JP2006340313A

JP2006340313A - スピーカ線終端装置

Info

Publication number: JP2006340313A
Application number: JP2005165947A
Authority: JP
Inventors: Koji Yamazaki; 晃司山崎
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2005-06-06
Publication date: 2006-12-14

Abstract

【課題】通信回線としてスピーカ線を用いることにより、高周波帯域における通信環境を確保しつつ、スピーカ線の終端部での反射を防止することができるスピーカ線終端装置を提供する。
【解決手段】データ通信用モデム１に供給される高周波信号とスピーカ２に供給される低周波信号とが重畳された多重信号を伝送するスピーカ線３，４に接続されるように構成されるスピーカ線終端装置５０であって、データ通信用モデム１の接続端Ｐ１とスピーカ２の入力端Ｐ５との間におけるスピーカ線３から分岐して、スピーカ２と並列に接続されるように構成されるキャパシタ１０と、キャパシタ１０と直列に接続される抵抗器１５とを備え、スピーカ線３の終端部での反射を防止する。
【選択図】図１

Description

本発明は終端装置に関し、特に、スピーカ線を伝搬して通信用モデムに供給される高周波信号を終端するスピーカ線終端装置に関する。

電力線を通信回線として利用する技術として電力線搬送通信（PLC）がある。PLCにおいて、接続機器によらずにインピーダンスを整合させて屋内電力線を通信に適した状態にし、電気機器から電力線へのノイズを低減することを可能とする電力線終端回路が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００４−３０４３６５号公報

しかし、PLCに利用される電力線では、様々な負荷、分岐、線種が用いられており、通信に用いる高周波帯での通信環境を確保することが困難となる。また、特許文献１に記載された電力線終端回路は、容量負荷である電力線終端部での反射を防止できるが、誘電負荷である場合には、反射防止効果が減少する。

そこで、本発明は、高周波帯域における通信環境を確保しつつ、スピーカ線の終端部での反射を防止することができるスピーカ線終端装置を提供することを目的とする。

本発明のスピーカ線終端装置は、データ通信用モデムに供給される高周波信号とスピーカに供給される低周波信号とが重畳された多重信号を伝送するスピーカ線に接続されるように構成されるスピーカ線終端装置であって、前記データ通信用モデムの接続端と前記スピーカの入力端との間における前記スピーカ線から分岐して、前記スピーカと並列に接続されるように構成されるキャパシタと、前記キャパシタと直列に接続される抵抗器とを備える。

この構成によれば、通信回線としてスピーカ線を用いることにより、高周波帯域における通信環境を確保することができる。また、この構成によれば、スピーカ線の終端部での反射を防止することができる。

また、本発明のスピーカ線終端装置は、前記データ通信用モデムの前記接続端と前記キャパシタの間に接続されるように構成される第１のインダクタを更に備える。

この構成によれば、通信用モデムへ供給される高周波信号より高い周波数を減衰させることができる。

また、本発明のスピーカ線終端装置は、前記抵抗器と直列に接続される第２のインダクタを更に備える。

この構成によれば、不平衡によるノイズの発生を防止することができる。

また、本発明のスピーカ線終端装置では、前記キャパシタは、前記高周波信号を通過させる周波数特性を有する。

この構成によれば、通信用モデムへ供給される高周波信号だけを通過させることができる。

また、本発明のスピーカ線終端装置では、前記抵抗器は、前記スピーカ線の特性インピーダンスと実質的に等しい抵抗値を有する。

この構成によれば、インピーダンスの不整合による反射を防止し、高周波信号を終端することができる。

また、本発明のスピーカ線終端装置では、前記第１のインダクタは、前記高周波信号の周波数より高い周波数を減衰させる周波数特性を有する。

本発明によれば、通信回線としてスピーカ線を用いることにより、高周波帯域における通信環境を確保することができる。また、本発明によれば、スピーカ線の終端部での反射を防止することができる。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるスピーカ線終端装置の一例を示した図である。図１には、信号源３０、スピーカ線３，４、スピーカ２、通信用モデム１、スピーカ線終端装置５０が示されている。スピーカ線終端装置５０は、キャパシタ１０、抵抗器１５を備える。

図１に示す信号源３０はスピーカ線３，４に接続される。信号源３０は、データ通信用モデム１に供給される高周波信号とスピーカ２に供給される低周波信号とが重畳された多重信号を生成する。信号の多重は、周波数多重方式などの多重方式により行われる。多重方式には、周波数多重方式の他、スピーカ線を用いた多重方式の総てが含まれる。

図１に示すように、スピーカ線３，４は信号源３０とスピーカ２を接続する。スピーカ線３，４は、データ通信用モデム１に供給される高周波信号とスピーカ２に供給される低周波信号とが重畳された多重信号を伝送する。データ通信用モデム１に供給される高周波信号は、通常２MHz−３０MHzの信号である。スピーカ２に供給される低周波信号は、通常２０Hz−２０kHzの信号である。但し、高周波信号及び低周波信号の周波数はこれらに限定されない。

図１に示すスピーカ２は、スピーカ線３，４に接続される。スピーカ２は、低周波信号を受信する音声出力装置である。スピーカ２には、ステレオスピーカの他、ウーファや背面スピーカなども含む。

図１に示すデータ通信用モデム１は、スピーカ線３，４に接続されており、スピーカ２と並列に接続される。データ通信用モデム１は、接続端Ｐ１でスピーカ線３に接続され、接続端Ｐ２でスピーカ線４に接続されている。データ通信用モデム１は、信号源３０から高周波信号を受信する。データ通信用モデム１は、スピーカ線３，４を介して受信する高周波信号をデジタル信号に変換して、データ通信用モデム１に接続される HYPERLINK "http://e-words.jp/w/E382B3E383B3E38394E383A5E383BCE382BF.html" コンピュータ（図示せず）へデジタル信号を送信する。また、データ通信用モデム１は、接続されるコンピュータから送信されるデジタル信号を高周波信号に変換して、スピーカ線３，４へ送信する。

図１に示すスピーカ線終端装置５０は、データ通信用モデム１に供給される高周波信号とスピーカ２に供給される低周波信号とが重畳された多重信号を伝送するスピーカ線３，４に接続されるように構成される。スピーカ線終端装置５０は、スピーカ２と並列に接続されるように構成される。スピーカ線終端装置５０は、接続端Ｐ３、Ｐ４において、スピーカ線３，４にそれぞれ接続される。

キャパシタ１０は、データ通信用モデム１の接続端Ｐ１とスピーカ２の入力端Ｐ５との間におけるスピーカ線３から分岐して、スピーカ２と並列に接続されるように構成される。キャパシタ１０の第１の端子は、接続端Ｐ３でスピーカ線３に接続される。キャパシタ１０の第２の端子は、接続端Ｐ６で抵抗器１５の第１の端子と接続される。キャパシタ１０は、静電容量Ｃを有する。キャパシタ１０は、データ通信用モデム１へ供給される高周波信号を通過させる周波数特性を有する。

抵抗器１５は、キャパシタ１０と直列に接続される。抵抗器１５の第１の端子は、接続端Ｐ６でキャパシタ１０に接続され、第２の端子は、接続端Ｐ４でスピーカ線４に接続される。接続端Ｐ４は接地されている。抵抗器１５は、スピーカ線３の特性インピーダンスと実質的に等しい抵抗値Ｒを有する。

次に、第１の実施の形態にかかるスピーカ線終端装置の動作を説明する。

信号源３０が、通信用モデム１へ供給される高周波信号とスピーカ２へ供給される低周波信号とが重畳された多重信号を生成して、スピーカ線３，４へ送信する。

スピーカ線３，４は、通信用モデム１へ供給される高周波とスピーカ２へ供給される低周波とが重畳された多重信号を伝送する。

キャパシタ１０は、スピーカ２へ伝送される多重信号のうち、通信用モデム１へ供給される高周波信号を抵抗器１５へ導く。

キャパシタ１０は静電容量Cを有するため、キャパシタ１０のインピーダンスZ₁は式（１）のように表される。なお、fは周波数（Hz）である。

・・・・・（１）

抵抗器１５は抵抗値R（Ω）を有する。したがって、キャパシタ１０と抵抗器１５の合成インピーダンスZは、式（２）のように表される。

・・・・・（２）

式（１）を式（２）に代入すると、合成インピーダンスZは、式（３）のように表される。

・・・・・（３）

式（３）によれば、周波数fが高いほど合成インピーダンスZは小さくなる。また、周波数fが低いほど合成インピーダンスZは大きくなる。この結果、接続端Ｐ３において、高周波信号は、スピーカ２へ伝搬せず、スピーカ線終端装置５０へ伝搬する。また、接続端Ｐ３において、低周波信号は、スピーカ線終端装置５０へ伝搬せず、スピーカ２へ伝搬する。すなわち、キャパシタ１０の静電容量Cを適切に選択することにより、通信用モデム１へ供給される高周波信号だけを通過させることができる。

次に、図２を用いて、選択される静電容量Cについて説明する。

図２は、第１の実施の形態にかかるスピーカ線終端装置の周波数特性の一例を示した図である。横軸は周波数を表し、縦軸は減衰率を表す。周波数は遮断周波数（カットオフ周波数）f₀を基準に測定されている。ここで、遮断周波数f₀は、式（４）で表される。

・・・・・（４）

減衰率は、図１に示す接続端Ｐ３における電位Ｖ１と接続端Ｐ６における電位Ｖ２の電圧比で表している。図２では、周波数０．０１f₀で減衰率は４０dBとなり、周波数０．１f₀で減衰率は２０dBとなる。減衰率が小さくなるほど、接続端Ｐ３を伝搬する信号は、スピーカ２へ伝搬せずに、スピーカ線終端装置５０へ伝搬する。すなわち、信号周波数が高いほど、信号はスピーカ線終端装置５０へ伝搬する。

図２によれば、遮断周波数f₀は、通信用モデム１に供給される高周波信号の周波数とスピーカ２に供給される低周波信号の周波数の間に設定されればよい。データ通信用モデム１に供給される高周波信号は、通常２MHz−３０MHzの信号であり、スピーカ２に供給される低周波信号は、通常２０Hz−２０kHzの信号である。この場合、遮断周波数f₀は、２０kHzと２MHzの間に設定されればよい。

上述の通り、遮断周波数f₀は式（４）で表され、抵抗器１５の抵抗値Rは予め設定される。よって、遮断周波数f₀が目的値となるように、キャパシタ１０の静電容量Cを選択すればよい。

抵抗器１５は、キャパシタ１０を通過した高周波信号を終端する。抵抗器１５の抵抗値Rはスピーカ線３の特性インピーダンスと実質的に等しい値であるため、インピーダンスの不整合による反射を防止し、高周波信号を終端することができる。但し、周波数が高くなるとスピーカ線３に接続される部品の端子間容量も無視できなくなるため、スピーカ線終端装置５０の特性を微調整する場合がある。

第１の実施の形態にかかるスピーカ線終端装置によれば、通信回線としてスピーカ線を用いることにより、高周波帯域における通信環境を確保することができる。すなわち、様々な部品が介在する電力線の代わりにスピーカ線を通信回線として用いることにより、線路の特性を安定させることができるため、高周波帯域における通信環境を確保することができる。

また、第１の実施の形態にかかるスピーカ線終端装置によれば、スピーカ線の終端部での反射を防止することができる。すなわち、図１に示すように、スピーカ線３，４を通信回線として用いた場合、スピーカ２はハイインピーダンスの誘導負荷（インダクタ負荷）となるため、スピーカ２の入力端Ｐ５は高周波信号にとって開放端となり、高周波信号の反射の原因となる。スピーカ線終端装置５０は、この高周波信号の反射を防止する。

（第２の実施の形態）
図３は、本発明の第２の実施の形態にかかるスピーカ線終端装置の一例を示した図である。第２の実施の形態にかかるスピーカ線終端装置５１は、第１のインダクタ２０を備える。その他の構成は、第１の実施の形態にかかるスピーカ線終端装置５０と同様である。

第１のインダクタ２０は、データ通信用モデム１の接続端Ｐ１とキャパシタ１の間に接続されるように構成される。第１のインダクタ２０は、データ通信用モデム１の接続端Ｐ１とキャパシタ１の間のスピーカ線３に挿入され、キャパシタ１０と直列に接続される。第１のインダクタ２０は、自己インダクタンスL₁を有する。第１のインダクタ２０は、通信用モデム１へ供給される高周波信号の周波数より高い周波数を減衰させる周波数特性を有する。

次に、第２の実施の形態にかかるスピーカ線終端装置の動作を説明する。

第１のインダクタ２０は、通信用モデム１へ供給される高周波信号より高い周波数を減衰させる。第１のインダクタ２０は自己インダクタンスL₁を有するため、第１のインダクタ２０のインピーダンスZ₂は式（５）のように表される。なお、fは周波数（Hz）である。

・・・・・（５）

式（５）によれば、周波数fが高いほどインピーダンスZ₂は大きくなる。また、周波数fが低いほどインピーダンスZ₂は小さくなる。この結果、高周波信号は、スピーカ２及びスピーカ線終端装置５０へ伝搬しない。すなわち、第１のインダクタ２０の自己インダクタンスL₁を適切に選択することにより、通信用モデム１へ供給される高周波信号より高い周波数を減衰させることができる。

キャパシタ１０は、第１のインダクタ２０を通過した多重信号のうち、通信用モデム１へ供給される高周波信号をスピーカ線４へ導く。抵抗器１５は、キャパシタ１０を通過した高周波信号を終端する。キャパシタ１０と抵抗器１５の動作は上述した通りである。

第２の実施の形態にかかるスピーカ線終端装置によれば、通信用モデムへ供給される高周波信号より高い周波数を減衰させることができる。

（第３の実施の形態）
図４は、本発明の第３の実施の形態にかかるスピーカ線終端装置の一例を示した図である。第３の実施の形態にかかるスピーカ線終端装置５２は、第２のインダクタ２１を備える。その他の構成は、第２の実施の形態にかかるスピーカ線終端装置５１と同様である。

第２のインダクタ２１は、抵抗器１５と直列に接続されるように構成される。第２のインダクタ２１は、データ通信用モデム１の接続端Ｐ２と抵抗器１５の間のスピーカ線４に挿入され、抵抗器１５と直列に接続される。一般に、第２のインダクタ２１のインダクタンス値は、第１のインダクタ２０のインダクタンス値と同じである。これにより、コモンモードノイズによる悪影響を抑制することができる。

第３の実施の形態にかかるスピーカ線終端装置によれば、コモンモードノイズによる悪影響を抑制することができる。

本発明にかかるスピーカ線終端装置は、通信回線としてスピーカ線を用いることにより、高周波帯域における通信環境を確保しつつ、スピーカ線の終端部での反射を防止することができるという効果を有し、スピーカ線を伝搬して通信用モデムに供給される高周波信号を終端するスピーカ線終端装置等として有用である。

第１の実施の形態にかかるスピーカ線終端装置の一例を示した図第１の実施の形態にかかるスピーカ線終端装置の周波数特性の一例を示した図第２の実施の形態にかかるスピーカ線終端装置の一例を示した図第３の実施の形態にかかるスピーカ線終端装置の一例を示した図

符号の説明

１通信用モデム
２スピーカ
３，４スピーカ線
１０キャパシタ
１５抵抗器
２０第１のインダクタ
２１第２のインダクタ
３０信号源
５０，５１，５２スピーカ線終端装置

Claims

データ通信用モデムに供給される高周波信号とスピーカに供給される低周波信号とが重畳された多重信号を伝送するスピーカ線に接続されるように構成されるスピーカ線終端装置であって、
前記データ通信用モデムの接続端と前記スピーカの入力端との間における前記スピーカ線から分岐して、前記スピーカと並列に接続されるように構成されるキャパシタと、
前記キャパシタと直列に接続される抵抗器と、
を備えたスピーカ線終端装置。
前記データ通信用モデムの前記接続端と前記キャパシタの間に接続されるように構成される第１のインダクタを更に備えた請求項１に記載のスピーカ線終端装置。
前記抵抗器と直列に接続されるように構成される第２のインダクタを更に備えた請求項２に記載のスピーカ線終端装置。
前記キャパシタは、前記高周波信号を通過させる周波数特性を有する請求項１乃至３の何れかに記載のスピーカ線終端装置。
前記抵抗器は、前記スピーカ線の特性インピーダンスと実質的に等しい抵抗値を有する請求項１乃至４の何れかに記載のスピーカ線終端装置。
前記第１のインダクタは、前記高周波信号の周波数より高い周波数を減衰させる周波数特性を有する請求項２乃至５の何れかに記載のスピーカ線終端装置。