(57)【要約】【課題】  電力線に接続されている電気機器から放出されるノイズの影響を低減することができる電力線通信装置を提供する。【解決手段】  電灯線１０１との間で信号を送受信する結合回路２と、結合回路２を介してデータを収容した信号を電灯線１０１へ送信する送信回路７と、結合回路２より出力された信号から所定の周波数範囲の信号を選択的に通過させる受信フィルタ回路３と、受信フィルタ回路３を通過した信号からデータを取得する受信回路４と、第１バンドパスフィルタ３１、第２バンドパスフィルタ３２、及び第３バンドパスフィルタ３３の選択を切り換えることにより所定の周波数範囲を設定するフィルタ切替スイッチＳＷ１とを備えている。【選択図】      図１
2005236815.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源供給及び通信に共用される電力線を用いて通信を行う電力線通信装置において、
前記電力線との間で信号を送受信する結合部と、
前記結合部を介してデータを収容した信号を前記電力線へ送信する送信部と、
前記結合部より出力された信号から所定の周波数範囲の信号を選択的に通過させる受信フィルタ部と、
前記受信フィルタ部を通過した信号からデータを取得する受信部と、
前記所定の周波数範囲を設定する設定部とを備えることを特徴とする電力線通信装置。
【請求項２】
前記所定の周波数範囲における下限値は、１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚであることを特徴とする請求項１記載の電力線通信装置。
【請求項３】
前記受信フィルタ部は、互いに異なる周波数帯域を備える複数のバンドパスフィルタと、前記複数のバンドパスフィルタのうちいずれかを選択するスイッチとを備え、
前記設定部は、前記スイッチの切替えを行うことを特徴とする請求項１又は２記載の電力線通信装置。
【請求項４】
前記複数のバンドパスフィルタは、はしご型ＬＣフィルタであり、
前記設定部は、前記はしご型ＬＣフィルタにおける次数の切り換えを行うことを特徴とする請求項３記載の電力線通信装置。
【請求項５】
前記結合部は、前記電力線から取得した信号における電源成分をカットするコンデンサと、前記コンデンサと一次巻線が直列に接続され、二次巻線が前記受信フィルタ部及び送信部に接続されたトランスと、前記コンデンサの容量を増減させる容量切替部とを備え、
前記容量切替部は、前記送信部からデータが送信される場合に前記コンデンサの容量を増加させる一方、前記受信部によりデータが取得される場合に前記コンデンサの容量を減少させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電力線通信装置。
【請求項６】
前記結合部は、前記電力線から取得した信号における電源成分をカットするコンデンサと、前記コンデンサと一次巻線が直列に接続されたトランスと、当該トランスにおける二次巻線のうち、前記受信フィルタ部及び送信部に接続される巻線数を増減させる巻線数切替部とを備え、
前記巻線数切替部は、前記受信部によりデータが取得される場合に前記巻線数を増加させる一方、前記送信部からデータを収容した信号が送信される場合に前記巻線数を減少させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電力線通信装置。
【請求項７】
前記結合部は、前記電力線から取得した信号における電源成分をカットするコンデンサと、一次巻線が前記コンデンサと直列に接続されると共に二次巻線が前記受信フィルタ部及び送信部と接続されたトランスとを備え、
当該トランスにおける二次巻線のうち、前記受信フィルタ部に接続される巻線数は、前記送信部に接続される巻線数よりも多くされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電力線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源供給及び通信に共用される電力線を用いて通信を行う電力線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信技術の進展により様々な技術分野でネットワーク化が進んでおり、建物内の様々な機器がネットワークに接続されつつある。このような機器のネットワーク化は、これら機器を有機的に連携運転することによって、さらには、建物外のネットワークとこの建物内のネットワークとを相互接続して外部の通信端末からこれら機器に運転を指示することによって、省エネルギーや遠隔制御などに対応すると共に安全で快適な暮らしを提供しようとするものである。通信信号の伝送方法は、種々のものがあるが、既設の配線を利用することから新たな伝送路を布設する必要がないという利点や、そのために導入に伴う初期費用がその分低廉であり、建物の美観も損ねない、という利点から、これら機器に電力を供給する電灯線（電力線）を伝送路に利用した電力線通信が採用されることがある。
【０００３】
この電力線通信は、例えば、商用周波数の電力波形に高周波の通信信号を重畳して送信したり、この電力波形からこの高周波の通信信号を分離して受信したりすることによって、通信信号を電力線を介して送受信する通信方式である。
【０００４】
図８は、背景技術に係る電力線通信装置の構成を示すブロック図である。図８に示す電力線通信装置１００は、商用電源ＡＣ１００Ｖを供給する電灯線１０１を用いて通信を行うもので、結合回路１０２、受信フィルタ回路１０３、受信回路１０４、モデム１０５、制御回路１０６、及び送信回路１０７を備える。
【０００５】
このような電力線通信装置１００では、結合回路１０２によって、商用電源ＡＣ１００Ｖに重畳されている信号が電灯線１０１から取得されると共に、商用交流周波数がカットされ、電力線通信に用いられる高周波数の信号が結合回路１０２を通過して受信フィルタ回路１０３へ出力され、受信フィルタ回路１０３によって抽出された所望の電力線通信信号が受信回路１０４により増幅および波形整形されてモデム１０５へ出力され、その増幅等された信号がモデム１０５により復調され、制御回路１０６により、その復調されたデータが受信される。また、制御回路１０６から出力された送信データは、モデム１０５によって変調され、送信回路１０７によって増幅され、結合回路１０２を介して電灯線１０１における商用電源電圧ＡＣ１００Ｖに重畳されることにより、電灯線１０１を介して電力線通信を行う（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
そして、図９に示すように、複数の電力線通信装置１００が電灯線１０１に接続されることにより、複数の電力線通信装置１００相互間で、電灯線１０１を介してデータ送受信が行われる。そして、この電灯線１０１には、例えばエアコン等のインバータ機器や、ＩＨ（Induction Heating）調理器等の電気機器１０９が接続されている。
【特許文献１】特開２００２−２６１６６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上述のような電力線通信に用いられる信号周波数としては、我が国の電波法により１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの使用が許可されている。一方、上述のインバータ機器や、ＩＨ（Induction Heating）調理器等の電気機器１０９は、数十ｋＨｚ付近の周波数を有するノイズを電灯線１０１へ放出し、そのノイズレベルは、数十Ｖに達する場合がある。そのため、電力線通信に用いられる信号周波数と電気機器１０９が放出するノイズ周波数とが重複し、電力線通信信号が電気機器１０９から放出されるノイズによる妨害を受けて電力線通信が困難になるという不都合があった。
【０００８】
また、電力線通信に用いる変調方式として、ＡＭ（Amplitude Modulation）変調方式のように狭帯域の通信方式を用いる場合には、結合回路１０２によって通信に用いられる周波数のみを通過させるようにすることが考えられるが、スペクトラム拡散方式や、マルチキャリア方式等の広帯域を使用する変調方式においては、結合回路１０２の周波数特性を広範囲にする必要があるため、通信に用いられる周波数帯域を確保しつつノイズの影響を低減することが困難であった。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みて為された発明であり、電力線に接続されている電気機器から放出されるノイズの影響を低減することができる電力線通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】
【００１０】
上述の目的を達成するために、本発明に係る電力線通信装置は、電源供給及び通信に共用される電力線を用いて通信を行う電力線通信装置において、前記電力線との間で信号を送受信する結合部と、前記結合部を介してデータを収容した信号を前記電力線へ送信する送信部と、前記結合部より出力された信号から所定の周波数範囲の信号を選択的に通過させる受信フィルタ部と、前記受信フィルタ部を通過した信号からデータを取得する受信部と、前記所定の周波数範囲を設定する設定部とを備えることを特徴としている。
【００１１】
また、上述の電力線通信装置において、前記所定の周波数範囲における下限値は、１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚであることを特徴としている。
【００１２】
そして、上述の電力線通信装置において、前記受信フィルタ部は、互いに異なる周波数帯域を備える複数のバンドパスフィルタと、前記複数のバンドパスフィルタのうちいずれかを選択するスイッチとを備え、前記設定部は、前記スイッチの切替えを行うことを特徴としている。
【００１３】
また、上述の電力線通信装置において、前記複数のバンドパスフィルタは、はしご型ＬＣフィルタであり、前記設定部は、前記はしご型ＬＣフィルタにおける次数の切り換えを行うことを特徴としている。
【００１４】
そして、上述の電力線通信装置において、前記結合部は、前記電力線から取得した信号における電源成分をカットするコンデンサと、前記コンデンサと一次巻線が直列に接続され、二次巻線が前記受信フィルタ部及び送信部に接続されたトランスと、前記コンデンサの容量を増減させる容量切替部とを備え、前記容量切替部は、前記送信部からデータが送信される場合に前記コンデンサの容量を増加させる一方、前記受信部によりデータが取得される場合に前記コンデンサの容量を減少させることを特徴としている。
【００１５】
さらに、上述の電力線通信装置において、前記結合部は、前記電力線から取得した信号における電源成分をカットするコンデンサと、前記コンデンサと一次巻線が直列に接続されたトランスと、当該トランスにおける二次巻線のうち、前記受信フィルタ部及び送信部に接続される巻線数を増減させる巻線数切替部とを備え、前記巻線数切替部は、前記受信部によりデータが取得される場合に前記巻線数を増加させる一方、前記送信部からデータを収容した信号が送信される場合に前記巻線数を減少させることを特徴としている。
【００１６】
また、上述の電力線通信装置において、前記結合部は、前記電力線から取得した信号における電源成分をカットするコンデンサと、一次巻線が前記コンデンサと直列に接続されると共に二次巻線が前記受信フィルタ部及び送信部と接続されたトランスとを備え、
当該トランスにおける二次巻線のうち、前記受信フィルタ部に接続される巻線数は、前記送信部に接続される巻線数よりも多くされていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
このような構成の電力線通信装置は、電力線に接続されている電気機器から放出されるノイズの周波数を避けて設定された所定の周波数範囲の信号を選択的に通過させ、その通過した信号からデータを取得することができるので、電力線に接続されている電気機器から放出されるノイズの影響を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。図１に示す電力線通信装置１は、商用電源ＡＣ１００Ｖを供給する電灯線１０１を用いて通信を行うもので、結合回路２、受信フィルタ回路３、受信回路４、モデム５、制御回路６、送信回路７、周波数設定スイッチ８、及び次数設定スイッチ９を備える。
【００２０】
結合回路２は、商用電源周波数（電源成分）をカットするための、例えば０．２２μＦのコンデンサＣ１と、コンデンサＣ１を介して電灯線１０１に接続されるトランスＴとを備え、１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの信号を通過させるようにされている。トランスＴは、一次巻線２１がコンデンサＣ１を介して電灯線１０１に接続され、二次巻線２２が受信フィルタ回路３及び送信回路７に接続されている。
【００２１】
受信フィルタ回路３は、第１バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３１と、第２バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３２と、第３バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３３と、フィルタ切替スイッチＳＷ１とを備える。フィルタ切替スイッチＳＷ１は、トランスＴの二次巻線２２を、制御回路６からの制御信号に応じて第１バンドパスフィルタ３１、第２バンドパスフィルタ３２、及び第３バンドパスフィルタ３３のうちいずれかと接続する。
【００２２】
第１バンドパスフィルタ３１の通過域は、例えば１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、第２バンドパスフィルタ３２の通過域は、例えば５０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、第３バンドパスフィルタ３３の通過域は、例えば１００ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚにされている。このように、第１バンドパスフィルタ３１、第２バンドパスフィルタ３２、及び第３バンドパスフィルタ３３は、低周波側のカットオフ周波数が異なり、高周波側のカットオフ周波数が同一のものとされている。すなわち、電気機器１０９から放出されることが多いノイズの周波数である数十ｋＨｚ付近の周波数について、カットオフ周波数が異なるバンドパスフィルタが複数設けられており、バンドパスフィルタを選択することにより、ノイズの周波数を効果的にカットできるカットオフ周波数が設定されるようになっている。そして、第１バンドパスフィルタ３１、第２バンドパスフィルタ３２、及び第３バンドパスフィルタ３３のうちいずれか一つを通過した信号は、受信回路４へ出力される。
【００２３】
図２は、第１バンドパスフィルタ３１、第２バンドパスフィルタ３２、及び第３バンドパスフィルタ３３の構成の一例を示す回路図である。図２に示す第１バンドパスフィルタ３１、第２バンドパスフィルタ３２、及び第３バンドパスフィルタ３３は、それぞれフィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３、及びスイッチＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ２３を備える。そして、フィルタＦ１とフィルタＦ２との間は二極のスイッチＳＷ２１を介して接続され、フィルタＦ２とフィルタＦ３との間は二極のスイッチＳＷ２２を介して接続され、フィルタＦ１，Ｆ２，Ｆ３によって、はしご型ＬＣフィルタが構成されている。
【００２４】
フィルタＦ１は、インダクタＬ２１とコンデンサＣ２１との直列回路と、インダクタＬ２３とコンデンサＣ２３との並列回路と、コンデンサＣ２２とインダクタＬ２２との直列回路と、が直列に接続され、インダクタＬ２１におけるコンデンサＣ２１とは反対側の端子と、インダクタＬ２２におけるコンデンサＣ２２とは反対側の端子とがフィルタ切替スイッチＳＷ１と接続され、コンデンサＣ２３の両端が、スイッチＳＷ２１を介してフィルタＦ２と接続されると共にスイッチＳＷ２３の極Ｐ１１，Ｐ１２に接続され、スイッチＳＷ２３を介して受信回路４と接続されている。
【００２５】
フィルタＦ２は、コンデンサＣ２４とインダクタＬ２４との直列回路と、インダクタＬ２６とコンデンサＣ２６との並列回路と、インダクタＬ２５とコンデンサＣ２５との直列回路と、が直列に接続され、インダクタＬ２６の両端がスイッチＳＷ２１を介してフィルタＦ１と接続されている。そして、コンデンサＣ２４におけるインダクタＬ２４とは反対側の端子と、コンデンサＣ２５におけるインダクタＬ２５とは反対側の端子とがスイッチＳＷ２２を介してフィルタＦ３と接続されると共にスイッチＳＷ２３の極Ｐ２１，Ｐ２２に接続され、スイッチＳＷ２３を介して受信回路４と接続されている。
【００２６】
フィルタＦ３は、インダクタＬ２７とコンデンサＣ２７との直列回路と、インダクタＬ２９とコンデンサＣ２９との並列回路と、コンデンサＣ２８とインダクタＬ２８との直列回路と、が直列に接続され、インダクタＬ２７におけるコンデンサＣ２７とは反対側の端子と、インダクタＬ２８におけるコンデンサＣ２８とは反対側の端子とがスイッチＳＷ２２を介してフィルタＦ２と接続されている。そして、コンデンサＣ２９の両端が、スイッチＳＷ２３の極Ｐ３１，Ｐ３２に接続され、スイッチＳＷ２３を介して受信回路４と接続されている。
【００２７】
インダクタＬ２１〜Ｌ２９、及びコンデンサＣ２１〜Ｃ２９の定数は、第１バンドパスフィルタ３１、第２バンドパスフィルタ３２、及び第３バンドパスフィルタ３３の通過域に応じてそれぞれ設定されている。
【００２８】
スイッチＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ２３は、フィルタ次数を切り替えるための切替スイッチであり、次数設定スイッチ９の設定状態に基づき制御回路６から出力された制御信号に応じて切り換えられる。これにより、第１バンドパスフィルタ３１、第２バンドパスフィルタ３２、及び第３バンドパスフィルタ３３は、次数設定スイッチ９の設定状態に応じて２次フィルタ、３次フィルタ、及び４次フィルタのいずれかに切り換えられる。
【００２９】
受信回路４は、例えば受信フィルタ回路３から出力された信号レベルを増幅するアンプ回路や、波形整形を行うコンパレータ等から構成されており、受信フィルタ回路３から出力された信号を増幅、整形してモデム５へ出力する。モデム５は、電力線通信信号の変復調回路であり、受信回路４からの信号を復調して制御回路６へ出力する一方、制御回路６からの信号を変調して送信回路７へ出力する。
【００３０】
制御回路６は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）や、ＵＳＡＲＴ（Universal Synchronous and Asynchronous Receiver-Transmitter）等のシリアル通信インターフェイス回路等から構成される制御回路で、例えば電灯線１０１に接続されている他の電力線通信装置１から電灯線１０１、結合回路２、受信フィルタ回路３、受信回路４、及びモデム５を経由して受信した信号から受信データを取得すると共に、その受信データに応じて図略の放電灯等の電気機器へ制御信号を出力してその動作を制御したり、制御回路６に接続されている図略の電気機器から所定のデータを受信して、その受信データをモデム５、送信回路７、結合回路２、及び電灯線１０１を経由して他の電力線通信装置１へ送信したりする。
【００３１】
この場合、制御回路６に接続されている電気機器は、電気をエネルギー源として稼動する装置であり、例えば、照明器具及び空調装置等のオフィス環境や住戸環境を調整する装置、エレベータやエスカレータ等の人の移動を補助する移動補助設備、電力計、ガスメータ及び量水器等の計測装置、煙センサ、温度センサ、湿度センサ、及び照度センサ等のセンサ、電子錠装置等の住戸設備、テレビジョン、ビデオテープレコーダ、ＤＶＤレコーダ及び洗濯機等の家電製品、コンピュータ等の情報処理装置、電話機及びファクシミリ装置等の通信機器、そして、脈拍計、体温計、血中酸素濃度計及び心電図計等の医療機器等である。
【００３２】
また、制御回路６は、周波数設定スイッチ８の設定状態に応じてフィルタ切替スイッチＳＷ１の接続を切り替える。周波数設定スイッチ８は、受信フィルタ回路３における通過域の周波数を、例えば１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ（カットオフ周波数ｆｃ１）、５０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ（カットオフ周波数ｆｃ２）、及び１００ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ（カットオフ周波数ｆｃ３）のいずれかに設定するための、ユーザからの周波数設定指示を受け付けるための設定スイッチであり、例えばディップスイッチ等から構成されている。
【００３３】
また、制御回路６は、次数設定スイッチ９の設定状態に応じてスイッチＳＷ２の接続を切り替える。次数設定スイッチ９は、第１バンドパスフィルタ３１、第２バンドパスフィルタ３２、及び第３バンドパスフィルタ３３のフィルタ次数を切り替えるための、ユーザからのフィルタ次数設定指示を受け付けるための設定スイッチであり、例えばディップスイッチ等から構成されている。
【００３４】
なお、周波数設定スイッチ８及び次数設定スイッチ９の代わりに、例えば赤外線通信等の通信インターフェース等を備え、制御回路６は、当該通信インターフェース等を介してユーザからの周波数設定指示やフィルタ次数設定指示を受け付ける構成としても良い。
【００３５】
次に、図１に示す電力線通信装置１の動作について説明する。まず、周波数設定スイッチ８が、１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの周波数設定とされている場合、制御回路６からの制御信号に応じてフィルタ切替スイッチＳＷ１が切り換えられ、結合回路２と第１バンドパスフィルタ３１とが接続される。
【００３６】
そして、結合回路２によって、商用電源ＡＣ１００Ｖに重畳されている信号が電灯線１０１から取得されると共に、商用交流周波数がカットされ、電力線通信に用いられる周波数の信号が結合回路２を通過して受信フィルタ回路３へ出力される。そして、結合回路２を通過した信号のうち１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの信号が、受信フィルタ回路３における第１バンドパスフィルタ３１を通過して受信回路４により増幅および波形整形されてモデム５へ出力され、その信号がモデム５により復調され、制御回路６により、その復調されたデータが受信される。
【００３７】
一方、制御回路６から出力された送信データは、モデム５によって変調され、送信回路７によって増幅され、結合回路２を介して電灯線１０１における商用電源ＡＣ１００Ｖに重畳されることにより、電灯線１０１を介して他の電力線通信装置へデータが送信される。
【００３８】
次に、電灯線１０１に接続されている電気機器１０９から放出されるノイズの影響により、電力線通信装置１による通信が阻害される場合には、ユーザは、周波数設定スイッチ８を、５０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、又は、１００ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの周波数設定へと切り換えることができる。
【００３９】
図３は、第１バンドパスフィルタ３１、第２バンドパスフィルタ３２、及び第３バンドパスフィルタ３３における周波数特性の一例を示すグラフである。図３において、横軸は周波数ｆ、縦軸は第１バンドパスフィルタ３１、第２バンドパスフィルタ３２、及び第３バンドパスフィルタ３３のゲインＧを示している。そして、第１バンドパスフィルタ３１のカットオフ周波数ｆｃ１は１０ｋＨｚ、第２バンドパスフィルタ３２のカットオフ周波数ｆｃ２は５０ｋＨｚ、第３バンドパスフィルタ３３のカットオフ周波数ｆｃ３は１００ｋＨｚである。
【００４０】
今、ユーザが周波数設定スイッチ８を、５０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの周波数設定へと切り換えると、制御回路６からの制御信号に応じてフィルタ切替スイッチＳＷ１が切り換えられ、結合回路２と第２バンドパスフィルタ３２とが接続される。そうすると、受信フィルタ回路３におけるカットオフ周波数がｆｃ２となり、受信フィルタ回路３から受信回路４へ出力される信号は、５０ｋＨｚ未満の周波数成分が低減され、従って５０ｋＨｚ未満の周波数を有するノイズのレベルが低減される。これにより、例えば電気機器１０９から放出されるノイズによって、例えば受信回路４においてアンプに入力される信号電圧がアンプの定格電圧を超えてしまう等により受信回路４の出力信号が飽和することが抑制され、ノイズの影響が低減され、電力線通信装置１による通信状態を改善することができる。
【００４１】
さらに、ユーザが周波数設定スイッチ８を、１００ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの周波数設定へと切り換えると、制御回路６からの制御信号に応じてフィルタ切替スイッチＳＷ１が切り換えられ、結合回路２と第３バンドパスフィルタ３３とが接続される。そうすると、受信フィルタ回路３におけるカットオフ周波数がｆｃ３となり、受信フィルタ回路３から受信回路４へ出力される信号は、１００ｋＨｚ未満の周波数成分が低減され、従って１００ｋＨｚ未満の周波数を有するノイズのレベルが低減される。これにより、周波数設定スイッチ８を５０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの周波数設定とした場合よりもさらに広い周波数範囲のノイズレベルが低減され、電力線通信装置１における通信状態を改善することができる。
【００４２】
また、ユーザが次数設定スイッチ９を、二次フィルタの設定に切り換えると、制御回路６からの制御信号に応じてスイッチＳＷ２１がオフされ、スイッチＳＷ２３が極Ｐ１１，Ｐ１２に切り換えられ、受信フィルタ回路３は二次フィルタとなる。そして、ユーザが次数設定スイッチ９を、三次フィルタの設定に切り換えると、制御回路６からの制御信号に応じてスイッチＳＷ２１がオンされ、スイッチＳＷ２２がオフされ、スイッチＳＷ２３が極Ｐ２１，Ｐ２２に切り換えられ、受信フィルタ回路３は三次フィルタとなる。さらに、ユーザが次数設定スイッチ９を、四次フィルタの設定に切り換えると、制御回路６からの制御信号に応じてスイッチＳＷ２１がオンされ、スイッチＳＷ２２がオンされ、スイッチＳＷ２３が極Ｐ３１，Ｐ３２に切り換えられ、受信フィルタ回路３は四次フィルタとなる。
【００４３】
この場合、受信フィルタ回路３のフィルタ次数が大きくなるほど第１バンドパスフィルタ３１、第２バンドパスフィルタ３２、及び第３バンドパスフィルタ３３における周波数特性は、減衰傾度が増大して減衰域から通過域への遷移が急峻になる。従って、ユーザが次数設定スイッチ９を用いて、次数を大きくするようにフィルタ次数を設定することにより周波数選択の急峻さを増大させることができ、フィルタにおける遷移域の周波数のノイズレベルが低減され、電力線通信装置１における通信状態を改善することができる。
【００４４】
また、ユーザが周波数設定スイッチ８を切り換えることにより、受信フィルタ回路３におけるカットオフ周波数が増大すると、受信回路４により受信される信号電力が減少し、Ｓ／Ｎが低下するが、電気機器１０９からのノイズは一定期間のみ出力される場合が多いので、電気機器１０９が動作していない場合には、ユーザが周波数設定スイッチ８をカットオフ周波数が減少する方向（ｆｃ３からｆｃ２へ、ｆｃ２からｆｃ１へ）へ設定を変更することにより、Ｓ／Ｎを改善させることができる。
【００４５】
また、受信フィルタ回路３のインピーダンスを高くすることで、電灯線１０１からみた電力線通信装置１のインピーダンスが増大するので、例えば電灯線１０１に接続される電力線通信装置１の台数が増大しても、電力線通信装置１の入力インピーダンスによって電灯線１０１のインピーダンスが低下されることが抑制される。
【００４６】
なお、第１バンドパスフィルタ３１、第２バンドパスフィルタ３２、及び第３バンドパスフィルタ３３を、切り換えスイッチにより切り換えることにより、受信フィルタ回路３の通過域を設定する例を示したが、例えば第２バンドパスフィルタ３２、及び第３バンドパスフィルタ３３を備えず、第１バンドパスフィルタ３１におけるコンデンサＣ２，Ｃ３を可変コンデンサとし、コンデンサＣ２，Ｃ３の容量を変更することにより、受信フィルタ回路３の通過域を設定する構成としてもよい。
【００４７】
また、周波数設定スイッチ８の設定内容に応じて制御回路がフィルタ切替スイッチＳＷ１を切り換える例を示したが、フィルタ切替スイッチＳＷ１として、ユーザが直接切替操作可能なスイッチを用いてもよい。
【００４８】
また、周波数設定スイッチ８によって設定される周波数帯域は、１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、５０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ、及び１００ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚとされている例を示したが、これらは一例であり、他の周波数帯域であってもよい。
【００４９】
また、バンドパスフィルタを３つ備えた例を示したが、バンドパスフィルタは少なくとも２つ設けられていればよい。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る電力線通信装置について説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態に係る電力線通信装置１ａの構成の一例を示すブロック図である。図４に示す電力線通信装置１ａと図１に示す電力線通信装置１とでは、下記の点で異なる。すなわち、図４に示す電力線通信装置１ａでは、結合回路２ａにおいて、コンデンサＣ１と並列に、コンデンサＣ４とスイッチＳＷ３との直列回路が接続されている。結合回路２ａにおいて、例えば、コンデンサＣ１は０．１μＦ〜０．０１μＦであり、コンデンサＣ１＋コンデンサＣ４の容量は０．４７μＦ程度にされている。
【００５１】
また、スイッチＳＷ３は、制御回路６ａからの制御信号に応じてオン、オフされる。制御回路６ａは、電灯線１０１を介してデータを他の電力線通信装置１へ送信する際はスイッチＳＷ３をオンさせて、コンデンサＣ１にコンデンサＣ４を並列接続させることで、トランスＴと電灯線１０１との間のコンデンサ容量、すなわち電灯線１０１から取得した信号における電源成分をカットするコンデンサの容量を増大させる一方、電灯線１０１を介して送られてきたデータを受信する際はスイッチＳＷ３をオフさせて、コンデンサＣ１からコンデンサＣ４を切り離すことで、トランスＴと電灯線１０１との間のコンデンサ容量を減少させる。
【００５２】
図５は、結合回路２ａにおける周波数特性の一例を示すグラフである。図５のグラフにおいて、横軸は周波数ｆ［ｋＨｚ］、縦軸は、電灯線１０１からの入力電圧Ｖｉ、トランスＴの二次側出力電圧Ｖｏとした場合のＶｏ／Ｖｉ［ｄＢ］を示している。そして、送信時、すなわちスイッチＳＷ３がオンされた場合、結合回路２ａのカットオフ周波数ｆｃ４は例えば１０ｋＨｚとされる一方、受信時、すなわちスイッチＳＷ３がオフされた場合、結合回路２ａのカットオフ周波数ｆｃ５は例えば１００ｋＨｚとされる。
【００５３】
その他の構成は図１に示す電力線通信装置１と同様であるのでその説明を省略し、以下本実施の形態の特徴的な点について説明する。
【００５４】
まず、制御回路６ａからデータが送信される場合は、制御回路６ａによってスイッチＳＷ３がオンされる。これにより、トランスＴと電灯線１０１との間のコンデンサ容量が増大される結果、電灯線１０１に対する結合回路２ａの出力インピーダンスが低下する。そして、制御回路６からデータを収容した信号がモデムへ出力され、モデム５によって変調され、送信回路７によって増幅され、結合回路２を介して電灯線１０１における商用電源ＡＣ１００Ｖに重畳されることにより、電灯線１０１を介して他の電力線通信装置へデータが送信される。この場合、結合回路２ａの出力インピーダンスが低下しているので、送信データを収容した信号が、電灯線１０１において商用電源ＡＣ１００Ｖに重畳され易くなる。
【００５５】
また、この場合、図５に示すように、結合回路２ａのカットオフ周波数は、ｆｃ４（１０ｋＨｚ）にされており、送信信号の低い周波数まで電灯線１０１へ出力できるようにされている。
【００５６】
次に、制御回路６ａがデータの受信待ち状態となっている場合、制御回路６ａによってスイッチＳＷ３がオフされる。そして、トランスＴと電灯線１０１との間のコンデンサ容量が減少される結果、図５に示すように、結合回路２ａのカットオフ周波数はｆｃ５（１００ｋＨｚ）にされる。
【００５７】
そして、電灯線１０１において、他の電力線通信装置から商用電源ＡＣ１００Ｖに、電力線通信信号が重畳されてくると、結合回路２によって、商用電源ＡＣ１００Ｖに重畳されている信号が電灯線１０１から取得され、カットオフ周波数ｆｃ５（１００ｋＨｚ）未満の周波数成分が低減された信号、すなわち１００ｋＨｚ未満の周波数を有するノイズのレベルが低減された信号が、受信フィルタ回路３、モデム５を経由して制御回路６ａへ出力され、制御部６ａにより、そのデータが受信される。
【００５８】
これにより、送信時には、結合回路２ａの出力インピーダンスを低下させて、送信データを収容した信号を電灯線１０１において商用電源ＡＣ１００Ｖに重畳され易くし、かつ結合回路２ａのカットオフ周波数を低下させて送信信号の低い周波数まで電灯線１０１へ出力する一方、受信時には、結合回路２ａのカットオフ周波数を増大させて、ノイズが多い１００ｋＨｚ未満の周波数範囲においてノイズのレベルを低減することができるので、電力線通信装置１における通信状態を改善することができる。
【００５９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係る電力線通信装置について説明する。図６は、本発明の第３の実施の形態に係る電力線通信装置１ｂの構成の一例を示すブロック図である。図６に示す電力線通信装置１ｂと図１に示す電力線通信装置１とでは、下記の点で異なる。すなわち、図６に示す電力線通信装置１ｂでは、結合回路２ｂにおいて、トランスＴの一次巻線２１は巻線数がｎ１にされている。一方、トランスＴの二次巻線２２ａは巻線数がｎ３巻にされており、その巻線数がｎ２巻の位置に中間タップＰ４が設けられている。そして、各巻線数の間には、ｎ３＞ｎ２＝ｎ１の関係がある。
【００６０】
また、二次巻線２２ａの一端は受信フィルタ回路３と送信回路７とに接続され、他端は極Ｐ５に接続されている。また、結合回路２ｂは、制御回路６ｂからの制御信号に応じて、中間タップＰ４及び極Ｐ５のうちいずれかを、受信フィルタ回路３と送信回路７とに接続するスイッチＳＷ４を備える。
【００６１】
制御回路６ｂは、電灯線１０１を介して送られてきたデータを受信する際はスイッチＳＷ４を切り換えて、極Ｐ５と、受信フィルタ回路３及び送信回路７とを接続させる。一方、制御回路６ｂは、電灯線１０１を介してデータを他の電力線通信装置１へ送信する際はスイッチＳＷ４を切り換えて、中間タップＰ４と、受信フィルタ回路３及び送信回路７とを接続させる。これにより、受信時においては二次巻線２２ａの巻線数が送信時よりも増加されてｎ３巻とされ、送信時においては二次巻線２２ａの巻線数が受信時よりも減少されてｎ２巻とされる。
【００６２】
その他の構成は図１に示す電力線通信装置１と同様であるのでその説明を省略し、以下本実施の形態の特徴的な点について説明する。
【００６３】
まず、電力線通信装置１ｂによって電灯線１０１を介して送られてきたデータが受信される場合の動作について説明する。電力線通信装置１ｂによって電灯線１０１を介して送られてきたデータが受信される際は、制御回路６ｂによって、スイッチＳＷ４が極Ｐ５側に切り換えられ、二次巻線２２ａの巻線数はｎ３巻とされる。そうすると、トランスＴの巻線数比はｎ１：ｎ３となり巻線数比が１より大きくなるため、電灯線１０１側から見た電力線通信装置１ｂの受信インピーダンスが、受信フィルタ回路３のインピーダンスを巻線数比の２乗で除算した値となる。
【００６４】
そうすると、例えばトランスＴの巻線数比が１：１であった場合と比較すると、トランスＴの巻線数比が１：１であった場合には、電灯線１０１側から見た電力線通信装置１ｂの受信インピーダンスは受信フィルタ回路３のインピーダンスとなるのに対し、制御回路６ｂによって二次巻線２２ａの巻線数がｎ３巻とされた場合は、電灯線１０１側から見た電力線通信装置１の受信インピーダンスが受信フィルタ回路３のインピーダンスを１より大きい巻線比の２乗で除算した値となるため、受信インピーダンスが減少する。
【００６５】
これにより、受信時においては電力線通信装置１ｂの受信インピーダンスが減少されるので、例えば電気機器１０９から放出されるノイズによって、例えば受信回路４においてアンプに入力される信号電圧がアンプの定格電圧を超えてしまう等により受信回路４の出力信号が飽和することが抑制され、電力線通信装置１ｂによる受信状態を改善することができる。
【００６６】
次に、制御回路６ｂからデータが送信される場合の動作について説明する。この場合、受信時のようにトランスＴの巻線数比がｎ１：ｎ３にされていると、結合回路２ｂから電灯線１０１へ出力される信号電圧が、送信回路７から結合回路２ｂへ出力される信号電圧を１より大きな巻線数比で除した値になるため、結合回路２ｂから電灯線１０１へ出力される信号電圧が低下させられてしまう。
【００６７】
そこで、制御回路６ｂからデータが送信される際は、制御回路６ｂによって、スイッチＳＷ４が中間タップＰ４側に切り換えられ、二次巻線２２ａの巻線数はｎ２巻とされる。そうすると、トランスＴの巻線数比はｎ１：ｎ２となり巻線数比が１となるため、受信時のようにトランスＴの巻線数比がｎ１：ｎ３にされている状態で送信を行う場合と比較して、結合回路２ｂから電灯線１０１へ重畳される信号電圧が低下させられてしまうことを抑制することができる。
【００６８】
なお、トランスＴの巻線数が、ｎ３＞ｎ２＝ｎ１である場合を示したが、ｎ３＞ｎ２であればよく、ｎ２＝ｎ１の場合に限定されない。
【００６９】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４の実施の形態に係る電力線通信装置について説明する。図７は、本発明の第４の実施の形態に係る電力線通信装置１ｃの構成の一例を示すブロック図である。図７に示す電力線通信装置１ｃと図６に示す電力線通信装置１ｂとでは、下記の点で異なる。すなわち、図７に示す電力線通信装置１ｃでは、二次巻線２２ａの中間タップＰ４と、送信回路７とが固定的に接続されている。また、結合回路２ｃは、結合回路２ｂにおけるスイッチＳＷ４の代わりに、制御回路６ｃからの制御信号に応じて中間タップＰ４及び極Ｐ５のうちいずれかを受信フィルタ回路３へ接続するスイッチＳＷ５を備える。
【００７０】
また、制御回路６ｃには、巻線切替スイッチ１０が接続されている。巻線切替スイッチ１０は、スイッチＳＷ５を切り換えて受信フィルタ回路３へ接続する二次巻線２２ａの巻線数を切り換えるためのユーザからの巻線切替指示を、受け付けるための設定スイッチであり、例えばディップスイッチ等から構成されている。そして、制御回路６ｃは、巻線切替スイッチ１０の設定状態に応じてスイッチＳＷ５の接続を切り替える。
【００７１】
その他の構成は図６に示す電力線通信装置１ｂと同様であるのでその説明を省略し、以下本実施の形態の特徴的な点について説明する。
【００７２】
まず、ユーザによって、スイッチＳＷ５を極Ｐ５に接続するべく巻線切替スイッチ１０が設定されている場合、制御回路６ｃからの制御信号に応じてスイッチＳＷ５が極Ｐ５に接続され、受信フィルタ回路３に接続される二次巻線２２ａの巻線数はｎ３巻にされる。そして、図７に示す電力線通信装置１ｃによって電灯線１０１を介して送られてきたデータが受信される際には、図６に示す電力線通信装置１ｂによって受信される場合と同様に、電力線通信装置１ｃの受信インピーダンスが減少されるので、例えば電気機器１０９から放出されるノイズによって、例えば受信回路４においてアンプに入力される信号電圧がアンプの定格電圧を超えてしまう等により受信回路４の出力信号が飽和することが抑制され、電力線通信装置１ｃによる受信状態を改善することができる。
【００７３】
また、制御回路６ｂからデータが送信される場合、図６に示す電力線通信装置１ｂによって送信される場合と同様に、トランスＴの巻線数比はｎ１：ｎ２であるので、結合回路２ｂから電灯線１０１へ重畳される信号電圧が低下させられてしまうことを抑制することができる。
【００７４】
さらに、図６に示す電力線通信装置１ｂのように、受信を行う際、及び送信を行う際において、その都度スイッチＳＷ４を切り換えてトランスＴの巻線数比を切り換える必要がないので、制御回路６ｃの動作を簡素化することができる。
【００７５】
また、例えば電気機器１０９が動作していない場合等、電気機器１０９から電灯線１０１へ放出されるノイズが減少した状態においては、ユーザが、巻線切替スイッチ１０を中間タップＰ４に接続するべく設定することにより、制御回路６ｃからの制御信号に応じてスイッチＳＷ５が中間タップＰ４に接続され、受信フィルタ回路３に接続される二次巻線２２ａの巻線数はｎ２巻にされる。これにより、受信時における電灯線１０１からみた電力線通信装置１ｃの受信インピーダンスを増大させることができ、受信インピーダンスの低下による受信信号レベルの低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電力線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】第１バンドパスフィルタ、第２バンドパスフィルタ、及び第３バンドパスフィルタの構成の一例を示す回路図である。
【図３】第１バンドパスフィルタ、第２バンドパスフィルタ、及び第３バンドパスフィルタにおける周波数特性の一例を示すグラフである。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る電力線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図４に示す結合回路における周波数特性の一例を示すグラフである
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る電力線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る電力線通信装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図８】背景技術に係る電力線通信装置の構成を示すブロック図である。
【図９】電灯線に接続されている機器を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
【００７７】
２，２ａ，２ｂ，２ｃ  結合回路（結合部）
３    受信フィルタ回路（受信フィルタ部）
４    受信回路（受信部）
５    モデム
６，６ａ，６ｂ，６ｃ  制御回路
７    送信回路
８    周波数設定スイッチ
９    次数設定スイッチ
１０  巻線切替スイッチ
２１  一次巻線
２２，２２ａ  二次巻線
３１  第１バンドパスフィルタ
３２  第２バンドパスフィルタ
３３  第３バンドパスフィルタ
１０１  電灯線（電力線）
Ｃ１，Ｃ４  コンデンサ
ＳＷ１  フィルタ切替スイッチ（設定部）
ＳＷ２，ＳＷ５  スイッチ
ＳＷ３  スイッチ（容量切替部）
ＳＷ４  スイッチ（巻線数切替部）
Ｔ    トランス
【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】
2005236815.tif 000008
【図７】
2005236815.tif 000009
【図８】
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【図９】
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