JP2007104205A - Power line communication device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力線を信号伝送路として用いる電力線通信装置に係るものであり、特に不要輻射を抑制するためのフィルタを備えた電力線通信装置に関する。 The present invention relates to a power line communication apparatus that uses a power line as a signal transmission line, and particularly relates to a power line communication apparatus including a filter for suppressing unnecessary radiation.
近年、電気のコンセントに通信用のアダプタ(PLCモデム)を設置してパーソナルコンピュータ等のデータ通信機器などをつなぐことにより、数Mbps〜数百Mbpsのデータ通信を可能にする電灯線通信(PLC:Power Line Communication)が提案されている。多くの建物には電気配線が張り巡らされているため、新たにケーブルなどを敷設することなく手軽に構内通信網を構築できる。 In recent years, by installing a communication adapter (PLC modem) in an electrical outlet and connecting a data communication device such as a personal computer, a power line communication (PLC) that enables data communication of several Mbps to several hundred Mbps is possible. Power Line Communication) has been proposed. Many buildings have electrical wiring, so you can easily build a local communication network without installing new cables.
電力線はもともと高い周波数の電気信号を流すことを想定していないため、漏洩電波の問題が生じる。そこで、電灯線通信に使用する所望の周波数帯域(例えば4MHz〜20MHz)を超える高調波成分をカットして不要輻射を抑圧するフィルタを備えた電力線通信装置が考えられている。 Since the power line is not originally supposed to pass an electric signal of high frequency, there is a problem of leakage radio waves. In view of this, a power line communication device having a filter that suppresses unnecessary radiation by cutting higher harmonic components exceeding a desired frequency band (for example, 4 MHz to 20 MHz) used for power line communication has been considered.
図6は電灯線通信において不要輻射を抑圧する目的で開発されたバランス型フィルタの構成例である。同図には、商用電源1に接続された一対の電力線2a、2bに対してバランス型フィルタ3が接続され、このバランス型フィルタ3を介してPLCモデム4が接続され、その先にデータ通信装置5が接続された構成が示されている。
FIG. 6 is a configuration example of a balanced filter developed for the purpose of suppressing unnecessary radiation in power line communication. In the figure, a balance type filter 3 is connected to a pair of
同図に示すバランス型フィルタ3は、LC並列共振回路6、LC直列共振回路7及びLC並列共振回路8を組み合わせたスリーポール構造となっており、所望の周波数帯域(例えば4MHz〜20MHz)が通過帯域となるような特性を実現している。バランス型フィルタ3の電源側及びモデム側の各々にダンピング抵抗11,12を接続してQを低下させ帯域を確保している。またバランス型フィルタ3の電源側は電力線2a,2bに夫々設けられた直流カットコンデンサ13,14及び保護用ダイオード19a,19bを経由して信号重畳用トランス20の二次側に接続され、信号重畳用トランス20の一次側が商用電源1に接続されている。なお、信号重畳用トランス20の一次側の一端と商用電源1との間には短絡防止用のコンデンサC1が挿入されている。バランス型フィルタ3のモデム側は電力線2a,2bに夫々設けられた直流カットコンデンサ15,16を介してPLCモデム4に接続されている。
The balanced filter 3 shown in the figure has a three-pole structure in which an LC
図7は以上のように構成されたバランス型フィルタ3のフィルタ特性図である。バランス型フィルタ3を構成している素子の定数を調整することにより、同図に示す特性を得ることができた。スリーポール構造のバランス型フィルタ3によって得られた特性は、4MHzよりも低周波側は急峻に立ち下がり、20MHzよりも高周波側はなだらかに下がる通過特性であった。
しかしながら、上記バランス型フィルタを用いて通過帯域近傍及び高域の阻止帯域においてさらに良好な特性を実現しようとすると、ポール数を増やさなければならないが、バランス型フィルタは素子数が多いため部品点数が増大し、コストアップにつながる問題がある。また、商用電源1から50Hz又は60Hz近傍のリップルノイズが電力線2a,2bに入力するので、かかる低周波帯域においても阻止特性を持たせることが望ましいが、さらなる部品点数の増大を招くことになる。
However, in order to achieve better characteristics in the vicinity of the pass band and in the high stop band using the balanced filter, the number of poles must be increased. There is a problem that increases and leads to cost increase. Further, since ripple noise in the vicinity of 50 Hz or 60 Hz from the commercial power supply 1 is input to the
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、バランス型フィルタのポール数を増やすことによる部品点数の増大を抑制でき、しかも通過帯域近傍及び高域の阻止帯域においてさらに良好な特性を実現可能なフィルタを備えた電力線通信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and can suppress an increase in the number of parts due to an increase in the number of poles of a balanced filter, and achieve better characteristics in the vicinity of the pass band and in the high stop band. An object of the present invention is to provide a power line communication device including a possible filter.
本発明の電力線通信装置は、電力線の2本の電線に接続され所定帯域を通過させるバランス型フィルタと、前記一方の電線とグラウンドとの間に設けられ前記所定帯域外の信号をカットする第1のアンバランス型フィルタと、前記他方の電線とグラウンドとの間に設けられ前記所定帯域外の信号をカットする第2のアンバランス型フィルタと、を具備したことを特徴とする。 The power line communication device of the present invention is a first filter that is connected between two electric wires of a power line and passes a predetermined band, and is provided between the one electric wire and the ground and cuts a signal outside the predetermined band. And a second unbalanced filter that is provided between the other electric wire and the ground and cuts a signal outside the predetermined band.
この構成によれば、所望の通過帯域を実現するフィルタ特性となるようにバランス型フィルタとアンバランス型フィルタとを融合することにより、バランス型フィルタを複数組み合わせる場合に比べて素子数を削減でき、コストダウンを図ることができる。また、バランス型フィルタに対して2本の電線のそれぞれにアンバランス型フィルタを設けることから、一方の電線にだけアンバランス型フィルタを設ける場合に比べてフィルタ回路の設計が容易であり、フィルタ特性も安定する効果がある。 According to this configuration, the number of elements can be reduced compared to a combination of a plurality of balanced filters by fusing a balanced filter and an unbalanced filter so as to achieve a filter characteristic that achieves a desired passband. Cost can be reduced. In addition, since an unbalanced filter is provided for each of the two wires with respect to the balanced filter, the filter circuit can be designed more easily than when an unbalanced filter is provided for only one of the wires. Also has a stabilizing effect.
なお、前記第1及び第2のアンバランス型フィルタは、前記所定帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタで構成することができる。これにより、高域側の阻止帯域及び低域側の阻止帯域のフィルタ特性を改善できる。 The first and second unbalanced filters can be constituted by bandpass filters having the predetermined band as a pass band. Thereby, the filter characteristics of the high-band stop band and the low-band stop band can be improved.
なお、前記第1及び第2のアンバランス型フィルタは、前記所定帯域外の高域側を阻止帯域とするローパスフィルタで構成することができる。これにより、より簡易な構成で高域側の阻止帯域のフィルタ特性を改善できる。 The first and second unbalanced filters can be constituted by low-pass filters having a high band side outside the predetermined band as a stop band. As a result, the filter characteristics of the high-band stop band can be improved with a simpler configuration.
本発明によれば、バランス型フィルタとアンバランス型フィルタを融合させることにより、バランス型フィルタのポール数を増やすことによる部品点数の増大を抑制でき、しかも通過帯域近傍及び高域の阻止帯域においてさらに良好な特性を実現できる。 According to the present invention, by integrating the balanced filter and the unbalanced filter, an increase in the number of parts due to an increase in the number of poles of the balanced filter can be suppressed, and further, in the vicinity of the passband and in the high stopband. Good characteristics can be realized.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明の一実施の形態に係る電力線通信装置の構成図であり、主にフィルタ回路部分を示している。なお、図4に示すバランス型フィルタの各部と同一部分には同一符号を付している。すなわち、バランス型フィルタ3の電源側は、電力線2a,2bに夫々設けられた直流カットコンデンサ13,14及び保護用ダイオード19a,19bを経由して信号重畳用トランス20の二次側に接続され、信号重畳用トランス20の一次側が商用電源1に接続されている。また、バランス型フィルタ3のモデム側に設けられたアンバランス型フィルタ21、22のモデム側は、電力線2a,2bに夫々設けられた直流カットコンデンサ15,16を介してPLCモデム4に接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a power line communication apparatus according to an embodiment of the present invention, and mainly shows a filter circuit portion. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as each part of the balance type filter shown in FIG. That is, the power source side of the balanced filter 3 is connected to the secondary side of the
本実施の形態に係る電力線通信装置は、図6に示すバランス型フィルタ3とアンバランス型フィルタとを組み合わせたフィルタ構成としている。バランス型フィルタ3の回路構成については既に説明したので、ここでは説明を省略し、主にアンバランス型フィルタ21、22の構成について説明する。
The power line communication apparatus according to the present embodiment has a filter configuration in which the balanced filter 3 and the unbalanced filter shown in FIG. 6 are combined. Since the circuit configuration of the balanced filter 3 has already been described, the description thereof is omitted here, and the configuration of the
本実施の形態の電力線通信装置は、バランス型フィルタ3のPLCモデム側端部に対して電力線2a,2bの双方にアンバランス型フィルタ21、22を接続した構成としている。すなわち、バランス型フィルタ3とアンバランス型フィルタ21、22とを融合して所望の特性を実現している。
The power line communication apparatus according to the present embodiment has a configuration in which
アンバランス型フィルタ21は、いわゆるπ型のバンドパスフィルタで構成されている。具体的には、インダクタ43の両端がコンデンサ44,45を介してグラウンドに接続され、当該インダクタ43のPLCモデム側の一端がコンデンサ46を介して直流カットコンデンサ15の一端に接続されている。コンデンサ46の両端はインダクタ48,49を介してそれぞれグラウンドに接続されている。
The
もう一方の電力線2b側に接続されたアンバランス型フィルタ22も上記アンバランス型フィルタ21と同様に構成されている。すなわち、インダクタ51の両端がコンデンサ52,53を介してグラウンドに接続され、当該インダクタ51のPLCモデム側の一端がコンデンサ54を介して直流カットコンデンサ16の一端に接続されている。コンデンサ54の両端はインダクタ55,56を介してグラウンドに接続されている。
The
図2はアンバランス型フィルタ21、22の通過帯域特性の模式図である。同図に示すように、所望の通過帯域における低域側の下限である4MHzよりも低周波側と高域側の上限である20MHzよりも高周波側が阻止帯域となっている。
FIG. 2 is a schematic diagram of the passband characteristics of the
かかる通過帯域特性を有するアンバランス型フィルタ21、22と図7に示すフィルタ特性を有するバランス型フィルタ3とを組み合わせて各定数を調整することにより、図3に示すフィルタ特性を実現することができた。図6に示すバランス型フィルタ3だけによるフィルタ特性に比べて20MHzより高周波側がより急峻になっており高域の阻止帯域においてさらに良好な特性を実現できていることが判る。また、4MHz〜20MHzの所望帯域ではよりフラットなフィルタ特性を実現できている。4MHzよりも低周波側は急峻な立ち下がりを示しており、商用電源1に起因した低周波域に存在するリップルノイズを確実に阻止できるものとなっている。
The filter characteristics shown in FIG. 3 can be realized by adjusting the respective constants by combining the
このように、本実施の形態によれば、双方の電力線2a,2bに対してアンバランス型フィルタ21,22を接続し、バランス型フィルタ3とアンバランス型フィルタ21,22とを組み合わせて所望の通過帯域特性を実現するようにしたので、同等の特性を得るためにバランス型フィルタをいくつも組み合わせてフィルタ構成する場合に比べて、素子数を大幅に削減することができ、コストダウンを図ることができる。またバランス型フィルタ3に対して2本の電力線2a、2bのそれぞれにアンバランス型フィルタ21,22を設けることから、一方の電力線にだけアンバランス型フィルタを設ける場合に比べてフィルタ回路の設計が容易であり、フィルタ特性も安定する効果がある。
As described above, according to the present embodiment, the
しかも、アンバランス型フィルタ21,22として所望の通過帯域特性に合わせたBPFを用いているので、高域の阻止帯域においてさらに良好な特性を実現できると共に、商用電源1から発生する低周波域のリップルノイズを有効にカットすることができる。
In addition, since BPFs that match the desired passband characteristics are used as the
以上の説明では、アンバランス型フィルタ21,22としてπ型のBPFを採用しているが、本発明はπ型BPFに限定されるものではない。π型以外にも一般的なT型BPFを用いることもできる。
In the above description, π-type BPF is adopted as the
図4はアンバランス型フィルタとしてT型のBPFを採用した変形例の構成図である。図1と同じフィルタ部分を主に示している。一方の電力線2aに対してアンバランス型フィルタ41を接続し、他方の電力線2bに対してアンバランス型フィルタ42を接続している。
FIG. 4 is a configuration diagram of a modified example in which a T-type BPF is employed as an unbalanced filter. The same filter part as FIG. 1 is mainly shown. An
アンバランス型フィルタ41は、いわゆるT型のバンドパスフィルタで構成されている。具体的には、2つのインダクタ23、24が直列接続され、その中間点がコンデンサ25を介してグラウンドに接続されている。また、2つのコンデンサ26、27が直列接続され、その中間点がインダクタ28を介してグラウンドに接続されている。そして、一方のインダクタ24の一端と一方のコンデンサ26の一端とが接続され、インダクタ23、24及びコンデンサ26、27からなる直列回路を構成している。インダクタ23の一端は抵抗素子17を介してLC共振回路8の電力線2a側に接続されている。また、他方のコンデンサ27のPLCモデム側の一端が直流カットコンデンサ15の一端に接続されている。
The
もう一方の電力線2b側に接続されたアンバランス型フィルタ42は、上記アンバランス型フィルタ41と同様にT型のバンドパスフィルタで構成されている。すなわち、2つのインダクタ31、32が直列接続され、その中間点がコンデンサ33を介してグラウンドに接続されている。また、2つのコンデンサ34、35が直列接続され、その中間点がインダクタ36を介してグラウンドに接続されている。一方のインダクタ32の一端と一方のコンデンサ34の一端とが接続され、インダクタ31、32及びコンデンサ34、35からなる直列回路を構成している。インダクタ31の一端は抵抗素子18を介してLC共振回路8の電力線2b側に接続されている。また、他方のコンデンサ35のPLCモデム側の一端が直流カットコンデンサ16の一端に接続されている。
Similar to the
以上のように、T型のBPFからなるアンバランス型フィルタ41、42とバランス型フィルタ3とを組み合わせてフィルタを構成した場合も、バランス型フィルタをいくつも組み合わせて所望の特性を実現する場合に比べて素子数を削減できる。また、少ない部品点数で通過帯域近傍及び高域の阻止帯域において良好な特性を実現できる。
As described above, even when the filter is configured by combining the
また、アンバランス型フィルタ(21,22又は41、42)として、π型LPF又はT型LPFを用いても通過帯域近傍及び高域の阻止帯域において良好な特性を実現できる。図5は、アンバランス型フィルタとして、π型LPFを用いた場合の特性シミュレーション結果である。またアンバランス型フィルタとして使用できるBPF又はLPFは上述したものに限定されるものではなく、種々の形態のものを適用できる。 Further, even if a π-type LPF or a T-type LPF is used as the unbalanced filter (21, 22 or 41, 42), good characteristics can be realized in the vicinity of the pass band and in the high stop band. FIG. 5 shows a characteristic simulation result when a π-type LPF is used as the unbalanced filter. Further, the BPF or LPF that can be used as the unbalanced filter is not limited to the above-described one, and various forms can be applied.
本発明は、電灯線通信において電力線からの不要輻射を抑圧するためのフィルタを備えた電力線通信装置に適用可能である。 The present invention is applicable to a power line communication device provided with a filter for suppressing unnecessary radiation from a power line in power line communication.
1 商用電源
2a,2b 電力線
3 バランス型フィルタ
4 PLCモデム
5 データ通信装置
6 LC並列共振回路
7 LC直列共振回路
8 LC並列共振回路
21、22、41、42 アンバランス型フィルタ
23、24、28、31、32、36 インダクタ
25、26、27、33、34、35 コンデンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記一方の電線とグラウンドとの間に設けられ前記所定帯域外の信号をカットする第1のアンバランス型フィルタと、
前記他方の電線とグラウンドとの間に設けられ前記所定帯域外の信号をカットする第2のアンバランス型フィルタと、
を具備したことを特徴とする電力線通信装置。 A balanced filter connected to the two electric wires of the power line and passing a predetermined band;
A first unbalanced filter provided between the one electric wire and the ground for cutting a signal outside the predetermined band;
A second unbalanced filter provided between the other electric wire and ground for cutting a signal outside the predetermined band;
A power line communication apparatus comprising:
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