(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送線路として電力線を使用する電力線搬送通信のモデム装置であって、
通信信号を増幅して対となる出力信号どうしの位相が１８０度異なる差動信号を出力する増幅器と、
増幅された通信信号を２次側から前記電力線へ注入する信号トランスと、
前記増幅器の出力側と前記信号トランスの１次側の間に接続され、回路の平衡度を高めるバランス回路とを備え、
前記バランス回路は、抵抗値が変更できる、基板配線に直列接続された可変抵抗器で構成され、
前記増幅器、前記バランス回路及び前記信号トランスは、それぞれ基板配線で接続され、前記信号トランスは、前記電力線に基板配線で接続されている
モデム装置。
【請求項２】
前記信号トランスの２次側に設けられたコモンモード検出回路をさらに備え、
前記コモンモード検出回路は、
前記電力線と磁気的な結合を行うコアと、
前記コアに沿って生じる磁界により、前記コアの巻線に発生する起電力に基づき、前記電力線に流れるコモンモード電流の大きさに応じた電圧を検出し、検出したコモンモード電流が小さくなるように前記バランス回路の可変抵抗器の抵抗値を変更するレベル検出部とから構成され、
前記増幅器、前記バランス回路、前記信号トランス及び前記コモンモード検出回路は、それぞれ基板配線で接続され、前記コモンモード検出回路は、前記電力線に基板配線で接続されている
請求項１のモデム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、既設の電力線を伝送線路とする電力線搬送通信システムにおいて、電力線から放射される漏洩電磁界を低減することができるモデム装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
既設の電力線を伝送線路として通信を行う電力線搬送通信（Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：以後、ＰＬＣと記載する）では、通信時に電力線から放出される漏洩電磁界が問題となる。ＰＬＣ信号は、電力線に対してディファレンシャルモード（差動）で信号が注入される。しかし、電力線の回路アンバランスに起因してコモンモード（同相）の信号が発生する場合がある。【０００３】
コモンモード信号は、２本の電力線を同相で伝わり、大地を帰還パスとして電流ループを形成する。電力線から放出される漏洩電磁界は、このコモンモード電流の大きさに比例すると考えられる。よって、漏洩電磁界を低減するためには、電力線に流れるコモンモード電流を抑制する必要がある。【０００４】
図４は、一般的な従来のモデム装置の回路構成を示す図である。図４において、従来のモデム装置は、増幅器１と、信号トランス３と、コモンモードチョーク２Ａとが設けられている。電力線４に対してＰＬＣ信号を出力するモデム装置において、コモンモード電流を抑制するための対策としては、モデム装置の出力端に信号トランス３やコモンモードチョーク２Ａを使用する手法が一般的に採られている。信号トランス３が理想的であれば、１次側の不平衡信号は、平衡信号に変換され、コモンモード成分は流れない。【０００５】
図５は、別の従来のモデム装置の回路構成を示す図である（例えば、特許文献１参照）。図５において、別の従来のモデム装置１０Ａは、増幅器を含む送信回路１Ａと、コモンモード検出回路（平衡度検出器）５Ａと、２つのバランス回路（平衡度調整回路）２Ｂとが設けられている。図５に示す構成で、コモンモード電流を抑制する例が記載されている。すなわち、伝送線路である電力線４にバランス回路（平衡度調整回路）２Ｂを設け、さらにコモンモード検出回路（平衡度検出器）５Ａにてコモンモードの信号レベルが小さくなる様にバランス回路２Ｂを調整する。【０００６】
【特許文献１】特開２００４−８０４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図４の構成において、実際には、信号トランス３の１−２次間容量結合などにより、信号トランス３の１次側の不平衡成分が２次側へ伝播し、２次側でコモンモード電流が流れてしまう。特に、高周波帯域の信号において、この信号トランス３の１次側から２次側への不平衡伝播が大きく、漏洩電磁界の原因となる。【０００８】
また、ＰＬＣシステムにおける伝送線路は既設の電力線であるため、一般的に回路のバランス構成は悪く、平衡線路とは言えない。更に、電力線の平衡度の状態は時間経過と共に変動する可能性もあるため、常に平衡度を高く保つためには、固定的な回路措置では対応できないという課題もある。【０００９】
図５の構成で、バランス回路２Ｂを電力線４に直接接続する構成となっている。この場合、電力線４は、バランス回路２Ｂを介して大地６との間の電気的結合が強くなり、かえってコモンモード電流を増大させてしまう可能性がある。また同様に、コモンモード検出回路５Ａも大地６との結合がある場合はコモンモード電流の増加を招くという課題がある。【００１０】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、電力線に流れるコモンモード電流を抑制することができ、ひいては漏洩電磁界を低減することができるモデム装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係るモデム装置は、伝送線路として電力線を使用する電力線搬送通信のモデム装置であって、通信信号を増幅して対となる出力信号どうしの位相が１８０度異なる差動信号を出力する増幅器と、増幅された通信信号を２次側から前記電力線へ注入する信号トランスと、前記増幅器の出力側と前記信号トランスの１次側の間に接続され、回路の平衡度を高めるバランス回路とを備え、前記バランス回路は、抵抗値が変更できる、基板配線に直列接続された可変抵抗器で構成され、前記増幅器、前記バランス回路及び前記信号トランスは、それぞれ基板配線で接続され、前記信号トランスは、前記電力線に基板配線で接続されているものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係るモデム装置は、電力線に流れるコモンモード電流を抑制することができ、ひいては漏洩電磁界を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施例１に係るモデム装置の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施例１に係るモデム装置のバランス回路の具体例を示す図である。
【図３】この発明の実施例２に係るモデム装置の構成を示す図である。
【図４】従来のモデム装置の構成を示す図である。
【図５】別の従来のモデム装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の実施例１及び実施例２について以下説明する。
【実施例１】
【００１５】
この発明の実施例１に係るモデム装置について図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施例１に係るモデム装置の構成を示す図である。また、図２は、この発明の実施例１に係るモデム装置のバランス回路の具体例を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。【００１６】
図１において、この実施例１に係るモデム装置１０は、増幅器１と、バランス回路２と、信号トランス３とが設けられている。なお、増幅器１、バランス回路２及び信号トランス３は、それぞれ基板配線で接続され、信号トランス３は、電力線４に基板配線で接続されている。【００１７】
モデム装置１０は、通信信号を増幅させる増幅器１と、増幅信号を電力線４へ注入するための信号トランス３と、回路の平衡度を高める目的で接続されるバランス回路２とを備える。増幅器１は、対となる出力信号どうしの位相が１８０度異なる差動信号を出力して回路の平衡度を保つ。さらに、バランス回路２を接続することにより回路の平衡度を高くする。【００１８】
このバランス回路２は、信号トランス３の１次側（増幅器１側）に配置する。信号トランス３の２次側は電力線４であり、一般に回路の平衡度は高くない。この場合、信号トランス３の２次側にて対大地（グランド）との電気結合が存在すると、コモンモード信号の対グランド間インピーダンスが低くなり、大きなコモンモード電流が流れる原因となって漏洩電磁界の増大を招く。バランス回路２がグランドとの接続関係が無い構成であれば、信号トランス３の２次側に配置してもよいが、後に述べる理由によりバランス回路２の素子構成が可変にできる構成の場合、バランス回路２には制御用の回路が必要となり、グランドとの接続が必要となる。よって、バランス回路２は、信号トランス１の１次側に配置するのがよい。【００１９】
バランス回路２の具体的な構成例を図２に示す。図２（ａ）は、バランス回路２をコモンモードチョーク素子で構成する例である。コモンモード信号に対してのみインピーダンスが高くなり、漏洩電磁界の放出を低減することができる。【００２０】
図２（ｂ）は、抵抗を基板配線に直列に接続した例を示す。この抵抗値は、電力線４の状態に応じて素子値が変更できる様に、可変抵抗器で構成してもよい。【００２１】
また、図２（ｃ）は、抵抗を基板配線間とグランドの間に接続した例を示す。同様に可変抵抗器で構成してもよい。【００２２】
バランス回路２の素子値が可変に構成されていれば、電力線４の不平衡度に応じて生じるコモンモード電流が小さくなる様に素子値を変更することができる。この素子値の変更処理は、通信を行いながらオンライン的に実施する方法もあるし、モデム設置時にオフライン的に行う方法もある。【００２３】
すなわち、この実施例１に係るモデム装置１０は、伝送線路として電力線４を使用する電力線搬送通信のモデム装置において、通信信号を増幅する増幅器１と、増幅された通信信号を電力線４へ注入する信号トランス３と、バランス回路２とを備え、増幅器１は、対となる出力信号どうしの位相が１８０度異なる差動信号を出力して回路の平衡度を保つ。バランス回路２は、信号トランス３の増幅器１側（１次側）に配置して、差動信号に接続され、回路の平衡度を高くする。さらに、バランス回路２は、電力線４の状態に応じて素子値を変更して平衡度を常に高い状態に保つ。【００２４】
増幅器１の出力を１８０度位相の異なる差動信号としているため、モデム内での回路バランスが良くなる。さらに、信号トランス３の１次側にバランス回路２を設けて、回路バランスをより良くしたことにより、増幅器１の出力のアンバランス及び、アナログ回路構成に起因するアンバランから生じるコモンモード電流を抑制することが可能となった。バランス回路２は、信号トランス３の１次側に配置しているため、電力線４とグランドとの結合を招くこと無く、回路の平衡度を高くすることが可能となる。これにて、信号トランス３の１次側にてコモンモード電流を抑制しているため、信号トランス３の１−２次結合容量が存在しても、信号トランス３の２次側（電力線４側）へ伝播するコモンモードを抑えることができ、漏洩電磁界の低減をはかることが可能となる。さらに、バランス回路２の構成素子の素子値を変更できる様に構成する。これにより、変動する電力線４の状態に応じて適切にバランス回路２の素子値を変更でき、コモンモード電流を常に抑制することが可能となる。
【実施例２】
【００２５】
この発明の実施例２に係るモデム装置について図３を参照しながら説明する。図３は、この発明の実施例２に係るモデム装置の構成を示す図である。【００２６】
図３において、この実施例２に係るモデム装置は、増幅器１と、バランス回路２と、信号トランス３と、コモンモード検出回路５とが設けられている。なお、増幅器１、バランス回路２、信号トランス３及びコモンモード検出回路５は、それぞれ基板配線で接続され、コモンモード検出回路５は、電力線４に基板配線で接続されている。【００２７】
図３に示すように、信号トランス３の１次側（増幅器１側）に、バランス回路２を設ける。バランス回路２を構成する素子は、素子値が可変な構成とする。信号トランス３の２次側（電力線４側）には、コモンモード検出回路５を設ける。コモンモード検出回路５は、電力線４に流れるコモンモード電流の大きさを計測する機能を備える。さらに、コモンモード検出回路５は、検出されたコモンモード電流の大きさに応じて、バランス回路２の素子値を変更するための制御を行うインターフェースを備える。【００２８】
コモンモード検出回路５は、コア５１を備える。電力線４にコモンモード電流が流れると、このコア５１に沿って磁界が生じる。この磁界は、接続先がレベル検出部５２であるコア５１の巻線に対して起電力を生じさせる。これにより、コモンモード電流の大きさに応じた電圧を検出することが可能となる。【００２９】
また、コア５１は、電力線４との磁気的な結合を行うのみで、回路的には分離されている。これにより、電力線４とグランドとの結合が無く、コモンモード電流が増加してしまうことはない。【００３０】
バランス回路２は、例えば信号線対に直列に接続された可変抵抗器にて構成されるとし、レベル検出部５２の制御により抵抗値が変更できる様にしておく。これにより、電力線４上に流れるコモンモード電流を監視しながら、バランス回路２の素子値を適切に変更することによって、コモンモード電流を抑制することが可能となる。よって、電力線４の状態の変化があっても、常に漏洩電磁界の放射を低減することができる。【００３１】
すなわち、この実施例２に係るモデム装置は、コモンモード電流の大きさを計測するコモンモード検出回路５をさらに備え、このコモンモード検出回路５は、信号トランス３の２次側（電力線４側）に流れるコモンモード電流を検出すると共に、コモンモード電流が小さくなる様にバランス回路２の素子値（抵抗値）を変更する。【００３２】
これにより、電力線４の状態が変化しても、常に漏洩電磁界を低減することができる。また、コモンモード検出回路５及びバランス回路２は、電力線４と大地間の結合をもたらさない様に構成されるため、コモンモード電流が増大することはない。
【図１】
0004527151.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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