(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】  伝送線路の不平衡状態を検出することで得られる検出信号Ｄ１〜Ｄ３に基づいて、送信データ生成部１０は、平衡な送信用の原信号である平衡送信原信号に対して前記伝送線路の不平衡を補償するための補償用信号処理を行って、前記伝送線路へ送出する送信信号を生成する。【選択図】  図２
2005311406.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を検出する検出信号が入力され、前記入力された検出信号に基づいて、送信用の原信号である送信原信号に対して前記伝送線路の不平衡を補償するための補償用信号処理を行って、前記伝送線路へ送出する送信信号を生成する送信信号生成手段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、
前記送信信号生成手段は、前記１対の導体のそれぞれに送出する信号を独立に制御する平衡伝送装置。
【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４】
請求項１記載の平衡伝送装置であって、
前記送信信号生成手段は、前記補償用信号処理によって前記伝送線路のディファレンシャルモード信号が影響を受けずに不変であるように、前記送信信号を生成する平衡伝送装置。
【請求項５】
請求項１記載の平衡伝送装置であって、
前記送信信号生成手段は、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、送信信号を生成する平衡伝送装置。
【請求項６】
請求項５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７】
請求項１記載の平衡伝送装置であって、
前記送信信号生成手段は、前記検出信号のレベルと、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、前記補償用信号処理を実施する平衡伝送装置。
【請求項８】
請求項１記載の平衡伝送装置であって、
前記送信信号生成手段は、
前記検出信号に応じた補正係数を生成し、出力する補正係数生成手段と、
前記平衡原送信信号に対して、前記補正係数生成手段から出力された前記補正係数を用いた演算を実行する演算手段と、
を有する平衡伝送装置。
【請求項９】
請求項８記載の平衡伝送装置であって、
前記補正係数生成手段は、前記検出信号と前記送信原信号とに基づいて前記補正係数を生成する平衡伝送装置。
【請求項１０】
請求項５記載の平衡伝送装置であって、
前記送信信号生成手段は、
前記伝送路の特性、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、
前記検出信号と、前記特性補正手段の出力信号とに基づいて補正係数を生成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用いた演算を実行する演算手段と、
を有する平衡伝送装置。
【請求項１１】
請求項１０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１２】
請求項１０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１３】
請求項１０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１４】
請求項７記載の平衡伝送装置であって、
前記送信信号生成手段は、
前記検出信号について、前記干渉レベルとの間の前記ずれを補正するずれ補正手段と、
前記ずれ補正手段によって補正された検出信号に応じた補正係数を生成し、出力する補正係数生成手段と、
前記平衡原送信信号に対して、前記補正係数生成手段から出力された前記補正係数を用いた演算を実行する演算手段と、
を有する平衡伝送装置。
【請求項１５】
請求項１記載の平衡伝送装置であって、
前記平衡原信号について前記補償用信号処理を施して前記送信信号を生成する処理は、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１６】
請求項１５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１７】
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、前記平衡原信号の代わりに、前記伝送線路を介して受信される受信信号に対して前記一対の伝送線路の不平衡を補償するための補償用信号処理を施し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１８】
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、前記平衡原信号の代わりに、前記検出信号に対して前記伝送線路の不平衡を補償するための補償用信号処理を施し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１９】
請求項１ないし１８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灯線を利用する平衡伝送装置。
【請求項２０】
請求項１ないし１９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１１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１１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１２は、従来の平衡伝送回路の一例の構成を示す図である。図１２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、イーサネット（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を検出する検出信号が入力され、前記入力された検出信号に基づいて、送信用の原信号である送信原信号に対して前記伝送線路の不平衡を補償するための補償用信号処理を行って、前記伝送線路へ送出する送信信号を生成する送信信号生成手段を備える。
【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、前記送信信号生成手段は、前記１対の導体のそれぞれに送出する信号を独立に制御する。この構成により、各送信線路に送出する信号を独立に制御して、伝送線路の不平衡状態を補償することができる。
【００２３】
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。
【００２４】
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もつ送信データの生成が可能となる。
【００２５】
また、本発明の一態様として、第４に、上記第１の平衡伝送装置であって、前記送信信号生成手段は、前記補償用信号処理によって前記伝送線路のディファレンシャルモード信号が影響を受けずに不変であるように、前記送信信号を生成するものも含まれる。
【００２６】
この構成により、送信データに対して、伝送線路の不平衡を補償するための信号処理が施された場合でも、ディファレンシャルモード（ノーマルモード）の信号出力には影響がないため、送信データそのものにはなんら影響せずに、コモンモードノイズのみを低減させることができる。
【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、前記送信信号生成手段は、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、送信信号を生成するものも含まれる。
【００２８】
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。
【００２９】
また、本発明の一態様として、第６に、上記第５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。
【００３０】
また、本発明の一態様として、第７に、上記第１の平衡伝送装置であって、前記送信信号生成手段は、前記検出信号のレベルと、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、前記補償用信号処理を実施するものも含まれる。
【００３１】
この構成により、例えば、コモンモード電流の電流量が所定値を超えると干渉レベルが急激に増大するような非線形の関係にある場合等、検出信号のレベル（コモンモード電流の電流量等）と干渉レベルとの間にずれが生じた場合においても、検出信号のレベルを補正してずれを補償することで、現実の干渉を効果的に低減することができる。
【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、前記送信信号生成手段は、前記検出信号に応じた補正係数を生成し、出力する補正係数生成手段と、前記平衡原送信信号に対して、前記補正係数生成手段から出力された前記補正係数を用いた演算を実行する演算手段と、を有するものも含まれる。
【００３３】
この構成により、補正係数の生成処理、生成された補正係数を用いた演算処理を含む信号処理により、線路の不平衡を補償することで、高速かつ高精度な不平衡の補償処理を行うことができる。
【００３４】
また、本発明の一態様として、第９に、上記第８の平衡伝送装置であって、前記補正係数生成手段は、前記検出信号と前記送信原信号とに基づいて前記補正係数を生成するものも含まれる。この構成により、検出信号と、送信原信号の両方に基づいて補正係数を生成することができる。
【００３５】
また、本発明の一態様として、第１０に、上記第５の平衡伝送装置であって、前記送信信号生成手段は、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いずれか少なくとも一つの特性を補正する等化手段と、前記検出信号と、前記等化手段の出力信号とに基づいて補正係数を生成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用いた演算を実行する演算手段と、を有するものも含まれる。
【００３６】
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。
【００３７】
また、本発明の一態様として、第１１に、上記第１０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。
【００３８】
また、本発明の一態様として、第１２に、上記第１０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。
【００３９】
また、本発明の一態様として、第１３に、上記第１０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。
【００４０】
また、本発明の一態様では、第１４に、上記第７の平衡伝送装置であって、前記平衡送信信号生成手段は、前記検出信号について、前記干渉レベルとの間の前記ずれを補正するずれ補正手段と、前記ずれ補正手段によって補正された検出信号に応じた補正係数を生成し、出力する補正係数生成手段と、前記平衡原送信信号に対して、前記補正係数生成手段から出力された前記補正係数を用いた演算を実行する演算手段と、を有するものも含まれる。
【００４１】
この構成により、検出信号のレベルと現実の干渉レベルとの間のずれを補正した後、補償用信号処理を実施することで、他の機器との間の干渉を効果的に低減することができる。
【００４２】
また、本発明の第１５に、上記第１の平衡伝送装置であって、前記平衡原信号について前記補償用信号処理を施して前記送信信号を生成する処理は、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。
【００４３】
この構成により、送信信号レベルを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。
【００４４】
また、本発明の一態様として、第１６に、上記第１５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。
【００４５】
また、第１７に、上記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、前記平衡原信号の代わりに、前記伝送線路を介して受信される受信信号に対して前記一対の伝送線路の不平衡を補償するための補償用信号処理を施し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。
【００４６】
この構成により、伝送装置が通信相手に信号を送信していない場合、すなわち、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、コモンモード電流等の不平衡成分をゼロにするための不平衡補償用信号を生成して出力するため、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。
【００４７】
また、第１８に、上記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、前記平衡原信号の代わりに、前記検出信号に対して前記伝送線路の不平衡を補償するための補償用信号処理を施し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。
【００４８】
この構成により、伝送装置が通信相手に信号を送信していない場合、すなわち、受信モードや待機モードの場合でも、既知の信号に基づいて、コモンモード電流等の不平衡成分をゼロにするための不平衡補償用信号を生成して出力するため、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。
【００４９】
また、第１９に、上記第１ないし１８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灯線を利用するものも含まれる。
【００５０】
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。
【００５１】
また、本発明の平衡伝送システムは、上記１ないし１９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、平衡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】
【００５２】
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】
【００５３】
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。
【００５４】
図１における伝送線路上の電流モデルは、図７に示すものと同様である。ただし、図１の構成では、一対の伝送線路の各々に与える電圧（または位相）を個別に制御し、線路の不平衡を補償する特性をもたせる。これによって、伝送線路自体のアンバランスを自動的に補償することができる。
【００５５】
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導体を有する伝送線路（Ｌ１、Ｌ２）で構成される。また、伝送線路の左端に一対の電圧源（ｅ１、ｅ２）が設けられ、各電圧源（ｅ１、ｅ２）から発生する電圧（以下の説明では、各々の電圧も“ｅ１”，“ｅ２”と表す）が、各線路（Ｌ１、Ｌ２）に与えられる。ここで、ｅ１、ｅ２は、ｅ１０（ｅ２０）と波形が相似で、振幅が異なる電圧源である。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
平衡度が十分に高い伝送線路であれば、Ｚ２＝Ｚ３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。
【００５９】
コモンモード電流Ｉｃの電流量は、以下の式（２）ように表すことができる。なお、式（２）において、ｅ１、ｅ２は、各電圧源（ｅ１、ｅ２）から発生する各電圧を示す。
【００６０】
Ｉｃ＝（ｅ１・Ｚ２−ｅ２・Ｚ３）／（Ｚ１・Ｚ２＋Ｚ２・Ｚ３＋Ｚ３・Ｚ１）
・・・（２）
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
そこで、本発明の実施形態では、以下の式（３）、（４）を満たすように、電圧源（ｅ１、ｅ２）の各発生電圧を個別に制御する。
【００６４】
ｅ１・Ｚ２−ｅ２・Ｚ３＝０  ・・・（３）
ｅ１＋ｅ２＝２ｅ  ・・・（４）
【００６５】
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。また、式（４）において、ｅは、図７における電圧源ｅ１０、ｅ２０の各電圧であり、この式は、ディファレンシャルモード出力は不変であることを示している。
【００６６】
これにより、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。
【００６７】
このように、本発明の実施形態の平衡伝送装置は、一対の伝送線路の各々に対応した、２系統の信号（以下、平衡原信号）を別個に生成し、かつ、その平衡原信号に、伝送線路のアンバランスを補償する特性を付与するための信号処理を施し、不平衡が検出された場合に、各平衡原信号を意図的に不平衡化し、その処理の結果として得られた平衡送信信号を、伝送線路に向けて出力する。
【００６８】
（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態に係る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。
【００６９】
図２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。
【００７０】
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。
【００７１】
図２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。
【００７２】
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を出力する。
【００７３】
次に、不平衡検出器６０は、伝送線路周辺への影響を示す電界や磁界、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。
【００７４】
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１０へ出力する。
【００７５】
次に、送信データ生成部１０の構成について説明する。図３は、第１の実施形態の送信データ生成部の具体的構成の第１の例を示すブロック図である。
【００７６】
図示されるように、送信データ生成部１０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（Ｄ１〜Ｄ３）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（１＋２α、１−２α）を生成する係数制御部１０８と、４つの乗算器（Ｍ１ａ、Ｍ１ｂ、Ｍ２ａ、Ｍ２ｂ）と、を有する。
【００７７】
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。
【００７８】
次に、乗算器Ｍ２ａ、Ｍ２ｂにて補正係数（１＋２α、１−２α）が乗算され、（１＋２α）・Ｔｘ（ｎ）／２、−（１−２α）・Ｔｘ（ｎ）／２が得られる。
【００７９】
これらの信号をＤ／Ａ変換器２０ａ、２０ｂにアナログ信号に変換し、ローパスフィルタ２５ａ、２５ｂにて高調波成分を除去する。
【００８０】
これにより、送信信号（１＋２α）・Ｔｘ（ｔ）／２、ならびに、−（１＋２α）・Ｔｘ（ｔ）／２が得られる。
【００８１】
これらの平衡送信信号の差分をとると、Ｔｘ（ｔ）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）をアナログ信号としたものと等しいことを意味する。
【００８２】
すなわち、補正係数（１＋２α、１−２α）を乗算しても、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。
【００８３】
また、（１＋２α）Ｔｘ（ｔ）／２を展開すると、Ｔｘ（ｔ）／２＋α・Ｔｘ（ｔ）となる。すなわち、正規の平衡信号（Ｔｘ（ｔ）／２）に、コモンモード電流を補正するための補償用信号α・Ｔｘ（ｔ）を加えている（重畳している）ことになる。
【００８４】
したがって、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、独立に制御できるということである。
【００８５】
すなわち、図３において、係数制御回路１０８は、通信線路（ＰＬ１、ＰＬ２、図２参照）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。
【００８６】
図４は、本発明の第１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４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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
図５は、第１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３の平衡伝送装置と同様の部分には同一の符号を付す。
【００９２】
図５に示すように、この例の送信データ生成部１０には、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Ｄｘ（ｎ）を、送信原信号Ｔｘ（ｎ）で除する除算器１１０を備える。
【００９３】
係数制御部１０８は、比較器１０６からの出力と、除算器１１０からの出力Ｄｘ（ｎ）／Ｔｘ（ｎ）とに基づいて補正係数（１＋２α（ｎ）、１−２α（ｎ））を生成し、出力する。ここで、α（ｎ）＝α・Ｄｘ（ｎ）／Ｔｘ（ｎ）である。
【００９４】
そして、補正係数は、乗算器Ｍ２ａ、Ｍ２ｂにて平衡原信号に掛け合わされ、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（１＋２α（ｔ））・Ｔｘ（ｔ）／２、ならびに、−（１＋２α（ｔ））・Ｔｘ（ｔ）／２が得られる。
【００９５】
この構成によれば、係数制御に基づく信号として、送信原信号Ｔｘ（ｎ）と不平衡検出信号Ｄｘ（ｎ）との比を用いることにより、送信原信号Ｔｘ（ｎ）に対する不平衡状態に対して係数制御を行うので、送信原信号のレベルに応じた不平衡状態補償を行うことができる。
【００９６】
なお、この構成においても、図３の構成と同様に、これらの平衡送信信号の差分をとると、Ｔｘ（ｔ）となり、補正係数（１＋２α、１−２α）を乗算しても、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。
【００９７】
また、（１＋２α（ｔ））Ｔｘ（ｔ）／２を展開すると、Ｔｘ（ｔ）／２＋α（ｔ）・Ｔｘ（ｔ）となる。すなわち、正規の平衡信号（Ｔｘ（ｔ）／２）に、コモンモード電流を補正するための補償用信号α（ｔ）・Ｔｘ（ｔ）＝α・Ｄｘ（ｔ）を加えている（重畳している）ことになる。
【００９８】
したがって、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、独立に制御できるということである。
【００９９】
このような第１の実施形態の平衡伝送装置によれば、不平衡検出信号に応じて、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、平衡原信号に乗算することで、通信線路の不平衡を補償する特性を付与された平衡送信データを、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することが可能である。
【０１００】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態の送信データ生成部の具体的構成の第１の例を示すブロック図である。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。本実施形態の送信データ生成部は、伝送線路や、不平衡検出器、送信データ生成部等の周波数特性を補償するように、平衡送信信号を生成する。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
そこで、本実施形態では、伝送線路、送信データ生成部、不平衡検出器等の周波数等の特性も補償するように、平衡送信信号を生成する。
【０１０４】
図６において、図３の構成に加えられた部分は、等化器２００ならびに除算器２０２である。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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。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。
【０１０７】
次に、Ｔｘ’（ｎ）を、送信原信号Ｔｘ（ｎ）で除算（除算は、除算器２０２により実行される）する。これにより、送信原信号Ｔｘ（ｎ）で正規化されたＴｘ’（ｎ）（すなわち、Ｔｘ’（ｎ）／Ｔｘ（ｎ））が得られる。このＴｘ’（ｎ）／Ｔｘ（ｎ）は、係数制御部１０８に送られる。
【０１０８】
この係数制御部１０８では、第１の実施形態と同じくパラメータα（第１の実施形態のαと同じものである）を生成し、かつ、そのαを、Ｔｘ’（ｎ）／Ｔｘ（ｎ）に乗算して、新しいパラメータα（ｎ）（＝α・Ｔｘ’（ｎ）／Ｔｘ（ｎ））を得る。そして、１＋２α（ｎ）、１−２α（ｎ）という係数を生成し、乗算器Ｍ２ａ、Ｍ２ｂに送る。
【０１０９】
次に、乗算器Ｍ２ａ、Ｍ２ｂにて、補正係数（１＋２α（ｎ）、１−２α（ｎ））が、平衡原信号（Ｔｘ（ｎ）／２、−Ｔｘ（ｎ）／２）に乗算される。これにより、（１＋２α（ｎ））・Ｔｘ（ｎ）／２、−（１−２α（ｎ））・Ｔｘ（ｎ）／２が得られる。
【０１１０】
これらの信号をＤ／Ａ変換器２０ａ、２０ｂにアナログ信号に変換し、ローパスフィルタ２５ａ、２５ｂにて高調波成分を除去する。
【０１１１】
これにより、平衡送信信号（１＋２α（ｔ））・Ｔｘ（ｔ）／２、ならびに、−（１−２α（ｔ）・Ｔｘ（ｔ）／２が得られる。
【０１１２】
本実施形態においても、ディファレンシャル（ノーマル）モード信号レベルはＴｘ（ｔ）となり、送信になんら支障が生じない。
【０１１３】
また、本実施形態では、正規の平衡信号（Ｔｘ（ｔ）／２）に、コモンモード電流を補正するための補償用信号±α（ｎ）・Ｔｘ（ｔ）が重畳されていることになる。
【０１１４】
ここで、α（ｎ）・Ｔｘ（ｔ）＝α・Ｔｘ（ｔ）・Ｔｘ’（ｔ）／Ｔｘ（ｔ）＝α・Ｔｘ’（ｔ）となる。
【０１１５】
補償用信号α・Ｔｘ’（ｔ）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ため、通信線路等の周波数特性はフラットであるとみなして制御を行うことができる。
【０１１６】
あとは、第１の実施形態と同様に、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。
【０１１７】
図６において、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、選択する。そして、そのαを、Ｔｘ’（ｎ）／Ｔｘ（ｎ）に乗算して、新しいパラメータα（ｎ）を得る。次に、１＋２α（ｎ）、１−２α（ｎ）という係数を生成し、乗算器Ｍ２ａ、Ｍ２ｂに送る。
【０１１８】
図７は、本発明の第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。なお、図５および図６に示された送信データ生成部と同様の構成要素については同一符号を付している。
【０１１９】
図７に示すように、送信データ生成部１０には、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Ｄｘ（ｎ）を補正する等化器２１０が設けられている。この等化器２１０は、図６に示された等化器２００と同様の特性を有しており、不平衡検出信号Ｄｘ（ｎ）を補正して信号Ｄｘ’（ｎ）を得る。
【０１２０】
次に、Ｄｘ’（ｎ）を、送信原信号Ｔｘ（ｎ）で除算（除算は、除算器２１２により実行される）する。これにより、送信原信号Ｔｘ（ｎ）で除されたＤｘ’（ｎ）（すなわち、Ｄｘ’（ｎ）／Ｔｘ（ｎ））が得られる。
【０１２１】
係数制御部１０８は、比較器１０６からの出力と、除算器２１２からの出力Ｄｘ’（ｎ）／Ｔｘ（ｎ）とに基づいて補正係数を生成する。この構成により、係数制御に基づく信号として、送信原信号Ｔｘ（ｎ）と補正した不平衡検出信号Ｄｘ‘（ｎ）との比を用いることにより、送信原信号Ｔｘ（ｎ）に対する不平衡状態に対して係数制御を行うので、送信原信号のレベルに応じた不平衡状態補償を行うとともに、通信線路や、不平衡検出器を含む系の周波数等の特性に追従することも可能となる。
【０１２２】
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、平衡原信号に乗算することで、通信線路の不平衡を補償する特性を付与された平衡送信データを、リアルタイムで生成することができる。
【０１２３】
しかも、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、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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
また、本実施形態では、等化器を用い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。
【０１２６】
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態の送信データ生成部の具体的構成の例を示すブロック図である。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。
本実施形態の送信データ生成部では、Ａ／Ｄ変換器１０２と、比較器１０６との間に、等化器３００が挿入されている。
【０１２７】
不平衡検出信号のレベルは、現実には、実際の干渉レベルと比例せずに、両者間に何らかのずれが生じる場合も想定される。
【０１２８】
この場合、不平衡検出信号に基づいて上記の送信データの生成を行い、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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
そこで、本実施形態では、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補償する特性をもつ、等化器３００を設け、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。
【０１３１】
このような第３の実施形態の平衡伝送装置によれば、現実の干渉レベルを低く抑え、期待される干渉低減の効果が常に発揮される。なお、本実施形態では、第２の実施形態の構成に等化器を設けた場合について説明したが、第１の実施形態の構成に等化器を設けても、現実の干渉レベルを低く抑える効果を得ることができる。さらに、図５や図７に示した送信データ生成部の比較器１０６の前段に等化器３００を設けた場合にも、それぞれの構成において現実の干渉レベルを低く抑える効果を得ることができる。
【０１３２】
また、本実施形態では、比較器の前段に設けられた等化器を用い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、検出信号と実際の干渉とのレベルのずれを補正する手段を設けてもよい。
【０１３３】
（第４の実施形態）
図９は、本発明の第４の実施形態の送信データ生成部の具体的構成の第１の例を示すブロック図である。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。
【０１３４】
本実施形態の送信データ生成部では、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４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。
【０１３５】
また、係数制御部１０８は、３種類の係数（１＋２α、１−２α、α）を出力するように構成されている。
【０１３６】
前掲の実施形態では、送信時において、送信信号を補正することによって通信線路の不平衡を補償していた。
【０１３７】
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（すなわち、送信信号は出力しない場合）でも、通信線路の不平衡（コモンモード電流）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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
送信モード時は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、各々、ｂ端子側に切換えられる。この場合は、第１の実施形態（図３）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送信データ（平衡送信信号）が生成される。
【０１４０】
一方、受信モードあるいは待機モード時には、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、各々、ａ端子側に切換えられる。
【０１４１】
スイッチＳＷ１、ＳＷ２がａ端子側に切換えられることにより、送信原信号Ｔｘ（ｎ）を通信線路に出力する経路は遮断され、無出力状態となる。
【０１４２】
但し、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、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、ローパスフィルタ４００、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を介して、乗算器Ｍ２ａ、Ｍ２ｂに与えられる。
【０１４３】
一方、係数制御回路１０８から出力される係数αが、スイッチＳＷ３、ＳＷ４を介して乗算器Ｍ２ａ、Ｍ２ｂに与えられる。
【０１４４】
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、出力される。
【０１４５】
この補償用信号（α・Ｒｘ（ｎ））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出力される。
【０１４６】
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（すなわち、送信信号は出力しない場合）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生成し、通信線路に向けて送出する。
【０１４７】
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。
【０１４８】
また、図９に示すように、ローパスフィルタ４００の出力側に等化器４０１を設けても良い。この等化器４０１は、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。
【０１４９】
図１０は、本発明の第４の実施形態の送信データ生成部の具体的構成の他の例を示すブロック図である。なお、図９に示した送信データ生成部と同様の構成要素については同一符号を付している。
【０１５０】
図１０に示すように、この例の送信データ生成部１０には、送信原信号Ｔｘ（ｎ）と正論理信号“１”とのいずれか一方を選択するスイッチＳＷ５と、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Ｄｘ（ｎ）を、スイッチＳＷ５から出力される信号で除する除算器１１０を備える。
【０１５１】
送信モード時は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５は、各々、ｂ端子側に切換えられる。この場合は、第１の実施形態の第２の例（図５）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送信データ（平衡送信信号）が生成される。
【０１５２】
一方、受信モードあるいは待機モード時には、スイッチＳＷ１〜ＳＷ５は、各々、ａ端子側に切換えられる。
【０１５３】
スイッチＳＷ１、ＳＷ２がａ端子側に切換えられることにより、送信原信号Ｔｘ（ｎ）を通信線路に出力する経路は遮断され、無出力状態となる。但し、このとき、“１”がスイッチＳＷ１、ＳＷ２を介して、乗算器Ｍ２ａ、Ｍ２ｂに与えられる。
【０１５４】
また、スイッチＳＷ５がａ端子側に切換えられることにより、送信原信号Ｔｘ（ｎ）を除算器１１０に出力する経路は遮断され、無出力状態となる。但し、このとき、“１”がスイッチＳＷ５を介して、除算器１１０に与えられる。除算器１１０はＡ／Ｄ変換器１０４から出力された信号Ｄｘ（ｎ）を１で除算するので、係数制御部１０８は比較器１０６からの出力と、除算器１１０からの出力である信号Ｄｘ（ｎ）とに基づいて補正係数を出力する。
【０１５５】
一方、係数制御回路１０８から出力される係数α（ｎ）が、スイッチＳＷ３、ＳＷ４を介して乗算器Ｍ２ａ、Ｍ２ｂに与えられる。
【０１５６】
そして、係数α（ｎ）と信号“１”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（ｎ））が生成され、出力される。
【０１５７】
この補償用信号（α（ｎ））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（ｔ）となる）、ローパスフィルタ２５ａ、２５ｂを介して通信線路に出力される。
【０１５８】
このように、本実施形態の第２の例においても、受信モード、あるいは、待機モードのとき（すなわち、送信信号は出力しない場合）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生成し、通信線路に向けて送出する。
【０１５９】
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。  
【０１６０】
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ことが可能となり、データの送信時以外にも、受信側装置とのネゴシエーション処理時等においても伝送線路の平衡状態を保つことができる。
【０１６１】
以上説明したように、本発明の第１ないし第４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。
【０１６２】
これらの実施形態の平衡伝送装置において、送信信号を生成する処理は、送信信号のレベルを漸次上昇させていく過程で行われることが好ましい。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（離散的に）段階的に上げていく、または少しずつ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。
【０１６３】
この通信線路の不平衡を補償する機能は、不平衡検出信号に基づいて原データ（平衡原信号）を補正して送信データ（平衡送信信号）を生成することにより達成される。その原データの補正は、最新のディジタル信号処理技術を用いて行われるため、高速かつ高精度な制御が可能である。
【０１６４】
原データを補正するためのディジタル信号処理は、例えば、補正係数の生成処理、生成された補正係数を送信データに乗算する処理からなる。この場合、補正係数の乗算演算のみですむため、乗算と加算を繰り返すディジタルフィルタを用いて処理する場合に比べて、回路が簡単化され、高速処理も可能である。
【０１６５】
また、送信データの生成に際し、通信線路（伝送線路）および不平衡検出器を含む系がもつ周波数特性（所定の特性の周波数依存性）を考慮し、その周波数特性も補正するように原データを補正することにより、通信線路（伝送線路）および不平衡検出器を含む系を、フラットな周波数特性をもつ系として取り扱うことができ、どの周波数帯域においても、通信線路の不平衡を補償する効果を得ることができる。
【０１６６】
また、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には、不平衡検出信号のレベルを補正し、そのずれを解消することで、現実の干渉レベルを低く抑えることができる。
【０１６７】
また、伝送装置が受信モードや待機モードの場合でも、通信線路（伝送線路）を介して受信する信号を原データとして用い、これに補正係数を乗算して不平衡補償用信号を生成し、これを通信線路に向けて送出することにより、通信線路（伝送線路）の平衡度（バランス）を、常に補償することができる。よって、通信線路のバランスが、常に適正な範囲に保たれ、線路からの輻射が低減される。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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】
【０１７２】
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】
【０１７３】
【図１】本発明における、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】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３】第１の実施形態の送信データ生成部の具体的構成の第１の例を示すブロック図
【図４】第１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５】第１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
【図６】第２の実施形態の送信データ生成部の具体的構成の第１の例を示すブロック図
【図７】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
【図８】第３の実施形態の送信データ生成部の具体的構成の例を示すブロック図
【図９】第４の実施形態の送信データ生成部の具体的構成の第１の例を示すブロック図
【図１０】第４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
【図１１】伝送線路上の電流モデルを示す図
【図１２】従来の平衡伝送回路の一例の構成を示す図
【符号の説明】
【０１７４】
１０  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
１１０、２１２  除算器
２０ａ、２０ｂ  Ｄ／Ａ変換器
２５ａ、２５ｂ  ローパスフィルタ
２００、２１０、３００  等化器
Ｍ１ａ、Ｍ１ｂ、Ｍ２ａ、Ｍ２ｂ  乗算器
【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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