JP2006115402A - Adaptive common mode noise eliminating device for communication line - Google Patents

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Masao Masugi
正男 馬杉
Yoshiharu Akiyama
佳春 秋山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an adaptive common mode noise eliminating device for a communication line for eliminating common mode noises in a wide frequency range on a communication line. <P>SOLUTION: The adaptive common mode noise eliminating device 1 for a communication line is provided with an induced voltage detector 11, for detecting the common mode noise of a communication line 2 in the manner of the induced voltage of the communication line 2; a signal detector 12 for detecting at least any one of a normal mode voltage, a normal mode current, a common mode voltage, and a common mode current of the communication line 2; a noise eliminating signal generator 13 for generating a noise eliminating signal for eliminating the common mode noise; a noise eliminating signal applier 14 for applying the generated noise eliminating signal to the communication line 2; and an optimization processor 15 for using the detected common mode noise as a reference signal, and deciding the amplitude value and the phase information of the noise eliminating signal so that the amplitude value of this common mode noise may be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、通信線上の広い周波数範囲のコモンモードノイズを除去するための通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置に関するものである。   The present invention relates to a communication line adaptive type common mode noise removing apparatus for removing common mode noise in a wide frequency range on a communication line.

近年、無線機器やインバータ機器から発生する不要電波(電磁ノイズ)が引き起こす電磁障害が問題化している。不要電波が通信線に誘導した場合、通信機器に電磁障害が発生したり通信品質の低下を招く可能性があることから、国際的にも各種妨害波の規制の動きがある(例えば、IEC/CISPR Pub.22)。また、電子装置の高速化・低電力化等に伴う電子機器の耐力低下に加えて、例えば、電力線を通信線として利用する電力線搬送通信(非特許文献1)といった新しい通信形態が普及しつつあることから、通信線への電磁誘導問題はますます複雑化する状況にある。   In recent years, electromagnetic interference caused by unnecessary radio waves (electromagnetic noise) generated from wireless devices and inverter devices has become a problem. When unwanted radio waves are induced on communication lines, electromagnetic interference may occur in communication devices and communication quality may be degraded. CISPR Pub.22). Moreover, in addition to a reduction in the strength of electronic devices accompanying an increase in speed and power consumption of electronic devices, for example, new communication forms such as power line carrier communication (Non-Patent Document 1) using a power line as a communication line are becoming widespread. For this reason, the problem of electromagnetic induction on communication lines is becoming increasingly complex.

通信線における電磁誘導を改善する手段として、これまでに、通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置を用いる方法(特許文献1、他)、雷サージの侵入に際して通信機器の電源回路と通信回路との間に電位差が生じる事態を抑制する方法(特許文献2、他)、通信回路の出力信号を検知してS/N比を改善する方法(特許文献3、他)等が提案されている。これらは、電磁誘導の要因となる不要電波・電磁妨害波源が明確である場合、さらには特定の周波数帯における誘導信号を削除する場合に有効である。
実開平6−29226号公報 特開平11−225433号公報 特許第323164号公報 秋山、他、“電力線搬送通信(PLC)における機器試験用疑似通信回路網の検討”、信学技法EMCJ2003-12, pp.71-75, 2003-4
As a means for improving electromagnetic induction in a communication line, a method using an adaptive common mode noise removing device for communication line (Patent Document 1, etc.), a power supply circuit and a communication circuit of a communication device when a lightning surge enters, There are proposed a method for suppressing the occurrence of a potential difference between them (Patent Document 2, etc.), a method for detecting an output signal of a communication circuit and improving the S / N ratio (Patent Document 3, etc.), and the like. These are effective when an unnecessary radio wave / electromagnetic interference wave source that causes electromagnetic induction is clear, or when an induction signal in a specific frequency band is deleted.
Japanese Utility Model Publication No. Hei 6-29226 Japanese Patent Laid-Open No. 11-225433 Japanese Patent No. 323164 Akiyama, et al., “Examination of Pseudo-Communication Circuits for Equipment Testing in Power Line Carrier Communications (PLC)”, IEICE Techniques EMCJ2003-12, pp.71-75, 2003-4

上記従来の通信線への電磁誘導を改善する手段では、電磁誘導の要因となる不要電波・電磁妨害波源が明確である場合、あるいは特定の周波数帯における誘導信号を削除する場合に有効である。   The above-described conventional means for improving electromagnetic induction to a communication line is effective when an unnecessary radio wave / electromagnetic interference wave source that causes electromagnetic induction is clear or when an induction signal in a specific frequency band is deleted.

しかしながら、(1)ノイズ種別に応じてフィルタの最適化を図る必要がある(例えば、従来のLC型ノイズフィルタは、(a)回路素子特有の共振周波数を有するため、所望の減衰量を広い周波数帯域で得ることができない、(b)特に低い周波数帯域をカットするノイズフィルタの場合、インダクタンス素子が大型化する、等の制約がある)、(2)ノイズの周波数変動が生じた場合への対応が容易でない、(3)電磁誘導の要因となる不要電波・電磁妨害波の周波数帯域が事前に特定できない事象への対応が容易でない、等の点で課題があった。   However, (1) it is necessary to optimize the filter according to the noise type (for example, a conventional LC noise filter has a resonance frequency peculiar to a circuit element (a), so that a desired attenuation amount is set to a wide frequency range. (B) In the case of a noise filter that cuts a particularly low frequency band, there is a restriction such as an increase in the size of the inductance element), (2) Response to a case where noise frequency fluctuation occurs There is a problem in that it is not easy, and (3) it is not easy to cope with an event in which the frequency band of unnecessary radio waves and electromagnetic interference waves that cause electromagnetic induction cannot be specified in advance.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、通信線上の広い周波数範囲のコモンモードノイズを除去するための通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a communication line adaptive common mode noise removing device for removing common mode noise in a wide frequency range on the communication line. There is to do.

上記の課題を解決するために、請求項1の本発明は、平衡線または平衡線である電力線を通信線として使用する通信機器または通信線終端部と当該通信線の間に設置され、前記通信線の誘導電圧、誘導電流、当該通信線付近の放射電磁界の少なくとも一つの形式により当該通信線のコモンモードノイズを検出するコモンモードノイズ検出部と、前記通信線のノーマルモード電圧、ノーマルモード電流、コモンモード電圧、コモンモード電流の少なくとも一つを検出する信号検出部と、前記コモンモードノイズを除去するためのノイズ除去信号を生成するノイズ除去信号生成部と、前記生成されたノイズ除去信号をコモンモード電圧、コモンモード電流の少なくとも一方の形式で前記通信線へ印加するノイズ除去信号印加部と、前記検出されるコモンモードノイズの振幅値が小さくなるように、前記ノイズ除去信号の振幅値と位相情報を決定する最適化処理部とを備えることを特徴とする通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置をもって解決手段とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention of claim 1 is provided between a communication device or a communication line termination unit using a balanced line or a power line that is a balanced line as a communication line, and the communication line. A common mode noise detecting unit for detecting common mode noise of the communication line by at least one of an induced voltage, an induced current of the line, and a radiated electromagnetic field in the vicinity of the communication line; and a normal mode voltage and a normal mode current of the communication line A signal detection unit for detecting at least one of a common mode voltage and a common mode current, a noise removal signal generation unit for generating a noise removal signal for removing the common mode noise, and the generated noise removal signal A noise removal signal applying unit that applies to the communication line in at least one of a common mode voltage and a common mode current; and the detection Means for Solving with an Adaptive Common Mode Noise Rejecting Device for Communication Line, characterized in that it comprises an optimization processing unit for determining the amplitude value and phase information of the noise removal signal so that the amplitude value of the mon mode noise becomes small And

請求項2の本発明は、前記最適化処理部は、事前に指定した回数の最適化処理を反復して前記ノイズ除去信号を規定するためのフィルタ係数を決定することと、任意に指定した最適化関数の収束レベルに達するまで最適化処理を繰り返して当該フィルタ係数を決定することの少なくとも一方を行うことを特徴とする請求項1記載の通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置をもって解決手段とする。   According to the second aspect of the present invention, the optimization processing unit repeats the optimization process a predetermined number of times to determine a filter coefficient for defining the noise removal signal, and an arbitrarily specified optimum 2. The communication line adaptive type common mode noise removing apparatus according to claim 1, wherein at least one of determining the filter coefficient is repeated by repeating the optimization process until a convergence level of the optimization function is reached. To do.

請求項3の本発明は、前記信号検出部での検出値を最小化させることを特徴とする請求項1または2記載の通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置をもって解決手段とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the communication line adaptive common mode noise removing apparatus according to the first or second aspect, wherein the detection value at the signal detection unit is minimized.

請求項4の本発明は、前記ノイズ除去信号印加部は、前記通信線に挿入されたトランスの巻き線と前記ノイズ除去信号生成部とを接続するトランスを備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置をもって解決手段とする。   According to a fourth aspect of the present invention, the noise removal signal applying unit includes a transformer for connecting a winding of a transformer inserted in the communication line and the noise removal signal generation unit. The communication line adaptive common mode noise elimination device according to any one of 3 is used as a solution.

請求項5の本発明は、前記ノイズ除去信号印加部は、前記通信線の各線に挿入されたインダクタンスと、前記ノイズ除去信号生成部に接続されたインダクタンスとからなるトランスを備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置をもって解決手段とする。   The present invention according to claim 5 is characterized in that the noise removal signal applying unit includes a transformer including an inductance inserted in each line of the communication line and an inductance connected to the noise removal signal generation unit. The communication line adaptive common mode noise elimination device according to any one of claims 1 to 3 is used as a solution.

本発明の通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置によれば、最適化処理部が、検出されるコモンモードノイズの振幅値が小さくなるように、ノイズ除去信号の振幅値と位相情報を決定するので、通信線上の広い周波数範囲のコモンモードノイズを低下させることができる。   According to the adaptive common mode noise elimination device for communication lines of the present invention, the optimization processing unit determines the amplitude value and phase information of the noise elimination signal so that the amplitude value of the detected common mode noise becomes small. Therefore, common mode noise in a wide frequency range on the communication line can be reduced.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施の形態に係る通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置の構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram of an adaptive common mode noise removing device for communication lines according to the present embodiment.

図1において、1は通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置、2は平衡線である通信線(または平衡線である電力線を通信線とした場合の電力線)、3は通信線終端部(または通信機器)、4はノイズ源である。   In FIG. 1, 1 is an adaptive common mode noise elimination device for communication lines, 2 is a communication line that is a balanced line (or a power line when a power line that is a balanced line is a communication line), and 3 is a communication line termination unit (or (Communication equipment) 4 is a noise source.

通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置1は、通信線2の誘導電圧の形式で通信線2のコモンモードノイズを検出する誘導電圧検出部11(コモンモードノイズ検出部)と、通信線2のノーマルモード電圧、ノーマルモード電流、コモンモード電圧、コモンモード電流の少なくとも一つを検出する信号検出部12と、コモンモードノイズを除去するためのノイズ除去信号を生成するノイズ除去信号生成部13と、生成されたノイズ除去信号を通信線2へ印加するノイズ除去信号印加部14と、検出されたコモンモードノイズを参照信号とし、このコモンモードノイズの振幅値が小さくなるように、ノイズ除去信号の振幅値と位相情報を決定する最適化処理部15とを備える。   The communication line adaptive common mode noise removing device 1 includes an induction voltage detection unit 11 (common mode noise detection unit) that detects common mode noise of the communication line 2 in the form of an induction voltage of the communication line 2, and a communication line 2. A signal detection unit 12 that detects at least one of a normal mode voltage, a normal mode current, a common mode voltage, and a common mode current; a noise removal signal generation unit 13 that generates a noise removal signal for removing common mode noise; The noise removal signal applying unit 14 that applies the generated noise removal signal to the communication line 2 and the detected common mode noise as a reference signal, and the amplitude of the noise removal signal so that the amplitude value of the common mode noise is reduced. And an optimization processing unit 15 that determines the value and the phase information.

図1は、電子フィルタ等であるノイズ源4から発生するノイズが、空間あるいは電源線等の伝送線路を経由して通信線2へコモンモードノイズとして誘導された場合、通信線2と通信線終端部3の間に設置された通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置1を用いて、通信線2のノイズ信号を除去するイメージに対応している。   FIG. 1 shows that when noise generated from a noise source 4 such as an electronic filter is induced as common mode noise to a communication line 2 via a transmission line such as a space or a power line, the communication line 2 and the communication line termination are shown. This corresponds to the image of removing the noise signal of the communication line 2 using the communication line adaptive common mode noise removing device 1 installed between the units 3.

ここで、通信線2のコモンモードノイズは、誘導電圧検出部11により、コモンモードの誘導電圧として検出される。つまり、誘導電圧検出部11は、2本の通信線2を同じ位相で伝播するノイズ信号を検出する。ここで、誘導電圧検出部11を実現するための手段としては、容量性電圧プローブ、疑似通信回路網(特開平3−222529号公報、特開平3−289221号公報、特開平4−20126号公報、CISPR Pub.16-1-1933等に基づくかあるいは準ずる回路)、この疑似通信回路網と任意の周波数帯域成分を選択するためのフィルタを組み合わせる方法、などが考えられる。 Here, the common mode noise of the communication line 2 is detected by the induced voltage detector 11 as a common mode induced voltage. That is, the induced voltage detection unit 11 detects a noise signal that propagates through 2 n communication lines 2 in the same phase. Here, as means for realizing the induced voltage detection unit 11, a capacitive voltage probe, a pseudo communication network (Japanese Patent Laid-Open Nos. 3-222529, 3-289221, and 4-20126 are disclosed). Or a circuit based on or equivalent to CISPR Pub.16-1-1933), a method of combining this pseudo communication network and a filter for selecting an arbitrary frequency band component.

信号検出部12は、通信線2内部を流れるノイズ信号の影響を受けた通信信号をノーマルモードで検出する機能、通信線2のコモンモード信号を検出する機能の少なくとも一方を有し、検出した検出値を最適化処理部15へ転送する。ここで、信号検出部12を実現するための手段としては、コモンモードの場合、疑似通信回路網(電圧用)、容量性電圧プローブ(電圧用)、電流プローブ(電流用)、ノーマルモードの場合、差動電圧プローブ(電圧用)、ハイインピーダンスプローブ(電圧用)、電流プローブ(電流用)等が利用可能である。また、図1において、コモンモード電圧を対象とする場合は、誘導電圧検出部11を信号検出部として用いることも可能である。さらに、ノーマルモード電圧の場合、複数組の通信線2から1組の通信線2のノーマルモード電圧を観測対象として選択し、一方、ノーマルモード電流の場合、通信線2からノーマルモードの成分を観測できるように測定対象線を選択する。   The signal detection unit 12 has at least one of a function of detecting a communication signal affected by a noise signal flowing inside the communication line 2 in a normal mode and a function of detecting a common mode signal of the communication line 2, and detects the detected signal. The value is transferred to the optimization processing unit 15. Here, as means for realizing the signal detection unit 12, in the case of the common mode, in the case of the pseudo communication network (for voltage), the capacitive voltage probe (for voltage), the current probe (for current), and the normal mode A differential voltage probe (for voltage), a high impedance probe (for voltage), a current probe (for current), etc. can be used. Further, in FIG. 1, when the common mode voltage is targeted, the induced voltage detection unit 11 can be used as a signal detection unit. Further, in the case of normal mode voltage, the normal mode voltage of one set of communication lines 2 is selected as an observation target from a plurality of sets of communication lines 2, while in the case of normal mode current, the normal mode components are observed from communication line 2 Select the measurement line so that you can.

最適化処理部15は、誘導電圧検出部11で検出された誘導電圧を参照信号とし、信号検出部12での検出値を最小化するように(つまり、間接的に誘導電圧とノイズ除去信号の合計値を最小化するように)、ノイズ除去信号の特性を決定づけるフィルタ係数を設定する。なお、通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置1のフィルタ係数を決定するためのアルゴリズムとしては、最小平均二乗アルゴリズム、適応格子アルゴリズム、逐次最小二乗アルゴリズム、最小二乗格子型アルゴリズム、高速トランスバーサルフィルタ(FTFアルゴリズム等)、その他が利用可能である。なお、飯国洋二、”適応信号処理アルゴリズム”、培風館、2000に詳しい内容が掲載されている。   The optimization processing unit 15 uses the induced voltage detected by the induced voltage detection unit 11 as a reference signal, and minimizes the detection value at the signal detection unit 12 (that is, indirectly between the induced voltage and the noise removal signal). Set the filter coefficients that determine the characteristics of the denoising signal (to minimize the total value). In addition, as an algorithm for determining the filter coefficient of the adaptive common mode noise removal apparatus 1 for communication lines, a minimum mean square algorithm, an adaptive lattice algorithm, a sequential least square algorithm, a least square lattice type algorithm, a fast transversal filter ( FTF algorithm etc.) and others can be used. Detailed information is published in Yoji Iiguni, “Adaptive Signal Processing Algorithm”, Baifukan, 2000.

また、最適化処理部15は、事前に指定した回数の最適化処理を反復することで、フィルタ係数を決定することができる。また、任意に指定した最適化関数の収束レベルに達するまで最適化処理を繰り返すことによりフィルタ係数を決定することができる。また、これら両方の方法を行ってフィルタ係数を決定してもよい。   Further, the optimization processing unit 15 can determine the filter coefficient by repeating the optimization processing a number of times designated in advance. Also, the filter coefficient can be determined by repeating the optimization process until the convergence level of the arbitrarily specified optimization function is reached. Further, the filter coefficient may be determined by performing both of these methods.

なお、また、最適化処理部15において、誘導電圧検出部11で測定した通信線2への誘導電圧を参照信号とする際、誘導電圧検出部11で測定した誘導電圧の時間変動をそのまま利用する方法と、誘導電圧検出部11で測定した誘導電圧の時間変動より任意の周波数帯域内の周波数分布を求め、任意の周波数帯域内の変動成分を選択して利用する方法のいずれも考えられる。   In addition, when the optimization processing unit 15 uses the induced voltage to the communication line 2 measured by the induced voltage detection unit 11 as a reference signal, the time variation of the induced voltage measured by the induced voltage detection unit 11 is used as it is. Either a method or a method of obtaining a frequency distribution in an arbitrary frequency band from time variation of the induced voltage measured by the induced voltage detection unit 11 and selecting and using a fluctuation component in the arbitrary frequency band can be considered.

次に、最適化処理部15により決定されたフィルタ係数によって特性(具体的には、振幅値と位相情報など)が定まったノイズ除去信号は、ノイズ除去信号印加部14により、コモンモード電圧、コモンモード電流の少なくとも一方の信号形式で通信線2へ印加される。なお、ノイズ除去信号印加部14の実現手段としては、コモンモード電圧の場合、容量性電圧プローブ、疑似通信回路網、妨害波印加フィルタ(特開平6−209300号公報、特開平10−101177号公報等に記載)等、コモンモード電流の場合、電流プローブ、トランス等が利用可能である。   Next, the noise removal signal whose characteristics (specifically, amplitude value and phase information, etc.) are determined by the filter coefficient determined by the optimization processing unit 15 is supplied to the common mode voltage and common by the noise removal signal application unit 14. The mode current is applied to the communication line 2 in the signal format. As a means for realizing the noise removal signal applying unit 14, in the case of a common mode voltage, a capacitive voltage probe, a pseudo communication circuit network, an interference wave applying filter (JP-A-6-209300, JP-A-10-101177). In the case of a common mode current, a current probe, a transformer, etc. can be used.

すなわち、以上の一連の処理によって、誘導電圧検出部11で検出された誘導電圧を最小化することで、通信線2の誘導電圧(コモンモードノイズ)の抑制、あるいは通信線2を介した外部へのノイズの出力抑制を実現できるという効果を奏する。なお、図1の例では、通信線2は、2線から構成されるが、4線等の場合にも本発明を適用することができる。また、図1の例では、誘導電圧検出部11は通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置1内に設けられているが、対象とする系に応じて、通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置1外に設けることも可能であり、ノイズ源4に近い位置に設置されることが、最適化処理部15によるフィルタ係数決定の精度を向上させる上で望ましい。   That is, the induced voltage detected by the induced voltage detection unit 11 is minimized by the series of processes described above, thereby suppressing the induced voltage (common mode noise) of the communication line 2 or to the outside via the communication line 2. It is possible to suppress the output of noise. In the example of FIG. 1, the communication line 2 is composed of two lines, but the present invention can also be applied to the case of four lines or the like. In the example of FIG. 1, the induced voltage detection unit 11 is provided in the communication line adaptive common mode noise removal device 1. However, depending on the target system, the communication line adaptive common mode noise removal is performed. It can be provided outside the apparatus 1 and is preferably installed at a position close to the noise source 4 in order to improve the accuracy of the filter coefficient determination by the optimization processing unit 15.

図2は、本実施の形態に係る通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置の他の構成図である。図2において、11Aは、通信線2の誘導電流の形式で通信線2のコモンモードノイズを検出する誘導電流検出部(コモンモードノイズ検出部)である。   FIG. 2 is another configuration diagram of the adaptive common mode noise elimination device for communication lines according to the present embodiment. In FIG. 2, 11 </ b> A is an induced current detection unit (common mode noise detection unit) that detects common mode noise of the communication line 2 in the form of the induced current of the communication line 2.

図2は、図1における誘導電圧検出部11に代えて、誘導電流検出部11Aを利用した例に対応している。誘導電流検出部11Aは、2本の通信線2を同じ位相で伝播するノイズ信号を電流性のコモンモード信号として検出する。最適化処理部15は、誘導電流検出部11Aで検出された誘導電流を参照信号とし、信号検出部12での検出値を最小化するように(つまり、誘導電流とノイズ除去信号の合計値を最小化するように)通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置のフィルタ係数を設定する。 FIG. 2 corresponds to an example in which an induced current detector 11A is used instead of the induced voltage detector 11 in FIG. The induced current detection unit 11A detects a noise signal propagating through the 2n communication lines 2 in the same phase as a current common mode signal. The optimization processing unit 15 uses the induced current detected by the induced current detection unit 11A as a reference signal, and minimizes the detection value in the signal detection unit 12 (that is, the total value of the induced current and the noise removal signal is calculated). Set the filter coefficient of the adaptive common mode noise eliminator for communication lines (to minimize).

また、最適化処理部15において、誘導電流検出部11Aで検出した通信線2の誘導電流を参照する際、この誘導電流をそのまま利用する方法と、この誘導電流の時間変動より周波数分布を求め、任意の周波数帯域内の変動成分を選択して利用する方法のいずれをも採用できる。なお、誘導電流検出部11Aの実現手段としては、伝導線測定用の電流プローブを用いる方法、磁気センサを電流センサとして用いる方法、伝導線測定用の電流プローブと任意の周波数帯域成分を選択するためのフィルタを組み合わせる方法、磁気センサを電流センサとして利用し、当該フィルタを組み合わせる方法、等が考えられる。また、図2において、信号検出部12がコモンモード電流を検出する場合は、誘導電圧検出部11を信号検出部12として用いることも可能である。   Further, in the optimization processing unit 15, when referring to the induced current of the communication line 2 detected by the induced current detecting unit 11A, the frequency distribution is obtained from the method of using the induced current as it is and the time variation of the induced current, Any method of selecting and using a fluctuation component in an arbitrary frequency band can be employed. As means for realizing the induced current detector 11A, a method using a current probe for conducting wire measurement, a method using a magnetic sensor as a current sensor, a current probe for conducting wire measurement and an arbitrary frequency band component are selected. The method of combining these filters, the method of combining the said filter using a magnetic sensor as a current sensor, etc. can be considered. In FIG. 2, when the signal detection unit 12 detects a common mode current, the induced voltage detection unit 11 can be used as the signal detection unit 12.

また、図2の例では、誘導電流検出部11Aは通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置1内に設けられているが、対象とする系に応じて、通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置1外に設けることも可能であり、ノイズ源4に近い位置に設置されることが、最適化処理部15によるフィルタ係数決定の精度を向上させる上で望ましい。   In addition, in the example of FIG. 2, the induction current detection unit 11A is provided in the communication line adaptive common mode noise removal device 1, but depending on the target system, the communication line adaptive common mode noise removal is performed. It can be provided outside the apparatus 1 and is preferably installed at a position close to the noise source 4 in order to improve the accuracy of the filter coefficient determination by the optimization processing unit 15.

図3は、本実施の形態に係る通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置の他の構成図である。図3において、11Bは、通信線2付近の放射電磁界の形式で通信線2のコモンモードノイズを検出する放射電磁界検出部(コモンモードノイズ検出部)である。   FIG. 3 is another configuration diagram of the adaptive common mode noise removal device for communication lines according to the present embodiment. In FIG. 3, 11B is a radiated electromagnetic field detector (common mode noise detector) that detects common mode noise of the communication line 2 in the form of a radiated electromagnetic field near the communication line 2.

図3は、図1における誘導電圧検出部11に代えて、放射電磁界検出部11Bを利用した例に対応している。放射電磁界検出部11Bは通信線2へ誘導するノイズ信号を時間領域において検出する。最適化処理部15は、放射電磁界検出部11Bで検出された放射電磁界を参照信号とし、信号検出部12での検出値を最小化するように(つまり、誘導電流とノイズ除去信号の合計値を最小化するように)通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置のフィルタ係数を設定する。   FIG. 3 corresponds to an example in which a radiated electromagnetic field detector 11B is used in place of the induced voltage detector 11 in FIG. The radiated electromagnetic field detector 11B detects a noise signal that is guided to the communication line 2 in the time domain. The optimization processing unit 15 uses the radiated electromagnetic field detected by the radiated electromagnetic field detection unit 11B as a reference signal, and minimizes the detection value at the signal detection unit 12 (that is, the sum of the induced current and the noise removal signal). Set the filter coefficient of the adaptive common mode noise elimination device for communication lines (to minimize the value).

また、最適化処理部15において、放射電磁界検出部11Bで検出した放射電磁界を参照する際、この放射電磁界をそのまま利用する方法と、この放射電磁界の時間変動より周波数分布を求め、任意の周波数帯域内の変動成分を選択して利用する方法のいずれをも採用できる。なお、放射電磁界検出部11Bの実現手段としては、放射電磁界測定用のアンテナを利用する方法、当該アンテナと、任意の周波数帯域成分を選択するフィルタを組み合わせる方法等が考えられる。   In the optimization processing unit 15, when referring to the radiated electromagnetic field detected by the radiated electromagnetic field detection unit 11B, a frequency distribution is obtained from a method of using the radiated electromagnetic field as it is and a time variation of the radiated electromagnetic field, Any method of selecting and using a fluctuation component in an arbitrary frequency band can be employed. As a means for realizing the radiated electromagnetic field detection unit 11B, a method using an antenna for measuring a radiated electromagnetic field, a method of combining the antenna and a filter for selecting an arbitrary frequency band component, and the like can be considered.

また、図3の例では、放射電磁界検出部11Bは通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置1外に設けられているが、対象とする系に応じて、通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置1内に設けることも可能である。   In the example of FIG. 3, the radiated electromagnetic field detector 11B is provided outside the communication line adaptive common mode noise removing device 1, but depending on the target system, the communication line adaptive common mode noise is provided. It is also possible to provide in the removal apparatus 1.

図4は、通信線2が2線の場合において、ノイズ除去信号印加部14として、トランスを用いた回路構成例を示す図である。図4において、a,a’,b,b’は入出力端子、Lはインダクタンスを示している。   FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration example using a transformer as the noise removal signal applying unit 14 when the number of communication lines 2 is two. In FIG. 4, a, a ', b, b' indicate input / output terminals, and L indicates inductance.

図4(a)では、通信線2の間に挿入されたトランスT1(主な回路素子=インダクタンスL1)の巻き線の中点に対して、ノイズ除去信号生成部13に接続されたトランスT2(主な回路素子=インダクタンスL2)が設置されている。このとき、トランスT2内において、2つのインダクタンスL2間の磁界が打ち消しあうように、ノイズ除去信号生成部13で生成されたノイズ除去信号を加える方法により、トランスT1において通信線2上のコモンモードのノイズ信号を抑制することができる。   In FIG. 4A, a transformer T2 (connected to the noise removal signal generation unit 13 with respect to the midpoint of the winding of the transformer T1 (main circuit element = inductance L1) inserted between the communication lines 2 is used. Main circuit element = inductance L2) is installed. At this time, in the transformer T1, the method of adding the noise removal signal generated by the noise removal signal generation unit 13 so that the magnetic field between the two inductances L2 cancels each other. Noise signal can be suppressed.

また、図4(b)では、通信線2の各線にインダクタンスを挿入し、対抗側には、ノイズ除去信号生成部13に接続されたインダクタンスが設置されている(各線にトランスを設置)。このとき、各トランス内において、2つのインダクタンス間(L1間、あるいはL2 間)の磁界が打ち消しあうように、ノイズ除去信号生成部13で生成されたノイズ除去信号を加える方法により、通信線2上のコモンモードのノイズ信号を抑制することができる。   Further, in FIG. 4B, inductance is inserted into each line of the communication line 2, and inductance connected to the noise removal signal generation unit 13 is installed on the opposing side (a transformer is installed on each line). At this time, by adding a noise removal signal generated by the noise removal signal generation unit 13 so that the magnetic field between two inductances (between L1 or L2) cancels out in each transformer, The common mode noise signal can be suppressed.

なお、図4では、2線の通信線の場合を示したが、4線や8線等の他の場合においても同様に実施することができる。   Although FIG. 4 shows the case of two communication lines, the same can be applied to other cases such as four lines and eight lines.

図5は、図2に示した構成で、コモンモードの誘導電流ノイズの抑制効果をシミュレーションによって確認した結果例を示す図である。図5では、横軸が時間、縦軸が誘導電流検出部11Aで検出された誘導電流に対応しており、(a)が、通信線2へ誘導ノイズを単に印加した場合の例、(b)が図2の通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置1を利用した場合の例である。また、ここでは、10Hzから10MHzの周波数帯域をカバーする電流プローブを誘導電流検出部11Aとして使用した例を想定している。   FIG. 5 is a diagram showing an example of the result of confirming the effect of suppressing the common mode induced current noise by simulation in the configuration shown in FIG. In FIG. 5, the horizontal axis corresponds to time, the vertical axis corresponds to the induced current detected by the induced current detection unit 11 </ b> A, and (a) is an example in which induced noise is simply applied to the communication line 2, (b ) Is an example in the case of using the adaptive common mode noise removing device 1 for communication line in FIG. Here, an example is assumed in which a current probe that covers a frequency band from 10 Hz to 10 MHz is used as the induced current detection unit 11A.

図5に示すように、時間軸上で異なる周期を有する誘導電流ノイズの振幅レベルが20分の1以下に低下していることがわかる。すなわち、広い周波数成分を有するコモンモードのノイズが通信線2に誘導した場合に、通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置1が効果的であることが図5の結果から確認できる。   As shown in FIG. 5, it can be seen that the amplitude level of the induced current noise having different periods on the time axis is reduced to 1/20 or less. That is, when common mode noise having a wide frequency component is induced in the communication line 2, it can be confirmed from the result of FIG. 5 that the adaptive common mode noise removal device 1 for communication line is effective.

なお、本実施の形態では、通信線のコモンモードノイズを誘導電流と誘導電圧と放射電磁界の中の2以上の形式により検出することも可能であり、ノイズ除去信号をコモンモード電圧とコモンモード電流の両方の形式で通信線に印加することも可能である。   In this embodiment, it is also possible to detect common mode noise of a communication line in two or more forms among induced current, induced voltage, and radiated electromagnetic field, and the noise removal signal is detected as common mode voltage and common mode. It is also possible to apply to the communication line in both forms of current.

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、通信線へのノイズ信号の誘導抑制、通信線を介した外部へのノイズ信号の出力抑制を効率的に実現できる。また、本発明の通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置を1組以上の通信線上、通信線と通信線終端部(または通信機器)との間、電力線上、電力線と電力線終端部との間、等に設置することにより、通信利用時において発生する電磁障害、通信線を介した電磁障害の低減及び対策に多大な効果が期待できる。   As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to efficiently realize suppression of induction of a noise signal to the communication line and suppression of output of the noise signal to the outside via the communication line. In addition, the communication line adaptive common mode noise removing device of the present invention is provided on one or more pairs of communication lines, between the communication line and the communication line termination unit (or communication device), on the power line, between the power line and the power line termination unit. , Etc., a great effect can be expected in the reduction and countermeasure of electromagnetic interference generated during communication use and electromagnetic interference through communication lines.

本実施の形態に係る通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置の構成図である。It is a block diagram of the adaptive common mode noise removal apparatus for communication lines which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置の他の構成図である。It is another block diagram of the adaptive common mode noise removal apparatus for communication lines which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置の他の構成図である。It is another block diagram of the adaptive common mode noise removal apparatus for communication lines which concerns on this Embodiment. 図3は、通信線2が2線の場合において、ノイズ除去信号印加部14として、トランスを用いた回路構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit configuration example using a transformer as the noise removal signal applying unit 14 when the number of communication lines 2 is two. 図2に示した構成で、コモンモードの誘導電流ノイズの抑制効果をシミュレーションによって確認した結果例を示す図である。It is a figure which shows the example of a result which confirmed the suppression effect of the induction current noise of a common mode by simulation with the structure shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置
2 通信線
3 通信線終端部(または通信機器)
4 ノイズ源
11 誘導電圧検出部
11A 誘導電流検出部
11B 放射電磁界検出部
12 信号検出部
13 ノイズ除去信号生成部
14 ノイズ除去信号印加部
15 最適化処理部
1 Communication Type Adaptive Common Mode Noise Eliminator 2 Communication Line 3 Communication Line Termination (or Communication Equipment)
4 Noise source 11 Induced voltage detector 11A Induced current detector 11B Radiated electromagnetic field detector 12 Signal detector 13 Noise removal signal generator 14 Noise removal signal application unit 15 Optimization processor

Claims (5)

平衡線または平衡線である電力線を通信線として使用する通信機器または通信線終端部と当該通信線の間に設置され、
前記通信線の誘導電圧、誘導電流、当該通信線付近の放射電磁界の少なくとも一つの形式により当該通信線のコモンモードノイズを検出するコモンモードノイズ検出部と、
前記通信線のノーマルモード電圧、ノーマルモード電流、コモンモード電圧、コモンモード電流の少なくとも一つを検出する信号検出部と、
前記コモンモードノイズを除去するためのノイズ除去信号を生成するノイズ除去信号生成部と、
前記生成されたノイズ除去信号をコモンモード電圧、コモンモード電流の少なくとも一方の形式で前記通信線へ印加するノイズ除去信号印加部と、
前記検出されるコモンモードノイズの振幅値が小さくなるように、前記ノイズ除去信号の振幅値と位相情報を決定する最適化処理部と
を備えることを特徴とする通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置。
Installed between the communication line that uses the balanced line or the power line that is the balanced line as a communication line or the communication line termination unit and the communication line,
A common mode noise detection unit that detects common mode noise of the communication line by at least one form of the induction voltage, the induction current, and the radiated electromagnetic field near the communication line;
A signal detector that detects at least one of a normal mode voltage, a normal mode current, a common mode voltage, and a common mode current of the communication line;
A noise removal signal generator for generating a noise removal signal for removing the common mode noise;
A noise removal signal applying unit that applies the generated noise removal signal to the communication line in the form of at least one of a common mode voltage and a common mode current;
An adaptive common mode noise removal for communication lines, comprising: an optimization processing unit that determines an amplitude value and phase information of the noise removal signal so that an amplitude value of the detected common mode noise is reduced. apparatus.
前記最適化処理部は、事前に指定した回数の最適化処理を反復して前記ノイズ除去信号を規定するためのフィルタ係数を決定することと、任意に指定した最適化関数の収束レベルに達するまで最適化処理を繰り返して当該フィルタ係数を決定することの少なくとも一方を行うことを特徴とする請求項1記載の通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置。   The optimization processing unit repeats the optimization process a predetermined number of times to determine a filter coefficient for defining the noise removal signal, and until a convergence level of an arbitrarily specified optimization function is reached 2. The adaptive common mode noise removal device for communication lines according to claim 1, wherein at least one of the optimization process is repeated to determine the filter coefficient. 前記信号検出部での検出値を最小化させることを特徴とする請求項1または2記載の通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置。   3. The adaptive common mode noise removal device for communication lines according to claim 1, wherein a detection value at the signal detection unit is minimized. 前記ノイズ除去信号印加部は、前記通信線に挿入されたトランスの巻き線と前記ノイズ除去信号生成部とを接続するトランスを備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置。   The communication according to any one of claims 1 to 3, wherein the noise removal signal applying unit includes a transformer that connects a winding of a transformer inserted in the communication line and the noise removal signal generation unit. Adaptive common mode noise removal device for wire. 前記ノイズ除去信号印加部は、前記通信線の各線に挿入されたインダクタンスと、前記ノイズ除去信号生成部に接続されたインダクタンスとからなるトランスを備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の通信線用適応型コモンモードノイズ除去装置。
The said noise removal signal application part is provided with the transformer which consists of the inductance inserted in each line of the said communication line, and the inductance connected to the said noise removal signal production | generation part. An adaptive common mode noise elimination device for communication lines as described in 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010506497A (en) * 2006-10-05 2010-02-25 アダプティブ スペクトラム アンド シグナル アラインメント インコーポレイテッド Interference cancellation system
JP2015010849A (en) * 2013-06-26 2015-01-19 日本電信電話株式会社 Conduction interference source search device
JP2015537442A (en) * 2012-10-17 2015-12-24 イカノス・コミュニケーションズ・インコーポレイテッドIkanos Communications,Inc. Method and apparatus for sensing noise signals in a wireline communication environment

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