JP2000252887A - Broadband harmonic eliminating filter - Google Patents

Broadband harmonic eliminating filter

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JP2000252887A JP11049414A JP4941499A JP2000252887A JP 2000252887 A JP2000252887 A JP 2000252887A JP 11049414 A JP11049414 A JP 11049414A JP 4941499 A JP4941499 A JP 4941499A JP 2000252887 A JP2000252887 A JP 2000252887A
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堅二 安孫子
Manabu Sekizawa
学 関澤
Yoshiaki Hashiura
嘉昭 橋浦
Satoshi Komazawa
聰 駒沢
Takashi Emori
崇 江守
Takeshi Hamagumi
剛 浜組
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a broadband harmonic eliminating filter, that can enhance both the eliminating characteristic of harmonics of a power wave required for a power line carrier system and a broadband signal transmission characteristic for high transmission rate data transmission. SOLUTION: This broadband harmonic elimination filter eliminates the harmonics of a power wave when receiving a carrier signal superimposed on the power wave of a power line, in which a differential filter processing means 2 that subtracts a received signal f one preceding period with respect to a power frequency from a received signal at a present time in synchronism with the frequency of the power wave and an integration means 3, that outputs an output of the differential filter processing means 2 as is without integration, when a carrier arrival discrimination circuit 4 detects arrival of no carrier signal and outputs the output of the circuit 2 with integration from one preceding period with respect to the power frequency, when detecting the arrival of the carrier signal are connected in cascade.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、商用電力を供給す
る高圧/低圧配電線路などの電力線路をデータ信号の伝
送路として使用し、変調された搬送信号を電力波に重畳
させて各種の監視・制御・計測データを伝送する電力線
搬送方式における、電力線搬送信号受信装置に好適な広
帯域高調波除去フィルタの改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a power line such as a high-voltage / low-voltage distribution line for supplying commercial power as a transmission line of a data signal, and superimposes a modulated carrier signal on a power wave to perform various types of monitoring. The present invention relates to an improvement of a broadband harmonic elimination filter suitable for a power line carrier signal receiving device in a power line carrier method for transmitting control / measurement data.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力線搬送方式においては、一般に配電
線路に商用周波の歪みに起因する高調波が存在するの
で、配電線路に存在する高調波の除去と、高速のデータ
伝送のための広帯域の伝送特性の両立性が重要となる。
2. Description of the Related Art In a power line carrier system, generally, harmonics caused by distortion of a commercial frequency exist in a distribution line, so that harmonics existing in the distribution line are removed and a wide band transmission for high-speed data transmission is performed. Compatibility of characteristics is important.

【0003】従来、データ信号に対する雑音となる商用
周波の高調波を除去するための公知の方法としては、商
用周波数に同期させて搬送信号から商用周波の1周期前
の搬送信号を減算する差分フィルタが用いられる。
[0003] Conventionally, as a known method for removing a harmonic of a commercial frequency, which is a noise from a data signal, a differential filter for subtracting a carrier signal one cycle before the commercial frequency from a carrier signal in synchronization with the commercial frequency is known. Is used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】近年における配電系統
の自動制御化の著しい進展に伴い、伝送すべきデータ信
号量が飛躍的に増加しつつあり、データ伝送速度をより
一層高速化する要求が高まっている。ここで、差分フィ
ルタを用いて高調波を除去する場合は、伝送帯域中に商
用周波の高調波次数毎にゲインの零点が存在することか
ら、この零点の存在を前提とした変復調方式とせざるを
得ず、すなわち、信号伝送帯域中に差分フィルタの零点
が含まれないように、使用する伝送帯域として商用周波
の各高調波間の狭い帯域に限定する必要があり、変調速
度は25〜30ボー程度の低速度に制限される。
With the recent remarkable progress of automatic control of the power distribution system, the amount of data signals to be transmitted has been increasing dramatically, and a demand for further increasing the data transmission speed has been increasing. ing. Here, when harmonics are removed using a differential filter, since there is a zero point of the gain for each harmonic order of the commercial frequency in the transmission band, a modulation / demodulation method based on the existence of this zero point must be used. In other words, it is necessary to limit the transmission band to be used to a narrow band between each harmonic of the commercial frequency so that the zero point of the differential filter is not included in the signal transmission band, and the modulation speed is about 25 to 30 baud. Limited to low speeds.

【0005】また、商用周波に同期した変調区間の配置
を行い、商用周波の1周期前の情報を元に符号化した情
報で変調を行う変調方式も考えられるが、本方式は現時
点の情報と商用周波の1周期前の情報とを用いるので、
雑音から受ける影響が現時点と1周期前の2回となる結
果、雑音から受ける影響が大きい。 (発明の目的)本発明の目的は、上述の課題を解決し、
電力線搬送方式に必要な電力波の高調波の除去特性、な
らびに、高速データ伝送のための広帯域信号伝送特性の
両立を可能とする広帯域高調波除去フィルタを提供する
ことである。
[0005] In addition, a modulation scheme in which a modulation section synchronized with the commercial frequency is arranged and modulation is performed using information encoded based on information one cycle before the commercial frequency is also conceivable. Since information using one cycle before the commercial frequency is used,
As a result of the influence from the noise being twice at the current time and one cycle before, the influence from the noise is large. (Object of the Invention) The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems,
It is an object of the present invention to provide a broadband harmonic elimination filter which can achieve both the elimination of harmonics of a power wave required for a power line carrier system and the wideband signal transmission characteristic for high-speed data transmission.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電力線路の電力波に重畳される搬送信号
を受信する際に、前記電力波の高調波を広帯域に除去す
る広帯域高調波除去フィルタであって、前記電力波の周
波数に同期して、現時点の受信信号から前記電力波周波
数の1周期前の受信信号を減算する差分フィルタ処理手
段と、該差分フィルタ処理手段の出力を、前記搬送信号
の到来を検出しない時には積分せずにそのまま出力し、
前記搬送信号の到来を検出した時には前記電力波周波数
の1周期前から積分して出力する積分手段とを有するこ
とを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a broadband filter for removing a harmonic of a power wave in a wide band when receiving a carrier signal superimposed on the power wave of the power line. A difference filter processing means for subtracting a received signal one cycle before the power wave frequency from a received signal at the present time in synchronization with a frequency of the power wave; and an output of the difference filter processing means. Is output without integration when the arrival of the carrier signal is not detected,
When detecting the arrival of the carrier signal, there is provided an integrating means for integrating and outputting from one cycle before the power wave frequency.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の一形態を
示す、電力線搬送信号受信用の広帯域高調波除去フィル
タのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a broadband harmonic elimination filter for receiving a power line carrier signal according to an embodiment of the present invention.

【0008】広帯域高調波除去フィルタ1は、電力波の
周波数、たとえば商用周波数に同期させて受信信号(搬
送信号+高調波ノイズ)から商用周波数の1周期(1サ
イクル)前の受信信号を減算するための遅延要素Dおよ
び反転要素(インバータ)Iを有する差分フィルタ2
と、該差分フィルタ2と同一の遅延要素Dおよびスイッ
チSWを有する積分器3とを縦続に接続することにより
構成され、かつ、差分フィルタ2の出力点に搬送波到来
判定回路4を接続するとともに、搬送波到来判定回路4
のオン出力により積分器3のスイッチSWをオンにし、
強制復帰用時限回路5の動作を開始させ、さらに、その
一定時限後に強制復帰用時限回路5により積分器3のス
イッチSWをオフにすると同時に搬送波到来判定回路4
のオン出力を停止させるように構成される。なお、積分
器3の出力側で搬送信号の消滅を検出することにより、
積分器3のスイッチSWのオフおよび搬送波到来判定回
路4のオン出力の停止を行わせるようにしてもよい。
The broadband harmonic elimination filter 1 subtracts the received signal one cycle (one cycle) before the commercial frequency from the received signal (carrier signal + harmonic noise) in synchronization with the frequency of the power wave, for example, the commercial frequency. Filter 2 having delay element D and inverting element (inverter) I
And an integrator 3 having the same delay element D and switch SW as the differential filter 2 are connected in cascade, and a carrier arrival decision circuit 4 is connected to an output point of the differential filter 2. Carrier arrival judgment circuit 4
The switch SW of the integrator 3 is turned on by the ON output of
The operation of the forced return timed circuit 5 is started, and after a fixed time period, the switch SW of the integrator 3 is turned off by the forced return timed circuit 5 and at the same time, the carrier arrival determination circuit 4 is activated.
It is configured to stop the ON output of. By detecting the disappearance of the carrier signal at the output side of the integrator 3,
The switch SW of the integrator 3 may be turned off, and the on-output of the carrier arrival determination circuit 4 may be stopped.

【0009】差分フィルタ2と積分器3とを縦続に接続
して構成した広帯域高調波除去フィルタ1は、その前段
を構成する差分フィルタ2が各高調波に対してゲインの
零点を有しているので、定常的な高調波すなわちレベル
および位相が変化しない高調波を完全に除去する特性を
もつ。しかし、実際の高調波成分は、電力系統に接続さ
れる様々な負荷の開閉により時々刻々変化するものであ
り、このような非定常的な高調波は前段の差分フィルタ
2を通過して後段の積分器3において蓄積されることに
なり、信号に対しては継続的な雑音となって、電力線搬
送方式の信頼性に大きな影響を与える。
In the broadband harmonic elimination filter 1 in which the difference filter 2 and the integrator 3 are connected in cascade, the difference filter 2 constituting the preceding stage has a gain zero point for each harmonic. Therefore, it has a characteristic of completely removing stationary harmonics, that is, harmonics whose level and phase do not change. However, the actual harmonic component changes momentarily due to opening and closing of various loads connected to the power system. Such an unsteady harmonic passes through the differential filter 2 at the preceding stage and passes through the differential filter 2 at the subsequent stage. Since the signal is accumulated in the integrator 3, the signal becomes continuous noise, which greatly affects the reliability of the power line carrier system.

【0010】したがって、本課題に対する対策として、
後段の積分器3に設けたスイッチSWを常時オフにして
おき、搬送波の到来の判定を前段の差分フィルタ2の出
力点において行い、搬送波の到来中のみ積分器3が積分
動作するように制御することにより、搬送波が到来する
以前の平常時は、高調波に変化があってもこれが積分器
3をそのまま通りすぎて蓄積されることがない。
Therefore, as a measure against this problem,
The switch SW provided in the integrator 3 at the subsequent stage is always turned off, the arrival of the carrier is determined at the output point of the differential filter 2 at the preceding stage, and control is performed so that the integrator 3 performs the integration operation only during the arrival of the carrier. Therefore, in a normal state before the arrival of the carrier, even if there is a change in the harmonic, the change does not pass through the integrator 3 as it is and is not accumulated.

【0011】また、差分フィルタ2と積分器3とを縦続
に接続して構成した系を使用するためには、差分フィル
タ2の出力により搬送波の到来を判定するため、差分フ
ィルタ2のゲイン零点の間の周波数の、一定長以上の無
変調搬送波を変調された搬送信号の先頭に付加する。な
お、搬送波到来検出後は積分器3が積分動作するため、
常に平坦な伝達特性が得られることから、搬送信号の変
調方式に特段の制約は生じない。
In order to use a system in which the differential filter 2 and the integrator 3 are connected in cascade, the arrival of a carrier wave is determined based on the output of the differential filter 2. A non-modulated carrier having a frequency between them and a certain length or more is added to the head of the modulated carrier signal. After the detection of the arrival of the carrier, the integrator 3 performs the integration operation.
Since a flat transfer characteristic is always obtained, there is no particular restriction on the modulation method of the carrier signal.

【0012】図2は、図1の広帯域高調波除去フィルタ
1の動作を説明する図である。図2(a)に示すよう
に、広帯域高調波除去フィルタ1を動作させるために
は、送信側で変調されるデータ信号の先頭に、差分フィ
ルタ2のゲイン零点の間の周波数fA の、一定長以上の
無変調先行搬送波Aを付加する。したがって、図2
(b)に示すように、配電線路上を到来する受信信号
は、無変調先行搬送波Aと、それに続くデータ信号S
に、商用周波の高調波Hが相加された形として到来す
る。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the broadband harmonic elimination filter 1 of FIG. As shown in FIG. 2A, in order to operate the broadband harmonic elimination filter 1, the frequency f A between the gain zero point of the difference filter 2 and the frequency f A at the head of the data signal modulated on the transmission side is fixed. A non-modulated preceding carrier A having a length or more is added. Therefore, FIG.
As shown in (b), the received signal arriving on the distribution line is an unmodulated preceding carrier A and a subsequent data signal S
, And a harmonic H of the commercial frequency is added.

【0013】このような受信信号による差分フィルタ2
の出力は、レベルおよび位相が変化しない定常的な高調
波の場合は図2(c)に示すようなものとなるので、差
分フィルタ2の出力点に接続されている搬送波到来判定
回路4において一定長以上の無変調先行搬送波Aを検出
することで搬送波の到来を判定し、搬送波到来判定回路
4から積分器3のスイッチSWに対してオン出力を送っ
て積分器3のスイッチSWをオンとすれば、積分器3が
積分動作を開始するので、積分器3の出力は、図2
(d)に示すように、そのゲインが2から1に変化する
とともに、その特性は平坦特性となる。なお、搬送波到
来判定回路4の出力は図2(e)のようになる。
The differential filter 2 based on such a received signal
2C is as shown in FIG. 2C in the case of stationary harmonics whose level and phase do not change. Therefore, the output of the carrier arrival determination circuit 4 connected to the output point of the differential filter 2 is constant. By detecting the unmodulated preceding carrier A having a length greater than or equal to the length, the arrival of the carrier is determined, and an on output is sent from the carrier arrival determining circuit 4 to the switch SW of the integrator 3 to turn on the switch SW of the integrator 3. For example, since the integrator 3 starts the integration operation, the output of the integrator 3 is as shown in FIG.
As shown in (d), the gain changes from 2 to 1, and the characteristic becomes a flat characteristic. The output of the carrier arrival determination circuit 4 is as shown in FIG.

【0014】図3は、差分フィルタ2の構成および伝達
特性を示す図であり、図3(a)は差分フィルタの構成
を示すブロック図、図3(b)は同じく周波数−ゲイン
特性を示す図である。ここでは信号変換系の特性を記述
するために有用なz変換を用いて差分フィルタ2の特性
を説明する。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration and transfer characteristics of the differential filter 2, FIG. 3 (a) is a block diagram showing the configuration of the differential filter, and FIG. 3 (b) is a diagram showing the same frequency-gain characteristics. It is. Here, the characteristics of the difference filter 2 will be described using a z-transform useful for describing the characteristics of the signal conversion system.

【0015】図3(a)において、入力信号をX
(z)、出力信号をY(z)、k単位時間の遅延要素を
-k、反転要素を−1とすると、 Y(z)=X(z)−z-kX(z) (k:整数) であるから、X(z)→Y(z)の伝達特性HC (z)
は、 HC (z)=Y(z)/X(z)=1−z-k となり、z=exp(j2πf/F)(F:標本化周波
数)を代入してHC (z)の周波数−ゲイン特性|HC
(f)|を求めると、 |HC (f)|=2|sin{(2πf/F)・(k/
2)}| となり、図3(b)に示すように、|HC (f)|はf
=F/kおよびその整数倍の周波数において零点を有す
る特性となる。なお、電力線搬送方式に用いられる差分
フィルタ2の場合には、F/k=ω0 /2π(ω0 :商
用角速度)であって、ゲインの零点はω0 およびその整
数倍となる。
In FIG. 3A, the input signal is X
(Z), the output signal is Y (z), the delay element of k unit time is z- k , and the inversion element is -1. Y (z) = X (z) -z- k X (z) (k : Integer), the transfer characteristic H C (z) of X (z) → Y (z)
Is, H C (z) = Y (z) / X (z) = 1-z -k next, z = exp (j2πf / F ): a (F sampling frequency) by substituting H C (z) Frequency-gain characteristics | H C
(F) | is calculated as: | H C (f) | = 2 | sin {(2πf / F) · (k /
2)} |, and | H C (f) | is f as shown in FIG.
= F / k and a characteristic having a zero point at a frequency that is an integral multiple thereof. In the case of the differential filter 2 used in the power line carrier system, F / k = ω 0 / 2π (ω 0 : commercial angular velocity), and the zero point of the gain is ω 0 and its integral multiple.

【0016】図4は、積分器の構成および伝達特性を示
す図であり、図4(a)はスイッチSWを有しない積分
器の構成を示すブロック図、図4(b)は同じく周波数
−ゲイン特性を示す図である。差分フィルタ2の場合と
同様に、z変換を用いて積分器の特性を説明する。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration and a transfer characteristic of the integrator. FIG. 4A is a block diagram showing a configuration of an integrator having no switch SW, and FIG. It is a figure showing a characteristic. Similar to the case of the difference filter 2, the characteristics of the integrator will be described using the z-transform.

【0017】図4(a)において、図3の差分フィルタ
2の場合と同様に、入力信号をX(z)、出力信号をY
(z)、k単位時間の遅延要素をz-kとすると、 Y(z)=X(z)+z-kY(z) (k:整数) であるから、X(z)→Y(z)の伝達特性HI (z)
は、 HI (z)=Y(z)/X(z)=1/(1−z-k) となり、z=exp(j2πf/F)を代入して同様に
I (z)の周波数−ゲイン特性|HI (f)|を求め
ると、 |HI (f)|=1/2|sin{(2πf/F)・
(k/2)}| となって、図4(b)に示すように、|HI (f)|は
f=F/kおよびその整数倍の周波数において無限大に
発散する特性となり、すなわち、差分フィルタ2と逆特
性を有するものとなる。
In FIG. 4A, the input signal is X (z) and the output signal is Y
(Z), assuming that a delay element of k unit time is z −k , Y (z) = X (z) + z −k Y (z) (k: integer), so that X (z) → Y (z ) Transfer characteristic H I (z)
The frequency of the H I (z) = Y ( z) / X (z) = 1 / (1-z -k) next, z = exp similarly by substituting (j2πf / F) H I ( z) - gain characteristic | H I (f) | If seek, | H I (f) | = 1/2 | sin {(2πf / F) ·
(K / 2)} |, and as shown in FIG. 4B, | H I (f) | has a characteristic of diverging to infinity at a frequency of f = F / k and an integral multiple thereof, that is, , And has the inverse characteristic of the difference filter 2.

【0018】なお、図4(c)に示すように、遅延要素
Dを含む回路にスイッチSWを加えた積分器3の場合に
は、スイッチSWがオフとなっている状態ではY(z)
=X(z)であり、積分器3の伝達特性HI (z)は常
に1となる。
As shown in FIG. 4C, in the case of the integrator 3 in which the switch SW is added to the circuit including the delay element D, when the switch SW is off, Y (z)
= X (z), and the transfer characteristic H I (z) of the integrator 3 is always 1.

【0019】以上の差分フィルタ2と積分器3とを縦続
に接続した伝達系を構成すると、同じ遅延要素Dを有す
る差分フィルタ2と積分器3とは、伝達特性において互
いに逆特性を有することから、これら両者を縦続に接続
した場合の伝達特性は、 HCI(z)=(1−z-k)/(1−z-k)=1 となって、差分フィルタ2と積分器3とを縦続に接続す
ることにより、常に広帯域に平坦な伝達特性が実現でき
る。
When a transmission system in which the above-described differential filter 2 and integrator 3 are connected in cascade is constructed, the differential filter 2 and the integrator 3 having the same delay element D have mutually opposite transfer characteristics. The transfer characteristic when these are connected in cascade is H CI (z) = (1−z− k ) / (1−z− k ) = 1, and the difference filter 2 and the integrator 3 are connected. By connecting in cascade, a flat transmission characteristic can always be realized in a wide band.

【0020】したがって、図2(d)に示す積分器3の
出力は、無変調先行搬送波Aの到来の検出以前は、積分
器3が積分動作していないことから、差分フィルタ2の
伝達特性によってゲインが2の出力が得られているが、
搬送波到来判定回路4において一定長以上の無変調先行
搬送波Aを検出することで搬送波の到来を判定し、搬送
波到来判定回路4から積分器3のスイッチSWに対して
オン出力を送って積分器3が積分動作を開始すると、以
降、差分フィルタ2と積分器3との縦続接続系の出力は
ゲイン1の平坦特性となる。
Therefore, the output of the integrator 3 shown in FIG. 2D depends on the transfer characteristic of the differential filter 2 since the integrator 3 does not perform the integration operation before the detection of the arrival of the unmodulated preceding carrier A. Although an output with a gain of 2 has been obtained,
The carrier arrival determination circuit 4 determines the arrival of the carrier by detecting the unmodulated preceding carrier A having a certain length or more, and sends an ON output from the carrier arrival determination circuit 4 to the switch SW of the integrator 3 so that the integrator 3 Starts the integration operation, thereafter, the output of the cascade connection system of the difference filter 2 and the integrator 3 has a flat characteristic of gain 1.

【0021】図2(d)および図2(e)に示すよう
に、定常的な高調波、すなわちレベルおよび位相が変化
しない高調波が受信信号に加わっている場合は、前段の
差分フィルタ2により高調波が完全に除去されるので、
搬送信号に関する差分フィルタ2の出力の積分値は搬送
信号の消滅とともに零に収束する。しかし、実際の高調
波成分は、電力系統に接続される様々な負荷の開閉によ
り時々刻々変化しており、高調波のレベルまたは位相に
ある時点で変化が生じ、元の状態に戻らない場合や、長
い周期で変化する場合は、変化分が差分フィルタ2を通
過して出力され、さらに後段の積分器3において蓄積さ
れて、最終的に元の高調波のレベルまたは位相に戻る
間、定常時からの変化分が連続的に出力され、搬送信号
に対する継続的な雑音となる。
As shown in FIGS. 2D and 2E, when a stationary harmonic, that is, a harmonic whose level and phase do not change, is added to the received signal, the differential filter 2 in the preceding stage Since harmonics are completely removed,
The integral value of the output of the difference filter 2 for the carrier signal converges to zero as the carrier signal disappears. However, the actual harmonic component is constantly changing due to the opening and closing of various loads connected to the power system, and the level or phase of the harmonic changes at a certain point in time and does not return to the original state. In the case of a change in a long cycle, the change is output through the differential filter 2 and further accumulated in the integrator 3 at the subsequent stage until the level or phase of the original harmonic returns to the original level. Are continuously output, resulting in continuous noise on the carrier signal.

【0022】すなわち、図2(d)に示す積分器3のス
イッチSWがオンとされて積分器3が積分動作を開始し
た後、搬送信号の消滅以前に高調波に非定常な変化が発
生すると、図2(f)に示すように、積分器3のゲイン
が再び2となって、搬送波消滅の検出が不能となること
から、強制復帰機能が必要となる。
That is, after the switch SW of the integrator 3 shown in FIG. 2D is turned on and the integrator 3 starts the integrating operation, if a non-stationary change occurs in the harmonic before the disappearance of the carrier signal. As shown in FIG. 2 (f), the gain of the integrator 3 becomes 2 again, making it impossible to detect the disappearance of the carrier wave, so that the forced return function is required.

【0023】したがって、強制復帰用時限回路5は、無
変調先行搬送波Aを検出したことを搬送波到来判定回路
4から報知されると時間の計数を開始し、無変調先行搬
送波Aとデータ信号Sの継続時間を少し超える一定時限
が経過したとき、積分器3のスイッチSWをオフにする
と共に搬送波到来判定回路4のオン出力を停止させ、図
2(f)および図2(g)に示すように、積分器3のス
イッチSWおよび搬送波到来判定回路4を強制的に原状
復帰させる。
Therefore, when the forced-recovery timed circuit 5 is notified by the carrier arrival decision circuit 4 that the unmodulated preceding carrier A has been detected, the forced recovery timed circuit 5 starts counting time. When a certain time period slightly exceeding the continuation time has elapsed, the switch SW of the integrator 3 is turned off and the on-output of the carrier arrival determination circuit 4 is stopped, as shown in FIGS. 2 (f) and 2 (g). , The switch SW of the integrator 3 and the carrier arrival determination circuit 4 are forcibly returned to the original state.

【0024】図5は、差分フィルタ2、積分器3、搬送
波到来判定回路4および強制復帰用時限回路5による広
帯域高調波除去フィルタ1を用いて構成した電力線搬送
信号受信回路の一例を示すブロック図であり、ここでは
変調方式として、直交位相偏移変復調方式を採用したも
のを示している。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a power line carrier signal receiving circuit constituted by using a broadband harmonic elimination filter 1 comprising a difference filter 2, an integrator 3, a carrier arrival judging circuit 4 and a forced recovery time limiting circuit 5. Here, a modulation scheme employing a quadrature phase shift modulation / demodulation scheme is shown.

【0025】図5において、配電線路Lを経由して伝送
されてきた搬送信号を受けて、バンドパスフィルタ6に
より所要の周波数帯域の受信信号のみを通過させ、差分
フィルタ2および積分器3の縦続接続により広帯域高調
波除去および安定したゲインの搬送信号検出を行い、同
相の検波器7および直交相の検波器8によりそれぞれ乗
算検波を行い、ローパスフィルタ10,9を通過させて
高周波成分を除去し、4象限掛算器11および位相補正
データの記憶回路12において直交軸を修正する演算を
行う。このようにして得られた信号の同相成分および直
交成分に対して、符号判定回路13,14によって符号
を判定して対応するデータ信号に変換し、データ出力端
子RDから出力する。なお、17はローパスフィルタ
9,10の出力を用いて搬送波の消滅を検出する搬送波
消滅判定回路、18は商用周波逓倍回路、19はπ/2
移相回路、20はオアゲート、CDは搬送波検出端子で
ある。
In FIG. 5, a carrier signal transmitted via a distribution line L is received, and a band-pass filter 6 allows only a reception signal in a required frequency band to pass therethrough. The connection removes the broadband harmonics and detects the carrier signal with a stable gain, performs multiplication detection with the in-phase detector 7 and the quadrature-phase detector 8, respectively, and passes the low-pass filters 10 and 9 to remove high-frequency components. In the quadrant multiplier 11 and the phase correction data storage circuit 12, an operation for correcting the orthogonal axis is performed. The in-phase component and the quadrature component of the signal thus obtained are subjected to sign judgment by the sign judgment circuits 13 and 14 to be converted into corresponding data signals, and output from the data output terminal RD. Reference numeral 17 denotes a carrier wave disappearance determination circuit for detecting the disappearance of the carrier wave using the outputs of the low-pass filters 9 and 10, 18 a commercial frequency multiplier, and 19 a π / 2.
A phase shift circuit, 20 is an OR gate, and CD is a carrier detection terminal.

【0026】図5に示される電力線搬送信号受信回路
は、バンドパスフィルタ6および商用周波逓倍回路18
を除いてソフトウエア(コンピュータ)により構成する
ことができる。図6はソフトウエアにより構成された電
力線搬送信号受信回路の動作を示すフローチャートであ
る。バンドパスフィルタ6の出力をサンプリングするご
とに割り込み処理により図6の動作を行う。ステップ1
でA/D変換処理を行い、ステップ2で差分フィルタ処
理を行い、ステップ3で搬送波検出中のフラグがセット
されているか否かを判別し、セットされていなければ、
ステップ4に進んで搬送波到来判定処理を行う。その結
果、搬送波到来を判定すると、ステップ5を経てステッ
プ6に進み、搬送波検出端子CDの出力をハイレベルに
し、搬送波検出中のフラグをセットする。このフラグの
セットは積分器3のスイッチSWのオンに相当する。同
時に、ステップ8で強制復帰用時限回路5に相当するタ
イマをリセットし、タイマの計時を開始する。搬送波検
出中のフラグがセットされていなければ、ステップ9か
らステップ11へ進み、レジスタAを0にし、搬送波検
出中のフラグがセットされていれば、ステップ9からス
テップ10へ進み、レジスタAに商用周波の1周期前の
積分器3の出力を格納する。そして、ステップ12で差
分フィルタ2の出力とレジスタAの値とを加算して、積
分器3の出力として出力する。この出力に対してステッ
プ13でバンドパスフィルタ処理を行い、ステップ14
で同期検波処理(検波器7,8での処理に相当する)を
行い、ステップ15でローパスフィルタ処理(ローパス
フィルタ9,10での処理に相当する)を行い、ステッ
プ16で位相補正処理(4象限掛算器11および記憶回
路12による処理)を行い、ステップ17でデータ出力
端子RDから同相データ信号と直交相データ信号を出力
する。ステップ18を経てステップ19で強制復帰用の
タイマを歩進させた後、ステップ20で搬送波消滅判定
処理を行う。その結果、ステップ21で搬送波の消滅を
判定すると、ステップ23で搬送波検出端子CDの出力
をローレベルに復帰させ、ステップ24で搬送波検出中
のフラグのセットをクリアし、この割り込み処理を終了
する。ステップ21で搬送波の消滅を判定しない場合で
も、ステップ22で強制復帰用のタイマがタイムアップ
すると、ステップ23で搬送波検出端子CDの出力をロ
ーレベルに復帰させ、ステップ24で搬送波検出中のフ
ラグのセットをクリアする。
The power line carrier signal receiving circuit shown in FIG. 5 includes a bandpass filter 6 and a commercial frequency multiplier 18.
Can be configured by software (computer) except for. FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the power line carrier signal receiving circuit constituted by software. Each time the output of the band pass filter 6 is sampled, the operation shown in FIG. Step 1
Performs A / D conversion processing in step 2, performs difference filter processing in step 2, determines whether or not a flag for detecting a carrier wave is set in step 3, and if not set,
Proceeding to step 4, a carrier arrival determination process is performed. As a result, when the arrival of the carrier wave is determined, the process proceeds to step 6 via step 5, sets the output of the carrier wave detection terminal CD to a high level, and sets a flag for detecting the carrier wave. The setting of this flag corresponds to turning on the switch SW of the integrator 3. At the same time, in step 8, the timer corresponding to the forced return timed circuit 5 is reset, and the timer starts counting. If the flag for detecting the carrier is not set, the process proceeds from step 9 to step 11 to set the register A to 0. If the flag for detecting the carrier is set, the process proceeds from step 9 to step 10 and the register A The output of the integrator 3 one cycle before the frequency is stored. Then, in step 12, the output of the difference filter 2 and the value of the register A are added and output as the output of the integrator 3. This output is subjected to band-pass filter processing in step 13 and
Performs synchronous detection processing (corresponding to processing in the detectors 7 and 8), performs low-pass filter processing (corresponds to processing in the low-pass filters 9 and 10) in step 15, and performs phase correction processing (4 in step 16). The processing by the quadrant multiplier 11 and the storage circuit 12) is performed, and in step 17, an in-phase data signal and a quadrature-phase data signal are output from the data output terminal RD. After increasing the timer for forced return in step 19 after step 18, a carrier wave disappearance determination process is performed in step 20. As a result, when it is determined in step 21 that the carrier wave has disappeared, the output of the carrier wave detection terminal CD is returned to low level in step 23, the flag for detecting the carrier wave is cleared in step 24, and this interrupt processing ends. Even if it is not determined in step 21 that the carrier wave disappears, if the timer for forced return is timed out in step 22, the output of the carrier detection terminal CD is returned to low level in step 23, Clear the set.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電力線搬送方式に必要な電力波の高調波の除去特性、な
らびに、高速データ伝送のための広帯域信号伝送特性の
両立を可能とする広帯域高調波除去フィルタを提供する
ことができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a broadband harmonic elimination filter capable of achieving both the elimination of harmonics of a power wave required for a power line carrier system and the wideband signal transmission characteristic for high-speed data transmission.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の一形態である、電力線搬送信号
受信用の広帯域高調波除去フィルタを示すブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram showing a broadband harmonic rejection filter for receiving a power line carrier signal according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す広帯域高調波除去フィルタの動作を
説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the operation of the broadband harmonic elimination filter shown in FIG.

【図3】差分フィルタの構成および伝達特性を示す図で
ある。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration and a transfer characteristic of a differential filter.

【図4】積分器の構成および伝達特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration and a transfer characteristic of an integrator.

【図5】本発明による広帯域高調波除去フィルタを用い
て構成した電力線搬送信号受信回路の一例を示すブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a power line carrier signal receiving circuit constituted by using a broadband harmonic elimination filter according to the present invention.

【図6】図5の電力線搬送信号受信回路をソフトウエア
により構成した場合の動作の一例を示すフローチャート
である。
6 is a flowchart illustrating an example of an operation when the power line carrier signal receiving circuit in FIG. 5 is configured by software.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 広帯域高調波除去フィルタ 2 差分フィルタ 3 積分器 4 搬送波到来判定回路 5 強制復帰用時限回路 6 バンドパスフィルタ 7 検波器 8 検波器 9 ローパスフィルタ 10 ローパスフィルタ 11 4象限掛算器 12 記憶回路 13 符号判定回路 14 符号判定回路 17 搬送波消滅判定回路 18 商用周波逓倍回路 19 移相回路 A 無変調先行搬送波 D 遅延要素 F 標本化周波数 H 高調波 HC (z) 差分フィルタの伝達特性 HI (z) 積分器の伝達特性 HCI(z) 差分フィルタと積分器を縦続接続した場合
の伝達特性 I 反転回路 k 整数(単位時間) L 配電線路 RD データ出力端子 S データ信号 SW スイッチ X(z) 入力信号 Y(z) 出力信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Broadband harmonic elimination filter 2 Difference filter 3 Integrator 4 Carrier arrival decision circuit 5 Time limit circuit for forced return 6 Bandpass filter 7 Detector 8 Detector 9 Low pass filter 10 Low pass filter 11 4 Quadrant multiplier 12 Storage circuit 13 Sign judgment Circuit 14 Sign judgment circuit 17 Carrier extinction judgment circuit 18 Commercial frequency multiplication circuit 19 Phase shift circuit A Unmodulated preceding carrier D Delay element F Sampling frequency H Harmonic H C (z) Difference filter transfer characteristics H I (z) Integration Transfer characteristics H CI (z) Transfer characteristics when differential filter and integrator are cascaded I Inverting circuit k Integer (unit time) L Distribution line RD Data output terminal S Data signal SW Switch X (z) Input signal Y (Z) Output signal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関澤 学 宮城県仙台市青葉区一番町三丁目7番1号 東北電力株式会社内 (72)発明者 橋浦 嘉昭 宮城県仙台市青葉区一番町三丁目7番1号 東北電力株式会社内 (72)発明者 駒沢 聰 東京都品川区東五反田2丁目2番7号 大 崎電気工業株式会社内 (72)発明者 江守 崇 東京都品川区東五反田2丁目2番7号 大 崎電気工業株式会社内 (72)発明者 浜組 剛 東京都品川区東五反田2丁目2番7号 大 崎電気工業株式会社内 Fターム(参考) 5K046 AA03 BA00 BB05 PS01 PS05 PS11 PS51  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Manabu Sekizawa 3-7-1, Ichibancho, Aoba-ku, Sendai, Miyagi Prefecture Tohoku Electric Power Co., Inc. (72) Inventor Yoshiaki Hashiura Ichibancho, Aoba-ku, Sendai, Miyagi Prefecture 3-7-1, Tohoku Electric Power Co., Inc. (72) Inventor Satoshi Komazawa 2-7-1, Higashi-Gotanda, Shinagawa-ku, Tokyo (72) Inside Osaki Electric Industry Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Emori, Higashi-Gotanda, Shinagawa-ku, Tokyo 2-7-2 Osaki Electric Industry Co., Ltd. (72) Inventor Tsuyoshi Hamagumi 2-2-7 Higashi Gotanda, Shinagawa-ku, Tokyo F-term within Osaki Electric Industry Co., Ltd. 5K046 AA03 BA00 BB05 PS01 PS05 PS11 PS51

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電力線路の電力波に重畳される搬送信号
を受信する際に、前記電力波の高調波を広帯域に除去す
る広帯域高調波除去フィルタであって、前記電力波の周
波数に同期して、現時点の受信信号から前記電力波周波
数の1周期前の受信信号を減算する差分フィルタ処理手
段と、該差分フィルタ処理手段の出力を、前記搬送信号
の到来を検出しない時には積分せずにそのまま出力し、
前記搬送信号の到来を検出した時には前記電力波周波数
の1周期前から積分して出力する積分手段とを有するこ
とを特徴とする広帯域高調波除去フィルタ。
1. A broadband harmonic elimination filter for removing a harmonic of the power wave in a wide band when receiving a carrier signal superimposed on the power wave of the power line, wherein the filter synchronizes with a frequency of the power wave. A difference filter processing means for subtracting the received signal one cycle before the power wave frequency from the received signal at the present time; and an output of the difference filter processing means without integrating when the arrival of the carrier signal is not detected. Output,
And an integrating means for integrating and outputting one cycle before the power wave frequency when the arrival of the carrier signal is detected.
【請求項2】 前記搬送信号の到来検出を前記差分フィ
ルタ処理手段の出力を用いて行うようにした請求項1記
載の広帯域高調波除去フィルタ。
2. The broadband harmonic elimination filter according to claim 1, wherein the arrival of the carrier signal is detected using an output of the difference filter processing means.
【請求項3】 前記搬送信号の到来を検出した時から一
定時限後に、前記積分手段を、入力を積分せずにそのま
ま出力する状態に復帰させるようにした請求項1記載の
広帯域高調波除去フィルタ。
3. The wideband harmonic rejection filter according to claim 1, wherein the integration means is returned to a state in which the input is not integrated but output as it is after a fixed time period from when the arrival of the carrier signal is detected. .
【請求項4】 前記搬送信号の到来検出以後、該搬送信
号の消滅を検出した時に、前記積分手段を、入力を積分
せずにそのまま出力する状態に復帰させるようにした請
求項1記載の広帯域高調波除去フィルタ。
4. The wide band according to claim 1, wherein, after detecting the arrival of the carrier signal, when the disappearance of the carrier signal is detected, the integration means is returned to a state where the input is output without integrating the input. Harmonic rejection filter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023206876A1 (en) * 2022-04-27 2023-11-02 杭州禾迈电力电子股份有限公司 Power line carrier communication apparatus, method and system

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