(57)【要約】  【課題】  平衡伝送システムにおいて、伝送線路の平衡状態を検出できるようにする。また、検出結果に応じて平衡状態を制御できるようにし、平衡度を向上させる。  【解決手段】  平衡伝送システムに設けられる線路状態検出装置は、送信部１３に接続される一対の導体Ｗ１、Ｗ２からなる伝送線路において、それぞれに直列に挿入されたインピーダンスＺ１１、Ｚ１２と、インピーダンスＺ１１、Ｚ１２の電圧をそれぞれ検出する第１の検出部１１及び第２の検出部１２と、第１の検出部１１及び第２の検出部１２の各出力の差分を検出する差分回路１４とを有する。差分回路１４の出力により、伝送線路の導体Ｗ１、Ｗ２をそれぞれ流れる電流の差分が得られ、導体Ｗ１、Ｗ２間における不平衡成分が検出される。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一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ける伝送線路の状態を検出する線路状態検出装置であって、
前記導体に流れる電流又は前記導体の電圧又はその両方を、各々の導体別に検出する個別検出手段と、
前記個別検出手段が検出した前記導体別の電流の差分又は前記導体別の電圧の差分又はその両方を求める不平衡成分算出手段と、を備える線路状態検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の線路状態検出装置であって、
前記一対の導体は、電力線である線路状態検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の線路状態検出装置であって、
前記個別検出手段は、前記導体に流れる電流を各々の導体別に検出する電流検出手段を含む線路状態検出装置。
【請求項４】
請求項３記載の線路状態検出装置であって、
前記電流検出手段は、前記一対の導体の各々に直列に挿入されたインピーダンスと、前記インピーダンスの両端の電圧を検出する電圧検出部とを含む線路状態検出装置。
【請求項５】
請求項３記載の線路状態検出装置であって、
前記電流検出手段は、前記一対の導体の各々に一次巻線が直列に挿入されたカレントトランスと、前記カレントトランスの２次巻線電流又は電圧を検出する電流検出部とを含む線路状態検出装置。
【請求項６】
請求項１又は２記載の線路状態検出装置であって、
前記個別検出手段は、前記導体における所定基準電位に対する電圧を各々の導体別に検出する電圧検出手段を含む線路状態検出装置。
【請求項７】
請求項１又は２記載の線路状態検出装置であって、
前記不平衡成分算出手段は、前記差分として、前記導体別の往路と復路の電流の差分、前記導体別の電圧の同相分、のうちの少なくともいずれか一つを求める線路状態検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項記載の線路状態検出装置であって、
前記不平衡成分算出手段は、前記差分に基づく前記一対の導体間の不平衡成分の大きさと方向とを算出する線路状態検出装置。
【請求項９】
請求項８記載の線路状態検出装置であって、
前記不平衡成分算出手段は、前記導体に対し出力する送信信号又は前記導体における電流又は電圧と前記導体における往路と復路の電流差又は同相電圧分との位相比較を行う線路状態検出装置。
【請求項１０】
請求項８記載の線路状態検出装置であって、
前記不平衡成分算出手段は、前記導体に対し出力する送信信号又は前記導体における電流又は電圧と前記導体における往路と復路の電流差又は同相電圧分との積を算出する線路状態検出装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０に記載の線路状態検出装置であって、
前記導体に対し出力する送信信号又は前記導体における電流又は電圧と前記導体における往路と復路の電流差又は同相電圧分との少なくとも一方の位相を調整する移相手段を備える線路状態検出装置。
【請求項１２】
一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送信装置であって、
請求項１乃至１１のいずれか一項記載の線路状態検出装置からなる送信側線路状態検出装置を備える送信装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の送信装置であって、
前記送信側線路状態検出装置の出力に基づき、前記導体に対し出力する送信信号を制御する送信信号制御部を備える送信装置。
【請求項１４】
一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受信装置であって、
請求項１乃至１１のいずれか一項記載の線路状態検出装置からなる受信側線路状態検出装置と、
前記受信側線路状態検出装置の出力に基づき、前記伝送線路の線路状態を示す状態検出信号を出力する線路状態出力部とを備える受信装置。
【請求項１５】
一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送信装置であって、
請求項１４記載の受信装置から出力される前記状態検出信号に基づき、前記導体に対し出力する送信信号を制御する送信信号制御部を備える送信装置。
【請求項１６】
一対の導体を用いてデータ伝送を行う平衡伝送システムであって、
前記請求項１乃至１１のいずれか一項記載の線路状態検出装置からなる送信側線路状態検出装置と、前記導体に対し出力する送信信号を制御する送信信号制御部とを備える送信装置と、
請求項１乃至１１のいずれか一項記載の線路状態検出装置からなる受信側線路状態検出装置と、前記受信側線路状態検出装置の出力に基づき、前記伝送線路の線路状態を示す状態検出信号を出力する線路状態出力部とを備える受信装置とを備え、
前記送信信号制御部は、前記送信側線路状態検出装置の出力と、前記受信装置から出力される前記状態検出信号とに基づいて、前記導体に対し出力する送信信号を制御す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、一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ける伝送線路の状態を検出する線路状態検出装置、並びにこれを備える平衡伝送システムの送信装置及び受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、平衡状態にある一対の伝送線路を用いてデータ伝送を行う平衡伝送システムが広く用いられている。この種の平衡伝送システムでは、例えば電話回線などのように、専用の通信線などによる伝送線路が用いられることが多く、通常、ある程度の平衡度が保たれている。
【０００３】
従来の平衡伝送装置の送信部及び伝送線路の一例を図１３に示す。この平衡伝送装置は、送信部９２から伝送用トランスＴ９１を介して一対の導体Ｗ１、Ｗ２からなる伝送線路に信号を送出する構成となっている。このとき、送信部９２から送出する送信信号の電流は送信部９２及び伝送線路Ｗ１、Ｗ２の特性に依存する。
【０００４】
送信部から受信部に至る伝送線路は、本来完全に平衡であることが要求されるが、実際には、送信部及び受信部における不平衡要素や、伝送線路の配線の状況や途中に接続される機器による不平衡成分等があり、伝送線路の導体Ｗ１、Ｗ２に流れる電流は、完全に平衡しているとはいえないのが実情である。このように伝送線路に流れる電流が不平衡であると、送信電力の一部が伝送線路から外部へ漏洩し、データの伝送特性が劣化したり、干渉などの不具合が生じる。
【０００５】
最近では、商用電源などの電力を搬送する電力線に高周波信号を重畳してデータ伝送を行う平衡伝送システムが提案されている。特にこのような電力線は、本来は通信用の線路ではないため、個々の宅内での配線状況、電源に接続される機器などによって、平衡度がばらつくことがある。このため、電力線を伝送線路として用いた場合に、個々の環境によって平衡度が変化し、伝送特性が大きく異なってしまうおそれがある。
【０００６】
したがって、平衡伝送システムにおいて、伝送線路の状態を検出し、２つの線路における電流又は電圧を制御するなどして、伝送線路の平衡度を向上させることが好ましいが、従来ではこのような線路状態の検出、制御はなされていなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、平衡伝送システムにおいて、伝送線路の平衡状態を検出することが可能な線路状態検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、平衡伝送システムにおいて、伝送線路の平衡状態を検出結果に基づいて制御でき、平衡度を向上させることが可能な平衡伝送システムの送信装置及び受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】
【０００９】
本発明の線路状態検出装置は、一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ける伝送線路の状態を検出する線路状態検出装置であって、前記導体に流れる電流又は前記導体の電圧又はその両方を、各々の導体別に検出する個別検出手段と、前記個別検出手段が検出した前記導体別の電流の差分又は前記導体別の電圧の差分又はその両方を求める不平衡成分算出手段と、を備えるものである。
これにより、伝送線路における電流又は電圧の不平衡成分などの不平衡状態を検出することが可能となる。例えば、この検出結果に基づいて伝送線路の平衡状態を制御することにより、平衡度を向上させることが可能である。
【００１０】
また、本発明の一態様として、上記の線路状態検出装置であって、前記一対の導体は、電力線であるものとする。
これにより、伝送線路に電力線を用いる平衡伝送システムにおいて、伝送線路における電流又は電圧の不平衡成分などの不平衡状態を検出することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の一態様として、上記の線路状態検出装置であって、前記個別検出手段は、前記導体に流れる電流を各々の導体別に検出する電流検出手段を含むものとする。
これにより、一対の導体に流れる電流を各々の導体別に検出し、これらの差分を算出することで、伝送線路における不平衡状態を検出することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の一態様として、上記の線路状態検出装置であって、前記電流検出手段は、前記一対の導体の各々に直列に挿入されたインピーダンスと、前記インピーダンスの両端の電圧を検出する電圧検出部とを含むものとする。
これにより、一対の導体の各々に直列に挿入したインピーダンスを用いて、各々の導体における電流を検出し、これらの差分を算出することで、簡単な構成により伝送線路における不平衡状態を検出することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の一態様として、上記の線路状態検出装置であって、前記電流検出手段は、前記一対の導体の各々に一次巻線が直列に挿入されたカレントトランスと、前記カレントトランスの２次巻線電流又は電圧を検出する電流検出部とを含むものとする。
これにより、一対の導体の各々に直列に挿入したカレントトランスを用いて、各々の導体における電流を伝送線路から分離した状態で検出し、これらの差分を算出することで、簡単な構成により伝送線路と検知部とを分離した状態で伝送線路における不平衡状態を検出することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の一態様として、上記の線路状態検出装置であって、前記個別検出手段は、前記導体における所定基準電位に対する電圧を各々の導体別に検出する電圧検出手段を含むものとする。
これにより、一対の導体における電圧を各々の導体別に検出し、これらの差分を算出することで、伝送線路における不平衡状態を検出することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の一態様として、上記の線路状態検出装置であって、前記不平衡成分算出手段は、前記差分として、前記導体別の往路と復路の電流の差分、前記導体別の電圧の同相分、のうちの少なくともいずれか一つを求めるものとする。
これにより、導体別の往路と復路の電流の差分、導体別の電圧の同相分などによって、各々の導体別に検出した電流又は電圧の差分を求め、伝送線路における不平衡成分を検出することが可能となる。
【００１６】
また、本発明の一態様として、上記の線路状態検出装置であって、前記不平衡成分算出手段は、前記差分に基づく前記一対の導体間の不平衡成分の大きさと方向とを算出するものとする。
これにより、伝送線路における不平衡成分の大きさとともに方向を検出することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の一態様として、上記の線路状態検出装置であって、前記不平衡成分算出手段は、前記導体に対し出力する送信信号又は前記導体における電流又は電圧と前記導体における往路と復路の電流差又は同相電圧分との位相比較を行うものとする。
これにより、導体へ送出した送信信号又はこの導体における電流又は電圧と前記導体における往路と復路の電流差又は同相電圧分との位相比較によって伝送線路における不平衡成分の方向を検出することが可能となる。
【００１８】
また、本発明の一態様として、上記の線路状態検出装置であって、前記不平衡成分算出手段は、前記導体に対し出力する送信信号又は前記導体における電流又は電圧と前記導体における往路と復路の電流差又は同相電圧分との積を算出するものとする。
これにより、導体へ送出した送信信号又はこの導体における電流又は電圧と前記導体における往路と復路の電流差又は同相電圧分との積によって伝送線路における不平衡成分の方向と大きさを検出することが可能となる。
【００１９】
また、本発明の一態様として、上記の線路状態検出装置であって、前記導体に対し出力する送信信号又は前記導体における電流又は電圧と前記導体における往路と復路の電流差又は同相電圧分との少なくとも一方の位相を調整する移相手段を備えるものとする。
これにより、移相手段によって移相を調整した後に位相比較又は積の算出を行うことで、伝送線路における不平衡成分の方向と大きさを精度良く検出することが可能となる。
【００２０】
本発明の送信装置は、一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送信装置であって、上記いずれかの線路状態検出装置からなる送信側線路状態検出装置を備えるものである。
これにより、送信装置において、伝送線路における電流又は電圧の不平衡成分などの不平衡状態を検出することが可能となる。例えば、この検出結果に基づいて伝送線路の平衡状態を制御することにより、平衡度を向上させることが可能である。
【００２１】
また、本発明の一態様として、上記の送信装置であって、前記送信側線路状態検出装置の出力に基づき、前記導体に対し出力する送信信号を制御する送信信号制御部を備えるものとする。
これにより、線路状態検出装置で検出された伝送線路における不平衡状態の検出結果に基づいて、導体に対し出力する送信信号を制御することで、伝送線路の不平衡成分を低減でき、平衡度を向上させることが可能となる。
【００２２】
本発明の受信装置は、一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受信装置であって、上記いずれかの線路状態検出装置からなる受信側線路状態検出装置と、前記受信側線路状態検出装置の出力に基づき、前記伝送線路の線路状態を示す状態検出信号を出力する線路状態出力部とを備えるものである。
これにより、受信装置において、伝送線路における電流又は電圧の不平衡成分などの不平衡状態を検出することが可能となる。例えば、この検出結果を送信側へ伝送して伝送線路の平衡状態を制御することにより、平衡度を向上させることが可能である。
【００２３】
本発明の送信装置は、一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送信装置であって、上記の受信装置から出力される前記状態検出信号に基づき、前記導体に対し出力する送信信号を制御する送信信号制御部を備えるものである。
これにより、受信装置で検出された状態検出信号に基づいて、導体に対し出力する送信信号を制御することで、伝送線路の不平衡成分を低減でき、平衡度を向上させることが可能となる。
【００２４】
本発明の平衡伝送システムは、一対の導体を用いてデータ伝送を行う平衡伝送システムであって、上記いずれかの線路状態検出装置からなる送信側線路状態検出装置と、前記導体に対し出力する送信信号を制御する送信信号制御部とを備える送信装置と、上記いずれかの線路状態検出装置からなる受信側線路状態検出装置と、前記受信側線路状態検出装置の出力に基づき、前記伝送線路の線路状態を示す状態検出信号を出力する線路状態出力部とを備える受信装置とを備え、前記送信信号制御部は、前記送信側線路状態検出装置の出力と、前記受信装置から出力される前記状態検出信号とに基づいて、前記導体に対し出力する送信信号を制御するものである。
これにより、線路状態検出装置で検出された伝送線路における不平衡状態の検出結果に基づいて、導体に対し出力する送信信号を制御することで、伝送線路の不平衡成分を低減でき、平衡度を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、平衡伝送システムにおいて、伝送線路の平衡状態を検出することが可能な線路状態検出装置を提供できる。また、平衡伝送システムにおいて、伝送線路の平衡状態を検出結果に基づいて制御でき、平衡度を向上させることが可能な平衡伝送システムの送信装置及び受信装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施形態では、平衡伝送路によりデータ伝送を行う平衡伝送システムにおける伝送線路の状態を検出する線路状態検出装置、及び、この線路状態検出装置を備える平衡伝送装置の送信機及び受信機、並びにこれら送信機及び受信機の双方を有する平衡伝送システムの構成例を示す。本実施形態の線路状態検出装置は、電力線を伝送線路に用いた電力線通信システムなどの平衡伝送システムに適用可能である。また、データ通信としては、周波数分割多重信号やＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）などを用いる電力線通信やＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）などのデータ通信に好適に用いられる。
【００２７】
まず、本発明の実施形態に係る平衡伝送装置の送信機及び受信機、並びに平衡伝送システムの概要について説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係る平衡伝送装置の送信機の概略構成を示す図である。この送信機１は、信号伝送路である一対の導体Ｗ１、Ｗ２からなる平衡伝送線路の状態を検出する線路状態検出装置２と、伝送用の信号データを入力して伝送信号を送信する送信部３とを有して構成される。
【００２９】
送信部３より出力される伝送信号は、線路状態検出装置２を介して導体Ｗ１、Ｗ２に送出される。導体Ｗ１、Ｗ２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などによって、送信部３より出力された値とは異なった値になる可能性がある。線路状態検出装置２は、導体Ｗ１、Ｗ２に流れる電流又は電圧、若しくは両方のレベルを検出し、伝送線路の不平衡状態を示す状態検出信号を算出して送信部３にフィードバックする。送信部３は、送信信号制御部の機能を有し、フィードバックされた状態検出信号に基づいて、実際に導体Ｗ１、Ｗ２に送出された信号の平衡度が向上するように、出力する伝送信号のレベル、すなわち電流又は電圧、若しくは両方を制御する。
【００３０】
このように伝送線路の平衡状態を送信部で検出し、伝送線路に送出される信号の電流又は電圧、若しくは両方を制御することにより、伝送線路の状態に応じて、実際に導体Ｗ１、Ｗ２に伝送される送信信号レベルを調整でき、伝送線路におけるコモンモード信号レベルを低減させ、送信機から見た平衡度を向上させることができる。
【００３１】
図２は、本発明の実施形態に係る平衡伝送装置の受信機の概略構成を示す図である。この受信機４は、信号伝送路である一対の導体Ｗ１、Ｗ２からなる平衡伝送線路の状態を検出する線路状態検出装置５と、導体Ｗ１、Ｗ２からの伝送信号を受信して信号データを出力する受信部６とを有して構成される。また、送信機１は、平衡伝送線路の導体Ｗ１、Ｗ２に接続された送信部３を有する構成である。
【００３２】
導体Ｗ１、Ｗ２を介して伝送された伝送信号は、線路状態検出装置５に入力される。線路状態検出装置５は、導体Ｗ１、Ｗ２より流入する電流又は電圧、若しくは両方のレベルを検出し、伝送線路の不平衡状態を示す状態検出信号を算出して受信部６を介して送信部３にフィードバックする。このとき、不平衡成分は、あたかも導体Ｗ１、Ｗ２それぞれに同一の信号がバイアスとして合成されたような値となるので、このバイアス値などを検出する。送信部３は、送信信号制御部の機能を有し、受信部６からフィードバックされた状態検出信号に基づき、例えばフィードバックされた同相成分のバイアス値が小さくなるように、出力する伝送信号のレベルを制御する。
【００３３】
このように伝送線路の平衡状態を受信部で検出し、伝送線路に送出される信号又は伝送線路より流入する信号の電流又は電圧、若しくは両方を制御することにより、伝送線路の状態に応じて、実際に導体Ｗ１、Ｗ２より伝送される受信信号レベルを調整でき、伝送線路におけるコモンモード信号レベルを低減させ、受信機から見た平衡度を向上させることができる。
【００３４】
図３は、本発明の実施形態に係る送信機及び受信機を備える平衡伝送システムの概略構成を示す図である。この平衡伝送システムは、線路状態検出装置２及び送信部３を備える送信機１と、線路状態検出装置５及び受信部６を備える受信機４とを有し、信号伝送路である一対の導体Ｗ１、Ｗ２を介して平衡データ伝送を行う構成となっている。
【００３５】
伝送用の信号データは、送信部３に入力されて伝送信号として出力され、線路状態検出装置２を介して導体Ｗ１、Ｗ２に送出される。このとき、線路状態検出装置２によって導体Ｗ１、Ｗ２に送出される信号レベルが検出されて伝送線路の不平衡状態を示す状態検出信号が算出され、送信部３にフィードバックされる。送信部３では、状態検出信号に基づいて出力する伝送信号のレベルが調整され、導体Ｗ１、Ｗ２に送出される信号の平衡度が向上するように制御される。
【００３６】
また、導体Ｗ１、Ｗ２を介して伝送される伝送信号は、線路状態検出装置５を介して受信部６で受信され、信号データが取得されて出力される。このとき、線路状態検出装置５によって導体Ｗ１、Ｗ２において伝送される信号レベルが検出されて伝送線路の不平衡状態を示す状態検出信号が算出され、受信部６を介して送信部３にフィードバックされる。送信部３では、状態検出信号に基づいて出力する伝送信号のレベルが調整され、これによって導体Ｗ１、Ｗ２を介して受信部６で受信される信号の平衡度が向上するように制御される。
【００３７】
このように伝送線路の平衡状態を送信部及び受信部で検出し、伝送線路における信号の電流又は電圧、若しくは両方を制御することにより、伝送線路の状態に応じて、導体Ｗ１、Ｗ２における伝送信号レベルを調整でき、伝送線路におけるコモンモード信号レベルを低減させ、送信機及び受信機双方から見た平衡度を向上させることができる。
【００３８】
次に、上記のような平衡伝送装置の送信機及び受信機並びに平衡伝送システムに使用される、本発明の線路状態検出装置の実施形態をいくつか示す。本実施形態に係る線路状態検出装置は、伝送線路を構成する一対の導体における電圧又は電流、若しくは両方を個別に検出し、これらの差分を抽出することにより、伝送線路の平衡度に関する状態を検出するものである。前記差分として、電流の場合には往路と復路の電流の差分などを、電圧の場合には各電圧の同相分などを抽出すればよい。なお、以下の実施形態では、送信機に適用される線路状態検出装置を例示するが、受信機においても同様に適用することが可能である。
【００３９】
（第１の実施形態）
図４は、本発明の第１の実施形態に係る線路状態検出装置の基本的な構成を示す図である。本実施形態の線路状態検出装置は、送信部１３に接続される一対の導体Ｗ１、Ｗ２からなる往路側及び復路側の伝送線路において、それぞれに直列に挿入されたインピーダンスＺ１１、Ｚ１２を有している。また、インピーダンスＺ１１、Ｚ１２の電圧をそれぞれ検出する第１の検出部１１及び第２の検出部１２と、第１の検出部１１及び第２の検出部１２の各出力の往路と復路の電流の差分又は電圧の同相分を検出する差分回路１４とを有して構成される。なお、差分回路１４としては、加算回路、減算回路等が含まれ、導体Ｗ１、Ｗ２における電流又は電圧の差分を検出可能なものであればどのような回路でも用いることができる。
【００４０】
この構成において、第１の検出部１１及び第２の検出部１２は、インピーダンスＺ１１、Ｚ１２の両端電圧をそれぞれ検出することにより、導体Ｗ１、Ｗ２をそれぞれ流れる電流を検出することができる。また、差分回路１４では、第１の検出部１１の出力と第２の検出部１２の出力の往路と復路の電流の差分又は電圧の同相分を算出することにより、導体Ｗ１、Ｗ２間におけるコモンモード電流（不平衡電流）成分、すなわち送信部１３からの送出電力の不平衡成分を検出することができる。
【００４１】
図５は、第１の実施形態に係る線路状態検出装置の第１変形例を示すものである。この第１変形例は、図４の構成において、送信部１３を差分回路１４と接続した構成である。この構成において、差分回路１４は、第１及び第２の検出部１１、１２の検出出力の往路と復路の電流の差分又は電圧の同相分を算出するとともに、送信部１３から送出される送信信号の一部を入力し、この送信信号の電流又は電圧と、第１及び第２の検出部１１、１２で検出した導体Ｗ１、Ｗ２における往路と復路の差の電流又は同相電圧との位相を比較する。これにより、導体Ｗ１、Ｗ２間の不平衡成分の大きさとともに、コモンモード電流の方向を検出することができる。なお、送信部１３から取り出した送信信号と伝送線路における電流又は電圧の位相を比較する場合に、送信部１３から取り出した送信信号の代わりに導体Ｗ１又は導体Ｗ２で検出した電圧及び電流のいずれを用いてもよい。
【００４２】
また、図５の線路状態検出装置において、第１及び第２の検出部１１、１２で検出した導体Ｗ１、Ｗ２における往路と復路の電流の差分又は電圧の同相分と、送信部１３から取り出した送信信号の電流又は電圧との積を差分回路１４で算出する構成としてもよい。これにより、積の算出値によって伝送線路の導体Ｗ１、Ｗ２間における不平衡電流の量を検出できるとともに、この算出値の符号によって不平衡電流の方向を検出することができる。
【００４３】
図６は、第１の実施形態に係る線路状態検出装置の第２変形例を示すものである。この第２変形例は、図４の構成において、送信部１３から送出される送信信号の一部を入力し、この送信信号の電流又は電圧の位相をシフトして差分回路１４に出力する移相回路Ｐ１１を備える構成である。移相回路Ｐ１１は、遅延素子などによってアナログ的に移相を行うもの、ディジタル回路によってディジタル的に移相処理を行うもののいずれであってもよい。この構成において、移相回路Ｐ１１は、送信部１３から取り出した送信信号の位相を進めるか又は遅らせることで位相補償を行う。差分回路１４は、第１及び第２の検出部１１、１２の検出出力の差分を算出するとともに、移相回路Ｐ１１で位相補償された送信信号を入力し、導体Ｗ１、Ｗ２における往路と復路の電流の差分又は電圧の同相分と送信信号の電流又は電圧との積を算出する。これにより、伝送線路の導体Ｗ１、Ｗ２間における不平衡電流の方向及び電流値を精度良く検出することができる。
【００４４】
図７は、第１の実施形態に係る線路状態検出装置の第３変形例を示すものである。この第３変形例は、図４の構成において、差分回路１４で算出した第１及び第２の検出部１１、１２の各出力の差分の位相をシフトする移相回路Ｐ１２と、移相回路Ｐ１２の出力及び送信部１３から送出される送信信号の一部を入力し、これらの積を算出する第３の検出部１５とを備える構成である。移相回路Ｐ１２は、遅延素子などによってアナログ的に移相を行うもの、ディジタル回路によってディジタル的に移相処理を行うもののいずれであってもよい。この構成において、移相回路Ｐ１２は、差分回路１４で算出された第１及び第２の検出部１１、１２の検出出力の差分の位相を進めるか又は遅らせることで位相補償を行う。第３の検出部１５は、移相回路Ｐ１２で位相補償された導体Ｗ１、Ｗ２間の往路と復路の電流の差分又は電圧の同相分と送信部１３から取り出した送信信号の電流又は電圧との積を算出する。これにより、伝送線路の導体Ｗ１、Ｗ２間における不平衡電流の方向及び電流値を精度良く検出することができる。
【００４５】
このような第１の実施形態の線路状態検出装置によれば、伝送線路を構成する導体Ｗ１、Ｗ２のそれぞれに直列に挿入したインピーダンスＺ１１、Ｚ１２の両端の電圧を第１及び第２の検出部１１、１２で検出することで、導体Ｗ１、Ｗ２にそれぞれ流れる電流を検出でき、差分回路１４によってこれら検出値の差分を算出することによって、導体Ｗ１、Ｗ２間の不平衡成分を検出することができる。
【００４６】
また、差分回路１４において、上記構成で検出した不平衡成分の電流又は電圧と、送信部１３から取り出した送信信号の一部の電流又は電圧との位相を比較したり、両者の積を算出することにより、伝送線路の導体Ｗ１、Ｗ２間における不平衡成分の値とともに、不平衡電流の方向を検出することができる。さらに、送信部１３から取り出した送信信号の電流又は電圧の位相、或いは差分回路１４によって算出した伝送線路の導体Ｗ１、Ｗ２間における電流又は電圧の位相を移相回路で補償し、これらの積を算出することにより、伝送線路における不平衡成分の方向及び絶対量を精度良く検出することができる。
【００４７】
（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態に係る線路状態検出装置の基本的な構成を示す図である。本実施形態の線路状態検出装置は、送信部２３に接続される一対の導体Ｗ１、Ｗ２からなる往路側及び復路側の伝送線路において、それぞれに直列に一次側（一次巻線）が挿入されたカレントトランスＴ２１、Ｔ２２を有している。また、カレントトランスＴ２１、Ｔ２２の二次側（二次巻線）の電圧をそれぞれ検出する第１の検出部２１及び第２の検出部２２と、第１の検出部２１及び第２の検出部２２の各出力の往路と復路の電流の差分を検出する差分回路２４とを有して構成される。なお、差分回路２４としては、加算回路、減算回路等が含まれ、導体Ｗ１、Ｗ２における電流又は電圧の差分を検出可能なものであればどのような回路でも用いることができる。
【００４８】
この構成において、第１の検出部２１及び第２の検出部２２は、カレントトランスＴ２１、Ｔ２２の二次側に発生する電圧をそれぞれ検出することにより、導体Ｗ１、Ｗ２をそれぞれ流れる電流を伝送線路と分離した状態で検出することができる。また、差分回路２４では、第１の検出部２１の出力と第２の検出部２２の出力の往路と復路の電流の差分を算出することにより、導体Ｗ１、Ｗ２間におけるコモンモード電流（不平衡電流）成分、すなわち送信部２３からの送出電力の不平衡成分を検出することができる。
【００４９】
図９は、第２の実施形態に係る線路状態検出装置の第１変形例を示すものである。この第１変形例は、図８の構成において、送信部２３を差分回路２４と接続した構成である。この構成において、差分回路２４は、第１及び第２の検出部２１、２２の検出出力の往路と復路の電流の差分を算出するとともに、送信部２３から送出される送信信号の一部を入力し、この送信信号の電流又は電圧と、第１及び第２の検出部２１、２２で検出した導体Ｗ１、Ｗ２における往路と復路の差の電流又は電圧との位相を比較する。これにより、導体Ｗ１、Ｗ２間の不平衡成分の大きさとともに、コモンモード電流の方向を検出することができる。なお、送信部２３から取り出した送信信号と伝送線路における電流又は電圧の位相を比較する場合に、第１の検出部２１で検出した導体Ｗ１における電流又は電圧と第２の検出部２２で検出した導体Ｗ２における電流又は電圧の一方又は両方のいずれを用いてもよい。
【００５０】
また、図９の線路状態検出装置において、第１及び第２の検出部２１、２２で検出した導体Ｗ１、Ｗ２における電流又は電圧の差分と、送信部２３から取り出した送信信号の電流又は電圧との積を差分回路２４で算出する構成としてもよい。これにより、積の算出値によって伝送線路の導体Ｗ１、Ｗ２間における不平衡電流の量を検出できるとともに、この算出値の符号によって不平衡電流の方向を検出することができる。
【００５１】
図１０は、第２の実施形態に係る線路状態検出装置の第２変形例を示すものである。この第２変形例は、図８の構成において、送信部２３から送出される送信信号の一部を入力し、この送信信号の電流又は電圧の位相をシフトして差分回路２４に出力する移相回路Ｐ２１を備える構成である。移相回路Ｐ２１は、遅延素子などによってアナログ的に移相を行うもの、ディジタル回路によってディジタル的に移相処理を行うもののいずれであってもよい。この構成において、移相回路Ｐ２１は、送信部２３から取り出した送信信号の位相を進めるか又は遅らせることで位相補償を行う。差分回路２４は、第１及び第２の検出部２１、２２の検出出力の往路と復路の電流の差分を算出するとともに、移相回路Ｐ２１で位相補償された送信信号を入力し、導体Ｗ１、Ｗ２における電流又は電圧の差分と送信信号の電流又は電圧との積を算出する。これにより、伝送線路の導体Ｗ１、Ｗ２間における不平衡電流の方向及び電流値を精度良く検出することができる。
【００５２】
図１１は、第２の実施形態に係る線路状態検出装置の第３変形例を示すものである。この第３変形例は、図８の構成において、差分回路２４で算出した第１及び第２の検出部２１、２２の各出力の差分の位相をシフトする移相回路Ｐ２２と、移相回路Ｐ２２の出力及び送信部２３から送出される送信信号の一部を入力し、これらの積を算出する第３の検出部２５とを備える構成である。移相回路Ｐ２２は、遅延素子などによってアナログ的に移相を行うもの、ディジタル回路によってディジタル的に移相処理を行うもののいずれであってもよい。この構成において、移相回路Ｐ２２は、差分回路２４で算出された第１及び第２の検出部２１、２２の検出出力の差分の位相を進めるか又は遅らせることで位相補償を行う。第３の検出部２５は、移相回路Ｐ２２で位相補償された導体Ｗ１、Ｗ２間の電流又は電圧の差分と送信部２３から取り出した送信信号の電流又は電圧との積を算出する。これにより、伝送線路の導体Ｗ１、Ｗ２間における不平衡電流の方向及び電流値を精度良く検出することができる。
【００５３】
このような第２の実施形態の線路状態検出装置によれば、伝送線路を構成する導体Ｗ１、Ｗ２のそれぞれに直列に一次側を挿入したカレントトランスＴ２１、Ｔ２２の二次側の電圧を第１及び第２の検出部２１、２２で検出することで、導体Ｗ１、Ｗ２にそれぞれ流れる電流を伝送線路から分離した状態で検出でき、差分回路２４によってこれら検出値の往路と復路の電流の差分を算出することによって、導体Ｗ１、Ｗ２間の不平衡成分を検出することができる。この構成では、不平衡成分を検出するための検知部を伝送線路と分離した形で設けることになるため、検知部による伝送線路への影響を無くすことができ、より正確に伝送線路における不平衡成分の検出が可能となる。
【００５４】
また、差分回路２４において、上記構成で検出した不平衡成分の電流又は電圧と、送信部２３から取り出した送信信号の一部の電流又は電圧との位相を比較したり、両者の積を算出することにより、伝送線路の導体Ｗ１、Ｗ２間における不平衡成分の値とともに、不平衡電流の方向を伝送線路と分離した状態で検出することができる。さらに、送信部２３から取り出した送信信号の電流又は電圧の位相、或いは差分回路２４によって算出した伝送線路の導体Ｗ１、Ｗ２間における電流又は電圧の位相を移相回路で補償し、これらの積を算出することにより、伝送線路における不平衡成分の方向及び絶対量を分離した状態でより精度良く検出することができる。
【００５５】
（第３の実施形態）
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る線路状態検出装置の構成を示す図である。本実施形態の線路状態検出装置は、送信部３３に接続される一対の導体Ｗ１、Ｗ２からなる往路側及び復路側の伝送線路において、それぞれに対して一端が接続されたインピーダンスＺ３１、Ｚ３２を有している。これらのインピーダンスＺ３１、Ｚ３２の他端は接地されている。また、インピーダンスＺ３１、Ｚ３２の電圧をそれぞれ検出する第１の検出部３１及び第２の検出部３２と、第１の検出部３１及び第２の検出部３２の各出力の同相成分を検出する差分回路３４とを有して構成される。なお、差分回路３４としては、加算回路、減算回路等が含まれ、導体Ｗ１、Ｗ２における電圧の差分を検出可能なものであればどのような回路でも用いることができる。
【００５６】
この構成において、第１の検出部３１及び第２の検出部３２は、インピーダンスＺ３１、Ｚ３２の両端電圧をそれぞれ検出することにより、導体Ｗ１、Ｗ２における所定基準電位（接地電位）に対する電圧をそれぞれ検出することができる。また、差分回路３４では、第１の検出部３１の出力と第２の検出部３２の出力の同相成分を算出することにより、導体Ｗ１、Ｗ２間におけるコモンモード電圧（不平衡電圧）成分、すなわち送信部３３からの送出電力の不平衡成分を検出することができる。
【００５７】
このような第３の実施形態の線路状態検出装置によれば、伝送線路を構成する導体Ｗ１、Ｗ２のそれぞれに一端を接続したインピーダンスＺ３１、Ｚ３２の両端の電圧を第１及び第２の検出部３１、３２で検出することで、導体Ｗ１、Ｗ２における所定基準電位に対するそれぞれの電圧を検出でき、差分回路３４によってこれら検出値の同相成分を算出することによって、導体Ｗ１、Ｗ２間の不平衡成分を検出することができる。
【００５８】
なお、上記第１〜第３の実施形態において、送信部より送出される送信信号を用いて、送信信号の出力タイミングを考慮して導体Ｗ１、Ｗ２間の不平衡成分の検出を行う構成としてもよい。例えば、送信信号が出力されていないときには、検出部や差分回路の動作を停止したり、差分回路の出力をオフしたりすることで、非送信時における導体Ｗ１、Ｗ２間の不平衡成分の検出出力を除外することができる。
【００５９】
上述したように、本実施形態によれば、平衡伝送システムにおける伝送線路の平衡状態を検出でき、この検出結果に基づいて、伝送線路へ送出する伝送信号のレベルを調整するなどによって伝送線路の平衡状態を制御でき、平衡度を向上させることができる。これにより、伝送線路から外部への漏洩電力を低減でき、データの伝送特性の劣化や他への干渉などを抑制することができる。例えば、電力線を伝送線路に用いた電力線通信システムなどの平衡伝送システムに適用すれば、より顕著な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、一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、伝送線路の平衡状態を検出することが可能となる効果を有し、また、平衡伝送システムにおいて、伝送線路の平衡状態を検出結果に基づいて制御でき、平衡度を向上させることが可能となる効果を有するものであり、平衡伝送システムにおける線路状態検出装置、並びにこれを備える平衡伝送システムの送信装置及び受信装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態に係る平衡伝送装置の送信機の概略構成を示す図
【図２】本発明の実施形態に係る平衡伝送装置の受信機の概略構成を示す図
【図３】本発明の実施形態に係る送信機及び受信機を備える平衡伝送システムの概略構成を示す図
【図４】本発明の第１の実施形態に係る線路状態検出装置の基本的な構成を示す図
【図５】第１の実施形態に係る線路状態検出装置の第１変形例を示す図
【図６】第１の実施形態に係る線路状態検出装置の第２変形例を示す図
【図７】第１の実施形態に係る線路状態検出装置の第３変形例を示す図
【図８】本発明の第２の実施形態に係る線路状態検出装置の基本的な構成を示す図
【図９】第２の実施形態に係る線路状態検出装置の第１変形例を示す図
【図１０】第２の実施形態に係る線路状態検出装置の第２変形例を示す図
【図１１】第２の実施形態に係る線路状態検出装置の第３変形例を示す図
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る線路状態検出装置の構成を示す図
【図１３】従来の平衡伝送装置の送信部及び伝送線路の一例を示す図
【符号の説明】
【００６２】
１  送信機
２、５  線路状態検出装置
３、１３、２３、３３  送信部
４  受信機
６  受信部
１１、１２、１５、２１、２２、２５、３１、３２  検出部
１４、２４、３４  差分回路
Ｔ２１、Ｔ２２  カレントトランス
Ｗ１、Ｗ２  導体
Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ３１、Ｚ３２  インピーダンス
Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ２１、Ｐ２２  移相回路
【図１】
2005311411.tif 000003
【図２】
2005311411.tif 000004
【図３】
2005311411.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2005311411.tif 000008
【図７】
2005311411.tif 000009
【図８】
2005311411.tif 000010
【図９】
2005311411.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005311411.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2005311411.tif 000015