響を示す図
【符号の説明】
１１，３１　送信信号監視部
１２，２２，３２　送信信号制御部
２３，３３　受信信号監視部
２４，３４　受信状態出力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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