(57)【要約】  【課題】  伝送線路に不平衡成分が存在する場合でも、その不平衡状態を補償可能な平衡伝送装置を提供すること。  【解決手段】  平衡送信信号Ｔｘ（ｔ）（電圧ｅ、−ｅ）が伝送線路（Ｌ１、Ｌ２）に与えられ、一方、コモンモード補償用信号源ｅCから補償用信号（ｅC）が生成され、この補償用信号（ｅC）が、重畳手段（１５ａ、１５ｂ）を介して平衡送信信号の各々に重畳される。補償用信号（ｅC）のレベルを適宜、調整することで、伝送線路（Ｌ１、Ｌ２）に送出される送信信号の各々の電圧レベル、位相を制御する。【選択図】  図３
2005311405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の導体からなる伝送線路を用いてデータ伝送を行う平衡伝送装置であって、
前記伝送線路の不平衡状態の検出信号が入力され、前記検出信号に基づいて前記伝送線路に生じる不平衡成分を補償するための補償用信号を生成する補償用信号生成手段と、
前記補償用信号を、前記伝送線路に送出される平衡な送信原信号である平衡原信号の各々に重畳する重畳手段と、
を備える平衡伝送装置。
【請求項２】
請求項１記載の平衡伝送装置であって、
前記検出信号は、前記伝送線路に生じるコモンモード電流、コモンモード電圧、電界、磁界、および前記伝送線路からの輻射に起因する干渉の程度のいずれかに少なくとも一つを検出する検出信号である平衡伝送装置。
【請求項３】
請求項１記載の平衡伝送装置であって、
前記補償用信号生成手段は、前記伝送線路の特性、前記送信信号生成手段の特性、および前記検出信号を出力する不平衡検出手段の特性のうち少なくとも一つの特性に基づいて、補償用信号を生成する平衡伝送装置。
【請求項４】
請求項３記載の平衡伝送装置であって、前記特性は周波数特性を含む平衡伝送装置。
【請求項５】
請求項１記載の平衡伝送装置であって、
前記補償用信号生成手段は、前記検出信号の検出レベルと、前記伝送線路からの輻射に起因する干渉のレベルとの間のずれに応じて、前記入力された検出信号に対して前記ずれを補正し、前記補正された検出信号に基づいて、前記補償用信号を生成する平衡伝送装置。
【請求項６】
請求項１記載の平衡伝送装置であって、
前記補償用信号の生成は、前記送信信号のレベルを上昇させていく過程で行われる平衡伝送装置。
【請求項７】
請求項６記載の平衡伝送装置であって、前記送信信号のレベルの上昇は段階的に行われる平衡伝送装置。
【請求項８】
請求項１記載の平衡伝送装置であって、
前記平衡伝送装置が非送信モードである場合には、前記補償用信号生成手段は、前記伝送線路を介して受信される受信信号に対して処理を行って不平衡補償用信号を生成し、この不平衡補償用信号を前記伝送線路に送出する平衡伝送装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか一項記載の平衡伝送装置であって、
前記補償用信号生成手段は、前記伝送線路の不平衡状態を検出する検出信号に、所定の信号処理を加えて前記補償用信号を生成する平衡伝送装置。
【請求項１０】
請求項１ないし８のいずれか一項記載の平衡伝送装置であって、
前記補償用信号生成手段は、前記伝送線路に送出される送信原信号に、所定の信号処理を加えて前記補償用信号を生成する平衡伝送装置。
【請求項１１】
請求項１ないし８のいずれかに記載の平衡伝送装置であって、
前記伝送路へ送信信号を送出するための通信用トランスをさらに備え、
前記補償用信号生成手段は、前記検出信号に基づいて分圧比が調整される分圧抵抗を有し、前記送信信号に起因して前記通信用トランスに設けられた補助巻線に生じる誘導電圧を前記分圧抵抗を介して取り出し、その取り出された電圧信号を前記補償用信号とする平衡伝送装置。
【請求項１２】
請求項１１の平衡伝送装置であって、
前記分圧抵抗は、受信用負荷としても利用される平衡伝送装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載の平衡伝送装置であって、
前記通信用トランスにはコモンモードチョークコイルが挿入されている平衡伝送装置。
【請求項１４】
請求項１ないし８のいずれか一項記載の平衡伝送装置であって、
前記重畳手段は、前記補償用信号を、前記伝送線路の一対の導体の各々に対応して設けられている、前記平衡原信号を増幅するための２個の差動増幅器の共通接続点に加える平衡伝送装置。
【請求項１５】
請求項１ないし８のいずれか一項記載の平衡伝送装置であって、
前記伝送路へ送信信号を送出するための通信用トランスをさらに備え、
前記重畳手段は、前記補償用信号を、前記通信用トランスを構成する巻線の略中央位置に設けられたタップに加える平衡伝送装置。
【請求項１６】
請求項１ないし８のいずれか一項記載の平衡伝送装置であって、
前記重畳手段は、前記補償用信号を、磁気結合により前記伝送線路に加える平衡伝送装置。
【請求項１７】
請求項１ないし８のいずれか一項記載の平衡伝送装置であって、
前記重畳手段は、前記補償用信号を、静電結合により前記伝送線路に加える平衡伝送装置。
【請求項１８】
請求項１記載の平衡伝送装置であって、
前記補償用信号生成手段は、前記検出信号に応じた補正係数を生成して出力する補正係数生成手段と、前記送信原信号に対して前記補正係数生成手段から出力される前記補正係数を乗算して前記補償用信号を出力する乗算器と、を有し、
前記重畳手段は、前記平衡原信号に、前記乗算器から出力される前記補償用信号を加算する加算器を有する平衡伝送装置。
【請求項１９】
請求項３記載の平衡伝送装置であって、
前記補償用信号生成手段は、前記不平状態検出信号に応じた補正係数を生成して出力する補正係数生成手段と、前記送信原信号に対して前記伝送線路の特性、送信信号生成手段の特性、および前記検出信号を出力する不平衡検出手段の特性のうちいずれか少なくとも一つの特性を補正する特性補正手段と、この特性補正手段から出力される信号に対して前記補正係数生成手段から出力される前記補正係数を乗算して前記補償用信号を出力する乗算器と、を有し、
前記重畳手段は、前記平衡原信号に、前記乗算器から出力される前記補償用信号を加算する加算器を有する平衡伝送装置。
【請求項２０】
請求項１９記載の平衡伝送装置であって、
前記特性補正手段は、振幅等化器および位相等化器のいずれか少なくとも一方を含み、前記特性の周波数特性を補正する平衡伝送装置。
【請求項２１】
請求項１９記載の平衡伝送装置であって、
前記等化手段は前記送信原信号を補正することにより前記特性を補正する平衡伝送装置。
【請求項２２】
請求項１９記載の平衡伝送装置であって、
前記等化手段は前記検出信号を補正することにより前記特性を補正する平衡伝送装置。
【請求項２３】
請求項８記載の平衡伝送装置であって、
前記補償用信号生成手段は、前記不平状態検出信号に応じた補正係数を生成して出力する補正係数生成手段と、前記平衡伝送装置が非送信モードである場合に前記受信信号に対して前記補正係数を乗算して前記補償用信号を生成する乗算器と、を備える平衡伝送装置。
【請求項２４】
請求項１ないし２３のいずれか一項記載の平衡伝送装置であって、前記伝送線路として電力線を使用する平衡伝送装置。
【請求項２５】
請求項１ないし２４のいずれか一項記載の平衡伝送装置を有する送信装置と、
前記送信装置と前記伝送路を介して通信を行う受信装置と、
を備える平衡伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平衡伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１８は、伝送線路上の電流モデルを示す図である。伝送線路は、大地（アース）に対して平衡な一対の導体からなる伝送線路（Ｌ１、Ｌ２）で構成される。
【０００３】
図１８では、伝送線路の左端に一対の電圧源（ｅ１０、ｅ２０）が設けられている。ｅ１０とｅ２０とは波形、振幅、位相などの特性が等しく、各電圧源（ｅ１０、ｅ２０）から発生する電圧（各々の電圧を“ｅ”とする）が、各線路（Ｌ１、Ｌ２）に与えられる。
【０００４】
伝送線路の右端には、負荷インピーダンス（正規の負荷）ＺＬが設けられている。伝送線路（Ｌ１、Ｌ２）には、互いに逆向きの、ディファレンシャル（ノーマル）モード電流（＋Ｉｄ、−Ｉｄ）が流れる。
【０００５】
ただし、伝送線路と大地（アース）との間には、寄生インピーダンス（対地インピーダンス）Ｚ１〜Ｚ３が介在する。
【０００６】
ここで、寄生インピーダンスＺ２、Ｚ３のインピーダンス値（この値もＺ２、Ｚ３と表記する）が等しくないと、その寄生インピーダンス（対地インピーダンス）Ｚ１〜Ｚ３ならびに大地を介して循環電流である、コモンモード電流Ｉｃが流れる。
【０００７】
平衡度が十分に高い伝送線路であれば、Ｚ２＝Ｚ３とみなすことができ、コモンモード電流Ｉｃは流れない。しかし、平衡度が比較的低い線路では、Ｚ２≠Ｚ３となり、コモンモード電流Ｉｃが流れる。
【０００８】
コモンモード電流Ｉｃの電流量は、以下のように表すことができる。以下の式（１）において、ｅは、各電圧源（ｅ１０、ｅ２０）から発生する各電圧を示す。
【０００９】
Ｉｃ＝ｅ・（Ｚ２−Ｚ３）／（Ｚ１・Ｚ２＋Ｚ２・Ｚ３＋Ｚ３・Ｚ１）  ・・・（１）
【００１０】
このコモンモード電流Ｉｃは、二股に分岐し、一対の伝送線路（Ｌ１、Ｌ２）の各々に同等に流れる。よって、各伝送線路（Ｌ１、Ｌ２）には、同じ向きに、コモンモード電流（電流量はＩｃ／２となる）が流れる。
【００１１】
そして、このコモンモード電流は、線路からの輻射が生じる要因となる。すなわち、一対の線路の各々に、同振幅かつ逆位相の信号を重畳した場合、平衡状態が保たれていた場合には各線路から放射される輻射成分は相殺されるが、不平衡状態では、完全な相殺がなされず、輻射成分が外部に漏れることがある。
【００１２】
図１９は、従来の平衡伝送回路の一例の構成を示す図である。図１９の平衡伝送回路では、不平衡な送信信号（１系統の送信信号）を、トランス（８００）を介して平衡信号に変換し、一対の伝送線路（ＰＬ１、ＰＬ２）を介して平衡伝送を行う。
【００１３】
平衡度の高いトランスを用いることにより、あるいは、コモンモード電流を除去する働きをするコモンモードチョークコイルを挿入して平衡度を向上させることにより、コモンモード電流を低く抑えることができる。
【００１４】
また、伝送線路（ＰＬ１、ＰＬ２）として、平衡度が高い線路（例えば、イーサネッと（登録商標）のツイストペアケーブル等の通信専用の線路）を用いれば、線路上で発生するコモンモード電流は充分低いレベルに抑制されるため、輻射の問題は生じない。
【００１５】
なお、伝送線路の不平衡成分に起因する輻射については、非特許文献１に詳しく述べられている。
【非特許文献１】井手口健  外１名著、「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、１９９７年１１月２５日、Ｐ．９９−１３４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
平衡度が高い線路（例えば、通信専用の線路）では、線路上でのコモンモード電流の発生は充分抑制されるため、輻射の問題は生じない。したがって、この場合には、不平衡−平衡変換回路の構成を工夫する等して、送信信号自体の平衡度を極力向上させ、コモンモード電流を可能な限り低減することが重要となる。
【００１７】
しかし、平衡度が比較的低い線路を通信線路として用いる場合、送信信号の平衡度を向上させたとしても、必ずしもコモンモード電流の発生を低減できるとは限らない。
【００１８】
すなわち、通信線路自体がアンバランスな特性を有しているため、従来の、「送信信号自体の平衡度を向上させる」という技術では、コモンモード電流の十分な抑制という効果を得ることができない場合がある。
【００１９】
本発明は上記従来の事情を鑑みてなされたものであって、伝送線路に不平衡成分が存在する場合でも、その不平衡状態を補償可能な平衡伝送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】
【００２０】
本発明の平衡伝送装置は、第１に、１対の導体からなる伝送線路を用いてデータ伝送を行う平衡伝送装置であって、前記伝送線路の不平衡状態の検出信号が入力され、前記検出信号に基づいて前記伝送線路に生じる不平衡成分を補償するための補償用信号を生成する補償用信号生成手段と、前記補償用信号を、前記伝送線路に送出される平衡な送信原信号である平衡原信号の各々に重畳する重畳手段と、を備える。
【００２１】
この構成により、伝送線路に不平衡成分が存在する場合でも、その不平衡状態を補償可能な平衡伝送装置を提供することができる。
【００２２】
また、本発明の一態様として、第２に、上記第１の平衡伝送装置であって、前記検出信号は、前記伝送線路に生じるコモンモード電流、コモンモード電圧、電界、磁界および前記伝送線路からの輻射に起因する干渉の程度のいずれかに少なくとも一つを検出する検出信号であるものも含まれる。
【００２３】
この構成により、検出信号は、コモンモード電流、コモンモード電圧、電界、磁界等を直接あるいは間接的に実測し、伝送線路の不平衡状態が検出されたものである。通信線路の不平衡状態が判明することで、その不平衡状態を補償するような特性を有する補償用信号の生成が可能となる。
【００２４】
また、本発明の一態様として、第３に、上記第１の平衡伝送装置であって、前記補償用信号生成手段は、前記伝送線路の特性、前記送信信号生成手段の特性、および前記検出信号を出力する不平衡検出手段の特性のうち少なくとも一つの特性に基づいて、補償用信号を生成するものも含まれる。
【００２５】
この構成により、伝送線路や、検出手段、送信信号生成手段等の特性も補償することができる。
【００２６】
また、本発明の一態様として、第４に、上記第３の平衡伝送装置であって、前記特性は周波数特性を含むものも含まれる。この構成により、伝送線路や、検出手段、送信信号生成手段等の周波数特性を補償することが可能となり、どの周波数帯域においても、不平衡状態を補償する動作を的確に行うことができる。
【００２７】
また、本発明の一態様として、第５に、上記第１の平衡伝送装置であって、前記補償用信号生成手段は、前記検出信号の検出レベルと、前記伝送線路からの輻射に起因する干渉のレベルとの間のずれに応じて、前記入力された検出信号に対して前記ずれを補正し、前記補正された検出信号に基づいて、前記補償用信号を生成するものも含まれる。
【００２８】
この構成により、不平衡検出信号のレベルと実際の干渉レベルとの間にずれがある場合に、そのずれを考慮して不平衡検出信号のレベルを補正した後、補償用信号の生成を行うものである。これにより、通信線路からの輻射に起因して生じる、現実の干渉を低減することができる。
【００２９】
また、本発明の一態様として、第６に、上記第１の平衡伝送装置であって、前記補償用信号の生成は、前記送信信号のレベルを上昇させていく過程で行われるものも含まれる。
【００３０】
この構成により、相手側の通信機器とコネクションを確立する段階等において、送信信号レベルを上昇されていくことで、確実に平衡状態でのデータ伝送を行うことができる。
【００３１】
また、本発明の一態様として、第７に、上記第６の平衡伝送装置であって、前記送信信号のレベルの上昇は段階的に行われるものも含まれる。この構成により、送信信号レベルを段階的に上昇させていくことで、確実に平衡状態でのデータ伝送を行うことができる。
【００３２】
また、本発明の一態様として、第８に、上記第１の平衡伝送装置であって、前記平衡伝送装置が非送信モードである場合には、前記補償用信号生成手段は、前記伝送線路を介して受信される受信信号に対して処理を行って不平衡補償用信号を生成し、この不平衡補償用信号を前記伝送線路に送出するものも含まれる。
【００３３】
この構成により、伝送線路のアンバランスが常に補償されることになり、通信線路からの輻射が効果的に抑制される。また、受信信号を利用するため、補償用信号を効率的に生成することができる。
【００３４】
また、本発明の一態様として、第９に、上記第１ないし第８のいずれかの平衡伝送装置であって、前記補償用信号生成手段は、前記伝送線路の不平衡状態を検出する検出信号に、所定の信号処理を加えて前記補償用信号を生成するものも含まれる。
【００３５】
この構成により、不平衡検出信号自体をベースとして補償用信号を生成するので、効率的な補償用信号の生成を行うことができる。
【００３６】
また、本発明の一態様では、第１０に、上記第１ないし第８のいずれかの平衡伝送装置であって、前記補償用信号生成手段は、前記伝送線路に送出される送信原信号に、所定の信号処理を加えて前記補償用信号を生成するものも含まれる。
【００３７】
この構成により、送信信号をベースとして補償用信号を生成するので、効率的な補償用信号の生成を行うことができる。
【００３８】
また、本発明の第１１に、上記第１ないし第８のいずれかの平衡伝送装置であって、前記伝送路へ送信信号を送出するための通信用トランスをさらに備え、前記補償用信号生成手段は、前記検出信号に基づいて分圧比が調整される分圧抵抗を有し、前記送信信号に起因して前記通信用トランスに設けられた補助巻線に生じる誘導電圧を前記分圧抵抗を介して取り出し、その取り出された電圧信号を前記補償用信号とするものも含まれる。
【００３９】
この構成により、通信用トランスの補助巻線に誘起される電圧を利用して補償用信号を生成するので、効率的な補償用信号の生成を行うことができる。
【００４０】
また、第１２に、上記第１１の平衡伝送装置であって、前記分圧抵抗は、受信用負荷としても利用されるものも含まれる。
【００４１】
この構成により、既存の設備を効果的に利用して補償用信号の生成を行うことができる。
【００４２】
また、第１３に、上記第１１または第１２の平衡伝送装置であって、前記通信用トランスにはコモンモードチョークコイルが挿入されているものも含まれる。
【００４３】
この構成により、通信線路の不平衡を補償する効果を高めることができる。
【００４４】
また、第１４に、上記第１ないし第８のいずれかの平衡伝送装置であって、前記重畳手段は、前記補償用信号を、前記伝送線路の一対の導体の各々に対応して設けられている、前記平衡原信号を増幅するための２個の差動増幅器の共通接続点に加えるものも含まれる。
【００４５】
この構成により、平衡送信信号を増幅するための２つの差動増幅器の共通接続点に、補償用信号が重畳される。
【００４６】
また、第１５に、上記第１ないし第８のいずれかの平衡伝送装置であって、前記伝送路へ送信信号を送出するための通信用トランスをさらに備え、前記重畳手段は、前記補償用信号を、前記通信用トランスを構成する巻線の略中央位置に設けられたタップに加えるものも含まれる。
【００４７】
この構成により、通信用トランスのセンタタップに補償用信号が重畳される。
【００４８】
また、第１６に、上記第１ないし第８のいずれかの平衡伝送装置であって、前記重畳手段は、前記補償用信号を、磁気結合により前記伝送線路に加えるものも含まれる。
【００４９】
この構成により、磁気結合を利用して、補償用信号を伝送線路に重畳することができる。
【００５０】
また、第１７に、上記第１ないし第８のいずれかの平衡伝送装置であって、前記重畳手段は、前記補償用信号を、静電結合により前記伝送線路に加えるものも含まれる。
【００５１】
この構成により、静電結合を利用して、補償用信号を伝送線路に重畳することができる。
【００５２】
また、第１８に、上記第１の平衡伝送装置であって、前記補償用信号生成手段は、前記検出信号に応じた補正係数を生成して出力する補正係数生成手段と、前記送信原信号に対して前記補正係数生成手段から出力される前記補正係数を乗算して前記補償用信号を出力する乗算器と、を有し、前記重畳手段は、前記平衡原信号に、前記乗算器から出力される前記補償用信号を加算する加算器を有するものも含まれる。
【００５３】
この構成により、不平衡検出信号に基づく補正係数の生成、その補正係数の送信原信号に対する乗算により、補償用信号が生成され、高精度な補償用信号をリアルタイムで生成することができる。
【００５４】
また、第１９に、上記第３の平衡伝送装置であって、前記補償用信号生成手段は、前記不平状態検出信号に応じた補正係数を生成して出力する補正係数生成手段と、前記送信原信号に対して前記伝送線路の特性、送信信号生成手段の特性、および前記検出信号を出力する不平衡検出手段の特性のうちいずれか少なくとも一つの特性を補正する特性補正手段と、この特性補正手段から出力される信号に対して前記補正係数生成手段から出力される前記補正係数を乗算して前記補償用信号を出力する乗算器と、を有し、前記重畳手段は、前記平衡原信号に、前記乗算器から出力される前記補償用信号を加算する加算器を有するものも含まれる。
【００５５】
この構成により、特性補正手段を利用して、補償用信号に、伝送線路および不平衡状態検出手段、送信信号生成手段等の特性を補償する特性を付与し、不平衡状態を補償することができる。
【００５６】
また、本発明の一態様として、第２０に、上記第１９の平衡伝送装置であって、前記等化手段は、振幅等化器および位相等化器のいずれか少なくとも一方を含み、前記特性の周波数特性を補正するものも含まれる。この構成により、どの周波数帯域においても、不平衡状態を補償する動作を的確に行うことができる。
【００５７】
また、本発明の一態様として、第２１に、上記第１９の平衡伝送装置であって、前記等化手段は、前記送信原信号を補正することにより前記特性を補正するものも含まれる。この構成により、送信原信号を利用して上記特性の補正を行うことができる。
【００５８】
また、本発明の一態様として、第２２に、上記第１９の平衡伝送装置であって、前記等化手段は、前記検出信号を補正することにより前記特性を補正するものも含まれる。この構成により、検出信号を利用して上記特性の補正を行うことができる。
【００５９】
また、第２３に、上記第８の平衡伝送装置であって、前記補償用信号生成手段は、前記不平状態検出信号に応じた補正係数を生成して出力する補正係数生成手段と、前記平衡伝送装置が非送信モードである場合に前記受信信号に対して前記補正係数を乗算して前記補償用信号を生成する乗算器と、を備えるものも含まれる。
【００６０】
この構成により、非送信モードであっても、受信信号を利用して補償用信号を生成し、これを通信線路に出力するので、常時、通信線路の不平衡の補償を行える。受信信号を利用するため、効率的な処理が行える。
【００６１】
また、第２４に、上記第１ないし２３のいずれかの平衡伝送装置であって、前記伝送線路として電力線を使用するものも含まれる。
【００６２】
本発明の平衡伝送装置を用いることで、輻射を低減しつつ、各家庭に備わっている電灯線（電力線）通信を行う場合においても、不平衡状態を補償することができる。
【００６３】
また、本発明の平衡伝送システムは、上記１ないし２４のいずれかの平衡伝送装置と、前記送信装置と前記伝送路を介して通信を行う受信装置と、を備える。これにより、伝送線路に不平衡成分が存在する場合でも、その不平衡状態を補償可能な平衡伝送システムを提供することができる。
【発明の効果】
【００６４】
本発明によれば、伝送線路に不平衡成分が存在する場合でも、その不平衡状態を補償可能な平衡伝送装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
まず、本発明の実施形態における、伝送線路のアンバランスを補償する方法について説明する。図１は、本発明の実施形態における、伝送線路のアンバランスを補償するための原理的な構成、ならびに伝送線路上における電流モデルを示す図である。
【００６６】
図１における伝送線路上の電流モデルでは、図１８の構成に、補償用信号源（ｅC，−eC）が追加されている。これにより、平衡送信信号を意図的に不平衡化し、通信路の不平衡をキャンセルすることができる。
【００６７】
図１に示されるように、伝送線路は、大地（アース）に対して平衡な一対の線路（Ｌ１、Ｌ２）で構成される。伝送線路の左端には、一対の信号源（ｅ、ｅ）が設けられ、さらに、補償用信号源（ｅC、−ｅC）が設けられている。
【００６８】
伝送線路の右端には、負荷インピーダンス（正規の負荷）ＺＬが設けられている。伝送線路（Ｌ１、Ｌ２）には、互いに逆向きの、ディファレンシャル（ノーマル）モード電流（＋Ｉｄ、−Ｉｄ）が流れる。
【００６９】
ただし、伝送線路と大地（アース）との間には、寄生インピーダンス（対地インピーダンス）Ｚ１〜Ｚ３が介在する。ここで、寄生インピーダンスＺ２、Ｚ３のインピーダンス値（この値もＺ２、Ｚ３と表記する）が等しくないと、その寄生インピーダンス（対地インピーダンス）Ｚ１〜Ｚ３ならびに大地（アース）を介して循環電流である、コモンモード電流Ｉｃが流れる。
【００７０】
平衡度が十分に高い伝送線路であれば、Ｚ２＝Ｚ３とみなすことができ、コモンモード電流Ｉｃは流れない。しかし、平衡度が比較的低い線路では、Ｚ２≠Ｚ３となり、コモンモード電流Ｉｃが流れる。
【００７１】
コモンモード電流Ｉｃの電流量は、以下の式（２）のように表すことができる。
【００７２】
Ｉｃ＝｛（ｅ＋ｅC）・Ｚ２−（ｅ−ｅC）・Ｚ３｝
／（Ｚ１・Ｚ２＋Ｚ２・Ｚ３＋Ｚ３・Ｚ１）              ・・・（２）
【００７３】
このコモンモード電流Ｉｃは、二股に分岐し、一対の伝送線路（Ｌ１、Ｌ２）の各々に同等に流れる。よって、各伝送線路（Ｌ１、Ｌ２）には、同じ向きに、コモンモード電流（電流量はＩｃ／２となる）が流れる。
【００７４】
コモンモード電流Ｉｃが流れると、伝送線路の平衡度が低下し、このコモンモード電流は、線路からの輻射が生じる要因となる。
【００７５】
そこで、本発明の実施形態では、以下の式（３）を満たすように、ｅCの値を定める。なお、ｅCは式（４）に示す。
【００７６】
（ｅ＋ｅC）・Ｚ２−（ｅ−ｅC）・Ｚ３＝０  ・・・（３）
ｅC＝ｅ・（Ｚ３−Ｚ２）／（Ｚ３＋Ｚ２）  ・・・（４）
【００７７】
式（３）では、式（２）の分子部分をゼロにする、すなわち、コモンモード電流Ｉｃをゼロであることを示す。このようにして、コモンモード電流Ｉｃ＝０とすることができる。よって、伝送線路のアンバランス（不平衡）を補償することができる。
【００７８】
また、（ｅ＋ｅC）＋（ｅ−ｅC）＝２ｅであるため、ディファレンシャルモード出力は、補償用信号源を加ることによる影響を受けず、不変となる。
【００７９】
このように、本発明の実施形態の平衡伝送装置では、コモンモード信号をキャンセルする特性をもつ補償用信号を生成し、この補償用信号を平衡送信信号の各々に重畳するという構成を有する。
【００８０】
図２は、図１に示される電流モデルと等価な電流モデルの要部を示す図である。図２では、二つの信号源（ｅ、ｅ）の共通接続点と寄生インピーダンスＺ１との間に、共通の補償用信号源（ｅC）が挿入されている。図１の構成（補償用信号源ｅC、−ｅCが設けられる構成）は、図２の構成と等価である。
【００８１】
図３は、本発明の実施形態の平衡伝送装置（および通信システム）の基本的な構成を示す図である。図３に示されるように、平衡送信信号Ｔｘ（ｔ）（電圧ｅ、−ｅ）が平衡伝送装置内部の伝送線路に与えられ、一方、コモンモード補償用信号源ｅCから補償用信号（ｅC）が生成され、この補償用信号（ｅC）が、重畳手段１５ａ、１５ｂを介して平衡送信信号の各々に加えられる。
【００８２】
補償用信号が重畳された平衡送信信号は、一対の伝送線路（Ｌ１、Ｌ２）を介して相手側の機器（図３では、負荷インピーダンスＺＬとして表している）に送信される。
【００８３】
図３に示される本発明の平衡伝送装置では、補償用信号（ｅC）のレベルを適宜、調整することで、通信線路（伝送線路）の不平衡を効果的に補償することができる。
【００８４】
また、図３は、本発明の平衡伝送装置の基本形を示すものであり、本発明は、種々、変形、応用が可能である。
【００８５】
（第１の実施形態）
本実施形態では、主に、アナログ信号処理にて補償用信号を生成し、その補償用信号を送信信号に重畳する構成の例について説明する。
【００８６】
図４は、補償用信号を生成し、その補償用信号を送信信号に重畳する構成の他の例を示す図である。図４では、送信信号を通信用トランスであるカプラトランス（トランスＣ１、Ｃ２、Ｃ３）を介して伝送線路（Ｌ１、Ｌ２）に送信する場合に、補助巻線Ｃ４を設け、この補助巻線Ｃ４に誘起される電圧を分圧抵抗Ｒａで分圧し、補償用信号を生成する。分圧抵抗Ｒａの分圧比を適宜、調整することにより、補償用信号のレベルを調整する。そして、生成された補償用信号を、重畳手段７ａ、７ｂを介して送信信号に重畳する。
【００８７】
図５は、補償用信号を生成し、その補償用信号を送信信号に重畳する構成の他の例を示す図である。図５では、図４と同様に、カプラトランスに補助巻線Ｃ５を設け、この補助巻線Ｃ５に誘起される電圧を分圧抵抗Ｒｂで分圧し、補償用信号を生成する。このとき、本来の受信用負荷である抵抗Ｒｃの代わりに、分圧抵抗Ｒｂを、受信用負荷としても利用する。これにより、トランスを効率的に利用して補償用信号の生成を行うことができる。
【００８８】
図６は、補償用信号を生成し、その補償用信号を送信信号に重畳する構成の他の例を示す図である。図６では、図４に示されるカプラトランスに、さらに、コモンモードチョークコイルを挿入し、通信線路の不平衡を補償する効果を高めている。図６において、ＣＭＣが挿入された巻線には、参照符号Ｃ６、Ｃ７が付されている。
【００８９】
このコモンモードチョークコイルは、カプラトランスの巻線間の寄生容量の影響を低減するために挿入されている。図７は、カプラトランスに発生する寄生容量の影響を示す図である。本来、伝送線路に伝達するコモンモード信号は補償用コモンモード信号のみにすることが制御上望ましい。しかしながら、巻線間の寄生容量ＣＰを伝わってコモンモード信号（図７の矢印ＳＣ）が線路側に伝達してしまう。そして、そのコモンモード信号によって制御の精度、制御レンジ等に影響を及ぼしてしまう。
【００９０】
しかしながら、本実施形態の構成によれば、図６に示すようにコモンモードチョークコイルを挿入することにより、寄生容量で伝達するコモンモード信号を抑制することができる。
【００９１】
次に、生成された補償用信号を、アナログ的に、送信信号（あるいは伝送線路）に重畳するための構成例について説明する。
【００９２】
図８は、補償用信号をアナログ的に、送信信号（あるいは伝送線路）に重畳するための構成の一例を示す図である。
【００９３】
図８では、補償用信号を、一対の伝送線路（Ｌ１、Ｌ２）の各々に対応して設けられている、送信信号を増幅するための２個の差動増幅器（１１ａ、Ｒ１ａ、Ｒ２ａおよび１１ｂ、Ｒ１ｂ、Ｒ２ｂ）の共通接続点（抵抗Ｒ２ａ、Ｒ２ｂの共通接続点）に加える。これにより、送信信号に、補償用信号を重畳することができる。
【００９４】
図９は、補償用信号をアナログ的に、送信信号（あるいは伝送線路）に重畳するための構成の他の例を示す図である。図９では、送信信号をカプラトランス（Ｔ１）を介して伝送線路（Ｌ１、Ｌ２）に送出する場合に、補償用信号を増幅器１２で増幅した後、そのカプラトランス（Ｔ１）の出力側巻線の中央位置に設けられたタップ（センタタップ）に加える。これにより、送信信号に、補償用信号を重畳することができる。
【００９５】
図１０は、補償用信号をアナログ的に、送信信号（あるいは伝送線路）に重畳するための構成の他の例を示す図である。図１０では、環状の鉄心（Ｗ）を設け、この環状の鉄心（Ｗ）に巻線（Ｑ）を設けて、磁気結合によって、補償用信号を、伝送線路（Ｌ１、Ｌ２）に加える。
【００９６】
すなわち、補償用信号を増幅器１２で増幅し、トランス（Ｔ２）を介して、環状の鉄心（Ｗ）に設けられた巻線（Ｑ）を駆動し、磁気結合によって、伝送線路（Ｌ１、Ｌ２）に補償用信号を注入する。
【００９７】
図１１は、補償用信号をアナログ的に、送信信号（あるいは伝送線路）に重畳するための構成の他の例を示す図である。図１１では、図９の構成に、カップリングコンデンサＣ１０を追加し、補償用信号を、静電結合を利用して伝送線路（Ｌ１、Ｌ２）に加える。
【００９８】
このように、平行線路の不平衡を補償する特性をもつ補償用信号を、各種の重畳手段を用いて送信信号（あるいは伝送線路）に重畳することにより、伝送線路の不平衡を効果的に低減することができる。
【００９９】
次に、補償用信号の生成、重畳をディジタル信号処理を用いて実現する場合の装置構成について、第２〜第４の各実施形態を参照して説明する。
【０１００】
（第２の実施形態）
図１２は、第２の実施形態に係る平衡伝送装置の内部構成の一部を示す概略構成図であり、補償用信号の生成、重畳をディジタル信号処理を用いて実現する場合の、平衡伝送装置の構成の一例を示す。
【０１０１】
図１２に示されるように、送信データ生成部１８（図中、点線で囲んで示される）は、不平衡検出信号Ｄ１〜Ｄ３に含まれる不要な帯域外信号を除去するバンドパスフィルタ１０２と、Ａ／Ｄ変換器１０４と、不平衡検出信号のレベルを基準値（Ｒ）と比較し、その比較結果を出力する比較器１０６と、比較器１０６による比較結果を示す信号に基づいて補正係数α）を生成する係数制御部１０８と、補正係数αを送信原信号Ｔｘ（ｎ）に乗算することにより補償用信号を生成する乗算器Ｍ１ｃと、平衡送信信号を作成するための一対の乗算器Ｍ１ａ、Ｍ１ｂと、平衡送信信号に補償用信号を加えるための、一対の加算器Ｍ２ａ、Ｍ２ｂと、を有する。なお、係数制御部１０８および乗算器Ｍ１ｃは補償用信号生成手段の機能を、加算器Ｍ２ａ、Ｍ２ｂは重畳手段の機能をそれぞれ有する。
【０１０２】
送信原信号Ｔｘ（ｎ）は、乗算器Ｍ１ａ、Ｍ１ｂにて係数（すなわち１／２、−１／２）が乗算され、Ｔｘ（ｎ）／２、−Ｔｘ（ｎ）／２に変換される。これが平衡送信信号（ディジタル信号）となる。
【０１０３】
次に、この平衡送信信号に、加算器Ｍ２ａ、Ｍ２ｂにて、補償用信号（すなわち、Ｔｘ（ｎ）・α）が重畳され、α・Ｔｘ（ｎ）＋Ｔｘ（ｎ）／２、α・Ｔｘ（ｎ）−Ｔｘ（ｎ）／２が得られる。これが、補償処理後の平衡送信信号である。
【０１０４】
パラメータαの絶対値と符号（正負）を適宜、選ぶことによって、補償用信号の振幅と位相（電流方向）を制御できる。すなわち、パラメータαにより、コモンモード電流を補償するための補償用信号の利得と位相を各々、独立に制御できる。
【０１０５】
図１２の係数制御回路１０８は、通信線路（ＰＬ１、ＰＬ２）の不平衡回路成分によって生じるコモンモード信号成分を相殺する補償用信号が得られるように、パラメータαを適宜、選択出力する。
【０１０６】
図１３は、本発明の第２の実施形態に係る係数生成方法を示すフローチャートである。図１３に示すように、まず、初期状態として、パラメータ（ゲイン）αを０としておく。そして、不平衡検出信号の検出値と、基準値とを比較する（Ｓ４０１）。検出値が基準値以下の場合は、Ｓ４０１の処理を繰り返す。
【０１０７】
不平衡検出値が基準値より大きい場合は、そのときの不平衡検出値をＭとし（Ｓ４０２）、ゲインαを上げる（Ｓ４０３）。その後、検出された不平衡検出値とＭとを比較し（Ｓ４０４）、不平衡検出値がＭ以下の場合にはＳ４０１へ戻る。
【０１０８】
不平衡検出値がＭより大きい場合には、そのときの不平衡検出値をＭ、すなわちＭの値を更新し（Ｓ４０５）、ゲインαを下げる（Ｓ４０６）。その後、検出された不平衡検出値とＭとを比較し（Ｓ４０７）、不平衡検出値がＭより大きい場合にはＳ４０２へ戻る。
【０１０９】
不平衡検出値がＭ以下の場合には、その不平衡検出値と基準値を比較し（Ｓ４０８）、不平衡検出値が基準値より大きければＳ４０５へ戻り、不平衡検出値が基準値以下であればＳ４０８の処理を繰り返す。
【０１１０】
したがって、不平衡検出値が基準値より大きいとき、すなわち不平衡状態が許容範囲を越えている場合にのみ、パラメータαの制御を行うこととなる。また、基準値は伝送線路周辺に影響を与えると予想される最低値より十分に低い値に設定することが好ましい。
【０１１１】
図１４は、第２の実施形態の送信データ生成部の具体的構成の第２の例を示すブロック図である。図１２の平衡伝送装置と同様の部分には同一の符号を付す。
【０１１２】
図１４に示すように、乗算器Ｍ１ｃは、Ａ／Ｄ変換器１０４の出力である検出信号（Ｄ１〜Ｄ３のいずれか少なくとも一つ）が離散データに変換された信号Ｃｘ（ｎ）に、補正係数αを乗算する。
【０１１３】
そして、加算器Ｍ２ａ、Ｍ２ｂにて平衡原信号と乗算器Ｍ１ｃの出力とが加算され、Ｄ／Ａ変換器２０ａ、２０ｂにてアナログ変換され、ローパスフィルタ２５ａ、２５ｂを介して、送信信号｛α・Ｃｘ（ｔ）＋（Ｔｘ（ｔ）／２）｝、ならびに、｛α・Ｃｘ（ｔ）−（Ｔｘ（ｔ）／２）｝が得られる。
【０１１４】
このような第２の実施形態の平衡伝送装置によれば、不平衡検出信号のレベルに応じて、パラメータαを選択し、このパラメータαを含む係数を生成し、平衡送信信号の各々に重畳（加算）することにより、通信線路の不平衡を補償する特性が付与された平衡送信信号を、リアルタイムで生成することができる。また、ディジタル技術を使用するため、高速かつ正確な不平衡補償制御が実現される。
【０１１５】
また、補償用信号が重畳された送信信号（α・Ｔｘ（ｎ）＋Ｔｘ（ｎ）／２、α・Ｔｘ（ｎ）−Ｔｘ（ｎ）／２）の差分をとると、Ｔｘ（ｎ）となる。このことは、平衡送信信号から得られるディファレンシャルモード（ノーマルモード）信号が、送信原信号Ｔｘ（ｎ）に等しいことを意味する。
【０１１６】
すなわち、補償用信号を重畳しても、ノーマルモード信号は変化しない。よって、通信に支障をきたすことがない。さらに、Ｔｘ（ｎ）を０にすれば、送信時だけでなく、受信時や待機時も線路平衡度の補償動作を行うことが可能である。
【０１１７】
補償用信号が重畳された平衡送信信号の各々は、Ｄ／Ａ変換器２０ａ、２０ｂにてアナログ信号に変換され、ローパスフィルタ２５ａ、２５ｂにて高調波成分が除去され、伝送線路に向けて送出される。
【０１１８】
（第３の実施形態）
図１５は、第３の実施形態に係る平衡伝送装置の内部構成の一部を示す概略構成図であり、補償用信号の生成、重畳をディジタル信号処理を用いて実現する場合の、平衡伝送装置の構成の他の例を示す。第３の実施形態では、通信線路や、不平衡検出器、送信データ生成部のいずれか少なくとも一つを含む系の周波数特性等の特性を補償する特性を、補償用信号にもたせる。
【０１１９】
なお、第２の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付している。本実施形態の平衡伝送装置では、通信線路、不平衡検出器、送信データ生成部等を含む系の周波数特性とは逆の特性をもつ等化器２００が設けられている。なお、係数制御部１０８、等化器２００、乗算器Ｍ１ｃは補償用信号生成手段の機能を有する。
【０１２０】
一般に通信線路のインピーダンスは、リアクタンス成分を伴う複素数となるため周波数特性（周波数依存性）をもつ。また、不平衡検出器（センサ、検知回路）の検出感度が周波数依存性をもつ場合もある。
【０１２１】
前者の場合、不平衡成分を補償する制御信号に対する線路の応答が周波数によって異なってくるため、周波数に対して補正を行う必要がある。また、後者の場合、不平衡状態を正しく検知するための補正が必要となる。
【０１２２】
そこで、本実施形態では、通信線路、不平衡検出器、送信新合成西武等を含む系の周波数特性も補償するように、補償信号を生成する
【０１２３】
ここで、等化器２００は、振幅等化器、位相等化器またはこれらの組み合わせを有して構成される。振幅等化器としては、フィルタを有する構成、複数のバンドパスフィルタとバンドパスフィルタの出力の振幅を制御する振幅制御部（乗算器やＬＵＴ（ルックアップテーブル）等）と振幅制御された各信号を加算する加算器とを有する構成、離散フーリエ変換器および逆離散フーリエ変換器等を用いて周波数軸上で処理を行う構成等が挙げられる。また、位相等化器としては、位相フィルタを有する構成や、遅延装置を有する構成等が挙げられる。
【０１２４】
ここで、制御信号に対する線路応答の振幅特性、位相特性をそれぞれＨ１（ω）、θ１（ω）とする。また、不平衡検出器の振幅特性、位相特性をそれぞれＨ２（ω）、θ２（ω）とする。
【０１２５】
等化器２００は、上記の不平衡検出信号の振幅や位相の応答関数、Ｈ１（ω）×Ｈ２（ω）、θ１（ω）＋θ２（ω）とは逆の特性を有している。すなわち、１／（Ｈ１（ω）×Ｈ２（ω））、−（θ１（ω）＋θ２（ω））の特性を有している。すなわち、この等化器２００を用いて、まず、送信原信号Ｔｘ（ｎ）を補正し、Ｔｘ’（ｎ）を得る。
【０１２６】
次に、乗算器Ｍ１ｃにて、Ｔｘ’（ｎ）に、係数制御手段１０８から出力される補正係数αを乗算し、補償用信号α・Ｔｘ’（ｎ）が生成される。
【０１２７】
そして、加算器Ｍ２ａ、Ｍ２ｂにて、補償用信号α・Ｔｘ’（ｎ）が、平衡送信信号（Ｔｘ（ｎ）／２、−Ｔｘ（ｎ）／２）に加算される。これにより、通信線路およびセンサを含む系の周波数特性もキャンセルする特性をもつ平衡送信信号（α・Ｔｘ’（ｎ）＋Ｔｘ（ｎ）／２、α・Ｔｘ’（ｎ）−Ｔｘ（ｎ）／２）が得られる。
【０１２８】
つまり、Ｔｘ’（ｔ）は、通信線路および不平衡検出器の周波数特性とは逆の特性が付与された送信原信号であり、したがって、補償用信号α・Ｔｘ’（ｎ）は、通信線路および不平衡検出器の周波数特性を相殺する周波数特性が付与されていることになる。
【０１２９】
あとは、第２の実施形態と同じく、パラメータαの絶対値と符号（正負）を適宜、選ぶことによって、不平衡を補償するための補償用信号の振幅と位相（電流方向）を制御できる。すなわち、パラメータαにより、各補償用信号の利得と位相を各々、独立に制御できる。
【０１３０】
この平衡送信信号は、Ｄ／Ａ変換器２０ａ、２０ｂにアナログ信号に変換され、ローパスフィルタ２５ａ、２５ｂにて高調波成分が除去され、そして、伝送線路に向けて送出される。
【０１３１】
本実施形態においても、ディファレンシャル（ノーマル）モード信号はＴｘ（ｔ）となり、送信になんら支障が生じない。
【０１３２】
なお、図１４の構成において、等化器２００を、Ａ／Ｄ変換機１０４と乗算器Ｍ１ｃに挿入すれば、不平衡検出信号を変化させることで、伝送線路、不平衡検出器、送信データ生成部等の特性を補正することができる。
【０１３３】
このような第３の実施形態の平衡伝送装置によれば、通信線路や不平衡検出器がもつ周波数特性も補償できるため、広い周波数帯域において、高精度のコモンモード信号の補償制御を実現することができる。
【０１３４】
また、図示はしないが、図１５のＡ／Ｄ変換器１０２と、比較器１０６との間に、等化器を介在させることにより、不平衡検出信号のレベルと実際の干渉レベルとの間のレベルのずれを補償することもできる。
【０１３５】
つまり、現実には、不平衡検出信号のレベルと、実際の干渉レベルとが比例せず、両者間に何らかのずれが生じる場合も想定される。
【０１３６】
この場合、不平衡検出信号に基づいて上記の平衡送信信号の生成を行い、不平衡検出信号が充分に低い値となっても、実際の干渉は十分に低減されないといった場合も起こり得る。
【０１３７】
このような場合には、不平衡検出信号のレベルと実際の干渉レベルとの間のずれを予め実測しておき、そのずれを解消するように、不平衡検出信号を補正することが有効である。
【０１３８】
そこで、不平衡検出信号のレベルと実際の干渉レベルとの間のずれを補償する特性をもつ、等化器を、図１５のＡ／Ｄ変換器１０２と比較器１０６との間に設け、不平衡検出信号のレベルを補正し、その補正された不平衡検出信号に基づいて、上記のパラメータαの生成動作を実行する。
【０１３９】
このような構成により、現実の干渉レベルを低く抑えることができ、期待される干渉低減の効果が常に発揮される。
【０１４０】
なお、本実施形態では、通信線路や不平衡検出器の周波数特性の補償について説明したが、制御系を構成する他の部分の特性についても、同様に補正を行うことも可能である。すなわち、等化器により、制御系の発生する歪や、その他の非線形歪を除去することも可能となる。
【０１４１】
また、本実施形態では、等化器の出力によって補正係数を変化させる構成を示したが、補正係数を変化させる代わりに、補正係数を変化させず、例えば補正係数と平衡原信号とを乗算した後や、送信データをアナログ変換した後に通信線路や不平衡検出器等の特性を補正する手段を設けてもよい。
【０１４２】
（第４の実施形態）
図１６は、第４の実施形態に係る平衡伝送装置の内部構成の一部を示す概略構成図であり、補償用信号の生成、重畳をディジタル信号処理を用いて実現する場合の、平衡伝送装置の構成の他の例を示す。
【０１４３】
なお、第１の実施形態と同様の構成要素については同一符号を付している。本実施形態の平衡伝送装置では、スイッチＳＷ１および通信線路を介して受信されるアナログ信号（Ｒｘ（ｔ））をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２０ｃおよびローパスフィルタ４００が設けられている。
【０１４４】
前掲の実施形態では、送信時において、平衡送信信号に補償用信号を重畳することにより、平衡送信信号に、通信線路の不平衡をキャンセルする特性を付与していた。
【０１４５】
本実施形態では、非送信モードのとき、すなわち、受信モード、あるいは、待機モードのときでも、通信線路の不平衡（コモンモード電流等）を補償するための補償用信号を生成し、通信線路に向けて送出する構成を採る。このとき、通信線路を介して受信されるアナログ信号（Ｒｘ（ｔ））を、補償用信号を生成するための信号源として利用する。
【０１４６】
これにより、伝送装置が送信モード以外の状態であっても、常に、通信線路の不平衡が補償される。したがって、常に干渉が低減されることになる。
【０１４７】
送信モード時は、スイッチＳＷ１がｂ端子側に切換えられる。この場合は、第２の実施形態（図１２）にて説明したとおりの動作により、通信線路の不平衡を補償する特性をもつ平衡送信信号が生成される。
【０１４８】
一方、受信モードあるいは待機モード時には、スイッチＳＷ１は、ａ端子側に切換えられる。これにより、乗算器Ｍ１ｃには、送信原信号Ｔｘ（ｎ）の代わりに、ディジタル信号化された受信信号Ｒｘ（ｎ）が、ローパスフィルタ４０を介して与えられる。
【０１４９】
つまり、通信線路を介して受信されるアナログ信号Ｒｘ（ｔ）をＡ／Ｄ変換器２０ｃによりディジタル信号に変換して得られるＲｘ（ｎ）が、スイッチＳＷ１を介して、乗算器Ｍ１ｃに入力される。
【０１５０】
そして、係数αと受信信号Ｒｘ（ｎ）との乗算により、コモンモード信号を補償するための補償用信号（α・Ｒｘ（ｎ））が生成される。
【０１５１】
この補償用信号（α・Ｒｘ（ｎ））は平衡送信信号Ｔｘ（ｎ）（非送信モードであるため、Ｔｘ（ｎ）＝０である）に加算される。結果的に、補償用信号（α・Ｒｘ（ｎ））がそのまま出力されることになる。
【０１５２】
この補償用信号は、Ｄ／Ａ変換器２０ａ、２０ｂによりディジタル信号に変換され（変換後の信号は（α・Ｒｘ（ｔ）となる）、ローパスフィルタ２５ａ、２５ｂを介して通信線路に向けて出力される。
【０１５３】
このように、本実施形態では、受信モード、あるいは、待機モードのときでもでも、通信線路の不平衡（コモンモード電流等）を補償するための補償用信号を生成し、通信線路に向けて送出する。
【０１５４】
よって、伝送装置が送信モード以外の状態であっても、常に、通信線路の不平衡が補償される。
【０１５５】
また、図示はしていないが、ローパスフィルタ４００の出力側に第２の実施形態で説明した等化器２００と同様の機能を備える等化器を設けても良い。
【０１５６】
このような第４の実施形態の平衡伝送装置によれば、伝送線路に不平衡回路成分が存在するシステムにおいても、常に、線路からの輻射が低減されることになり、そのような伝送線路も、高速通信用途に使用することが可能となる。
【０１５７】
（第５の実施形態）
図１７は、本発明の実施形態の平衡伝送装置を用いた通信システム（平衡伝送システム）の概略構成、および一対の伝送線路の不平衡状態を検出するための構成の一例を示す図である。
【０１５８】
図１７に示すように、平衡伝送装置は、基本的な構成として、送信データ生成部１０と、Ｄ／Ａ変換器２０ａ、２０ｂと、ローパスフィルタ２５ａ、２５ｂと、出力段増幅器（ドライバアンプ）３０ａ、３０ｂと、インダクタ４０と、を備える。なお、通信線路としては、一対の伝送線路ＰＬ１、ＰＬ２が使用される。本実施形態の送信データ生成部１０は、平衡送信信号を生成する送信信号生成手段の機能を有する。
【０１５９】
通信線路としては、一対の導体よりなる伝送線路である伝送線路（例えば、電力線）ＰＬ１、ＰＬ２が使用される。
【０１６０】
次に、通信線路（一対の伝送線路ＰＬ１、ＰＬ２に至るまでの線路部分も含む）の不平衡を検出する手段（不平衡検出器）の構成とその配置について説明する。
【０１６１】
なお、図１７では、不平衡検出器について複数の例を記載してある。実際には、これらの不平衡検出器をすべて設ける必要はなく、いずれか一つがあればよい。
【０１６２】
次に、通信線路（一対の伝送線路ＰＬ１、ＰＬ２に至るまでの線路部分も含む）の不平衡を検出する手段（不平衡検出器）の構成とその配置について説明する。
【０１６３】
図１７では、不平衡検出器５０、６０、７０の３種類の例を記載してある。実際には、これらの不平衡検出器をすべて設ける必要はなく、少なくともいずれか一つがあればよい。
【０１６４】
まず、不平衡検出器５０について説明する。この不平衡検出器５０は、インダクタ４０の出力側に設けられた中点タップとグランドとの間に生じる電圧を検出して不平衡状態を検出し、その検出信号Ｄ１をする。
【０１６５】
次に、不平衡検出器６０は、他の機器との干渉あるいは所定周波数の電波との干渉の度合い（干渉レベル）等、電界、磁界等のほかの機器や通信への影響の目安となる測定量を測定し、これにより、通信線路の不平衡を検出するようにし、その検出信号Ｄ２を出力する。この場合は、通信線路の不平衡を間接的に測定していることになる。
【０１６６】
また、不平衡検出器７０は、受信側の伝送装置に設けられ、その検出信号Ｄ３を送信データ生成部１８へ出力する。
【０１６７】
そして、送信データ生成部１８は、たとえば図１２、図１４〜図１６に記載された構成を有しており、不平衡検出信号（Ｄ１〜Ｄ３）に基づいてパラメータαを生成し、補正係数αを平衡原送信信号に乗算して補償用信号を生成し、その補償用信号を平衡送信信号の各々に加算して、不平衡をキャンセルする特性をもつ平衡送信信号を生成し、出力する。
【０１６８】
これにより、通信線路の不平衡状態を実測し、その検出信号に基づいて、その通信線路の不平衡をリアルタイムで補償することが可能となる。
【０１６９】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、通信線路（伝送線路）の不平衡を補償する機能をもつ平衡伝送装置を実現することができる。
【０１７０】
また、伝送線路の不平衡状態を検出し、検出信号に基づいて補償用信号の周波数特性を動的に制御することにより、通信線路の不平衡をリアルタイムで補償することができる。
【０１７１】
また、補償用信号に、伝送線路自体やセンサがもつ周波数特性も補償する特性をもたせることにより、どの周波数帯域においても、コモンモード電流を低減するような補償動作を的確に行うことができる。
【０１７２】
また、不平衡検出信号のレベルと実際の干渉レベルとの間にずれがある場合に、そのずれを考慮して不平衡検出信号のレベルを補正した後、補償用信号の生成を行うことにより、通信線路からの輻射に起因して生じる、現実の干渉を低減することができる。
【０１７３】
また、平衡伝送装置が受信モードや待機モードの場合でも、低レベルの補償用信号の送出を継続することにより、伝送線路のアンバランスが常に補償され、通信線路からの輻射が効果的に抑制される。
【０１７４】
また、平衡伝送装置が受信モードや待機モードの場合でも、伝送線路を介して受信される信号に基づいて補償用信号を生成し、出力することにより、伝送線路のアンバランスが常に補償されることになり、通信線路からの輻射が効果的に抑制される。また、受信信号を利用するため、補償用信号を効率的に生成することができる。
【０１７５】
また、不平衡検出信号自体をベースとして補償用信号を生成することにより、効率的な補償用信号の生成を行うことができる。
【０１７６】
また、送信信号をベースとして補償用信号を生成することにより、効率的な補償用信号の生成を行うことができる。
【０１７７】
また、カプラトランスの補助巻線に誘起される電圧を利用して補償用信号を生成することにより、効率的な補償用信号の生成を行うことができる。
【０１７８】
また、補償用信号を生成するために用いられる分圧抵抗を、受信用負荷としても利用することにより、既存の設備を効果的に利用して補償用信号の生成を行うことができる。
【０１７９】
また、コモンモードチョークコイルが挿入されたカプラトランスを用いることにより、通信線路の不平衡を補償する効果を高めることができる。
【０１８０】
また、平衡送信信号を増幅するための２つの差動増幅器の共通接続点に、補償用信号を重畳する方式を採用することにより、補償用信号を、アナログ信号処理によって重畳することができる。
【０１８１】
また、カプラトランスのセンタタップに補償用信号を重畳する方式を採用することにより、補償用信号を、アナログ信号処理によって重畳することができる。
【０１８２】
また、磁気結合あるいは静電結合を利用して、補償用信号を伝送線路に重畳する方式を用することにより、補償用信号を、アナログ信号処理によって重畳することができる。
【０１８３】
また、Ａ／Ｄ変換前の段階において、ディジタル信号処理を用いて、補償用信号の生成と送信信号への重畳を実現することにより、高速かつ高精度の不平衡補償処理を実現することができる。
【０１８４】
また、不平衡検出信号に基づく補正係数の生成、その補正係数の送信原信号に対する乗算によって補償用信号を生成することにより、高精度な補償用信号をリアルタイムで生成することができる。
【０１８５】
また、等化器を利用したディジタル信号処理を実施することにより、補償用信号に、伝送線路および不平衡状態を検出するセンサを含む系の周波数特性を補償する特性を付与することができ、これにより、どの周波数帯域においても、コモンモード信号を低減することができる。
【０１８６】
また、非送信モードであっても、受信信号を利用し、ディジタル信号処理によって補償用信号を生成し、これを通信線路に出力することにより、常時、通信線路の不平衡の補償を行え、また、受信信号を利用するため、効率的な処理が行え、また、ディジタル信号処理を利用するため、高速かつ高精度な不平衡補償処理を行うことができる。
【０１８７】
なお、データ通信としては、周波数分割多重信号やＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplex）などを用いる電灯線通信や無線ＬＡＮ、ＡＤＳＬなどのデータ通信に好適に用いられる。
【０１８８】
さらに、本発明の実施形態の平衡伝送装置を、伝送線路として電灯線を用いて、電灯線通信装置として動作させてよい。特に、電灯線は平衡度が低い場合が多いため、電灯線における不平衡状態により、輻射が生じる場合がある。しかしながら、本発明の実施形態の平衡伝送装置は、伝送線路の不平衡状態を補償可能であるため、各家庭に備わっている電灯線を利用した高速通信（例えば、２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ帯等の所定の周波数帯を使用する通信）に本発明の実施形態の平衡伝送装置を用いた場合においても、電灯線からの輻射を低減することができる。
【０１８９】
なお、本発明の実施形態の平衡伝送装置において、補償用信号（ｅC）生成の処理は、送信信号のレベルを少しずつ上昇させていく過程において行われることが望ましい。たとえば、想定される最も特性の悪い線路で干渉を発生しないと予想される出力レベルから、所定の送信出力までに段階的に上げていくように出力調整を行う。これにより、確実に干渉が生じない（線路での平衡状態が保たれた状態）でのデータ伝送を行うことができる。
【０１９０】
これにより、相手側の通信機器とコネクションを確立する段階等において、出力レベルを少しずつ上昇させつつ、通信線路の不平衡の補償を行うことにより、不平衡補償動作に伴う不都合を回避することができる。
【０１９１】
また、本発明の実施形態において、各構成要素は、回路ブロックやインダクタ等の電子素子によって表現した構成例を示したが、同様の作用又は機能を有するものであれば上記構成例に限定されるものではなく、アナログ回路、ディジタル回路、電子素子の組み合わせなど、種々の構成によって実現可能である。また、各構成要素の機能は、ハードウェア処理、或いはソフトウェア処理など、いずれで実現する構成であっても良い。また、回路の一部又は全部を集積化して装置の小型化を図ることも可能である。
【０１９２】
また、不平衡成分の検出時の位相補償や、検出した不平衡成分に基づく伝送線路の平衡度の制御など、補正を行う際には、補正目標値に対するズレ量を補正量として補正する構成であっても良いし、これとは逆に、補正目標値とズレ量との差分を補正量として補正する構成であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１９３】
本発明は、伝送線路に不平衡成分が存在する場合でも、その不平衡状態を補償可能な効果を有し、電灯線通信装置等の平衡伝送装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】本発明の実施形態における、伝送線路のアンバランスを補償するための原理的な構成、ならびに伝送線路上における電流モデルを示す図
【図２】図１に示される電流モデルと等価な電流モデルの要部を示す図
【図３】本発明の実施形態の平衡伝送装置（および通信システム）の基本的な構成を示す図
【図４】補償用信号を生成し、その補償用信号を送信信号に重畳する構成の他の例を示す図
【図５】補償用信号を生成し、その補償用信号を送信信号に重畳する構成の他の例を示す図
【図６】補償用信号を生成し、その補償用信号を送信信号に重畳する構成の他の例を示す図
【図７】カプラトランスに発生する寄生容量の影響を示す図
【図８】補償用信号をアナログ的に、送信信号（あるいは伝送線路）に重畳するための構成の一例を示す図
【図９】補償用信号をアナログ的に、送信信号（あるいは伝送線路）に重畳するための構成の他の例を示す図
【図１０】補償用信号をアナログ的に、送信信号（あるいは伝送線路）に重畳するための構成の他の例を示す図
【図１１】補償用信号をアナログ的に、送信信号（あるいは伝送線路）に重畳するための構成の他の例を示す図
【図１２】補償用信号の生成、重畳をディジタル信号処理を用いて実現する場合の、平衡伝送装置の構成の一例を示すブロック図
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る係数生成方法を示すフローチャート
【図１４】補償用信号の生成、重畳をディジタル信号処理を用いて実現する場合の、平衡伝送装置の構成の他の例を示すブロック図
【図１５】補償用信号の生成、重畳をディジタル信号処理を用いて実現する場合の、平衡伝送装置の構成の他の例を示すブロック図
【図１６】補償用信号の生成、重畳をディジタル信号処理を用いて実現する場合の、平衡伝送装置の構成の他の例を示すブロック図
【図１７】本発明の平衡伝送装置を用いた通信システムの概略構成、および一対の伝送線路の不平衡状態を検出するための構成の一例を示す図
【図１８】伝送線路上の電流モデルを示す図
【図１９】従来の平衡伝送回路の一例の構成を示す図
【符号の説明】
【０１９５】
１５ａ、１５ｂ  加算器
１８  送信データ生成部
１０２  バンドパスフィルタ
１０４  Ａ／Ｄ変換器
１０６  比較器
１０８  係数制御部
２０ａ、２０ｂ  Ｄ／Ａ変換器
２５ａ、２５ｂ  ローパスフィルタ
Ｍ１ａ、Ｍ１ｂ、Ｍ１ｃ  乗算器
Ｍ２ａ、Ｍ２ｂ  加算器
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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