【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モデム信号（搬送波信号）を電灯線（商用電源ライン）に重畳して伝送するＰＬＣモデム（電灯線搬送通信装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＰＬＣモデムを図２に示す。１００は送信機、受信機、又は送受信器などの通信機で、送受信端ａ−ａにおいて電灯線Ｌに接続される。Ｖｓは送受信端ａ−ａ間に現れる送受信端電圧である。Ｚ０は通信機１００のインピーダンスを表し、ＺＬは電灯線Ｌのインピーダンスを表す。なお、通信機１００が送信機である場合は、インピーダンスＺＬに直列に信号源電圧ＥＴが存在することとなる。
【０００３】
電灯線Ｌの送受信端インピーダンスを変更するためのインピーダンス変更手段１０２が設けられる。このインピーダンス変更手段１０２は、インピーダンス素子を電灯線Ｌに対して直列又は並列に接続することにより、電灯線Ｌの送受信端ａ−ａにおけるインピーダンスを変更する。さらに、電灯線ＬのインピーダンスＺＬを計測するインピーダンス軽装手段１０３と、インピーダンス調整手段１０４とが設けられる。
【０００４】
電灯線Ｌに電化機器などが接続又は切り離されることにより電灯線ＬのインピーダンスＺＬが変動すると、インピーダンス計測手段１０３により計測したインピーダンスの値が変動する。インピーダンス調整手段１０４は計測されたインピーダンスにに基づいて、送受信端電圧ＶＳが所定値となるようにインピーダンス変更手段１０２を制御する。これにより、電灯線ＬのインピーダンスＺＬが変動しても、通信機１００の送受信電圧ＶＳを大きく保つことができ、良好な通信を常に行うことができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−０４１１５１号公報（図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の構成では、電灯線ＬのインピーダンスＺＬが変動しても、通信機１００の送受信電圧ＶＳを大きく保つようにしているが、そのためにインピーダンス変更手段１０２、インピーダンス計測手段１０３、インピーダンス調整手段１０４を必要とする。従って構成を複雑にすると共に、コストの上昇を招く欠点がある。
【０００７】。
本発明は、上記の様な特別な手段を用いることなく、モデム回路と電灯線との間のインピーダンスを整合させてデム信号を最大パワーで商用電源に重畳できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題の解決のため、本発明のＰＬＣモデムは、商用電源ラインに接続される重畳トランスと、前記重畳トランスに結合され、入出力端におけるインピーダンスが５０オームで設計されたモデム回路とを備え、前記重畳トランスの一次側巻数Ｎ１と二次側巻数Ｎ２との比を√２とし、前記重畳トランスの一次側を前記商用電源に接続し、二次側を前記モデム回路に接続した。
【０００９】
また、前記重畳トランスの二次側と前記モデム回路との間にノイズフィルタを介挿し、前記ノイズフィルタを、コモンモードチョークコイルと、前記コモンモードチョークコイルの前段側又は後段の少なくとも一方に前記モデム回路から出力されるモデム信号の周波数に同調する並列同調回路を設け、前記並列同調回路を前記コモンモードチョークコイルの２線間に接続した。
【００１０】
また、前記並列同調回路を構成する容量素子を二つの直列接続されたコンデンサで構成し、前記二つのコンデンサの相互の接続点を接地した。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に本発明のＰＬＣモデムの構成を示す。商用電源１に接続された重畳トランス２はモデム回路３から出力されるモデム信号を商用電源１に重畳するためのものであり、重畳トランス２とモデム回路３との間にはノイズフィルタ４が介挿され、一次側が商用電源１側に接続され、二次側はモデム回路３側に接続される。モデム回路３は図示しないパソコン等の情報処理装置に接続される。また、商用電源１には直流電圧を生成する電源回路５が接続され、電源回路５からモデム回路３に回路動作用の電圧が供給される。
【００１２】
ノイズフィルタ４は商用電源１のラインに対応して平衡回路で構成され、ライン間に接続された二つの並列同調回路６、７と、それらの間に介挿された四端子型のコモンモードチョークコイル８を有する。第一の並列同調回路６はインダクタンス素子６ａと、それに並列接続されたコンデンサ６ｂとからなり、モデム回路３から出力されるモデム信号の周波数帯（およそ４乃至２０ＭＨｚの幾何平均値である９ＭＨｚ）に同調する。もう一つの第二の並列同調回路７はインダクタンス素子７ａと、直列接続された二つのコンデンサ７ｂ、７ｃとからなり、同様にモデム信号の周波数帯に同調する。そして二つのコンデンサ７ｂ、７ｃの相互の接続点が接地される。
【００１３】
コモンモードチョークコイル８は、例えばトロイダル型の磁性コア８ａに巻き回された二つのコイル８ｂ、８ｃからなり、その巻き回の方向は、同一方向（重畳トランス２側の●印）から入力される同相の信号に対しては磁性コア８ａ内に同一方向の磁束（実線矢印の方向）が発生するようになっている。従って、平衡ライン間の信号、即ち逆相信号に対しては逆方向の磁束が発生する。
【００１４】
上記の磁気コア８ａに巻き回された二つのコイル８ｂ、８ｃはその巻回方向から、同相の信号に対しては磁性コア８ｂ内の磁束が加算されて大きくなるので大きなインダクタンスを有し、逆相の信号に対しては磁束がキャンセルされて発生しないので理論的にはインダクタンスが０となるが、漏洩磁束等の影響で極めて小さいながらもインダクタンスを有する。
【００１５】
以上の構成において、ノイズフィルタ４に接続されるモデム回路３の入出力端のインピーダンスは通常５０オームとなるように設計される。一方、商用電源１のインピーダンスは、そこに接続される電気機器の種類や数によって異なるが、モデム回路３から出力されるモデム信号の周波数帯では種々の調査の結果、平均的におよそ１００オーム前後であることが判明した。そこで、重畳トランス２は一次側の巻数Ｎ１と二次側の巻数Ｎ２との比Ｎ１／Ｎ２が√２となるように設計される。この結果、重畳トランス２のインピーダンス変換率は２倍となる。そして、一次側を商用電源１に接続し、二次側をノイズフィルタ４を介してモデム回路３に接続する。この結果、モデム回路３の入出力インピーダンスは電源１のインピーダンスに整合する。
【００１６】
そして、図示しないパソコン等からモデム回路３に入力された情報信号はモデム回路３によってモデム信号に変換され、重畳トランス２によって商用電源１に重畳されるが、モデム回路３から出力された平衡なモデム信号は第一の並列同調回路６と第二の並列同調回路７に同調するので、モデム信号は減衰することなく重畳トランス２側に伝送される。また、上記の周波数帯以外のライン間の信号およびノーマルモードノイズは第一の並列同調回路６、第二の並列同調回路７とによって減衰するので、重畳トランス２側へは伝送されない。
【００１７】
一方、グランドに対して同相で二つのラインに混入したノイズ（コモンモードノイズ）はコモンモードチョークコイル８によって減衰し、また、第二の並列同調回路７を構成する二つのコンデンサ７ｂ、７ｃはラインバイパスコンデンサの機能を有してコモンモードノイズの抑圧のにも寄与する。
【００１８】
よって、重畳トランス２には二種のノイズが抑圧されたモデム信号のみが伝送され、そこでインピーダンス変換されて商用電源１に重畳される。上記のノイズフィルタ４は商用電源１に重畳されて送られてきたモデム信号をモデム回路３に伝送する場合にもノーマルモードノイズとコモンモードノイズの抑圧に同様の効果を奏する。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＰＬＣモデムは、商用電源ラインに接続される重畳トランスと、重畳トランスに結合され、入出力端におけるインピーダンスが５０オームで設計されたモデム回路とを備え、重畳トランスの一次側巻数Ｎ１と二次側巻数Ｎ２との比を√２とし、重畳トランスの一次側を商用電源に接続し、二次側を前記モデム回路に接続したので、重畳トランスのみで、入出力インピーダンスが５０オームとなるように設計されたモデム回路を、ほぼ１００オームのインピーダンスを有する商用電源に整合させてモデム信号を商用電源に重畳できる。
【００２０】
また、重畳トランスの二次側とモデム回路との間にノイズフィルタを介挿し、ノイズフィルタを、コモンモードチョークコイルと、コモンモードチョークコイルの前段側又は後段の少なくとも一方にモデム回路から出力されるモデム信号の周波数に同調する並列同調回路を設け、並列同調回路をコモンモードチョークコイルの２線間に接続したので、コモンモードノイズとノーマルモードノイズとが抑圧されたモデム信号のみを商用電源に重畳できる。
【００２１】
また、並列同調回路を構成する容量素子を二つの直列接続されたコンデンサで構成し、二つのコンデンサの相互の接続点を接地したので、コモンモードノイズを一層抑圧できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のノイズフィルタ及びノイズフィルタを使用したＰＬＣモデムの構成を示す回路図である。
【図２】本発明のノイズフィルタの構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 商用電源
２ 重畳トランス
３ モデム回路
４ ノイズフィルタ
５ 電源回路
６ 第一の並列同調回路
６ａ インダクタンス素子
６ｂ コンデンサ
７ 第二の並列同調回路
７ａ インダクタンス素子
７ｂ、７ｃ コンデンサ
８ コモンモードチョークコイル
８ａ 磁性コア
８ｂ、８ｃ コイル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a PLC modem (power line communication device) for transmitting a modem signal (carrier signal) superimposed on a power line (commercial power line).
[0002]
[Prior art]
FIG. 2 shows a conventional PLC modem. A communication device 100 such as a transmitter, a receiver, or a transceiver is connected to a power line L at a transmission / reception end aa. Vs is a transmitting / receiving terminal voltage appearing between the transmitting / receiving terminals aa. Z0 represents the impedance of the communication device 100, and ZL represents the impedance of the power line L. When the communication device 100 is a transmitter, the signal source voltage ET exists in series with the impedance ZL.
[0003]
An impedance changing means 102 for changing the transmission / reception end impedance of the power line L is provided. The impedance changing unit 102 changes the impedance of the power line L at the transmitting / receiving end aa by connecting an impedance element to the power line L in series or in parallel. Further, an impedance lighter 103 for measuring the impedance ZL of the power line L and an impedance adjuster 104 are provided.
[0004]
When the impedance ZL of the power line L changes due to connection or disconnection of an electric appliance or the like to or from the power line L, the value of the impedance measured by the impedance measuring unit 103 changes. The impedance adjusting unit 104 controls the impedance changing unit 102 based on the measured impedance so that the transmission / reception end voltage VS becomes a predetermined value. As a result, even if the impedance ZL of the power line L fluctuates, the transmission / reception voltage VS of the communication device 100 can be kept large, and good communication can always be performed (for example, see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-041151 (FIG. 3)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional configuration, the transmission / reception voltage VS of the communication device 100 is kept large even if the impedance ZL of the power line L fluctuates. For this purpose, the impedance changing unit 102, the impedance measuring unit 103, and the impedance adjusting unit are used. 104 is required. Therefore, there are disadvantages that the structure becomes complicated and the cost is increased.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to match the impedance between a modem circuit and a power line without using any special means as described above so that a dem signal can be superimposed on a commercial power supply with maximum power.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a PLC modem according to the present invention includes a superimposition transformer connected to a commercial power supply line, and a modem circuit coupled to the superimposition transformer and designed with an impedance at an input / output terminal of 50 ohms, The ratio of the number of turns N1 on the primary side of the superimposed transformer to the number of turns N2 on the secondary side was set to √2, the primary side of the superposed transformer was connected to the commercial power supply, and the secondary side was connected to the modem circuit.
[0009]
In addition, a noise filter is interposed between the secondary side of the superposition transformer and the modem circuit, and the noise filter is provided on at least one of a common mode choke coil and a former stage or a latter stage of the common mode choke coil. A parallel tuning circuit for tuning to the frequency of a modem signal output from the circuit was provided, and the parallel tuning circuit was connected between two wires of the common mode choke coil.
[0010]
Further, the capacitance element constituting the parallel tuning circuit was constituted by two capacitors connected in series, and the mutual connection point of the two capacitors was grounded.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows the configuration of the PLC modem of the present invention. The superimposing transformer 2 connected to the commercial power supply 1 is for superimposing a modem signal output from the modem circuit 3 on the commercial power supply 1, and a noise filter 4 is interposed between the superimposing transformer 2 and the modem circuit 3. The primary side is connected to the commercial power supply 1 side, and the secondary side is connected to the modem circuit 3 side. The modem circuit 3 is connected to an information processing device such as a personal computer (not shown). A power supply circuit 5 for generating a DC voltage is connected to the commercial power supply 1, and a voltage for circuit operation is supplied from the power supply circuit 5 to the modem circuit 3.
[0012]
The noise filter 4 is composed of a balanced circuit corresponding to the line of the commercial power supply 1, two parallel tuning circuits 6 and 7 connected between the lines, and a four-terminal type common mode choke inserted between them. It has a coil 8. The first parallel tuning circuit 6 includes an inductance element 6a and a capacitor 6b connected in parallel to the inductance element 6a, and adjusts the frequency band of the modem signal output from the modem circuit 3 (9 MHz which is a geometric average value of about 4 to 20 MHz). Synchronize. Another second parallel tuning circuit 7 includes an inductance element 7a and two capacitors 7b and 7c connected in series, and similarly tunes to the frequency band of the modem signal. Then, the mutual connection point of the two capacitors 7b and 7c is grounded.
[0013]
The common mode choke coil 8 is composed of, for example, two coils 8b and 8c wound around a toroidal type magnetic core 8a, and the direction of the winding is input from the same direction (marked by ● on the superimposed transformer 2). For signals of the same phase, a magnetic flux in the same direction (in the direction of the solid arrow) is generated in the magnetic core 8a. Therefore, a magnetic flux in the opposite direction is generated with respect to the signal between the balanced lines, that is, the opposite-phase signal.
[0014]
The two coils 8b and 8c wound on the magnetic core 8a have a large inductance because the magnetic flux in the magnetic core 8b is added to the signal of the same phase from the winding direction and the magnetic flux in the magnetic core 8b is increased. Since the magnetic flux is not canceled due to the phase signal and is not generated, the inductance is theoretically zero, but the inductance is very small due to the influence of the leakage magnetic flux and the like.
[0015]
In the above configuration, the impedance of the input / output terminal of the modem circuit 3 connected to the noise filter 4 is designed to be usually 50 ohm. On the other hand, the impedance of the commercial power supply 1 varies depending on the type and number of electric devices connected thereto, but as a result of various investigations, in the frequency band of the modem signal output from the modem circuit 3, an average of about 100 ohms has been found. Turned out to be. Therefore, the superimposing transformer 2 is designed such that the ratio N1 / N2 between the number of turns N1 on the primary side and the number of turns N2 on the secondary side becomes √2. As a result, the impedance conversion rate of the superimposed transformer 2 is doubled. Then, the primary side is connected to the commercial power supply 1, and the secondary side is connected to the modem circuit 3 via the noise filter 4. As a result, the input / output impedance of the modem circuit 3 matches the impedance of the power supply 1.
[0016]
An information signal input to the modem circuit 3 from a personal computer or the like (not shown) is converted into a modem signal by the modem circuit 3 and superimposed on the commercial power supply 1 by the superimposing transformer 2, but the balanced modem output from the modem circuit 3 is output. Since the signal is tuned to the first parallel tuning circuit 6 and the second parallel tuning circuit 7, the modem signal is transmitted to the superimposing transformer 2 without attenuation. The signals between the lines other than the above-mentioned frequency band and the normal mode noise are attenuated by the first parallel tuning circuit 6 and the second parallel tuning circuit 7, and are not transmitted to the superimposing transformer 2 side.
[0017]
On the other hand, noise (common mode noise) mixed into two lines in phase with the ground is attenuated by the common mode choke coil 8, and the two capacitors 7b and 7c constituting the second parallel tuning circuit 7 are connected to the line. It has the function of a bypass capacitor and contributes to suppression of common mode noise.
[0018]
Therefore, only the modem signal in which two types of noises are suppressed is transmitted to the superimposing transformer 2, where the modem signal is impedance-converted and superimposed on the commercial power supply 1. The above-described noise filter 4 has the same effect in suppressing normal mode noise and common mode noise even when transmitting a modem signal superimposed on the commercial power supply 1 and transmitted to the modem circuit 3.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, a PLC modem according to the present invention includes a superimposing transformer connected to a commercial power supply line, and a modem circuit coupled to the superimposing transformer and designed to have an impedance at an input / output terminal of 50 ohms. Since the ratio of the number of primary windings N1 to the number of secondary windings N2 is set to √2, the primary side of the superimposing transformer is connected to the commercial power supply, and the secondary side is connected to the modem circuit, the input / output is performed only with the superimposing transformer. A modem circuit designed to have an impedance of 50 ohms can be matched to a commercial power supply having an impedance of approximately 100 ohms to superimpose modem signals on the commercial power supply.
[0020]
In addition, a noise filter is inserted between the secondary side of the superimposing transformer and the modem circuit, and the noise filter is output from the modem circuit to at least one of the common mode choke coil and the former stage or the latter stage of the common mode choke coil. A parallel tuning circuit that tunes to the frequency of the modem signal is provided, and the parallel tuning circuit is connected between the two wires of the common mode choke coil, so that only the modem signal in which common mode noise and normal mode noise are suppressed is superimposed on the commercial power supply. it can.
[0021]
In addition, since the capacitive element constituting the parallel tuning circuit is constituted by two capacitors connected in series and the mutual connection point of the two capacitors is grounded, the common mode noise can be further suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a noise filter of the present invention and a configuration of a PLC modem using the noise filter.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a noise filter of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Commercial power supply 2 Superposition transformer 3 Modem circuit 4 Noise filter 5 Power supply circuit 6 First parallel tuning circuit 6a Inductance element 6b Capacitor 7 Second parallel tuning circuit 7a Inductance elements 7b and 7c Capacitor 8 Common mode choke coil 8a Magnetic core 8b , 8c coil
