JP2006238370A

JP2006238370A - 通信線路における平衡化回路および通信装置

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Publication number: JP2006238370A
Application number: JP2005053873A
Authority: JP
Inventors: Hirotada Furukawa; 広忠古川; Yoshio Kaida; 佳生海田
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2005-02-28
Filing date: 2005-02-28
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2025-02-28
Also published as: JP4182070B2

Abstract

【課題】通信線路の平衡度を改善して通信線路に理想的なノーマルモード信号を重畳することができ、これにより通信線路における放射ノイズの発生を防止することができる通信線路における平衡化回路、および通信装置を提供する。
【解決手段】バラントランスＴ１の２次側巻線２２の途中に複数の接続点２４を設け、その接続点２４をコモンモード電流が減少するように切り替え制御して、平衡化回路部２０における各導電線３，４とグランド間のインピーダンスの調整を行う。これにより、各導電線間の平衡度を改善して電力線通信線路１に理想的なノーマルモード信号を重畳し、放射ノイズの発生を防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、第１および第２の導電線を含む通信線路を平衡化する、通信線路における平衡化回路、およびその平衡化回路を備えた通信装置に関する。

近年、オフィスのみならず一般家庭でも通信ネットワークシステムの需要がある。家庭内における通信ネットワークシステムを構築する際に選択し得る通信方式としては、無線を利用した通信方式、有線を利用した通信方式および電力線を利用した電力線通信方式がある。このうち、電力線通信方式には、通信線路として既設の電力線を利用するため配線工事費がかからない、家庭内の外観を損ねない等の利点がある。なお、本出願において、電力線通信における通信線路として利用される電力線を、電力線通信線路と呼ぶ。

図５は、電力線通信システムの概念を簡略化して示したものである。電力線通信システムは、Ｌライン（ライブライン）１ＬとＮライン（ニュートラルライン）１Ｎとを含む電力線通信線路１と、この電力線通信線路１に一対の端子２Ａ，２Ｂを介して接続された通信装置１１０とを備えている。図５において、記号Ｚ１はＬライン１Ｌとアースまたはグランドとの間のインピーダンスを表し、記号Ｚ２はＮライン１Ｎとアースまたはグランドとの間のインピーダンスを表している。通信装置１１０は、信号源１００を有し、電力線通信線路との間でノーマルモードの通信信号の入出力を行う。信号源１００は、例えば電力線通信用モデムに含まれるものである。

図５に示したシステムにおいて、信号源１００は、通信信号として、Ｌライン１ＬとＮライン１Ｎに、それぞれグランドレベルＧ０に関して対称な電圧波形の２つの信号１０１，１０２からなる平衡信号（ノーマルモード信号）を送出する。この通信信号が電力線通信線路１を通過する際におけるＬライン１ＬとＮライン１Ｎとの間の電位差をＶとする。

電力線通信線路１が平衡な理想的な状態の場合、すなわち、インピーダンスＺ１，Ｚ２が等しい場合には、通信信号が電力線通信線路１を通過する際に、Ｌライン１Ｌの電位は＋Ｖ／２となり、Ｎライン１Ｎの電位は−Ｖ／２となる。従って、アースまたはグランドとＬライン１Ｌとの間の電位差Ｖ１と、Ｎライン１Ｎとアースまたはグランドとの間の電位差Ｖ２は、共にＶ／２となる。その結果、Ｌライン１Ｌから発生される放射電界とＮライン１Ｎから発生される放射電界とが逆相であることから相殺され、放射ノイズは発生しない。

一方、電力線通信線路１が不平衡な場合、すなわち、インピーダンスＺ１，Ｚ２が等しくない場合には、通信信号が電力線通信線路１を通過する際に、電位差Ｖ１，Ｖ２は等しくならない。この場合には、Ｌライン１Ｌから発生される放射電界とＮライン１Ｎから発生される放射電界とは、絶対値が異なるため、これらは相殺されない。この場合には、２つの放射電界の絶対値の差分に対応した大きさの放射ノイズが電力線通信線路１から発生される。従って、電力線通信線路１の平衡度が低いほど、電力線通信線路１から大きな放射ノイズが発生される。このノイズは、線路が不平衡であることに起因するコモンモードノイズである。

この放射ノイズに対する対策として、例えば特許文献１に記載のように、通信線路にコモンモードノイズを減衰させるコモンモードフィルタを挿入する方法が考えられている。
特開２００４−８０４３６号公報

しかしながら、コモンモードフィルタはコモンモードノイズを除去するだけのものであり、通信線路の平衡度を根本的に改善するものではない。また、コモンモードフィルタといってもノーマルモード信号を減衰させずにコモンモードノイズのみを減衰させることは困難であり、特にノーマルモード信号にて通信を行っている電力線通信においては、その通信信号成分にも影響を与えてしまう。そこで、通信線路の平衡度を改善し、放射ノイズを根本的に改善する方法が求められている。

図６は、電力線通信システムにおける通信装置の一構成例を示している。この通信装置は、送信信号を生成する送信回路１１を有するモデム１０と、一対の端子１Ａ，１Ｂを介してモデム１０に接続されたバラントランスＴ１００と、一対の端子２Ａ，２Ｂを介して電力線通信線路１の各ライン１Ｌ，１Ｎに接続された第１および第２の導電線３，４と、第１および第２の導電線３，４上に設けられたキャパシタＣ１，Ｃ２とを備えている。バラントランスＴ１００は、不平衡信号が入力される１次側巻線１２１と、この１次側巻線１２１に結合された２次側巻線１２２とを有している。１次側巻線１２１の一端と他端は一対の端子１Ａ，１Ｂを介してモデム１０内の送信回路１１に接続されている。１次側巻線１２１の他端は接地されている。２次側巻線１２２の一端はＬライン１Ｌに対応する第１の導電線３に接続され、２次側巻線１２２の他端はＮライン１Ｎに対応する第２の導電線４に接続されている。キャパシタＣ１，Ｃ２は、電力の周波数成分が、モデム１０側を通過することを阻止するハイパスフィルタとしての機能を有する。

バラントランスＴ１００の２次側巻線１２２の中点２４Ｃは接地されている。この場合、第１の導電線３およびグランド間のインピーダンスと第２の導電線４およびグランド間のインピーダンスとが等しく各導電線間の平衡度が保たれていれば、図７に示したように１次側巻線２１の両端間に電位差Ｖが与えられたときに、グランドと第１の導電線３との間の電位差と、第２の導電線４とグランドとの間の電位差は、理想的には共にＶ／２となる。このように、バラントランスＴ１００は、モデム１０側のグランドレベルＧ１に関して非対称な電圧波形の２つの信号からなる不平衡信号を、理想的には、モデム１０側のグランドレベルＧ１に関して対称な電圧波形の２つの信号１０１，１０２からなる平衡信号に変換する。

ここで、モデム１０側のグランドレベルＧ１は、一般にモデム１０側のフレームグランドによって規定され、電力線通信線路１側のグランドレベルＧ０は一般にアースによって規定される。このため、モデム１０側のグランドレベルＧ１と電力線通信線路１側のグランドレベルＧ０とが異なる。従来では、これらのグランドレベルの差を考慮していないため、バラントランスＴ１００の接地点を２次側巻線１２２の中点２４Ｃに設定したとしても、各導電線間の平衡度が保たれず、必ずしも各導電線に出力される２つの信号１０１，１０２は平衡信号にはならない。従って、理想的にはノーマルモードとなるべき信号１０１，１０２の一部がコモンモードの信号に変換されてしまい、これが放射ノイズの原因となってしまう。従って、上記グランドレベルの差を考慮して各導電線間の平衡度を改善し、電力線通信線路１に完全なノーマルモードの信号を重畳することができれば、放射ノイズの問題を根本的に解決することができると思われる。

なお、上記の問題点は、電力線通信線路に限らず、平衡信号を伝送する通信線路全般に当てはまる。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、通信線路の平衡度を改善して通信線路に理想的なノーマルモード信号を重畳することができ、これにより通信線路における放射ノイズの発生を防止することができるようにした通信線路における平衡化回路、および通信装置を提供することにある。

本発明による通信線路における平衡化回路は、入力信号を平衡化して第１および第２の導電線を含む通信線路に出力する平衡化回路部と、平衡化回路部における第１の導電線およびグランド間のインピーダンスの値と第２の導電線およびグランド間のインピーダンスの値とを調整する調整手段と、平衡化回路部の後段に設けられ、通信線路に発生したコモンモード電流を検出する電流検出部と、電流検出部によって検出されたコモンモード電流に基づいて、コモンモード電流が減少するように調整手段を制御して平衡化回路部における各導電線とグランド間のインピーダンスの調整を行う制御手段とを備えたものである。

本発明による通信装置は、第１および第２の導電線を含む通信線路に平衡信号を伝送する通信装置であって、送信信号を出力する送信回路と、送信信号を平衡化して通信線路に出力する平衡化回路部と、平衡化回路部における第１の導電線およびグランド間のインピーダンスの値と第２の導電線およびグランド間のインピーダンスの値とを調整する調整手段と、平衡化回路部の後段に設けられ、通信線路に発生したコモンモード電流を検出する電流検出部と、電流検出部によって検出されたコモンモード電流に基づいて、コモンモード電流が減少するように調整手段を制御して平衡化回路部における各導電線とグランド間のインピーダンスの調整を行う制御手段とを備えたものである。

本発明による通信線路における平衡化回路および通信装置では、通信線路に発生したコモンモード電流が検出され、それに基づいてコモンモード電流が減少するように調整手段が制御され、平衡化回路部における各導電線とグランド間のインピーダンスの調整が行われる。これにより、第１の導電線およびグランド間のインピーダンスと第２の導電線およびグランド間のインピーダンスとを等しくするような調整が可能となり、各導電線間の平衡度が保たれる。

本発明による通信線路における平衡化回路および通信装置において、平衡化回路部は例えば、１次側巻線および２次側巻線を含み２次側巻線の一端が第１の導電線に接続されると共に他端が第２の導電線に接続され、かつ２次側巻線の途中に複数の接続点が設けられたバラントランスを有して構成される。
この場合、調整手段は、２次側巻線におけるいずれか一つの接続点を選択的に接地接続する切替スイッチで構成され、制御手段は、切替スイッチを制御して接地接続する接続点を切り替え制御することにより、各導電線とグランド間のインピーダンスの調整を行う。

また、本発明による通信線路における平衡化回路および通信装置において、平衡化回路部を、１次側巻線および２次側巻線を含み２次側巻線の一端が第１の導電線に接続されると共に他端が第２の導電線に接続されたトランスと、トランスの２次側においてキャパシタを介して第１および第２の導電線間に挿入され、途中に複数の接続点が設けられた平衡度改善用の巻線とを有した構成にしても良い。
この場合、調整手段は、平衡度改善用の巻線におけるいずれか一つの接続点を選択的に接地接続する切替スイッチで構成され、制御手段は、切替スイッチを制御して接地接続する接続点を切り替え制御することにより、各導電線とグランド間のインピーダンスの調整を行う。
この場合さらに、複数の巻線を含み、平衡化回路部と電流検出部との間においてコモンモードノイズを抑制するノイズ抑制回路部を備えていても良い。この場合、切替スイッチは、ノイズ抑制回路部の巻線の１つを介して、平衡度改善用の巻線の接続点を接地接続する。

本発明の通信線路の平衡化回路または通信装置によれば、通信線路に発生したコモンモード電流を検出し、それに基づいてコモンモード電流が減少するように調整手段を制御して、平衡化回路部における各導電線とグランド間のインピーダンスの調整を行うようにしたので、通信線路の平衡度を改善して通信線路に理想的なノーマルモード信号を重畳することができ、これにより通信線路における放射ノイズの発生を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］

まず、本発明の第１の実施の形態に係る平衡化回路および通信装置について説明する。図１は本実施の形態に係る通信装置全体の構成を示している。この通信装置は、例えば電力線通信システムに適用されるものであり、一対の端子２Ａ，２Ｂを介して、電力線通信線路１を構成するＬライン（ライブライン）１ＬとＮライン（ニュートラルライン）１Ｎとに接続される。この通信装置を含む電力線通信システムでは、図５に示した電力線通信システムと同様、通信信号として、Ｌライン１ＬとＮライン１Ｎに、それぞれグランドレベルＧ０に関して対称な電圧波形の２つの信号１０１，１０２からなる平衡信号（ノーマルモード信号）を送出する。

この通信装置は、送信信号を生成する送信回路１１を有するモデム１０と、一対の端子１Ａ，１Ｂを介してモデム１０に接続された平衡化回路部２０と、平衡化回路部２０の後段に設けられた電流検出部３０と、一対の端子２Ａ，２Ｂを介して電力線通信線路１の各ライン１Ｌ，１Ｎに接続された第１および第２の導電線３，４と、第１および第２の導電線３，４上に設けられたキャパシタＣ１，Ｃ２とを備えている。この通信装置はまた、平衡化回路部２０における各導電線３，４とグランド間のインピーダンスの調整を行うための切替スイッチＳＷ１と、電流検出部３０によって検出されたアナログのコモンモード電流信号をデジタル信号に変換して電流レベル信号４１として出力するＡＤコンバータ４０と、電流レベル信号４１に基づいて切替スイッチＳＷ１を制御するスイッチ（ＳＷ）コントローラ５０とを備えている。図１においてモデム１０以降の構成部分が、本発明における「平衡化回路」の一具体例に対応する。切替スイッチＳＷ１は本発明における「調整手段」の一具体例に対応し、スイッチコントローラ５０は本発明における「制御手段」の一具体例に対応する。

送信回路１１は、送信信号として不平衡信号を出力するようになっている。キャパシタＣ１，Ｃ２は、電力の周波数成分がモデム１０側を通過することを阻止するハイパスフィルタとしての機能を有している。

平衡化回路部２０は、不平衡信号を平衡信号に変換する機能を有している。平衡化回路部２０は、バラントランスＴ１により構成されている。このバラントランスＴ１は、不平衡信号が入力される１次側巻線２１と、この１次側巻線２１に結合された２次側巻線２２とを有している。１次側巻線２１の一端と他端は一対の端子１Ａ，１Ｂを介してモデム１０内の送信回路１１に接続されている。１次側巻線２１の他端は接地されている。２次側巻線２２の一端はＬライン１Ｌに対応する第１の導電線３に接続され、２次側巻線２２の他端はＮライン１Ｎに対応する第２の導電線４に接続されている。２次側巻線２２の途中には、例えば巻線の１ターンごとに複数の接続点（タップ）２４が設けられている。２次側巻線２２における接続点２４のいずれか一つは切替スイッチＳＷ１を介して選択的に接地接続されている。

切替スイッチＳＷ１の一端は、２次側巻線２２における接続点２４のいずれか一つに接続され、他端２３は接地されている。接地先は、例えばグランドレベルＧ１のフレームグランドとなっている。接地接続する接続点２４を切り替えることにより、平衡化回路部２０における第１の導電線３およびグランド間のインピーダンスの値と第２の導電線４およびグランド間のインピーダンスの値とを調整することが可能とされている。切替スイッチＳＷ１は例えば半導体スイッチなどにより構成され、スイッチコントローラ５０からのスイッチ制御信号５１に基づいてスイッチング動作するようになっている。スイッチコントローラ５０は、電流検出部３０によって検出されたコモンモード電流の電流レベル信号４１に基づいて、コモンモード電流が減少するように切替スイッチＳＷ１を制御して平衡化回路部２０における各導電線３，４とグランド間のインピーダンスの調整制御を行うようになっている。電力線通信線路１の平衡度（第１および第２の導電線３，４の平衡度）は、時間的に変動することが考えられるので、スイッチコントローラ５０による制御は、所定間隔（例えば電力周波数の半波に同期した周期等）で行うことが望ましい。

電流検出部３０は、磁心３１と、磁心３１に共通に巻かれ互いに磁気的に結合された巻線３２，３３，３４とを有している。巻線３２は、一端が第１の導電線３上においてバラントランスＴ１の２次側巻線２２の一端に接続され、他端がキャパシタＣ１の一端に接続されている。巻線３３は、一端が第２の導電線４上においてバラントランスＴ１の２次側巻線２２の他端に接続され、他端がキャパシタＣ２の一端に接続されている。巻線３４の両端は、ＡＤコンバータ４０に接続されている。巻線３４とＡＤコンバータ４０との間には、抵抗Ｒ１が並列接続されている。

次に、適宜図２を参照してこの通信装置の動作を説明する。
図２は、この通信装置における切替スイッチＳＷ１の制御動作を示している。この通信装置では、モデム１０の送信回路１１から送信信号として不平衡信号がバラントランスＴ１の１次側巻線２１に出力される。バラントランスＴ１は不平衡信号を平衡信号に変換し、２次側巻線２２側に出力する。切替スイッチＳＷ１の一端は、例えば初期の状態では２次側巻線２２における中点の接続点２４Ｃに接続され、その中点の接続点２４Ｃが接地される。初期の状態ではバラントランスＴ１からの出力信号にコモンモード電流が含まれている可能性があり、電流検出部３０では、そのコモンモード電流を検出する。ＡＤコンバータ４０は、電流検出部３０によって検出されたアナログのコモンモード電流検出信号をデジタル信号に変換して、電流レベル信号４１としてスイッチコントローラ５０に出力する（ステップＳ１１）。スイッチコントローラ５０は、電流レベル信号４１を見てコモンモード電流が検出されたか否か（信号レベルがゼロであるか否か）を判断する（ステップＳ１２）。コモンモード電流が検出されなかった場合（ステップＳ１２；Ｎ）には、所定期間経過後、再度電流レベル信号４１の検出を行う。

コモンモード電流が検出された場合（ステップＳ１２；Ｙ）には、スイッチ制御信号５１を出力して切替スイッチＳＷ１を制御し、２次側巻線２２における接続点２４の切り替え制御を行う（ステップＳ１３）。この切り替え制御は、コモンモード電流が減少することとなるように行う。そして、再度コモンモード電流の検出を行い、コモンモード電流が検出されなくなるまで（信号レベルがゼロになるまで）、この制御を繰り返す。これにより、結果的に平衡化回路部２０における各導電線３，４とグランド間のインピーダンスの調整が行われ、各導電線間の平衡度が改善される。この調整を行うことにより、モデム１０側のグランドレベルＧ１と電力線通信線路１側のグランドレベルＧ０とが異なっていたとしても、第１の導電線３およびグランド間のインピーダンスと第２の導電線４およびグランド間のインピーダンスとを等しくすることができ、各導電線間の平衡度が保たれる。この状態では、例えば１次側巻線２１の両端間に電位差Ｖが与えられたときに、２次側巻線２２側では、グランドと第１の導電線３との間の電位差と、第２の導電線４とグランドとの間の電位差が共にＶ／２となる。これにより、モデム１０側から出力された不平衡信号を、グランドレベルＧ０に関して対称な電圧波形の２つの信号からなる、完全な平衡信号に変換することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、バラントランスＴ１の２次側巻線２２の途中に複数の接続点２４を設け、その接続点２４をコモンモード電流が減少するように切り替え制御して、平衡化回路部２０における各導電線３，４とグランド間のインピーダンスの調整を行うようにしたので、各導電線間の平衡度を改善して電力線通信線路１に理想的なノーマルモード信号を重畳することができる。これにより電力線通信線路１における放射ノイズの発生を防止することができる。
［第２の実施の形態］

次に、本発明の第２の実施の形態に係る平衡化回路および通信装置について説明する。図３は本実施の形態に係る通信装置全体の構成を示している。なお、図１と同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この通信装置も図１の通信装置と同様、例えば電力線通信システムに適用され、一対の端子２Ａ，２Ｂを介して電力線通信線路１に接続され、電力線通信線路１に平衡信号を送出する。

この通信装置は、図１の通信装置における平衡化回路部２０に代えて平衡化回路部２０Ａを備えている。また、平衡化回路部２０Ａと電流検出部３０との間にコモンモードノイズを抑制するノイズ抑制回路部６０を備えている。

平衡化回路部２０Ａは、不平衡信号を平衡信号に変換する変換用トランスＴ１Ａと、平衡度改善用トランスＴ１３とを有している。変換用トランスＴ１Ａは、不平衡信号が入力される１次側巻線２１と、この１次側巻線２１に結合された２次側巻線２２とを有している。１次側巻線２１の一端と他端は一対の端子１Ａ，１Ｂを介してモデム１０内の送信回路１１に接続されている。１次側巻線２１の他端は接地されている。２次側巻線２２の一端はＬライン１Ｌに対応する第１の導電線３に接続され、２次側巻線２２の他端はＮライン１Ｎに対応する第２の導電線４に接続されている。２次側巻線２２の一端にはキャパシタＣ３が接続され、他端にはキャパシタＣ４が接続されている。キャパシタＣ３，Ｃ４は、所定の周波数成分が通過することを阻止するハイパスフィルタとしての機能を有している。

平衡度改善用トランスＴ１３は、変換用トランスＴ１Ａの２次側においてキャパシタＣ５，Ｃ６を介して第１および第２の導電線３，４間に挿入されている。キャパシタＣ５，Ｃ６は、所定の周波数成分が通過することを阻止するハイパスフィルタとしての機能を有している。平衡度改善用トランスＴ１３は、磁心６３とこれに巻かれた平衡度改善用の巻線Ｗ６とを含んでいる。平衡度改善用の巻線Ｗ６の途中には、例えば巻線の１ターンごとに複数の接続点（タップ）２４Ａが設けられている。平衡度改善用の巻線Ｗ６における接続点２４Ａのいずれか一つは切替スイッチＳＷ２、およびノイズ抑制回路部６０内の巻線Ｗ３を介して選択的に接地接続されている。平衡度改善用トランスＴ１３の巻線Ｗ６は、本発明における「平衡度改善用の巻線」の一具体例に対応する。

切替スイッチＳＷ２の一端は、平衡度改善用の巻線Ｗ６における接続点２４Ａのいずれか一つに接続され、他端２３Ａはノイズ抑制回路部６０内の巻線Ｗ３を介して接地されている。接地先は、例えばグランドレベルＧ１のフレームグランドとなっている。接地接続する接続点２４Ａを切り替えることにより、平衡化回路部２０Ａにおける第１の導電線３およびグランド間のインピーダンスの値と第２の導電線４およびグランド間のインピーダンスの値とを調整することが可能とされている。切替スイッチＳＷ２は例えば半導体スイッチなどにより構成され、スイッチコントローラ５０からのスイッチ制御信号５１に基づいてスイッチング動作するようになっている。スイッチコントローラ５０は、電流検出部３０によって検出されたコモンモード電流の電流レベル信号４１に基づいて、コモンモード電流が減少するように切替スイッチＳＷ２を制御して平衡化回路部２０Ａにおける各導電線３，４とグランド間のインピーダンスの調整制御を行うようになっている。電力線通信線路１の平衡度（第１および第２の導電線３，４の平衡度）は、時間的に変動することが考えられるので、スイッチコントローラ５０による制御は、所定間隔（例えば電力周波数の半波に同期した周期等）で行うことが望ましい。

平衡度改善用トランスＴ１３とキャパシタＣ５，Ｃ６は平衡化回路部２０Ａの一構成要素であると共に、ノイズ抑制回路部６０の一構成要素となっている。ノイズ抑制回路部６０は、相殺型のノイズ抑制回路であり、所定の第１の位置Ｐ１において、第１の導電線３に挿入された第１の巻線Ｗ１と、磁芯６１と、第１の位置Ｐ１に対応する位置において第２の導電線４に挿入されると共に磁芯６１を介して第１の巻線Ｗ１に結合され、第１の巻線Ｗ１と協働してコモンモードノイズを抑制する第２の巻線Ｗ２と、磁芯６１を介して第１の巻線Ｗ１および第２の巻線Ｗ２に結合された第３の巻線Ｗ３とを備えている。巻線Ｗ１，Ｗ２および磁芯６１は、コモンモードチョークコイルを構成している。すなわち、巻線Ｗ１，Ｗ２は、巻線Ｗ１，Ｗ２にノーマルモードの電流が流れたときに各巻線Ｗ１，Ｗ２を流れる電流によって磁芯６１に誘起される磁束が互いに相殺されるような向きに、磁芯６１に巻かれている。これにより、巻線Ｗ１，Ｗ２は、コモンモードノイズを抑制し、ノーマルモードノイズを通過させる。巻線Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３および磁芯６１は、コモンモードノイズ抑制用の第１のトランスＴ１１を構成している。第３の巻線Ｗ３の一端は、切替スイッチＳＷ２を介して平衡度改善用の巻線Ｗ６の接続点２４Ａに接続されている。第３の巻線Ｗ３の他端は接地されている。

ノイズ抑制回路部６０はさらに、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２の間の第３の位置Ｐ３において第１の導電線３に挿入された第４の巻線Ｗ４と、磁芯６２と、第３の位置Ｐ３に対応する位置において第２の導電線４に挿入されると共に磁芯６２を介して第４の巻線Ｗ４に結合され、第４の巻線Ｗ４と協働してコモンモードノイズを抑制する第５の巻線Ｗ５とを備えている。巻線Ｗ４，Ｗ５および磁芯６２は、コモンモードチョークコイル（コモンモードノイズ抑制用の第２のトランスＴ２）を構成している。すなわち、巻線Ｗ４，Ｗ５は、巻線Ｗ４，Ｗ５にノーマルモードの電流が流れたときに各巻線Ｗ４，Ｗ５を流れる電流によって磁芯６２に誘起される磁束が互いに相殺されるような向きに、磁芯６２に巻かれている。これにより、巻線Ｗ４，Ｗ５は、コモンモードノイズを抑制し、ノーマルモードノイズを通過させる。

ここで、ノイズ抑制回路部６０の作用を平衡度改善用トランスＴ１３を除いた部分について説明する。まず、ノイズの発生源が、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２の間の位置を除いて、第１の位置Ｐ１よりも第２の位置Ｐ２に近い位置にある場合について説明する。この場合には、キャパシタＣ５，Ｃ６によって、第２の位置Ｐ２およびこれに対応する位置における導電線３，４上のコモンモードノイズに対応する信号が検出され、さらに、この信号に基づいて、コモンモードノイズに対して逆相となる注入信号が生成される。この注入信号は平衡度改善用トランスＴ１３を介して第３の巻線Ｗ３に供給される。第３の巻線Ｗ３は、第１および第２の巻線Ｗ１，Ｗ２を介して、注入信号を導電線３，４に注入する。これにより、導電線３，４において第１の位置Ｐ１からコモンモードノイズの進行方向の先でコモンモードノイズが抑制される。

ノイズ抑制回路部６０において、ノイズの発生源が、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２の間の位置を除いて、第２の位置Ｐ２よりも第１の位置Ｐ１に近い位置にある場合には、第１および第２の巻線Ｗ１，Ｗ２を介して第３の巻線Ｗ３によって、第１の位置Ｐ１およびこれに対応する位置における導電線３，４上のコモンモードノイズに対応する信号が検出され、この信号に基づいて注入信号が生成される。この注入信号は、キャパシタＣ５，Ｃ６を経て、第２の位置Ｐ２およびこれに対応する位置において、導電線３，４上のコモンモードノイズに対して逆相になるように注入される。これにより、導電線３，４において第２の位置Ｐ２からコモンモードノイズの進行方向の先でコモンモードノイズが抑制される。

次に、平衡度改善用トランスＴ１３の作用を説明する。図４は、平衡度改善用トランスＴ１３の作用を説明するための等価回路図である。図４では便宜上、切替スイッチＳＷ２の部分を省略し、また巻線Ｗ６を中点の接続点６３Ｃで２つの巻線Ｗ６Ａ，Ｗ６Ｂに分割して説明する。巻線Ｗ６Ａ，Ｗ６Ｂは、巻数が等しく互いに結合されているものとする。接続点６３Ｃは接地されているものとする。巻線Ｗ６Ａ，Ｗ６Ｂは、第１および第２の導電線３，４をノーマルモードの信号が通過する場合における相互誘導係数が正となるように結合されているものとする。

図４において、記号Ｚ１は、平衡度改善用トランスＴ１３、およびキャパシタＣ５，Ｃ６がない場合における第１の導電線３とグランド間のインピーダンスを表している。また、記号Ｚ２は、平衡度改善用トランスＴ１３、およびキャパシタＣ５，Ｃ６がない場合における第２の導電線４とグランド間のインピーダンスを表わしている。

この状態において、理想的には平衡度改善用トランスＴ１３では、第１の導電線３とグランドとの間のインピーダンスと、第２の導電線４とグランドとの間のインピーダンスとを等しくする。そのために、平衡度改善用トランスＴ１３は図４におけるインピーダンスＺ１，Ｚ２を検出する。すなわち、この等価回路では、巻線Ｗ６Ａ側から見た平衡度改善用トランスＴ１３のインピーダンスが、平衡度改善用トランスＴ１３がない場合における第２の導電線４とグランドとの間のインピーダンスＺ２と等しくなる。また、巻線Ｗ６Ｂ側から見た平衡度改善用トランスＴ１３のインピーダンスが、平衡度改善用トランスＴ１３がない場合における第１の導電線３とグランドとの間のインピーダンスＺ１と等しくなる。その結果、平衡度改善用トランスＴ１３を設けた場合の第１の導電線３とグランドとの間のインピーダンスは、平衡度改善用トランスＴ１３を設けた場合の第２の導電線４とグランドとの間のインピーダンスと等しくなる。従って、この平衡度改善用トランスＴ１３によれば、図４の状態において理想的には第１および第２の導電線３，４の平衡度を改善して、第１および第２の導電線３，４から発生される放射ノイズを抑制することができる。

しかながら、実際には巻線Ｗ６を中点の接続点６３Ｃで分割したとしても、インピーダンスの状態が理想状態になるとは限らない。理想的にはノーマルモードとなるべき信号の一部がコモンモードの信号に変換されてしまい、これが放射ノイズの原因となってしまう。

そこで、本実施の形態では、平衡度改善用トランスＴ１３の巻線Ｗ６の途中に複数の接続点２４Ａを設け、その接続点２４Ａをコモンモード電流が減少するように切り替え制御して、平衡化回路部２０Ａにおける各導電線３，４とグランド間のインピーダンスの調整を行う。なお、スイッチコントローラ５０による切り替え制御の動作は、基本的に、図１の通信装置における切替スイッチＳＷ１を切り替え制御する場合と同様である。この調整を行うことにより、図１の通信装置と同様、モデム１０側のグランドレベルＧ１と電力線通信線路１側のグランドレベルＧ０とが異なっていたとしても、第１の導電線３およびグランド間のインピーダンスと第２の導電線４およびグランド間のインピーダンスとを等しくすることができ、各導電線間の平衡度が保たれる。

このように、本実施の形態に係る平衡化回路１によれば、平衡度改善用トランスＴ１３の巻線Ｗ６の途中に複数の接続点２４Ａを設け、その接続点２４Ａをコモンモード電流が減少するように切り替え制御して、平衡化回路部２０Ａにおける各導電線３，４とグランド間のインピーダンスの調整を行うようにしたので、各導電線間の平衡度を改善して電力線通信線路１に理想的なノーマルモード信号を重畳することができる。これにより電力線通信線路１における放射ノイズの発生を防止することができる。

なお、本発明は上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば本発明は通信線路として電力線を用いたシステムに限らず、平衡信号を伝送する通信線路を用いる通信システム全般に適用することが可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る通信装置の一構成例を示す回路図である。本発明の一実施の形態に係る通信装置の動作を説明する流れ図である。本発明の第２の実施の形態に係る通信装置の一構成例を示す回路図である。本発明の第２の実施の形態に係る通信装置における平衡度改善用トランスの等価回路を示す回路図である。電力線通信システムの概略を示す回路図である。バラントランスを用いた従来の電力線通信装置の構成例を示す回路図である。バラントランスの作用を説明する回路図である。

符号の説明

３，４…導電線、１０…モデム、２０…平衡化回路部、６０…ノイズ抑制回路部、Ｔ１…バラントランス、１３…平衡度改善用トランス。

Claims

入力信号を平衡化して第１および第２の導電線を含む通信線路に出力する平衡化回路部と、
前記平衡化回路部における前記第１の導電線およびグランド間のインピーダンスの値と前記第２の導電線およびグランド間のインピーダンスの値とを調整する調整手段と、
前記平衡化回路部の後段に設けられ、前記通信線路に発生したコモンモード電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部によって検出されたコモンモード電流に基づいて、前記コモンモード電流が減少するように前記調整手段を制御して前記平衡化回路部における前記各導電線とグランド間のインピーダンスの調整を行う制御手段と
を備えたことを特徴とする通信線路における平衡化回路。
前記平衡化回路部は、１次側巻線および２次側巻線を含み前記２次側巻線の一端が前記第１の導電線に接続されると共に他端が前記第２の導電線に接続され、かつ前記２次側巻線の途中に複数の接続点が設けられたバラントランスを有し、
前記調整手段は、前記２次側巻線におけるいずれか一つの接続点を選択的に接地接続する切替スイッチで構成され、
前記制御手段は、前記切替スイッチを制御して接地接続する接続点を切り替え制御することにより、前記各導電線とグランド間のインピーダンスの調整を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の通信線路における平衡化回路。
前記平衡化回路部は、１次側巻線および２次側巻線を含み前記２次側巻線の一端が前記第１の導電線に接続されると共に他端が前記第２の導電線に接続されたトランスと、前記トランスの２次側においてキャパシタを介して前記第１および第２の導電線間に挿入され、途中に複数の接続点が設けられた平衡度改善用の巻線とを有し、
前記調整手段は、前記平衡度改善用の巻線におけるいずれか一つの接続点を選択的に接地接続する切替スイッチで構成され、
前記制御手段は、前記切替スイッチを制御して接地接続する接続点を切り替え制御することにより、前記各導電線とグランド間のインピーダンスの調整を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の通信線路における平衡化回路。
複数の巻線を含み、前記平衡化回路部と前記電流検出部との間においてコモンモードノイズを抑制するノイズ抑制回路部をさらに備え、
前記切替スイッチは、前記ノイズ抑制回路部の巻線の１つを介して、前記平衡度改善用の巻線の接続点を接地接続する
ことを特徴とする請求項３に記載の通信線路における平衡化回路。
第１および第２の導電線を含む通信線路に平衡信号を伝送する通信装置であって、
送信信号を出力する送信回路と、
前記送信信号を平衡化して前記通信線路に出力する平衡化回路部と、
前記平衡化回路部における前記第１の導電線およびグランド間のインピーダンスの値と前記第２の導電線およびグランド間のインピーダンスの値とを調整する調整手段と、
前記平衡化回路部の後段に設けられ、前記通信線路に発生したコモンモード電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部によって検出されたコモンモード電流に基づいて、前記コモンモード電流が減少するように前記調整手段を制御して前記平衡化回路部における前記各導電線とグランド間のインピーダンスの調整を行う制御手段と
を備えたことを特徴とする通信装置。