(57)【要約】【課題】  たとえ伝送媒体に汎用の電線を用いても送受信性能を向上させることのできる通信機器を提供すること【解決手段】  物理層回路１４，２４にトランシーバ１６，２６とパルストランス１７，２７を使用したノードが通信路３０を介して接続されている。パルストランスのトランシーバ側の巻線に中点Ｍを設け、その中点を電源グランドに接続するように構成する。パルストランスの一次側と二次側の巻数をＮ０１，Ｎ０２とすると、送信時の見かけ上の変成比は、Ｎ０２／（Ｎ０１／２）となり、出力電圧Ｖ００を大きくすることができる。よって、インピーダンス整合を採るべく変成比を調整しても、Ｖ００も一定以上となり、伝送距離が長くなる。【選択図】        図５
2005252629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信路を介して他のシリアル通信機器に対してデータ通信し、前記通信路に対して接続する物理層回路にトランシーバとパルストランスを使用したシリアル通信機器であって、
前記パルストランスの通信路側の巻線を前記通信路に接続するとともに、トランシーバ側の巻線をトランシーバに接続して、通信路側とトランシーバ側との間を直流的に遮断し、
前記パルストランスのトランシーバ側の巻線に中点を設けて、その中点を電源グランドに接続するように構成したことを特徴とする通信機器。
【請求項２】
前記トランシーバと前記パルストランスを結ぶラインならびに前記中点と前記電源グランドを結ぶラインに直列に電流抑制抵抗を設けたことを特徴とする請求項１に記載の通信機器。
【請求項３】
前記通信機器は、プログラマブルコントローラを構成するマスタユニット或いはそのマスタユニットとネットワークを介して接続されるスレーブ或いはリピータのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の通信機器。
【請求項４】
前記パルストランスの変成比は、接続される通信路との間でインピーダンスの整合が採られるように設定されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の通信機器。
【請求項５】
前記トランシーバの一方のポートＡがｈｉｇｈ出力で、他方のポートＢがｌｏｗ出力であり、
そのポートＡ−Ｂ間に現れる送信電圧をＶ０１、前記パルストランスの二次側が接続される通信路上に現れる電圧をＶ００、前記パルストランスの一次側，二次側の巻数をＮ０１とＮ０２とした場合に、
前記トランシーバがｈｉｇｈ出力をすると、ポートＡから出力された電流は、前記パルストランスの一次側巻線に至り、その一次側巻線の中点から電源グランドに至る経路を流れ、
この一次側巻線に電流が流れることにより、前記パルストランスの二次側巻線の両端子間に、２×（Ｎ０２／Ｎ０１）×Ｖ０１の電圧が発生し、その電圧が通信路上に現れる電圧Ｖ００となるように設定されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項６】
請求項５に記載の別の通信装置から出力された信号を受信する通信装置であって、
前記トランシーバの一方のポートＡと他方のポートＢの間にかかる受信電圧をＶ０３、前記パルストランスの二次側が接続される通信路上に現れる電圧をＶ００、前記パルストランスの一次側，二次側の巻数をＮ０１とＮ０２とした場合に、
前記通信路の電圧Ｖ００（＝２×（Ｎ０２／Ｎ０１）×Ｖ０１）が前記パルストランスの二次側に印加されて二次側巻線の全体に電流が流れると、そのパルストランスの一次側巻線の両端子間に発生する電圧Ｖ０３が、前記トランシーバのＡＢポート間に受信電圧として印加されるようにされ、
前記トランシーバの受信電圧Ｖ０３は、
Ｖ０３＝（Ｎ０１／Ｎ０２）×Ｖ００
＝（Ｎ０１／Ｎ０２）×｛２・（Ｎ０２・Ｎ０１）×Ｖ０１｝
＝２・Ｖ０１
となるように設定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の通信装置。
【請求項７】
通信路を介して接続される複数のノードを備えたネットワークシステムにおいて、
前記ノードが、請求項１から６のいずれかに記載の通信機器を実装していることを特徴とするネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、通信機器およびネットワークシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＦＡ（ファクトリーオートメーション）で用いられるＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）は、スイッチやセンサなどの入力機器のＯＮ／ＯＦＦ情報を入力し、ラダー言語などで書かれたシーケンスプログラム（ユーザプログラム）に沿って論理演算を実行する。ＰＬＣは、得られた演算結果にしたがって、リレー，バルブ，アクチュエータなどの出力機器に対し、ＯＮ／ＯＦＦ情報の信号を出力することで制御対象を制御する。上記の入力機器や出力機器は、ＰＬＣを構成する入／出力ユニット等に直接接続する場合と、各種のネットワークを介して間接的に接続する場合がある。
【０００３】
ＰＬＣとデータの送受を行う装置・機器は、そのＰＬＣが設置される生産現場の各所に存在する。従って、ＰＬＣの近くに設置される装置・機器は、ＰＬＣを構成するに入／出力ユニット等に接続し、ＰＬＣから離れた箇所に設置される装置・機器は、ネットワークを介してＰＬＣと接続する。このネットワークを介した通信は、たとえば、マスタ−スレーブ通信により行うことができる。この場合、ＰＬＣを構成するマスタユニットにネットワークケーブル（通信路）を介してスレーブを接続し、そのスレーブに上記の装置・機器をする。
【０００４】
ところで、上記のマスタユニットや、スレーブは、地電位差によるループ電流や回線上のサージ電圧による破壊防止のため、内部回路と通信路をＤＣ（直流）的に絶縁する必要がある。そのため、通常、内部回路のうち通信路と直接接続される物理層回路に設けられるトランシーバと、通信路の接続ポートとの間にＤＣ的に絶縁する部材を介在させる。係る絶縁する部材としては、例えば、フォトカプラ，絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ（もしくは通信専用電源）や、特許文献１に開示されたパルストランスなどが用いられる。
【０００５】
図１は、従来のパルストランスを用いたネットワークにおける物理層回路部分を示している。図１に示すように、パルストランス１の一次側をトランシーバ２に接続し、パルストランス１の二次側を通信路３に接続する。そして、ノード＃００を送信局とし、ノード＃０１を受信局とした場合、送信局の内部回路(図示省略)で生成し出力された符号化データは、トランシーバ２を介してパルストランス１の一次側に与えられる。すると、そのパルストランス１の二次側は、一次側に与えられた符号化データと同一内容の符号化データが出力されるため、その二次側に出力された符号化データが通信路３を介してノード＃００１に送られる。
【０００６】
ノード＃０１側では、通信路３を介して送られてきた符号化データがパルストランス１の二次側に与えられる。受信した符号かデータと同一内容の符号化データがパルストランスの一次側に出力され、トランシーバ２に受信される。よって、パルストランス１によって通信路３と、内部回路（トランシーバ２等）は、直流的に絶縁されつつデータの伝送が可能となる。
【０００７】
また、パルストランス１の一次側／二次側に発生する符号化データの波高値（電圧）は、一次巻線と二次巻線の巻数比（変成比）によって増減するものの、各ノードに同じ物理層回路を適用した場合には、送信側のトランシーバ２から出力される出力電圧と、最終的に相手方のトランシーバ２に入力される際の受信電圧は等しくなる。
【０００８】
すなわち、ノード＃００を送信局、ノード＃０１を受信局、Ｖ１をノード＃００のポートＡ−Ｂ間に現れる電圧、Ｖ３をノード＃０１のポートＡ−Ｂ間に現れる電圧、Ｖ０を通信路３上に現れる電圧、Ｎ１／Ｎ２をパルストランス１の巻数比とする。
【０００９】
すると、ノード＃００の送信時に通信路３上に現れる電圧Ｖ０は、
Ｖ０＝（Ｎ２／Ｎ１）×Ｖ１
となる。  
そして、ノード＃０１の受信時におけるレシーバの受信電圧Ｖ３は、
Ｖ３＝（Ｎ１／Ｎ２）×Ｖ０
＝（Ｎ１／Ｎ２）×｛（Ｎ２／Ｎ１）×Ｖ１｝
＝Ｖ１
となる。したがって、パルストランス１の変成比にかかわらず、送信側の出力電圧が受信側に受信電圧として現れる。
【特許文献１】特開２００１−１５６８６２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記した従来のパルストランスを用いた通信システムでは、以下に示す問題を有する。すなわち、送信受信性能はトランシーバに適した専用の伝送媒体（ケーブル）を使用した場合がもっとも高い性能、通信距離が出せる。しかし、係る専用の伝送媒体の場合、電源線のような汎用電線に比べて入手も困難であるとともに、高価という問題がある。
【００１１】
一方、在庫の種類を増やすため、汎用電線のような入手性が良く、安価でもともと在庫で持っているような電線を伝送媒体として使用可能な通信機器の開発が望まれている。しかし、単純に従来の通信路に電源線のような汎用の伝送媒体を用いると、通信路とのインピーダンス不整合が発生し、反射波により伝送品質が低下するおそれがある。
【００１２】
また、パルストランス１の変成比は送受信の波高値に関係ないと考えられるため、変成比を変更することにより通信路の特性インピーダンスと送信中の物理層回路の見かけ上のインピーダンスを整合し、受信側からの反射波を複次反射させ進行波に重畳することによる伝送品質の低下を防ぐことは可能である。つまり、下記式を満たすことにより、インピーダンスの整合がとれる。
Ｚ１／Ｚ０=（Ｎ１／Ｎ２）２
従って、Ｎ１＝１とした場合、Ｎ２=（Ｚ０／Ｚ１）１／２と設定すればインピーダンスの整合がとれることになる。
【００１３】
しかし、たとえばインピーダンス整合を採るための設定が、Ｎ２＜Ｎ１となると、パルストランスの出力電圧Ｖ０は、入力電圧Ｖ１未満となり、通信路３中を送信される信号の電圧が小さくなる。そのため、伝送距離が短くなったり、ノイズその他により信号が歪み、化けてしまうおそれが高くなり、通信性能の低下をきたす。
【００１４】
さらに、より大きなサイズ，システムをひとつの通信路で実現したいという要求があり、係る要求を達成するためには、従来より高い性能、通信距離を求められている。しかし、従来の専用線を用いたシステムでは、伝送距離に限度があり、また、インピーダンス整合を採った汎用線を用いたシステムでも、その送信受信性能はトランシーバに適した伝送媒体を使用したときより向上させることはできない。
【００１５】
この発明は、たとえ伝送媒体に汎用の電線を用いても送受信性能を向上させることのできる通信機器およびネットワークシステム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】
【００１６】
本発明に係る通信機器は、  通信路を介して他のシリアル通信機器に対してデータ通信し、前記通信路に対して接続する物理層回路にトランシーバとパルストランスを使用したシリアル通信機器であって、前記パルストランスの通信路側の巻線を前記通信路に接続するとともに、トランシーバ側の巻線をトランシーバに接続して、通信路側とトランシーバ側との間を直流的に遮断し、前記パルストランスのトランシーバ側の巻線に中点を設けて、その中点を電源グランドに接続するように構成した。
【００１７】
前記トランシーバと前記パルストランスを結ぶラインならびに前記中点と前記電源グランドを結ぶラインに直列に電流抑制抵抗を設けると良い。もちろん、係る電流抑制抵抗の設置は必須ではない。
【００１８】
さらに、前記通信機器の適用箇所は各種のものがあるが、たとえば、プログラマブルコントローラを構成するマスタユニット或いはそのマスタユニットとネットワークを介して接続されるスレーブ或いはリピータのいずれかとすることができる。さらに、前記パルストランスの変成比は、接続される通信路との間でインピーダンスの整合が採られるように設定されるとよい。
【００１９】
さらにまた、上記の各通信装置（送信側）は、前記トランシーバの一方のポートＡがｈｉｇｈ出力で、他方のポートＢがｌｏｗ出力であり、そのポートＡ−Ｂ間に現れる送信電圧をＶ０１、前記パルストランスの二次側が接続される通信路上に現れる電圧をＶ００、前記パルストランスの一次側，二次側の巻数をＮ０１とＮ０２とした場合に、前記トランシーバがｈｉｇｈ出力をすると、ポートＡから出力された電流は、前記パルストランスの一次側巻線に至り、その一次側巻線の中点から電源グランドに至る経路を流れ、この一次側巻線に電流が流れることにより、前記パルストランスの二次側巻線の両端子間に、２×（Ｎ０２／Ｎ０１）×Ｖ０１の電圧が発生し、その電圧が通信路上に現れる電圧Ｖ００となるように設定されるとよい。
【００２０】
また、上記の通信装置から出力された信号を受信する通信装置としては、前記トランシーバの一方のポートＡと他方のポートＢの間にかかる受信電圧をＶ０３、前記パルストランスの二次側が接続される通信路上に現れる電圧をＶ００、前記パルストランスの一次側，二次側の巻数をＮ０１とＮ０２とした場合に、前記通信路の電圧Ｖ００（＝２×（Ｎ０２／Ｎ０１）×Ｖ０１）が前記パルストランスの二次側に印加されて二次側巻線の全体に電流が流れると、そのパルストランスの一次側巻線の両端子間に発生する電圧Ｖ０３が、前記トランシーバのＡＢポート間に受信電圧として印加されるようにされ、前記トランシーバの受信電圧Ｖ０３は、
Ｖ０３＝（Ｎ０１／Ｎ０２）×Ｖ００
＝（Ｎ０１／Ｎ０２）×｛２・（Ｎ０２・Ｎ０１）×Ｖ０１｝
＝２・Ｖ０１
となるように設定されるようにするとよい。
【００２１】
このようにすると、受信電圧が送信電圧の２倍となるので、好ましい。なお、上記した各式並びに発生する電圧等は、各機器や通信路において損失がない理想状態において設定されるものであり、実際の装置として、損失等により低下することがあるのはもちろんである。
【００２２】
また、本発明に係るネットワークシステムは、通信路を介して接続される複数のノードを備えたネットワークシステムにおいて、前記ノードが、上述した各構成からなる通信機器を実装するようにした。
【００２３】
本発明によれば、パルストランスに設けられた中点を電源グランドに接続することにより、送信時と受信時の電流経路が変わり、見かけ上の変成比を変えることができるため、伝送能力を上げることができる。つまり、パルストランスに設けられた中点を電源グランドに接続することにより、送信時のトランス変成比を変更し、パルストランスから出力され、通信路に送出される信号の電圧を高くでき、通信距離を長くすることができる。
【００２４】
また、パルストランスの変成比を適宜に設定することにより、送信時に物理層のインピーダンスを回線（通信路）と整合することで、反射波が送信波に重畳することに起因した伝送品質低下を防ぐことができる。これにより、送信時にインピーダンス不整合が発生する伝送媒体（汎用電源線ＶＣＴＦのような安価で入手しやすいケーブル）を使用しても伝送品質が著しく低下しない。もちろん、本発明を用いた場合でも、通信路に従来と同様専用線を用いるのは妨げない。
【発明の効果】
【００２５】
本発明では、パルストランスのトランシーバ側の巻線に中点を設け、それを電源グランドに接続したためた、送信時の実質的な変成比を変えることができ、出力側の巻線に出力される電圧を高くすることができ、伝送媒体に汎用の電線を用いても送受信性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図２は、ＦＡシステムにおけるネットワークシステムの一例を示している。この図２では、マスタ１０とスレーブ２０が通信路を介して接続された状態を示している。すなわち、マスタ１０に主通信路３０が接続され、この主通信路３０に対してスレーブ２０が直接接続される。また、主通信路３０からＴ分岐器３１を介して分岐された副通信路３２にスレーブ２０が接続されることもある。さらに、通信路３０の端部がオープンになる箇所には、終端抵抗器３３が接続される。
【００２７】
マスタ１０は、ＰＬＣを構成する１つのユニットで、マスタユニットとも称されるものである。図３は、マスタ１０の内部構造の一例を示している。このマスタ１０は、同じＰＬＣを構成するＣＰＵユニットとデータを受け渡すＰＬＣバスインタフェース部１１と、データ処理・演算処理を行うＭＰＵ部１２と、操作／表示部１３ならびに本発明の要部となる主通信路３０に接続される物理層回路１４とを備えている。
【００２８】
ＰＬＣバスインタフェース部１１は、ユニット間コネクタ１１ａと、バスドライバ１１ｂと、３端子レギュレータ１１ｃ並びにレベルシフタ１１ｄを有している。ユニット間コネクタ１１ａは、隣接する他のユニットと電気・機械的に連結する機能を持ち、電源ライン並びにＰＬＣバスと連結される。ユニット間の電源ラインで供給される電源電圧は、５Ｖとなっている。
【００２９】
バスドライバ１１ｂは、ＣＰＵユニットとの間でＰＬＣバスを介してデータを受け渡しするＡＳＩＣであリ、内部の共有メモリを介してデータを送受する。共有メモリに対するアクセス権は、内部レジスタのフラグにより制御する。このバスドライバ１１ｂは、割り込み発生機能を持ち、ＣＰＵユニットから本ユニット（マスタ１０）への割り込み、ならびに、本ユニット（マスタ１０）からＣＰＵユニットへ割り込みをかけることが可能となっている。
【００３０】
３端子レギュレータ１１ｃは、ＰＬＣバスから供給される５Ｖを、ＭＰＵ部１２の動作電源である３．３Ｖに降圧し、３．３V電源を電源電圧としてＭＰＵ部１２へ供給する。レベルシフタ１１ｄは、バスドライバ１１ｂの動作電圧（５Ｖ）と、ＭＰＵ部１２の動作電圧（３．３Ｖ）が異なることから、両者間でのデータの受け渡しの際に電圧の調整（信号の電圧変換）を行うものである。
【００３１】
ＭＰＵ部１２は、ＭＰＵ１２ａと、ＳＲＡＭ（スタティクＲＡＭ）から構成される揮発性メモリ１２ｂと、ＥＥＰＲＯＭから構成される不揮発性メモリ１２ｃを備える。不揮発性メモリ１２ｃには、たとえば異常履歴やユニットのプロファイルなどが格納される。揮発性メモリ１２ｂは、ワークメモリとして使用される。そして、ＭＰＵ１２ａは、たとえば、バスドライバ１１ｂを介して取得したＣＰＵユニットからのデータを揮発性メモリ１２ｂに格納したり、揮発性メモリ１２ｂに格納されたデータを読み出して、送信先などの情報を付加したり、所定のスレーブに対するメッセージを作成し、物理層回路１４に送ったり、物理層回路１４にて受信したスレーブからのデータを取得するとともに揮発性メモリ１２ｂに一旦格納し、所定のタイミングでバスドライバ１１ｂに渡すなどのデータの送受等に関する処理を行う。
【００３２】
操作／表示部１３は、本ユニット（マスタ１０）のユニット番号を設定する番号設定スイッチ１３ａと、表示手段たるＬＥＤ１３ｂと、各種のモードを設定するモード設定スイッチ１３ｃと、接続ノード数設定／伝送速度切り替え設定／通信モード設定などの各種の設定を行うディップスイッチ１３ｄを有する。番号設定スイッチ１３ａとモード設定スイッチ１３ｃは、ロータリースイッチなどで構成できる。ＬＥＤ１３ｂは、単色の表示灯と、７セグメントＬＥＤなどを備えている。
【００３３】
物理層回路１４は、通信用ＡＳＩＣ１５と、トランシーバ１６と、パルストランス１７とコネクタ１８を備えている。通信用ＡＳＩＣ１５は、ＭＰＵ１２ａから送られてきた送信用のデータを符号化して符号化データを作成してトランシーバ１６に渡したり、スレーブ２０から送られてきた受信データ（トランシーバ１６から転送される）中の不要なデータを除去したり、その他必要な処理をして原信号データを生成し、ＭＰＵ１２ａに渡す処理を行う機能を持つ。なお、通信用ＡＳＩＣ１５は、ＭＰＵ部１２側に属するとしても良い。
【００３４】
トランシーバ１６は、通信用ＡＳＩＣ１５とパルストランス１７の一次側の間に配置され、通信用ＡＳＩＣ１５から受け取った送信用のデータを所定のタイミングで出力する。つまり、送信用のデータの１／０に合わせてパルストランス１７の一次側に対し、通電のＯＮ／ＯＦＦを制御したり、印加する電圧の極性を反転したりする。
【００３５】
パルストランス１７の二次側はコネクタ１８が接続され、そのコネクタ１８を介して通信路３０に接続される。パルストランス１７の一次側に入力された送信用のデータ（パレス列）と同一内容のデータ（パレス列）が二次側に出現され、その出現されたデータがコネクタ１８を介して通信路３０へ出力される。コネクタ１８を経由して受信したデータ（パレス列）は、パルストランス１７の二次側に与えられるが、この二次側に与えられたデータと同一内容のデータが一次側に出現し、トランシーバ１６に与えられる。これにより、パルストランス１７にてマスタ１０の内部回路と通信路３０側を直流的に遮断しつつ、データ転送を行うことができる。
【００３６】
図４は、スレーブ２０の内部構成を示す図である。図に示すように、このスレーブ２０は、Ｉ／Ｏインタフェース部２１と、操作／表示部２３と、物理層回路２４とを備えている。
【００３７】
Ｉ／Ｏインタフェース部２１は、センサやアクチュエータ等の外部に接続する機器とのデータを受け渡しするインタフェース部であり、かかる外部機器を接続し、データのやり取りをするＩＮＰＵＴ・ＯＵＴＰＵＴ回路２１ａと、スレーブ通信用ＡＳＩＣ２１ｂと、不揮発性メモリ２１ｃと、ユニット電源部２１ｄを有する。不揮発性メモリ２１ｃには、異常履歴やユニット（スレーブ）のプロファイルなどが格納される。ユニット電源２１ｄは、外部から直流２５Ｖの電力の供給を受け、それをスレーブ２０内で使用する電圧となる５Ｖならびに３．３Ｖに降圧し、それぞれをスレーブ２０内の所定の回路等へ供給する。スレーブ通信用ＡＳＩＣ２１ｂは、ＩＮＰＵＴ・ＯＵＴＰＵＴ回路２１ａから取得した外部機器（入力機器）からの出力信号を取得し、それを符号化して送信データを作成するとともに物理層回路２４へ送ったり、物理層回路２４を介して取得したデータから外部機器が理解できるデータを生成しＩＮＰＵＴ・ＯＵＴＰＵＴ回路２１ａに接続された外部機器（出力機器）に与えたりする。
【００３８】
操作／表示部２３は、本ユニット（スレーブ２０）のユニット番号を設定する番号設定スイッチ２３ａと、表示手段たるＬＥＤ２３ｂと、各種のモードを設定するモード設定スイッチ２３ｃと、接続ノード数設定／伝送速度切り替え設定／通信モード設定などの各種の設定を行うディップスイッチ２３ｄを有する。番号設定スイッチ２３ａとモード設定スイッチ２３ｃは、ロータリースイッチなどで構成できる。ＬＥＤ２３ｂは、単色の表示灯と、７セグメントＬＥＤなどを備えている。
【００３９】
物理層回路２４は、トランシーバ２６と、パルストランス２７とコネクタ２８を備えている。トランシーバ２６は、スレーブ通信用ＡＳＩＣ２１ｂとパルストランス２７の一次側の間に配置され、通信用ＡＳＩＣ２１ｂから受け取った送信用のデータを所定のタイミングで出力する。つまり、送信用のデータの１／０に合わせてパルストランス２７の一次側に対し、通電のＯＮ／ＯＦＦを制御したり、印加する電圧の極性を反転したりする。
【００４０】
パルストランス２７の二次側はコネクタ２８が接続され、そのコネクタ２８を介して通信路３０に接続される。パルストランス２７の一次側に入力された送信用のデータ（パレス列）と同一内容のデータ（パレス列）が二次側に出現され、その出現されたデータがコネクタ２８を介して通信路３０へ出力される。コネクタ２８を経由して受信したデータ（パレス列）は、パルストランス２７の二次側に与えられるが、この二次側に与えられたデータと同一内容のデータが一次側に出現し、トランシーバ２６に与えられる。これにより、パルストランス２７にてマスタ１０の内部回路と通信路３０側を直流的に遮断しつつ、データ転送を行うことができる。
【００４１】
ここで本発明では、図５に示すように、パルストランス１７，２７のトランシーバ１６，２６側（一次側）に中点Ｍを設け、その中点Ｍを電源グランドに接続するようにした。さらに、本例では、マスタ側とスレーブ側のパルストランス１７，２７を同一に設定した。つまり、パルストランス１７，２７の一次側：二次側の巻数を、Ｎ０１：Ｎ０２に設定した。なお、図５において、マスタ１０のノードアドレスが＃００となり、スレーブ２０のノードアドレスが＃０１に設定されている。
【００４２】
つぎに、本実施の形態の動作について説明する。図５は、ノード＃００のマスタ１０からノード＃０１のスレーブ２０にデータを送信する場合の通電状態ならびに発生する電圧を示している。ここで、トランシーバ１６，２６のポートＡがｈｉｇｈ出力で、ポートＢがｌｏｗ出力であり、ノード＃００のポートＡ−Ｂ間に現れる電圧をＶ０１、ノード＃０１のポートＡ−Ｂ間に現れる電圧をＶ３、通信路３０上に現れる電圧をＶ００、パルストランス１６，２６の一次側，二次側の巻数をＮ０１とＮ０２とする。
【００４３】
送信側のマスタ１０でｈｉｇｈ出力をすると、ポートＡから出力された電流は、パルストランス１６の一次側巻線に至り、その一次側巻線の中点Ｍから電源グランドに至る経路を流れる。したがって、実際に電流が流れる巻線部分の巻数は、Ｎ０１の半分となる。そして、この一次側巻線に電流が流れることにより、図示するようにパルストランス１７の二次側巻線の両端子間に電圧が発生し電流が流れる。この二次側では巻線全体に電流が流れるので、送信する際の実質的な変成比は、「Ｎ０２／（Ｎ０１／２）」となる。
【００４４】
よって、トランシーバ１６のＡポートとグランド間に出力電圧Ｖ０１が印加した場合のパルストランス１７の二次側、つまり、通信路３０に現れる電圧Ｖ００は、
Ｖ００＝｛Ｎ０２・（Ｎ０１・２）｝×Ｖ０１
＝２・（Ｎ０２／Ｎ０１）×Ｖ０１
となる。
【００４５】
一方、この電圧Ｖ００は、受信側のスレーブ２０のパルストランス２７の二次側に印加され、二次側巻線の全体に電流が流れる。すると、パルストランス２７の一次側巻線の両端子間に電圧Ｖ０３が発生し、その電圧Ｖ０３が、トランシーバ２６のＡＢポート間に印加される。この受信の際は、中点の影響がないため、パルストランス２６の変成比は、「Ｎ０２／Ｎ０１」となる。
【００４６】
よって、受信側のスレーブ２０のパルストランス２７の二次側、つまりトランシーバ２６の受信電圧Ｖ０３は、
Ｖ０３＝（Ｎ０１／Ｎ０２）×Ｖ００
＝（Ｎ０１／Ｎ０２）×｛２・（Ｎ０２・Ｎ０１）×Ｖ０１｝
=２・Ｖ０１
となる。
【００４７】
上記の例では、マスタ１０側から送信する場合を説明したが、スレーブ２０側からデータを送信する場合も同様のことがいえる。したがって、通信路や各部品における損失が無いとすると、パルストランス１７，２７の変成比にかかわらず、送信側の出力電圧が受信側に２倍の電圧として現れる。よって、本実施の形態では、中点接続の利用によって、送受信性能は従来の中点接続をしないパルストランスを使用して通信したときの２倍にさせることができる。
【００４８】
換言すると、本実施の形態では、通信路３０に従来技術と同じ伝送媒体（ケーブル）を使用した場合には、伝送距離が２倍となる。また、従来と同じ通信距離で使用する場合には、それまで通信路で使用していた伝送媒体に比べ波の減衰が２倍までの通信上不利な伝送媒体も使用できるため、通信路用のケーブルの選択範囲が格段に広がる。
【００４９】
さらに、パルストランス１７，２７の変成比は送受信の波高値に関係ないと考えられるため、変成比を変更することにより通信路の特性インピーダンスと送信中物理層回路１６，２６の見かけ上のインピーダンスを整合し、受信側からの反射波を複次反射させ進行波に重畳することによる伝送品質の低下を防ぐことができる。
【００５０】
インピーダンスの整合は、
Ｚ０１／Ｚ００=（Ｎ０１／Ｎ０２）２
を満たすように設定すればよい。
【００５１】
従って、Ｎ０１＝１とした場合、Ｎ０２=（Ｚ００／Ｚ０１）１／２
と設定することにより整合がとれる。
【００５２】
そして、パルストランス１７，２７の一次側巻線（トランシーバ１６，２６側に接続される巻線）を中点接続したことにより、たとえ二次側巻線の巻数Ｎ０２が一次側巻線Ｎ０１よりも小さい場合でも、少なくともＮ０２がＮ０１の半分以下にならなければ、パルストランス１７，２７の出力電圧Ｖ００は、送信側のトランシーバの出力電圧Ｖ０１，Ｖ０２よりも高くなる。よって、インピーダンスの整合を図るべくパルストランスの変成比を調整しても、通信路３０に印加される電圧が極端に低くなることが抑制され、インピーダンス整合を取りうる幅が広がる。
【００５３】
したがって、送受信性能を向上しながら、トランシーバ送信時とインピーダンスの整合していない伝送媒体を使用しても、インピーダンス不整合に起因した反射波重畳による伝送品質の低下を防ぐことができる。
【００５４】
図６は、本発明の別の実施の形態の要部を示している。この例では、トランシーバ１６，２６のポートＡとパルストランス１７，２７の間と、トランシーバ１６，２６のポートＢとパルストランス１７，２７の間と、パルストランス１７，２７の一次巻線の中点Ｍと電源グランドとの間に、それぞれに電流制限抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４を直列に配置した。これにより、送信時に物理層回路１４，２４に流れる電流値を低減することができる。
【００５５】
すなわち、本実施の形態では、中点Ｍを電源グランドに落としたため、仮に図１に示す従来構成のものと使用する部品や巻数，入力電等のパラメータを等しくしたとすると、パルストランス１７，２７に流れる電流は２倍となる。そこで、送信時に流れる回路上に直列に電流制限抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４を挿入することにより電流値の低減を図るようにした。なお、各電流制限抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４の具体的な抵抗値は、電流値が最適あるいは仕様を満足するように設定される。
【００５６】
さらに、この実施の形態では、パルストランス１７，２７の一次側巻線の両端子間に終端抵抗Ｒ３を接続した。この終端抵抗Ｒ３の抵抗値は、電流制限抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値に比べて十分大きくしている。これにより、外部から物理層回路１４，２４側を見た場合に終端抵抗Ｒ３の後ろ側が見えずに終端されるようになる。この終端抵抗Ｒ３を実装した装置を主通信路３０や、副通信路３２の終端側に配置することにより、終端抵抗器３３を省略できる。
【００５７】
なお、図６では、電流制限抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４と、終端抵抗Ｒ３をともに実装した例を示したが、いずれか一方を実装するようにしてももちろん良い。また、ネットワークを構成する各スレーブ２０，マスタ１０に仕様が異なるものを混在させても良い。すなわち、たとえば、電流制限抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４を実装した物理層回路を備えたものと、電流制限抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４を実装しない物理層回路を備えたものを混在させることもできる。
【００５８】
図７は、本発明が適用される別のネットワークシステムの一例を示している。この例では、図２に示すネットワーク構成におけるＴ分岐器３１に替えて、波形整形機能を備えたリピータ４０を設け、伝送距離の延長を図っている。図８は、リピータ４０の内部構成を示すブロック図である。この図に示すように、リピータ４０は、入出力側にそれぞれパルストランス４１，トランシーバ４２を直列に配置し、入出力側のトランシーバ４２間に波形整形ＡＳＩＣ４３を配置している。波形整形ＡＳＩＣ４３は、伝送されてきて波形が歪んだ信号を歪みの無いパルス列からなる信号に修正するものである。トランシーバ４２ならびに波形整形ＡＳＩＣ４３は、基本的に従来のものを用いることができる。そして、パルストランス４１を、上記した各実施の形態と同様に、トランシーバ４３側の巻線の中点Ｍを電源グランドに落とすようにしている。
【００５９】
これにより、リピータ４０においても上記のスレーブ２０と同様の作用効果を奏することができ、伝送距離の更なる延長を図ったり、使用可能な伝送媒体の範囲の拡大を図ることができる。また、パルストランス４１の適宜位置に電流制限抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４を配置するとなお良い。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】従来例を示す図である。
【図２】ネットワークシステムの一例を示す図である。
【図３】マスタの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図４】スレーブの内部構成の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明の好適な一実施の形態の要部を示す図である。
【図６】本発明の好適な別の実施の形態の要部を示す図である。
【図７】ネットワークシステムの他の例を示す図である。
【図８】リピータの内部構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  マスタ
１１  ＰＬＣバスインタフェース部
１２  ＭＰＵ部
１３  操作／表示部
１４  物理層回路
１５  通信用ＡＳＩＣ
１６  トランシーバ
１７  パルストランス
１８  コネクタ
２０  スレーブ
２１  Ｉ／Ｏインタフェース部
２３  操作／表示部
２４  物理層回路
２６  トランシーバ
２７  パルストランス
２８  コネクタ
３０  主通信路（通信路）
３１  Ｔ分岐器
３２  副通信路（通信路）
３３  終端抵抗器
４０  リピータ
４１  パルストランス
４２  トランシーバ
４３  波形整形ＡＳＩＣ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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