JP2003174387A

JP2003174387A - ハイブリッド回路およびそれを用いた電力線搬送用モデム

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Publication number: JP2003174387A
Application number: JP2002230474A
Authority: JP
Inventors: Takashi Maebatake; 貴前畠; Yasunori Abe; 保範安部; Masashi Kuwabara; 昌史桑原; Yukihisa Shinoda; 雪久篠田
Original assignee: Tokyo Electric Power Co Inc; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2002-08-07
Publication date: 2003-06-20
Also published as: WO2003030398A1

Abstract

(57)【要約】【課題】特性インピーダンスが不定の伝送線路と信号送
信部と信号受信部とを結合することのできるハイブリッ
ド回路が望まれていた。【解決手段】電磁結合された対をなす第１コイル４１お
よび第２コイル４２を有する回路により、送信機１０１
が接続される送信端子１と、受信機１０２が接続される
受信端子２と、電力線路１０３が接続される入出力端子
３とを接続する。そして受信端子２から送信端子１を見
た第１回路と、受信端子２から接地電位を見た第２回路
とが対称になるように、第１回路に対して可変抵抗器７
を接続する。可変抵抗器７の抵抗値を電力線路１０３の
インピーダンスと等しくすることにより、ハイブリッド
回路１０は良好に送信端子１、受信端子２および入出力
端子３を結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電力線等の伝送
線路を用いて通信を行う際に必要なモデムに関し、特
に、送信部、受信部および伝送線路の３つを結合するた
めのハイブリッド回路に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】音声
通話用の電話回線を利用して高速データ通信を行うＡＤ
ＳＬや、ＣＡＴＶ線を利用して高速データ通信を行う技
術等の既設の伝送線路を活用する高速データ通信技術が
種々提案され、実用化されている。既設の伝送線路とし
て、電力線に着目すると、電力線は至る所に敷設されて
おり、これを通信用の伝送線路に利用できれば、至る所
へ高速で情報を伝送でき、また至る所で情報を短時間に
受信することが可能である。

【０００３】電力線を通信線路として利用するには、電
力線搬送用モデムを作り、電力線に通信信号を送出する
と共に、電力線に重畳された通信信号を分離して取り出
す必要がある。通常、電力線には、本来の使用目的であ
る電力供給の必要な様々な機器が接続されており、電力
線の特性インピーダンスは周波数毎に大きく異なってい
る。このような線路にモデムを接続して通信する場合、
モデムの入出力インピーダンスと電力線の特性インピー
ダンスとが一致（整合）せず、接続場所によってうまく
通信ができないことがある。

【０００４】より具体的に述べると、通常、モデムの入
出力インピーダンスは、伝送線路の特性インピーダンス
と同じ（整合する）値になるように設計する必要があ
る。ところが、電力線は元々データ通信を行うために線
路が設計されていないため、線路の特性インピーダンス
はいくらになるか不定である。かかる電力線に対し、一
定の入出力インピーダンスを有するモデムを接続してデ
ータ通信を行おうとすると、電力線の特性インピーダン
スとモデムの入出力インピーダンスとが整合せずに、主
として以下の３つの問題が生じる。すなわち、（１）モデムから信号を送信しようとしても、電力線に
信号が反射されて出力できない。

【０００５】（２）モデムから送信されて電力線で反射
された信号はモデムの受信部に回り込み、受信性能を悪
化させる。（３）電力線からの信号を受信しようとしても、信号が
モデムで反射されてモデムに入力されない。そこでこの
発明は伝送線路の特性インピーダンスが不定であって
も、その伝送線路を用いて信号の送受信を良好に行える
モデムを提供することである。

【０００６】またこの発明の他の目的は、特性インピー
ダンスが不定の伝送線路と信号送信部と信号受信部とを
結合することのできるハイブリッド回路を提供すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段および発明の効果】請求項
１記載の発明は、送信機が接続される送信端子と、受信
機が接続される受信端子と、伝送線路が接続される入出
力端子とを結合するためのハイブリッド回路であって、
電磁結合された第１コイルおよび第２コイルを有し、第
１コイルを介して送信端子と受信端子とを接続する第１
回路が形成され、第２コイルを介してアース電位と受信
端子とを接続する第２回路が形成され、第２回路には、
伝送線路が接続される入出力端子が設けられており、第
１回路には、入出力端子に接続される伝送線路のインピ
ーダンスと所定の条件での整合がとれるように調整でき
る可変インピーダンス回路が接続されていることを特徴
とするハイブリッド回路である。

【０００８】請求項２記載の発明は、前記第１回路は第
１コイルと受信端子との間に第１コイルの巻数に応じた
第１インピーダンスを有し、前記第２回路は第２コイル
と受信端子との間に第２コイルの巻数に応じた第２イン
ピーダンスを有し、第２コイルと第２インピーダンスと
の間には前記入出力端子が設けられ、第１コイルと第１
インピーダンスとの間には前記可変インピーダンス回路
の一端が接続され、その他端は接地電位に接続されてい
ることを特徴とする、請求項１記載のハイブリッド回路
である。

【０００９】請求項３記載の発明は、前記可変インピー
ダンス回路は、入出力端子に接続される伝送線路が電力
線である場合、数Ω〜１ｋΩの範囲で調整可能であるこ
とを特徴とする請求項１または２記載のハイブリッド回
路である。請求項４記載の発明は、前記可変インピーダ
ンス回路は、インピーダンス値を連続的に変化させるこ
とができることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか
に記載のハイブリッド回路である。

【００１０】請求項５記載の発明は、前記可変インピー
ダンス回路は、インピーダンス値を予め定める複数の値
のいずれかに切り換えることができることを特徴とす
る、請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッド回路
である。請求項６記載の発明は、前記受信端子に接続さ
れ、受信端子で受信される信号の各周波数毎のＳＩＮＲ
（Signal to Interference plus Noise Ratio)を計算す
る手段と、各周波数毎のＳＩＮＲの和が最大になるよう
に前記可変インピーダンス回路の値を調整する手段とを
さらに含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか
に記載のハイブリッド回路である。

【００１１】請求項７記載の発明は、前記受信端子に接
続され、受信端子に流れ込む送信信号の電力を測定する
手段と、測定手段で測定される送信信号の電力が最小と
なるように前記可変インピーダンス回路の値を調整する
手段とをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜５の
いずれかに記載のハイブリッド回路である。請求項８記
載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載のハイブリ
ッド回路を有する不平衡信号用の電力線搬送用モデムで
ある。

【００１２】請求項９記載の発明は、送信機が接続され
る一対の送信端子と、受信機が接続される一対の受信端
子と、伝送線路が接続される一対の入出力端子とを結合
するためのハイブリッド回路であって、電磁結合された
第１コイルおよび第２コイルを有し、第１コイルを介し
て一方の送信端子と一方の受信端子とを接続する第１回
路が形成され、第２コイルを介して共通端子と前記一方
の受信端子とを接続する第２回路が形成されており、電
磁結合された第３コイルおよび第４コイルを有し、第３
コイルを介して他方の送信端子と他方の受信端子とを接
続する第３回路が形成され、第４コイルを介して前記共
通端子と前記他方の受信端子とを接続する第４回路が形
成され、第２回路には、伝送線路が接続される一方の入
出力端子が設けられ、第４回路には、伝送線路が接続さ
れる他方の入出力端子が設けられており、第１回路と第
３回路とは、インピーダンス回路によって接続されてい
ることを特徴とする、ハイブリッド回路である。

【００１３】請求項１０記載の発明は、前記インピーダ
ンス回路は、一対の入出力端子に接続される伝送線路の
インピーダンスと所定の条件での整合がとれるように調
整できることを特徴とする、請求項９記載のハイブリッ
ド回路である。請求項１１記載の発明は、前記第１回路
は第１コイルと一方の受信端子との間に第１コイルの巻
数に応じた第１インピーダンスを有し、前記第２回路は
第２コイルと一方の受信端子との間に第２コイルの巻数
に応じた第２インピーダンスを有し、前記第２コイルと
第２インピーダンスとの間に一方の入出力端子が設けら
れ、前記第３回路は第３コイルと他方の受信端子との
間に第３コイルの巻数に応じた第３インピーダンスを有
し、前記第４回路は第４コイルと他方の受信端子との間
に第４コイルの巻数に応じた第４インピーダンスを有
し、第４コイルと第４インピーダンスとの間に他方の入
出力端子が設けられ、第１コイルと第１インピーダンス
との間および第３コイルと第３インピーダンスとの間
が、前記インピーダンス回路で接続されていることを特
徴とする、請求項９または１０記載のハイブリッド回路
である。

【００１４】請求項１２記載の発明は、前記第１回路と
第３回路、および、前記第２回路と第４回路は、それぞ
れ、等しい構成であることを特徴とする、請求項９〜１
１のいずれかに記載のハイブリッド回路である。請求項
１３記載の発明は、前記インピーダンス回路は、入出力
端子に接続される伝送線路が電力線である場合、数Ω〜
１ｋΩの範囲で調整可能であることを特徴とする請求項
１０〜１３のいずれかに記載のハイブリッド回路であ
る。

【００１５】請求項１４記載の発明は、前記可変インピ
ーダンス回路は、インピーダンス値を連続的に変化させ
ることができることを特徴とする、請求項１０〜１３の
いずれかに記載のハイブリッド回路である。請求項１５
記載の発明は、前記可変インピーダンス回路は、インピ
ーダンス値を予め定める複数の値のいずれかに切り換え
ることができることを特徴とする、請求項１０〜１３の
いずれかに記載のハイブリッド回路である。

【００１６】請求項１６記載の発明は、前記一対の受信
端子に接続され、一対の受信端子で受信される信号の各
周波数毎のＳＩＮＲ（Signal to Interference plus No
iseRatio)を計算する手段と、各周波数毎のＳＩＮＲ
の和が最大になるように前記可変インピーダンス回路の
値を調整する手段とをさらに含むことを特徴とする、請
求項１０〜１５のいずれかに記載のハイブリッド回路で
ある。請求項１７記載の発明は、前記一対の受信端子に
接続され、一対の受信端子に流れ込む送信信号の電力を
測定する手段と、測定手段で測定される送信信号の電力
が最小となるように前記可変インピーダンス回路の値を
調整する手段とをさらに含むことを特徴とする、請求項
１０〜１５のいずれかに記載のハイブリッド回路であ
る。

【００１７】請求項１８記載の発明は、請求項９〜１７
のいずれかに記載のハイブリッド回路を有する平衡信号
用の電力線搬送用モデムである。請求項１〜７の構成の
ハイブリッド回路は、同軸ケーブル等のアースを必要と
する伝送線路が接続される不平衡信号用の回路である。
この回路は、可変インピーダンス回路の値を入出力端子
に接続される伝送線路のインピーダンスと等しい値にす
ることにより、送信端子に与えられる送信信号が良好に
入出力端子から伝送線路へと出力され、また、伝送線路
から入出力端子を介して受信端子へ入力する信号に送信
信号が回り込むのを防止することができる。

【００１８】請求項３記載のように、入出力端子に接続
される伝送線路が電力線の場合、可変インピーダンス回
路は、インピーダンスを数Ω〜数百Ω、高くても１ｋΩ
までの範囲で調整できばよく、簡単な構成で実現でき
る。また、請求項４記載のように、可変インピーダンス
回路を、たとえば可変抵抗器等を含む構成とし、そのイ
ンピーダンス値を連続的に変化させることができる回路
とすれば、伝送線路のインピーダンスと等しい値に調整
することができる。

【００１９】可変インピーダンス回路は、また、請求項
５記載のように、インピーダンス値が予め定める複数の
値のいずれかに切り換えられる構成であってもよい。か
かる構成であれば、可変インピーダンス回路をより簡単
な構成にできる。すなわち、可変インピーダンス回路
は、たとえば可変抵抗器を含む回路とし、インピーダン
スの値を連続的に変化させることのできる構成とするこ
とができる。あるいはまた、可変インピーダンス回路
は、ｎ個（ｎは整数、かつ、ｎ≧２）のインピーダンス
と、これらｎ個のインピーダンスを選択的に接続する切
り換え手段とを有する回路とすることもできる。

【００２０】前者の場合、インピーダンスを連続的に変
化させ、伝送線路のインピーダンスと所定の条件での整
合がとれるように、たとえばほぼ等しい値にするように
調整できる。後者の場合、ｎ個のインピーダンスの中の
いずれかが接続されるように切り換えることによって、
伝送線路のインピーダンスと所定の条件での整合がとれ
るように調整できる。可変インピーダンス回路の値は、
たとえば受信端子で受信される受信信号における各周波
数別のＳＩＮＲの和が最大になるように調整（すなわ
ち、可変抵抗器等によりインピーダンスを所定の値にし
たり、ｎ個のインピーダンスのいずれかを選択して接続
するように切り換えること）するのが望ましい。かかる
調整は、請求項６記載の構成により実現することができ
る。

【００２１】可変インピーダンス回路の値は、また、請
求項７記載のように、受信端子に現れる信号のうちの送
信信号電力を測定し、それが最小となるように調整する
構成でもよい。かかる構成は、受信端子に現れる干渉電
力は、送信端子から受信端子への回り込み電力が支配的
と考えられる場合に有効である。請求項８記載のよう
に、請求項１〜７のいずれかに記載のハイブリッド回路
を用い、不平衡信号用の電力線搬送用モデムを構成する
ことができる。

【００２２】請求項９〜１７に記載のハイブリッド回路
は、いずれも、第１回路および第２回路に対称な第３回
路および第４回路を備えていることにより、平衡回路と
なり、平衡信号を入出力できる。すなわち、不平衡信号
を使用する際に用いられる請求項１〜７のいずれかに記
載のハイブリッド回路が、接地電位に対して折り返され
た回路となっていて、第１回路および第２回路と等しい
第３回路および第４回路が追加されている。この構成に
よれば、２つの信号の電位差（電圧差）で信号を送る平
衡信号に適したハイブリッド回路となる。

【００２３】このハイブリッド回路の動作は、不平衡信
号用のハイブリッド回路と同様である。また、インピー
ダンス回路は、確保したい送受アイソレーションの値に
よってはインピーダンスが固定の回路でもよいし、不平
衡信号用のハイブリッド回路と同様に、インピーダンス
を連続的に変化させることのできる回路を採用すること
ができるし、または、インピーダンスを間欠的に切り換
えることのできる回路を採用することもできる。

【００２４】また請求項９〜１７のハイブリッド回路を
用いると、請求項１８のように、平衡信号用の電力線搬
送用モデムを構成することができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下には、図面を参照して、この
発明の実施形態について具体的に説明をする。図１は、
この発明の第１の実施形態に係るハイブリッド回路１０
の回路図である。ハイブリッド回路１０は、送信機１０
１が接続される１つの送信端子１と、受信機１０２が接
続される１つの受信端子２と、電力線路１０３が接続さ
れる１つの入出力端子３とを有し、これら３つの端子
１，２，３をデータ通信に支障なく結合するための回路
である。

【００２６】ハイブリッド回路１０は、第１コイル４１
および第２コイル４２を有するコイル対４と２つの抵抗
５，６を含む。第１コイル４１の一端は送信端子１に接
続され、第１コイル４１の他端は抵抗５の一端に接続さ
れている。抵抗５の他端は抵抗６の一端に接続され、抵
抗６の他端は第２コイル４２の一端に接続され、第２コ
イル４２の他端はアース電位に接地されている。そして
抵抗５および６の接続点から受信端子２が延び出てい
る。つまり送信端子１と受信端子２とは第１コイル４１
および抵抗５が直列接続された第１回路で接続され、ア
ース電位と受信端子２とは第２コイル４２および抵抗６
が直列接続された第２回路で接続されている。

【００２７】そして、抵抗６と第２コイル４２との間に
は入出力端子３が設けられている。さらに、抵抗５と第
１コイル４１との接続点にはインピーダンス調整回路と
しての可変抵抗器７の一端が接続され、その他端はアー
ス電位に接地されている。対をなす第１コイル４１およ
び第２コイル４２は電磁結合されており、第１コイル４
１に電流が流れると、第２コイル４２には逆方向の誘導
電流が流れる構成である。

【００２８】すなわち送信端子１から第１コイル４１に
向かって電流が流れる場合、第２コイル４２からアース
に向かって電流が流れるように電磁結合されている。図
１に示すハイブリッド回路１０において、入出力端子３
に接続される電力線路１０３の特性インピーダンスは不
定である。電力線路１０３の特性インピーダンスとハイ
ブリッド回路１０の入出力インピーダンスとが整合され
ていない場合には、送信機１０１から送信端子１に与え
られる送信信号は電力線路１０３によって反射され、入
出力端子３から電力線路１０３へ進むことができないと
いう事態が生じる。反射された送信信号は送信端子１自
身へ戻るとともに受信端子２に与えられる。また、この
状況下で電力線路１０３からの信号を受信しようとした
場合、受信信号が入出力端子３で反射される。また、た
とえ受信信号が入出力端子３からハイブリッド回路１０
に入っても、受信端子２には受信信号とともに送信信号
が現れ、それら受信信号および送信信号が受信機１０２
に入力される。従って正常な受信をすることができな
い。

【００２９】そこで図１に示すハイブリッド回路１０で
は、可変抵抗器７によって電力線路１０３の特性インピ
ーダンスにハイブリッド回路１０の入出力インピーダン
スを合わせられるようにされている。すなわち、図１の
ハイブリッド回路１０における可変抵抗器７の値は、入
出力端子３に接続された電力線路１０３のインピーダン
スと等しくなるように調整される。よって送信端子１と
受信端子２との間には第１コイル４１、抵抗５および可
変抵抗器７が接続されており、第２コイル４２の接地側
と受信端子２との間には第２コイル４２、抵抗６および
電力線路１０３が接続されており、受信端子２からみて
送信端子１への第１回路と第２コイル４２の接地側への
第２回路とは対称な回路になっている。送信端子１に与
えられた信号電流が第１コイル４１を矢印方向へ流れ
ると、第１コイル４１に電磁結合された第２コイル４２
にはアース端子側へ矢印の電流が流れる。抵抗５を通
り矢印のように受信端子２に流れ込もうとする電流が
生じるが、第２コイル４２に流れる矢印の電流に起因
して、受信端子２から抵抗６を第２コイル４２側へ矢印
の電流が流れる。この結果、受信端子２に流れ込もう
とする矢印の電流と抵抗６を流れる矢印の電流とが
相殺される。よって、図１に示すハイブリッド回路１０
では、送信機１０１から送信端子１へ入力される送信信
号が、受信端子２へ流れ込むことはなく、入出力端子３
から電力線路１０３へと出力される。

【００３０】ところで、電力線路１０３は、元々特性イ
ンピーダンスが不定であることもあり、各周波数ごとの
特性インピーダンスは大きくばらついている。このため
通信信号帯域に含まれるすべての周波数に対して、可変
抵抗器７によって電力線路１０３のインピーダンスと完
全な整合を得ることは難しい。よって、実際に通信を行
いながら可変抵抗器７の値を変化させ、受信状況が最も
良くなる値に調整することになる。

【００３１】この発明に関連して、本願の発明者は、実
際の電力線のインピーダンスを測定したところ、図１０
に示すインピーダンス特性が得られた。図１０は、実際
の電力線１０３のインピーダンス特性の測定結果であ
り、横軸には周波数（ＭＨｚ）、縦軸にはインピーダン
ス（Ω）がとられている。図１０に示すように、３つの
測定点１，２，３において電力線１０３のインピーダン
スを測定したところ、そのインピーダンスは、たかだ
か、数Ω〜高くても１ｋΩ迄に納まっていることがわか
った。

【００３２】よって、この測定結果から、実際にハイブ
リッド回路１０を構成した場合において、可変抵抗器７
の可変範囲は０Ω〜∞Ω迄を実現する必要はなく、数Ω
〜高くても１ｋΩ迄の範囲を実現する構成としておけ
ば、実際上問題とはならない。次に、可変抵抗器７の値
の調整について説明する。図２は、可変抵抗器７の値を
自動調整できる回路を追加したハイブリッド回路１０Ａ
を示す回路図である。図２に示す回路において、図１と
同じ構成には同一番号が付されている。

【００３３】図２に示すハイブリッド回路１０Ａの特徴
は、受信機１０２で受信されて復調された信号の各周波
数別のＳＩＮＲを計算する回路１０４およびその計算回
路１０４の出力に基づいて可変抵抗器７の値を調整する
インピーダンス制御回路１０５が設けられていることで
ある。ここで、ＳＩＮＲとは、Signal to Interference
plus Noise Ratio のことであり、受信したい信号と干
渉波電力およびノイズ電力との比である。計算回路１０
４では、受信機１０２で復調された受信信号の周波数ご
とに、ＳＩＮＲを計算し、その和を求める。すなわち、
全ての通信周波数におけるSINRを積分する。そして、そ
れをインピーダンス制御回路１０５へ供給し、可変抵抗
器７の値が調整される。可変抵抗器７の値が調整され、
ＳＩＮＲ計算回路１０４の出力が最大値となったとき
に、可変抵抗器７の値は固定される。

【００３４】なお、受信機１０２の受信状況に応じて、
常に可変抵抗器７の値が微調整され続ける構成であって
もよい。図３は図２とは異なる可変抵抗器７の調整回路
を備えたハイブリッド回路１０Ｂを示す回路図である。
図１に示すハイブリッド回路１０において、受信信号が
悪化する主たる原因が、送信端子１から送られる信号が
受信端子２へ干渉電力として回り込むことであると考え
られる場合には、図３に示すように、受信端子２に電力
測定部１０６を接続し、電力測定部で送信信号と受信信
号とを分離して、送信信号の回り込む電力のみを測定す
る。そしてその測定電力が最小となるようにインピーダ
ンス制御回路１０５で可変抵抗器７の値を調整してもよ
い。なお、電力測定部１０６は、受信機１０２に内蔵さ
れていてもよいし、受信機１０２とは別構成であっても
よい。

【００３５】図３に示す電力測定部１０６の出力に基づ
いて可変抵抗器７の値を調整するやり方では、回路を簡
易にできるという利点がある。図１〜図３を参照して説
明したハイブリッド回路１０，１０Ａ，１０Ｂは、いず
れも、第１コイル４１と第２コイル４２との巻数が等し
く、抵抗５と抵抗６との値が等しくＲであるものとして
説明した。しかしながら、電磁結合された第１コイル４
１と第２コイル４２とは、必ずしも巻数比が１対１であ
る必要はない。要は、受信端子２から送信端子１および
アース端子を見たときの第１回路と第２回路との比率が
同じであればよい。すなわち、第１コイル４１と第２コ
イル４２との巻数比が１：Ｎのとき、抵抗５と抵抗６と
の値の比率は、１R ：ＮR （下付のＲは抵抗値の比率で
あることを示す）、となればよい。すなわち、抵抗５と
抵抗６との直列接続に対し、１：Ｎに内分するインピー
ダンス比の部分に受信端子２が設けられていればよい。

【００３６】また、図１〜３を参照して説明したハイブ
リッド回路１０，１０Ａ，１０Ｂは、それぞれ、送信端
子１、受信端子２および入出力端子３という３つのポー
トに接地電位を基準とした不平衡信号が与えられる際に
使用される回路を取り上げた。次に、平衡信号を用いる
場合のハイブリッド回路の構成を説明する。図４は、平
衡信号を用いる場合のこの発明に係るハイブリッド回路
１００の回路図である。図４に示す回路１００は、図１
で説明した回路１０を、接地電位に対して折り返した構
成になっている。

【００３７】すなわち、図４において、中央に横方向に
延びる１点鎖線の上部の回路は、図１に示す回路１０と
同様であり、１点鎖線の下部の回路は、上部の回路が１
点鎖線に対して線対称に折り返された構成をしている。
この回路１００において、１は送信端子、２は受信端
子、３は入出力端子であり、それぞれ一対備えられてい
る。そして、一方（上方）の送信端子１と一方（上方）
の受信端子２との間は、第１コイル４１と抵抗５の直列
接続を有する第１回路で接続され、接続点５０と一方
（上方）の受信端子２との間は第２コイル４２と抵抗６
の直列接続を有する第２回路で接続されている。また、
他方（下方）の送信端子１と他方（下方）の受信端子２
との間は、第１コイル４と抵抗５の直列接続を有する第
３回路で接続され、接続点５０と他方（下方）の受信端
子２との間は第２コイル４２と抵抗６の直列接続を有す
る第４回路で接続されている。そして、第１回路および
第３回路における第１コイル４１と抵抗５との接続点同
士が可変抵抗器７１，７２の直列接続で接続されてい
る。

【００３８】この回路の動作は、図１で説明したハイブ
リッド回路１０の動作と全く同じであり、直列接続され
た可変抵抗器７１，７２の値が入出力端子３に接続され
る電力線路のインピーダンスと等しくされることによ
り、送信端子１から送られる送信信号が受信端子２へ干
渉電力として流れ込むことはない。図５は、ＳＩＮＲ計
算回路１０４およびインピーダンス制御回路１０５を追
加した平衡信号用のハイブリッド回路１００Ａを示して
いる。図５の回路では、図４において直列接続されてい
た可変抵抗器７１，７２が１つの可変抵抗器７としてま
とめられた回路になっている。

【００３９】このハイブリッド回路１００Ａでも、受信
機１０２により復調された受信信号の各周波数別のＳＩ
ＮＲが計算回路１０４で計算され、すべての通信周波数
におけるＳＮＩＲを積分してそれが最も大きくなるよう
に、インピーダンス制御回路１０５により可変抵抗器７
の値が制御される。図６は、平衡信号用のハイブリッド
回路１００Ｂの効果確認実験を行った際の回路図を示
し、図７はその実験結果を示すグラフである。

【００４０】図６に示す回路は、ハイブリッド回路１０
０Ｂの入出力端子３に模擬電力線路として可変抵抗ＲＬ
を接続し、信号源１０７から信号を送信して電力測定器
１０８で受信端子２の電力を測定するものである。図７
のグラフで、線Ａは可変抵抗器７を最適な値に調整した
場合であり、線Ｂは可変抵抗器７の値を２Ｒに固定した
場合の実験結果である。可変抵抗器７の値を２Ｒに固定
した場合は、電力線路のインピーダンスＲＬが２００Ω
の時にだけ良好なアイソレーションが得られただけであ
るのに対し、可変抵抗器７を最適な値に調整した時に
は、電力線路のインピーダンスＲＬが変化しても常に良
好なアイソレーションが得られたことがわかる。

【００４１】なおこの実験は、一例として、各抵抗Ｒ＝
１００Ω、測定周波数４０ＭＨｚで行ったものである。
ところで、図７のグラフを別の側面から捉えると、可変
抵抗器７の値を２Ｒに固定した場合は、電力線のインピ
ーダンスＲＬが１５０Ω〜２７０Ωという１２０Ωの範
囲では、３０ｄＢの送受アイソレーションを確保できる
ことを示している。また、電力線のインピーダンスＲＬ
が変化しても、少なくとも１６〜１７ｄＢの送受アイソ
レーションが確保できることを示している。

【００４２】このことは、送信機や受信機等の機器が要
求するアイソレーションが、たとえば３０ｄＢと設定さ
れているならば、図８に示すように、可変抵抗器７の値
を間欠的に切り換えることにより、アイソレーションを
常に３０ｄＢ以上に保つことが可能であることを意味し
ている。具体的には、この実験例の場合、上述したよう
に、１５０Ω〜２７０Ωという１２０Ωの範囲では、ア
イソレーションが３０ｄＢ以上を実現できるから、電力
線のインピーダンスＲＬが０Ω〜１ｋΩの範囲であるな
ら、（１ｋΩ−０Ω）／１２０Ω＝９であるから、９個
の抵抗器を順に切り換える回路を用いることにより、図
８の線Ｃで示す送受アイソレーション特性を実現できる
ことがわかった。

【００４３】図９は、上述の考察に基づいて具現化した
この発明の他の実施形態にかかるハイブリッド回路２０
の回路図である。図９に示すハイブリッド回路２０は、
図１に示すハイブリッド回路１０において、可変抵抗器
７の代わりに抵抗切換回路７００が備えられている点を
除いて、図１に示すハイブリッド回路と同じ構成であ
る。従って、図１に示す回路と同一部分には、同一番号
を付してここでの説明は省略する。

【００４４】図９のハイブリッド回路２０では、抵抗切
換回路７００の一端が抵抗５と第１コイル４１との接続
点に接続され、抵抗切換回路７００の他端はアース電位
に接地されている。抵抗切換回路７００には、ｎ個（ｎ
は整数、かつ、ｎ≧２）の抵抗Ｒ₁，Ｒ₂，…，Ｒ
_nと、ｎ個の抵抗Ｒ₁〜Ｒ_nのいずれかを選択して接続
するための切り換えスイッチＳＷとが備えられている。
よって切り換えスイッチＳＷによりｎ個の抵抗の中のい
ずれかを選択して接続することにより、可変インピーダ
ンス回路としての抵抗切換回路７００のインピーダンス
を、入出力端子３に接続される電力線１０３のインピー
ダンスと所定の条件での整合がとれるように調整するこ
とができる。

【００４５】また、確保したい送受アイソレーション
が、たとえば１０ｄＢであるならば、図７から明らかな
通り、インピーダンス値を固定したハイブリッド回路に
よっても本発明は実施できる。この場合、インピーダン
ス値としては数Ω〜１ｋΩの範囲が好ましく、たとえば
５１Ωと設定しておくと良い。このインピーダンス値を
固定したハイブリッド回路は、図４，図５，図６の各ハ
イブリッド回路において、可変抵抗器を固定インピーダ
ンス回路に置換することにより実現するのが好ましい。

【００４６】図９で説明した可変インピーダンス回路と
しての抵抗切換回路７００は、図２に示すハイブリッド
回路１０Ａの可変抵抗器７と置換可能である。図２の回
路において、可変抵抗器７に代えて抵抗切換回路７００
を設けた場合、インピーダンス制御回路１０５によって
抵抗切換回路７００の切り換えスイッチＳＷが切り換え
られるようにすればよい。同様に、図９で説明した抵抗
切換回路７００は、図３に示すハイブリッド回路１０Ｂ
の可変抵抗器７、図４に示すハイブリッド回路１００の
可変抵抗器７１，７２、図５に示すハイブリッド回路１
００Ａの可変抵抗器７、図６に示すハイブリッド回路１
００Ｂの可変抵抗器７と、それぞれ、置換可能である。
なお、抵抗切換回路７００を各ハイブリッド回路に設け
た場合、抵抗切換回路７００が有する抵抗の数やその値
は、回路に要求される伝送線路とのインピーダンス整合
条件や、アイソレーション特性により具体的に決定され
ることになる。

【００４７】上述の不平衡信号用および平衡信号用の各
実施形態では、可変抵抗器７を有するハイブリッド回路
を取り上げたが、可変抵抗器７に代え、可変インピーダ
ンス回路を用いてもよい。すなわち、抵抗ではなく、任
意のインピーダンスを用い、その任意のインピーダンス
が可変可能な可変インピーダンス回路により、この発明
に係るハイブリッド回路を得ることができる。また、上
述の実施形態において抵抗切換回路７００が採用された
ハイブリッド回路では、抵抗切換回路をインピーダンス
切換回路としてもよい。すなわち、ｎ個の抵抗ではな
く、ｎ個の任意インピーダンスを切り換えできるハイブ
リッド回路としてもよい。

【００４８】この発明は、特許請求の範囲のいずれかの
請求項記載の回路構成要素を含んでいればよく、必要に
応じて回路素子が追加されてもよい。その他この発明
は、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能であ
り、上述の実施形態に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態に係るハイブリッド
回路１０の回路図である。

【図２】可変抵抗器７の値を自動調整できる回路を追加
したハイブリッド回路１０Ａを示す回路図である。

【図３】可変抵抗器７の調整回路を備えた他のハイブリ
ッド回路１０Ｂの構成を示す回路図である。

【図４】平衡信号を用いる場合のハイブリッド回路１０
０の回路図である。

【図５】ＳＩＮＲ計算回路およびインピーダンス制御回
路を追加した平衡信号用のハイブリッド回路１００Ａの
回路図である。

【図６】平衡信号用のハイブリッド回路１００Ｂの効果
確認実験を行った際の回路図である。

【図７】図６に示す回路の実験結果を示すグラフであ
る。

【図８】切り換え式インピーダンス回路を用いたときの
電力線路のインピーダンスＲＬと送受アイソレーション
との関係を示すグラフである。

【図９】この発明の他の実施形態にかかるハイブリッド
回路の回路図である。

【図１０】実際の電力線路のインピーダンス特性の測定
結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１送信回路２受信端子３入出力端子５，６抵抗７可変抵抗器１０，１０Ａ，１０Ｂ，２０，１００，１００Ａ，１０
０Ｂハイブリッド回路４１，４２コイル１０１送信機１０２受信機１０３電力線路１０４計算回路１０５インピーダンス制御回路１０６電力測定部

フロントページの続き (72)発明者安部保範東京都千代田区内幸町１丁目１番３号東京電力株式会社内 (72)発明者桑原昌史東京都千代田区内幸町１丁目１番３号東京電力株式会社内 (72)発明者篠田雪久東京都千代田区内幸町１丁目１番３号東京電力株式会社内Ｆターム(参考） 5K046 AA03 BA03 BB05 CC01 CC21 PS06 PS15 PS24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信機が接続される送信端子と、受信機が
接続される受信端子と、伝送線路が接続される入出力端
子とを結合するためのハイブリッド回路であって、電磁結合された第１コイルおよび第２コイルを有し、第１コイルを介して送信端子と受信端子とを接続する第
１回路が形成され、第２コイルを介してアース電位と受信端子とを接続する
第２回路が形成され、第２回路には、伝送線路が接続される入出力端子が設け
られており、第１回路には、入出力端子に接続される伝送線路のイン
ピーダンスと所定の条件での整合がとれるように調整で
きる可変インピーダンス回路が接続されていることを特
徴とするハイブリッド回路。
【請求項２】前記第１回路は第１コイルと受信端子との
間に第１コイルの巻数に応じた第１インピーダンスを有
し、前記第２回路は第２コイルと受信端子との間に第２コイ
ルの巻数に応じた第２インピーダンスを有し、第２コイルと第２インピーダンスとの間には前記入出力
端子が設けられ、第１コイルと第１インピーダンスとの間には前記可変イ
ンピーダンス回路の一端が接続され、その他端は接地電
位に接続されていることを特徴とする、請求項１記載の
ハイブリッド回路。
【請求項３】前記可変インピーダンス回路は、入出力端
子に接続される伝送線路が電力線である場合、数Ω〜１
ｋΩの範囲で調整可能であることを特徴とする請求項１
または２記載のハイブリッド回路。
【請求項４】前記可変インピーダンス回路は、インピー
ダンス値を連続的に変化させることができることを特徴
とする、請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッド
回路。
【請求項５】前記可変インピーダンス回路は、インピー
ダンス値を予め定める複数の値のいずれかに切り換える
ことができることを特徴とする、請求項１〜３のいずれ
かに記載のハイブリッド回路。
【請求項６】前記受信端子に接続され、受信端子で受信
される信号の各周波数毎のＳＩＮＲ（Signal to Interf
erence plus Noise Ratio)を計算する手段と、各周波数毎のＳＩＮＲの和が最大になるように前記可変
インピーダンス回路の値を調整する手段とをさらに含む
ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のハ
イブリッド回路。
【請求項７】前記受信端子に接続され、受信端子に流れ
込む送信信号の電力を測定する手段と、測定手段で測定される送信信号の電力が最小となるよう
に前記可変インピーダンス回路の値を調整する手段とを
さらに含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか
に記載のハイブリッド回路。
【請求項８】請求項１〜７のいずれかに記載のハイブリ
ッド回路を有する不平衡信号用の電力線搬送用モデム。
【請求項９】送信機が接続される一対の送信端子と、受
信機が接続される一対の受信端子と、伝送線路が接続さ
れる一対の入出力端子とを結合するためのハイブリッド
回路であって、電磁結合された第１コイルおよび第２コイルを有し、第
１コイルを介して一方の送信端子と一方の受信端子とを
接続する第１回路が形成され、第２コイルを介して共通
端子と前記一方の受信端子とを接続する第２回路が形成
されており、電磁結合された第３コイルおよび第４コイルを有し、第
３コイルを介して他方の送信端子と他方の受信端子とを
接続する第３回路が形成され、第４コイルを介して前記
共通端子と前記他方の受信端子とを接続する第４回路が
形成され、第２回路には、伝送線路が接続される一方の入出力端子
が設けられ、第４回路には、伝送線路が接続される他方
の入出力端子が設けられており、第１回路と第３回路とは、インピーダンス回路によって
接続されていることを特徴とする、ハイブリッド回路。
【請求項１０】前記インピーダンス回路は、一対の入出
力端子に接続される伝送線路のインピーダンスと所定の
条件での整合がとれるように調整できることを特徴とす
る、請求項９記載のハイブリッド回路。
【請求項１１】前記第１回路は第１コイルと一方の受信
端子との間に第１コイルの巻数に応じた第１インピーダ
ンスを有し、前記第２回路は第２コイルと一方の受信端子との間に第
２コイルの巻数に応じた第２インピーダンスを有し、前記第２コイルと第２インピーダンスとの間に一方の入
出力端子が設けられ、前記第３回路は第３コイルと他方の受信端子との間に第
３コイルの巻数に応じた第３インピーダンスを有し、前記第４回路は第４コイルと他方の受信端子との間に第
４コイルの巻数に応じた第４インピーダンスを有し、第４コイルと第４インピーダンスとの間に他方の入出力
端子が設けられ、第１コイルと第１インピーダンスとの間および第３コイ
ルと第３インピーダンスとの間が、前記インピーダンス
回路で接続されていることを特徴とする、請求項９また
は１０記載のハイブリッド回路。
【請求項１２】前記第１回路と第３回路、および、前記
第２回路と第４回路は、それぞれ、等しい構成であるこ
とを特徴とする、請求項９〜１１のいずれかに記載のハ
イブリッド回路。
【請求項１３】前記インピーダンス回路は、入出力端子
に接続される伝送線路が電力線である場合、数Ω〜１ｋ
Ωの範囲で調整可能であることを特徴とする請求項１０
〜１３のいずれかに記載のハイブリッド回路。
【請求項１４】前記可変インピーダンス回路は、インピ
ーダンス値を連続的に変化させることができることを特
徴とする、請求項１０〜１３のいずれかに記載のハイブ
リッド回路。
【請求項１５】前記可変インピーダンス回路は、インピ
ーダンス値を予め定める複数の値のいずれかに切り換え
ることができることを特徴とする、請求項１０〜１３の
いずれかに記載のハイブリッド回路。
【請求項１６】前記一対の受信端子に接続され、一対の
受信端子で受信される信号の各周波数毎のＳＩＮＲ（Si
gnal to Interference plus Noise Ratio)を計算する手
段と、各周波数毎のＳＩＮＲの和が最大になるように前記可変
インピーダンス回路の値を調整する手段とをさらに含む
ことを特徴とする、請求項１０〜１５のいずれかに記載
のハイブリッド回路。
【請求項１７】前記一対の受信端子に接続され、一対の
受信端子に流れ込む送信信号の電力を測定する手段と、測定手段で測定される送信信号の電力が最小となるよう
に前記可変インピーダンス回路の値を調整する手段とを
さらに含むことを特徴とする、請求項１０〜１５のいず
れかに記載のハイブリッド回路。
【請求項１８】請求項９〜１７のいずれかに記載のハイ
ブリッド回路を有する平衡信号用の電力線搬送用モデ
ム。