(57)【要約】【課題】送信時に、送受信制御部３が出力する送信切替信号で受信回路部２の信号利得を選択的に低下させ、受信回路部２の消費電力を低減する電力線通信用モデムを提供する。【解決手段】電力線を用いた双方向通信を行うもので、送信時に電源オンになり、送信時以外に電源オフとなる送信回路部１、常時電源オンになっている受信回路部２、送信時に送信制御信号を出力する送受信制御部３を備えたもので、受信回路部２は、差動増幅器８と差動増幅器の入力側及び出力側バッファ増幅器９、１１とからなり、差動増幅器８及びバッファ増幅器９、１１は、利得制御が可能なもので、送信時に送受信制御部３から送信切替信号が供給されると、その送信切替信号によりそれらの信号利得を低下させるように制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線を用いた双方向通信が行われ、出力側が前記電力線に結合され、送信時に電源オンになり、送信時以外に電源オフとなる送信回路部と、入力側が前記電力線に結合され、常時電源オンになっている受信回路部と、送信時に送信制御信号を出力する送受信制御部とを備えた電力線通信用モデムであって、前記受信回路部は、受信信号を増幅する差動増幅器と前記差動増幅器の出力側に接続された受信信号を増幅するバッファ増幅器とからなり、前記差動増幅器及び前記バッファ増幅器は、それぞれ受信信号の利得制御が可能なもので、送信時に前記送受信制御部から送信切替信号が供給されると、その送信切替信号によってそれらの信号利得を低下させるように制御されることを特徴とする電力線通信用モデム。
【請求項２】
前記差動増幅器は、差動接続されたトランジスタと、それらのトランジスタの共通接続エミッタと接地間に接続されたトランジスタ電流源と、前記トランジスタ電流源の通流電流の一部を選択的にバイパスさせるバイパス手段とを有する差動増幅段であって、前記送信切替信号の供給時に前記バイパス手段を動作状態にし、前記差動増幅段の信号利得を低下させることを特徴とする請求項１に記載の電力線通信用モデム。
【請求項３】
前記バッファ増幅器は、制御可能なエミッタ接地抵抗を有するエミッタ接地形式のトランジスタ増幅段であって、前記送信切替信号の供給時に前記エミッタ接地抵抗の抵抗値を変化させ、前記トランジスタ増幅段の信号利得を低下させることを特徴とする請求項１に記載の電力線通信用モデム。
【請求項４】
前記受信回路部は、常時電源オンにすることにより、前記電力線からこの電力通信用モデムに入力される妨害信号の検出を行っていることを特徴とする請求項１もしくは３のいずれかに記載の電力線通信用モデム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線を用いて双方向通信を行う電力線通信用モデムに係り、特に、常時、電源オンに設定されている受信回路部における受信信号増幅器の信号利得を、送信時に選択的に利得低下させるように制御する電力線通信用モデムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力線に複数の電力線通信用モデムを接続し、その電力線を用いて対応する２つの電力線通信用モデム間で双方向通信を行う電力線通信システムが知られている。
【０００３】
図４は、かかる既知の電力線通信システムに用いられている電力線通信用モデムの要部構成の一例を示すブロック図である。
【０００４】
図４に示されるように、この電力線通信用モデムは、送信回路部３１と、受信回路部３２と、送受信制御部３３と、電力線結合部３４とからなっている。そして、送信回路部３１は、入力側バッファ増幅器３５と主増幅器３６と出力側バッファ増幅器３７とからなり、受信回路部３２は、差動増幅器３８と入力側バッファ増幅器３９とバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４０と出力側バッファ増幅器４１とからなっている。また、送受信制御部３３は、一対の送信信号出力端子Ｔｘ  ｏｕｔ＋、Ｔｘ  ｏｕｔ−と受信信号入力端子Ｒｘ  ｉｎと送信切替信号出力端子Ｔｘ  ｓｗとを備えており、電力線結合部３４は、バランス型バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）４２と結合トランス４３とからなっている。
【０００５】
この場合、送信回路部３１において、入力側バッファ増幅器３５は、一対の入力端が対応する一対の送信信号出力端子Ｔｘ  ｏｕｔ＋、Ｔｘ  ｏｕｔ−に接続され、一対の出力端が主増幅器３６の対応する一対の入力端に接続される。出力側バッファ増幅器３７は、一対の入力端が主増幅器３６の対応する一対の出力端に接続され、一対の出力端がバランス型バンドパスフィルタ４２のモデム側入出力端と差動増幅器３８の対応する一対の入力端にそれぞれ接続される。また、受信回路部３２において、差動増幅器３８は、一対の入力端がバランス型バンドパスフィルタ４２のモデム側入出力端に接続され、出力端が入力側バッファ増幅器３９の入力端に接続される。入力側バッファ増幅器３９は、出力端がバンドパスフィルタ４０の入力端に接続される。出力側バッファ増幅器４１は、入力端がバンドパスフィルタ４０の出力端に接続され、出力端が受信信号入力端子Ｒｘ  ｉｎに接続される。
【０００６】
この他に、送受信制御部３３は、送信切替信号出力端子Ｔｘ  ｓｗが主増幅器３６及び出力側バッファ増幅器３７の電源制御端にそれぞれ接続される。また、電力線結合部３４において、バランス型バンドパスフィルタ４２の非モデム側入出力端は結合トランス４３の一端側に接続され、結合トランス４３の他端側は図示されていない電力線に結合されている。
【０００７】
ここで、図５は、図４に図示された電力線通信システムにおける送信回路部３１と受信回路部３２の動作状態の一例を示す説明図である。
【０００８】
図５に図示された説明図を参照して既知の電力線通信用モデムの動作について説明する。
【０００９】
この電力線通信用モデムは、送信時と受信時及び待機時とが送受信制御部３３から出力される送信切替信号によって切替設定されるもので、図５に図示の時間ｔ０の送信時になると、送受信制御部３３が送信切替信号出力端子Ｔｘ  ｓｗから送信切替信号を出力し、出力された送信切替信号が主増幅器３６と出力側バッファ増幅器３７の電源制御端に供給され、それにより主増幅器３６と出力側バッファ増幅器３７の電源がオンになり、送信回路部３１が動作状態になってその信号利得が最大になる。なお、この場合、入力側バッファ増幅器３５は、常時、電源がオンに設定されている。そして、この送信時に一対の送信信号出力端子Ｔｘ  ｏｕｔ＋、Ｔｘ  ｏｕｔ−から出力された送信信号は、入力側バッファ増幅器３５、主増幅器３６、出力側バッファ増幅器３７とにより最大信号利得で増幅され、増幅された信号はバランス型バンドパスフィルタ４２と結合トランス４３とを介して通信線に伝送される。
【００１０】
一方、図５に図示の時間ｔ１の受信時または待機時になると、送受信制御部３３が送信切替信号出力端子Ｔｘ  ｓｗからの送信切替信号を出力を停止し、送信切替信号が主増幅器３６と出力側バッファ増幅器３７の電源制御端に供給されなくなって、主増幅器３６と出力側バッファ増幅器３７の電源がオフになり、受信回路部３２の信号利得がゼロになる。そして、この状態が受信時であれば、通信線から結合トランス４３とバランス型バンドパスフィルタ４２とを介して受信信号が受信回路部３２に供給され、その受信信号は、差動増幅器３８と入力側バッファ増幅器３９で増幅され、次いでバンドパスフィルタ４０で不要周波数成分が除去された後、出力側バッファ増幅器４１で増幅され、増幅された受信信号が受信信号入力端子Ｒｘ  ｉｎに供給される。また、この状態が待機時であれば、受信回路部３２に受信信号が供給されないので、受信回路部３２で受信信号の増幅は行われない。
【００１１】
次いで、図５に図示の時間ｔ２、ｔ４、ｔ６になると、前と同じように送信時の動作が行われ、それに続いて時間ｔ３、ｔ５、ｔ７になると、前と同じように受信時または待機時の動作が行われる。
【特許文献１】採用する特許文献なし
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記既知の電力線通信用モデムは、送信時に主増幅器３６と出力側バッファ増幅器３７の電源がオン状態になり、受信時及び待機時に主増幅器３６と出力側バッファ増幅器３７の電源がオフ状態になるので、受信時及び待機時における送信回路部３１の電力消費を少なくすることができるものであるが、受信回路部３２においては、電力線からこの電力通信用モデムに入力される妨害信号の検出を行っているために、受信時及び待機時だけでなく、送信時にも、受信回路部３２の差動増幅器３８、入力側バッファ増幅器３９、出力側バッファ増幅器４１のそれぞれが電源がオン状態に設定されている。
【００１３】
そして、特に、送信時においては、送信回路部３１から出力された送信信号がバランス型バンドパスフィルタ４２に供給される際に、送信信号の一部が受信回路部３２に回り込み入力され、回り込んだ送信信号が受信回路部３２で増幅されるようになる。この場合、回り込んだ送信信号の振幅が小さければ、その送信信号の増幅時の電力消費はそれほど大きくないが、回り込んだ送信信号の振幅が大きくなると、その送信信号の増幅時の電力消費は最大になり、そのときの電力消費を軽視することができなくなる。
【００１４】
本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもので、その目的は、送信時に、送受信制御部から出力される送信切替信号により受信回路部の信号利得を選択的に低下させ、受信回路部における消費電力の低減を図ることができる電力線通信用モデムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明による電力線通信用モデムは、電力線を用いた双方向通信が行われ、出力側が電力線に結合され、送信時に電源オンになり、送信時以外に電源オフとなる送信回路部と、入力側が電力線に結合され、常時電源オンになっている受信回路部と、送信時に送信制御信号を出力する送受信制御部とを備えたものであって、受信回路部は、受信信号を増幅する差動増幅器と差動増幅器の出力側に接続された受信信号を増幅するバッファ増幅器とからなり、差動増幅器及びバッファ増幅器は、それぞれ受信信号の利得制御が可能なもので、送信時に送受信制御部から送信切替信号が供給されると、その送信切替信号によってそれらの信号利得を低下させるように制御される構成手段を具備する。
【００１６】
前記構成手段における差動増幅器は、差動接続されたトランジスタと、それらのトランジスタの共通接続エミッタと接地間に接続されたトランジスタ電流源と、トランジスタ電流源の通流電流の一部を選択的にバイパスさせるバイパス手段とを有するものであって、送信切替信号の供給時にバイパス手段を動作状態にし、差動増幅段の信号利得を低下させるようにしたものである。
【００１７】
また、前記構成手段におけるバッファ増幅器は、制御可能なエミッタ接地抵抗を有するエミッタ接地形式のトランジスタ増幅段を備えるもので、送信切替信号の供給時にエミッタ接地抵抗の抵抗値を変化させ、トランジスタ増幅段の信号利得を低下させるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明の電力線通信用モデムによれば、受信回路部を構成する差動増幅器及びバッファ増幅器をそれぞれ受信信号の利得制御が可能なもので構成し、送信時に送受信制御部から送信切替信号が供給されると、その送信切替信号によってそれらの信号利得を低下させるように利得制御するようにしているので、受信回路部における消費電力の低減を図ることができるとともに、消費電力の低減によって構成部品の発熱量が抑えられ、製品の信頼性を高めることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明による電力線通信用モデムの一つの実施の形態に係わるもので、その要部構成を示すブロック図である。
【００２１】
図１に示されるように、この実施の形態による電力線通信用モデムは、送信回路部１と、受信回路部２と、送受信制御部３と、電力線結合部４とからなっている。そして、送信回路部１は、入力側バッファ増幅器５と主増幅器６と出力側バッファ増幅器７とからなり、受信回路部２は、差動増幅器８と入力側バッファ増幅器９とバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１０と出力側バッファ増幅器１１とからなっている。また、送受信制御部３は、一対の送信信号出力端子Ｔｘ  ｏｕｔ＋、Ｔｘ  ｏｕｔ−と受信信号入力端子Ｒｘ  ｉｎと送信切替信号出力端子Ｔｘ  ｓｗとを備えており、電力線結合部４は、バランス型バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１２と結合トランス１３とからなっている。
【００２２】
そして、送信回路部１において、入力側バッファ増幅器５は、一対の入力端が対応する一対の送信信号出力端子Ｔｘ  ｏｕｔ＋、Ｔｘ  ｏｕｔ−に接続され、一対の出力端が主増幅器６の対応する一対の入力端に接続される。出力側バッファ増幅器７は、一対の入力端が主増幅器６の対応する一対の出力端に接続され、一対の出力端がバランス型バンドパスフィルタ１２のモデム側入出力端と差動増幅器８の対応する一対の入力端にそれぞれ接続される。また、受信回路部２において、差動増幅器８は、一対の入力端がバランス型バンドパスフィルタ１２のモデム側入出力端に接続され、出力端が入力側バッファ増幅器９の入力端に接続される。入力側バッファ増幅器９は、出力端がバンドパスフィルタ１０の入力端に接続される。出力側バッファ増幅器１１は、入力端がバンドパスフィルタ１０の出力端に接続され、出力端が受信信号入力端子Ｒｘ  ｉｎに接続される。
【００２３】
この他に、送受信制御部３は、送信切替信号出力端子Ｔｘ  ｓｗが主増幅器６及び出力側バッファ増幅器７の各電源制御端とにそれぞれ接続され、同時に、差動増幅器８と入力側バッファ増幅器９と出力側バッファ増幅器１１の各利得制御端にそれぞれ接続される。また、電力線結合部４において、バランス型バンドパスフィルタ１２の非モデム側入出力端は結合トランス１３の一端側に接続され、結合トランス１３の他端側は図示されていない電力線に結合されている。
【００２４】
ここで、図２は、図１に図示された電力線通信システムにおける送信回路部１と受信回路部２の動作状態の一例を示す説明図である。
【００２５】
図２に図示された説明図を参照して既知の電力線通信用モデムの動作について説明する。
【００２６】
この電力線通信用モデムは、既知の電力線通信用モデムと同様に、送信時と受信時及び待機時とが送受信制御部３から出力される送信切替信号によって切替設定されるものであって、図２に図示の時間ｔ０の送信時になると、送受信制御部３が送信切替信号出力端子Ｔｘ  ｓｗから送信切替信号を出力し、出力された送信切替信号が主増幅器６及び出力側バッファ増幅器７の各電源制御端に供給され、それにより主増幅器６及び出力側バッファ増幅器７の電源がオンになり、送信回路部１が動作状態になってその信号利得が最大になる。また、送受信制御部３から出力された送信切替信号は、差動増幅器８と入力側バッファ増幅器９と出力側バッファ増幅器１１の各利得制御端にそれぞれ供給され、差動増幅器８と入力側バッファ増幅器９と出力側バッファ増幅器１１の各信号利得を、それまでの最大利得から若干減少させ、図２に図示するように、受信回路部２の総合信号利得を最大利得から抑制利得になるように利得減少させる。この場合、最大利得と抑制利得との利得差は、総合信号利得の大きさにも依存するが、１０数ｄＢ程度になるように選択する。なお、入力側バッファ増幅器５は、送信時になっても電源がオンに設定されている。
【００２７】
この送信時に、一対の送信信号出力端子Ｔｘ  ｏｕｔ＋、Ｔｘ  ｏｕｔ−から出力された送信信号は、入力側バッファ増幅器５、主増幅器６、出力側バッファ増幅器７とによって最大信号利得状態で増幅され、増幅された信号はバランス型バンドパスフィルタ１２と結合トランス１３とを介して通信線に伝送される。
【００２８】
次に、図２に図示の時間ｔ２の受信時または待機時になると、送受信制御部３が送信切替信号出力端子Ｔｘ  ｓｗからの送信切替信号を出力を停止し、送信切替信号が主増幅器６と出力側バッファ増幅器７の電源制御端に供給されなくなって、主増幅器６と出力側バッファ増幅器７の電源がオフになり、受信回路部２の信号利得がゼロになる。また、この時点に、送受信制御部３から出力された送信切替信号が差動増幅器８と入力側バッファ増幅器９と出力側バッファ増幅器１１の各利得制御端に供給されなくなるので、差動増幅器８と入力側バッファ増幅器９と出力側バッファ増幅器１１の信号利得は、図２に図示されるように、抑制利得状態から最大利得状態に復帰する。
【００２９】
そして、前記の状態が受信時であれば、通信線から結合トランス１３とバランス型バンドパスフィルタ１２とを介して受信信号が受信回路部２に供給され、その受信信号は、差動増幅器８と入力側バッファ増幅器９で増幅され、次いでバンドパスフィルタ１０で不要周波数成分が除去された後、出力側バッファ増幅器１１で増幅され、増幅された受信信号が受信信号入力端子Ｒｘ  ｉｎに供給される。また、前記の状態が待機時であれば、受信回路部２に受信信号が供給されないので、受信回路部２で受信信号の増幅は行われない。
【００３０】
次いで、図２に図示の時間ｔ２、ｔ４、ｔ６になると、前と同じように送信時の動作が行われ、それに続いて時間ｔ３、ｔ５、ｔ７になると、前と同じように受信時または待機時の動作が行われる。
【００３１】
続いて、図３（ａ）、（ｂ）は、図１に図示された差動増幅器８及びバッファ増幅器９、１１の具体的構成の一例を示す回路図であって、（ａ）は差動増幅器８の回路図であり、（ｂ）はバッファ増幅器９、１１の回路図である。
【００３２】
図３（ａ）に示すように、差動増幅器８は、一対の差動接続トランジスタ８（１）、８（２）と、電流源用トランジスタ８（３）と、エミッタ抵抗８（４）、８（５）と、利得制御用トランジスタ８（６）と、コレクタ負荷抵抗８（７）、８（８）と、一対の信号入力端子８（９）、８（１０）と、信号出力端子８（１１）と、送信切替信号入力端子８（１２）と、電源端子８（１３）とを備えており、これらの構成要素８（１）乃至８（１３）は、図３（ａ）に図示されるように相互接続されている。
【００３３】
また、図３（ｂ）に示すように、バッファ増幅器９、１１は、増幅用トランジスタ９（１）と、エミッタ抵抗９（２）、９（３）と、利得制御用トランジスタ９（４）と、コレクタ負荷抵抗９（５）と、信号入力端子９（６）と、信号出力端子９（７）と、送信切替信号入力端子９（８）と、電源端子９（９）とを備えており、これらの構成要素９（１）乃至９（９）は、図３（ｂ）に図示されるように相互接続されている。
【００３４】
前記構成により差動増幅器８は、次のように動作する。
【００３５】
受信時または待機時には、送信切替信号入力端子８（１２）に送信切替信号が供給されず、利得制御用トランジスタ８（６）がカットオフ状態になっているので、電流源用トランジスタ８（３）のエミッタに１本のエミッタ抵抗８（４）だけが接続され、電流源用トランジスタ８（３）を流れる電流値が一対の差動接続トランジスタ８（１）、８（２）の信号利得を最大にする電流値に設定され、差動増幅器８の信号利得は最大になる。このとき、一対の信号入力端子８（９）、８（１０）に受信信号が供給されると、その受信信号は差動増幅器８の最大信号利得によって増幅され、増幅された受信信号が信号出力端子８（１１）に供給される。
【００３６】
一方、送信時になると、送信切替信号入力端子８（１２）に送信切替信号が供給され、利得制御用トランジスタ８（６）が導通状態になり、電流源用トランジスタ８（３）のエミッタに２本のエミッタ抵抗８（４）、８（５）が並列接続され、電流源用トランジスタ８（３）を流れる電流値が一対の差動接続トランジスタ８（１）、８（２）の信号利得を最大にする電流値から他の電流値になり、差動増幅器８の信号利得は最大利得より低い抑制利得になる。このとき、一対の信号入力端子８（９）、８（１０）に送信信号の一部が回り込み入力すると、その回り込み送信信号は差動増幅器８の抑制利得によって増幅され、増幅された送信信号が信号出力端子８（１１）に供給されるが、信号出力端子８（１１）から出力される送信信号は抑制利得で増幅されるため、最大利得で増幅されたときの差動増幅器８の消費電力に比べて小さくなる。
【００３７】
また、前記構成によりバッファ増幅器９、１１は、次のように動作する。
【００３８】
受信時または待機時において、送信切替信号入力端子９（８）に送信切替信号が供給されず、利得制御用トランジスタ用トランジスタ９（４）がカットオフ状態になっているので、増幅用トランジスタ９（１）のエミッタに１本のエミッタ抵抗９（２）だけが接続され、そのエミッタ抵抗９（２）を流れるエミッタ電流値が増幅用トランジスタ９（１）の信号利得を最大にする電流値に設定され、バッファ増幅器９、１１の信号利得は最大になる。このとき、信号入力端子９（６）に受信信号が供給されると、その受信信号はバッファ増幅器９、１１の最大信号利得によって増幅され、増幅された受信信号が信号出力端子９（７）に供給される。
【００３９】
一方、送信時になると、送信切替信号入力端子９（８）に送信切替信号が供給され、利得制御用トランジスタ９（４）が導通状態になり、増幅用トランジスタ９（１）のエミッタに２本のエミッタ抵抗９（２）、９（３）が並列接続され、増幅用トランジスタ９（１）を流れるエミッタ電流値が増幅用トランジスタ９（１）の信号利得を最大にする電流値から他の電流値になり、バッファ増幅器９、１１の信号利得は最大利得より低い抑制利得になる。このとき、信号入力端子９（６）に送信信号の一部が回り込み入力すると、その回り込み送信信号はバッファ増幅器９、１１の抑制利得によって増幅され、増幅された送信信号が信号出力端子９（７）に供給されるが、信号出力端子９（７）から出力される送信信号は抑制利得で増幅されるため、最大利得で増幅されたときのバッファ増幅器９、１１の消費電力に比べて小さくなる。
【００４０】
そして、送信時に抑制利得になった送信回路部２全体の消費電力と、送信時以外の時に最大利得になった送信回路部２全体の消費電力とを比べると、抑制利得になったときの消費電力を、最大利得になったときの消費電力よりも約２７％程度低減させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による電力線通信用モデムの一つの実施の形態に係わるもので、その要部構成を示すブロック図である。
【図２】図１に図示された電力線通信システムにおける送信回路部と受信回路部の動作状態の一例を示す説明図である。
【図３】図１に図示された差動増幅器及びバッファ増幅器の具体的構成の一例を示す回路図である。
【図４】既知の電力線通信システムに用いられている電力線通信用モデムの要部構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図４に図示された電力線通信システムにおける送信回路部と受信回路部の動作状態の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  送信回路部
２  受信回路部
３  送受信制御部
４  電力線結合部
５  入力側バッファ増幅器
６  主増幅器
７  出力側バッファ増幅器
８  差動増幅器
９  入力側バッファ増幅器
１０  バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１１  出力側バッファ増幅器
１２  バランス型バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
１３  結合トランス
【図１】
2007158517.tif 000003
【図２】
2007158517.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007158517.tif 000006
【図５】
2007158517.tif 000007